JPH01220351A - 走査型電子顕微鏡等の自動焦点合わせ方法 - Google Patents
走査型電子顕微鏡等の自動焦点合わせ方法Info
- Publication number
- JPH01220351A JPH01220351A JP63045578A JP4557888A JPH01220351A JP H01220351 A JPH01220351 A JP H01220351A JP 63045578 A JP63045578 A JP 63045578A JP 4557888 A JP4557888 A JP 4557888A JP H01220351 A JPH01220351 A JP H01220351A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- astigmatism
- circuit
- objective lens
- peaks
- 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.)
- Pending
Links
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】
〔産業上の利用分野〕
本発明は走査型電子顕微鏡等における自動焦点合わせ方
法に関するものである。
法に関するものである。
第６図は走査型電子顕微鏡における従来の自動焦点合わ
せ方法を説明するための図で、１は鏡筒、２は電子銃、
３は収束レンズ、５は走査コイル、６は対物レンズ、７
は電子プローブ、８は試料、９は検出器、１０は走査回
路、１１は対物レンズ電流出力回路、１２は高域成分抽
出フィルタ、１３は積分回路、１４はＡ／Ｄ変換器、１
５はサンプリング値記憶回路、１６は最大値算出回路で
ある。
せ方法を説明するための図で、１は鏡筒、２は電子銃、
３は収束レンズ、５は走査コイル、６は対物レンズ、７
は電子プローブ、８は試料、９は検出器、１０は走査回
路、１１は対物レンズ電流出力回路、１２は高域成分抽
出フィルタ、１３は積分回路、１４はＡ／Ｄ変換器、１
５はサンプリング値記憶回路、１６は最大値算出回路で
ある。
図において、電子銃２から放出された電子は収束レンズ
３で収束され、走査コイル５で走査されると共に、対物
レンズ６により絞られて電子プローブ７として試料８上
に照射されて試料８から２次電子が放出される。放出さ
れた２次電子は検出器９で検出され、高域成分抽出フィ
ルタ１２により高周波数成分の信号が抽出されて２次電
子像として積分回路１３に加えられ、Ａ／Ｄ変換器１４
によりディジタル信号に変換され、サンプリングされて
サンプリング値記憶回路１５に記憶される。
３で収束され、走査コイル５で走査されると共に、対物
レンズ６により絞られて電子プローブ７として試料８上
に照射されて試料８から２次電子が放出される。放出さ
れた２次電子は検出器９で検出され、高域成分抽出フィ
ルタ１２により高周波数成分の信号が抽出されて２次電
子像として積分回路１３に加えられ、Ａ／Ｄ変換器１４
によりディジタル信号に変換され、サンプリングされて
サンプリング値記憶回路１５に記憶される。
最大値算出回路１６は対物レンズ電流出力回路１１を制
御して対物レンズ６への供給電流を変え、前述と同様の
プロセスで各対物レンズ電流に対するサンプリング値が
求められる。
御して対物レンズ６への供給電流を変え、前述と同様の
プロセスで各対物レンズ電流に対するサンプリング値が
求められる。
対物レンズ電流に対するサンプリングデータ列は、第７
図に示すような特性を示し、対物レンズ電流の違いによ
って電子プローブ７の焦点位置が変わり、試料８上で電
子プローブ径が最小になったとき、すなわち合焦点位置
において像信号の高い周波数成分の積分値は最大になる
。したがって、この最大値を示す位置を最大値算出回路
１６によって求め、これに対応する対物レンズ電流を出
力するようにすれば、焦点を自動的に合わせることがで
きる。なお、走査回路１０は走査周期と積分周期との同
期をとるために走査同期信号で積分回路をリセットして
いる。なお、この例では２次電子を検出したが、試料か
らの他の情報信号、例えば、反射電子を検出しても焦点
合わせを行うことができる。
図に示すような特性を示し、対物レンズ電流の違いによ
って電子プローブ７の焦点位置が変わり、試料８上で電
子プローブ径が最小になったとき、すなわち合焦点位置
において像信号の高い周波数成分の積分値は最大になる
。したがって、この最大値を示す位置を最大値算出回路
１６によって求め、これに対応する対物レンズ電流を出
