JPH0616390B2 - ビームの自動焦点調節装置 - Google Patents
ビームの自動焦点調節装置Info
- Publication number
- JPH0616390B2 JPH0616390B2 JP24046387A JP24046387A JPH0616390B2 JP H0616390 B2 JPH0616390 B2 JP H0616390B2 JP 24046387 A JP24046387 A JP 24046387A JP 24046387 A JP24046387 A JP 24046387A JP H0616390 B2 JPH0616390 B2 JP H0616390B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- mark
- circuit
- correlation
- electron
- 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
Landscapes
- Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明はビームの自動焦点調節装置に関する。
（従来の技術） 電子顕微鏡乃至は電子ビーム描画装置は、何れもステー
ジ上に載置された試料（材料）にフォーカシングした電
子ビームを照射するようになっている。この結果、電子
顕微鏡の場合には拡大された試料の電子線画像がＣＲＴ
上に表示され、電子ビーム描画装置の場合には材料上に
パターンが描画される。
ジ上に載置された試料（材料）にフォーカシングした電
子ビームを照射するようになっている。この結果、電子
顕微鏡の場合には拡大された試料の電子線画像がＣＲＴ
上に表示され、電子ビーム描画装置の場合には材料上に
パターンが描画される。
このようなビーム照射において、試料（材料）に対して
ビームの焦点が合っていないと鮮明な画像が得られず、
又、シャープなパターン描画を行うことができない。そ
こで、電子ビームが試料（材料）に自動的に焦点を結ぶ
ように自動焦点調節が行われる。
ビームの焦点が合っていないと鮮明な画像が得られず、
又、シャープなパターン描画を行うことができない。そ
こで、電子ビームが試料（材料）に自動的に焦点を結ぶ
ように自動焦点調節が行われる。
第５図は従来の自動焦点調節装置の構成例を示すブロッ
ク図である。電子銃（図示せず）から出射された電子ビ
ームＢｉは電子レンズ１で集束されビーム径が絞られた
後、偏向器２で偏向を受けてマーク３を照射する。電子
ビームＢｉがマーク３を照射した際、該マーク３から放
射される二次的信号又は反射信号Ｒは、検出器４ａ，４
ｂで検出された後、加算平均回路５に入る。
ク図である。電子銃（図示せず）から出射された電子ビ
ームＢｉは電子レンズ１で集束されビーム径が絞られた
後、偏向器２で偏向を受けてマーク３を照射する。電子
ビームＢｉがマーク３を照射した際、該マーク３から放
射される二次的信号又は反射信号Ｒは、検出器４ａ，４
ｂで検出された後、加算平均回路５に入る。
加算平均回路５には走査信号が入力されており、偏向器
２により電子ビームＢｉがマーク３上を走査するたび毎
に検出器４ａ，４ｂによる検出結果が加算平均回路５に
入り、ノイズを除去するために走査した回数だけの平均
化がなされる。平均化された検出信号は、続く微分回路
に入って微分されピーク検出回路７に入り、信号のピー
ク値が求められる。一般に電子ビームＢｉの焦点が合っ
ている程反射信号のピーク値は大きくなり、従って、加
算平均回路５の出力も大きくなる。この加算平均回路５
の出力を微分する微分回路の出力ピーク値も電子ビーム
Ｂｉの焦点が合っている程大きくなる。そこで、ピーク
値検出回路７の出力ピーク値を電子レンズ駆動回路８に
入れ、電子レンズ駆動回路８の入力が最大となるように
電子レンズ１への駆動電流を変化させてやる。そして、
ピーク値検出回路７の出力が最大となった時に電子ビー
ムＢｉの焦点が正確に合ったことになる。
