JPS59210312A - パタ−ン位置検出装置 - Google Patents

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】 〔発明の技術分野〕 本発明はパターンを有する試料を、エネルギービームで
走査して、パターンの位置を検出する装置に関し、特に
試料上の任意の２点の位置を検出して、その２点間の距
離を自動的に測定するための寸法測定装置、例えば電子
ビームを用いた走査型軍手顕微鏡による微小寸法測定装
置等に適した位置検出装置に関する。

〔発明の背景〕

電子ビームを用いて微小寸法測定を行なう装置に関して
は、走査像を表示し、たＣＲＴ画面上に２つのカーソル
線を表示し、この間の距離を電気的に測定する技術（特
開昭５４−３４６７３公報）があるが、この方法は電子
ビームの走査歪み、倍率誤差等の影響をうけ、測定精度
は十分でなく、しかも、それらの誤差を補正する事は極
めて煩雑であった。

この点を改善した方法として画像を形成する走査系とは
別に走査像全体を移動する偏向系を設け、それによって
測定を行なう技術（特開昭５７−１１４８０７号公報）
が提案されている。しかしながら、この方法は測定すべ
き２点の位置検出は画像やその信号からＣＲＴ画面上で
目視で判断せざるを得す、この時の位置合せに要する時
間およびそれに伴う測定者の疲労は避けられず、なおか
つ測定者による寸法値のばらつきも生じやすいという欠
点があった。

一方、これらの測定を自動化する手段として、試料上の
パターンからの情報信号（２次電子信号等）を測定用の
駆動系の位置信号パルスに同期し。

で取り出し１、情報信号をアナログあるいはデジタル処
理し、２点の位置を検出してパターン線幅を計測する方
法が考えられている。例えば電子ビーム走査の走査信号
そのものをデジタルパルス化し、そのパルスに応じて電
子ビームの走査を行なうと共に、そのパルスに同期させ
て情報信号をサンプリングする方法、あるいはまた試料
そのものを載物台と共に移動し、その載物台に取りつけ
られた位置センサー（干渉計やエンコーター等）の信号
をデジタルパルス化し、そのパルスと同期させて情報信
号を取り出す方法等である。

この場合、前者の方法は、先述した電子ビーム走査系の
走査歪みや倍率誤差の影響をその１ま受け、位置検出が
正確でなく、このため寸法測定に誤差を伴う。また、後
者の方法は、一般にこの様な装置では、試料からの情報
信号の信号対雑音比が極めて悪いため、載物台の駆動速
度を極めて低速にするかあるいは多数回駆動して積算し
、なければ十分な精度が得られず、測定時間が遅くなる
という欠点があった。

〔発明の目的〕

そこで本発明は上記寸法測定上の問題を解決するために
１、短時間で精度良く簡便かつ自動的に試料上のパター
ンの位置を検出する装置を提供することを目的とする。

〔発明の概要〕

そこで本発明は、電子ビーム、レーザビーム等のエネル
ギービームのスポットの照射位置を変化させる走査信号
に基づいて、パターンを有するウェハやマスク等の試料
を所定の長さ分直線走査するビーム走査装置と；エネル
ギービームの照射により試料のパターンから発生する輻
射エネルギーに応じた検出情報、例えは２次電子、反射
電子あるいは散乱光等を出力する検出手段と；エネルギ
ービームが走査軌道中の所定位置を照射゛したときに、
検出情報を抽出する情報抽出手段と；その情報抽出手段
の抽出シーケンス毎に、エネルギービームの走査軌道が
試料上を所定方向、例えばエネルギービームの走査方向
に一定量移動する如く、エネルギービームと試料とを相
対移動させる移動手段、例えば試料を載置して２次元移
動する移動スデーシ等と；この移動手段の駆動により抽
出された時系列的な検出情報に基づいて、パターンの位
置を検出する位置検出手段とを設けるように構成した。

これによって、エネルギービームの走査により検出情報
は試料上の所定位置でサンプリングされ、ビーム走査と
は独立した移動手段によって、パターンのプロファイル
に応じた時系列的なパターン情報が得られ、正確な位置
検出が可能となる。

〔実施例の説明〕

次に本発明の第１の実施例を図面に基づき説明する。第
１図は走査型電子顕微鏡を用いた本実施例による測定装
置の構成図である。

内部を真空に排気した容器１内には、電子を照射する電
子銃２、照射電子を集束する電子集束レンズ３、集束さ
れた電子ビームを紙面内圧右方向の水平方向と、紙面と
垂直な垂直方向とに偏向沖査する走査コイル４、偏向さ
れた電子ビームを所定の結像面にスポットとして結像（
収束）させる電子対物レンズ５とが設けられている。さ
らに、この容器１内には、パターンの線幅や、エツジ位
置等を測定すべき半導体ウェノ・のような試料ＷＰの゛
表面が、電子ビームの結像面と一致するように試料ＷＰ
を載置する２次元移動ステージ６（以下単にステージ６
とする）と、試料靜から電子ビームＥＢの照射により発
生した２次電子量あるいは反射電子量を電圧、又は電流
の太きさとして検出する検出器７が設けられている。１
／ζ、ステージ６はモータ等の駆動部８によって移動さ
せられるが、以下の説明を簡単にするため、ステージ８
（ｄドライブ制御回路９によって紙面内で左右方向、す
なわちＸ方向（水平方向）に移動するものとする。

尚、上記電子銃２、電子集束レンズ３、及び電子対物レ
ンズ５は従来の電子顕微鏡等と同様な制御回路１０によ
って駆動される。

さて、走査信号発生回路１１（以下、単に０８Ｃｕとす
る）は電子ビームＥＢを水平方向に偏向するためのノコ
ギリ波状の水平走査信号１−（Ｓと、電子ビームＥＪ３
−２垂直方向に偏向するためのノコギリ波状の垂直走査
信号■Ｓとを発生し、その水平、垂直走査信号Ｈ８，Ｖ
Ｓけ各々可変増幅器Ｊ２．１３によって所定量増幅され
たのち、走査コイル４に印加され、その結果、電子ビー
ムＥＢは試料ＷＰをラスター走査する。この可変増幅器
１２．１３の各増幅率に外部から印加される制御信号Ｈ
Ｃ１ＶＣに応じて変化する。このように、水平、垂直走
査信号Ｈ８、ＶＳの大きさを制御信号ＨＣ１ＶＣに応じ
て変えることにより、電子ビームＥＢの試料Ｗｌ）上で
の走育顆囲を連続的に可変することができる。

可変増幅器１２．１３からの水平、垂直走査信号１−（
Ｓ、ＶＳは、電子ビーム）（Ｈの走査より得られる試料
ＷＰの表曲の像、いわ乃る８９Ｍ像を表示するためにブ
ラウン管１４（以下、　ＣＩ（、Ｔ１４とする）の偏向
コイル１４ａ　　に検出信号Ａと同期して印加される。

ｉ方、増幅器１５によって増幅された検出器７の検出信
号Ａは、ＣＲＴの輝度変調回路１６に入力される。輝度
変調回路１６はＣＲＴ１４の輝点の明るさを検出信号Ａ
の大きさに応じて変化させるものである。このためＣＲ
Ｔｔ４の輝点は、電子ビームＥＢの走査に同期Ｌ″′Ｃ
′Ｃシスター走査画面には試料ＷＰの８９Ｍ像が形成さ
れる。

また、前記０８Ｃ１１は垂直走査信号ＶＳと同期し、た
垂直同朗パルス信号Ｙ　Ｓ　ｆ発生する。この垂直同期
パルス信号Ｙ　８　ＶＪ例えば垂直走査信号ｖＳの帰線
タイミングで発生し、カウンタ１７によってそのパルス
数が計数される。カウンタ１７の泪数値はテジタル・ア
ナログ変換器１８（以下、１）八〇１８とする）によっ
てアナログ信号に変換され、ドライブ制御回路９に印加
される。このため、垂直同期パルス信号ＹＳ、１７１５
パルスが発生する毎に、カウンタ１７がインクリメント
（又はディクリメント）され、１）ＡＣｌ、８のアナロ
グ出力信号が順次増大（又ｄ減少）するから、ステージ
Ｂ　ＨＸ方向に一１定のピンチで移動する。

さて、叱較器１９は可変管圧＃２０から出力される基準
電圧Ｖｒ、と、０８ＣＩＩからの水平走査イ言号Ｈ８と
を比較し、て、ノコギリ波状の水平走査信号Ｈ８の傾斜
部分←電子ビームＥＢを水平方向の一方に走査する部分
）と基準電圧Ｖｒ、とが一致し。

たときパルス信号Ｂｆ出力する。このノ々ルス信号Ｂは
カーソル表示用として輝度変調回路１６に入力し、検出
信号Ａと合成されて、ＣＲＴ１６上のＳＥＭ像中に垂直
方向のカーソル線を描くために使われる。一方、サンプ
ル・ホールド回路２１は、このパルス信号Ｂに応答して
、検出信号１−サンプリングし、次のパルス信号Ｂを入
力するまで、そのサンプリングした検出信号Ａを保持す
る。そして、サンプル・ホールドされた検出信号Ａの電
圧は積算平滑化回路２２によって、サンプリングによる
階段状の変動をスムージング（平均化）されるちスムー
ジングきれた信号Ｃは、比較器２３によって可変電圧源
２４から出力されるスライス電圧■ｒ２と比較される。

比較器２３は信号Ｃの方がスライス電圧■ｒ２よりも大
きいとき、ゲート信号りを出力する。尚、可変室、圧１
源２４に外部からの制御信号ＥＣに応じてスライス電圧
■ｒ２の大きさを変化させる。捷だ、このゲート信号り
はノくターンの線幅と対応し、ゲート信号りの立上りが
線状ノくターンの一方のエツジ位置に対応し、立下りが
他方のエツジ位置に対応するもので、信号りの立上りで
測定開始し、立下りで測定終了するものである。

さて、カウンタ２５（以下、ＣＮＴ２５とする）はゲー
ト信号ＩＢ、入力している間、水平同期パルス信号ＹＳ
のパルス数を計数する。ＣＮＴ２５−の計数値は、デジ
タルの乗算を行なう換算器２６に人力する。換算器２６
はＣＮＴ２５の計数値の１デジツトと、ステージ６０単
位移動量との換算を行なうもので、その単位移動量の値
と、ＣＮＴ２５の計数値との乗算を行ない、実際の線幅
を表わすデータを表示器２７に出力する。表示器２７は
モニターテレビやプリンター等の端末機器であり、測定
された線幅が印字される。

尚、本実施例で重要な点は、ステージ８が垂直同期パル
ス信号ＹＳのように、電子ビームＥＢの所定の走査間隔
毎に発生される信号に応答して一定ピノチだけＸ方向、
すなわち水平走査方向に移動され、その一定ピンチの移
動がＣＮＴ２５の１デジツトのカウントアンプに対応し
ていることである。

尚、容器１、電子銃２、集束レンズ３、走査コイル４、
対物レンズ５、制御回路１０、走査信号発生回路１１、
及び可変増幅器１２．１３によって、ビーム走査装置が
構成され、比較器１９、可変電圧源２０、及びサンプル
・ホールド回路２１によって、情報抽出手段が構成され
る。

さらに、ステージ６、駆動部８、ドライブ制御回路９、
デジタル・アナログ変換器１８、及びカウンタ１７によ
って移動手段が構成され、比較器２３、可変電圧源２４
、カウンタ２５、換算器２６、及び表示器２７によって
位置検出手段が構成される。

次に、第１図に示した測定装置の動作について、第２図
、３図に基づいて説明する。

第２図は電子ビームＥＢのラスター走査により（ＪＬ’
ｒ１４の画面１００に表示された測定すべきパターン１
０１のＳＥＭ像を模式的に表わす。丑だ画面１００内の
所定位置にはカーソル線ＣＬも同時に表示される。

さて、まず初めに、電子ビームＥＢの試料ＷＰ上での１
つの走査線（走査軌道）ＳＬＩに関して、パターン１０
１のエツジとエツジの間隔、すなわち線幅りを測定する
場合を説明する。この場合、走査線ＳＬＩのみが画面１
００に表われることになる。

１ず、外部からの制御信号ＶＣによって可変増幅器１３
の増幅率を零にして、走査コイル４に印加される垂直走
査信号■Ｓを走査線−８Ｉ、１が表わわ。

るように一定電圧にクランプする。このクランプする一
定電圧は、垂直走査信号■Ｓのノコギリ波形上の任意の
電圧となるように可変できる。

この時、水平走査信号ＨＳ、基準電圧Ｖｒ、、ノくルス
惰号Ｂ及び検出信号Ａの各関係は第３図のタイムチャー
ト図のようになる。尚、このチ４・−ト図で横軸は画面
１００内の横方向の位置にも対応する。検出信号Ａはパ
ターン１０１の走査方向に沿ったプロアアイルとなる。

