JP2009181863A - Image signal processing method and apparatus, and charged particle beam apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、画像のノイズ量が調整可能な画像信号処理方法および装置、並びに荷電粒子線装置に関するものである。 The present invention relates to an image signal processing method and apparatus capable of adjusting an image noise amount, and a charged particle beam apparatus.
近年、荷電粒子線装置は、半導体の製造など多くの産業分野において盛んに用いられている。例えば、走査型電子顕微鏡(以下、SEM(Scanning Electron Microscope)という)が産業用に用いられる場合、主に、パターン寸法を測定する検査工程において用いられることが多い。そのような用途で用いられるSEMにおいては、複数の装置間での計測特性の差を小さくすることが求められる。そのため、同一の試料を観察した時に、複数の装置間で表示画像の画質を揃えることが望ましい。 In recent years, charged particle beam apparatuses are actively used in many industrial fields such as semiconductor manufacturing. For example, when a scanning electron microscope (hereinafter referred to as SEM (Scanning Electron Microscope)) is used for industrial use, it is often used mainly in an inspection process for measuring pattern dimensions. In the SEM used for such applications, it is required to reduce the difference in measurement characteristics between a plurality of apparatuses. Therefore, when observing the same sample, it is desirable to align the image quality of the display image among a plurality of apparatuses.
画質を揃えるために必要な調整の一つに、表示画像のコントラスト調整がある。試料の中には、付着した塵等により局所的に非常に輝度の高い部分または輝度の低い部分が存在し、コントラストが適切な値とならない場合がある。 One of the adjustments necessary to align the image quality is the contrast adjustment of the display image. In the sample, there may be a portion with extremely high luminance or a portion with low luminance locally due to adhered dust or the like, and the contrast may not be an appropriate value.
そこで、例えば特許文献1に示されるように、局所的に高いまたは低い輝度にも対応可能なコントラスト調整方法を用いる場合がある。この方法では、まず、予め輝度に対する基準ヒストグラムと、設定すべきゲインおよび直流レベルを定めるパラメータの組み合わせを複数用意しておく。試料の表示画像から作成したヒストグラムと基準ヒストグラムを比較して、最も形態の近似する基準ヒストグラムを選択し、その基準ヒストグラムに対応するパラメータを設定することで、コントラストを調整する。 Therefore, for example, as disclosed in Patent Document 1, a contrast adjustment method that can cope with locally high or low luminance may be used. In this method, first, a plurality of combinations of a reference histogram for luminance and parameters for determining a gain and a DC level to be set are prepared in advance. The contrast is adjusted by comparing the histogram created from the display image of the sample with the reference histogram, selecting the reference histogram that is the closest to the form, and setting the parameters corresponding to the reference histogram.
しかしながら、特許文献1のような従来技術には、SEMを含む荷電粒子線装置の表示画像には必ずノイズが含まれるため、検査対象のパターンや材質によっては、輝度情報からコントラストやブライトネスの調整を実施したとしても、表示画像のノイズ量が増減し、画質を揃えることができない場合があり、適切な試料観察ができないという問題がある。 However, in the conventional technology such as Patent Document 1, since the display image of the charged particle beam apparatus including the SEM always includes noise, depending on the pattern or material to be inspected, the contrast and brightness can be adjusted from the luminance information. Even if it is implemented, the amount of noise in the display image increases and decreases, and the image quality may not be uniform, and there is a problem that appropriate sample observation cannot be performed.
本発明はこのような状況に鑑みてなされたものであり、表示画像のノイズ量を一定に保つことができるコントラスト・ブライトネス調整機能を提供するものである。 The present invention has been made in view of such a situation, and provides a contrast / brightness adjustment function capable of keeping the amount of noise of a display image constant.
上記課題を解決するために、本発明では、表示部に表示されるべき表示画像からノイズ量を算出し、算出されたノイズ量を一定にするように、例えば、算出されたノイズ量が与えられるノイズ量参照値に一致するように、表示画像のコントラストとブライトネスを調整する。より具体的には、表示画像のヒストグラムの幅と位置を変更することにより、算出されたノイズ量が与えられるノイズ量参照値に一致するように調整する。 In order to solve the above problems, in the present invention, for example, a calculated noise amount is given so as to calculate a noise amount from a display image to be displayed on the display unit and to keep the calculated noise amount constant. The contrast and brightness of the display image are adjusted so as to match the noise amount reference value. More specifically, the calculated noise amount is adjusted to match the given noise amount reference value by changing the width and position of the histogram of the display image.