２により電子ビームＢｉがマーク３上を走査するたび毎
に検出器４ａ，４ｂによる検出結果が加算平均回路５に
入り、ノイズを除去するために走査した回数だけの平均
化がなされる。平均化された検出信号は、続く微分回路
に入って微分されピーク検出回路７に入り、信号のピー
ク値が求められる。一般に電子ビームＢｉの焦点が合っ
ている程反射信号のピーク値は大きくなり、従って、加
算平均回路５の出力も大きくなる。この加算平均回路５
の出力を微分する微分回路の出力ピーク値も電子ビーム
Ｂｉの焦点が合っている程大きくなる。そこで、ピーク
値検出回路７の出力ピーク値を電子レンズ駆動回路８に
入れ、電子レンズ駆動回路８の入力が最大となるように
電子レンズ１への駆動電流を変化させてやる。そして、
ピーク値検出回路７の出力が最大となった時に電子ビー
ムＢｉの焦点が正確に合ったことになる。
（発明が解決しようとする問題点） 前述した従来の装置の場合、検出信号を走査回数だけ加
算平均しているので、平均回数が多いと信号のノイズ除
去効果もあがりビームの焦点調節も比較的正確に行え
る。しかしながら、平均回数が少ない場合にはノイズの
除去効果が薄く、Ｓ／Ｎ比が悪いため正確なビームの焦
点調節が不可能になる。従って、正確にビームの焦点調
節を行おうとすると平均回数を多くする必要があるが、
平均回数を多くすると今度は逆に測定に時間がかかり、
ビームの焦点調節に要する時間が長くなってしまう。
又、平均回数が多いとマークに与えるダメージが大きく
なる。
算平均しているので、平均回数が多いと信号のノイズ除
去効果もあがりビームの焦点調節も比較的正確に行え
る。しかしながら、平均回数が少ない場合にはノイズの
除去効果が薄く、Ｓ／Ｎ比が悪いため正確なビームの焦
点調節が不可能になる。従って、正確にビームの焦点調
節を行おうとすると平均回数を多くする必要があるが、
平均回数を多くすると今度は逆に測定に時間がかかり、
ビームの焦点調節に要する時間が長くなってしまう。
又、平均回数が多いとマークに与えるダメージが大きく
なる。
本発明はこのような点に鑑みてなされたものであって、
その目的は、短時間で自動焦点調節を行うことができる
ビームの自動焦点調節装置を実現することにある。
その目的は、短時間で自動焦点調節を行うことができる
ビームの自動焦点調節装置を実現することにある。
（問題点を解決するための手段） 前記した問題点を解決する本発明は、荷電粒子ビームを
マークに照射した際に該マークから発生する信号を検出
し、この検出信号に基づいて収束レンズを調整してビー
ムの自動焦点調節を行うビームの自動焦点調節装置にお
いて、検出信号の自己相関乃至は相互相関をとり、この
相関結果が最大となるように収束レンズを調整するよう
に構成したことを特徴とするものである。
マークに照射した際に該マークから発生する信号を検出
し、この検出信号に基づいて収束レンズを調整してビー
ムの自動焦点調節を行うビームの自動焦点調節装置にお
いて、検出信号の自己相関乃至は相互相関をとり、この
相関結果が最大となるように収束レンズを調整するよう
に構成したことを特徴とするものである。
（作用） マーク検出信号の自己相関乃至は相互相関をとる。
（実施例） 以下、図面を参照して本発明の実施例を詳細に説明す
る。
る。
第１図は本発明の一実施例を示す構成ブロック図であ
る。第５図と同一のものは、同一の符号を付して示す。
図において、１１は検出器４ａ，４ｂの出力を加算する
加算器でその出力は微分回路６に入って微分される。１
２は微分回路６の出力ピーク値をディジタルデータに変
換するＡ／Ｄ変換器、１３は該Ａ／Ｄ変換器１２の出力
を格納するメモリである。該メモリ１３にはアドレスが
入力されており、該メモリ１３はこのアドレスに従った
データＸ（Ｉ），Ｘ（Ｉ＋Ｊ）を出力する。１４ａはこ
れら２つの入力の乗算を行う乗算器、１４ｂは該乗算器
１４ａの出力を受けて、所定の加算処理を行う加算器で
ある。これら乗算器１４ａ及び加算器１４ｂとで相関演
算器１４を構成する。