ノくルス信号Ｂｌ、；ｉ水平定を信号１１Ｓと基準電圧
Ｖｒ、とが一致したときに生じるから、走査１ｓＬ１に
対するノクルス信号Ｂの発生位置は常に一定になる。ま
た走査線ＳＬ１に沼って電子ビームＥＢが繰り返し走査
したとき、ノくルス化号Ｂは常Ｃζ検出係号Ａの所定位
置ＰＯで発生１−る。

ここで垂直方向の走査線の数を例えば１０２４本とする
と、水平走査信号Ｈ８のノコギリ波が１０２４回繰り返
される毎に、垂１区同期パルス信号ＹＳの１パルスがＵ
ＳＣＩＩから出力される。この実施例では垂直走査をし
ないようにし、ているので、結局、電子ビームＥＢは走
査線ＳＬＩに浴って試料ＷＰの同一位置を１０２４回走
査することになる。

さて、Ｓ／Ｈ２１はそのパルス信号Ｂに応答し７て、検
出信号Ａの位置Ｐｏにおける電圧Ａ（Ｐｏ）を繰り返し
く１０２４回）サンプリングする。この位置ＰＯでサン
プリングされた電圧Ａ（Ｐｏ）は、原理的には繰り返シ
１．によって変化するものではないが、ランダムノイズ
により微小に変化する。そこでサンプリングされた時系
列の電圧Ａ（Ｐｏ）を積算平滑回路２２によってスムー
ジングして、比較器２３に印加する。

一方、可変電圧源２４は制御信号ＥＣに応じてスライス
電圧Ｖｒ２ｆ検出信号Ａに対して第３図のように、パタ
ーン１０１の線幅を規定する両側の工７ジに応じた立上
り、立下りを横切るように設定する。従って第２図のよ
うに、パターン１０１　ＶＣＪＪし、てカーソル線ＣＬ
　（実際には走査緋ＳＬＩ中に輝点のみが現われる）の
位置がずれていれば電圧Ａ（１’ｏ）ｉｄスライス准圧
■ｒ２よすも小さく、比較器２３０ゲ一ト信号りは例え
ば論理値「０」となり、ＣＮＴ２５は計数動作を行なわ
ず、ＣＮＴ２５の割数値は零の１才である。

さて、水平走査信号Ｈ８のノコキリ波が１０２４回繰り
返されると、垂直同期パル゛ス信号ＹＳの１パルスか出
力される。この垂直同期パルス信号ＹＳに応答してカウ
ンタ１７がインクリメントされ、その増分に応じた量た
け、ステージ６はＸ方向に一定ピッチだけ移動する。こ
のステージ６の移動より、第一２図の画面１００中、パ
ターン１０１のＳＦｊＭ像は左方、すなわちカーソル線
ＣＬに近づくように一定ピッチたけ水平方向にシフトす
る。

そして、上記のように、走査線ＳＬＩに沿って電子ビー
ムＥＢを１０２４回繰り返し走食し、で、その間Ｓ／Ｈ
２１によって検出信号Ａをサンプリンタする。この場合
、検出信号Ａは第３図に示した位置から走査線ＳＬＩに
対して左方へ一定ピノチだけシフトしている。このこ）
−は検出信号Ａの発生タイミングか一走査の開始時点に
対し、て一定時間だけ早くなったことン・意味する。こ
のため、検出信号Ａのサンプリング位置は、位置Ｐｏが
ら一定ビノチたけずノまた位置Ｐ、となる。

この様子は第４図に示すように、検出仏号Ａのサンプリ
ング位置は　垂直同期バルスイに号ＹＳの発生のたびに
、順次位［Ｐ、、Ｐ２、Ｐ３・曲・と一定ピツチで変化
し、ていく。これに応じて各位置でサンプリングされ、
スムージングされた電圧Ａ（Ｐ、）、Ａ　（Ｐ２）、Ａ
（Ｌ’、ｌ）・・・・・・の時系列な信号Ｃは検出４３
号Ａのプロファイルを再生することになる。

尚、積算平滑回路２２は、Ｓ／ｌ−１２１の出カ伯号が
、例えば電圧Ａ（ＰＯ）からＡ（Ｐ、）Ｋ階段的に変化
することに対し、でもスムージング動作を行なう。

以上のように、ステージ６が一定ビノチずっ移１１ＥＩ
ＪＬ、”ｒｌ、−、（と、検出信号人中の位置Ｐｍにお
いてサンプリングされた７σ圧Ａ（Ｐｍ、）がスライス
電圧ｖｒ２よりも大きくなり、ゲート信号りは、この時
点で論理値Ｉ’ｌｌとなる。（第４図参照）すなわち一
方のエツジ位置を検出したことになる。このためＣＮＴ
２５　ｔｒｉ　Ａ（Ｐｍ、）　＞　ＶＣ２になったとき
から、垂直同期パルス化−ｑＹＳのパルス数を計数する
。

このようにしてさらにステージ６が移動して検出イ＝　
号Ａ中の位置Ｐｎ　ＶＣおいてサンプリングされ／て′
＋Ｊｉ　ｉｔ　Ａ　（Ｐｎ　）がスライス電圧■ｒ２よ
りも小さくなると、他方のエツジ位置全検出したものと
してゲート信号りは論理値ｒＯＪとなり、ＣＮ’ｌ’ｚ
５は計数を終了する。従ってＣＮ’、Ｉ’２５　の計数
値は、検出信号Ａの立上りと立下りの間隔、すなわちパ
ターン１０］の工、ノジ間陥（線幅）がステージ６の移
動ピッチの何ピッチ分に和尚するかを表わすことになる
。そし、てＣＮＴ２　ｓの計数値は換算器２６により実
際のエツジ間隔月゛に換算され、表示器２７によって、
パターン１０１の走査線ＳＬＩにおける線幅りが表示さ
才する。

以上のように、パターン１０１に対し、て、１つの走査
線Ｓ１，１に浴ったパターン線幅が自動的に測定される
。しかも、検出信号Ａを走査線ＳＬｌ中の特定の位置で
サンプリングし、試料Ｗ　Ｐ　ｆ、走査線ＳＬＩに対し
て走査方向に相対移動きせることによって、検出信号へ
のプロファイルを再生しているから、走査歪みの影響を
受けることなく、極めて正確な測定が可能となる。

例えば、水平走査信号Ｈ８１ｌ−１本来直線性の高いノ
コキリ波として扱われているが、実際にはアナログ信号
であるため（ＪＳＣＩＩ　の回路構成、温度変化等によ
り直線性の長期的な安定性には自ずと限界がある。また
、水平走査信号Ｈ８の直線性が保証されたとし２でも、
水平走査信号Ｈ８と電子ビームＥＨの走査位置とを正確
に１対１に対応させなければならず、走査線の走査位置
及び時間に対する直線性を総合的に高精度に維持するこ
とはがなり難しいことである。

本実施例によれは、そのような歪みが太き−い場合であ
っても、測定の誤差要因とはならない。このことについ
て、第５図により説明する。第５図で水平走査信号ＨＳ
の理想的な掃引電圧の直線を１１としたとき、企みを伴
った実際の掃引電圧の変化曲線を１２とする。前述のよ
うに検出信号Ａは水平走査信号Ｈ８と基準電圧Ｖｒ、と
が一致したときにサンプリングされる。このため理想的
には基準電圧Ｖｒ、と直線ｌｌとが一致する走査線上の
位置Ｑにてサンプリングされるが、実際には位ｆｆ＆Ｑ
からｄだけずれた基準電圧Ｖｒ、と曲線１２とが一致す
る位置Ｒでサンプリングされる。もし、ノコギリ波の各
周期で、この非直線性が同一に生じているものとすれば
、走査線上のサンプリング位置が単にｄだけすれたこと
になるのみで、ステージ６の移動に伴って、検出信号Ａ
のプロファイルは正確に再生される。捷だ、ノコギリ波
の各周期で歪み量が変動する場合であっても、試料ＷＰ
上の同一位置で複数回電子ビームＥＢを走査し、検出化
号へをサンプリングして、積算平滑回路２２によってサ
ンプリングされた各電圧を平均化するようにスムージン
グしているから、試料によって検出信号Ａに雑音が多く
含捷れる場合でもパターンのプロファイルは正確に再生
されることになる。

さて、上記第１の実施例では１つの走査線ＳＬＩ上に現
われるパターン］０１の２つのエツジを検出していた。

ところが走査ｍｌ　Ｓ　Ｌｌの辿るエツジの部分に、た
？ｆ、た寸不整（エツジの乱れた部分）が生じていた場
合、線幅りの測定結果は誤ったものになる可能性が強い
。

そこで第２図のように、走査線ＳＬＩがら一定間隔ｙだ
け垂直方向に離れた走査線ＳＬ２を設定し２、この間隔
ｙの間で複数の走査を行ない、パターン１０１の縦エツ
ジを垂直方向に間隔ｙに渡って平均化［７て検出する第
２の実施例を説明する。

寸ず、第２図のように、垂直方向の走査区間を定めるた
めに、第１図に示した可変増幅器１３を制御信号ＶＣに
よって制御し、垂直走査信号ｖｓが第６図のように最低
電圧ＶＳＩ、最高電圧ＶＳ２のノコギリ波となるように
訓整する。すなわち垂直走査信号ｖＳが電圧ＶＳＩのと
きは走査線ＳＬ１に沿って電子ビームＥ　Ｂが試料ＷＰ
を水平走査し、電圧ＶＳ２のときは走査、１ＪｓＬ２に
沿って電子ビームＥＢが試料ｗ　Ｐ　？水平走査する。

もちろん、垂直走査信号ｖＳが電圧ＶＳ１からＶＳ２に
変化する間、水平走査信号Ｈ８のノコキリ波は例えば１
０２４回繰り返される。このため第１図のような構成で
はＣＲＴｔ４　の画面１００中、走査粕’！　Ｓ　Ｌ　
１とＳｂ２とに狭丑れた部分の像のみが表示され、その
他の部分の像に表示されない。

またカーソルｋＣＬも走査線ＳＬ１とＳｂ２に狭捷れた
部分の鼻しか表示されない。ところが、第１図の構成で
、ＣＲＴ１４の偏向コイルエ４ａに、可変増幅器１２．
１３を介さずＵＳＣＩＩがら別の可変増幅器を介して走
査信号を印加するように変更すれば、ＣＬ−ｌａｒ１４
の画面１００に現わねる８ＪづＭ像は、第２図で走査線
ＳＬ１とＳｂ２にはさまれた像が垂直方向（又は水平方
向）に拡大されたものとなる。

さて、このように垂直方向に間隔ＹＫ渡って電子ヒーム
ＥＢの走査が行なわれる間、第１の実施例と同様にカー
ソル線ＣＬが現われている位置でサンプリングが垂直方
向に１０２４回繰り返えさｔ１積算平滑回路２２によっ
て、サンプリングされた検出信号Ａの各電圧が平均化さ
れ、スムージングされる。

そし、て、垂直走査信号゛■Ｓが電圧ＶＳ２がらＶＳＩ
に戻る帰線タイミングで垂直同期パルス信号ＹＳの１パ
ルスか発生するから、ステージ６は一定ピノナだけ移動
し、前述のようにパターン１０１の線幅り全Ｊｔｊｊ隔
ｙに渡って平均化Ｌ２て測定することができる。

このように車重方向に一定の走査間隔ｙ全設定すること
によって、パターン１．０１のエツジの微小な不整ＶＣ
対しても安定した正確な線幅測定が可能となる。

尚、上記各実施例で、ステージ６の移動タイミングと、
線幅測定用のカウンタ、ＣＮＴ２り　ノ＝＋数タイミン
グは垂直同期パルス信号ＹＳに対応していた。しかし、
なから、同一の走査線上でのサンプリングの市数才上記
笑雁り１の１０２４回よりも少なくしだいル′１合（多
くする±（ｈ合）切ニ、水平走査信号ＨＳのノコギリ波
と同期して、例えば帰線期間にパルスを生じる水平同期
パルス信号を作り、この水平同期パルス信号のパルス数
をｎカウント（ただし１１４１）（たら１パルス出力す
るｒ１カウンターを設け、このｎカウンターの出力パル
スを、１１ｉＪ　ｒＩ己垂直同期パルス信号ＹＳにかわ
って、カウンタ１７とＣＮＴｚｓとに印加するように構
成すれば、上記実施例と同様の効果を得ることができる
。この場合、同一水平走査線上でのサンプリング回数が
減るので、測定の高速化が達成されるという利点が生じ
ろ。

一！た、上記各実施例でＣＲＴｔ４の画面１００に表示
されるカーソル線ＣＬ　（単なる輝点となることもある
。）の走査線中における水平方向の位ｔｉｆは、ｉｉｌ
”変電圧源２０によって変えることができる。