また、本発明では、表示部に表示されるべき表示画像からノイズ量を算出し、算出されたノイズ量を一定にするように表示画像のコントラストとブライトネスを調整するための画像制御信号を生成する。信号アンプがこの画像制御信号によって、荷電粒子線装置の検出信号を制御する。より具体的には、算出されたノイズ量及びノイズ量参照値から、表示画像の信号増幅度及び信号バイアス値を変更することにより、画像制御信号を生成する。 In the present invention, the amount of noise is calculated from the display image to be displayed on the display unit, and an image control signal for adjusting the contrast and brightness of the display image so as to make the calculated noise amount constant is generated. . The signal amplifier controls the detection signal of the charged particle beam device by this image control signal. More specifically, the image control signal is generated by changing the signal amplification degree and the signal bias value of the display image from the calculated noise amount and noise amount reference value.
このように、本発明においては、ノイズ量参照値を設定すれば、コントラスト・ブライトネス調整によってコントラストとブライトネスを調整し、ノイズ量参照値と一致する表示画像を得ることができる。すなわち、表示画像のノイズ量を一定にすることができ、表示画像の画質を揃えることができるようになる。 Thus, in the present invention, if the noise amount reference value is set, the contrast and brightness are adjusted by contrast / brightness adjustment, and a display image that matches the noise amount reference value can be obtained. That is, the noise amount of the display image can be made constant, and the image quality of the display image can be made uniform.
さらなる本発明の特徴は、以下本発明を実施するための最良の形態および添付図面によって明らかになるものである。 Further features of the present invention will become apparent from the best mode for carrying out the present invention and the accompanying drawings.
本発明によれば、表示画像のノイズ量を計測するとともに、表示画像のノイズ量を一定に調整することが可能な画像信号処理装置が提供される。その結果、ノイズを含む表示画像の画質を揃えることができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, while measuring the noise amount of a display image, the image signal processing apparatus which can adjust the noise amount of a display image uniformly is provided. As a result, the image quality of the display image including noise can be made uniform.
以下、添付図面を参照して本発明の実施形態について説明する。ただし、本実施形態は本発明を実現するための一例に過ぎず、本発明の技術的範囲を限定するものではないことに注意すべきである。また、各図において共通の構成については同一の参照番号が付されている。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. However, it should be noted that this embodiment is merely an example for realizing the present invention, and does not limit the technical scope of the present invention. In each drawing, the same reference numerals are assigned to common components.
<第1の実施形態>
図1は、本発明の第1の実施形態による画像信号処理装置の概略構成を示す図である。画像信号処理装置10は、ノイズ量算出部12と、ノイズ量参照値設定部13と、表示画像を調整対象とするコントラスト・ブライトネス調整部14を備えている。なお、画像信号処理装置10は、CPU(Central Processing Unit)とメモリを備えたコンピュータによって構成され、その中での信号処理をディジタル処理で実行するものを想定しているが、ハードワイヤードで構成してもよい。
<First Embodiment>
FIG. 1 is a diagram showing a schematic configuration of an image signal processing apparatus according to a first embodiment of the present invention. The image
ノイズ量算出部12は、表示画像11を入力として、前記表示画像のノイズ量を算出し、ノイズ量算出値15を出力する。
The noise
ノイズ量参照値設定部13は、コントラスト・ブライトネス調整部14がノイズ量を調整する時に参照するノイズ量参照値16を出力する。このノイズ量参照値16が、表示画像に含まれるノイズ量を調整するための目標値となる。
The noise amount reference
コントラスト・ブライトネス調整部14は、ノイズ量算出部12にて算出されたノイズ量算出値15と、ノイズ量参照値設定部13にて設定されたノイズ量参照値16と、表示画像11を入力として、表示画像のコントラストとブライトネスを変更し、ノイズ量が調整された調整後の表示画像17を出力する。
The contrast /
次に、ノイズ量歳出部12の内部構成を示す図2を用いて、ノイズ量算出部の詳細について説明する。ノイズ量算出部12は、フィルタ実施部21と、差分画像生成部22と、標準偏差算出部23を備えており、表示画像11からノイズ量算出値15を算出する機能を持つ。
Next, the details of the noise amount calculation unit will be described using FIG. 2 showing the internal configuration of the noise
フィルタ実施部21は、表示画像11にフィルタを施し、ノイズを除去した画像を生成する。用いるフィルタに関しては、メディアンフィルタや平均フィルタなどの方法により構成できる。
The
差分画像生成部22は、ノイズを除去する前の表示画像11と、フィルタ実施部21においてノイズを除去した後の画像から差分画像を生成する。
The difference
標準偏差算出部23は、差分画像生成部22で生成された差分画像の各画素に対して、2乗して累積し、表示画像の画素数で割り、平方根を求めることで、標準偏差を算出する。この標準偏差が、表示画像のノイズ量算出値となり、表示画像のノイズ量を把握することが可能となる。
