JP3405891B2 - Focusing position calculating apparatus and method - Google Patents

Focusing position calculating apparatus and method

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JP3405891B2 JP31200296A JP31200296A JP3405891B2 JP 3405891 B2 JP3405891 B2 JP 3405891B2 JP 31200296 A JP31200296 A JP 31200296A JP 31200296 A JP31200296 A JP 31200296A JP 3405891 B2 JP3405891 B2 JP 3405891B2
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Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、走査型電子顕微鏡
の合焦位置算出装置及びその方法に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an in-focus position calculating apparatus and method for a scanning electron microscope.

【0002】[0002]

【従来の技術】現在、走査型電子顕微鏡(Scanning Ele
ctron Microscope:以下、SEMと呼ぶ)の分解能はn
m(ナノメートル)の領域に達しており、半導体検査等
において盛んに利用されている。
2. Description of the Related Art Currently, a scanning electron microscope (Scanning Ele
ctron Microscope: hereinafter referred to as SEM) has a resolution of n
It reaches the m (nanometer) range and is widely used in semiconductor inspection and the like.

【0003】このSEMにおいて、検査の度に行われる
オートフォーカスを高速化することは極めて重要であ
り、幾つかの高速化手法が検討されている。
In this SEM, it is extremely important to speed up the autofocus performed every inspection, and several speeding up methods have been studied.

【0004】一般にオートフォーカスは、以下の2つの
ステップからなる。
In general, autofocus consists of the following two steps.

【0005】(1) 各フォーカスで得られる画像のピント
が合っている度合(以下、鮮明度と呼ぶ)を評価する。
(1) The degree of focus of an image obtained at each focus (hereinafter referred to as sharpness) is evaluated.

【0006】(2) 鮮明度のフォーカスに対する変化から
ピークを検出し、そのピーク位置を合焦位置とする。
(2) A peak is detected from the change in sharpness with respect to focus, and the peak position is set as the in-focus position.

【0007】鮮明な画像は、高周波成分を多く含む。従
って、鮮明度の評価関数としては、画像の高周波成分の
強度を用いれば良い。
A clear image contains many high frequency components. Therefore, the strength of the high frequency component of the image may be used as the definition function of the sharpness.

【0008】[0008]

【発明が解決しようとする課題】ところで、フルサイズ
の画像をフォーカスの全段階分入力すると非常に時間が
かかるので、オートフォーカスを高速化する方法とし
て、画像の一部分のみを入力する方法や(特開平7−1
53407号)、合焦位置を予測しながら、合焦位置付
近のみ段階を密に入力する方法がある(特開昭56−4
1663号)。
By the way, since it takes a very long time to input a full-size image for all stages of focusing, as a method for speeding up autofocus, a method of inputting only a part of the image or Kaihei 7-1
No. 53407), there is a method of predicting the in-focus position and densely inputting steps only near the in-focus position (Japanese Patent Laid-Open No. 56-4).
1663).

【0009】画像の一部分のみを入力する方法、すなわ
ち、前者の方法は、入力した部分画像の濃度勾配が小さ
ければ、フォーカスに対する鮮明度の変化が明確なピー
クを持たないので、算出した合焦位置の精度が非常に悪
くなるという問題がある。
In the method of inputting only a part of the image, that is, in the former method, if the density gradient of the input partial image is small, the sharpness change with respect to the focus does not have a clear peak. There is a problem that the accuracy of is very poor.

【0010】これは、濃度勾配が小さい場合は、フォー
カスが変化しても画像は殆ど変化しないためである。
This is because when the density gradient is small, the image hardly changes even if the focus changes.