例えば試料ＷＰｆステージ６に載置し、て、ＣＩ（、’
ｌ’１４に８ＪＧＭ像を表示したとき、第２図のパター
ン１０１が画ｔｔｉ　１ｏ　ｏの右端に位置した場合、
カーソル線ＣＬが画面１００の左側に位置し／と捷まだ
と、パターン１０１の左端エツジとカーソル線ＣＬとが
一致するまでステージ６の移動に伴うラグタイムが存在
する。

そこで、可変電圧源２０の基準電圧Ｖｒｌを高くして、
カーソル線ＣＬが画面１．００の右側に位置するように
すれば、実際の測定開始時点（サンプリングされた賦圧
Ａ　（Ｐｍ）がスライス電圧■ｒ２よりも大きくなる時
点）に至るラグタイムを短縮することもできる。

さらに、可変電圧源２４のスライス電圧ｖｒ２は、例え
ばＣＲＴｔ４　に表示されたＳＪＪＭ像を見て、任意の
大きさに設定することができるが、スライス電Ｆ＋、Ｖ
ｒ２の大きさを段階的に変えて、１つのパターンを測定
すわけ、段走状のパターンの裾野７ｑ＋、中腹部、及び
頂上伺近のエツジ間隔を任意に求めることもできる。

次に本発明の第３の実施例〉・第７図に基づいて説明す
る。

この実施例は、沖・□定用にステージ６′ｆ移動する代
りに、電子ビームＪ５　ｆ３の水平方向の走査範囲金脂
次Ｘ方向に移動させる、いわゆる像シフトによって第１
の実施例と同様の曲ｉ定を行なうものである。第７図に
おいて第１図と同じ機能の回路手段には同一の右号をつ
けである。

さて、真空の容器１内には、水平方向の像シフトを行な
うため、さらに移動手段とし、ての偏向コイル３０が設
けられる。この偏向コイル３ｏは、前述のパルス信号Ｂ
を分周して計数する分周カウンター３１と、分周カウン
ター３１の計数値をアナログ信号に変換するデジタル・
アナログ変換器ａ２（以下、ＪＪＡＣ３２トスル、）　
（！：、Ｌ）ＡＣ３２（７）７ナログ信号ｆ増幅する増
幅器３３とによって、駆動される。このため、パルス信
号Ｂの所定ノパルス数毎に、ＤＡＣ３２のアカログ信号
は１デジット分増加（又は減少）して、電子ビームＥＢ
の試料ＷＰ上での走査開始位置が一定ピンチだけ水平方
向にシフトする。

一方、前述のようにＳ／Ｉ−４２１Ｋよってサンプリン
グさＩｔた検出信号Ａは、アナログ・デジタル変換３４
（以下、ＡＩＪＣ３４とする。）によってデジタル信号
Ｅに変換される。このデジタル信号Ｅは位置検出手段と
してのマイクロ・プロセンサー３５（声−下、ＭＰＵ３
５とする）ｆ介して、一度メモリ回路３６に記憶された
後、ＭＰＵ３５の演算処理に基づいてパターンの線幅や
エツジ間隔が測定され、その測定結果は表示器２７に表
示される。

また、測定の際、検出信号Ａから線幅全決定したエツジ
位置を確認するために、ｌＭＰＵ３５から走査線中のエ
ツジ位置に対応した位置情報全デジタル・アナログ変換
器３７（以下、ＤＡＣ３７とする）に出力する。そして
ＤＡＣ３７の出力信号と０８ＣＩＩの水平走査信号ＶＳ
と全比較器３８で比較し、両信号の大きさが一致したと
きパルス信号全発生するようにする。そしてこのパルス
信号を輝度変調回路１ＧＶＣ印加するようにする。この
ようにしてＳＥＭ　画像中でエツジ位置とした部分にカ
ーソル線が重畳して表示される。

尚、本実施例において、ステージ６は測定の際に移動す
ることはないが、電子ビームＥＢの走査範囲を試料ＷＰ
上の所望位置に設定する場合や、試料Ｗｌ）の搬送の場
合には２次元的に移動可能である。

また、この第３の実施例においても、ＣＢ’Ｉ’ｘ４の
偏向コイル１４ａｖＣ印加される走査信号音、可変増幅
器】２．１３を介さず、０８ＣＩＩから別の可変増幅器
を介して印加するように、すれば、試料ＷＰ上で電子ビ
ームＥＢがラスター走査する範囲を拡大、あるい―縮少
し、て観察することができる。

次にＭＰＵ３５によって達成される線幅測定の機能を第
８図〜第２４図に基づいて説明する。第８図はＭＰＵ３
５の各釉処理手順を示す概略的なフローチャート図であ
る。

さて、前述の第１の実施例のように、１つの走査線ＳＬ
１に沿ってパターンからの検出信号Ａｆｆンプリングす
る場合について説明する。１ｋ、説明を具体的に進める
ため、分周カウンター３１１パルス信号、Ｂ　ｆ　ｎパ
ルス人力すると、その計数出力が１カウント（１デジン
ト）増加するものとする。第９図は第４図に示した検出
信号Ａの一部拡大図であり、初めにパルス信号Ｂは検出
信号Ａのプロファイル中、位置Ｐｏで発生し７ているも
のとする。従って、電子ビームＥＢが試料Ｗ　Ｐ　ｆ、
　ｎ回走査する間、位置Ｐｏ　ＶＣおける検出信号Ａの
電圧Ａ（Ｐｏ）がＳ／Ｊ−１２１によってｎ回すンフリ
ングされ、ＡＤＣ３４によってデジタル変換きれ、ＭＰ
Ｕ３５を介して順次メモリ回路３６に記憶される。これ
は第８図のデータ読込み処理１００に相当する。このと
き、１つのサンプリング位置Ｐｏにおける電圧Ａ　（Ｐ
ｏ　）のｎ個のデータＡ　（Ｐｏ）１　、　Ａ　（Ｐｏ
　）　２、・・・・曲・Ａ（Ｐｏ）ｎの大きさは第９図
のようにばらつきｄａ内に分布する。こうして位置Ｐｏ
で繰返しｎ個のデータがサンプリングされると、分周カ
ラフタ−３１の計数値は１カウント増加するから、ＤＡ
Ｃ３２の出力電圧は１デジント分増加し、偏向コイル３
０に印加される電圧も一定量増加する。

このため、電子ビームＥＢの走査開始位置が、試料ＷＰ
上で一定ピノチだけずれる。このため、次に電子ビーム
ＥＢが試料ＷＰをｎ回走査するときは、サンプリング位
置が第９図のように検出信号Ａのプロファイル中、位［
Ｐ、に移行する。こ＋７［［Ｐ、においても同様にｎ回
のサンプリングが行なわれ、ｎ個のデータＡ（Ｐ、）、
、Ａ（Ｐｌ）２、・・曲Ａ（Ｐ、）ｎはメモリ回路３６
に記憶される。

このように順次位置Ｐｏ、　Ｐ、、ｐ２−、曲　　と同
僚の動作を繰返し、検出信号Ａのサンプリング・データ
の読込み処理１．０Ｏｆ終了する。

次に［１１４ＰＵ３５にデータの平均化処理１０１を実
行する。これは１つのサンプリング位置におけるｎ個の
データを平均して、そのサンプリング位置の１つのデー
タを決定する処理である。ＭＰＴＪ３５はメモリ回路３
６から位ｉＰｏにおけるｎ個のデータに基づいて、平均
化された１つのデータＡ（Ｐｏ　）を次のように求める
。

Ａ（Ｐｏ）　＝Ｕぜ虹ｊ」旦短［二二ュＮ崩ハこのよう
に、ＭＰＵ３５は順次、位置Ｐ、、ｉ）２、・・曲にお
けるｎ個のデータを平均し、平均化された１つのデータ
Ａ（Ｐ、）、Ａ（１’２）、・曲・を求め、ｌ１ｌｌ′
−］次メモリ回路３６に記憶する。

さて、この平均化処理１０１の具体的なフローチャー１
・を第１０図に示す。ここで、ＭＰＵ３ｓは各棟償算レ
ジスタや番地指定用のレジスタ等を備えているものとし
、本処理１０１においては汎用の演算レジスタＡｌ−Ｌ
　ＤＲ，ＬＣＡ、ＬＣＢ　と、メモリ回路３６の番地指
定用のレジスタＭＡ、Ｒｘ、ＭＡＲ２とを用いる。また
、メモリ回路３６に記憶されブてデータの数は１つのサ
ンプリング位置でｎ個とし、そのサンプリング位置の数
は位置Ｐｏ、　Ｐ、、　Ｐ２　　・・・・・・の順にｍ
個であるものとする。

第１０図において、処理１０１がスタートすると、ステ
ップ２００で各レジスタのイニシャライズが行なわれ、
レジスタＡＲ，１）ＲにはＯが、レジスタＬＣＡ　ＶＣ
Ｉｄ　ｎが、レジスタＬＣＢＫはｍがセットされ、レジ
スタＭＡ几１にはデータ読込み処理１００でメモリ回路
３６に格納されたデータ群の先頭番地Ｍ１がセットされ
、レジスタ１＼４ＡＲ２には平均化されたデータを格納
するメモリ回路３６中の先頭番地Ｍ２　がセントされる
。

次のステップ２０１ではレジスタＬＣＢが零か否かを判
断する。レジスタＬＣＢ　Ｋは、この時点でｍがセント
されているから、次のステップ２０２に進む。

ステップ２０２ではレジスタＬＣＡが零か否かを判断す
る。この時、レジスタＬＣＡ　Ｋ　ｆｉ　ｎがセントさ
れているから、次のステップ２０３に進む。ステップ２
０３でレジスタＭＡＲ１で指定されている番地の内容を
レジスタＤＲに転送する。この場合、先頭番地Ｍ、には
前述のようにデータＡ　（Ｐ　ｏ　）　＋　が格納され
ているから、レジスタＤ　Ｒ（／Ｃｕ　Ａ（Ｐｏ）　１
が転送される。ステップ２０４はレジスタＡＲとレジス
タ１）凡の内容を加勢して、その結果をレジスタＡＲに
格納するものである。初めレジスタＡ　１％の内容は零
であったかち、ステップ２０４の終了時にレジスタ八１
（、の内容ｕＡ（ｐｏ）＋　　となる。次のステップ２
０５によってレジスタＭＡＲ１の内容を＋１インクリメ
ントして、データ群中の次の番地Ｍ１＋１の指定を行な
う。ステップ２０６はレジスタＬＣＡの内容？−１ディ
クリメントして、レジスタＬＣＡの内容ｆ　ｎ−１とす
る。その後再びステップ２０２からレジスタＬＣＡ　ｆ
ループΦカウンタとし、て同様に処理が繰り返され、ス
テップ２０２でレジスタＬＣＡが零と判断されると、次
のステップ２０７に進む。この時点でレジスタＡＩ％の
内容は、先頭番地Ｍ、からｎ個のデータＡ（Ｐｏｔ）、
Ａ（ＰＯ）２　”・”Ａ（Ｐｏ）ｎ　の代数和となって
いる。

さて、ステップ２０７でに、レジスタＡ几の内容をｎで
割って、その結果をレジスタＡＲに再格納する。このた
めレジスタＡＲＫは第１番目のサンプリング位置Ｐ。の
平均値データＡ（ＰＯ）が算出さ・ｈ・る０ ステップ２０８では、レジスタＡ　Ｒの内容を、レジス
タＭＡ几２が指定する番地に格納する。この時レジスタ
ＭＡＩ像σ番地Ｍ２を指定しているから、メモリ回路３
６中の番地Ｍ２に平均値データＡ（Ｐｏ　）が格納され
る。これによってサンプリング位置Ｐ。の平均化が終っ
たので、ステップ２０９でレジスタＬＣＢ　１−−１テ
イクリメントし、その内容”ｆ　ｍ−１とする。ステッ
プ２１０ではレジスタＬＣＡの内容ｆｎにセントする。

ステップ２１１では、レジスタＭＡＲ２の内容を＋１イ
ンクリメントして指定番地ｆ　Ｍ２からＭ２＋１に更新
し、レジスタＡ、　Ｒｆ　Ｑにする。その後、ステップ
２０１がら上述と同様の動作が繰り返される。

この際、レジスタＬＣＢがステップ２０１．２０２．２
０７〜２１１のループ−カウンタとして作用し、ｍ個の
サンプリング位置の各々について平均化が行なわれ、ス
テップ２０１でレジスタＬＣＢが零と判断されて、平均
化処理１０１の終了時点でメモリ回路３６の番地Ｍ２か
ら、ｌｌｌｋ次ｍ個の平均値データＡ（ＰＯ）、Ａ（Ｐ
ｌ）、Ａ（Ｐ２）−・−−−−が格納される。