The standard
なお、ノイズ量算出部12において、非特許文献1や2のノイズ量算出方法を適用することも可能である。一例として、図3を用いて、Immerkaerが提案しているノイズ量算出方法を、ノイズ量算出部に適用した場合について説明する。
Note that the noise
この場合、図3に示されるように、ノイズ量算出部12は、フィルタ実施部31と、標準偏差算出部32より構成できる。フィルタ実施部31は、表示画像11に対して3×3のフィルタを施した画像を生成する。また、標準偏差算出部32は、生成した画像(フィルタ処理画像)から各画素の2乗和を求め、表示画像の画素数で割り、求まった値の平方根を求めることで、ノイズ量の標準偏差を算出する。この標準偏差が、表示画像のノイズ量算出値となり、表示画像のノイズ量を把握することが可能となる。
In this case, as shown in FIG. 3, the noise
続いて、コントラスト・ブライトネス調整部14におけるコントラスト・ブライトネス調整方法について説明する。コントラスト・ブライトネス調整部14は、入力された表示画像に対して、ノイズ量算出部12にて算出されたノイズ量算出値15と、ノイズ量参照値設定部13にて設定されたノイズ量参照値16が一致するように画像処理を施し、コントラストとブライトネスを調整する。
Next, a contrast / brightness adjustment method in the contrast /
ここで、図4を用いて、コントラスト・ブライトネスを調整するために用いる画像処理について説明する。まず、表示画像から、各ピクセルの明るさの階調値について、ヒストグラムを作成する(調整前のヒストグラム40)。横軸は階調値であり、縦軸はその階調値を持ったピクセルの個数である。 Here, image processing used to adjust contrast and brightness will be described with reference to FIG. First, a histogram is created for the gradation value of the brightness of each pixel from the display image (histogram 40 before adjustment). The horizontal axis is the gradation value, and the vertical axis is the number of pixels having the gradation value.
まず、コントラストの調整では、このヒストグラムの幅を変更する。表示画像の各ピクセルが持つ階調値に対して、(ノイズ量参照値16)/(ノイズ量算出値15)倍を実施し、ヒストグラムの幅(表示画像が持つ明るさの最大値から最小値)を変更することで、画像上にある白い部分と黒い部分の比率を変え、ノイズ量を調整する。また、ブライトネスの調整では、ヒストグラムの位置を変更する。コントラスト調整後、表示画像のヒストグラムの平均値が横軸で設定されている階調値の中央(もしくは、予め設定されている階調値)にくるように、ヒストグラムの位置を変更することにより、画像全体の明るさの度合いを調整する。 First, in the contrast adjustment, the width of the histogram is changed. The gradation value of each pixel of the display image is multiplied by (noise amount reference value 16) / (noise amount calculation value 15) times, and the histogram width (maximum value to minimum value of brightness of the display image) ) To change the ratio of the white and black parts on the image and adjust the amount of noise. Also, in the brightness adjustment, the position of the histogram is changed. After adjusting the contrast, by changing the position of the histogram so that the average value of the histogram of the display image is at the center of the gradation value set on the horizontal axis (or a preset gradation value), Adjust the brightness level of the entire image.
これらにより得られたヒストグラムの例が、調整後のヒストグラム43である。このように、コントラスト・ブライトネス調整部14では、ヒストグラムの幅と位置を変更することで、表示画像のコントラストとブライトネスを調整し、表示画像のノイズ量をノイズ量参照値に近づける。
An example of the histogram obtained by these is the adjusted histogram 43. In this way, the contrast /
次に、図5を用いて、画像信号処理装置10における表示画像のノイズ量調整時の動作について説明する。予めノイズ量参照値設定部13でノイズ量参照値(RN)は設定されている。まず、表示画像を取得する(ステップS50)。次に、ノイズ量算出部12において、取得した表示画像からノイズ量算出値(σN)(標準偏差)を算出する(ステップS51)。
Next, the operation at the time of adjusting the noise amount of the display image in the image
次に、コントラスト・ブライトネス調整部14において、前記ノイズ量参照値RNと前記ノイズ量算出値σNとの差が、0に極めて近い値であるδn以下であるか否か判定する(ステップS52)。ここで、δnは表示画像の特性に合わせて、予め設定されている値である。
Next, the contrast /
ステップS52の判定において、ノイズ量参照値RNとノイズ量算出値σNとの差がδn以下でない場合には、表示画像のヒストグラムの幅と位置を変更し、コントラストとブライトネスの調整を行う(ステップS53)。 If it is determined in step S52 that the difference between the noise amount reference value RN and the noise amount calculated value σN is not less than δn, the width and position of the histogram of the display image are changed, and the contrast and brightness are adjusted (step S53). ).
一方、表示画像を取得し、取得した表示画像からノイズ量を算出した後、RN−σN≦δnの判定において、RNとσNとの差がδn以下であった場合、コントラスト・ブライトネスの調整は実施しない。 On the other hand, after acquiring the display image and calculating the amount of noise from the acquired display image, if the difference between RN and σN is δn or less in the determination of RN−σN ≦ δn, the contrast and brightness are adjusted. do not do.
