JPH0689687A - 走査電子顕微鏡における自動焦点合わせ装置 - Google Patents
走査電子顕微鏡における自動焦点合わせ装置Info
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- JPH0689687A JPH0689687A JP2414868A JP41486890A JPH0689687A JP H0689687 A JPH0689687 A JP H0689687A JP 2414868 A JP2414868 A JP 2414868A JP 41486890 A JP41486890 A JP 41486890A JP H0689687 A JPH0689687 A JP H0689687A
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- 238000001514 detection method Methods 0.000 claims abstract description 11
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- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 11
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- FGUUSXIOTUKUDN-IBGZPJMESA-N C1(=CC=CC=C1)N1C2=C(NC([C@H](C1)NC=1OC(=NN=1)C1=CC=CC=C1)=O)C=CC=C2 Chemical compound C1(=CC=CC=C1)N1C2=C(NC([C@H](C1)NC=1OC(=NN=1)C1=CC=CC=C1)=O)C=CC=C2 FGUUSXIOTUKUDN-IBGZPJMESA-N 0.000 description 2
- 238000013459 approach Methods 0.000 description 2
- 238000001000 micrograph Methods 0.000 description 2
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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
-
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- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
- H01J2237/00—Discharge tubes exposing object to beam, e.g. for analysis treatment, etching, imaging
- H01J2237/22—Treatment of data
-
- H—ELECTRICITY
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- H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
- H01J2237/00—Discharge tubes exposing object to beam, e.g. for analysis treatment, etching, imaging
- H01J2237/26—Electron or ion microscopes
- H01J2237/28—Scanning microscopes
- H01J2237/2809—Scanning microscopes characterised by the imaging problems involved
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- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Automatic Focus Adjustment (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】凹凸の激しい試料を観察する場合にも正確に焦
点合わせ動作を行なうことのできる走査電子顕微鏡にお
ける自動焦点合わせ装置を提供すること。 【構成】 二次電子検出器６の検出信号がローパスフィ
ルタ２０を介してピークホールド回路２１に供給して、
対物レンズ２の１フォーカスステップ中における電子線
走査の１周期が終了するまでの期間に検出された信号中
の最大ピーク値を検出してメモリ２３に格納する。この
処理を検出信号の積分値を求める処理と平行して全フォ
ーカスステップにわたって行い、メモリ２３内のデータ
を比較回路２４において相互に比較して最大ピーク値を
求め、そのテップのデータを比較回路１７に参照信号と
して供給し、このデータに基づいてメモリ１６から対応
するフォーカスステップ付近の数点のデータを読み出し
て相互に比較し、その中で積分結果が最大値となるフォ
ーカスステップを検出し、そのフォーカスステップのデ
ータに基づいて対物レンズの励磁電流値を決定する。
点合わせ動作を行なうことのできる走査電子顕微鏡にお
ける自動焦点合わせ装置を提供すること。 【構成】 二次電子検出器６の検出信号がローパスフィ
ルタ２０を介してピークホールド回路２１に供給して、
対物レンズ２の１フォーカスステップ中における電子線
走査の１周期が終了するまでの期間に検出された信号中
の最大ピーク値を検出してメモリ２３に格納する。この
処理を検出信号の積分値を求める処理と平行して全フォ
ーカスステップにわたって行い、メモリ２３内のデータ
を比較回路２４において相互に比較して最大ピーク値を
求め、そのテップのデータを比較回路１７に参照信号と
して供給し、このデータに基づいてメモリ１６から対応
するフォーカスステップ付近の数点のデータを読み出し
て相互に比較し、その中で積分結果が最大値となるフォ
ーカスステップを検出し、そのフォーカスステップのデ