さて、第８図で次の数値１次微分処理１０２ハ、平均化
されたデータにαＤ−１Ａ（Ｐｌ）、Ａ（Ｐ２）、・・
・・・・を、数値フィルターに基づいて微分演算するも
のである。この微分演算は例えば１９６４年７月付「Ａ
ｎａｌｙｔｉｃａｌ　　Ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ　ＪのＶｏ
ｌ、３６のページ１６２７〜１６３９に記載されている
ような平滑１次微分演算を用いることができる。

この微分処理によって、第１１図（ａ）に示す平均化を
わた検出信号Ａのプロファイル（波形のエンベロープ、
あるいは輪郭）は、第１１図（ｂ）　Ｋ示すようなプロ
ファイルに変換される。すなわち、第１１図（ａ）のブ
ロアアイル中、立上り部分と立下り部分とに対応し、て
ピークになる。このように微分された微分波形のプロフ
ァイルデータも、平均化てれたデータＡ（Ｐｏ）、Ａ（
１’、）１．凸２（Ｐ２）・・・・・・　り合アンプリ
ング位置に対応してメモリ回路３６に記憶される。

ここで数値−次微分の手法を第１２図により具体的に説
明する。

第１２図（ａ）ｉｌ−ｉ′、平均化処理１０１で得られ
たデータ群をメモリ回路３６の番地に対応し２て表わし
、たもので、番地Ｍ２から格納されている。尚、第１２
図（ａ）で、各データの大きさ１１．１２、＋３・・・
・・・は、順にデータＡ（Ｐａ）、Ａ（Ｐｌ）、Ａ（Ｐ
２）　”””と等しいものとする。

また、第１２図（ｂ）―、１次導関数を表わす数値フィ
ルターの一例である。この数値フィルターはメモリ回路
３６中の番地Ｍ４からテーブルとして記憶されている。

この数値フィルターは、この図では５ポイントからなり
、３ポイント目の重み付けが零で、その３ポイント目を
中心に番地位置に対１−て一定の傾斜をもって重み付け
の定数が変化するように定められている。ここでは番地
Ｍ４に記憶された定数（−ａ２）ｔ１ポイント目とし、
以下番地の増加に応じて定数（ａ、）、（０）、（ａυ
、（ａ２）、の順に５ポイントの重みを定める。

さて、この数個フィルターを用いて微分を行なうには、
第１２図（ａ）中のデータ群の最初から５つのデータ１
１、Ｉ２、・・・・・・１．全取り出し、数値フィルタ
ーの各定数との間で次の演算を行ない、データ群中、３
番目の位置における微分値Ｊ１を、第１２図（Ｃ）のよ
うにメモリ回路３６の番地Ｍ３に格納する。

（ａＪ＋５ （ただし、Ｋは規格化の定数） 次に、データ群中、番地Ｍ２＋１から５個のデータ１２
．１８、・・・・・・１６を取り出し、上記式に基づい
て、データ群中、４番目の位置に対応し、た微分値Ｊ、
をメモリ回路３６の番地Ｍ３＋１に格納する。

以上のことを第１２図（ａ）のデータ解合てについて繰
り返すことによって、メモリ回路３６の番地Ｍ３から微
分波形のデータｊ１．１２、Ｊ３、・・・・・・が配憶
され、る。

尚、上記式を一般的に表わせば となる。ただし、Ｚ＝１．２．３、・・・・・・であり
、Ｚは７１１．−４よりも大きくなることはない。ｍげ
前述のようにデータ数である。

次に上記手法を実現するためのフローチャートを第１３
図に示す。ここでは前述のレジスタＡＲ１Ｄ几、ＬＣＡ
、Ｔ、ＣＢ、及びレジスタＭＡＲｘ、間（２の他に、汎
用の演算レジスタＢ　Ｒと、数値フィルターのテーブル
の番地を指定するレジスタＴＩ３ＭＲとを設定する。

壕だ、数値フィルターは前述のように５ポイントに限ら
れるものてはなく、奇数個のポイントを定めることがで
きる。そこで、そのポイント数をＱとする。

さて、第１３図において、処理１０２がスタートすると
、ステップ３００でＭＰＵ３５ｇレジスタＩ、ＣＢにＯ
ｆ上セツト、レジスタＭＡＲ１に微分値を格納する先頭
番地Ｍ３をセントし、レジスタＭＡＲ２にデータ群の先
頭番地Ｍ２をセットする。

次のステップ３０１で、ＭＰＵ３５けレジスタＬＣＡ、
ＤＲに各々Ｏをセントシフ、レジスタＴ　Ｂ　Ｍ　Ｒに
数値フィルターのテーブルの先頭番地Ｍ４を七）！・シ
た後、レジスタＭＡ、１％２の内容とレジスタＬＣＢの
内容との和を求め、その結果をレジスタＭＡＲ２に再格
納する。この場合、レジスタＬＣＢは零であるから、レ
ジスタＭＡＲ２の内容は番地Ｍ２である。

次のステップ３０２は微分値のデータ（Ｊｌ、Ｊ２・・
・・・・）を（ｍ−Ｑ＋１）個求めたか否かを判断する
ものであり、この場合、レジスタＬＣＢｆｉ零であるか
ら、ステップ３０３　ｖｃ進む。ステップ３０３はレジ
スタＬＣＡが数値フィルターのポイント数Ｑ［なったか
否かを判断するものであり、この場合、レジスタＬＣＡ
は零であるから、ステップ３０４に進む。

ステップ３０４はレジスタＭＡＲ２が指定する番地の内
容をレジスタＡＲに転送するものである。この時点でレ
ジスタＭＡＲ２は番地Ｍ２を指定しているから、レジス
タＡ　Ｒの内容は第１２図（ａ）のｌＩ　となる。

ステップ３０５ハ、レジスタＴ　Ｂ　Ｍ　Ｒの内容とレ
ジスタＬＣＡの内容とを加算し、で、その結果をレジス
タＴ）３ＭＲに再格納するものである。この時、レジス
タＴＨＭＲの内容は番地Ｍ４であり、レジスタＬＣＡの
内容は零であるから、レジスタＴＢＭＩ−ｉ、の内容は
番地Ｍ４の才まで矛）る。ステップ３０６はレジスタ’
ｆ’ＢＭ　１３が指定する番地の内容分レジスタＢＲニ
転送するものであり、このときレジスタＢＲＫは、第１
２図（ｂ）の定数（−ａ２）が格納される。ステップ３
０７はレジスタＡＲとＢＲの内容を乗算し、その値すな
わち（ａ２）＋、　ｆ正負の符号を含めて例えば２の補
数表現として、レジスタＡ　Ｒｔｉｃ再格納する。

次のステップ３０８　ｉｄ、レジスタＡｌ（、の内容と
レジスタＤ凡の内容との和を、レジスタＤｉ−１，に再
格納するものである。このとき、レジスタＤ　Ｉ（、の
初期値は零であるから、ステップ３０８の終了時には、
レジスタＤａの内容は（−ａ２）ｉ、となる。さて、次
のステップ３０９は、レジスタＬＣＡ、〜ＩＡ几２不−
各々」−１インクリメントするものである。

ステップ３０９の後、レジスタＬＣＡをループ・カウン
タとして再ひステップ３０３〜３０９　が繰り返される
。このループはＱ回繰り返され、ステップ３０３でレジ
スタＬＣＡがＱと判断されると、ステップ３１０へ進む
。この時、Ｑ＝ｓとすればレジスタＤＩもの内容は、（
−ａ２）ｉ、　＋　（−ａｔ　）ｉ２　＋　（ｏ　）ｉ
８＋（ａ、　）ｉ、　＋　（ａ、、　）ｉｓ　　となっ
ている。

次のステップ３１０ハレジスタＤＲの内容を規格化の定
数にで割って、その値をレジスタＩ）Ｒ，に再格納する
ものであり、これで１番目の微分値Ｊ１が求められたこ
とになる。次のステップ３１１はレジスタＤ　Ｒの内容
（ここではｊ＋）ｅレジスタＭＡＲｔが指定するメモリ
回路３６の番地に格納するものである。ここでレジスタ
ＭＡＲＩは番地Ｍ３を指定しているから、微分値Ｊ＋は
番地Ｍ、に格納される。

さて、ステップ３１２は、レジスタＬＣＢ、ＭＡ几１を
各々±１インクリメントするものである。ステップ３１
２の後、再びステップ３０１が実行され、レジスタＬＣ
Ｂをループ・カウンタとしてステップ３０２、ステンブ
３ｏ３〜３ｏ９ノＱ回ノループ、及びステップ３１ｏ〜
３１２．３０１の順に、（ｍ−Ｑ＋１）回のループが繰
り返でれる。

以上のようにして、メモリ回路３６の番地Ｍ３から順次
、微分値ハ、」２、・・・山　が（ｍ−Ｑ＋１）個格納
される。そしてステップ３０２でレジスタＬＣＢが　（
ｍ−Ｑ−ｔ−１）になったと判断されると、数値−次微
分処理１０２は終了し１、次の処理１０３に移る。

次にＭＰＵ３５は第８図の絶対値化処理１０３ｆ実行す
る。この処理は、微分によって得られたデータのプロフ
ァイルが第１１図（ｂ）のように、原データ（第１１図
（ａ））上プロファイルに変化がないとＯＶＣなり、変
化（傾斜）があるところでその変化の方向（増加、減少
）Ｋ応じて正負のピークに転じるため、第１１図（ｃ）
のように正のデータ・プロファイルに揃えるものである
。こうして得られたデータも、メモＩＪ（ロ）路３６に
記憶されるが、第１１図（ｂｌの微分波形のデータは以
降、使用することがないので、微分波形のデータを記憶
した同一メモリ空間に、第１１図（Ｃ）の絶対値化され
たデータを記憶してもよい。さて、この絶対値化処理１
０３の具体的な７０−チャートを第１４図に示す。この
処理１０３ではＭＰＵ３５中のレジスタＡＲ。

ＬＣＡ、ＭＡＲｌを用いるものとする。処理１０３がス
タートすると、ステップ４００でレジスタＬＣＡに微分
値のデータ数＜ｍ−Ｑ＋１）がセットされ、レジスタＭ
ＡＲＩには微分波形のデータが記憶されている先頭番地
Ｍ、がセットされる。ステップ４０１はレジスタＬＣＡ
が零か否かを判断し、零でない、ときは次のステップ４
０２に進む。ステップ４０２は、レジスタＭＡＲＬが指
定する番地の内容をレジスタＡＲに転送するものである
。この場合、レジスタＭ、ＡＲ１は番地Ｍ、を指定する
から、レジスタＡＲには第１２図（Ｃ１のような１番目
の微分値Ｊ、が格納される。次のステップ４０３はレジ
スタＡＲの内容を０から減算して、その値をレジスタＡ
Ｒに再格納するものである。この結果、レジスタＡＲの
内容は正負の符号が反転することになる。微分値Ｊ１が
正だとすれば、次のステップ４０４でＡＲ（Ｏと判断さ
れるから、ステップ４０６に進む。−万機分値が負だと
すれば、ステップ４０４でＡＲ（Ｏは真とはならないか
ら、ステップ４０５に進む。ステップ４０５は負の微分
値を正にして、レジスタＭ　Ａ　Ｒ１が指示する番地に
格納するものである。従って微分値が負のときのみ、そ
の微分値が正にされ、同一番地に再格納される。さて、
次のステップ４０６では、レジスタＭＡＲＬの内容を＋
１インクリメントし、レジスタＬＣＡの内容を一１ディ
クリメントする。その後、し／スタＬＣＡをループ・カ
ウンタとしてステップ４０１〜４０６が繰９返される。

このループはステップ４０１でレジスタＬＣＡが零と判
断される才で（ｍ−Ｑ＋１）回線シ返される。そしてス
テップ４０１でＬ　ＣＡ＝　Ｏと判断されると、第１１
図（Ｃ）のように微分波形の絶対値が、メモリ回路３６
の番地Ｍ、から順次記憶され、処理１０３は終了する。

次に、ＭＰＵ３５は８！、！８図の区間切出し処理１０
４を実行し、メモリ回路３６に記憶された第１１図（Ｃ
１のようなデータ・プロファイルに対して、所定のスラ
イスレベルＳＳを設定して、このスライスレベルＳＳよ
シも大きな区間について切出す。

その切出したチー　タは、第９図のように、各ザンブリ
ンク位置に対応したものとなっているので、次のピーク
検出処理１０５によって、データ上でピークとなる位置
Ｘ、、Ｘ、＊求める。このとき、位置Ｘ、、Ｘ２はメモ
リ回路３６中で、ピークとなるデータが何番地に記憶さ
れているか、を検出することによって求められる。この
ピーク位置Ｘ、　、　Ｘ２は、概ね第１１図（ａ）の原
データのプロファイル中、立上９部と立下り部との位置
に対応する。