【0011】例えば、図1(a)に部分画像中の濃度勾
配が比較的大きい場合のフォーカスに対する鮮明度の変
化を示し、同図(b)に濃度勾配が小さい場合のフォー
カスに対する鮮明度の変化の例を示す。
For example, FIG. 1A shows the change in sharpness with respect to focus when the density gradient in the partial image is relatively large, and FIG. 1B shows the change in sharpness with respect to focus when the density gradient is small. For example:

【0012】また、前者の方法は、この問題を避けるた
め最初に1画面分の画像を入力し、その画像から濃度勾
配が大きい領域を抽出後、その領域のみフォーカスを変
化させて入力している。しかし、ノイズ領域も濃度勾配
が大きくなるため、ノイズ領域を誤って入力し、誤った
合焦位置を出力する危険性があり、しかも特徴抽出の時
間だけ処理時間を要する。
In the former method, in order to avoid this problem, an image for one screen is first input, a region with a large density gradient is extracted from the image, and then the focus is changed only for that region for input. . However, since the density gradient in the noise region also becomes large, there is a risk that the noise region is erroneously input and the incorrect focusing position is output, and the processing time is required for the feature extraction time.

【0013】また、合焦位置を予測しながら、合焦位置
に近い段階を密に入力する後者の方法では、幾つかのフ
ォーカスで画像を入力し、各フォーカスにおける画像の
鮮明度を得る。
Further, in the latter method of predicting the in-focus position and densely inputting a stage close to the in-focus position, an image is input with several focuses and the sharpness of the image at each focus is obtained.

【0014】例えば、図2(a)のように5つのフォー
カス位置での鮮明度が黒丸のように得られたとする。こ
こで、f1〜f2の間に合焦位置が存在するとして、f
1〜f2の間のフォーカスに対する画像のみ入力し、同
図(b)の黒丸のように、f1〜f2の間のフォーカス
に対する画像の鮮明度を評価する。以上の処理を繰り返
し、ピーク位置を予測しながら求めていく。しかし、必
ずしもf1〜f2にピーク位置が存在するとは限らな
い。例えば、f1〜f2の外側に真のピーク位置が存在
する場合は、誤った合焦位置を出力するという問題があ
る。
For example, suppose that the sharpness at five focus positions is obtained as a black circle as shown in FIG. Here, assuming that the in-focus position exists between f1 and f2, f
Only the image for the focus between 1 and f2 is input, and the sharpness of the image for the focus between f1 and f2 is evaluated as indicated by the black circles in FIG. The above processing is repeated to obtain the peak position while predicting it. However, the peak positions do not always exist in f1 to f2. For example, when a true peak position exists outside f1 to f2, there is a problem that an incorrect focus position is output.

【0015】本発明は、上記事情を鑑みてなされたもの
で、従来よりも、高速、かつ、高精度に焦点調節を行う
合焦位置算出方法及び装置に関する。
The present invention has been made in view of the above circumstances, and relates to a focus position calculating method and apparatus for performing focus adjustment at higher speed and with higher accuracy than ever before.

【0016】[0016]

【課題を解決するための手段】第1の発明は、電子ビー
ムを試料に対して走査し、これにより生じた二次電子を
検出し、この検出した二次電子の検出量をコントラスト
の情報に変換して前記試料の拡大した画像を表示する走
査型電子顕微鏡において、前記試料に対し前記電子ビー
ムを縦横それぞれに所定の間隔で飛越して走査する電子
ビーム制御手段と、前記電子ビーム制御手段からの電子
ビームの前記試料に対するフォーカスを変化させるフォ
ーカス制御手段と、前記電子ビームによって前記試料か
ら生じる二次電子を検出する検出手段と、前記フォーカ
ス制御手段によって前記試料に対するフォーカスを変化
させながら、前記検出手段によって検出した二次電子の
検出量から各フォーカス毎の画像であって、前記電子ビ
ームを縦横それぞれに所定の間隔で飛越し走査すること
によって得られる画像である縮小画像の画像情報を求め
る画像情報算出手段と、前記画像情報算出手段によって
求めた各フォーカス毎の前記縮小画像の画像情報につい
てそれぞれ鮮明度を求め、これら鮮明度から前記縮小画
像に対する合焦位置に相当するフォーカスを求める画像
処理手段からなることを特徴とする合焦位置算出装置で
ある。
According to a first aspect of the present invention, a sample is scanned with an electron beam, secondary electrons generated by the scanning are detected, and the detected amount of the detected secondary electrons is used as contrast information. in the scanning electron microscope conversion and displays an enlarged image of the specimen, the electron beam control means for are scanned interlaced at predetermined intervals in the vertical and horizontal directions of the electron beam to said sample, from said electron beam control means Focus control means for changing the focus of the electron beam on the sample, detection means for detecting secondary electrons generated from the sample by the electron beam, and the detection while changing the focus on the sample by the focus control means. Image of each focus from the detected amount of secondary electrons detected by the means.
Scan the system vertically and horizontally at predetermined intervals.
Image information calculation means for obtaining the image information of the reduced image which is the image obtained by the above, and the sharpness of the image information of the reduced image for each focus obtained by the image information calculation means. It is an in-focus position calculation device comprising image processing means for obtaining a focus corresponding to an in-focus position for an image.

