JPH01255142A - 電子顕微鏡のオートフォーカス回路 - Google Patents

電子顕微鏡のオートフォーカス回路

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JPH01255142A
JPH01255142A JP63080702A JP8070288A JPH01255142A JP H01255142 A JPH01255142 A JP H01255142A JP 63080702 A JP63080702 A JP 63080702A JP 8070288 A JP8070288 A JP 8070288A JP H01255142 A JPH01255142 A JP H01255142A
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JP
Japan
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scanning
signal
objective lens
peak
circuit
Prior art date
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Pending
Application number
JP63080702A
Other languages
English (en)
Inventor
Shizushi Akatsuchi
赤土 静志
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NICHIDENSHI TECHNICS KK
Original Assignee
NICHIDENSHI TECHNICS KK
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Publication date
Application filed by NICHIDENSHI TECHNICS KK filed Critical NICHIDENSHI TECHNICS KK
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Priority to US07/331,651 priority patent/US4978856A/en
Publication of JPH01255142A publication Critical patent/JPH01255142A/ja
Pending legal-status Critical Current

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Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01JELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J37/00Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
    • H01J37/02Details
    • H01J37/21Means for adjusting the focus

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、対物レンズ電流を最小値から最大値までスキ
ャンしてフォーカス点を求め対物レンズ電流を設定する
電子顕微鏡のオートフォーカス回路に関する。
〔従来の技術〕
第3図は従来のオートフォーカス回路の構成例を示す図
、第4図はオートフォーカス回路の動作を説明するため
の図であり、第3図の1は電子ビーム、2は対物レンズ
、3は試料、4は光電子増倍管、5は電源回路、8はD
/Aコンバーク、9はインターフェース、10はCPU
、11はビデオアンプ、12はA/Dコンバータ、13
は表示制御回路、14はデイスプレィを示し、第4図(
イ)の縦軸は対物レンズ電流値、横軸はD/Aコンハー
ク8の入力ステップ、同図(ロ)の()軸はビデオ信号
、横軸は人力ステップをそれぞれ示している。
従来の電子顕微鏡において採用されているオートフォー
カス回路は、第3図に示すようにCPU10からインタ
ーフェース9、D/Aコンバータ8を通して対物レンズ
2の電源回路5を制御する対物レンズ2の電流側?lI
l系と、試料3に電子ビーム1を照射することによって
試料3から放出される2次電子を光電子増倍管4で検出
し、ビデオアンプ11、A/Dコンバータ12で増幅、
デジタル変換してCPU 10に取り込む2次電流検出
系からなっている。このオートフォーカスでは、例えば
8ビツト(O〜255)のステ・ノブ信号をスキャン信
号としてCPUl0からインターフェース9を通してD
/Aコンバータ8に出力することによって、第4図(イ
)に示すように対物レンズ電流+OLを最小値から最大
値までスキャンする。
この場合、同図(イ)において横軸はそのまま時間軸と
して置き換えられる。そして、そこで得られたピーク(
映像信号の最大値)から対物レンズの持つヒステリシス
を考慮して対物レンズ電流を設定している。
一般に、第4図において、Oがフォーカス点であるとす
ると、同図(イ)に示すように対物レンズ電流I。Lを
最小値から最大値まで(a1方向にスキャンし、続いて
その逆の(b1方向にスキャンした場合には、同図(ロ
)に示すようにそれぞれピークがフォーカス点○より遅
れて現れる。従って、この特性よりそれぞれのピークの
位置から一般にはその中間を真のピーク(点線のピーク
)とすればよいことが判る。この走査は、例えば2mA
のステ・2ブによる粗調整、1mAのステップによる中
間調整、0.1mAのステップによるHN整のような3
段階のスキャンを行ってフォーカスに追い込んでいる。
電子顕微鏡では、以上のようにオートフォーカス回路に
より対物レンズ電流をスキャンしピーク点検出、記憶を
行ってスキャンを終了すると、対物レンズ電流を検出さ
れたピーク点に移動させることによって、フォーカス点
での試料観察を行っている。
〔発明が解決しようとする課題〕
しかしながら、上記のような従来のオートフォーカスで
は、対物レンズの素材や加工のバラツキによりヒステリ
シス特性等が一定でない場合に、オートフォーカスが効
かないことがある。例えばCPUl0からインターフェ
ース9を介してD/Aコンバータ8に入力されるステッ
プが8ビツト(0〜255)であるとし、対物レンズ電
流を最小値から最大値の方向にスキャンした場合、検出
されるピーク点Pは、実オのフォーカス点0よりも数ス
テラプル数十ステップ上方になる。また、対物レンズ電