さて、この区間切出し処理１０４とピーク検出処理１０
５は、ＭＰＵ３５により第１５図のフローチャートに従
って実行される。区間切出し処理１０４がスタートする
と、ＭＰＵ３５はステップ５００でループ・カウンタと
なるレジスタＬＣＡに微分値のデータ数（ｍ−Ｑ＋１）
をセットし、レジスタＭＡＲＬに微分値データの先頭番
地Ｍ３をセットし、レジスタＭＡＲ２に、演算結果を格
納するメモリ回路３６中の番地Ｍ、全セントし、レジス
タＤＲに２をセットする。ステップ５０１はレジスタＤ
Ｒが零か否かを判断するもので、ピーク位置を２か所求
めたか否かを判断する。この場合、ＤＲ＝２であるから
、次のステップ５０２に進み、レジスタＬＣＡが零か否
かが判断される。この時点でＬＣＡ−（ｍ−Ｑ＋　１）
であるから、次のステップ５０３に進み、レジスタＭＡ
ＲＩの指定する番地の内容、すなわちＪ、がレジスタＡ
Ｒに転送される。次のステップ５０４はレジスタＡＲの
内容とスライスレベルＳＳとを比較して、ＡＲ）ＳＳが
偽ならば次のステップ５０５に進むものである。もＬ＝
、ＡＲ）ＳＳが真ならばステップ５０６に進む。そして
、ステップ５０５でレジスタＭＡＲ１の内容が＋１イン
クリメントされ、レジスタＬＣＡの内容が一１ディクリ
メントされて、再びステップ５０２に戻る。こうして、
ステップ５０２〜５０５のループが繰り返される間に、
第１１図（ｃｌのように絶対細化された微分値データが
スライスレベルＳＳよりも大きくなる。このためステッ
プ５０４でＡＲ）ＳＳと判断されて、ステップ５０６に
進む。

ステップ５０６ｉｌ−Ｊ：レジスタＢＲｆｆｉ零にセッ
トするものである。次のステップ５０７はＡＲ）（ＳＳ
−α）が真か偽かを判断するものである。このステップ
５０７はいわゆるコンパレータにヒステリシスを与える
ことに相当し、αはそのヒステリシス幅である。仁の場
合、ステップ５０４でＡＲ）ＳＳと判断されているから
、次のステップ５０８に進む。ステップ５０８はレジス
タＡＲとＢＲの内容を比較して、ＡＲ）ＢＲのとき、ス
テップ５０９に進む。この場合、ＢＲ＝Ｏ，ＡＲ〜・０
であるから、ステップ５０９でこのときのレジスタＭＡ
Ｒ１の内容を、レジスタＭＡＲ２が指定する番地、すな
わち番地Ｍ　ｓに格納する。そして、ステップ５１０で
レジスタＡＲの内容がレジスタＢＲに転送される。次の
ステップ５１１はレジスタＭＡＲＬの内容を＋１インク
リメントし、レジスタＬＣＡ（ｉｌ−−１ディクリメン
トするものである。そしてステップ５１２で次の番地（
Ｍ、＋　１　）のデータＪ、がレジスタＡＲに転送され
、その後、再びステップ５０７から繰り返される。この
ようにしてステップ５０７〜５１２が繰り返さ扛る間、
ステップ５０８によって、レジスタＡＲの番地Ｍ　Ａ　
Ｒ１のデータと、レジスタＢＲに格納された番地ＭＡＲ
Ｌの１つ前の番地のデータとの大小関係が比較されるか
ら、一つ前の番地のデータよりも、現在アクセスした番
地のデータの方が大きければ、番地Ｍ、には、常にその
大きい方のデータの番地が更新されて格納される。また
ステップ５０８でＡＲ）ＢＲが偽と判断されると、ステ
ップ５１１にジャンプして、番地ＭＳの更新は行なわれ
ない。そしてステップ５０７でＡＲ）（ＳＳ−α）が偽
と判断されると、ステップ５１３に進む。この時点でレ
ジスタＭＡＲ２が指定する番地Ｍ、には第１１図（Ｃ）
に示した初めのピーク位置に対応した番地Ｘ、が格納さ
れている。

さて、ステップ５１３に進むと、ピーク位置を１つ見つ
けたものとして、レジスタＤＲｋ−１ディクリメントし
２、ステップ５１４ではレジスタ〜ＩＡＲ２の内容を＋
１インクリメントして、番地Ｍ。

＋１を指定する。その後、ステップ５０１がら同様に各
ステップが繰シ返され、２番目のピーク位置に対応し、
た番地Ｘ、が番地Ｍ５＋１に格納される。

そして、ステップ５０１でレジスタＤＲが零と判断され
た時、すなわち２つのピーク位置を見つけた時点、又は
ステップ５０２でレジスタＬＣＡが零と判断された時、
すなわち番地Ｍ３がらの全データ、　＜ｍ−Ｑ＋１）個
をサーチし終った時点で、区間切り出し処理１０４とピ
ーク検出処理１０５は終了する。

尚、この第１５図中、ステップ５０７でＡＲ）（ＳＳ−
α）としたのは、単にＡＲ）ＳＳとすると、ステップ５
１２で次のデータがレジスタＡＲに転送され、ステップ
５０７が実行されるとき、信号のノイズやゆらぎのため
、た葦たまＡＲ＞ＳＳが偽、すなわちスライスレベルｓ
ｓよりも小さいと判断されてしまい、ピーク検出が誤っ
てしまうからである。

さて、ピーク位置Ｘ、　、　Ｘ、がメモリ回路３６中の
列番地に格納されているかが求まると、次ＫＭＰＵ３５
は、第８図に示した前後ピーク位置検出処理１０６、及
び前後ボトム位置検出処理１０７（５実行する。これら
各処理け、第１１図（ａ）の原データのプロファイル中
がら、ピーク位置ＸＩ、Ｘ２に対応した位置の前後で、
第１１図（ｄ）のように原波形上のピークＴＩ　＋　Ｔ
２とボトム（下降点）Ｂ、、Ｂ２とをサーチするもので
ある。すなわち原波形上の立上シ部で位置（番地）Ｘ、
をはさんでピークＴ１とボトムＢ、とが検出され、原波
形上の立下シ部で位置（番地）Ｘ２をはさんでピークＴ
２とボトムＢ、とが検出される。もちろん、谷ビークＴ
、　、　Ｔ、、ボトムＢ、、Ｂ２の位置はメモリ回路３
６中の原データの記憶番地として検出される。以上のよ
うにして、平均化された検出信号Ａの立上り部と立下り
部に対応したメモリ回路３６中のデータ区間Ｂ、−Ｔ、
及びＴ２−Ｂ。

が指定される。

さて、この処理１０６　、１０７を行なう前に、第１６
図に示したフローチャートが実行される。

これは第１２図で示し７たように、求めた微分波形のピ
ーク位置は先頭番地を番地Ｍ、とする微分値データのメ
モリ領域中にあり、一方原データのメモリ領域は先頭番
地が番地Ｍ２であるため、ピーク位置を原データ上の番
地として求めるものである。

さて、ステップ５５０は番地Ｍ、の内容、す々わちＸｌ
から微分値データの先頭番地Ｍａを引き、その差値をレ
ジスタＢＲに格納するものである。ステップ５５１は番
地（ＭＳ＋１）の内容から番地（Ｍ、）の内容を引き、
その差値、すなわちＸ、−Ｘ、ｅレジスタＤＲに格納す
るものである。ステップ５５２は数値微分用の数値フィ
ルターのポイント数Ｑを２で割って、その結果をレジス
タＡＲに格納するものである。Ｑは奇数であるが、除算
の結果は整数として算出される。例えばＱ＝５なら、レ
ジスタＡＲの内容は２となる。これは第１２図（ａ）　
、　（ｃｌのように、原データと微分値データとの位置
ずれの番地数に相当する。ステップ５５３はレジスタＡ
ＲとＢＲとの和をレジスタＡＲＫ４’＋格納するもので
あり、この結果レジスタＡＲの内容は、（１＋　（Ｘ、
−ＭＳ）　　となる。さて、ステップ５５４でレジスタ
ＭＡＲＬに原データの先頭番地Ｍ２をセットし、ステッ
プ５５５でレジスタＭＡＲ１とレジスタＡＲのイ１］ヲ
レシスタＡ　Ｒに再格納する。このときレジスタＡＲの
内容は、ピーク位置Ｘ１に対応した原データ中の帯地で
あり、次のステップ５５６でレジスタＡＲの内容はメモ
リ回路３６中先にＸｌを格納した番地Ｍ、に記憶される
。一方、レジスタＤＲの内容は２つのピーク位置の番地
の差であるから、ステップ５５７でレジスタＡＲとレジ
スタＤＲとの和を求め、ステップ５５８でその和は、先
にＸ、を格納した番地Ｍ、＋１に記憶される。以上のよ
うにして、微分波形上ピークとなる位置が、原データ群
中の番地位置として、番地Ｍ、、　ｍｓ＋　１に記憶さ
れる。また、次のステップ５５９は、引き続く処理のた
めに２つのピークの間隔の半分を求めるものである。こ
のため、レジスタＤＲの内容Ｘ２−Ｘ乏２で割って、そ
の結果を番地（Ｍ、、＋２　）に記憶する。

次に第１７図に示したフローチャート図に従って、第１
１図（ｄ）のように原データ群中からピーク位置Ｔ、　
、　Ｔ２を見つける。ステップ６００は、番地Ｍ、に記
憶された内容、　（ピーク位置Ｘ１に対応した帯地）を
、レジスタＭＡＲＬにセットし、番地（Ｍ。

＋２ンに記憶された内容、　（ピーク位置Ｘ１とＸ２の
間の番地数の半値）をレジスタＬＣＡにセットし、そし
てレジスタＢＲに零をセントするものである。

そして、ここではレジスタＭＡＲＩが指定する番地から
レジスタＬＣＡの数だけ番地が増加する方向に原データ
の大きさを順次調べ、ピークＴ、の番地を求めるものと
する。さて、ステップ６００の後、ステップ６０１に進
み、ＭＰＵ３５はレジスタＬＣＡが零か否かを判断し、
この時点でＬＣＡ→０であるからステップ６０２に進む
。ステップ６０２でレジスタＭＡＲＩの指定する番地の
内容がレジスタＡＲに転送され、ステップ６０３に進む
。このときレジスタＡＲには’４　＋　ｊ２　ｒ　ｊ３
・・・・・ｊｍの原データ群中、ピーク位置Ｘ１に対応
した１つのデータが格納される。次のステップ６０３は
レジスタＡＲとＢＲの内容の大きさを比較して、Ａ、Ｒ
）ＢＲならステップ６０４に進む。この時点でＢＲ＝０
であるから、ステップ６０４に進み、レジスタＡＲの内
容がレジスタＢＲに転送される。次のステップ６０５は
レジスタＭＡＲＩの内容を＋１インクリメントし、ステ
ップ６０６はレジスタＬＣＡの内容を一１ディクリメン
トするものである。ステップ６０６の後、再びステップ
６０１がら繰り返され、ステップ６０３が実行される度
に順次１つ前の番地のデータと、現在アクセスしている
番地のデータとの大小比較を行なう。そして、１つ前の
番地のデータの方が大きいとき、ステップ６０３０次に
ステップ６０７が実行される。ステップ６０３はレジス
タＭＡＲＩを一１ディクリメントして１つ前の帯地とし
、ステップ６０８はその１つ前の番地をメモリ回路３６
中の帯地ぬに格納するものである。そしてステップ６０
９はレジスタＭＡＲＩを＋１インクリメントして、もと
の番地に戻すものである。その後、ステップ６０５に進
み、以後同様に上記各ステップが繰り返される。そして
、ステップ６０１でＬＣＡ＝０と判断されると、ステッ
プ６１０に進む。このとき、番地延にはピークＴ、とな
る原データの番地Ｔ、が、第１８図のように記憶される
。さて、ステップ６１０からは第１１図（ｄ）に示した
ピークＴ、の番地を求めるフローチャートである。ステ
ップ６１０は番地（Ｍａ＋１　＞に記憶された内容、（
ピーク位置Ｘ２に対応した番地）を、レジスタＭＡＲＬ
にセントし、番地（Ｍ、＋２）に記憶された内容、（ピ
ーク位置Ｘ、とＸ、の間の番地数の半値）をレジスタＬ
　ＣＡにセットし、そしてレジスタＢＲに零をセットす
るものである。そして、ここではレジスタＭＡＲＬが指
定する番地から、レジスタＬＣＡの数だけ番地が減少す
る方向に原データの大きさを順次調べ、ピークＴ２の番
地を求めるものとする。さて、ステップ６１０の後、ス
テップ６１１に進み、ＭＰＵ３５はレジスタＬＣＡが零
か否かを判断し、この時点で−ＣＡ４０であるからステ
ップ６１２に進む。ステップ６１２でレジスタＭＡＲＩ
の指定する番地の内容がレジスタＡＲに転送され、ステ
ップ６１３に進む。このときレジスタＡＲには１１１’
ｈｒ”３・・・・・柚の原データ群中、ピーク位置Ｘ、
に対応した１つのデータが格納される。次のステップ６
１３はレジスタＡＲとＢＲの内容の大きさを比較して、
ＡＲ）ＢＲならステップ６１４に進む。