【0017】電子ビーム制御手段が、電子ビームが予め
設定した間隔で試料表面を走査するように制御するか
ら、通常よりもサイズが小さい画像を縮小画像を入力す
ることになり、画像入力時間が短縮される。また、合焦
位置を求める過程で行われる画像処理もその縮小画像を
対象として行われるから、処理時間が短縮される。
Since the electron beam control means controls the electron beam to scan the surface of the sample at a preset interval, an image having a size smaller than usual is input as a reduced image, and the image input time is shortened. To be done. Further, the image processing performed in the process of obtaining the in-focus position is also performed on the reduced image, so that the processing time is shortened.

【0018】第2の発明は、電子ビームを試料に対して
走査し、これにより生じた二次電子を検出し、この検出
した二次電子の検出量をコントラストの情報に変換して
前記試料の拡大した画像を表示する走査型電子顕微鏡に
おいて、前記試料に対し前記電子ビームを縦横それぞれ
に所定の間隔で飛越して走査する電子ビーム制御ステッ
プと、前記電子ビームによって前記試料から生じる二次
電子を検出する検出ステップと、前記試料に対するフォ
ーカスを変化させながら、前記検出ステップによって検
出した二次電子の検出量から各フォーカス毎の画像であ
って、前記電子ビームを縦横それぞれに所定の間隔で飛
越し走査することによって得られる画像である縮小画像
の画像情報を求める画像情報算出ステップと、前記画像
情報算出ステップにおいて求めた各フォーカス毎の画像
情報についてそれぞれ鮮明度を求め、これら鮮明度から
前記縮小画像に対する合焦位置に相当するフォーカスを
求める画像処理ステップからなることを特徴とする合焦
位置算出方法である。
A second aspect of the present invention scans a sample with an electron beam, detects secondary electrons generated thereby, converts the detected amount of the detected secondary electrons into contrast information, and converts the detected amount of the secondary electrons. a scanning electron microscope to view the enlarged image, and the electron beam control step of scanning and interlaced at predetermined intervals the electron beam vertically and horizontally <br/> to said sample, results from the sample by the electron beam An image for each focus from the detection step of detecting secondary electrons and the detected amount of secondary electrons detected by the detection step while changing the focus on the sample.
Therefore, the electron beam is vertically and horizontally scattered at predetermined intervals.
An image information calculation step for obtaining image information of a reduced image that is an image obtained by overscanning, and a sharpness is obtained for each image information for each focus obtained in the image information calculation step, and the reduction is performed from these sharpnesses. A focus position calculating method comprising an image processing step of obtaining a focus corresponding to a focus position for an image.

【0019】[0019]

【発明の実施の形態】以下に、本発明の一実施例につい
て図3から図7を参照して説明する。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION An embodiment of the present invention will be described below with reference to FIGS.

【0020】図3に本実施例におけるSEMの概略構成
を示す。
FIG. 3 shows a schematic structure of the SEM in this embodiment.