ータに基づいて対物レンズの励磁電流値を決定する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】 本発明は走査電子顕微鏡におけ
る自動焦点合わせ装置に関する。
る自動焦点合わせ装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】 従来、走査電子顕微鏡の自動焦点合わ
せ装置として図３のような構成の装置が知られている。
図３において、電子線１は対物レンズ２によって集束さ
れ、試料３上に照射されると共にスキャンジェネレータ
４によって発生された走査信号に基づいて駆動される偏
向器５によって前記試料３上で二次元的に走査されてい
る。この電子線の走査によって試料から放出された二次
電子は二次電子検出器６によって検出され、該検出信号
がＡ−Ｄ変換器７を介してデジタル信号に変換されて画
像表示装置８内の画像メモリに前記走査に同期して格納
され、該格納されたデータに基づいて適宜走査電子顕微
鏡像が画像表示装置の画面上に表示される。前記二次電
子検出器６によって検出された信号は画像表示装置８に
供給される一方、ローパスフィルタ９、ハイパスフィル
タ１０及び絶対値回路１１を介して積分器１２に導入さ
れている。該積分器１２は前記対物レンズ２が対物レン
ズ制御回路１３に設定された一定電流値に基づいて駆動
されている１フォーカスステップ中に、前記走査の１周
期が終了するまでの期間に検出された信号を積分し、該
積分値をＡ−Ｄ変換器１４を介して中央演算処理装置
（ＣＰＵ）１５内のメモリ１６に格納している。この積
分値を求める処理は前記対物レンズ２に供給する励磁電
流値を変化させながら全フォーカスステップにわたって
行われ、その結果が順次前記メモリ１６に格納される。
そして、該メモリー１６に格納された積分値のデータが
比較回路１７において比較され、積分結果の最大値にお
けるフォーカスステップのデータが前記レンズ制御回路
１３に供給される。該レンズ制御回路１３は前記フォー
カスステップのデータに基づいて対物レンズの励磁電流
値を決定し、該対物レンズ電流がレンズ電源１５より対
物レンズ２に供給されて焦点合わせ動作が完了する。
せ装置として図３のような構成の装置が知られている。
図３において、電子線１は対物レンズ２によって集束さ
れ、試料３上に照射されると共にスキャンジェネレータ
４によって発生された走査信号に基づいて駆動される偏
向器５によって前記試料３上で二次元的に走査されてい
る。この電子線の走査によって試料から放出された二次
電子は二次電子検出器６によって検出され、該検出信号
がＡ−Ｄ変換器７を介してデジタル信号に変換されて画
像表示装置８内の画像メモリに前記走査に同期して格納
され、該格納されたデータに基づいて適宜走査電子顕微
鏡像が画像表示装置の画面上に表示される。前記二次電
子検出器６によって検出された信号は画像表示装置８に
供給される一方、ローパスフィルタ９、ハイパスフィル
タ１０及び絶対値回路１１を介して積分器１２に導入さ
れている。該積分器１２は前記対物レンズ２が対物レン
ズ制御回路１３に設定された一定電流値に基づいて駆動
されている１フォーカスステップ中に、前記走査の１周
期が終了するまでの期間に検出された信号を積分し、該
積分値をＡ−Ｄ変換器１４を介して中央演算処理装置
（ＣＰＵ）１５内のメモリ１６に格納している。この積
分値を求める処理は前記対物レンズ２に供給する励磁電
流値を変化させながら全フォーカスステップにわたって
行われ、その結果が順次前記メモリ１６に格納される。
そして、該メモリー１６に格納された積分値のデータが
比較回路１７において比較され、積分結果の最大値にお
けるフォーカスステップのデータが前記レンズ制御回路
１３に供給される。該レンズ制御回路１３は前記フォー
カスステップのデータに基づいて対物レンズの励磁電流
値を決定し、該対物レンズ電流がレンズ電源１５より対
物レンズ２に供給されて焦点合わせ動作が完了する。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】 図４（ａ）は前記自
動焦点合わせ装置の積分結果を示した図である。電子線
の照射される試料表面が比較的平坦な場合はこの図に示
されるような積分結果が得られるが、高さ方向について
変化が大きくエッジのシャープな試料の場合は、合焦に
近づくに従い試料中に存在するエッヂ部において発生す
る二次電子が多くなるため、合焦点時以外のフォーカス
ステップでも積分値が大きくなり、図４（ｂ）に示すよ
うに複数のピークが発生する。また、図５（ａ）〜
（ｅ）に示すように合焦点時に発生する二次電子量はエ
ッヂ部については極めて高いがその他の面においては非
常に少なく、また、デフォーカス時には、エッジ部周辺
の面からの二次電子の発生が多くなる。そのため、デフ
ォーカス状態での検出信号の積分値は前記合焦点時にお
ける値よりも大きくなる場合がある。その結果、凹凸の
激しい試料を観察する場合に上述した自動焦点合わせ装
置を用いると、正確な焦点合わせが行えないと言う問題
が発生する。
動焦点合わせ装置の積分結果を示した図である。電子線
の照射される試料表面が比較的平坦な場合はこの図に示
されるような積分結果が得られるが、高さ方向について
変化が大きくエッジのシャープな試料の場合は、合焦に
近づくに従い試料中に存在するエッヂ部において発生す
る二次電子が多くなるため、合焦点時以外のフォーカス
ステップでも積分値が大きくなり、図４（ｂ）に示すよ
うに複数のピークが発生する。また、図５（ａ）〜
（ｅ）に示すように合焦点時に発生する二次電子量はエ
ッヂ部については極めて高いがその他の面においては非
常に少なく、また、デフォーカス時には、エッジ部周辺
の面からの二次電子の発生が多くなる。そのため、デフ
ォーカス状態での検出信号の積分値は前記合焦点時にお
ける値よりも大きくなる場合がある。その結果、凹凸の
激しい試料を観察する場合に上述した自動焦点合わせ装
置を用いると、正確な焦点合わせが行えないと言う問題
が発生する。
【０００４】本発明は、上述した問題点を考慮し、凹凸
の激しい試料を観察する場合においても正確に焦点合わ
せ動作を行なうことのできる走査電子顕微鏡における自
動焦点合わせ装置を提供することを目的としている。
の激しい試料を観察する場合においても正確に焦点合わ
せ動作を行なうことのできる走査電子顕微鏡における自
