JPH0582011B2 - - Google Patents
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- Publication number
- JPH0582011B2 JPH0582011B2 JP57098189A JP9818982A JPH0582011B2 JP H0582011 B2 JPH0582011 B2 JP H0582011B2 JP 57098189 A JP57098189 A JP 57098189A JP 9818982 A JP9818982 A JP 9818982A JP H0582011 B2 JPH0582011 B2 JP H0582011B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- objective lens
- scanning
- alternating current
- component
- video signal
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
Links
- 238000001514 detection method Methods 0.000 claims description 26
- 238000010894 electron beam technology Methods 0.000 claims description 6
- 238000009499 grossing Methods 0.000 description 4
- 238000000034 method Methods 0.000 description 4
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 description 1
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 230000005284 excitation Effects 0.000 description 1
- 230000001678 irradiating effect Effects 0.000 description 1
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
- H01J37/00—Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
- H01J37/02—Details
- H01J37/21—Means for adjusting the focus
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Testing Or Measuring Of Semiconductors Or The Like (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は走査型電子顕微鏡のような試料面を荷
電粒子線で走査して試料に関する情報を得る装置
における焦点検出装置に関する。焦点検出の方法
としては色々なものがあるが、試料面を走査して
得られる信号（映像信号と云うことにする）にお
ける交流成分が最大になる点を検出すると云う方
法が一般的に用いられている。本発明はこのよう
な方法に基く焦点検出装置を対象としている。
電粒子線で走査して試料に関する情報を得る装置
における焦点検出装置に関する。焦点検出の方法
としては色々なものがあるが、試料面を走査して
得られる信号（映像信号と云うことにする）にお
ける交流成分が最大になる点を検出すると云う方
法が一般的に用いられている。本発明はこのよう
な方法に基く焦点検出装置を対象としている。
上述した方法に基く焦点検出装置には以下に述
べるような問題点がある。第１図において横軸は
走査型電子顕微鏡等における対物レンズの励磁電
流、縦軸は映像信号におる交流成分の強さを示
す。検出レベルEsを適当に設定し、対物レンズ
電流を変えながら映像信号中の交流成分の強度を
検出し、交流成分がEsを超えた点の対物レンズ
電流L1及び交流成分が減少する方向でEsをよぎ
る点の対物レンズ電流L2を求め、L1及びL2の平
均Lm（L1＋L2）／２を以つて対物レンズ電流の
合焦値とする。
べるような問題点がある。第１図において横軸は
走査型電子顕微鏡等における対物レンズの励磁電
流、縦軸は映像信号におる交流成分の強さを示
す。検出レベルEsを適当に設定し、対物レンズ
電流を変えながら映像信号中の交流成分の強度を
検出し、交流成分がEsを超えた点の対物レンズ
電流L1及び交流成分が減少する方向でEsをよぎ
る点の対物レンズ電流L2を求め、L1及びL2の平
均Lm（L1＋L2）／２を以つて対物レンズ電流の
合焦値とする。
問題点１ ｘ方向走査を繰返しながら対物レンズ
電流を変えて行く場合、一走査と次の走査との
間の映像信号が出ない期間中或いは−走査の端
に近い時点で対物レンズ電流が合焦値になつた
