JP2007149348A - Scanning electron microscope - Google Patents
Scanning electron microscope Download PDFInfo
- Publication number
- JP2007149348A JP2007149348A JP2005338008A JP2005338008A JP2007149348A JP 2007149348 A JP2007149348 A JP 2007149348A JP 2005338008 A JP2005338008 A JP 2005338008A JP 2005338008 A JP2005338008 A JP 2005338008A JP 2007149348 A JP2007149348 A JP 2007149348A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- scanning
- phase
- time
- power supply
- scan
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Images
Abstract
Description
本発明は、走査電子顕微鏡に関し、特に、交流電源から供給される電源位相波に同期して走査信号を発生させる装置に関するものである。 The present invention relates to a scanning electron microscope, and more particularly to an apparatus that generates a scanning signal in synchronization with a power phase wave supplied from an AC power source.
従来、電子顕微鏡装置の撮像については、使用電源の周波数に同期して行っている場合が多い。この従来例を図4を用いて説明する。 Conventionally, the imaging of an electron microscope apparatus is often performed in synchronization with the frequency of the power source used. This conventional example will be described with reference to FIG.
従来の電子顕微鏡装置、およびその類似装置は、電子源から放出した電子線を細く絞って観測対象となる試料上に2次元走査を行い、このとき試料から発生する2次電子線反射電子やその他の信号をデジタル画像化し、表示することにより、試料の微細構造観察,形状計測を行う。この時の走査電子顕微鏡の構成の一例を図2に示す。電子顕微鏡本体101に対して、画像取得を行う場合、操作用のパソコン(PC)、または制御部109からの走査起動命令により、CPU112を介して該情報が走査制御部111および位相制御部113に伝えられる。位相制御部113はCPU112からの走査起動命令と、電子顕微鏡本体101に供給するAC電源110からの電源位相波(sin 波)を受け、走査起動命令発生時の電源位相波の位相を検出,記憶し、その検出位相を基準とした電源位相波に変換する。セレクタ114は、CPUからの操作により走査制御部111に伝える電源位相波を、AC電源110直接とするか、位相制御部113により変換した電源位相波のどちらかを選択する。走査制御部111では、セレクタ114からの電源位相波と、CPU
112からの走査起動命令を受け、走査起動命令が発生すると、電源位相波の立上り、または、任意の位相点を検出してから電子顕微鏡本体101に電子線走査の同期信号を供給し、さらに同時に画像前処理部104,画像メモリ105,画像処理部106にも同様の同期信号を供給する。走査電子顕微鏡本体101では、走査制御部111からの電子線走査の同期信号により、電子源115から電子線を発生し、試料116に照射する。このとき電子線の照射位置は走査制御部からの走査同期信号(2次元走査信号)により、偏向コイル119が変化することにより決定され、電子線が試料116上を2次元走査する。試料116上に電子線が照射されると、2次電子や反射電子などが発生し、電子線検出器
102により2次電子や反射電子の試料の形状,材質によった強度を検出し、増幅する。増幅された信号はA/D変換器103を適してデジタル画像化し、画像前処理部104によって積算等の演算を行って画像のS/N向上を行い、画像メモリ105に一旦格納する。画像メモリ105に一旦格納された画像データは、走査制御部111の同期信号によってセレクタ107,D/A変換器108を通すか、または直接キャプチャさせて表示装置でもあるPC,WSに送り、走査により得た画像を表示する。
Conventional electron microscope devices and similar devices perform two-dimensional scanning on a sample to be observed by narrowing down an electron beam emitted from an electron source, and at this time secondary electron beam reflected electrons generated from the sample and others The digital signal is converted into a digital image and displayed to observe the microstructure and shape of the sample. An example of the configuration of the scanning electron microscope at this time is shown in FIG. When image acquisition is performed on the electron microscope
Upon receipt of a scan activation command from 112, when a scan activation command is generated, a rising edge of a power phase wave or an arbitrary phase point is detected, and then an electron beam scanning synchronization signal is supplied to the
この時、電子線の2次元走査の発生タイミングは、装置のAC電源による磁場の影響,ACディスターバンスを受けるため、電子線の走査はAC電源の周波数位相に同期して発生させる必要がある。 At this time, the generation timing of the two-dimensional scanning of the electron beam is affected by the influence of the magnetic field by the AC power supply of the apparatus and the AC disturbance, so the scanning of the electron beam needs to be generated in synchronization with the frequency phase of the AC power supply. .
この場合、図4に示す走査タイミングとなる。横軸に時間を、縦軸にAC電源周波数位相401,402,走査例403,404を示す。401はAC電源のsin 波である。
sin 波の位相0°を基準とした場合(他の角度もあり得る)、電子線の走査は走査起動開始時点の次の位相0°基準から開始していた。以上のように走査タイミングをAC電源に同期して発生させることが特許文献1乃至4に説明されている。
In this case, the scanning timing shown in FIG. The horizontal axis represents time, and the vertical axis represents AC
When the phase of the sin wave is 0 ° as a reference (other angles may be possible), the scanning of the electron beam was started from the reference of the next phase 0 ° at the start of scanning.