動焦点合わせ装置を提供することを目的としている。
【０００５】
【課題を解決するための手段】 本発明は、各フォーカ
スステップにおいて集束レンズによって集束された電子
線を試料上で走査すると共に該走査の一定期間内に試料
より放出された信号を検出器によって検出してこの検出
信号の積分値を全フォーカスステップにわたり順次記憶
手段に記憶すると共に、前記検出信号を分岐しローパス
フィルタを介してピークホールド回路に供給して全フォ
ーカスステップにおいて検出された信号中の最大ピーク
値を検出すると共にそのステップを記憶する手段を設
け、該ピークに対応するステップ及びその近傍における
前記積分値とを比較し、該積分値が最大となるフォーカ
スステップを合焦点ステップと判断して前記集束レンズ
を制御するようにしたことを特徴としている。
スステップにおいて集束レンズによって集束された電子
線を試料上で走査すると共に該走査の一定期間内に試料
より放出された信号を検出器によって検出してこの検出
信号の積分値を全フォーカスステップにわたり順次記憶
手段に記憶すると共に、前記検出信号を分岐しローパス
フィルタを介してピークホールド回路に供給して全フォ
ーカスステップにおいて検出された信号中の最大ピーク
値を検出すると共にそのステップを記憶する手段を設
け、該ピークに対応するステップ及びその近傍における
前記積分値とを比較し、該積分値が最大となるフォーカ
スステップを合焦点ステップと判断して前記集束レンズ
を制御するようにしたことを特徴としている。
【０００６】
【実施例】 以下、本発明の実施例を図面に基づいて説
明する。図１は本発明の一実施例を説明するための装置
構成図である。図１において、図３と同一構成の要素に
は同一番号を付すと共に説明を省略する。
明する。図１は本発明の一実施例を説明するための装置
構成図である。図１において、図３と同一構成の要素に
は同一番号を付すと共に説明を省略する。
【０００７】二次電子検出器６によって検出された信号
はローパスフィルタ２０を介してピークホールド回路２
１に供給されている。該ピークホールド回路２１は、前
記対物レンズ２が制御回路１３に設定された一定電流値
に基づいて駆動されている１フォーカスステップ中にお
いて前記走査の１周期が終了するまでの期間に検出され
た信号中の最大ピーク値を検出し、該最大ピーク値をＡ
−Ｄ変換器２２を介してＣＰＵ１５内のメモリ２３に格
納する。この処理を積分値を求める処理と平行して前記
対物レンズ２に供給する励磁電流値を変化させながら全
フォーカスステップにわたって行ない、その結果が順次
前記メモリ２３に格納される。そして、該メモリ２３に
格納されたピークホルードのデータが比較回路２４にお
いて比較され、この最大ピーク値におけるフォーカスス
テップのデータが前記比較回路１７に参照信号として供
給される。比較回路１７はこのフォーカスステップのデ
ータに基づいて、対応するフォーカスステップ付近ｆ0
±Δｆ数点のデータをメモリ１６から読み出して比較
し、その中で積分結果が最大値となるフォーカスステッ
プを検出して該フォーカスステップのデータが前記レン
ズ制御回路１３に供給される。該レンズ制御回路１３は
前記フォーカスステップのデータに基づいて対物レンズ
の励磁電流値を決定し、該対物レンズ電流がレンズ電源
１８より対物レンズ２に供給されて焦点合わせ動作が完
了する。
はローパスフィルタ２０を介してピークホールド回路２
１に供給されている。該ピークホールド回路２１は、前
記対物レンズ２が制御回路１３に設定された一定電流値
に基づいて駆動されている１フォーカスステップ中にお
いて前記走査の１周期が終了するまでの期間に検出され
た信号中の最大ピーク値を検出し、該最大ピーク値をＡ
−Ｄ変換器２２を介してＣＰＵ１５内のメモリ２３に格
納する。この処理を積分値を求める処理と平行して前記
対物レンズ２に供給する励磁電流値を変化させながら全
フォーカスステップにわたって行ない、その結果が順次
前記メモリ２３に格納される。そして、該メモリ２３に
格納されたピークホルードのデータが比較回路２４にお
いて比較され、この最大ピーク値におけるフォーカスス
テップのデータが前記比較回路１７に参照信号として供
給される。比較回路１７はこのフォーカスステップのデ
ータに基づいて、対応するフォーカスステップ付近ｆ0
±Δｆ数点のデータをメモリ１６から読み出して比較
し、その中で積分結果が最大値となるフォーカスステッ
プを検出して該フォーカスステップのデータが前記レン
ズ制御回路１３に供給される。該レンズ制御回路１３は
前記フォーカスステップのデータに基づいて対物レンズ
の励磁電流値を決定し、該対物レンズ電流がレンズ電源
１８より対物レンズ２に供給されて焦点合わせ動作が完
了する。
【０００８】図２は上述した自動焦点合わせ装置によっ
て得られたピークホールド値と、それと平行して得られ
た積分値を示した図である。図中実線はピークホールド
値を示し、破線は積分値を示している。上述した実施例
の装置ではピークホールド回路２１の前段にノイズ成分
を取り除くためのローパスフィルタ２０が設けられてい
るため、図中のピークホールド値のピーク付近は鈍った
形状になっており、このピークホールド値ピークに最も
近い積分値のピークに対応したフォーカスステップｆ0
が真のフォーカス点と判断される。
て得られたピークホールド値と、それと平行して得られ
た積分値を示した図である。図中実線はピークホールド
値を示し、破線は積分値を示している。上述した実施例
の装置ではピークホールド回路２１の前段にノイズ成分
を取り除くためのローパスフィルタ２０が設けられてい
るため、図中のピークホールド値のピーク付近は鈍った
形状になっており、このピークホールド値ピークに最も
近い積分値のピークに対応したフォーカスステップｆ0
が真のフォーカス点と判断される。
【０００９】なお、図１において、ピークホルードのデ
ータ中の最小値と最大値を検出するための比較回路２５
が設けられており、該比較回路２５において求められた
最大ピーク値及び最小ピーク値はＣＰＵに供給されて、
前記画像表示装置や検出器の輝度／コントラストの自動
調整装置や自動利得調整装置（いずれも図示せず）の参
照信号として用いられる。まず、レベル（階調）の自動
調整は、前記合焦点時の積分値の平均位置を映像信号の