図6は、画像信号調整装置10を荷電粒子線装置に適用した例を示す図である。荷電粒子線装置60は、ビーム源64、集束レンズ62、対物レンズ65、検出器69、XYステージ68などを収納した鏡体61に、前記検出器から出力される検出信号を増幅する信号アンプ70と、前記信号アンプから出力される観測像信号73を表示画像に生成する表示画像生成部71と、画像信号処理装置10と、像表示器72が接続されて構成される。
FIG. 6 is a diagram illustrating an example in which the image
鏡体61においては、ビーム源64から出射された荷電粒子線63が試料66に照射されると、荷電粒子線63が照射された試料部位から二次電子や反射電子等が放出され、検出器69はそれらを検出する。その検出された信号は、信号アンプ70にて増幅され、観測像信号73として表示画像生成部71へ出力される。この時、荷電粒子線63は、試料66の観測領域を走査するように偏向制御される。また、試料66は、XYステージ68上に設置された試料ホールダ67に固定され、XYステージ68の水平方向の移動制御によって、試料66の観測領域の中心位置が定められる。
In the mirror 61, when the charged particle beam 63 emitted from the beam source 64 is irradiated onto the sample 66, secondary electrons and reflected electrons are emitted from the sample portion irradiated with the charged particle beam 63, and the detector. 69 detects them. The detected signal is amplified by the signal amplifier 70 and output to the display
表示画像生成部71は、信号アンプ70から出力された観測像信号73を入力として、ビットマップの表示画像11を生成し、RAM(Random Access Memory)などで構成された画像メモリに記憶する。
画像メモリに記憶された表示画像11は、画像信号処理装置10によって、ノイズ量が一定に調整される。
The display
In the display image 11 stored in the image memory, the amount of noise is adjusted to be constant by the image
画像信号処理装置10におけるノイズ量の調整手順は、まず、ノイズ量算出部12において、表示画像生成部71にて生成された表示画像11のノイズ量を算出する。コントラスト・ブライトネス調整部14では、ノイズ量算出部12にて算出された表示画像11のノイズ量算出値と、ノイズ量参照値設定部13にて設定されたノイズ量参照値が一致するかどうか確認する。表示画像11のノイズ量算出値とノイズ量参照値が一致していない場合は、コントラスト・ブライトネス調整部14において、表示画像11のヒストグラムの幅と位置を変更することで、コントラストとブライトネスを調整し、表示画像のノイズ量を調整する。そして、調整後の表示画像17が、像表示器72にて表示される。
In the noise amount adjustment procedure in the image
<第2の実施形態>
図7は、本発明の第2の実施形態による画像信号処理装置の構成である。画像信号処理装置80は、ノイズ量算出部12と、ノイズ量参照値設定部13と、信号アンプを調整対象とするコントラスト・ブライトネス調整部81で構成される。なお、画像信号処理装置80は、一般的に、CPU(Central Processing Unit)とメモリを備えたコンピュータによって構成され、その中での信号処理をディジタル処理で実行するものを想定しているが、ハードワイヤードで構成してもよい。また、ノイズ量算出部12とノイズ量参照値設定部13の構成は、第1の実施形態のそれが適用可能である。
<Second Embodiment>
FIG. 7 shows the configuration of an image signal processing apparatus according to the second embodiment of the present invention. The image
コントラスト・ブライトネス調整部81は、ノイズ量算出部12にて算出されたノイズ量算出値15と、ノイズ量参照値設定部13にて設定されたノイズ量参照値16を入力として、次回のノイズ量算出値を前記ノイズ量参照値に近づけるための信号アンプの制御信号82を出力する。この信号アンプの制御信号とは、観測像信号を調整するために用いる信号アンプの増幅度とバイアス値を意味する。
The contrast /
図8を用いて、コントラスト・ブライトネス調整部の構成について説明する。コントラスト・ブライトネス調整部81は、増幅度決定部85とバイアス値決定部86とを備えている。
The configuration of the contrast / brightness adjustment unit will be described with reference to FIG. The contrast /
増幅度決定部85は、ノイズ量算出値15とノイズ量参照値16を入力として、信号アンプの制御信号82の増幅度を出力する。出力される増幅度は、予め、表示画像のノイズ量と信号アンプの増幅度との関係を測定しておき、入力されたノイズ量算出値とノイズ量参照値から決定される。
The amplification
また、バイアス値決定部86は、ノイズ量算出値15とノイズ量参照値16を入力として、信号アンプの制御信号82のバイアス値を出力する。出力されるバイアス値は、予め、表示画像のノイズ量と信号アンプのバイアス値との関係を測定しておき、入力されたノイズ量算出値とノイズ量参照値から決定される。
The bias
そして、コントラスト・ブライトネス調整部81にて決定された信号アンプの制御信号82(増幅度・バイアス値)は、信号アンプへ出力され、信号アンプは、前記信号アンプの制御信号を使って観測像信号を制御し、表示画像のコントラストとブライトネスを調整する。
Then, the control signal 82 (amplification degree / bias value) of the signal amplifier determined by the contrast /
次に、図9を用いて、コントラスト・ブライトネスを調整するために用いる観測像信号の制御方法について説明する。 Next, a method for controlling the observation image signal used for adjusting the contrast and brightness will be described with reference to FIG.