図4において、401はAC電源の位相波であり、電源周波数405が1周期となる。これを位相180°毎にトルグさせた信号が402である(この例では位相0°と180°を基準としているが、この限りではない)。この場合の走査の1例が走査I403である。(1)の時点で走査起動が入った場合、走査Iは402の立上りを待ってから開始し、この場合は電源周波数2周期分の走査を行っている。走査終了直後に起動が入っても次の走査は同様に402の立上りを待ってから開始する。また走査II404の例では、1回目の走査終了後に、CPU112が他の操作(外部処理)を実行し、再び、操作起動を行ったものである。このときCPUの走査以外での外部処理の時間により起動タイミングが少しでも、402の立上りタイミングの周期を超えてしまうだけで、実走査開始が電源1同期分まるまる遅れることになる。
In FIG. 4, 401 is a phase wave of the AC power supply, and the
このため、他の制御においても実質的な走査時間が変わるため、走査起動のタイミングに関係なく、AC電源同期に依存した走査タイミングにならざるを得なくなっている。従って、実走査時間が遅くなり、装置スループットが低下する要因となる。 For this reason, since the substantial scanning time also changes in other controls, it is inevitable that the scanning timing depends on the AC power supply synchronization regardless of the scanning activation timing. Therefore, the actual scanning time is delayed and the apparatus throughput is reduced.
従来の技術で述べたように、電子線の走査タイミングは図4に示すように、走査開始点は必ず一定の周波数に同期している。従って、走査起動開始から実際の走査開始までにはタイムラグが発生し、その最大時間はAC電源1周期分に達するという問題があった。このため、特に繰返し走査起動,停止を繰返す動作においては、そのタイムラグの累積が装置スループットに影響を与えるという問題があった。また、そのタイムラグが一定でないため、操作や処理によってその度に装置のスループットが変動してしまうという問題があった。 As described in the prior art, the scanning timing of the electron beam is always synchronized with a constant frequency as shown in FIG. Therefore, there is a problem that a time lag occurs from the start of scanning to the actual start of scanning, and the maximum time reaches one cycle of the AC power source. For this reason, there is a problem that the accumulation of the time lag affects the apparatus throughput particularly in the operation of repeatedly starting and stopping the repeated scanning. Further, since the time lag is not constant, there is a problem that the throughput of the apparatus fluctuates each time depending on the operation and processing.
本発明の目的は、電子線走査時の画像取得条件を変えることなく実質走査時間を高速化し、装置のスループットを向上可能な走査制御を有する電子線顕微鏡装置を実現,提供することにある。 SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to realize and provide an electron beam microscope apparatus having scanning control capable of speeding up a substantial scanning time and improving the throughput of the apparatus without changing the image acquisition conditions at the time of electron beam scanning.
上記目的を達成するために、本発明では、走査起動信号が供給されたときの位相と交流電源位相波との位相差を検出し、電源位相波から、当該検出された位相差分ずらして、前記走査偏向器に走査信号を供給することを提案する。 In order to achieve the above object, in the present invention, the phase difference between the phase when the scan activation signal is supplied and the AC power supply phase wave is detected, and the detected phase difference is shifted from the power supply phase wave. It is proposed to supply a scanning signal to the scanning deflector.
電子顕微鏡の走査をACディスターバンスの影響を変化させない状態のままで、走査起動命令から、実際の走査開始までの時間を短縮、または一定にすることが可能となる。 It is possible to shorten or make the time from the scan activation command to the actual start of scanning while keeping the scanning of the electron microscope unchanged in the influence of AC disturbance.
よって、走査起動命令から実走査開始時までの走査待機時間はマクロ的に0となり、実質的な走査時間を短縮でき、装置のスループットを向上させることが可能となる。 Therefore, the scanning standby time from the scanning start command to the start of actual scanning becomes zero macroscopically, the substantial scanning time can be shortened, and the throughput of the apparatus can be improved.