【0021】ここでは、カソード1a及びアノード1b
からなり、高輝度の電子ビームを発生する電解放出型の
電子銃1と、電子ビームを試料表面に集束させる集束レ
ンズ2と、非点を補正するスティグマタ(非点補正装
置)3と、電子ビームを試料表面上で走査させる偏向器
4と、電子ビームを試料表面に集束させる対物レンズ5
と、試料表面から放出される二次電子を検出する検出器
6と、検出器6により検出された信号を画像として表示
するモニタ7と、電子ビームの照射位置を制御する電子
ビーム制御部8と、対物レンズ5のフォーカスを制御す
るフォーカス制御部9と、検出器6の信号から生成され
る画像を処理し、合焦位置を算出する画像処理部10か
ら構成している。また、図3中で点線で囲んだ部分、つ
まり、電子銃1、集束レンズ2、スティグマタ3、偏向
器4、対物レンズ5、検出器6をまとめて画像入力部1
1と呼ぶ。
Here, the cathode 1a and the anode 1b
A field emission type electron gun 1 for generating a high-intensity electron beam, a focusing lens 2 for focusing the electron beam on the sample surface, a stigmator (astigmatism correction device) 3 for correcting astigmatism, and an electron. Deflector 4 for scanning the beam on the sample surface, and objective lens 5 for focusing the electron beam on the sample surface.
A detector 6 for detecting secondary electrons emitted from the surface of the sample; a monitor 7 for displaying the signal detected by the detector 6 as an image; and an electron beam controller 8 for controlling the irradiation position of the electron beam. A focus control unit 9 that controls the focus of the objective lens 5 and an image processing unit 10 that processes an image generated from a signal of the detector 6 and calculates a focus position. Further, a portion surrounded by a dotted line in FIG. 3, that is, the electron gun 1, the focusing lens 2, the stigmator 3, the deflector 4, the objective lens 5, and the detector 6 are collectively included in the image input unit 1.
Call 1.

【0022】図4にオートフォーカスのフローチャート
を示す。なお、図4及び以下では、フォーカスfにおけ
る画像をI(f=1,2,……,F)と表現する。
FIG. 4 shows a flowchart of autofocus. Note that, in FIG. 4 and the following, the image at the focus f is expressed as If (f = 1, 2, ..., F).

【0023】fの初期値をf=1とセットする(ステッ
プ1)。
The initial value of f is set to f = 1 (step 1).

【0024】次に、上記フォーカス制御部9から送信さ
れるフォーカス値fにおける縮小画像Iを、画像入力
部11により入力する(ステップ2)。この縮小画像
は、試料の測定したい位置であって、かつ、測定したい
画像の大きさに拡大率を合わせる。
Next, a reduced image I f in the focus value f which is transmitted from the focus control unit 9 inputs the image input unit 11 (Step 2). This reduced image is at the position of the sample to be measured, and the enlargement ratio is adjusted to the size of the image to be measured.

【0025】「縮小画像」とは、電子ビームを予め設定
した間隔で飛越し走査することによって得られる画像で
ある。図5に縮小画像の説明図を示す。同図において、
各枡目は画素に対応する。通常の画像は、全枡目位置に
電子ビームを照射することによって得られる。図5の例
では12×12画素の画像が通常の画像である。縮小画
像は、電子ビーム制御部8が電子ビームの照射位置を制
御し、通常の画像入力時よりも大きい間隔で電子ビーム
を走査する。例えば、図5の例では、縦横共に3画素飛
び越して×印の位置のみ電子ビームを照射することによ
り得られる3×3画素の画像が縮小画像である。
The "reduced image" is an image obtained by interlaced scanning with an electron beam at preset intervals. FIG. 5 shows an explanatory diagram of the reduced image. In the figure,
Each cell corresponds to a pixel. A normal image is obtained by irradiating all the grid positions with an electron beam. In the example of FIG. 5, the 12 × 12 pixel image is a normal image. For the reduced image, the electron beam control unit 8 controls the irradiation position of the electron beam, and the electron beam is scanned at an interval larger than that during normal image input. For example, in the example of FIG. 5, an image of 3 × 3 pixels obtained by irradiating the electron beam only on the positions marked with “x” by skipping 3 pixels in both vertical and horizontal directions is a reduced image.

