(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
走査画像を記憶装置に取り込む際に、電子回路の遅延による走査画像の位置ずれを、可変段数シフトレジスタを切り替えることにより、基準クロックに基づいて可変段数のシフトレジスタの段数だけ、前記走査画像を前記記憶装置に取り込むタイミングを、走査の開始から前記電子回路の遅延の分だけ遅れさせることにより補正する走査型荷電粒子ビーム顕微鏡。
【請求項２】
基準クロックに基づいて開始パルスを作り出し、このパルスを基準に走査信号を発生する走査信号発生器と、
前記走査信号を増幅する偏向増幅器と、
前記偏向増幅器からの出力を受けて荷電粒子ビームを偏向し試料表面を走査する偏向器と、
試料表面から発生する二次電子を検出して二次信号を得る二次電子検出器と、
前記走査信号の発生から二次電子信号を得るまでの遅延時間を補正するために、前記開始パルスを前記基準クロックに基づいて指定された段数分遅延させる可変段数シフトレジスタと、
前記遅延された開始パルスの入力により、書き込み信号を発生し、これに基づいて二次電子信号を記憶する記憶装置と、
からなる走査型荷電粒子ビーム顕微鏡。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、走査電子顕微鏡や走査イオン顕微鏡などの走査型荷電粒子ビーム顕微鏡において、走査画像を記憶装置に取り込む方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
走査電子顕微鏡や走査イオン顕微鏡などの走査荷電粒子ビーム顕微鏡においては、走査信号により試料から得られる２次電子信号を、走査信号に同期して記憶装置に取り込み画像データとしている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、電子回路には信号の遅延があるため、荷電粒子ビームの走査位置と記憶装置への記憶位置が、電子回路の遅延時間の分だけずれてしまう。また、走査速度を変えると、速い走査速度では遅い走査速度の際よりも記憶した像の記憶位置が遅れてしまい、画像データに位置ズレが生ずる問題点があった。すなわち、従来技術では走査の開始と画像の記憶開始を同時に行っていたため、電子回路の遅延時間の分だけ走査位置と記憶位置がずれてしまう訳である。また、この電子回路の遅延時間は、装置の個性等によるばらつきがあり、一意に補正できる訳では無かった。
【０００４】
【課題を解決しようとする手段】
上記の問題点を解決するために、この発明は走査の開始信号などのタイミング信号を、画像記録制御信号として利用する際、可変段数のシフトレジスタを使用して電子回路の遅延の分だけ遅れさせることにより、電子回路の遅延を補正して、画像の位置ズレを防止する。
【０００５】
上記のように構成された走査型荷電粒子ビーム顕微鏡は、電子回路の遅延時間の分だけ記憶位置を走査位置からずらすため、操作位置と記憶位置が一致する。また、画像を見ながら可変段数のシフトレジスタの段数を調整すれば、簡単に装置固有の遅延時間の調整ができる。
【０００６】
【発明の実施の形態】
以下に、この発明の実施例を図面に基づいて説明する。
【０００７】
図１は、本発明の走査型荷電粒子ビーム顕微鏡の簡単な構成例である。その動作を図２の信号タイミングチャートにて説明する。
【０００８】
走査信号発生器１は基準クロック１１に基づいて開始パルス１２を作りだし、このパルスを基準に走査信号１３を発生し、その信号を偏向増幅器２にて必要な大きさに増幅して、偏向器３にて荷電粒子ビーム４を偏向し、試料５の表面を走査する。試料５の表面からはその形状や性質に従った量の二次電子６が発生するので、これを二次電子検出器７で検出して二次電子信号１４を得る。図２でわかるように、二次電子信号１４は、その電子回路の遅延のため、走査信号１３と比べて遅れが生じている。
【０００９】
走査信号発生器１が作り出した開始パルス１２は、可変段数シフトレジスタ８で段数切り替えスイッチ９の指定する段数だけ基準クロック１１に基づいて遅延され、画像記憶装置１０の記憶開始入力に供給する。
【００１０】
画像記憶装置１０は、可変段数シフトレジスタ８で段数切り替えスイッチ９の指定する段数だけ基準クロック１１に基づいて遅延された記憶開始信号が与えられると本発明の書き込み信号１６を発生し、これに基づいて二次電子信号１４を内部の記憶装置に記憶する。記憶したデータは、表示装置で表示したり、コンピュータによる画像処理に利用する。