グレーレベルの中点として設定すれば良いし、コントラ
ストの自動調整は前記比較回路２５において求められた
最大ピーク値及び最小ピーク値の差を求め、該差の値を
基準コントラスト電圧で除すことによって決定される。
これらの演算処理をＣＰＵにおいて行なうことにより、
自動焦点合わせと同時に輝度／コントラストの自動調整
や利得の調整を行なうことができる。
ータ中の最小値と最大値を検出するための比較回路２５
が設けられており、該比較回路２５において求められた
最大ピーク値及び最小ピーク値はＣＰＵに供給されて、
前記画像表示装置や検出器の輝度／コントラストの自動
調整装置や自動利得調整装置（いずれも図示せず）の参
照信号として用いられる。まず、レベル（階調）の自動
調整は、前記合焦点時の積分値の平均位置を映像信号の
グレーレベルの中点として設定すれば良いし、コントラ
ストの自動調整は前記比較回路２５において求められた
最大ピーク値及び最小ピーク値の差を求め、該差の値を
基準コントラスト電圧で除すことによって決定される。
これらの演算処理をＣＰＵにおいて行なうことにより、
自動焦点合わせと同時に輝度／コントラストの自動調整
や利得の調整を行なうことができる。
【００１０】
【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、各フォーカスステップにおいて集束レンズ
によって集束された電子線を試料上で走査すると共に該
走査の一定期間内に試料より放出された信号を検出器に
よって検出してこの検出信号の積分値を全フォーカスス
テップにわたり順次記憶手段に記憶すると共に、前記検
出信号を分岐しローパスフィルタを介してピークホール
ド回路に供給して全フォーカスステップにおいて検出さ
れた信号中の最大ピーク値を検出すると共にそのステッ
プを記憶する手段を設け、該ピークに対応するステップ
及びその近傍における前記積分値とを比較し、該積分値
が最大となるフォーカスステップを合焦点ステップと判
断して前記集束レンズを制御するようにしたことによ
り、凹凸の激しい試料を観察した場合においても合焦点
位置の積分値のピークを検出することができ、正確な焦
点合わせ動作を行なうことのできる。
明によれば、各フォーカスステップにおいて集束レンズ
によって集束された電子線を試料上で走査すると共に該
走査の一定期間内に試料より放出された信号を検出器に
よって検出してこの検出信号の積分値を全フォーカスス
テップにわたり順次記憶手段に記憶すると共に、前記検
出信号を分岐しローパスフィルタを介してピークホール
ド回路に供給して全フォーカスステップにおいて検出さ
れた信号中の最大ピーク値を検出すると共にそのステッ
プを記憶する手段を設け、該ピークに対応するステップ
及びその近傍における前記積分値とを比較し、該積分値
が最大となるフォーカスステップを合焦点ステップと判
断して前記集束レンズを制御するようにしたことによ
り、凹凸の激しい試料を観察した場合においても合焦点
位置の積分値のピークを検出することができ、正確な焦
点合わせ動作を行なうことのできる。
【図１】 図１は本発明の一実施例を説明するための装
置構成図である。
置構成図である。
【図２】 図２は本発明の自動焦点合わせ装置によって
得られたピークホールド値と、それと平行して得られた
積分値を示した図である。
得られたピークホールド値と、それと平行して得られた
積分値を示した図である。
【図３】 図３は従来例を説明するための図である。
【図４】 図４は従来の自動焦点合わせ装置において得
られた積分結果を示した図で、（ａ）は平坦な試料を観
察した場合、（ｂ）は高さ方向について変化が大きな試
料を観察した場合の結果である。
られた積分結果を示した図で、（ａ）は平坦な試料を観
察した場合、（ｂ）は高さ方向について変化が大きな試
料を観察した場合の結果である。
【図５】 図５はデフォーカス量とエッジ効果による二
次電子の放出量との関係を示した図である。
次電子の放出量との関係を示した図である。
１：電子線 ２：１対物レンズ ３：試料 ４：スキャンジェネレー
タ ５：偏向器 ６：二次電子検出器 ７：Ａ−Ｄ変換器 ８：画像表示装置 ９：ローパスフィルタ １０：ハイパスフィルタ １１：絶対値回路 １２：積分器 １３：対物レンズ制御回路 １４：Ａ−Ｄ変換器 １５：ＣＰＵ １６：メモリ １７：比較回路 ２０：ローパスフィルタ ２１：ピークホールド回路 ２２：Ａ−Ｄ変換器 ２３：メモリ ２４：比較回路 ２５：比較回路
タ ５：偏向器 ６：二次電子検出器 ７：Ａ−Ｄ変換器 ８：画像表示装置 ９：ローパスフィルタ １０：ハイパスフィルタ １１：絶対値回路 １２：積分器 １３：対物レンズ制御回路 １４：Ａ−Ｄ変換器 １５：ＣＰＵ １６：メモリ １７：比較回路 ２０：ローパスフィルタ ２１：ピークホールド回路 ２２：Ａ−Ｄ変換器 ２３：メモリ ２４：比較回路 ２５：比較回路
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成５年１０月１４日
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】特許請求の範囲
【補正方法】変更
【補正内容】
【特許請求の範囲】
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】発明の詳細な説明
【補正方法】変更
【補正内容】
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】 本発明は走査電子顕微鏡におけ
る自動焦点合わせ装置に関する。
る自動焦点合わせ装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】 従来、走査電子顕微鏡の自動焦点合わ
せ装置として図３のような構成の装置が知られている。
図３において、電子線１は対物レンズ２によって集束さ
れ、試料３上に照射されると共にスキャンジェネレータ
４によって発生された走査信号に基づいて駆動される偏
向器５によって前記試料３上で二次元的に走査されてい
る。この電子線の走査によって試料から放出された二次
電子は二次電子検出器６によって検出され、該検出信号
がＡ−Ｄ変換器７を介してデジタル信号に変換されて画
像表示装置８内の画像メモリに前記走査に同期して格納