まず、コントラスト調整では、観測像信号の最大値を変更する。観測像信号(図9A)に、信号アンプの制御信号の増幅度(ゲイン)を乗算(図9B)し、観測像信号の最大値を変更することで、画像上にある白い部分と黒い部分の比率を調整する。また、ブライトネスの調整では、観測像信号の平均値を変更する。観測像信号に、信号アンプの制御信号のバイアス値を加算(図9C)し、観測像信号の平均値を変更することで、画像全体の明るさの度合いを調整する。これらにより得られた観測像信号の例が調整後の観測像信号(図9D)である。 First, in contrast adjustment, the maximum value of the observation image signal is changed. By multiplying the observation image signal (FIG. 9A) by the amplification factor (gain) of the control signal of the signal amplifier (FIG. 9B) and changing the maximum value of the observation image signal, the white portion and the black portion on the image are changed. Adjust the ratio. In the brightness adjustment, the average value of the observation image signal is changed. The brightness value of the entire image is adjusted by adding the bias value of the control signal of the signal amplifier to the observation image signal (FIG. 9C) and changing the average value of the observation image signal. An example of the observation image signal obtained by these is the adjusted observation image signal (FIG. 9D).
このように、コントラスト・ブライトネス調整部81では、表示画像のノイズ量算出値とノイズ量参照値の入力から、信号アンプの制御信号82(増幅度・バイアス値)を決定し、信号アンプへ出力する。そして、信号アンプにおいて、(増幅度)×(観測像信号)+(バイアス値)の処理を行い、観測像信号を制御することで、表示画像のコントラストとブライトネスを調整し、表示画像のノイズ量をノイズ量参照値に近づける。
As described above, the contrast /
続いて、図10を用いて、画像信号処理装置80における表示画像のノイズ量調整時の動作について説明する。予めノイズ量参照値設定部13でノイズ量参照値(RN)は設定されている。まず、表示画像を取得する(ステップS60)。次に、ノイズ量算出部12において、取得した表示画像からノイズ量算出値(σN)(標準偏差)を算出する(ステップS61)。次に、コントラスト・ブライトネス調整部81において、前記ノイズ量参照値RNと前記ノイズ量算出値σNとの差が、0に極めて近い値であるδn以下であるか否か判定する(ステップS62)。ここで、δnは表示画像の特性に合わせて、予め設定されている値である。
Next, the operation at the time of adjusting the noise amount of the display image in the image
ステップS62の判定において、ノイズ量参照値RNとノイズ量算出値σNとの差がδn以下でない場合には、信号アンプの増幅度とバイアス値を変更し、計測像信号を制御することで、表示画像のコントラストとブライトネスの調整を行う(ステップS63)。 When the difference between the noise amount reference value RN and the noise amount calculated value σN is not equal to or less than δn in the determination in step S62, the amplification and bias values of the signal amplifier are changed and the measurement image signal is controlled to display the difference. The contrast and brightness of the image are adjusted (step S63).
一方、表示画像を取得し、取得した表示画像からノイズ量を算出した後、RN−σN≦δnの判定において、RNとσNとの差がδn以下になった場合、コントラスト・ブライトネスの調整は実施しない。 On the other hand, after acquiring the display image and calculating the amount of noise from the acquired display image, if the difference between RN and σN is δn or less in the determination of RN−σN ≦ δn, the contrast and brightness are adjusted. do not do.