ζ０時点でＢＲ＝０であるから、ステップ６１４に進み
、レジスタＡＲの内容がレジスタＢＲに転送される。次
のステップ６１５はレジスタＭＡＲ１の内容を一１ディ
クリメントし、ステップ６１６はレジスタＬＣＡの内容
を一１ディクリメントするものである。ステップ６１６
の後、再びステップ６１１から繰シ返され、ステップ６
１３が笑わされる度に順次、現在アクセスしている番地
のデータと、その番地よシも１つ大きい番地のデータと
の大小比較を行なう。そして、現在指定している番地よ
りも１つ大きい番地のデータの方が太きいとき、ステッ
プ６１３の次にステップ６１７が実行される。ステップ
６１７はレジスタＭＡＲＬを＋１インクリメントして１
つ前の番地（１つだけ大きい番地）とし、ステップ６１
８はその１つ前の番地をメモリ回路３６中の番地（ＩＶ
Ｉｅ＋１）に格納するものである。そしてステップ６１
９はレジスタＭＡＲ１ｅ−１ティクリメントして、もと
の番地に戻すものである。その後、ステップ６１５に進
み、以後同様に上記各ステップか繰９返される。そして
、ステップ６１１でＬＣＡ＝０と判断されると、処理１
０６を終了し、次の処理１０７に進む。このとき番地（
Ｍ６＋１　）にはビークＴ２となる原データの番地Ｔ２
が第１８図のように記憶される。

さそ、処理１０６の次に処理１０７が実行されるが、具
体的なフローチャートは第１７図とほぼ同様になるため
図示は省略し、第１７図と異なる点についてのみ説明す
る。まずボトムＢ１の番地を求めるには、第１７図の７
０−チャート中、ステップ６００〜６０９を用いる。そ
してステップ６００でレジスタＢＲに零をセントするか
わりに、ｉＩ＋ｉ！・・・・・・ｉｍのデータ群中に現
われないような最大値ＭＡＸｋセットする。さらにステ
ップ６０３の比較をＡＲ）ＢＲからＡＲ（ＢＲに変更し
、ステップ６０５と６０９をＭＡＲＩ４−ＭＡＲＩ−１
に変更し、ステップ６０７をＭＡＲＬ←Ｍ　Ａ　Ｒ１＋
１に変更する。そしてステップ６０８でレジスタＭＡＲ
Ｉの内容を記憶する番地を番地（Ｍ６＋２）に変える。

このようにしてステップ６００〜６０９が実行し、ステ
ップ６０１でループからぬけ出すと、番地（Ｍ６＋２＞
にＶｉ、第１８図のようにボトムＢ、となる原データの
番地Ｂ１が記憶される。

一方、ボトムＢ２の番地を求めるには第１７図の７０−
テヤート中、ステップ６１０〜６１９’を用いる。そし
て、ステップ６１０中のＢＲ←Ｏ’ｒＢＭ４−Ｍ　Ａ　
Ｘに変更し、ステップ６１３のＡＲ：＞ＢＲｆ：ＡＲ（
ＢＲに変更し、ステップ６１５と６１９を各々ＭＡＲＩ
←ＭＡＲ１＋１に変更し、ステップ６１７をＭＡＲＬ←
ＭＡＲ１−１に変更する。

そしてステップ６１８で、レジスタＭＡＲＬの内容を記
憶する番地を番地（Ｍａ＋　３　）に変える。このよう
にしてステップ６１０〜６１９が実行し、ステップ６１
１でループからぬけ出すと、番地（隔＋３）には第１８
図のようにボトムＢ七なる原データの番地Ｂ、が記憶さ
れる。

次にＭＰＵ３５は第８図の積分式位置検出処理１０８を
実行する。この処理は検出信号Ａにノイズやドリフト等
が含まれ、Ｓ／Ｎ比が悪化している場合でも、パターン
のエツジ位置を極めて再現性よく決定するために実行さ
れる。この様子を第１９図に模式的に示す。第１９図（
ａ）は検出信号Ａの立上り部のみに対応したメモリ回路
３６中に記憶されたプロファイルを表わし、横軸はメモ
リ回路３６の番地位置に相当する。

まず初めに、ボトム位置Ｂ１のデータの大きさＡ（Ｂｉ
）と、ピーク位置Ｔｌのデータの大きさＡ（Ｔｌ　）と
から、Ａ（Ｂｌ　）　、Ａ（Ｔｌ　）に対して所定の割
合で２つのレベルＳ１、Ｓ２を設定する。レベルＳ１は
例えばＡ（Ｂｌ）とＡ（Ｔｔ）の間の１０％の大きさに
設定され、レベルＳ２はＡ（Ｂｌ）とＡ（Ｔ１）の間の
９０チの大きさに設定される。そして、メモリ回路３６
のボトム位置Ｂ１からピーク位置Ｔｆｔでのデータを順
次サーチして、レベルＳ、にほぼ一致するデータの番地
位置Ｂｌと、レベル８２にほぼ一致するデータの番地位
置Ｔｌｌとを求める。次に、第１９図（ａ）中斜線部の
ようにこの位置＆’　とＴｔ’の間で、レベルＳ１とＳ
ｘＫはさまれた三角形を、第１９図（ｂ）のように切り
出す。すなわち位置Ｂｌ／におけるデータを零として、
位置ＴＩ’までの各データの大きさからレベルＳの大き
さを減算すればよい。

次に、この位置Ｂ１′からＴ１′について、第１９図（
ｂ）のようなデータ列を積分する。具体的には位置Ｂｌ
’から五′の各データ全単純に加算する。

この結果、第１９図（Ｃ）の波形のように積分が進行し
、位置Ｔ１′において最終積分値Ｓｅを得る。そして、
この最終積分値Ｓｅに対して所定の定数Ｅ（ただしＥ〈
１）を掛けて、求めた面積の例えば重心を決定する。こ
の重心を決定する場合はＥ＝０５と定められる。すなわ
ち、位置Ｂｌ’のデータから再度積分を行ない、その積
分経過値がｇ−ｓｅとなった位置Ｃ１を重心位置として
求める。そして、この位置Ｃｓｋパターンのエツジ位置
として決定すム尚、原データのプロファイル中、検出信
号Ａの立下り部についても同様の操作を行ない、エツジ
位置ｃ２を求める。

さて、この積分式位置検出処理１０８は、第２０〜２３
図に示したフローチャートに従って実行される。第２０
図は第１９図（ａ）のようにレベルＳ１と＆’ｒ決定す
るフローチャートである。

ステップ７００では、番地ＭａＬ、に記憶された内容、
すなわち番地ＴＩをレジスタＭＡＲ１にセットし、番地
（Ｍ６＋　２）に記憶された内容、すなわち番地Ｂ１を
レジスタＭＡＲ２にセットする。ステップ７０１は、レ
ジスタＭＡＲＩが指定する番地用の内容、すなわちＡ（
Ｔｚ　）をレジスタＡＲに転送し、レジスタＭＡＲ２が
指定する番地Ｂ１の内容、すなわちＡ（Ｂｌ）をレジス
タＢＲに転送するものである。スナップ７０２では、レ
ジスタＡＲとＢＲＯ差、すなわちＡ（Ｔｌ　）　−Ａ（
Ｂｌ　）をレジスタＡＲに再格納する。

そして、ステップ７０３でＡ（Ｔｌ）　−Ａ（Ｂｌ　）
の１０％の値を求め、ステップ７０４では、その１０％
値を一時別のメモリ領域に退避させる。尚、退避後もレ
ジスタＡＲＩＣは、その１０チ値が残っている。

ステップ７０５ではレジスタＡＲとＢＲの和を求めるか
ら、レジスタＡＲＫ：ａＡ（Ｒ）と１０％値の和、すな
わちレベルＳ１が算出される。そしてステップ７０６で
、そのレベルＳはレジスタＤ　ＲＶｃ転’送され、ステ
ップ７０７でレジスタＭＡＲ１の指定する番地Ｔの内容
Ａ（Ｔ１）がレジスタＡＲに転送され、ステップ７０８
で一時退避していた１０％値がレジスタＢＲに呼び戻さ
れる。そしてステップ７０９でレジスタＡＲの内容Ａ（
Ｔ１）とレジスタＢＲの１０％値との差、すなわちレベ
ルＳ２が求められ、スナップ７１０でそのレベルＳ２Ｕ
レジスタＢＲに転送される。

その後、第２１図に示したフローチャートのステップ７
１１に進み、第１９図に示した位置Ｂ１′、Ｔ１′が求
められる。尚、ステップ７１１に進む時点でレジスタＭ
ＡＲＩには番地Ｔ１が格納され、レジスタＭＡＲ２には
番地Ｂ１が格納され、レジスタＤＲにレベルＳ１、レジ
スタＢＲにレベルＳ２カ格納されている。でて、ステッ
プ７１１はレジスタＬＣＡに０をセットするものであり
、ここでレジスタＬＣＡは今までのようにループ・カウ
ンタとして働くのではなく、単なるフラグレジスタとじ
て働く。

次のステップ７１２はレジスタＭＡＲＩとＭＡＲ２の内
容が等しいか否かを判断するものであシ、この時点でレ
ジスタＭＡＲＬの内容はＴ１、レジスタＭＡＲ２の内容
はＢ１であり、Ｔ１〉Ｂ１であるかへ次のステップ７１
３に進む。ステップ７１３はレジスタＭＡＲ２の指定す
る番地の内容をレジスタＡＲに転送するものである。こ
の時、レジスタＡＲＫはＡ（Ｂｌ　）が格納される。次
のステップ７１４はレジスタＡＲとＤＲの内容の大小を
比較するもので、データとレベルＳｌとの比較を行なう
。この湯治″レジスタＡＲの内容はＡ（Ｂ　ｚ）であり
、当然Ａ（Ｂｔ）＜８１となるから、ステップ７１５に
ジャンプするステップ７１５ｔｊ：レジスタＭＡＲ２を
＋１インクリメントするものであり、次の番地（Ｂ１＋
１）を指定する。その後、スナップ７】２から上述と同
様に各ステップが繰り返される。そして、スナップ７１
２〜７１５のループが進行中に、ステップ７１４でＡＲ
＞ＤＲｌすなわちデータがレベル３よシも大きいと判断
されると、ステップ７１６に進む。ステップ７１６はレ
ジスタＬＣＡが零か否かを判断するものであり、ステッ
プ７１４でステップ７１２〜７１５のループからぬけ出
た時点ではＬＣＡ＝０であるから、ステップ７１７に進
ｂステップ７１７１ｒＪ、、レジスタＭＡ　Ｒ２の内容
、スなわち、データの大きさがレベルＳ１を越えた番地
Ｂ１′　を、第２２図のようにメモリ回路３６中の番地
Ｍ７に記憶するものである。そして、ステップ７１８で
レジスタＬＣＡを＋１インクリメントし再びステップ７
１５．７１２．７１３と進む。さて、データの大きさが
レベル８１′（ｉｌ−越えはじめると、ステップ７１４
でＡＲ）ＤＲが常に真となるから、ステップ７１６に進
む。さらに、この時点でステップ７１６ではＬＣＡ＋０
と判断されるから、次のステップ７１９に進む。ステッ
プ７１９はレジスタＡＲの内容とレジスタＢＲの内容と
の太／ＪＸを比較するものであり、データの大きさと、
レベル＆とを比較するものでちる。データの大きさがレ
ベルＳ１を越えた直後であれば、ＡＲ＞ＢＲは偽と判断
されるから、ステップ７１５にジャンプする。

また、ステップ７１９でＡＲ）ＢＲが真と判断されると
、次のステップ７２０に進む。従って、データの大きさ
がレベルＳ１よりも大きく、かつレベルＳ２よりも小さ
い間は、ステップ７１２，７１３　。

７１４．７１６，７１９，７１５の順にループが進行す
る。さて、ステップ７１９で、データの大きさがレベル
Ｓ２を越えたと判断されると、ステップ７２０でその時
のレジスタＭＡＲ２の内容、すなわち番地Ｔ１′が第２
２図のようにメモリ回路３６中の番地（Ｍ７＋１）に記
憶される。