【００１１】
従来の装置では、従来の装置の書き込み信号１５に基づいて二次電子信号１４を内部の記憶装置に記憶する。
【００１２】
本発明の装置と従来の装置を比べると、記憶装置に記憶されるデータは、走査信号１３の開始時点でのデータが記憶開始点のデータとほぼ一致していることが特徴である。また、電子回路の遅延時間は、装置の個性的な特性を示すため、その補正をするときに可変段数シフトレジスタ８の段数を切り替えることで簡単に補正できる。
【００１３】
図３は、本発明における電子回路の遅延時間補正の調整方法を示す。高速な走査と低速な走査の走査信号１９，２０と二次電子信号２１，２２および書き込み信号２３，２４を比較のため並べて示す。両者の速度の違いはこの例では４倍である。可変段数シフトレジスタは、その段数を０、すなわち遅延なしに切り替えている。電子回路の遅延は一般的に走査速度には依らずほぼ一定な値を示すので、この例で画像記憶装置に記憶されるデータは、高速な走査の場合は５画素目から、低速な走査の場合は２画素目から有効となる。
【００１４】
この遅れを調整するときは、補正０の時の低速走査の取得像と一致するように、高速走査で可変段数シフトレジスタの段数を切り替えながら高速走査時の取得像の位置を合わせることで簡単に実施できる。この例では遅延を４段（４クロック）とすれば良い。
【００１５】
図４は、本発明で定義している可変段数シフトレジスタの構成例である。出力と入力を接続したDフリップフロップ２６が複数個直列に並び、基準クロック２９で駆動される。各フリップフロップの出力は、段数切り替えスイッチ２７の各タップに接続され、段数を選択する事ができる。信号入力２８に与えた信号は、基準クロック２９の周期と選択されたDフリップフロップ２６の段数の積だけ遅れて、信号出力３０に現れる。
【００１６】
この実施例では、段数切り替えを簡単なスイッチで表したが、デジタルマルチプレクサなどの素子を使用することも当然できる。また、本発明では記憶開始信号を遅延させたが、書き込み信号などの信号を遅延させることでも同様に実現できる。
【００１７】
【発明の効果】
本発明の走査型荷電粒子ビーム顕微鏡は、電子回路の遅延による走査画像のずれを、可変段数のシフトレジスタを使用して、記憶装置に取り込むタイミングを電子回路の遅延の分だけ遅れさせることにより補正する構成としたことで、以下に記載する効果を得ることができる。
【００１８】
▲１▼電子回路の遅れを補正して記憶装置に二次電子情報を記憶するので、荷電粒子ビームの  走査位置と記憶装置の記憶位置が一致する。
【００１９】
▲２▼実際の画像を見ながらこの遅延時間を簡単に補正できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】走査型荷電粒子ビーム顕微鏡の簡単な構成図である。
【図２】図１の動作を示す信号タイミングチャートである。
【図３】電子回路の調整の際の信号タイミングチャートである。
【図４】本発明で定義している可変段数シフトレジスタの構成図である。
【符号の説明】
１  走査信号発生器
２  偏向増幅器
３  偏向器
４  荷電粒子ビーム
５  試料
６  二次電子
７  二次電子検出器
８  可変段数シフトレジスタ
９  段数切り替えスイッチ
１０  画像記憶装置
１１  基準クロック
１２  開始パルス
１３  走査信号
１４  二次電子信号
１５  従来の装置の書き込み信号
１６  本発明の書き込み信号
１７  基準クロック
１８  開始パルス
１９  高速な走査の場合の走査信号
２０  低速な走査の場合の走査信号
２１  高速な走査の場合の二次電子信号
２２  低速な走査の場合の二次電子信号
２３  高速な走査の場合の書き込み信号
２４  低速な走査の場合の書き込み信号
２５  調整後の書き込み信号
２６  Dフリップフロップ
２７  段数切り替えスイッチ
２８  信号入力
２９  基準クロック
３０  信号出力
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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