JPH01120750A - 自動焦点調整信号処理装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、電子ビーム測長器における自動焦点調整信号
処理装置に関するものであり、更に詳しくはダイナミッ
クレンジの拡大に関するものである。

［従来の技術］ 例えば、電子ビーム測長器において、電子ビームの焦点
が試料面上で合うということは試料面上の電子ビームが
最小限に絞られることを意味し、このような状態で試料
から放出される２次電子または反射電子の密度は最大に
なる。従って、自動焦点調整を行う場合のアルゴリズム
としては、第２図に示すようなフォーカスコイル電流に
対する信号強度曲線を求めること、第３図に示すように
複数（第３図の例では４種類）のパターン認識を行って
最大の信号強度に対するフォーカスコイル最適電流値を
求めることなどが考えられる。

第４図はこのような電子ビーム測長器における自動焦点
調整信号処理装置の要部の一例を示すブロック図である
。図において、１は試料から放出される電子を検出する
検出器であり、その出力信号は増幅器２で増幅された後
サンプルホールド回路３に加えられてサンプルホールド
される。該すンブルホールド回路３によりサンプルホー
ルドされたアナログ検出信号はＡ／Ｄ変換器４に加えら
れてディジタル信号に変換される。該Ａ／Ｄ変換器４か
ら出力されるディジタル信ｑは第１のラッチ５を介して
加算器６の一方の入力端子Ａに加えられる。該加算器６
の出力信号はバッファメモリ７に蓄えられる。このバッ
フ７メモリ７は書き込み時以外は読み出し動作を行うよ
うに構成されていて、バッファメモリ７に格納されたデ
ィジタル信号は第２のラッチ８を介して加淳器６の他方
の入力端子ＢおよびＤ／Ａ変換器９に加えられるととも
にＤＭＡインタフェース１０を介してメインメモリ１１
に格納される。

ここで、試料は同一部分が１０〜２０回スキャンされ、
試料の同一部分から放出される電子が１０〜２０回加算
器６で繰り返して加算されることになる。すなわち、１
回目の検出データは加算されることなくバッファメモリ
７に格納される。バッフ７メモリ７に格納された１回目
の検出データは第２のラッチ８を介して加算器６の他方
の入力端子Ｂに加えられ、加算器６の一方の入力端子Ａ
に加えられる２回目の検出データと加算されることにな
る。このようにして加算された１回目の検出データと２
回目の検出データはバッフ７メモリ７に更新格納され、
３回目の検出データとの加算に備える。以下同様に所定
回数の検出データの加算を行う。

このような加算操作を行うことにより、Ｓ／Ｎ比は大幅
に改善されることになる。Ｄ／Ａ変換器９から出力され
るアナログ信号は微分回路１２に加えられて微分され、
微分信号は全波整流回路１３に加えられて整流され、こ
の全波整流回路１３の出力信号はダイオード積分回路１
４に加えられてピーク値が１ライン走査分積分保持され
る。このダイオード積分回路１４の出力信号は増幅器１
５を介してＡ／Ｄ変換器１６に加えられてディジタル信
号に変換され、変換されたディジタル信号はＧＰ−Ｉ　
Ｂインタフェース１７を介してメインメモリ１１に格納
される。１８は各インタフェース１０．１７とメインメ
モリ１１との間のデータの授受をはじめとする装置全体
の動作を統轄的に制御する演算制御部（ＣＰＵ）である
。

第５図は試料の具体例図である。第６図はこのような試
料をＸ方向にライン走査した場合の各部の波形側図であ
り、Ａは焦点が合っている合焦点状態を示し、Ｂは焦点
が合っていない非合焦点状態を示している。第６図にお
いて、（ａ）はＤ／Ａ変換器９の出力波形を示し、（ｂ
）は微分回路１２の出力波形を示し、（Ｃ）は全波整流
回路１３の出力波形を示し、（ｄ）は増幅器１５の出力
波形を示している。ダイオード積分回路１４は、全波整
流回路１３で得られた（Ｃ）に示す信号のピーク値を（
ｄ）に示すように加算してそれらの加算結果ＶＰ、をＡ
／Ｄ変換器１６でのＡ／Ｄ変換が終了するまで保持する
。

このようにして信号処理される１ライン分の検出データ
はリアルタイム処理されることから処理時間は短縮され
ることになる。そして、１ライン分のデータはフォーカ
スコイルの各電流値毎に存在することから、それらのデ
ータからフォーカスコイルの最適値を求めることができ
る。