流を最大値から最小値の方向にスキャンした場合に検出
されるピーク点Qは、逆に数ステラプル数十ステップ下
方になる。このステップのずれは、対物レンズの特性や
スキャンする時間等により変化し、必ずしも一定ではな
い。
そこで、より精度よくフォーカス点に対物レンズ電流を
設定するには、結局は数段階でスキャンしなければなら
ない。そのため、オートフォーカスを高速化することを
難しくしているという問題もある。
本発明は、上記の問題点を解決するものであって、ヒス
テリシス特性に影響されず高速に対物レンズ電流のオー
トフォーカスを可能にする電子顕微鏡のオートフォーカ
ス回路を提供することを目的とするものである。
〔課題を解決するための手段〕
そのために本発明は、対物レンズ電流を最小値から最大
値までスキャンして得られる試料映像信号のピークから
フォーカス点を求め対物レンズ電流を設定する電子顕微
鏡のオートフォーカス回路において、交流信号発生手段
及び加算手段を有し、直線スキャン信号に交流信号を重
畳してスキャンすることを特徴とするものである。
〔作用〕
本発明の電子顕微鏡のオートフォーカス回路では、交流
信号発生手段及び加算手段を有し、直線スキャン信号に
交流信号を重畳してスキャンするので、1回のスキャン
により対物レンズ電流が増加する方向と減少する方向の
スキャンを行うことができ、スキャンタイムが従来の半
分になる。また、交流信号を重畳してスキャンすること
により減少から増加に向かうスキャン時に得られるピー
ク点はフォーカス点側にシフトして得られ、ピーク検出
の誤差を少なくすることができる。
〔実施例〕
以下、図面を参照しつつ実施例を説明する。
第1図は本発明に係る電子顕微鏡のオートフォーカス回
路の1実施例を°示す図、第2図は本発明に係る電子顕
微鏡のオートフォーカス回路の動作を説明するための図
である。
第1図において、第3図と同じ記号はそれぞれ同じ回路
を示し、6は加算回路、7は変調回路を示す。このよう
に本発明に係る電子顕微鏡のオートフォーカス回路は、
第3図に示す従来のオートフォーカス回路に加算回路6
及び変調回路7を追加し、第2図(イ)に示す信号Bに
よりスキャンするようにしたものである。ここで、変調
回路7は、発振器を備えた回路であり、正弦波信号を出
力するものである。また、加算回路6は、変調回路7よ
り出力された正弦波とD/Aコンバータ8より出力され
た直流電流信号とを加算するものである。従って、従来
は、第2図(イ)に示す信号Aにより直線的にスキャン
していたのに対し、本発明のオートフォーカス回路では
、信号Bに示すように変調をかけた信号によりスキャン
することになる。
本発明のオートフォーカス回路によりスキャンした場合
には、フォーカス点Oを中心とした付近に注目すると、
正弦波工の点RとR′を結ぶ線上では対物レンズ電流が
減少している。そのため、減少方向に直線スキャンした
場合の点P′で検出されるピーク点は、点P′と同じ電
流値である点Q′の位置となる。また、点SとS′を結
ぶ線上では対物レンズ電流が増加するので、増加方向に
直線スキャンした場合に検出される点Pのピークは、点
Pと同じ電流値である点Qの位置となる。
このことから明らかなように、本発明の信号によりスキ
ャンすると、増加方向に1回スキャンするだけで、従来
の往復スキャンに対応するピークを得ることができ、し
かもそのピークの位置をフォーカス点○側によせること
ができる。従って、このスキャンによって得られるピー
ク信号は、同図(ロ)に示すようなものとなり、変調す
る周波数、電圧を加減することによりさらに検出曲線の
ピークを点線のように描かせることもでき、ピーク点を
フォーカス点と一致させることも可能となる。
なお、本発明は、上記の実施例に限定されるものではな
く、種々の変形が可能である。例えば上記の実施例では
、正弦波信号を重畳(変調)したが、三角波その他の交
流信号を用いるようにしてもよい。また、1回のスキャ
ンによりオートフォーカスするような説明をしたが、2
回或いは複数階に分は変調する周波数、電圧を加減する
ことによりフォーカス点を設定するようにしてもよいこ
とは勿論である。
〔発明の効果〕
以上の説明から明らかなように、本発明によれば、従来
の2回スキャンにより得られるピーク情報を1回のスキ
ャンで得ることができるので、オートフォーカスの時間
を短縮することができ、しかも、対物レンズ電流の減少
から増加に向かうスキャンでピークがある場合にはフォ
ーカス点側に近い位置にシフトされ、フォーカス点の検
出精度を上げることができる。また、変調する周波数、
電圧を加減することにより容易に対物レンズの素材、加
工等のバラツキによるヒステリシスの変化でも影響され
ずにオートフォーカスさせることができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明に係る電子顕微鏡のオートフォーカス回
路の1実施例を示す図、第2図は本発明に係る電子顕微
鏡のオートフォーカス回路の動作を説明するための図、
第3図は従来のオートフォーカス回路の構成例を示す図
、第4図はオートフォーカス回路の動作を説明するだめ
の図である。 1・・・電子ビーム、2・・・対物レンズ、3・・・試
料、4・・・光電子増倍管、5・・・電源回路、6・・
・加算回路、7・・・変調回路、8・・・D/Aコンバ
ータ、9・・・インターフェース、10・・・CPU、
11・・・ビデオアンプ、12・・・A/Dコンバータ
、13・・・表示制御回路、14・・・デイスプレィ。 出 願 人  株式会社日電子テクニクス代理人 弁理
士 阿 部 記 吉(外4名)第1図 第2図 第3図 第4図

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)対物レンズ電流を最小値から最大値までスキャン
    して得られる試料映像信号のピークからフォーカス点を
    求め対物レンズ電流を設定する電子顕微鏡のオートフォ
    ーカス回路において、交流信号発生手段及び加算手段を
    有し、直線スキャン信号に交流信号を重畳してスキャン
    することを特徴とする電子顕微鏡のオートフォーカス回
    路。
JP63080702A 1988-04-01 1988-04-01 電子顕微鏡のオートフォーカス回路 Pending JPH01255142A (ja)

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US07/331,651 US4978856A (en) 1988-04-01 1989-03-31 Automatic focusing apparatus

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