本発明の電子顕微鏡およびその類似装置の1実施例を下記に示す。電子顕微鏡の構成と発明機能の一例を図1に示す。図1において、電子顕微鏡本体101に対して、画像取得を行う場合、操作用のパソコン(PC)、または制御部109からの走査起動命令により、CPU112を介して該情報が走査制御部111および位相制御部113に伝えられる。位相制御部113はCPU112からの走査起動命令と、電子顕微鏡本体101に供給するAC電源110からの電源位相波(sin 波)を受け、走査起動命令発生時の電源位相波の位相を検出,記憶し、その検出位相を基準とした電源位相波に変換する。セレクタ
114は、CPUからの操作により走査制御部111に伝える電源位相波を、AC電源
110直接とするか、位相制御部113により変換した電源位相波のどちらかを選択する。走査制御部111では、セレクタ114からの電源位相波と、CPU112からの走査起動命令を受け、走査起動命令が発生すると、電源位相波の立上り、または、任意の位相点を検出してから電子顕微鏡本体101に電子線走査の同期信号を供給し、さらに同時に画像前処理部104,画像メモリ105,画像処理部106にも同様の同期信号を供給する。走査電子顕微鏡本体101では、走査制御部111からの電子線走査の同期信号により、電子源115から電子線を発生し、試料116に照射する。この時、電子線の照射位置は走査制御部からの走査同期信号(2次元走査信号)により、偏向コイル119が変化することにより決定され、電子線が試料116上を2次元走査する。試料116上に電子線が照射されると、2次電子や反射電子などが発生し、電子線検出器102により2次電子や反射電子の試料の形状,材質によった強度を検出し、増幅する。増幅された信号はA/D変換器103を適してデジタル画像化し、画像前処理部104によって積算等の演算を行って画像のS/N向上を行い、画像メモリ105に一旦格納する。画像メモリ105に一旦格納された画像データは、走査制御部111の同期信号によってセレクタ107,D/A変換器108を通すか、または直接キャプチャさせて表示装置でもあるPC,WSに送り、走査により得た画像を表示する。このとき処理により、画像処理部106を介することも可能である。この画像処理は任意の個所で行うことも可能である。なお、本発明では、装置を制御する部分を総称して、制御装置と称することもある。
An embodiment of the electron microscope and the similar apparatus of the present invention is shown below. An example of the structure and invention function of an electron microscope is shown in FIG. In FIG. 1, when acquiring an image with respect to the electron microscope
さて、この時の走査制御部111の動作について図3を用いて説明する。走査制御部
111においてCPU112からの走査起動命令と、AC電源110からの電源位相波をうける起動,停止制御部302は、走査起動命令を検出すると、電源位相波の基準位相点を待ってから、画素カウンタ303,ラインカウンタ304,フレームカウンタ305に動作開始信号を送る。画素カウンタ303は外部からの基準走査クロックに同期して、
CPU112からの2次元走査の画像の大きさ、走査時間の設定に準じて走査水平方向
(X方向)の有効走査時間のカウントを行い、1X方向が終了するとこれをラインカウンタ304に伝え、カウンタをリセットし、再び画素カウンタをカウントし始め、同様の動作を繰返す。ラインカウンタ304は、画素カウンタ303を同様にCPU112からの設定に準じ、画素カウンタ303からの1X方向終了信号毎に同期して、走査垂直方向
(Y方向)の有効走査時間のカウントを行い、1Y方向が終了するとこれをフレームカウンタ305に伝え、カウンタをリセットし、再びラインカウンタをカウントし始め同様の動作を繰返す。フレームカウンタ305も画素カウンタ303,フレームカウンタ304と同様の動作となる。これらのそれぞれのカウンタ値が走査同期信号生成部306に伝えられ、走査同期信号生成部306によりカウンタ値に準じて、2次元走査に対応した水平,垂直の同期信号、および2次元走査の繰返し回数を制御するフレーム制御の同期信号を生成して、電子顕微鏡本体101に伝えると同時に、これらの同期信号の時間遅れを付加した同期信号を104,105,106などにも送る。即ち、電源位相波から、検出された位相差分をずらして、走査偏向器を供給するようにした。
Now, the operation of the
The effective scanning time in the scanning horizontal direction (X direction) is counted according to the setting of the size and scanning time of the image of the two-dimensional scanning from the
これらにより、制御部109からの起動命令により、電子線の走査から画像取得,表示までの一連の動作を行うことができる。
Accordingly, a series of operations from scanning of an electron beam to image acquisition and display can be performed by an activation command from the
この時の位相制御部113の制御を、図5を用いて説明する。図5は位相制御部113のブロック図で、入力されるAC電源110からの電源位相波の変化毎に位相カウンタ
503によって、ある任意の速度のクロックを基準としてカウントする。(クロックの周波数は位相カウンタ503の精度により決定する。)この位相カウンタは電源位相波がくる限り永久に回り続ける。この位相カウンタ値はCPU112からの走査起動命令と共にカウンタ値記憶部504に渡され、カウンタ値記憶部504では、走査起動を検出した時の位相カウンタ値を記憶する。この記憶したカウンタ値は一致検出部505に送られ、位相カウンタ503の出力である位相カウンタ値との比較を行い、一致位相を検出する。これを位相変換部506で位相が変換された電源位相波として、走査制御部111に送ることができる。
The control of the
この時の位相制御部113の具体的動作を図6に示す。図6において、横軸に時間,縦軸に各動作項目,AC電源同期信号601,位相カウンタ602,記憶カウンタ値603,検出信号604,内部電源同期信号605をそれぞれ示す。AC電源同期信号601の変化毎に位相カウンタ602をリセットする。位相カウンタ602は任意のクロックによりカウントアップされる。カウンタ値記憶部504による記憶カウンタ値603との一致点で検出信号604を生成する。図6の場合は記憶カウンタ603を8とした場合で、位相カウンタ602が8になる毎に検出信号を生成する。この立上り毎に信号を反転することにより、位相制御部113の内部電源同期信号605、すなわち、位相制御されたAC電源位相同期信号が生成される。
The specific operation of the
この時の動作例として図7に走査のタイムチャートを示す。701はAC電源の位相波であり、電源周波数705が1周期となる。これを位相180°毎にトルグさせた信号
702がある(この例では位相0°と180°を基準としているがこの限りではない)。この場合の走査の1例が703の走査Iである。走査起動(以下起動と略す)が(1)のタイミングで入ると、位相制御電源位相波706は702の電源位相波と無関係に立上り、走査I703が開始する。この場合は、AC電源周波数2周期分にて走査を終了している。走査終了後すぐに起動(2)がかかったが、この場合も位相制御電源位相波706は現在の動作に無関係に立下り,立上り動作を行って、再び走査を起動直後に開始することができる。図4で説明した動作と比べると同じAC起動動作を行っても、全体に加わる時間が短くなっているのが分かる。