る。第５図と同一のものは、同一の符号を付して示す。
図において、１１は検出器４ａ，４ｂの出力を加算する
加算器でその出力は微分回路６に入って微分される。１
２は微分回路６の出力ピーク値をディジタルデータに変
換するＡ／Ｄ変換器、１３は該Ａ／Ｄ変換器１２の出力
を格納するメモリである。該メモリ１３にはアドレスが
入力されており、該メモリ１３はこのアドレスに従った
データＸ（Ｉ），Ｘ（Ｉ＋Ｊ）を出力する。１４ａはこ
れら２つの入力の乗算を行う乗算器、１４ｂは該乗算器
１４ａの出力を受けて、所定の加算処理を行う加算器で
ある。これら乗算器１４ａ及び加算器１４ｂとで相関演
算器１４を構成する。
１５は２個のレジスタＡ，Ｂよりなるレジスタ回路で、
Ｂレジスタには常に大なるピーク値が入る。そして、最
大ピーク値を格納したＢレジスタの出力が電子レンズ駆
動回路８に入る。電子レンズ駆動回路８は入力信号が最
大になるように電子レンズ１を駆動する。このように構
成された装置の動作を説明すれば、以下の通りである。
Ｂレジスタには常に大なるピーク値が入る。そして、最
大ピーク値を格納したＢレジスタの出力が電子レンズ駆
動回路８に入る。電子レンズ駆動回路８は入力信号が最
大になるように電子レンズ１を駆動する。このように構
成された装置の動作を説明すれば、以下の通りである。
電子銃（図示せず）から出射された電子ビームＢｉは電
子レンズ１で集束されたビーム径が絞られた後、偏向器
２で偏向を受けてマーク３を照射する。電子ビームＢｉ
がマーク３を照射した際、該マーク３から放射される反
射信号Ｒは、検出器４ａ，４ｂが検出された後、加算器
１１に入る。加算器１１で加算された検出信号は、微分
回路６によって微分され、微分出力が、続くＡ／Ｄ変換
器１２で順次サンプリングされ、ディジタルデータに変
換されメモリ１３に格納される。この結果、電子ビーム
１スキャン分のマーク３の形状に関する微分データがメ
モリ１３に格納されたことになる。第２図は得られた微
分信号の波形例を示す図である。
子レンズ１で集束されたビーム径が絞られた後、偏向器
２で偏向を受けてマーク３を照射する。電子ビームＢｉ
がマーク３を照射した際、該マーク３から放射される反
射信号Ｒは、検出器４ａ，４ｂが検出された後、加算器
１１に入る。加算器１１で加算された検出信号は、微分
回路６によって微分され、微分出力が、続くＡ／Ｄ変換
器１２で順次サンプリングされ、ディジタルデータに変
換されメモリ１３に格納される。この結果、電子ビーム
１スキャン分のマーク３の形状に関する微分データがメ
モリ１３に格納されたことになる。第２図は得られた微
分信号の波形例を示す図である。
メモリ１３に入力するアドレスを変化させてＩ番目のデ
ータＸ（Ｉ）とＩからＪ番地だけずれたデータＸ（Ｉ＋
Ｊ）を同時に呼出し（第２図参照）、乗算器１４ａで以
下に示すような自己相関演算を行わせる。
ータＸ（Ｉ）とＩからＪ番地だけずれたデータＸ（Ｉ＋
Ｊ）を同時に呼出し（第２図参照）、乗算器１４ａで以
下に示すような自己相関演算を行わせる。
ここでＲ（Ｊ）は自己相関関数、Ｉはアドレス、Ｎはデ
ータポイント数である。（１）式で求めた自己相関結果
は加算器１４ｂに格納する。これをＩがデータポイント
数Ｎになるまで行い、加算する。この演算は、Ｊ＝０か
ら始めてＪのリープ回数Ｍまで行って和をとる。即ち、
加算器１４ｂは で示される演算を行う。ここで、ＭはＮに比べて小さ
く、数ポイントで良いと考えられる。
ータポイント数である。（１）式で求めた自己相関結果
は加算器１４ｂに格納する。これをＩがデータポイント
数Ｎになるまで行い、加算する。この演算は、Ｊ＝０か
ら始めてＪのリープ回数Ｍまで行って和をとる。即ち、
加算器１４ｂは で示される演算を行う。ここで、ＭはＮに比べて小さ
く、数ポイントで良いと考えられる。
この加算器の（２）式で示される加算値はレジスタ回路
１５に入る。レジスタ回路１５には前述したように２個
のレジスタＡ，Ｂが含まれており、これら２つのレジス
タＡ，Ｂ間で格納されているデータの比較が行われ、常