【0026】また、「飛越し走査」は、試料に対し現在
入力したい画像の大きさより、拡大した画像を入力する
場合と同様の走査を行う。すなわち、図5の画像の一辺
の寸法が12nm(1升が1nm)とすると、飛越し走
査は、4nm毎に行われる。この走査は一辺の寸法が1
2nmの4倍の48nmの画像を走査する場合(拡大率
は、1/4となっている。)と同様の動作を画像入力部
11によって行うことにより実現できる。但し、入力さ
れる情報量は、一辺48nmの画像を走査する場合と同
様であっても、一辺12nmの画像の情報を入力するた
めに、その情報量は非常に少なくなる。具体的には、
(1/4)2 =1/16となり、その処理が迅速にな
る。
In "interlaced scanning", the same scanning as in the case of inputting a magnified image from the size of the image currently desired to be input to the sample is performed. That is, if the size of one side of the image of FIG. 5 is 12 nm (1 square is 1 nm), the interlaced scanning is performed every 4 nm. This scan has a side dimension of 1
This can be realized by performing the same operation as in the case of scanning an image of 48 nm which is four times as large as 2 nm (the enlargement ratio is 1/4) by the image input unit 11. However, even if the amount of information to be input is the same as when scanning an image with a side of 48 nm, the amount of information is very small because the information of an image with a side of 12 nm is input. In particular,
(1/4) 2 = 1/16, which speeds up the processing.

【0027】この縮小画像Iの鮮明度E(f)を画像
処理部10が評価する。一般に鮮明な画像は、ぼけた画
像よりも高周波成分の強度が大きくなる。従って、高域
強調フィルタの出力画像の全画素の総和を鮮明度とす
る。ここでは、高域強調フィルタとして画像の局所的な
濃度勾配を算出するSobel微分フィルタを用いる。
Sobel微分フィルタの重み付けを図6に示す。
、Iは、x、y方向の濃度勾配を各々表す。フォ
ーカスfにおける画像I上の点(x,y)の濃度勾配
は、
The image processing unit 10 evaluates the sharpness E (f) of the reduced image If . Generally, a clear image has a higher intensity of high frequency components than a blurred image. Therefore, the sum of all pixels of the output image of the high-frequency emphasis filter is defined as the sharpness. Here, a Sobel differential filter that calculates a local density gradient of an image is used as the high-frequency emphasis filter.
The weighting of the Sobel differential filter is shown in FIG.
I x and I y represent concentration gradients in the x and y directions, respectively. Gradient of a point on the image I f (x, y) is in the focus f,

【数1】 で計算されるから、画像Iの鮮明度E(f)は、[Equation 1] The sharpness E (f) of the image If is calculated as

【数2】 より求めることができる(ステップ3)。[Equation 2] It can be obtained more (step 3).

【0028】但し、w、hは各々、画像の縦、横の画素
数である。
However, w and h are the numbers of vertical and horizontal pixels of the image, respectively.

【0029】鮮明度E(f)を算出後、f<Fであれ
ば、フォーカス制御部9にfを1ステップ増加させる命
令を送信する(ステップ4)。
If f <F after calculating the sharpness E (f), an instruction to increase f by one step is transmitted to the focus control section 9 (step 4).

【0030】フォーカス制御部9ではフォーカスを1増
加させて(ステップ5)、画像を入力し、同様に鮮明度
を算出する。
The focus control unit 9 increases the focus by 1 (step 5), inputs an image, and similarly calculates the sharpness.

【0031】これらの一連の処理をf<Fを満たす限り
繰り返し行い、図7のようなフォーカスに対する鮮明度
の変化を求める。この曲線を鮮明度曲線と呼ぶ。
These series of processes are repeated as long as f <F is satisfied, and the change in sharpness with respect to the focus as shown in FIG. 7 is obtained. This curve is called the sharpness curve.

【0032】f≧Fとなった時点で繰り返し計算処理を
終了し、得られた鮮明度曲線のピーク位置を求め、その
ピーク位置fpeakをフォーカス制御部9に送信する(ス
テップ6)。ピーク位置を求める方法としては、ここで
は、最も単純に、鮮明度が最大となるfをピーク位置と
する方法を用いる。
When f ≧ F, the iterative calculation process is terminated, the peak position of the obtained sharpness curve is obtained, and the peak position f peak is transmitted to the focus control section 9 (step 6). As a method for obtaining the peak position, here, the simplest method is to use f having the maximum sharpness as the peak position.