以上のようにして、積分開始番地Ｂｌ′と終了番地Ｔ１
／とが求められる。

才だ、ステップ７２０の後、積分処理のために、ステッ
プ７２１で、番地（Ｍ７＋１）の内容Ｔ□′をレジスタ
ＬＣＡに転送し、番地Ｍ７の内容Ｂ工′をレジスタＬＣ
Ｂに転送し、ステップ７２２で番地Ｔ工′とＢ１′の差
を求めて、Ｔ□′−Ｂ１′すなわち番地Ｂ工′とＴ１′
の間のデータ数をレジスタＬＣＡに再格納し、ステップ
７２３でレジスタＬＣＢの内容Ｂ０′をレジスタＭＡＲ
Ｉに転送する。

さて、次に第２３図のフローチャートに従って、第１９
図（Ｃ）に示したような積分式の位置検出が実行される
。尚、第２１図のフローチャートが終了した時点で、レ
ジスタＭＡＲＬには番地Ｂ□′がセントされ、レジスタ
ＬＣＡには積分区間のデータ数がセットされ、さらにレ
ジスタＤＲにはレベルＳ□がセットされている。

第２３図において、ステップ７２４はレジスタＢ丁こに
０をセットするものであり、ここではレジスタＢＲ７５
Ｅｆ♂（分値を算出するレジスタとして働く。

次のステップ７２５はレジスタＬＣＡが零が否かを判断
するものであり、この時点でＬＣＡ’ｉ０であるから、
次のステップ７２６に進む。ステップ７２６でレジスタ
ＭＡＲＬの指定する番地の内容がレジスタＡＲに転送さ
れ、ステップ７２７でレジスタＡＲの内容からレジスタ
ＤＲの内容、す力わちレベルＳ□を引き、その結果をレ
ジスタＡＲに再格納する。これは第１９図（ｂ）のよう
に、各データのレベルシフトに和尚する。そしてステッ
プ７２８でレジスタＡＲの内容とレジスタＢＲの内容と
の和を、レジスタＢＲに再格納する。

次にステップ７２９でレジスタＭＡＲＩを＋１インクリ
メントし、レジスタＬＣＡを一１ディクリメントして、
再びステップ７２５から繰り返す。

こうしてステップ７２５〜７２９のループが進行する間
、ステップ７２８で算出されるレジスタＢＲＯ値は、第
１９図（ｂ）のように、番地Ｂ１′から順次犯線部の面
積増加に応じて変化する。そして、番地Ｔ１′のデータ
がステップ７２８で加算されると、ステップ７２５でＬ
ＣＡ＝０と判断され、ステップ７３０に進む。このとき
レジスタＢＲには最終積分値Ｓ８が算出されている。そ
こで、ステップ７３０で最終積分値Ｓｅと定数Ｅ（ただ
しＥく１）との乗算を行ない、その値すなわち積分経過
値Ｅ　−ＳｏをレジスタＡＲに格納する。

さて、次のステップ７３１では、レジスタＭＡＲ１に番
地Ｍ７の内容、すなわち番地Ｂ工′をセットし、再び積
分を行なう。次のステップ７３２はレジスタＡＲが零又
は負か正かを判断するものである。

レジスタＡＲには、始め積分経過値Ｅ　−３８が格納さ
れているから、ＡＲ＜Ｏけ偽と判断され、ステップ７３
３に進む。ステップ７３３でレジスタＭＡＲＩの指定す
る番地の内容がレジスタＢＲに転送され、ステップ７３
４で、レジスタＢＲの内容からレジスタＩ）　Ｒの内容
、レベルＳ□を引き、その結果はレジスタＢＲに再格納
される。そしてステップ７３５でレジスタＡＲからレジ
スタＢＲＯ値を引き、レジスタＡＲに再格納する。その
後、ステップ７３６でレジスタＭＡＲＬが＋１インクリ
メントされ、再びステップ７３２から繰り返される。

以上のステップ７３２〜７３６のループによって、番地
Ｂ１′から各データからレベルＳ１をシフトされたイ１
６が順次積分経過値Ｅ−８ｅから減鏝−される。そして
ステップ７３２でＡＲ＜Ｏと判断されると、次のステッ
プ７３７に進み、レジスタ跡１の内容をメモリ回路３６
中の番地鳩に記憶する。すなわち、ＡＲ＜０と々つだと
き、レジスタＭＡＲＬは第１９図（ｃ）のように番地Ｃ
１を指定している。以上のようにして、ステップ７００
〜７３７の積分式位置検出処理１０８が終了する。

尚、以上の説明は、検出信号Ａの立上り部でのエツジ位
置Ｃ１を求める手法であったが、立下り部でのエツジ位
置Ｃ２についても同様の手法で求めることができ、その
位置はメモリ回路３６中の番地（Ｍｓ＋１）にデータ群
中の番地Ｃ２として記憶される。

次にＭＰＵ３５は第８図に示した線幅演算処理１０９を
実行する。先に求めたエツジ位置Ｃ，，Ｃ２は第２４図
のようにメモリ回路３６の番地に対応している。そこで
その２つの番地の差（Ｃ２−Ｃ工）を言」算し、ＳＰ・
（Ｃ２−Ｃ□）を演算する。ここでＳＰは、各データの
試料ＷＰ上でのサンプリング間隔に相当し、これは＃、
７図でＤＡＣ３２の１デジツトの増加により、電子ビー
ムＥＢの走査紀と試料ＷＰとが走査方向にシフトされる
単位量である。上記演算によって、パターンの線幅りが
求められる。

尚、上記のように積分式位置検出処理１０８を折力う際
、定数Ｅはエツジの段差形状に応じて、段差の裾野部を
エツジ位置とするか、中腹部をエツジ位置とするかによ
って、Ｏ＜Ｅ＜１の範囲で選択的に設定されるように、
可変にするとよい。

以上のようにして、線幅りが求められると、その結果が
第７図に示した表示器２７に表示されると共に、ＭＰＵ
３５はエツジ位置Ｃ１，Ｃ２に応じた情報をＤＡＣ３７
に出力し、ＣＲＴ１４Ｏ８ＥＭ像中で、エツジとして検
出した位置にカーソル線等を重畳して表示する。このこ
とは、前述の実施例のように、カーソル線とＳＥＭ像と
が相対的に移動して、サンプリング位置を確認すること
のみに留っていたのに対し、実際にパターンの線幅を規
定したエツジ位置をも確認することができ、極めて便利
である。寸だ、積分式位置検出処理１０８は原信号（検
出信号Ａ）に含まれるノイズ（バックグランド・ノイズ
等）の影響を低減し、正確で再現性のよいエツジ位置検
出を行なうために有効な手法であるが、処理時間をわず
かでも短縮したい：ｌｋ合は、この処理１０８を次の手
法にかえてもよい。す々わち第１９図（ａ）でボトムＢ
１とピーりＴ１との両データの大きさの間に、所定の割
合のスライスレベルを設定し、そのスライスレベルと、
データ・プロファイルの立上り部（立下り部も同様）と
が一致する位置を、エツジ部Ｃ□（Ｃ２）とする手法で
もよい。

また、第１１図（ｃ）において、微分波形上のピーク位
ｔＸ１１Ｘ２を、数値フィルターを用いた平滑２次微分
処理によって正確に計算するという手法によって、位ｆ
　Ｘ１１　ｘ２をエツジ位置として決定してもよい。

り上のように、ＭＰＵ３５が線幅を計錯７する際、第８
図のように数値１次微分処理１０２を実行することによ
って、検出信号Ａの様々なプロファイルに対して正確な
エツジ位置検出が可能となる。

第２５図は様々な検出信号Ａのプロファイルの一例を示
し、エツジ位置では、エツジ効果によって信号が唐峻な
変化を起すものの、全体的にはあるレベルに沿って平担
なものと力っている。このような信号について、数値１
次微分処理１０２を行なうことによって、エツジ位置で
の急峻な変化で生じるボトムＢ１　＊　Ｂ２、ビークＴ
工、Ｔ２が検出でき、以降の切出し操作によりボトムＢ
０とビークＴ□の間、及びボトムＢ２とビークＴ２の間
で正確にエツジが検出できる。

このようにＭＰＩＪ３５を用いてパターンのプロファイ
ルをソフトウェハ処理しているため、種々の試料から得
られる色々な検出信号波形に対して、エツジ位置を柔軟
な処理によって正確に決定することが可能となる。また
、本実施例では測定用にステージ６を移動することなく
、電子ビームＥＢのシフトのみでサンプリング位置を試
料ＷＰ上で相対移動させるから、ステージ６の移動にく
らべ測定時間を大幅に短縮できる利点がある。

次に試料の傾きに対して、線幅の測定値を自動的に補正
したり、あるいは試料そのものを回転させて傾きを補正
する第４の実施例を説明する。第２６図はこの第４の実
施例による回路ブロック図であり、第７図と同一機能の
ブロックは同一の符号をつけである。

検出器７の信号は増暢器１５で増幅され、検出信号Ａと
なってバンドパスフィルター４０（以下、ＢＰＦ４０と
する）に入力する。ＢＰＦ４０は検出信号Ａを平滑化す
るもので、その出力信号は微分回路４１とアナ口外スイ
ッチ４２の一方の入力に印加される。さらに微分回路４
１の微分出力信号Ａ′はアナログ・スイッチ４２の他方
の入力に印加される。アナログ・スイッチ４２はＭＰＵ
３５の切替信号に応答して、検出信号Ａを比較器４３に
入力させるか、検出信号Ａの微分信号Ａ′を比較器４３
に入力させるかを切替える。比較器４３は、検出信号Ａ
と微分信号Ａ′のいずれか一方と、スライスレベル設定
回路４４のスライス電圧ｖｒ３とを比較して、Ａ＞Ｖｒ
ａ又はＡ’　）　Ｖｒａとなったらパルス信号Ｇを出力
する。サンプルホールド回路４５（以下、Ｓ／Ｈ４５と
する）は、このパルス信号Ｇに応答して、前述の０８Ｃ
ＩＩから出力される水平走査信号Ｉ−Ｉ　Ｓの電圧をサ
ンプリングし、引き続くパルス信号Ｇまでそのサンプリ
ング電圧をホールドする。そのサンプリング電圧ＶＨ８
は、アナログ−デジタル変換器４６（以下、ＡＤＣ４６
とする）ｒ（よってデジタル値に変換され、ＭＰＵ３５
に読み込壕れる。

さて、アナログ・スイッチ４２の切替えは試料ＷＰの様
相、すなわち検出信号Ａのプロファイルの様相に応じて
ＭＰＬ）３５にて判断される。また、ＣＲＴ１４に現わ
れるＳＥＭ像を見て、手動にて切替えてもよい。

尚、第２６図の回路ブロックは第７図の回路ブロックに
付加して使用するものである。また、第２６図において
、ＭＰＵ３５は走査線に対するパターンの傾きを測定し
、その傾き量に応じて試料ＷＰを回転させる。そのため
ＭＰＵ３５は、ステージ６上に設けられた回転テーブル
６ａの駆動部４７（モータ等）に、デジタル・アナログ
変換器４８（以下、ＤＡＣ４８とする）を介して、回転
補正すべき量に応じた誤差信号を出力する。

次に、この第４の実施例の動作を第２７〜２９図に基づ
いて説明する。

第２７図はＣＲＴ１４の画面１００に現われだ傾斜した
パターン１０２のＳＥＭ像を示す。ここでパターン１０
２の測定すべき線幅は走査線ＳＬ１とＳｂ２の間の平均
な値とする。また、パターン１０２の垂直方向に延びる
エツジと平行な中心線ｍは走査線ＳＬＩ　、Ｓｂ２に対
して０だけ傾いているものとする。

そこでまず、前述の各実施例のように、走査線ＳＬＩと
Ｓｂ２の間でパターン１０２の細幅部１０２ａの線幅Ｌ
１を求める。線幅Ｌ１は走査線方向に沿った長さである
ため、その測定された値は真の線幅よりも大きくなる。

次に電子ビームＥＢを垂直方向に偏向して、走査線ＳＬ
３　、Ｓｂ４　、Ｓｂ５　、Ｓｂ６に沿、って、パター
ン１０２の太幅部１０２ｂの左側のエッジ位置を、第２
６回の回路により検出する。

この際、検出信号Ａの波形プロファイルが第４図、第１
１図のようにパターンの段差プロファイルに対応してい
れば、ＩＶＩＰＵ３５は検出信号Ａが比較器４３に印加
されるようにアナログ・スイッチ４２を切替える。

さて、比較器４３はＡ＞Ｖｒ３となったとき、すなわち
電子ビームＥＢの走査スポットが走査線ＳＬａ上で大幅
部１０２ｂの左側のエツジと一致したとき、パルス信号
Ｇを出力し、Ｓ／Ｈ４５は゛そのパルス信号Ｇの立上り
に応答して、走査線ＳＬ３のための水平走査信号Ｈ８の
電圧をサンプリングする。そして、サンプリング電圧Ｖ
Ｈ８はＡＤＣ４６に読み込まれる。この様子を洋２８図
に示す。第２８図は枦軸に電子ビームＥＢの水平走査位
置を表わしたもので、検出信号Ａ、スライス電圧■ｒ３
．走査紡ＳＬ３に対応した水平走査信号Ｈ８１及びパル
ス信号Ｇの関係を示す。