に大きい方のデータがこれらレジスタの一方、例えばレ
ジスタＢに入るようにしておく。当初は２個のレジスタ
Ａ，Ｂの内容は全て０であり、最初の加算器１４ｂ出力
はレジスタＢに入る。第２回目のデータはレジスタＡに
入り、Ａ，Ｂ間でデータの比較が行われ、大きい方のデ
ータがレジスタＢに入る。以降は同様の操作の繰返しで
ある。このようなデータの比較動作において、各データ
に対する電子レンズ１のレンズ値（駆動電流値）は予め
把握されているものとする。
１５に入る。レジスタ回路１５には前述したように２個
のレジスタＡ，Ｂが含まれており、これら２つのレジス
タＡ，Ｂ間で格納されているデータの比較が行われ、常
に大きい方のデータがこれらレジスタの一方、例えばレ
ジスタＢに入るようにしておく。当初は２個のレジスタ
Ａ，Ｂの内容は全て０であり、最初の加算器１４ｂ出力
はレジスタＢに入る。第２回目のデータはレジスタＡに
入り、Ａ，Ｂ間でデータの比較が行われ、大きい方のデ
ータがレジスタＢに入る。以降は同様の操作の繰返しで
ある。このようなデータの比較動作において、各データ
に対する電子レンズ１のレンズ値（駆動電流値）は予め
把握されているものとする。
上述の演算を各レンズ値毎に信号を検出しながら行え
ば、 の最大値がレジスタＢに入ることになり、そのデータに
対応するレンズ値を用いて電子レンズ駆動回路８で電子
レンズ１を駆動すれば、焦点が正確に合った電子ビーム
Ｂｉが試料（材料）に照射されることになる。本発明に
よれば、加算平均方式のように信号の平均回数を増やす
ことなく短時間で電子ビームの焦点調節を行うことがで
きる。又、本発明によれば、検出信号の自己相関演算を
行っているので、ノイズの除去効果が高い。
ば、 の最大値がレジスタＢに入ることになり、そのデータに
対応するレンズ値を用いて電子レンズ駆動回路８で電子
レンズ１を駆動すれば、焦点が正確に合った電子ビーム
Ｂｉが試料（材料）に照射されることになる。本発明に
よれば、加算平均方式のように信号の平均回数を増やす
ことなく短時間で電子ビームの焦点調節を行うことがで
きる。又、本発明によれば、検出信号の自己相関演算を
行っているので、ノイズの除去効果が高い。
第３図は本発明の他の実施例を示す要部構成図である。
図に示す実施例は、メモリ１３を第１のメモリ１３ａと
第２のメモリ１３ｂとに分割し、第１のメモリ１３ａに
は検出信号のディジタルデータ（Ａ／Ｄ変換器１２の出
力）Ｘ（ｔ）を、第２のメモリ１３ｂには外部入力Ｙ
（ｔ）をそれぞれ入力し、Ｘ（ｔ）とＹ（ｔ）の相互相
関をとるようにしたものである。外部入力Ｙ（ｔ）とし
ては、例えば第４図（横軸ｔは時間を示す）に示すよう
な三角波が用いられる。
図に示す実施例は、メモリ１３を第１のメモリ１３ａと
第２のメモリ１３ｂとに分割し、第１のメモリ１３ａに
は検出信号のディジタルデータ（Ａ／Ｄ変換器１２の出
力）Ｘ（ｔ）を、第２のメモリ１３ｂには外部入力Ｙ
（ｔ）をそれぞれ入力し、Ｘ（ｔ）とＹ（ｔ）の相互相
関をとるようにしたものである。外部入力Ｙ（ｔ）とし
ては、例えば第４図（横軸ｔは時間を示す）に示すよう
な三角波が用いられる。
第１のメモリ１３ａからは検出信号Ｘ（Ｉ）が、第２の
メモリ１３ｂからは外部入力の内のアドレスＩよりＪだ
け離れた点の信号Ｙ（Ｉ＋Ｊ）がアドレスを入力するこ
とにより同時に出力されるこれら２つの信号は乗算器１
４ａに入って乗算される。以下の動作は第１図に示す装
置と同様であるのでその動作説明は省略する。第３図に
示す装置の場合、検出信号Ｘ（Ｉ）と外部入力Ｙ（Ｉ＋
Ｊ）を乗算するので、自己相関ではなく相互相関演算と
なる。ここで、外部入力Ｙ（ｔ）として第４図に示すよ
うな簡単な関数を選ぶことによって、演算の回数を減ら
す効果が期待できる。
メモリ１３ｂからは外部入力の内のアドレスＩよりＪだ
け離れた点の信号Ｙ（Ｉ＋Ｊ）がアドレスを入力するこ
とにより同時に出力されるこれら２つの信号は乗算器１
４ａに入って乗算される。以下の動作は第１図に示す装
置と同様であるのでその動作説明は省略する。第３図に