【0033】フォーカス制御部9では、画像処理部10
より送信されたfpeakの位置にフォーカスを合わせ、画
像入力部11がフォーカスfpeakにおける合焦画像を入
力する(ステップ7)。
In the focus control unit 9, the image processing unit 10
The focus is adjusted to the position of f peak transmitted from the image input unit 11, and the image input unit 11 inputs the focused image at the focus f peak (step 7).

【0034】ここでは、縮小画像ではなく、サンプリン
グ間隔を最も密にして画像を入力するように電子ビーム
制御部8が電子ビームの照射位置を制御する。
Here, the electron beam controller 8 controls the irradiation position of the electron beam so that the image is input with the closest sampling interval instead of the reduced image.

【0035】以上のようにして、画像処理によるオート
フォーカス機能が実現される。
As described above, the autofocus function by image processing is realized.

【0036】なお、電子ビーム制御部8の飛越し走査す
る間隔は、一の画像において予め設定した一定の間隔で
あったが、これに代えて、各走査毎に予め設定した間
隔、または、ぞれぞれ異なる間隔で行ってもよい。
The interval of the interlaced scanning of the electron beam control unit 8 is a constant interval set in advance in one image, but instead of this, the interval set in advance for each scan, or You may go at different intervals.

【0037】また、図4のフローチャートのステップ1
からステップ7の内容をCD−ROM等の記録媒体に記
憶させておく。そして、飛越し走査が可能なSEMに、
この記録媒体の内容を移し、ステップ1からステップ7
の動作を行わせてもよい。
Also, step 1 of the flow chart of FIG.
The contents of steps 7 to 7 are stored in a recording medium such as a CD-ROM. And in the SEM that enables interlaced scanning,
The contents of this recording medium are transferred, and step 1 to step 7
May be performed.

【0038】なお、本実施例では、鮮明度が最大となる
fを鮮明度曲線のピークとしているが、鮮明度曲線に、
ガウス曲線等の曲線を当てはめ、その曲線のピークを求
める方法を用いても良い。
In the present embodiment, the maximum sharpness f is the peak of the sharpness curve.
A method of fitting a curve such as a Gaussian curve and obtaining the peak of the curve may be used.

【0039】また、鮮明度としてSobel微分フィル
タを用いているが、他の微分フィルタを用いても良い
し、また、他の高周波成分を取出すフィルタ、例えば、
局所分散を用いても良いし、フーリエ変換を用いて周波
数解析を行ってもよい。
Although the Sobel differential filter is used as the sharpness, another differential filter may be used, or another high frequency component extracting filter, for example,
Local dispersion may be used, or frequency analysis may be performed using Fourier transform.

【0040】その他、本発明の要旨を逸脱しない範囲で
変形を実施できる。
Other modifications can be made without departing from the scope of the present invention.

【0041】[0041]

【発明の効果】本発明によれば、画像の入力、処理を通
じて対象となるのは縮小画像であるから、通常よりも格
段に高速なオートフォーカス機能を実現することができ
る。また、縮小画像は、電子ビームを間隔を粗くして画
像全域に渡って走査することによって得られるから、常
に安定に焦点調節が実現される。また、画像処理は、主
として局所演算であるから、画像処理ハードウェアを用
いた高速化が容易であり、その実用的効果は多大であ
る。
According to the present invention, since a reduced image is targeted through image input and processing, a much faster autofocus function than usual can be realized. Further, the reduced image is obtained by scanning the electron beam over the entire area of the image with a narrow interval, so that stable focus adjustment is always realized. Further, since the image processing is mainly a local calculation, it is easy to increase the speed by using the image processing hardware, and its practical effect is great.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】従来法を説明するための図である。FIG. 1 is a diagram for explaining a conventional method.

【図2】従来法を説明するための図である。FIG. 2 is a diagram for explaining a conventional method.