ｖ上の動作は、走査線ＳＬ３について核数回、雷、子ビ
ームＥＢを走査し、各サンプリング電圧ＶＨ８をＭＰＵ
３５に読み込んだ後、平均化するとよい。

次に、走査＃ＳＬ３から一定走査線分ずつ離れた走査線
ＳＬ４　、Ｓｂ２．５ｒＬ６について、順次上記と同様
に水平走査信号Ｈ８の電圧をサンプリングする。このよ
うにして求められた走査線ＳＬ３　、Ｓｂ４　、Ｓｂ２
　、Ｓｂ２に対応したサンプリング電圧を各々ＶＨ３Ｉ
　、ＶＨ８２、ＶＨ８３。

ＶＩ（Ｓ　４とすると、第２９図のように、水平走査信
号Ｈ８の定番位置に対して、単調にＶｌ（８１＜ＶＨ８
２＜ＶＨ８３＜ＶＨ８４と増加する。

そこでＭＰＵ３５は、各サンプリング電圧の差、（ＶＨ
８，２−Ｖｌ（Ｓ　１　）、（ＶＨＳ　３−ｖｌ−Ｉｓ
　２）、（ＶＨ８４−ＶＨ８３）を計算し、その差値の
平均値ノＨを演算する。これは、パターン１０２の中心
線ｍの傾き角θによる正弦成分（水平方向）の大きさを
求めることに相当する。さて、ＭＰＵ３５はＡＤＣ４７
を介して、制御信号ＶＣを読み込む。制御信号ＶＣは雷
１子ビームＥＢを走査線ＳＬ３からＳｂ２まで垂直方向
に偏向させるための垂直走査信ＶＳの電圧変化分ΔＶに
対応している。これはパターン１０２の中心線ｍの傾き
角θによる余弦成分（垂直方向）の大きさを求めること
に相当する。従ってＭＰＵ３５は上記ΔＨとΔＶから、 さて、次にＭＰＵ３５は先に求めた、パターン１０２の
細幅部１０２ａの線幅Ｌ１を、傾き角θによって補正す
る。

具体的には真の線幅をＬとすると、Ｌ＝Ｌｔｃｏｓθの
演算によって線幅りが求められる。

また、この傾き角θに応じて、ＤＡＣ４９、駆動部４８
によって回転テーブル６ａを回転させて、パターン１０
２の中心線ｍが水平走査線と直交するように、試料ＷＰ
を再位置決めすることもできる。

また、第３０図のように、設計上幅が一定の線状パター
ン１０３の線幅を測定する場合、所定間隔離れた２つの
走査線ＳＬＩ　、Ｓｂ２だけを用いて傾き補正をし、正
確な線幅を求めることができる。

例えば、走査線ＳＬＩに沿ったパターン幅、あるいは走
査線ＳＬ２に沿ったパターン幅を、第１、第３の実施例
のようにして求める。

次に、第２６図の回路によって、走査１１ｓＬ１中に現
われるパターン１０３の左側のエツジ位置と、走査線Ｓ
ｂ２中に現われるパターン１０３の左側のエツジ位置と
を求め、走査線ＳＬＩとＳｂ２の間隔とから、傾き量θ
を求めればよい。

捷た、第４の実施例では試料ＷＰの回転はテーブル６ａ
にて行なうようにしたが、電１子顕微鏡内に設けられた
光軸アライメント用の電子ビーム偏向系に傾き量θの情
報をフィードバックして閉ループ制御するようにすれば
、試料ＷＰ上で電子ビームＥＢの走査線が回転して、パ
ターンと走査線の位置合わせが同様に実現できる。この
場合、電子ビームＥＢの試料ＷＰ上での走査軌道は、ス
テージ６のＸ方向の移動方向あるいけ偏向コイル３０に
よる併′シフト方向とは一致せず、傾いたものとなる。

しかしながら、ＣＲＴ１４に現われるパターンは画面上
で傾くことなく表示される。

以上のように、本実施例によれば、平行な２つの線エツ
ジが、走査線と直交せず傾いていたとしても、常にその
傾きを補正して２つの線エツジのｍ）隔が正確に求めら
れるという利点がある。このため試料ＷＰをステージ６
に正確にアライメントして載置する必要がなく、構成が
簡単で操作性のよい測定装置を得ることができる。また
、電子ビームＥＢの１回の走査で得られる検出信号Ａの
Ｓ／Ｎ比は悪いため、強いアナログ會フィルターを設け
て、Ｓ／Ｎを向上させる必要もでてくる。

この場合、フィルターの帯域制限によって、検出信号Ａ
の波形が歪んでしまうこともあるが、本実施例のように
エツジ位置を水平走査信号Ｈ８の大きさｖ冊として検出
しているため、傾きの計測に関しては大きな誤差とはな
らない、という利点もある。

さらに、本実施例では、パターンのエツジ位置に相当す
る水平走査信号Ｈ８のみを検出して傾きの計測を行なっ
ているだめ、ＭＰＵ３５が読み込むべきデータが少なく
て済み、大幅にメモリ空間を節約できるとともに、デー
タ転送間隔が広がり。

回路素子に要求される高速性も大幅に軽減されるという
効果もある。

以上、本発明の各実施例は、電子ビームを用いた線幅測
定装置として説明しだが、本発明はこれに限られるもの
ではなく、エネルギービームとして、収束したレーザ光
のスポットを試料に照射し、試料上のパターンから生じ
る散乱光や回折光を光電検出してエツジの位置検出を行
カい、線幅を測定する光学的微小寸法測定装置等にも利
用することができる。

また、試料上に特定のアライメントマークを設け、この
アライメントマークの位置を検出して、試料を所望の位
置にアライメントする位置決め装置にも利用できる。こ
の場合、例えば試料を載置するステージにレーザ干渉計
やエンコーダのよう々位置測定器を設け、エネルギービ
ームによって検出したアライメントマークの位置をその
位置測定器で測定しておき、その位置を基準にしてステ
ージを移動させるようにすればよい。

捷た、上記各実施例で、１つのサンプリング位置で抜数
回検出信号Ａを抽出していたが、必らずしもその必要は
力く、単に一ケ所で１回のサンプリング（重子ビームＥ
Ｂの１回の水平走査）のみによって検出信号Ａを抽出す
るようにしてもよいことは言うまでもない。１だ、電子
ビームＥＢの１つの走査線上に現われるパターンのエツ
ジ位ｔを検出する場合、ステージ６のＸ方向の移動、又
は偏向コイル３０による像シフトの方向は、か々らずし
も走査線の方向と一致させる必要はなく、交差していて
も同様の効果が得られる。また、上記各実施例で、ステ
ージ６の移動、又は偏向コイル３０による像シフトの移
動は、一定ピツチで行なわれるように構成された。とこ
ろが、例えば第２６図と同等の回路を用いて、電子ビー
ムＥＢを予備走査し、走査領域（１画面）中でパターン
が存在しそうな位置を、水平走査信号Ｈ８のサンプリン
グによって予め検出するように構成すれば、そのパター
ンの位置近傍までは電子ビームＥＢと試料ＷＰとの相対
移動の１ピツチを太きくし、その後、一定の微小ピッチ
で移動させてはサンプリングを繰返すようにすることも
できる。

〔発明の効果〕

以上、本発明によれば、試料から生じるパターン情報（
検出情報）はエネルギービームの走査軌道中、常に所定
位置で抽出され、さらにエネルギービームの走査装置と
は独立した移動手段（ステージ６や像シフトのだめの偏
向コイル３０）によって、時系列のパターン情報を得て
いるから、ビーム走査装置の偏向系の振幅変動、倍率誤
差、又は歪み誤差の影響を受けずに、パターン位置、例
えばエツジ位置やマーク位置等がＳ／Ｎ比の良いパター
ン情報に基づいて高速、かつ正確に自動検出できるとい
う効果が得られる。

また、移動手段によって試料をエネルギービームの走査
方向と同一方向に移動させる場合は、偏向コイル３０に
よる像シフトに伴って、エネルギービームの結像位置が
対物レンズの光軸方向に変位すること、すなわち試料か
ら対物レンズまでの作動距離の変化がなく、像シフトの
方式よシも正確な位置検出や、間隔測定が達成される。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第１の実施例による線幅測定装置の全
体の構成及び回路ブロック図、第２図はＣＲＴ画面に現
われるパターンの一例を示す図、第３図、第４図は第１
図の回路における各信号のタイムチャート図、第５図は
走査波形の歪みを説明する波形図、第６図は本発明の第
２の実施例を説明するための波形図、第７図は本発明の
第３の実施例を示す全体の構成及び回路ブロック図、第
８図は第７図のマイクロ・プロセッサーにょシ処理され
る位置検出及び線幅検出の概略的なフローチャート図、
第９図は検出信号Ａの部分拡大図、第１０図は第８図中
の平均化処理のフローチャート図、第１１図は第８図の
各処理によって得られる波形図、第１２図は第８図中の
数値１次微分処理の手法を説明する図、第１３〜１８図
は第８図中の各処理を具体的に示したフローチャート図
、第１９図は第８図中の積分式位置検出処理の手法を説
明する図、第２０〜２３図はその積分式位置検出処理を
具体的に示したフローチャート図、第２４図は第８図中
の線幅演算処理を説明する図、第２５図は検出信号Ａの
別の波形を示す図、第２６図は本発明の第４の実施例を
示す回路ブロック図、第２７〜２９図は第４の実施例の
動作を説明するだめのＣＲＴ画面中のパターンとタイム
チャート図、第３０図はその他の変形例を示すパターン
の図である。 〔主費部分の符号の説明〕 １・・・電子顕微鏡の真空容器、　　７・・検出器。 ６・・・スアージ、　　１１・・・走査信号発生回路。 １９・・・比較回路、２１・・・サンプツいホールト回
路。 ３０・・・偏向コイル、３５・・・マイクロ・プロセッ
サ出願人　　日本光学工業株式会社 代理人　渡辺隆男 オ８図 ７ｊＯ図 表 表 （（や　　　　　　　　　　　リ ＼Ｊ　　　　　　　　　　　　　　　＼−−〕７１５図 、？１４図 ｆ−１５図 ８３− オ１７′図 才；ｑ回　　　　　７２０図 ７２１図 ２ＺＪ図

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. （１）パターンを有する試料を所定の長さ分、エネルギ
   ービームで直線走査するビーム走査装置と；前記エネル
   ギービームの照射により試料のパターンから発生する輻
   射エネルギーに応じた検出情報を出力する検出手段と；
   前記エネルギービームが走査軌道中の所定位置を照射し
   たときに、前記検出情報を抽出する情報抽出手段と；該
   情報抽出手段の抽出シーケンス毎に、前記走査軌道が試
   料上を所定方向に所定量移動する如く、前記エネルギー
   ビームと試料とを相対移動させる移動手段と；該移動手
   段の駆動により抽出された時系列的な検出情報に基づい
   て、パターンの位置を検出する位置検出手段とを備えた
   ことを特徴とするパターン位置検出装置。
2. （２）前記ビーム走査装置は、前記エネルギービームの
   照射位置全変化させる走査信号を発生する走査信号発生
   器を含み、前記情報抽出手段は前記走査信号が所定の基
   準電圧と略一致したとき、パルス信号を出力する比較回
   路と；該パルス信号に応答して前記検出情報全標本化す
   るサンプリング回路とを含むことを特徴とする特許請求
   の範囲第１項記載の装置。
3. （３）前記移動手段は、前記走査信号に応じて前記エネ
   ルギービームが試料上の同一走査軌道を所定回走前する
   たびに、計数値が単位量だけ増減する計数回路と；該計
   数回路の計数値に応じて前記エネルギービームと試料と
   を相対移動させる駆動部とを含むことを特徴とする特許
   請求の範囲第２項記載の装置。
4. （４）前記位置検出手段は、前記サンプリング回路によ
   って、前記計数回路の計数値が同値の期間中に標本化さ
   れた複数の検出情報を平均化する平均化処理手段を含む
   ことを特徴とする特許請求の範囲第３項記載の装置。
5. （５）前記位置検出手段は、前記エネルギービームの走
   査軌道と交わるパターンの第１エツジ位置と、第２エツ
   ジ位置とを検出すると共に、前記駆動部の該第１エツジ
   位置から第２エツジ位置までの移動量に基づいて、パタ
   ーンの線幅を演算する演算手段を含むことを特徴とする
   特許請求の範囲第３項記戦の装置。