ときは誤つた対物レンズ電流を合焦値としてし
まう。第２図Ａはｘ方向走査信号で帰線期間中
は映像信号の周波数が高過ぎてアンプのの周波
数特性の範囲を超えるため映像信号が出難く、
走査停止期間中も映像信号が出ない。従つて映
像信号は第２図Ｃのようになる。第２図Ｂは対
物レンズ電流で次第に増加しており、TOの時
点が合焦位置とする。映像信号の交流分の強さ
は第２図Ｄのように変化する。映像信号に中断
部分がなければ点線のような一つの山を画く
が、中断部分があるから実線のようになる。
こゝで検出レベルEsが図のように設定してあ
ると、Ｔ１とＴ２の両時点における対物レンズ
電流の平均を以つて対物レンズ電流の合焦値と
するから、TO′の時点に対応するレンズ電流を
以つて対物レンズの合焦値と誤認することにな
る。
電流を変えて行く場合、一走査と次の走査との
間の映像信号が出ない期間中或いは−走査の端
に近い時点で対物レンズ電流が合焦値になつた
ときは誤つた対物レンズ電流を合焦値としてし
まう。第２図Ａはｘ方向走査信号で帰線期間中
は映像信号の周波数が高過ぎてアンプのの周波
数特性の範囲を超えるため映像信号が出難く、
走査停止期間中も映像信号が出ない。従つて映
像信号は第２図Ｃのようになる。第２図Ｂは対
物レンズ電流で次第に増加しており、TOの時
点が合焦位置とする。映像信号の交流分の強さ
は第２図Ｄのように変化する。映像信号に中断
部分がなければ点線のような一つの山を画く
が、中断部分があるから実線のようになる。
こゝで検出レベルEsが図のように設定してあ
ると、Ｔ１とＴ２の両時点における対物レンズ
電流の平均を以つて対物レンズ電流の合焦値と
するから、TO′の時点に対応するレンズ電流を
以つて対物レンズの合焦値と誤認することにな
る。
問題点２ 試料面の状態に方向性があるとき、そ
の方向性がｘ方向と交わつておれば映像信号に
交流成分が現れるが、ｘ方向と平行の場合は交
流成分が弱くて焦点検出ができない。
の方向性がｘ方向と交わつておれば映像信号に
交流成分が現れるが、ｘ方向と平行の場合は交
流成分が弱くて焦点検出ができない。
問題点３ 検出レベルEsが固定されていること
による問題。映像信号中の交流成分の強さは試
料表面の性質、走査速度、倍率等によつて変化
し、一般に走査速度が早い程交流分が増し、倍
率は或る程度低い方が交流分が多い。そこで第
３図で検出レベルをEs1に設定してあると交流
分が強いロの場合焦点検出ができるが、交流分
が弱いハの場合には焦点検出ができない。反対
に検出レベルをEs2のように低く設定してある
と、ハの場合は焦点検出ができるが、ロの場合
は焦点検出ができない。なおイは合焦状態から
非常に離れている所で試料照射電子ビームが太
く試料の端の所で試料からはみ出すような場合
（ビーム中心の走査範囲は試料内にあつて、合
焦近くなればこのようなことは起らない）、端
の所を検出して映像信号が変化し、交流分にイ
のような偽ピークが現れ、焦点位置を誤る。
による問題。映像信号中の交流成分の強さは試
料表面の性質、走査速度、倍率等によつて変化
し、一般に走査速度が早い程交流分が増し、倍
率は或る程度低い方が交流分が多い。そこで第
３図で検出レベルをEs1に設定してあると交流
分が強いロの場合焦点検出ができるが、交流分
が弱いハの場合には焦点検出ができない。反対
に検出レベルをEs2のように低く設定してある
と、ハの場合は焦点検出ができるが、ロの場合
は焦点検出ができない。なおイは合焦状態から
非常に離れている所で試料照射電子ビームが太
く試料の端の所で試料からはみ出すような場合
（ビーム中心の走査範囲は試料内にあつて、合
焦近くなればこのようなことは起らない）、端
の所を検出して映像信号が変化し、交流分にイ
のような偽ピークが現れ、焦点位置を誤る。
本発明は走査型電子検微鏡等の焦点検出装置に
おける上述したような諸問題のうち特に問題点３
の解決を目的とするものである。なお問題点１、
２に関しては試料面を適宜の閉曲線例えば円周に
沿い連続駅に繰返走査しながら対物レンズ電流を
変えて行くことで解決できる。このためにはｘ方
向走査信号と90゜位相をずらせた信号をｙ方向走
査信号にすればよい。
おける上述したような諸問題のうち特に問題点３
の解決を目的とするものである。なお問題点１、
２に関しては試料面を適宜の閉曲線例えば円周に
沿い連続駅に繰返走査しながら対物レンズ電流を
変えて行くことで解決できる。このためにはｘ方
向走査信号と90゜位相をずらせた信号をｙ方向走
査信号にすればよい。
本発明は上述目的に従い、試料面走査を行いな
がら対物レンズ電流を高速で変化させて映像信号
中の交流分の強度の見当をつけ、この交流分に適
宜係数を掛けて検出レベルとして焦点検出動作を
行うようにした焦点検出装置を提供するものであ
る。以下実施例によつて本発明を説明する。
がら対物レンズ電流を高速で変化させて映像信号
中の交流分の強度の見当をつけ、この交流分に適
宜係数を掛けて検出レベルとして焦点検出動作を
行うようにした焦点検出装置を提供するものであ
る。以下実施例によつて本発明を説明する。
第４図は本発明の一実施例を示す。１は試料照