【図3】本実施例の全体構成図である。FIG. 3 is an overall configuration diagram of the present embodiment.

【図4】本実施例のフローチャートを示す図である。FIG. 4 is a diagram showing a flowchart of this embodiment.

【図5】縮小画像の説明図である。FIG. 5 is an explanatory diagram of a reduced image.

【図6】Sobel微分のマスクを示す図である。FIG. 6 is a diagram showing a Sobel differential mask.

【図7】鮮明度曲線を示す図である。FIG. 7 is a diagram showing a sharpness curve.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 電子銃 2 集束レンズ 3 スティグマタ 4 偏向器 5 対物レンズ 6 検出器 7 モニタ 8 電子ビーム制御部 9 フォーカス制御部 10 画像処理部 11 画像入力部 1 electron gun 2 Focusing lens 3 Stigmata 4 deflector 5 Objective lens 6 detector 7 monitors 8 Electron beam controller 9 Focus control section 10 Image processing section 11 Image input section

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平4−104446(JP,A) 特開 平8−138605(JP,A) 特開 平7−153407(JP,A) 特開 昭58−11842(JP,A) 特開 昭63−202835(JP,A) 特開 昭59−54159(JP,A) 特開 昭48−52467(JP,A) 特開 昭56−41663(JP,A) 特開 平3−219543(JP,A) 実開 昭51−6861(JP,U) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H01J 37/21 ─────────────────────────────────────────────────── --Continued from the front page (56) References JP-A-4-104446 (JP, A) JP-A 8-138605 (JP, A) JP-A 7-153407 (JP, A) JP-A 58- 11842 (JP, A) JP 63-202835 (JP, A) JP 59-54159 (JP, A) JP 48-52467 (JP, A) JP 56-41663 (JP, A) JP-A-3-219543 (JP, A) Actual development Sho 51-6861 (JP, U) (58) Fields investigated (Int. Cl. 7 , DB name) H01J 37/21