され、該格納されたデータに基づいて適宜走査電子顕微
鏡像が画像表示装置の画面上に表示される。前記二次電
子検出器６によって検出された信号は画像表示装置８に
供給される一方、ローパスフィルタ９、ハイパスフィル
タ１０及び絶対値回路１１を介して積分器１２に導入さ
れている。該積分器１２は前記対物レンズ２が対物レン
ズ制御回路１３に設定された一定電流値に基づいて駆動
されている１フォーカスステップ中に、前記走査の１周
期が終了するまでの期間に検出された信号を積分し、該
積分値をＡ−Ｄ変換器１４を介して中央演算処理装置
（ＣＰＵ）１５内のメモリ１６に格納している。この積
分値を求める処理は前記対物レンズ２に供給する励磁電
流値を変化させながら全フォーカスステップにわたって
行われ、その結果が順次前記メモリ１６に格納される。
そして、該メモリー１６に格納された積分値のデータが
比較回路１７において比較され、積分結果の最大値にお
けるフォーカスステップのデータが前記レンズ制御回路
１３に供給される。該レンズ制御回路１３は前記フォー
カスステップのデータに基づいて対物レンズの励磁電流
値を決定し、該対物レンズ電流がレンズ電源１５より対
物レンズ２に供給されて焦点合わせ動作が完了する。
せ装置として図３のような構成の装置が知られている。
図３において、電子線１は対物レンズ２によって集束さ
れ、試料３上に照射されると共にスキャンジェネレータ
４によって発生された走査信号に基づいて駆動される偏
向器５によって前記試料３上で二次元的に走査されてい
る。この電子線の走査によって試料から放出された二次
電子は二次電子検出器６によって検出され、該検出信号
がＡ−Ｄ変換器７を介してデジタル信号に変換されて画
像表示装置８内の画像メモリに前記走査に同期して格納
され、該格納されたデータに基づいて適宜走査電子顕微
鏡像が画像表示装置の画面上に表示される。前記二次電
子検出器６によって検出された信号は画像表示装置８に
供給される一方、ローパスフィルタ９、ハイパスフィル
タ１０及び絶対値回路１１を介して積分器１２に導入さ
れている。該積分器１２は前記対物レンズ２が対物レン
ズ制御回路１３に設定された一定電流値に基づいて駆動
されている１フォーカスステップ中に、前記走査の１周
期が終了するまでの期間に検出された信号を積分し、該
積分値をＡ−Ｄ変換器１４を介して中央演算処理装置
（ＣＰＵ）１５内のメモリ１６に格納している。この積
分値を求める処理は前記対物レンズ２に供給する励磁電
流値を変化させながら全フォーカスステップにわたって
行われ、その結果が順次前記メモリ１６に格納される。
そして、該メモリー１６に格納された積分値のデータが
比較回路１７において比較され、積分結果の最大値にお
けるフォーカスステップのデータが前記レンズ制御回路
１３に供給される。該レンズ制御回路１３は前記フォー
カスステップのデータに基づいて対物レンズの励磁電流
値を決定し、該対物レンズ電流がレンズ電源１５より対
物レンズ２に供給されて焦点合わせ動作が完了する。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】 図４（ａ）は前記自
動焦点合わせ装置の積分結果を示した図である。電子線
の照射される試料表面が比較的平坦な場合はこの図に示
されるような積分結果が得られるが、高さ方向について
変化が大きくエッジのシャープな試料の場合は、合焦に
近づくに従い試料中に存在するエッヂ部において発生す
る二次電子が多くなるため、合焦点時以外のフォーカス
ステップでも積分値が大きくなり、図４（ｂ）に示すよ
うに複数のピークが発生する。また、図５（ａ）〜
（ｅ）に示すように合焦点時に発生する二次電子量はエ
ッヂ部については極めて高いがその他の面においては非
常に少なく、また、デフォーカス時には、エッジ部周辺
の面からの二次電子の発生が多くなる。そのため、デフ
ォーカス状態での検出信号の積分値は前記合焦点時にお
ける値よりも大きくなる場合がある。その結果、凹凸の
激しい試料を観察する場合に上述した自動焦点合わせ装
置を用いると、正確な焦点合わせが行えないと言う問題
が発生する。
動焦点合わせ装置の積分結果を示した図である。電子線
の照射される試料表面が比較的平坦な場合はこの図に示
されるような積分結果が得られるが、高さ方向について
変化が大きくエッジのシャープな試料の場合は、合焦に
近づくに従い試料中に存在するエッヂ部において発生す
る二次電子が多くなるため、合焦点時以外のフォーカス
ステップでも積分値が大きくなり、図４（ｂ）に示すよ
うに複数のピークが発生する。また、図５（ａ）〜
（ｅ）に示すように合焦点時に発生する二次電子量はエ
ッヂ部については極めて高いがその他の面においては非
常に少なく、また、デフォーカス時には、エッジ部周辺
の面からの二次電子の発生が多くなる。そのため、デフ
ォーカス状態での検出信号の積分値は前記合焦点時にお
ける値よりも大きくなる場合がある。その結果、凹凸の
激しい試料を観察する場合に上述した自動焦点合わせ装
置を用いると、正確な焦点合わせが行えないと言う問題
が発生する。
【０００４】本発明は、上述した問題点を考慮し、凹凸
の激しい試料を観察する場合においても正確に焦点合わ
せ動作を行なうことのできる走査電子顕微鏡における自
動焦点合わせ装置を提供することを目的としている。
の激しい試料を観察する場合においても正確に焦点合わ
せ動作を行なうことのできる走査電子顕微鏡における自
動焦点合わせ装置を提供することを目的としている。
【０００５】
【課題を解決するための手段】 本発明は、各フォーカ
スステップにおいて集束レンズによって集束された電子
線を試料上で走査すると共に該走査の一定期間内に試料
より放出された信号を検出器によって検出してこの検出
信号の積分値を全フォーカスステップにわたり順次記憶
手段に記憶すると共に、前記検出信号を分岐しローパス
フィルタを介してピークホールド回路に供給して全フォ
ーカスステップにおいて検出された信号中の最大ピーク
値を検出すると共にそのステップを記憶する手段を設
け、該ピークに対応するステップ及びその近傍における
前記積分値とを比較し、該積分値が最大となるフォーカ
スステップを合焦点ステップと判断して前記集束レンズ
を制御するようにしたことを特徴としている。
スステップにおいて集束レンズによって集束された電子