FIG. 7 shows a scanning time chart as an example of the operation at this time.
この場合、従来例と比べて、N回走査繰返しで最大
N×AC電源周期
の実走査時間短縮となる。
In this case, as compared with the conventional example, the actual scanning time is shortened by a maximum of N × AC power supply cycle by repeating the scanning N times.
次に、走査時間とAC電源位相周期の関係における本発明の効果を示す実施例を説明する。 Next, an embodiment showing the effect of the present invention in the relationship between the scanning time and the AC power supply phase period will be described.
電子顕微鏡装置における一般的な電子線走査は、ラスタ走査で行う場合が多い。この一例を図8に示す。図8の例では、走査領域に対して、左上から水平右方向に走査をし、1ライン走査が終了すると走査領域の左側に戻り、垂直方向に1画素分下から再スタートし、1ライン走査を行う。これを繰返すことにより、全走査領域の走査を行う。 In general, electron beam scanning in an electron microscope apparatus is often performed by raster scanning. An example of this is shown in FIG. In the example of FIG. 8, the scanning area is scanned from the upper left to the right in the horizontal direction. When one line scanning is completed, the scanning area returns to the left side and restarts from the lower side by one pixel in the vertical direction. I do. By repeating this, the entire scanning area is scanned.
このような電子顕微鏡装置のラスタ走査において、その装置のAC電源位相波1同期に対し、走査時間が1/2×1周期から1周期の間の場合、つまり、これまでに述べた例や、NTSC等に代表されるTV等スキャン時間に準じている場合はこれにあてはまる。この時のAC電源位相波と走査の関係を図9に示す。図9の横軸は時間を、縦軸はAC電源位相波901と走査例走査I902を示す。走査I902中の数字は走査フレーム数を示す。図9では、走査I902の各フレームの同一座標点(x,y)位相φ903で必ず、AC電源位相が随時同一点になる様子を示している。
In raster scanning of such an electron microscope apparatus, when the scanning time is between 1/2 × 1 period and 1 period with respect to 1 AC power phase wave synchronization of the apparatus, that is, the examples described so far, This applies to the case of conforming to the scan time for TVs such as NTSC. FIG. 9 shows the relationship between the AC power source phase wave and scanning at this time. In FIG. 9, the horizontal axis represents time, and the vertical axis represents the AC
これはまた、1走査時間が短い(AC電源周期の1/2より小さい)場合も、同様の原理でAC電源の影響を最小に抑えることが可能である。この場合の一例を図10に示す。図10の横軸は時間を、縦軸はAC電源位相波1001と走査例走査II1002を、任意の座標点(x,y)および位相φ1003を示す。走査II1002中の数字は走査フレーム数を示す。しかしこの場合、1走査時間を短くする理由として、1走査時間を短くして、走査時間全体を短くして撮像にかかる時間を短縮することにより、装置スループットを向上させる場合がある。しかし、図10では1走査完了後も次のAC電源開始を待つため、実質的には電源同期は1周期で1走査しか行うことができず時間的効果はなくなる。このような場合は、1走査時間に応じて、同一のAC電源位相内に複数フレーム走査可能な構成をとる。この場合の例を図11に示す。図11の横軸は時間を、縦軸はAC電源位相波1101と走査例走査III1102 を、任意の座標点(x,y)および位相φ1103を、座標点(x′,y′)および位相φ′1104を示す。走査III1102 中の数字は走査フレーム数を示す。図11の例は、1フレーム走査時間がAC電源位相周期の1/2以下である場合である。この時、走査III1102 の第1フレームは、これまでの実施例と同様に走査を開始させるが、第2フレームの開始はAC電源を待たずに、つまり、AC電源同期位相開始点を無視して走査する。そして、第3フレームは再びAC電源同期を待つ。これを繰返すと、奇数フレームと偶数フレームのAC電源位相位置は異なるものの、奇数フレーム間での同一座標点、偶数フレーム間での同一座標点、それぞれにおけるAC電源位相は同一となり、走査時間を短くした上で、AC電源の撮像影響を最小にすることが可能となる。
In addition, even when one scanning time is short (less than 1/2 of the AC power supply period), it is possible to minimize the influence of the AC power supply by the same principle. An example of this case is shown in FIG. In FIG. 10, the horizontal axis indicates time, the vertical axis indicates AC power
これは1AC電源同期内に任意のフレーム数が入る場合(例えば5ms,2.5ms で1走査時間となる撮像では、1AC電源周期20msに4フレーム,8フレーム入る)も同様である。 The same applies to the case where an arbitrary number of frames are included in one AC power supply synchronization (for example, in an imaging in which one scanning time is 5 ms and 2.5 ms, four frames and eight frames are included in one AC power supply cycle 20 ms).