Claims (6)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】電子ビームを試料に対して走査し、これに
より生じた二次電子を検出し、この検出した二次電子の
検出量をコントラストの情報に変換して前記試料の拡大
した画像を表示する走査型電子顕微鏡において、 前記試料に対し前記電子ビームを縦横それぞれに所定の
間隔で飛越して走査する電子ビーム制御手段と、 前記電子ビーム制御手段からの電子ビームの前記試料に
対するフォーカスを変化させるフォーカス制御手段と、 前記電子ビームによって前記試料から生じる二次電子を
検出する検出手段と、 前記フォーカス制御手段によって前記試料に対するフォ
ーカスを変化させながら、前記検出手段によって検出し
た二次電子の検出量から各フォーカス毎の画像であっ
て、前記電子ビームを縦横それぞれに所定の間隔で飛越
し走査することによって得られる画像である縮小画像の
画像情報を求める画像情報算出手段と、 前記画像情報算出手段によって求めた各フォーカス毎の
前記縮小画像の画像情報についてそれぞれ鮮明度を求
め、これら鮮明度から前記縮小画像に対する合焦位置に
相当するフォーカスを求める画像処理手段からなること
を特徴とする合焦位置算出装置。
1. A sample is scanned with an electron beam, secondary electrons generated thereby are detected, the detected amount of the detected secondary electrons is converted into contrast information, and an enlarged image of the sample is displayed. change in the scanning electron microscope to view, and the electron beam control means for the relative sample is scanned interlaced at predetermined intervals in vertical and horizontal directions of the electron beam, the focus for the specimen of the electron beam from the electron beam control means Focus control means for detecting the secondary electrons generated from the sample by the electron beam; detection amount of the secondary electrons detected by the detection means while changing the focus on the sample by the focus control means. From the image for each focus
To jump the electron beam vertically and horizontally at specified intervals.
Image information calculating means for obtaining image information of a reduced image which is an image obtained by scanning, and sharpness for each image information of the reduced image for each focus obtained by the image information calculating means. An in-focus position calculating device comprising image processing means for obtaining a focus corresponding to an in-focus position for the reduced image from the degree.
【請求項2】前記電子ビーム制御手段は、 一定の間隔、又は、異なる間隔で飛越走査をすることを
特徴とする請求項1記載の合焦位置算出装置。
2. The in-focus position calculation device according to claim 1, wherein the electron beam control means performs interlaced scanning at a constant interval or at different intervals.
【請求項3】前記画像処理手段は、 前記画像情報算出手段によって求めた前記各フォーカス
毎の前記縮小画像の画像情報に対し、高周波成分を取出
すフィルタをそれぞれかけて、その出力情報から前記各
フォーカス毎の前記縮小画像の画像情報の鮮明度を算出
し、 その算出した鮮明度が最大であるフォーカスを合焦位置
とすることを特徴とする請求項1記載の合焦位置算出装
置。
3. The image processing means applies a filter for extracting a high frequency component to the image information of the reduced image for each focus obtained by the image information calculating means, and outputs each focus from the output information. The focus position calculation device according to claim 1, wherein the sharpness of the image information of the reduced image is calculated for each, and the focus having the maximum calculated sharpness is set as the focus position.
【請求項4】電子ビームを試料に対して走査し、これに
より生じた二次電子を検出し、この検出した二次電子の
検出量をコントラストの情報に変換して前記試料の拡大
した画像を表示する走査型電子顕微鏡において、 前記試料に対し前記電子ビームを縦横それぞれに所定の
間隔で飛越して走査する電子ビーム制御ステップと、 前記電子ビームによって前記試料から生じる二次電子を
検出する検出ステップと、 前記試料に対するフォーカスを変化させながら、前記検
出ステップによって検出した二次電子の検出量から各フ
ォーカス毎の画像であって、前記電子ビームを縦横それ
ぞれに所定の間隔で飛越し走査することによって得られ
る画像である縮小画像の画像情報を求める画像情報算出
ステップと、 前記画像情報算出ステップにおいて求めた各フォーカス
毎の画像情報についてそれぞれ鮮明度を求め、これら鮮
明度から前記縮小画像に対する合焦位置に相当するフォ
ーカスを求める画像処理ステップからなることを特徴と
する合焦位置算出方法。
4. A sample is scanned with an electron beam, secondary electrons generated thereby are detected, the detected amount of the detected secondary electrons is converted into contrast information, and an enlarged image of the sample is displayed. a scanning electron microscope to view, detecting a secondary electron generated from the sample the relative sample and the electron beam control step of scanning and interlaced at predetermined intervals in vertical and horizontal directions of the electron beam by the electron beam While changing the focus on the sample , it is an image for each focus from the detected amount of secondary electrons detected by the detecting step, and the electron beam is changed vertically and horizontally.
Obtained by interlaced scanning at a predetermined interval
Image information calculation step for obtaining image information of a reduced image that is an image, and a sharpness is obtained for each image information for each focus obtained in the image information calculation step. An in-focus position calculation method comprising an image processing step of obtaining a corresponding focus.
【請求項5】前記電子ビーム制御ステップは、 一定の間隔、又は、異なる間隔で飛越走査をすることを
特徴とする請求項4記載の合焦位置算出方法。
5. The focusing position calculation method according to claim 4, wherein the electron beam control step performs interlaced scanning at a constant interval or at different intervals.
【請求項6】前記画像処理ステップは、 前記画像情報算出ステップにおいて求めた前記各フォー
カス毎の前記縮小画像の画像情報に対し、高周波成分を
取出すフィルタをそれぞれかけて、その出力情報から前
記各フォーカス毎の前記縮小画像の画像情報の鮮明度を
算出し、 その算出した鮮明度が最大であるフォーカスを合焦位置
とすることを特徴とする請求項4記載の合焦位置算出方
法。
6. The image processing step applies a filter for extracting a high frequency component to the image information of the reduced image for each focus obtained in the image information calculating step, and outputs each focus from the output information. The focus position calculation method according to claim 4, wherein the sharpness of the image information of the reduced image is calculated for each of the images, and the focus having the maximum calculated sharpness is set as the focus position.
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