［発明が解決しようとする問題点］ しかしながら、このような従来の装置では、第５図に示
すようなパターンが多数ある場合やｍ察倍率によっては
ダイオード積分回路１４に保持される信号レベルＶＰＨ
は大きくなり、第６図の八に示すように焦点が完全に合
っている状態では回路の電源電圧に達して飽和してしま
うことがある。

この結果、フォーカスコイルに流すべき最適電流値を求
められなくなるという欠点がある。

本発明は、このような点に鑑みてなされたちのであり、
その目的は、ダイオード積分回路のダイナミックレンジ
を拡大して装置の稼動率を高めることができる自動焦点
調整信号処理装置を提供することにある。

し問題点を解決するための手段コ 上記問題点を解決する本発明は、１ライン走査単位の線
幅検出データに基づいてフォーカスコイルの最適値を求
めるように構成された自動焦点調整信号処理装置におい
て、線幅検出ディジタルデ−タを１ライン走査単位でア
ナログ信号に変換するＤ／Ａ変換器と、このＤ／Ａ変換
器の出力信号を微分する微分回路と、この微分回路の出
力信号の振幅を圧縮する信号圧縮回路と、この信号圧縮
回路の出力信号を整流する全波整流回路と、この全波整
流回路の出力信号のピーク値を１ライン走査分積分保持
するダイオード積分回路を設けたことを特徴とする。

［作用］ 本発明の自動焦点調整信号処理ｉ四では、微分回路の出
力信号の振幅が信号圧縮回路で圧縮されることから、ダ
イオード積分回路で保持される信号レベルの飽和を抑制
でき、装置の稼動率を高めることができる。

［実施例１ 以下、図面を参照して本発明の実施例を詳細に説明する
。

第１図は本発明の一実施例を示す要部構成ブロック図で
あり、第４図と同一部分には同一の符号を付けてそれら
の説明は省略する。図において、１９は微分回路１２の
後段に設けられた信号圧縮回路であり、例えば対数増幅
器を用いる。信号圧縮回路１９として対数増幅器を用い
ることにより、信号レベルが大きくなるほど信号圧縮率
が大きくなる。すなわち、第６図Ｂに示すように焦点が
合っていない場合には信号レベルが低いことから信号レ
ベルがほとんど圧縮されることはないが、第６図へに示
すように焦点が合っている場合には信号レベルは相当の
比率で圧縮されることになる。

従って、焦点が合っていない場合の信号処理動作に悪影
響を及ぼすことなく焦点が合っている場合におけるダイ
オード積分回路１４に保持される信号レベルＶＰＨの飽
和を防止することができる。−これにより、従来の装置
に比べて信号の飽和に起因する動作不能状態を大幅に軽
減することができ、装置の稼動率を高めることができる
。

なお、上記の説明では信号圧縮回路どして対数増幅器を
用いる例を示したが、用途に応じて対数特性以外の任意
の圧縮特性を持つ回路を用いてもよい。

［発明の効果１ 以上詳細に説明したように、本発明によれば、ダイオー
ド積分回路のダイナミックレンジを拡大して装置の稼動
率を高めることができる自動焦点調整信号処理装置を提
供することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す要部構成ブロック図、
第２図はフォーカスコイル電流に対する信号強度曲線の
説明図、第３図はパターン認識に用い、るパターン例図
、第４図は従来の自動焦点調整信号処理装置の要部の一
例を示すブロック図、第５図は試料の具体例図、第６図
はこのような試料をＸ方向にライン走査した場合の各部
の波形例図である。 ９・・・Ｄ／Ａ変換器　　　１２・・・微分回路１３・
・・全波整流回路 １４・・・ダイオード積分回路 １９・・・信号圧縮回路

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 　１ライン走査単位の線幅検出データに基づいてフォー
   カスコイルの最適値を求めるように構成された自動焦点
   調整信号処理装置において、線幅検出ディジタルデータ
   を１ライン走査単位でアナログ信号に変換するＤ／Ａ変
   換器と、このＤ／Ａ変換器の出力信号を微分する微分回
   路と、この微分回路の出力信号の振幅を圧縮する信号圧
   縮回路と、この信号圧縮回路の出力信号を整流する全波
   整流回路と、この全波整流回路の出力信号のピーク値を
   １ライン走査分積分保持するダイオード積分回路を設け
   たことを特徴とする自動焦点調整信号処理装置。