以下、本発明を装置に組込んだ場合の具体的アプリケーション例として、電子顕微鏡装置における、走査時のオートフォーカス機能に本発明を適用した場合の実施例を述べる。 Hereinafter, as a specific application example when the present invention is incorporated in an apparatus, an embodiment in which the present invention is applied to an autofocus function during scanning in an electron microscope apparatus will be described.
オートフォーカスの走査例を示したタイムチャートを図12に示す。電子顕微鏡における一般的なオートフォーカスの動作は、ある走査条件で画像を取得し、その画像に対し、オートフォーカス演算を行い、その結果を走査条件にフィードバックさせる。走査条件の設定を変更し、この条件で再び走査を行う。この“走査→オートフォーカス→走査条件変更”の動作を連続的に行い、オートフォーカス演算結果が、決められたフォーカス範囲
(閾値)に入った時点で走査を打ち切り、オートフォーカスを終了とする。
FIG. 12 shows a time chart showing an example of autofocus scanning. In a general autofocus operation in an electron microscope, an image is acquired under a certain scanning condition, an autofocus operation is performed on the image, and the result is fed back to the scanning condition. The setting of the scanning condition is changed, and scanning is performed again under this condition. The operation of “scanning → autofocus → scanning condition change” is continuously performed, and when the autofocus calculation result enters a predetermined focus range (threshold), the scan is stopped and the autofocus is ended.
さて、図12のタイムチャート例について説明する。図12は横軸が時間で1目盛が1電源同期である。ここでは、電源周波数を50Hzとする。したがって、1目盛がT=
20msとなる。縦軸には各動作項目,AC電源周波数1201,走査条件設定1202,走査1203,画像転送1204,オートフォーカス演算1205をそれぞれ示す。図12図中の数値の単位はmsである。最初に初期設定として、走査条件設定1206を行い、所望の走査を行えるようにする。その後、走査スタート命令1207を出すと、走査1203を開始する。この例では1フレーム40msの走査を2回行い、2フレームの取得画像を画像間で積算し、S/Nを向上させて完成撮像画像とする。この時、走査スタート命令1207は、電源同期直後に発行されている。従来の場合は走査開始は電源同期開始を待つ。このため実際の走査開始は、走査スタート命令より最大で20ms電源同期待ち1208遅れる。
Now, an example of the time chart in FIG. 12 will be described. In FIG. 12, the horizontal axis indicates time, and one scale indicates one power supply synchronization. Here, the power supply frequency is 50 Hz. Therefore, one scale is T =
20 ms. The vertical axis represents each operation item, AC power frequency 1201, scanning condition setting 1202, scanning 1203,
走査開始後、40ms×2フレーム=80ms後に走査を終了する。完成取得画像は、画像処理部106内メモリに転送するため、画像転送1204を行う。またこの間に走査の終了,開始処理を行い、引き続き次走査をスタートさせるが、この場合は、走査スタート命令1210は、前走査終了後の次電源同期直後に発行している。このため、第1走査と同様、最大で20ms電源同期待ち1211待機後実走査をスタートする。
After the start of scanning, scanning is finished 40 ms × 2 frames = 80 ms later. In order to transfer the completed acquired image to the memory in the
画像処理部106へ転送された走査取得画像は、オートフォーカス演算1205を行うが、画像処理部転送後は、走査と並行に動作可能であり、次走査をしつつ、演算を行い、演算完了後、それを走査制御条件に反映させる。
The scan acquired image transferred to the
これらの一連の動作を繰返すことになる。この時の走査の繰返し時間は、走査スタートから次走査スタートまでであると考えれば、
電源同期待ち+走査時間+走査スタート命令動作時間(転送時間含む)
となり、
20ms+40ms×2(フレーム)+20ms=120ms
よって、120ms周期で走査,オートフォーカス演算を繰返すことになる。ここで、オートフォーカス時に10画像取得を行ったとすれば、図12中下の計算にあるように、合計で1286.4ms の時間を要する。
These series of operations are repeated. If the scanning repetition time at this time is considered to be from the scanning start to the next scanning start,
Power supply synchronization wait + scan time + scan start command operation time (including transfer time)
And
20 ms + 40 ms × 2 (frame) +20 ms = 120 ms
Therefore, scanning and autofocus calculations are repeated at a cycle of 120 ms. Here, if 10 images are acquired during autofocus, a total time of 1286.4 ms is required as shown in the lower calculation in FIG.
