JPS58214258A - 走査型電子顕微鏡等の焦点検出装置 - Google Patents
走査型電子顕微鏡等の焦点検出装置Info
- Publication number
- JPS58214258A JPS58214258A JP9818982A JP9818982A JPS58214258A JP S58214258 A JPS58214258 A JP S58214258A JP 9818982 A JP9818982 A JP 9818982A JP 9818982 A JP9818982 A JP 9818982A JP S58214258 A JPS58214258 A JP S58214258A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- scanning
- current
- objective lens
- circuit
- maximum value
- 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.)
- Granted
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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
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Testing Or Measuring Of Semiconductors Or The Like (AREA)
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。
め要約のデータは記録されません。
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。
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
おける交流成分の強さを示す。検出レベルＥｅ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Ｅｉｓ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、Ｌｌ及びＬ２の
平均Ｌｍ−（Ｌｌ＋Ｌ２）’／２を以ッテ対物レンズ電
流の合焦値とする。
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
おける交流成分の強さを示す。検出レベルＥｅ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Ｅｉｓ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、Ｌｌ及びＬ２の
平均Ｌｍ−（Ｌｌ＋Ｌ２）’／２を以ッテ対物レンズ電
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、−走査と次の走査との間の映像信
号が出ない期間中或は−走査の端に近い時点で対物レン
ズ電流が合焦値になったときは誤っ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。従って映像信号は第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。映像信号の交流会
の強さは第２図りのように変化する。
流を変えて行く場合、−走査と次の走査との間の映像信
号が出ない期間中或は−走査の端に近い時点で対物レン
ズ電流が合焦値になったときは誤っ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。従って映像信号は第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。映像信号の交流会
の強さは第２図りのように変化する。
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−で
検出レベルＢｓが図のように設定しであると、Ｔ１とＴ
２の両時点における対物レンズ電流の平均を以って対物
レンズ電流の合焦値とするから、Ｔｏ’の時点に対応す
るレンズ電流を以って対物レンズの合焦値と誤認するこ
とになる。
画くが、中断部分があるから実線のようになる。こ−で
検出レベルＢｓが図のように設定しであると、Ｔ１とＴ
２の両時点における対物レンズ電流の平均を以って対物
レンズ電流の合焦値とするから、Ｔｏ’の時点に対応す
るレンズ電流を以っ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方向と交わっ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。
性がＸ方向と交わっ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Ｋｓ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、倍率等によって変化し、一般に走査速度が速
い程交流分が増し、倍率は成る程度低い方が交流会が多
い。そこで第３図で検出レベルをＥｓｌに設定しである
と交流会が強い口の場合焦点検出ができるが、交流会が
弱い・・の場合には焦点検出ができない。反対に検出レ
ベルをＦｉｓ２のように低く設定しであると、ハの場合
は焦点検出ができるが、口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って、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、交流会にイのような偽ピーク
が現れ、焦点位置を誤る。
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、倍率等によって変化し、一般に走査速度が速
い程交流分が増し、倍率は成る程度低い方が交流会が多
い。そこで第３図で検出レベルをＥｓｌに設定しである
と交流会が強い口の場合焦点検出ができるが、交流会が
弱い・・の場合には焦点検出ができない。反対に検出レ
ベルをＦｉｓ２のように低く設定しであると、ハの場合
は焦点検出ができるが、口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って、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、交流会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的に繰返走査しなが
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、っ 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会の強
度の見当をつけ、この交流会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。以下実施例によって本発明を説
明する。
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的に繰返走査しなが
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、っ 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会の強
度の見当をつけ、この交流会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。以下実施例によって本発明を説
明する。
第４図は本発明の一実施例を示す。１は試料照射を子ビ
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ば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。
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ば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、直流分カット用コンデンサ
を介して整流平滑回路７に入力され、同回路によって交
流会の強さが検出される。８は最大値ホールド回路で、
スイッチ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。スイッチＳはリレーにの接点
であって、リレーには制御回路９によって操作される。
を介して整流平滑回路７に入力され、同回路によって交
流会の強さが検出される。８は最大値ホールド回路で、
スイッチ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。スイッチＳはリレーにの接点
であって、リレーには制御回路９によって操作される。
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
周に沿って振らせる。まだ制御回路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
てスイッチＳを閉じさせる。従ってこの高速変化が終っ
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
像信号の交流会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だ
ま＼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ョメータ１
２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
ておシ、コンパレータ１３の出力は平滑回路７の出力の
方がポテンショメータ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１
３の出力がローからハイに反転したとき及びハイからロ
ーに戻っ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っ
て対物レンズ電流電源装置を制御し、走査信号回路１０
によって通常のＸ方向、ｙ方向走査を行わせる。
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
周に沿って振らせる。まだ制御回路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
てスイッチＳを閉じさせる。従ってこの高速変化が終っ
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
像信号の交流会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だ
ま＼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ョメータ１
２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
ておシ、コンパレータ１３の出力は平滑回路７の出力の
方がポテンショメータ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１
３の出力がローからハイに反転したとき及びハイからロ
ーに戻っ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っ
て対物レンズ電流電源装置を制御し、走査信号回路１０
によって通常の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だから、試料の種類１
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。
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だから、試料の種類１
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
タイムチャート、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
装置の構成を示スブロック図である。 １・・・電子ビーム、２・・・試料、３・・・対物レン
ズ、４．５・・・偏向コイル。 代理人 弁理士 縣 浩 介 第４図
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
タイムチャート、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
装置の構成を示スブロック図である。 １・・・電子ビーム、２・・・試料、３・・・対物レン
ズ、４．５・・・偏向コイル。 代理人 弁理士 縣 浩 介 第４図
Claims (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っ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 true JPS58214258A (ja) | 1983-12-13 |
| JPH0582011B2 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 (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH01231251A (ja) * | 1988-03-09 | 1989-09-14 | Hitachi Ltd | 電子顕微鏡の焦点合わせ装置 |
| US5648027A (en) * | 1993-11-01 | 1997-07-15 | Osaka Gas Company Ltd. | Porous carbonaceous material and a method for producing the same |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH01199726A (ja) * | 1988-02-03 | 1989-08-11 | Fanuc Ltd | ワイヤ張力，断線検出制御装置 |
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 (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH01231251A (ja) * | 1988-03-09 | 1989-09-14 | Hitachi Ltd | 電子顕微鏡の焦点合わせ装置 |
| US5648027A (en) * | 1993-11-01 | 1997-07-15 | Osaka Gas Company Ltd. | Porous carbonaceous material and a method for producing the same |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0582011B2 (ja) | 1993-11-17 |
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