図11は、画像信号調整装置80を荷電粒子線装置に適用した例を示す図である。荷電粒子線装置100は、ビーム源64、集束レンズ62、対物レンズ65、検出器69、XYステージ68などを収納した鏡体61に、前記検出器から出力される検出信号を増幅する信号アンプ70と、前記信号アンプから出力される観測像信号73を表示画像に生成する表示画像生成部71と、本発明である画像信号処理装置80と、像表示器72が接続されて構成される。
FIG. 11 is a diagram showing an example in which the image
鏡体61においては、ビーム源64から出射された荷電粒子線63が試料66に照射されると、荷電粒子線63が照射された試料部位から二次電子や反射電子等が放出され、検出器69はそれらを検出する。その検出された信号は、信号アンプ70にて増幅され、観測像信号73として表示画像生成部71へ出力される。この時、荷電粒子線63は、試料66の観測領域を走査するように偏向制御される。また、試料66は、XYステージ68上に設置された試料ホールダ67に固定され、XYステージ68の水平方向の移動制御によって、試料66の観測領域の中心位置が定められる。
In the mirror 61, when the charged particle beam 63 emitted from the beam source 64 is irradiated onto the sample 66, secondary electrons and reflected electrons are emitted from the sample portion irradiated with the charged particle beam 63, and the detector. 69 detects them. The detected signal is amplified by the signal amplifier 70 and output to the display
表示画像生成部71は、信号アンプ70から出力された観測像信号73を入力として、ビットマップの表示画像11を生成し、RAM(Random Access Memory)などで構成された画像メモリに記憶する。
The display
画像メモリに記憶された表示画像11を入力として、画像信号処理装置80は、表示画像のノイズ量算出値を設定されたノイズ量参照値に近づけるための信号アンプの制御信号82を決定する。
Using the display image 11 stored in the image memory as an input, the image
画像信号処理装置80における信号アンプの制御信号の決定手順は、まず、ノイズ量算出部12において、表示画像生成部71にて生成された表示画像11のノイズ量を算出する。コントラスト・ブライトネス調整部81では、ノイズ量算出部12にて計算された表示画像11のノイズ量算出値と、ノイズ量参照値設定部13にて設定されたノイズ量参照値とが一致するかどうか確認する。表示画像のノイズ量算出値とノイズ量参照値が一致していない場合は、コントラスト・ブライトネス調整部81において、表示画像のノイズ量算出値がノイズ量参照値に近づくように、信号アンプの制御信号(増幅度・バイアス値)を決定し、信号アンプ70へ出力する。
In the determination procedure of the control signal of the signal amplifier in the image
信号アンプ70では、前記信号アンプの制御信号から観測像信号を調整する。調整された観測像信号は、再び、表示画像生成部71にて、ビットマップの表示画像11に生成され、コントラスト・ブライトネス調整後の表示画像が像表示器72にて表示される。
The signal amplifier 70 adjusts the observation image signal from the control signal of the signal amplifier. The adjusted observation image signal is generated again in the display image 11 of the bitmap by the display
<第3の実施形態>
図12は、第3の実施形態による荷電粒子千装置であって、表示画像を調整対象とする画像信号調整装置10と、信号アンプを調整対象とする画像信号処理装置80の両方を、荷電粒子線装置に適用した例を示す図である。
<Third Embodiment>
FIG. 12 shows a charged particle 1000 device according to the third embodiment, in which both an image
荷電粒子線装置110は、ビーム源64と、集束レンズ62と、対物レンズ65と、検出器69と、XYステージ68などを収納した鏡体61に、前記検出器から出力される検出信号を増幅する信号アンプ70と、前記信号アンプから出力される観測像信号73を表示画像に生成する表示画像生成部71と、本発明である画像信号処理装置10と画像信号処理装置80、像表示機72が接続されて構成される。
The charged particle beam device 110 amplifies a detection signal output from the detector to a mirror body 61 that houses a beam source 64, a focusing lens 62, an objective lens 65, a detector 69, an XY stage 68, and the like. , A display
鏡体61においては、ビーム源64から出射された荷電粒子線63が試料66に照射されると、荷電粒子線63が照射された試料部位から二次電子や反射電子等が放出され、検出器69はそれらを検出し、その検出された信号は信号アンプにて増幅され、観測像信号73として表示画像生成部71へ出力される。この時、荷電粒子線63は、試料66の観測領域を走査するように偏向制御される。また、試料66は、XYステージ68上に設置された試料ホールダ67に固定され、XYステージ68の水平方向の移動制御によって、試料66の観測領域の中心位置が定められる。
In the mirror 61, when the charged particle beam 63 emitted from the beam source 64 is irradiated onto the sample 66, secondary electrons and reflected electrons are emitted from the sample portion irradiated with the charged particle beam 63, and the detector. 69 detects them, the detected signal is amplified by a signal amplifier, and is output to the display
表示画像生成部71は、信号アンプ70から出力された観測像信号73を入力として、ビットマップの表示画像11を生成し、RAM(Random Access Memory)などで構成された画像メモリに記憶する。
The display
この表示画像を調整対象とする画像信号調整装置10と、信号アンプを調整対象とする画像信号処理装置80の両方を、荷電粒子線装置に適用した場合、2段階で表示画像のノイズ量を調整することが可能となる。
When both the image