射電子ビーム、２は試料、３は電磁対物レンズ、
４はｘ方向走査用偏向コイル、５はｙ方向走査用
偏向コイル、６は試料２から放出される２次電子
等を検出する検出器でその出力が映像信号であ
る。この映像信号はプリアンプ、直流分カツト用
コンデンサを介して整流平滑回路７に入力され、
同回路によつて交流分の強さが検出される。８は
最大値ホールド回路で、スイツチＳが閉じられて
いる間の整流平滑回路７の出力の最大値をホール
ドする。スイツチＳはリレーＫの接点であつて、
リレーｋは制御回路９によつて操作される。制御
回路９は焦点検出の指示を受けると、走査信号回
路１０を制御して偏向コイル４にsin wtに比例
する正弦波電流を流し、偏向コイル５にcos wt
に比例する正弦波電流を流して電子ビーム１を試
料２面上で円周に沿つて振らせる。また制御回路
９は対物レンズ電流電源装置１１を制御して対物
レンズ電流を所定範囲で一回高速変化させる。こ
の高速変化の間リレーｋを操作してスイツチＳを
閉じさせる。従つてこの高速変化が終つたとき最
大値ホールド回路８には正規の走査における映像
信号の交流分の最大値に近い値がホールドされ
る。この動作が終ると制御回路９は試料面の円周
走査を続けたまゝ対物レンズ電流を低速変化させ
る。最大値ホールド回路８にホールドされている
信号はポテンシヨメータ１２により分割（係数掛
算）されてコンパレータ１３の一方の入力端子に
印加される。コンパレータ１３のもう一つの入力
端子には整流平滑回路７の出力が直接印加されて
おり、コンパレータ１３の出力は平滑回路７の出
力の方がポテンシヨメータ１２の出力信号よりハ
イレベルである間ハイレベルであり、制御回路９
はコンパレータ１３の出力がローからハイに反転
したとき及びハイからローに戻つたときの対物レ
ンズ電流値を電流検出回路１４から読込み、両電
流値の平均値を算出する。以上で焦点検出動作は
終り、制御回路９は上に求めた平均値によつて対
物レンズ電流電源装置を制御し、走査信号回路１
０によつて通常のｘ方向、ｙ方向走査を行わせ
る。
射電子ビーム、２は試料、３は電磁対物レンズ、
４はｘ方向走査用偏向コイル、５はｙ方向走査用
偏向コイル、６は試料２から放出される２次電子
等を検出する検出器でその出力が映像信号であ
る。この映像信号はプリアンプ、直流分カツト用
コンデンサを介して整流平滑回路７に入力され、
同回路によつて交流分の強さが検出される。８は
最大値ホールド回路で、スイツチＳが閉じられて
いる間の整流平滑回路７の出力の最大値をホール
ドする。スイツチＳはリレーＫの接点であつて、
リレーｋは制御回路９によつて操作される。制御
回路９は焦点検出の指示を受けると、走査信号回
路１０を制御して偏向コイル４にsin wtに比例
する正弦波電流を流し、偏向コイル５にcos wt
に比例する正弦波電流を流して電子ビーム１を試
料２面上で円周に沿つて振らせる。また制御回路
９は対物レンズ電流電源装置１１を制御して対物
レンズ電流を所定範囲で一回高速変化させる。こ
の高速変化の間リレーｋを操作してスイツチＳを
閉じさせる。従つてこの高速変化が終つたとき最
大値ホールド回路８には正規の走査における映像
信号の交流分の最大値に近い値がホールドされ
る。この動作が終ると制御回路９は試料面の円周
走査を続けたまゝ対物レンズ電流を低速変化させ
る。最大値ホールド回路８にホールドされている
信号はポテンシヨメータ１２により分割（係数掛
算）されてコンパレータ１３の一方の入力端子に
印加される。コンパレータ１３のもう一つの入力
端子には整流平滑回路７の出力が直接印加されて
おり、コンパレータ１３の出力は平滑回路７の出
力の方がポテンシヨメータ１２の出力信号よりハ
イレベルである間ハイレベルであり、制御回路９
はコンパレータ１３の出力がローからハイに反転
したとき及びハイからローに戻つたときの対物レ
ンズ電流値を電流検出回路１４から読込み、両電
流値の平均値を算出する。以上で焦点検出動作は
終り、制御回路９は上に求めた平均値によつて対
物レンズ電流電源装置を制御し、走査信号回路１
０によつて通常のｘ方向、ｙ方向走査を行わせ
る。
本発明に係る走査型電子顕微鏡等の焦点検出装
置は上述したような構成で、検出レベルを固定せ
ず予備走査で映像信号中の交流成分の最大値を調
べて、その結果に基いて検出レベルを設定するよ
うにしたから、試料の種類、倍率、走査速度等に
影響されず常に確実に焦点検出ができる。
置は上述したような構成で、検出レベルを固定せ
ず予備走査で映像信号中の交流成分の最大値を調
べて、その結果に基いて検出レベルを設定するよ
うにしたから、試料の種類、倍率、走査速度等に
影響されず常に確実に焦点検出ができる。
第１図は対物レンズ電流を変えたときの映像信
号中の交流成分の変化を示すグラフ、第２図は走
査信号、対物レンズ電流、映像信号及び交流成分
間の変化の関係を示すタイムチヤート、第３図は
交流成分の変化と検出レベルとの関係を例示する
グラフ、第４図は本発明の一実施例装置の構成を
示すブロツク図である。 １……電子ビーム、２……試料、３……対物レ
ンズ、４，５……偏向コイル。
号中の交流成分の変化を示すグラフ、第２図は走