これに対し、本発明を適用した場合のオートフォーカスの実施例を以下に示す。すでに説明をしたオートフォーカス例(図12)に対して、本発明を適用した場合のタイムチャートを図13に示す。図13は、図12と機能,動作は、全く同じであり、走査タイミングのみに、本発明を適用したものである。オートフォーカスのための対物レンズの強度変更、或いは試料に印加する負電圧の調整(負電圧を調整することによるフォーカス調整)は、走査1303間において行われる。機能,動作は図12のオートフォーカス例と同一である。図13は横軸が時間で1目盛が1電源同期である。ここでは、電源周波数を50Hzとする。したがって、1目盛がT=20msとなる。縦軸には各動作項目,AC電源周波数1301,走査条件設定1302,走査1303,画像転送1304,オートフォーカス演算1305をそれぞれ示す。図13図中の数値の単位はmsである。ここでは図12との相違,電源同期位相制御方式適用の有無による走査処理時間の違いについて述べる。
On the other hand, an example of autofocus when the present invention is applied will be described below. FIG. 13 shows a time chart when the present invention is applied to the autofocus example (FIG. 12) already described. 13 has the same functions and operations as those in FIG. 12, and the present invention is applied only to the scanning timing. Changing the intensity of the objective lens for autofocusing or adjusting the negative voltage applied to the sample (focus adjustment by adjusting the negative voltage) is performed between
図13において、走査スタート命令1307が発行されると、マクロ的には命令発行直後に実走査が開始され、開始から80ms後に走査1303が終了する。走査終了後の画像転送1304,走査終了,開始処理を行って、走査スタート命令1309を発行すると直後に次走査が開始される。
In FIG. 13, when a
この時、同一走査での画像におけるある座標点での電源同期の位相は全く同じであり、磁場の影響は同一座標点で均一となる。 At this time, the phase of power supply synchronization at a certain coordinate point in the image of the same scanning is exactly the same, and the influence of the magnetic field is uniform at the same coordinate point.
図12と同様に繰返し時間を求めると、
走査時間+走査スタート命令動作時間(転送時間含)
となり、
40ms×2フレーム+13ms=93ms
よって、93ms周期で、走査1303,オートフォーカス演算1305などを繰返すことになる。ここで、図12と同様に、10画像でオートフォーカスが収束したとすれば図13下の演算にあるように、合計で、1014.4ms の時間となり、図12の従来例に比べて264msの時間短縮となることが分かる。
When the repetition time is obtained as in FIG.
Scan time + scan start command operation time (including transfer time)
And
40 ms x 2 frames + 13 ms = 93 ms
Therefore, scanning 1303,
これにより、オートフォーカスに本発明を適用すれば、オートフォーカス時間の時間短縮を図ることができ、適用装置(電子顕微鏡装置等)のスループット向上に貢献できることになる。また、オートフォーカス演算の結果、フォーカス評価値が所定値に達していると判断される場合には、その後の走査を停止するようにしても良い。 As a result, when the present invention is applied to autofocus, the autofocus time can be shortened, which can contribute to an improvement in the throughput of the application apparatus (such as an electron microscope apparatus). Further, when it is determined that the focus evaluation value has reached a predetermined value as a result of the autofocus calculation, the subsequent scanning may be stopped.
本効果は、走査繰返し回数が多いほど、走査フレーム間積算数が小さいほど、オートフォーカス自体の回数が多いほどより効果的となる。 This effect becomes more effective as the number of scanning repetitions is larger, the number of integrations between scanning frames is smaller, and the number of autofocusing is larger.
オートフォーカス演算が走査繰返し時間よりも大の場合は、演算時間が律速条件となってしまうが、近年の画像処理の高速化に従い多くの場合走査時間が律速条件になっている。 When the autofocus calculation is longer than the scanning repetition time, the calculation time becomes the rate-limiting condition. However, in recent years, the scanning time is often the rate-limiting condition in accordance with the recent increase in image processing.