力するようにすれば、焦点を自動的に合わせることがで
きる。なお、走査回路１０は走査周期と積分周期との同
期をとるために走査同期信号で積分回路をリセットして
いる。なお、この例では２次電子を検出したが、試料か
らの他の情報信号、例えば、反射電子を検出しても焦点
合わせを行うことができる。
しかしながら、このような従来の自動焦点合わせ方法に
おいては、非点収差が補正されていない状態ではサンプ
リング値が最大となる点が本来の焦点とずれてしまい、
正しく焦点合わせをすることができないという問題があ
った。
おいては、非点収差が補正されていない状態ではサンプ
リング値が最大となる点が本来の焦点とずれてしまい、
正しく焦点合わせをすることができないという問題があ
った。
本発明は上記問題点を解決するためのもので、非点収差
が補正されていない状態でも正しい焦点位置が求められ
、その後非点収差を補正することにより、焦点合わせ、
及び非点収差補正を行うことができ、良好な像を容易に
得ることができる走査型電子顕微鏡等の自動焦点合わせ
方法を提供することを目的とするものである。
が補正されていない状態でも正しい焦点位置が求められ
、その後非点収差を補正することにより、焦点合わせ、
及び非点収差補正を行うことができ、良好な像を容易に
得ることができる走査型電子顕微鏡等の自動焦点合わせ
方法を提供することを目的とするものである。
そのために本発明の走査型電子顕微鏡等の自動焦点合わ
せ方法は、電子銃から放出された電子線を収束させると
共に走査して試料面上に照射し、該電子線の照射に基づ
き試料から得られた情報信号を検出して合焦点位置を求
める走査型電子顕微鏡等の自動焦点合わせ方法において
、対物レンズ電流を変えたときの情報信号検出値の最大
値位置、または２つのピークの中間点を求めることによ
り焦点合わせを行うこと、さらに対物レンズ電流を変え
たときの情報信号検出値の最大値、２つのピークが明確
でないとき、非点収差補正装置により非点収差を大きく
して２つのピークを出現させ、２つのピークの中間点を
求めることにより焦点合わせを行うことを特徴とする 〔作用〕 本発明は、電子プローブを試料に照射し、試料面から放
出される２次電子や反射電子電流を検出し、対物レンズ
電流を変化させたとき、検出電流値が最大になる位置、
または非点収差がある場合に生ずる２つのピークの中間
点から合焦点位置を求め、また最大値、２つのピークが
明確でないとき非点収差補正装置により非点収差を大き
くして２つのピークを出現させてその中間点から合焦点
位置を求めることにより非点収差が補正されてない状態
でも正しい焦点位置を求めることができる。
せ方法は、電子銃から放出された電子線を収束させると
共に走査して試料面上に照射し、該電子線の照射に基づ
き試料から得られた情報信号を検出して合焦点位置を求
める走査型電子顕微鏡等の自動焦点合わせ方法において
、対物レンズ電流を変えたときの情報信号検出値の最大
値位置、または２つのピークの中間点を求めることによ
り焦点合わせを行うこと、さらに対物レンズ電流を変え
たときの情報信号検出値の最大値、２つのピークが明確
でないとき、非点収差補正装置により非点収差を大きく
して２つのピークを出現させ、２つのピークの中間点を
求めることにより焦点合わせを行うことを特徴とする 〔作用〕 本発明は、電子プローブを試料に照射し、試料面から放
出される２次電子や反射電子電流を検出し、対物レンズ
電流を変化させたとき、検出電流値が最大になる位置、
または非点収差がある場合に生ずる２つのピークの中間
点から合焦点位置を求め、また最大値、２つのピークが
明確でないとき非点収差補正装置により非点収差を大き
くして２つのピークを出現させてその中間点から合焦点
位置を求めることにより非点収差が補正されてない状態
でも正しい焦点位置を求めることができる。
以下、実施例を図面を参照して説明する。
第１図は本発明による走査型電子顕微鏡等における自動
焦点合わせ方法の全体構成を示す図で、第６図と同一番
号は同一内容を示している。
焦点合わせ方法の全体構成を示す図で、第６図と同一番
号は同一内容を示している。
第１図のものは最大値・中間点演算回路２１が第６図の
最大値算出回路１６に置き代わっている以外は同様の構
成になっている。
最大値算出回路１６に置き代わっている以外は同様の構
成になっている。
いま、非点収差がない状態では、電子プローブの断面形
状は第２図（イ）に示すように、試料面Ｓ上で焦点が合
つている。そして、非点収差がある場合は、第２図（ロ
）に示すようにＸ軸、Ｙ軸をとると、例えばＸ、ｚ平面