査信号、対物レンズ電流、映像信号及び交流成分
間の変化の関係を示すタイムチヤート、第３図は
交流成分の変化と検出レベルとの関係を例示する
グラフ、第４図は本発明の一実施例装置の構成を
示すブロツク図である。 １……電子ビーム、２……試料、３……対物レ
ンズ、４，５……偏向コイル。
Claims (1)
- １ 映像信号中の交流成分が最大になる点を検出
する基本構成を有し、焦点検出動作に先立つて試
料面を電子線で走査しながら対物レンズ電流を比
較的高速で変化させ、その間の映像信号の交流成
分の最大値をホールドし、このホールドされた信
号に適宜係数を掛けた信号を検出レベルとして設
定し試料面を電子線で走査しながら対物レンズ電
流を変化させ、対物レンズ電流の変化に伴う上記
交流成分の変化において、交流成分が上記設定レ
ベルを横切る前後２点の対物レンズ電流の値の中
間値として、焦点検出動作を行うようにした制御
系を備えたことを特徴とする走査型電子顕微鏡等
の焦点検出装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9818982A JPS58214258A (ja) | 1982-06-07 | 1982-06-07 | 走査型電子顕微鏡等の焦点検出装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9818982A JPS58214258A (ja) | 1982-06-07 | 1982-06-07 | 走査型電子顕微鏡等の焦点検出装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS58214258A JPS58214258A (ja) | 1983-12-13 |
| JPH0582011B2 true JPH0582011B2 (ja) | 1993-11-17 |
Family
ID=14213063
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9818982A Granted JPS58214258A (ja) | 1982-06-07 | 1982-06-07 | 走査型電子顕微鏡等の焦点検出装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS58214258A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0355168B1 (en) * | 1988-02-03 | 1992-08-19 | Fanuc Ltd. | Device for controlling wire tension and detecting breakage of wire |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0756786B2 (ja) * | 1988-03-09 | 1995-06-14 | 株式会社日立製作所 | 電子顕微鏡の焦点合わせ装置 |
| EP0651452A1 (en) * | 1993-11-01 | 1995-05-03 | Osaka Gas Co., Ltd. | Porous carbonaceous material and a method for producing the same |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5264866A (en) * | 1975-11-25 | 1977-05-28 | Shimadzu Corp | Focus detection unit of scanning-type electronic line equipment |
-
1982
- 1982-06-07 JP JP9818982A patent/JPS58214258A/ja active Granted
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5264866A (en) * | 1975-11-25 | 1977-05-28 | Shimadzu Corp | Focus detection unit of scanning-type electronic line equipment |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0355168B1 (en) * | 1988-02-03 | 1992-08-19 | Fanuc Ltd. | Device for controlling wire tension and detecting breakage of wire |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS58214258A (ja) | 1983-12-13 |
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