本例では、オートフォーカスを例として上げたが、他の一般的な画像処理等においても同様に考えることが可能である。 In this example, autofocus is taken as an example, but the same can be applied to other general image processing and the like.
具体的な撮像シーケンスの例として、ある電子顕微鏡装置における、画像取得シーケンス一例を図14に示す。図14の示すように、この画像処理シーケンスは大きく撮像I
1401,撮像II1402,撮像III1403,処理I1404,処理II1405 の各動作に分かれる。本シーケンススタート後、撮像I1401を行い、この中では電子顕微鏡のステージ移動1406等の機構的な動作,制御を行って所望の撮像位置に移動する。そして、前の実施例で述べたオートフォーカス1407を行って、撮像の焦点合わせを行ってから、撮像のための走査1408を行って、画像取得を完了する。このうち、撮像
II1402と処理I1404および、撮像III1403と処理II1405 はそれぞれ並行して動作するため、処理時間の遅いほうが全スループットの律速条件となる。
As an example of a specific imaging sequence, an example of an image acquisition sequence in an electron microscope apparatus is shown in FIG. As shown in FIG. 14, this image processing sequence is largely imaged I
The operations are divided into 1401, imaging II 1402, imaging
Since the II 1402 and the
取得画像は、画像転送後1409,画像処理1410を行う(処理I1404),(例えば、PCへ転送しPCソフトウェアによる画像処理)が、これと並行して次の撮像準備を開始する。撮像I1401完了後、撮像II1402を開始し、撮像I1401と同様にステージ移動1406を経て、走査1408を行い、画像取得を行う、これと同様に撮像III1403,処理II1405を行って、シーケンスを終了する。
The acquired image is transferred 1409 after image transfer and
以上のシーケンスでは、走査1408を幾度となく繰返すことになる。撮像I1401の場合、オートフォーカス1407で前述の通り、フォーカスが収束するまで撮像を繰返し、最後に実走査による画像取得のための1撮像を行って、撮像I1401が終了する。この時、走査の開始毎に本発明を適用可能であり、撮像毎に全体スループット向上の効果を発揮することができる。撮像II1402,撮像III1403についても同様である。
In the above sequence, the
この時の画像取得シーケンスの処理項目に対する処理時間例を従来と本発明を適用した場合について図15に示す。各ステージ移動は従来、発明適用と500msと変化しないが、オートフォーカスでは前述したように、10回撮像繰返しにて約250msの短縮効果があり、実走査(画像取得)も各20msの短縮効果がある。この結果、画像取得シーケンス全体としては、表1に示す総時間をみると、従来は5092ms、に対し発明適用時は4488msとなり、本シーケンス全体で604msの短縮効果があることがわかり、装置全体スループットの向上に寄与可能である。
An example of processing time for the processing items of the image acquisition sequence at this time is shown in FIG. Conventionally, each stage movement does not change to 500 ms when the invention is applied. However, as described above, autofocus has a shortening effect of about 250 ms by repeating the
101…電子顕微鏡本体、102…電子線検出器、103,118…A/D変換器、
104…画像前処理部、105…画像メモリ、106…画像処理部、107,114…セレクタ、108…D/A変換器、109…制御部、110…AC電源、111…走査制御部、112…CPU、113…位相制御部、115…電子源、116…試料、117…偏向コイル。
101 ... electron microscope main body, 102 ... electron beam detector, 103, 118 ... A / D converter,
DESCRIPTION OF
Claims (4)
前記制御装置は、前記走査起動信号が供給されたときの位相と前記電源位相波との位相差を検出し、前記電源位相波から、当該検出された位相差分ずらして、前記走査偏向器に走査信号を供給することを特徴とする走査電子顕微鏡。 An electron gun, a scanning deflector that scans the electron beam emitted from the electron gun, and a scanning signal to the scanning deflector in synchronization with a power phase wave supplied from an AC power source based on a scanning activation signal In a scanning electron microscope equipped with a control device to supply,
The control device detects a phase difference between the phase when the scanning activation signal is supplied and the power phase wave, and shifts the detected phase difference from the power phase wave to scan the scanning deflector. A scanning electron microscope characterized by supplying a signal.
前記制御装置は、前記走査信号が、前記電源位相波の1周期の1/2よりも短いときには、前記電源位相波の1周期の間に、2周期の前記走査信号を、前記走査偏向器に供給することを特徴とする走査電子顕微鏡。 In claim 1,
When the scanning signal is shorter than half of one cycle of the power supply phase wave, the control device sends the scanning signal of two cycles to the scanning deflector during one cycle of the power supply phase wave. A scanning electron microscope characterized by being supplied.