まず、信号アンプを調整対象とする画像信号処理装置80が、観測像信号を制御する。画像メモリに記憶された表示画像11を入力として、画像信号処理装置80は、次回の表示画像のノイズ量算出値をノイズ量参照値に近づけるための信号アンプの制御信号82を決定する。
First, the image
画像信号処理装置80における信号アンプの制御信号82の決定手順は、まず、ノイズ量算出部12において、表示画像生成部71にて生成された表示画像11のノイズ量を算出する。コントラスト・ブライトネス調整部81では、ノイズ量算出部12にて計算された表示画像11のノイズ量算出値と、ノイズ量参照値設定部13にて設定されたノイズ量参照値とが一致するかどうか確認する。表示画像のノイズ量算出値とノイズ量参照値が一致していない場合は、コントラスト・ブライトネス調整部81において、表示画像のノイズ量算出値がノイズ量参照値に近づくように、信号アンプの制御信号(増幅度・バイアス値)を決定し、信号アンプ70へ出力する。信号アンプ70では、前記信号アンプの制御信号から観測像信号を調整する。
In the determination procedure of the control signal 82 of the signal amplifier in the image
調整された観測像信号73は、再び、表示画像生成部71にて、ビットマップの表示画像11に生成され、画像メモリに記憶される。
The adjusted observation image signal 73 is again generated in the bitmap display image 11 by the display
次に、表示画像を調整対象とする画像信号処理装置10が、信号アンプにより調整された表示画像11を入力として、表示画像のノイズ量を調整する。
Next, the image
画像信号処理装置10におけるノイズ量の調整手順は、まず、ノイズ量算出部12において、表示画像生成部71にて生成された表示画像11のノイズ量を算出する。コントラスト・ブライトネス調整部14では、ノイズ量算出部12にて算出された表示画像11のノイズ量算出値と、ノイズ量参照値設定部13にて設定されたノイズ量参照値が一致するかどうか確認する。表示画像11のノイズ量算出値とノイズ量参照値が一致していない場合は、コントラスト・ブライトネス調整部14において、表示画像11のヒストグラムの幅と位置を変更することで、コントラストとブライトネスを調整し、表示画像のノイズ量を調整する。そして、調整後の表示画像17が、像表示器72にて表示される。
In the noise amount adjustment procedure in the image
このように、それぞれ検出器の検出感度や検出信号の信号アンプの増幅率などが異なる荷電粒子線装置において、表示画像のノイズ量が増減したとしても、表示画像のノイズ量を一定に制御することができ、画質を揃えることが可能となる。 As described above, in a charged particle beam apparatus having different detection sensitivity of the detector and amplification factor of the signal amplifier of the detection signal, even if the noise amount of the display image increases or decreases, the noise amount of the display image is controlled to be constant. It is possible to align the image quality.
なお、上記のすべての実施形態において、ノイズ量の代わりにSNR(Signal-to-Noise Ratio)の指標を用いても良い。 In all the above embodiments, an SNR (Signal-to-Noise Ratio) index may be used instead of the noise amount.
10・・・画像信号処理装置(表示画像)、11・・・表示画像、12・・・ノイズ量算出部、13・・・ノイズ量参照値設定部、14・・・コントラスト・ブライトネス調整部(表示画像)、15・・・ノイズ量算出値、16・・・ノイズ量参照値、17・・・調整後の表示画像、21・・・フィルタ実施部、22・・・差分画像生成部、23・・・標準偏差算出部、31・・・フィルタ実施部、32・・・標準偏差算出部、40・・・調整前のヒストグラム、41・・・ヒストグラムの幅調整(コントラスト)、42・・・ヒストグラムの位置調整(ブライトネス)、43・・・調整後のヒストグラム、60・・・荷電粒子線装置(調整対象:表示画像)、61・・・鏡体、62・・・集束レンズ、63・・・荷電粒子線、64・・・ビーム源、65・・・対物レンズ、66・・・試料、67・・・試料ホールダ、68・・・XYステージ、69・・・検出器、70・・・信号アンプ、71・・・表示画像生成部、72・・・像表示器、73・・・観測像信号、80・・・画像信号処理装置(信号アンプ)、81・・・コントラスト・ブライトネス調整部(信号アンプ)、82・・・信号アンプの制御信号(増幅度・バイアス値)、85・・・増幅度決定部、86・・・バイアス値決定部、90・・・調整前の観測像信号、91・・・増幅度の乗算による最大値調整(コントラスト)、92・・・ バイアス値の加算による平均値調整(ブライトネス)、93・・・調整後の観測像信号、100・・・荷電粒子線装置(調整対象:信号アンプ)、110・・・荷電粒子線装置(調整対象:表示画像+信号アンプ)
DESCRIPTION OF
Claims (13)
ノイズ算出部が、前記表示画像からノイズ量を算出し、
画像調整部が、前記算出されたノイズ量を一定にするように前記表示画像のコントラストとブライトネスを調整することを特徴とする画像信号処理方法。 An image signal processing method for adjusting a display image to be displayed on a display unit, comprising:
The noise calculation unit calculates the amount of noise from the display image,
An image signal processing method, wherein the image adjustment unit adjusts contrast and brightness of the display image so that the calculated noise amount is constant.
ノイズ算出部が、前記表示画像からノイズ量を算出し、
信号制御部が、前記算出されたノイズ量を一定にするように前記表示画像のコントラストとブライトネスを調整するための画像制御信号を生成することを特徴とする画像信号処理方法。 An image signal processing method for adjusting a display image to be displayed on a display unit, comprising:
The noise calculation unit calculates the amount of noise from the display image,
An image signal processing method, wherein the signal control unit generates an image control signal for adjusting contrast and brightness of the display image so that the calculated amount of noise is constant.