示す装置の場合、検出信号Ｘ（Ｉ）と外部入力Ｙ（Ｉ＋
Ｊ）を乗算するので、自己相関ではなく相互相関演算と
なる。ここで、外部入力Ｙ（ｔ）として第４図に示すよ
うな簡単な関数を選ぶことによって、演算の回数を減ら
す効果が期待できる。
上述の説明では、電子顕微鏡乃至は電子ビームの描画装
置に本発明を適用した場合を例にとったが、本発明はこ
れに限るものではない。集束イオンビーム描画装置のイ
オンビームの焦点調節にも同様に適用することがきる。
又、上述の実施例ではディジタル回路を用いて本発明を
実現しているが、アナログ回路だけで実現することもで
きる。更にマークの種類によっては、本発明での微分回
路６をなくした構成にすることができる。又、本発明は
対物レンズの焦点調節に限らず、成形レンズ合わせにも
使用することができる。
置に本発明を適用した場合を例にとったが、本発明はこ
れに限るものではない。集束イオンビーム描画装置のイ
オンビームの焦点調節にも同様に適用することがきる。
又、上述の実施例ではディジタル回路を用いて本発明を
実現しているが、アナログ回路だけで実現することもで
きる。更にマークの種類によっては、本発明での微分回
路６をなくした構成にすることができる。又、本発明は
対物レンズの焦点調節に限らず、成形レンズ合わせにも
使用することができる。
（発明の効果） 以上詳細に説明したように、本発明によれば、検出信号
の自己相関乃至は相互相関をとって、その加算値が最大
となるように電子レンズ（対物レンズ）の駆動電流を調
整することにより、短時間で自動焦点調節を行うことが
できるビームの自動焦点調節装置を実現することがで
る。
の自己相関乃至は相互相関をとって、その加算値が最大
となるように電子レンズ（対物レンズ）の駆動電流を調
整することにより、短時間で自動焦点調節を行うことが
できるビームの自動焦点調節装置を実現することがで
る。
第１図は本発明の一実施例を示す構成ブロック図、第２
図は検出信号の微分波形例を示す図、第３図は本発明の
他の実施例を示す要部構成図、第４図は外部入力信号の
波形例を示す図、第５図は従来装置の構成例を示す図で
ある。 １……電子レンズ、２……偏向器 ３……マーク、４ａ，４ｂ……検出器 ６……微分回路、８……電子レンズ駆動回路 １１……加算器、１２……Ａ／Ｄ変換器 １３……メモリ、１４……相関演算器 １４ａ……乗算器、１４ｂ……加算器 １５……レジスタ回路
図は検出信号の微分波形例を示す図、第３図は本発明の
他の実施例を示す要部構成図、第４図は外部入力信号の
波形例を示す図、第５図は従来装置の構成例を示す図で
ある。 １……電子レンズ、２……偏向器 ３……マーク、４ａ，４ｂ……検出器 ６……微分回路、８……電子レンズ駆動回路 １１……加算器、１２……Ａ／Ｄ変換器 １３……メモリ、１４……相関演算器 １４ａ……乗算器、１４ｂ……加算器 １５……レジスタ回路
Claims (1)
- 【請求項１】荷電粒子ビームをマークに照射した際に該
マークから発生する信号を検出し、この検出信号に基づ
いて収束レンズを調整してビームの自動焦点調節を行う
ビームの自動焦点調節装置において、検出信号の自己相
関乃至は相互相関をとり、この相関結果が最大となるよ
うに収束レンズを調整するように構成したことを特徴と
するビームの自動焦点調節装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24046387A JPH0616390B2 (ja) | 1987-09-24 | 1987-09-24 | ビームの自動焦点調節装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24046387A JPH0616390B2 (ja) | 1987-09-24 | 1987-09-24 | ビームの自動焦点調節装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6482444A JPS6482444A (en) | 1989-03-28 |