線を試料上で走査すると共に該走査の一定期間内に試料
より放出された信号を検出器によって検出してこの検出
信号の積分値を全フォーカスステップにわたり順次記憶
手段に記憶すると共に、前記検出信号を分岐しローパス
フィルタを介してピークホールド回路に供給して全フォ
ーカスステップにおいて検出された信号中の最大ピーク
値を検出すると共にそのステップを記憶する手段を設
け、該ピークに対応するステップ及びその近傍における
前記積分値とを比較し、該積分値が最大となるフォーカ
スステップを合焦点ステップと判断して前記集束レンズ
を制御するようにしたことを特徴としている。
【０００６】
【実施例】 以下、本発明の実施例を図面に基づいて説
明する。図１は本発明の一実施例を説明するための装置
構成図である。図１において、図３と同一構成の要素に
は同一番号を付すと共に説明を省略する。
明する。図１は本発明の一実施例を説明するための装置
構成図である。図１において、図３と同一構成の要素に
は同一番号を付すと共に説明を省略する。
【０００７】二次電子検出器６によって検出された信号
はローパスフィルタ２０を介してピークホールド回路２
１に供給されている。該ピークホールド回路２１は、前
記対物レンズ２が制御回路１３に設定された一定電流値
に基づいて駆動されている１フォーカスステップ中にお
いて前記走査の１周期が終了するまでの期間に検出され
た信号中の最大ピーク値を検出し、該最大ピーク値をＡ
−Ｄ変換器２２を介してＣＰＵ１５内のメモリ２３に格
納する。この処理を積分値を求める処理と平行して前記
対物レンズ２に供給する励磁電流値を変化させながら全
フォーカスステップにわたって行ない、その結果が順次
前記メモリ２３に格納される。そして、該メモリ２３に
格納されたピークホルードのデータが比較回路２４にお
いて比較され、この最大ピーク値におけるフォーカスス
テップのデータが前記比較回路１７に参照信号として供
給される。比較回路１７はこのフォーカスステップのデ
ータに基づいて、対応するフォーカスステップ付近ｆ0
±Δｆ数点のデータをメモリ１６から読み出して比較
し、その中で積分結果が最大値となるフォーカスステッ
プを検出して該フォーカスステップのデータが前記レン
ズ制御回路１３に供給される。該レンズ制御回路１３は
前記フォーカスステップのデータに基づいて対物レンズ
の励磁電流値を決定し、該対物レンズ電流がレンズ電源
１８より対物レンズ２に供給されて焦点合わせ動作が完
了する。
はローパスフィルタ２０を介してピークホールド回路２
１に供給されている。該ピークホールド回路２１は、前
記対物レンズ２が制御回路１３に設定された一定電流値
に基づいて駆動されている１フォーカスステップ中にお
いて前記走査の１周期が終了するまでの期間に検出され
た信号中の最大ピーク値を検出し、該最大ピーク値をＡ
−Ｄ変換器２２を介してＣＰＵ１５内のメモリ２３に格
納する。この処理を積分値を求める処理と平行して前記
対物レンズ２に供給する励磁電流値を変化させながら全
フォーカスステップにわたって行ない、その結果が順次
前記メモリ２３に格納される。そして、該メモリ２３に
格納されたピークホルードのデータが比較回路２４にお
いて比較され、この最大ピーク値におけるフォーカスス
テップのデータが前記比較回路１７に参照信号として供
給される。比較回路１７はこのフォーカスステップのデ
ータに基づいて、対応するフォーカスステップ付近ｆ0
±Δｆ数点のデータをメモリ１６から読み出して比較
し、その中で積分結果が最大値となるフォーカスステッ
プを検出して該フォーカスステップのデータが前記レン
ズ制御回路１３に供給される。該レンズ制御回路１３は
前記フォーカスステップのデータに基づいて対物レンズ
の励磁電流値を決定し、該対物レンズ電流がレンズ電源
１８より対物レンズ２に供給されて焦点合わせ動作が完
了する。
【０００８】図２は上述した自動焦点合わせ装置によっ
て得られたピークホールド値と、それと平行して得られ
た積分値を示した図である。図中実線はピークホールド
値を示し、破線は積分値を示している。上述した実施例
の装置ではピークホールド回路２１の前段にノイズ成分
を取り除くためのローパスフィルタ２０が設けられてい
るため、図中のピークホールド値のピーク付近は鈍った
形状になっており、このピークホールド値ピークに最も
近い積分値のピークに対応したフォーカスステップｆ0
が真のフォーカス点と判断される。
て得られたピークホールド値と、それと平行して得られ
た積分値を示した図である。図中実線はピークホールド
値を示し、破線は積分値を示している。上述した実施例
の装置ではピークホールド回路２１の前段にノイズ成分
を取り除くためのローパスフィルタ２０が設けられてい
るため、図中のピークホールド値のピーク付近は鈍った
形状になっており、このピークホールド値ピークに最も
近い積分値のピークに対応したフォーカスステップｆ0
が真のフォーカス点と判断される。
【０００９】なお、図１において、ピークホルードのデ
ータ中の最小値と最大値を検出するための比較回路２５
が設けられており、該比較回路２５において求められた
最大ピーク値及び最小ピーク値はＣＰＵに供給されて、
前記画像表示装置や検出器の輝度／コントラストの自動
調整装置や自動利得調整装置（いずれも図示せず）の参
照信号として用いられる。まず、レベル（階調）の自動
調整は、前記合焦点時の積分値の平均位置を映像信号の
グレーレベルの中点として設定すれば良いし、コントラ
ストの自動調整は前記比較回路２５において求められた
最大ピーク値及び最小ピーク値の差を求め、該差の値を
基準コントラスト電圧で除すことによって決定される。
これらの演算処理をＣＰＵにおいて行なうことにより、
自動焦点合わせと同時に輝度／コントラストの自動調整
や利得の調整を行なうことができる。
ータ中の最小値と最大値を検出するための比較回路２５
が設けられており、該比較回路２５において求められた
最大ピーク値及び最小ピーク値はＣＰＵに供給されて、
前記画像表示装置や検出器の輝度／コントラストの自動
調整装置や自動利得調整装置（いずれも図示せず）の参
照信号として用いられる。まず、レベル（階調）の自動
調整は、前記合焦点時の積分値の平均位置を映像信号の
グレーレベルの中点として設定すれば良いし、コントラ
ストの自動調整は前記比較回路２５において求められた