前記表示画像からノイズ量を算出するノイズ算出部と、
前記算出されたノイズ量を一定にするように前記表示画像のコントラストとブライトネスを調整する画像調整部と、
を備えることを特徴とする画像信号処理装置。 An image signal processing device for adjusting a display image to be displayed on a display unit,
A noise calculation unit for calculating a noise amount from the display image;
An image adjusting unit for adjusting the contrast and brightness of the display image so as to make the calculated noise amount constant;
An image signal processing apparatus comprising:
前記表示画像からノイズ量を算出するノイズ算出部と、
前記算出されたノイズ量を一定にするように前記表示画像のコントラストとブライトネスを調整するための画像制御信号を生成する信号制御部と、
を備えることを特徴とする画像信号処理装置。 An image signal processing device for adjusting a display image to be displayed on a display unit,
A noise calculation unit for calculating a noise amount from the display image;
A signal control unit that generates an image control signal for adjusting the contrast and brightness of the display image so as to make the calculated noise amount constant;
An image signal processing apparatus comprising:
前記荷電粒子ビームの照射によって前記試料表面から放出される信号を検出する検出器と、
前記検出器による検出信号から、表示部に表示すべき表示画像を生成する画像生成部と、
請求項6乃至8の何れか1項に記載の画像信号処理装置と、
前記画像信号処理装置によってコントラストとブライトネスが調整された画像を表示する表示部と、
を備えることを特徴とする荷電粒子線装置。 A charged particle beam apparatus for irradiating a surface of a sample with a charged particle beam and observing the sample,
A detector for detecting a signal emitted from the sample surface by irradiation of the charged particle beam;
An image generation unit for generating a display image to be displayed on the display unit from a detection signal by the detector;
An image signal processing device according to any one of claims 6 to 8,
A display unit for displaying an image whose contrast and brightness are adjusted by the image signal processing device;
A charged particle beam apparatus comprising:
前記荷電粒子ビームの照射によって前記試料表面から放出される信号を検出する検出器と、
前記検出器による検出信号を制御する信号アンプと、
前記信号アンプによって制御された前記検出信号から、表示部に表示すべき表示画像を生成する画像生成部と、
請求項9又は10に記載の画像信号処理装置と、
前記表示画像を表示する表示部と、を備え、
前記信号アンプは、前記画像信号処理装置によって生成された画像制御信号に基づいて、前記検出信号の増幅度及び/又はバイアス値を調整することを特徴とする荷電粒子線装置。 A charged particle beam apparatus for irradiating a surface of a sample with a charged particle beam and observing the sample,
A detector for detecting a signal emitted from the sample surface by irradiation of the charged particle beam;
A signal amplifier for controlling a detection signal by the detector;
An image generation unit that generates a display image to be displayed on the display unit from the detection signal controlled by the signal amplifier;
The image signal processing device according to claim 9 or 10,
A display unit for displaying the display image,
The charged particle beam device, wherein the signal amplifier adjusts an amplification degree and / or a bias value of the detection signal based on an image control signal generated by the image signal processing device.
前記荷電粒子ビームの照射によって前記試料表面から放出される信号を検出する検出器と、
前記検出器による検出信号を制御する信号アンプと、
前記信号アンプによって制御された前記検出信号から、表示部に表示すべき表示画像を生成する画像生成部と、
請求項9又は10に記載の画像信号処理装置(第1の画像信号処理装置)と、
請求項6乃至8の何れか1項に記載の画像信号処理装置(第2の画像信号処理装置)と、
前記表示画像を表示する表示部と、を備え、
前記信号アンプは、前記第1の画像信号処理装置によって生成された画像制御信号に基づいて、前記検出信号の増幅度及び/又はバイアス値を調整し、
前記画像生成部は、前記増幅度及び/又はバイアス値が調整された検出信号から第1の調整後表示画像を生成し、
前記第2の画像信号処理装置は、前記第1の調整後表示画像のコントラストとブライトネスを調整して第2の調整後表示画像を生成し、
前記表示部は、前記第2の調整後表示画像を表示することを特徴とする荷電粒子線装置。 A charged particle beam apparatus for irradiating a surface of a sample with a charged particle beam and observing the sample,
A detector for detecting a signal emitted from the sample surface by irradiation of the charged particle beam;
A signal amplifier for controlling a detection signal by the detector;
An image generation unit that generates a display image to be displayed on the display unit from the detection signal controlled by the signal amplifier;
The image signal processing device (first image signal processing device) according to claim 9 or 10,
The image signal processing device (second image signal processing device) according to any one of claims 6 to 8,
A display unit for displaying the display image,
The signal amplifier adjusts an amplification degree and / or a bias value of the detection signal based on an image control signal generated by the first image signal processing device;
The image generation unit generates a first adjusted display image from the detection signal in which the amplification degree and / or bias value is adjusted,
The second image signal processing device generates a second adjusted display image by adjusting contrast and brightness of the first adjusted display image;
The charged particle beam apparatus, wherein the display unit displays the second adjusted display image.
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