| JPH0616390B2 true JPH0616390B2 (ja) | 1994-03-02 |
Family
ID=17059879
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP24046387A Expired - Lifetime JPH0616390B2 (ja) | 1987-09-24 | 1987-09-24 | ビームの自動焦点調節装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0616390B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4857101B2 (ja) * | 2006-12-21 | 2012-01-18 | 株式会社日立ハイテクノロジーズ | プローブ評価方法 |
-
1987
- 1987-09-24 JP JP24046387A patent/JPH0616390B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6482444A (en) | 1989-03-28 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP2005310602A (ja) | 荷電粒子線調整方法、及び荷電粒子線装置 | |
| EP0566963A2 (en) | A specimen image producing apparatus | |
| US5084618A (en) | Autofocus method and apparatus for electron microscope | |
| JPH0689687A (ja) | 走査電子顕微鏡における自動焦点合わせ装置 | |
| JPH0616390B2 (ja) | ビームの自動焦点調節装置 | |
| JP2016170015A (ja) | 電子分光装置および測定方法 | |
| JPH09306407A (ja) | 走査電子顕微鏡 | |
| JP4431624B2 (ja) | 荷電粒子線調整方法、及び荷電粒子線装置 | |
| JPS6070651A (ja) | 焦点合わせ方法およびその装置 | |
| JPH10154479A (ja) | 合焦位置算出装置及びその方法 | |
| JPS63119147A (ja) | 荷電粒子線の集束状態を検出する装置 | |
| EP0452627A1 (en) | Analysing process and filming device for fast phenomena | |
| JP3101089B2 (ja) | 走査電子顕微鏡における輝度補正方法 | |
| JP3790629B2 (ja) | 走査型荷電粒子ビーム装置及び走査型荷電粒子ビーム装置の動作方法 | |
| US5438197A (en) | Focused ion beam apparatus | |
| JPH09204892A (ja) | 荷電粒子ビーム装置における焦点合わせ方法 | |
| JP2001110347A (ja) | 荷電粒子線装置における自動焦点合わせ方法 | |
| JPH01264152A (ja) | 電子顕微鏡の自動焦点合わせ装置 | |
| JP2007287561A (ja) | 荷電粒子線装置 | |
| JP3114335B2 (ja) | 走査電子顕微鏡における焦点合わせ方法 | |
| JPH0221549A (ja) | 走査電子顕微鏡 | |
| JPH0887973A (ja) | 荷電粒子ビーム装置における焦点合わせ方法および装置 | |
| JPH05128989A (ja) | 立体像観察用走査電子顕微鏡 | |
| JPH0935678A (ja) | 荷電粒子ビーム装置 | |
| JPH08148109A (ja) | 荷電粒子ビーム装置における焦点合わせ方法および装置 |