最大ピーク値及び最小ピーク値の差を求め、該差の値を
基準コントラスト電圧で除すことによって決定される。
これらの演算処理をＣＰＵにおいて行なうことにより、
自動焦点合わせと同時に輝度／コントラストの自動調整
や利得の調整を行なうことができる。
【００１０】
【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、各フォーカスステップにおいて集束レンズ
によって集束された電子線を試料上で走査すると共に該
走査の一定期間内に試料より放出された信号を検出器に
よって検出してこの検出信号の積分値を全フォーカスス
テップにわたり順次記憶手段に記憶すると共に、前記検
出信号を分岐しローパスフィルタを介してピークホール
ド回路に供給して全フォーカスステップにおいて検出さ
れた信号中の最大ピーク値を検出すると共にそのステッ
プを記憶する手段を設け、該ピークに対応するステップ
及びその近傍における前記積分値とを比較し、該積分値
が最大となるフォーカスステップを合焦点ステップと判
断して前記集束レンズを制御するようにしたことによ
り、凹凸の激しい試料を観察した場合においても合焦点
位置の積分値のピークを検出することができ、正確な焦
点合わせ動作を行なうことができる。
明によれば、各フォーカスステップにおいて集束レンズ
によって集束された電子線を試料上で走査すると共に該
走査の一定期間内に試料より放出された信号を検出器に
よって検出してこの検出信号の積分値を全フォーカスス
テップにわたり順次記憶手段に記憶すると共に、前記検
出信号を分岐しローパスフィルタを介してピークホール
ド回路に供給して全フォーカスステップにおいて検出さ
れた信号中の最大ピーク値を検出すると共にそのステッ
プを記憶する手段を設け、該ピークに対応するステップ
及びその近傍における前記積分値とを比較し、該積分値
が最大となるフォーカスステップを合焦点ステップと判
断して前記集束レンズを制御するようにしたことによ
り、凹凸の激しい試料を観察した場合においても合焦点
位置の積分値のピークを検出することができ、正確な焦
点合わせ動作を行なうことができる。
Claims (1)
- 【請求項１】 各フォーカスステップにおいて集束レン
ズによって集束された電子線を試料上で走査すると共に
該走査の一定期間内に試料より放出された信号を検出器
によって検出してこの検出信号の積分値を全フォーカス
ステップにわたり順次記憶手段に記憶すると共に、前記
検出信号を分岐しローパスフィルタを介してピークホー
ルド回路に供給して全フォーカスステップにおいて検出
された信号中の最大ピーク値を検出すると共にそのステ
ップを記憶する手段を設け、該ピークに対応するステッ
プ及びその近傍における前記積分値とを比較し、該積分
値が最大となるフォーカスステップを合焦点ステップと
判断して前記集束レンズを制御するようにしたことを特
徴とする走査電子顕微鏡における自動焦点合わせ装置。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2414868A JPH0689687A (ja) | 1990-12-27 | 1990-12-27 | 走査電子顕微鏡における自動焦点合わせ装置 |
| US07/813,907 US5198668A (en) | 1990-12-27 | 1991-12-23 | Automatic focusing apparatus for scanning electron microscope |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2414868A JPH0689687A (ja) | 1990-12-27 | 1990-12-27 | 走査電子顕微鏡における自動焦点合わせ装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0689687A true JPH0689687A (ja) | 1994-03-29 |
Family
ID=18523299
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2414868A Withdrawn JPH0689687A (ja) | 1990-12-27 | 1990-12-27 | 走査電子顕微鏡における自動焦点合わせ装置 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5198668A (ja) |
| JP (1) | JPH0689687A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6538249B1 (en) | 1999-07-09 | 2003-03-25 | Hitachi, Ltd. | Image-formation apparatus using charged particle beams under various focus conditions |
| KR100846635B1 (ko) * | 2007-03-26 | 2008-07-16 | 삼성전자주식회사 | 주사 전자 현미경의 초점 조절 방법 |
Families Citing this family (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2535695B2 (ja) * | 1992-01-13 | 1996-09-18 | 株式会社東芝 | 走査型電子顕微鏡の自動焦点合わせ方法 |
| US5912699A (en) * | 1992-02-18 | 1999-06-15 | Neopath, Inc. | Method and apparatus for rapid capture of focused microscopic images |
| JP3293677B2 (ja) * | 1993-02-15 | 2002-06-17 | 日本電子株式会社 | 走査電子顕微鏡 |
| JP3109785B2 (ja) * | 1993-12-21 | 2000-11-20 | 株式会社日立製作所 | 走査電子顕微鏡の自動焦点合わせ装置 |