前記制御装置は、前記電子ビームのフォーカス調整の画像取得のための複数の走査の間に走査開始信号を発生し、当該走査開始信号に基づいて、前記走査偏向器に走査信号を供給することを特徴とする走査電子顕微鏡。 Scanning electron comprising: an electron gun; a scanning deflector that scans an electron beam emitted from the electron gun; a focus adjustment that performs focus adjustment of the electron beam; and a control device that supplies a scanning signal to the scanning deflector In the microscope,
The control device generates a scanning start signal during a plurality of scans for acquiring an image for focus adjustment of the electron beam, and supplies the scanning signal to the scanning deflector based on the scanning start signal. A scanning electron microscope.
前記制御装置は、前記フォーカス調整のための複数の画像取得のための走査開始タイミングを、各画像のための走査ごとに独立して設定することを特徴とする走査電子顕微鏡。
In claim 3,
The scanning electron microscope, wherein the control device sets a scanning start timing for acquiring a plurality of images for focus adjustment independently for each scanning for each image.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2005338008A JP2007149348A (en) | 2005-11-24 | 2005-11-24 | Scanning electron microscope |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2005338008A JP2007149348A (en) | 2005-11-24 | 2005-11-24 | Scanning electron microscope |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2007149348A true JP2007149348A (en) | 2007-06-14 |
Family
ID=38210536
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2005338008A Pending JP2007149348A (en) | 2005-11-24 | 2005-11-24 | Scanning electron microscope |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2007149348A (en) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP3029710A1 (en) | 2014-12-04 | 2016-06-08 | JEOL Ltd. | Charged particle beam device and image acquisition method |
US9668845B2 (en) | 2009-04-17 | 2017-06-06 | Boston Scientific Scimed, Inc. | Delivery sleeve for pelvic floor implants |
US9962251B2 (en) | 2013-10-17 | 2018-05-08 | Boston Scientific Scimed, Inc. | Devices and methods for delivering implants |
US9974639B2 (en) | 2007-12-28 | 2018-05-22 | Boston Scientific Scimed, Inc. | Devices and methods for treating pelvic floor dysfunctions |
-
2005
- 2005-11-24 JP JP2005338008A patent/JP2007149348A/en active Pending
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US9974639B2 (en) | 2007-12-28 | 2018-05-22 | Boston Scientific Scimed, Inc. | Devices and methods for treating pelvic floor dysfunctions |
US9668845B2 (en) | 2009-04-17 | 2017-06-06 | Boston Scientific Scimed, Inc. | Delivery sleeve for pelvic floor implants |
US9962251B2 (en) | 2013-10-17 | 2018-05-08 | Boston Scientific Scimed, Inc. | Devices and methods for delivering implants |
EP3029710A1 (en) | 2014-12-04 | 2016-06-08 | JEOL Ltd. | Charged particle beam device and image acquisition method |
KR20160067750A (en) | 2014-12-04 | 2016-06-14 | 지올 리미티드 | Charged Particle Beam Device and Image Acquisition Method |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
EP3270104B1 (en) | Shape measuring apparatus and shape measuring method | |
JP5256745B2 (en) | 3D shape measuring device | |
EP3239929A1 (en) | Image processing apparatus, image processing method and program | |
JP6637445B2 (en) | Improved imaging of microscope samples | |
US11539898B2 (en) | Method and apparatus for imaging a sample using a microscope scanner | |
JP2007149348A (en) | Scanning electron microscope | |
JP2011007872A (en) | Observation device and magnification correction method | |
JP2011039433A (en) | Imaging apparatus, and method for controlling the same | |
WO2000057231A1 (en) | Scanning confocal microscope | |
JPH0656748B2 (en) | Electron microscope autofocus method | |
US10554899B2 (en) | HDR imaging | |
JP2007109408A (en) | Automatic regulation method of electron beam device and electron beam device | |
CN114026594A (en) | Iris authentication device, iris authentication method, computer program, and recording medium | |
JP6302785B2 (en) | Image quality improvement method and apparatus for scanning charged particle microscope image | |
JP2018004905A (en) | Scanning type microscope and scanning type microscope control method | |
JP6618819B2 (en) | 3D shape measuring device | |
JP2008287648A (en) | Mobile body detection method and device, and monitoring device | |
JPH1010449A (en) | Scanner drive unit | |
US8676049B2 (en) | Imaging control unit, imaging apparatus, and imaging control method | |
JP2009232340A (en) | Image pickup element and method for driving image pickup element | |
JP2014240887A (en) | Image acquisition apparatus and focusing method for the image acquisition apparatus | |
JP2018091968A (en) | Scan type microscope device, and image construction method | |
WO2017064812A1 (en) | Image reading device, image reading method and image reading program | |
JP2001230910A (en) | Method for reading original | |
JP2010263290A (en) | Position adjustment method of imaging device |