| US6278114B1 (en) | 1997-12-19 | 2001-08-21 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Method and apparatus for measuring dimensions of a feature of a specimen |
| JP2000048756A (ja) * | 1998-07-27 | 2000-02-18 | Seiko Instruments Inc | 荷電粒子ビーム光学系の調整を行う方法およびその装置 |
| WO2001044856A1 (en) * | 1999-12-14 | 2001-06-21 | Cellavision Ab | Microscopic device |
| DE102006040308A1 (de) * | 2006-07-06 | 2008-01-31 | Carl Zeiss Nts Gmbh | Verfahren und Vorrichtung zur Erzeugung eines Bildes |
| JP6266312B2 (ja) * | 2013-11-13 | 2018-01-24 | 日本電子株式会社 | 集束イオンビーム装置及びイオンビームの焦点調整方法 |
| JP6543442B2 (ja) * | 2014-07-30 | 2019-07-10 | ルネサスエレクトロニクス株式会社 | 画像処理装置および画像処理方法 |
| CN108526675A (zh) * | 2018-03-28 | 2018-09-14 | 河北众航高能科技有限公司 | 一种电子束设备的自动聚焦装置及方法 |
Family Cites Families (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB1477030A (en) * | 1973-12-24 | 1977-06-22 | Jeol Ltd | Method and apparatus for the automatic focussing of electron beams in electron optical apparatus |
| JPS5457949A (en) * | 1977-10-18 | 1979-05-10 | Jeol Ltd | Automatic focusing unit for scanning electron microscope and so on |
| GB2118009B (en) * | 1982-03-02 | 1985-09-04 | Cambridge Instr Ltd | Improvements in and relating to electron beam focussing |
| JPS6070651A (ja) * | 1983-09-28 | 1985-04-22 | Hitachi Ltd | 焦点合わせ方法およびその装置 |
| JPH01255142A (ja) * | 1988-04-01 | 1989-10-12 | Nichidenshi Tekunikusu:Kk | 電子顕微鏡のオートフォーカス回路 |
| JPH0766770B2 (ja) * | 1989-03-10 | 1995-07-19 | 株式会社日立製作所 | 電子線照射装置 |
| JP2833836B2 (ja) * | 1990-07-17 | 1998-12-09 | 日本電子株式会社 | 走査型電子顕微鏡のオートフォーカス方法 |
-
1990
- 1990-12-27 JP JP2414868A patent/JPH0689687A/ja not_active Withdrawn
-
1991
- 1991-12-23 US US07/813,907 patent/US5198668A/en not_active Expired - Lifetime
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6538249B1 (en) | 1999-07-09 | 2003-03-25 | Hitachi, Ltd. | Image-formation apparatus using charged particle beams under various focus conditions |
| US6653633B2 (en) | 1999-07-09 | 2003-11-25 | Hitachi, Ltd. | Charged particle beam apparatus |
| US6936818B2 (en) | 1999-07-09 | 2005-08-30 | Hitachi, Ltd. | Charged particle beam apparatus |
| US7109485B2 (en) | 1999-07-09 | 2006-09-19 | Hitachi, Ltd. | Charged particle beam apparatus |
| US7329868B2 (en) | 1999-07-09 | 2008-02-12 | Hitachi, Ltd. | Charged particle beam apparatus |
| US7642514B2 (en) | 1999-07-09 | 2010-01-05 | Hitachi, Ltd. | Charged particle beam apparatus |
| KR100846635B1 (ko) * | 2007-03-26 | 2008-07-16 | 삼성전자주식회사 | 주사 전자 현미경의 초점 조절 방법 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US5198668A (en) | 1993-03-30 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Application deemed to be withdrawn because no request for examination was validly filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 19980312 |