の電子線の焦点はＰｔ、Ｙ、Ｚ平面の電子線の焦点はＰ
ｌとなる。その結果、対物レンズ電流とサンプリング値
との関係は非点収差のない場合は、第３図（イ）に示す
ように、単峰性を示し、その最大値の位置が焦点の合っ
た位置となる。これに対し、非点収差が補正されていな
い状態でサンプリングした場合には、そのデータ列は第
３図（ロ）に示すようにＰ、点、２２点に対応して２つ
のピーク点を有する双峰性を示す。この場合、２つのピ
ーク点の中間点が焦点の合った位置となる。これは、第
２図（ロ）に示すように非点収差のある電子プローブで
は、最小錯乱円の位置から非点隔差の±１／２だけ離れ
た位置でＸ軸またはＹ軸方向に対して電子プローブの径
が最小になるためであり、この２点が試料面に一致した
ときに像信号の高い周波数成分はそれぞれ最大となる。
状は第２図（イ）に示すように、試料面Ｓ上で焦点が合
つている。そして、非点収差がある場合は、第２図（ロ
）に示すようにＸ軸、Ｙ軸をとると、例えばＸ、ｚ平面
の電子線の焦点はＰｔ、Ｙ、Ｚ平面の電子線の焦点はＰ
ｌとなる。その結果、対物レンズ電流とサンプリング値
との関係は非点収差のない場合は、第３図（イ）に示す
ように、単峰性を示し、その最大値の位置が焦点の合っ
た位置となる。これに対し、非点収差が補正されていな
い状態でサンプリングした場合には、そのデータ列は第
３図（ロ）に示すようにＰ、点、２２点に対応して２つ
のピーク点を有する双峰性を示す。この場合、２つのピ
ーク点の中間点が焦点の合った位置となる。これは、第
２図（ロ）に示すように非点収差のある電子プローブで
は、最小錯乱円の位置から非点隔差の±１／２だけ離れ
た位置でＸ軸またはＹ軸方向に対して電子プローブの径
が最小になるためであり、この２点が試料面に一致した
ときに像信号の高い周波数成分はそれぞれ最大となる。
したがって、最大値・中間点演算回路２１により、第３
図（イ）の場合にはサンプリング値が最大値を示す位置
を、また、第３図（ロ）の場合には２つのピーク点の中
間点をそれぞれ求めることにより、焦点位置を算出して
焦点を自動的に合わせることができる。
図（イ）の場合にはサンプリング値が最大値を示す位置
を、また、第３図（ロ）の場合には２つのピーク点の中
間点をそれぞれ求めることにより、焦点位置を算出して
焦点を自動的に合わせることができる。
第４図は本発明の他の実施例を示す図で、第１図のもの
に非点収差補正装置３１、及び非点収差補正装置用電流
出力回路３２を設けたものである。
に非点収差補正装置３１、及び非点収差補正装置用電流
出力回路３２を設けたものである。
本実施例を説明するために、第５図により対物レンズ電
流に対するサンプリングデータ列の各種特性を説明する
。
流に対するサンプリングデータ列の各種特性を説明する
。
第５図（イ）は非点補正されてい゛る場合で、単峰特性
を示し、第５図（ロ）は非点補正されていない場合で、
２つの大きさの等しいピーク点が表れる双峰特性を示し
、第５図（ハ）は非点補正されていない場合であるが、
２つのピーク点の大きさが異なる場合を示し、第５図（
ニ）は非点補正されていない場合で２つのピークが明確
でなく、単峰性か双峰性かはっきりしない場合である。
を示し、第５図（ロ）は非点補正されていない場合で、
２つの大きさの等しいピーク点が表れる双峰特性を示し
、第５図（ハ）は非点補正されていない場合であるが、
２つのピーク点の大きさが異なる場合を示し、第５図（
ニ）は非点補正されていない場合で２つのピークが明確
でなく、単峰性か双峰性かはっきりしない場合である。
前述したように、第５図（ロ）、（ハ）の場合は２つの
ピーク点の中間点が合焦点位置となるが、第５図（ニ）
の場合は、最大値が焦点の合った所でもなく、また、２
つのピークの中間点を求めようにも、ピーク位置がはっ
きりしないので求めることができない、ところで、非点
収差とサンプリングデータ例との関係を見ると、非点収
差補正がされている場合は、第５図（イ）のように１つ
のピークができ、その高さも大きい、また、逆に非点収
差が補正されていない場合は、−ｇに双峰性を示し、そ
の収差が大きいと、第５図（ニ）のような特性を示すこ
とはなくなり、その代わり、第５図（ホ）のように２つ
のピークがはっきりする代わりに、ピーク時の高さは低
くなる。
ピーク点の中間点が合焦点位置となるが、第５図（ニ）
の場合は、最大値が焦点の合った所でもなく、また、２
つのピークの中間点を求めようにも、ピーク位置がはっ
きりしないので求めることができない、ところで、非点
収差とサンプリングデータ例との関係を見ると、非点収
差補正がされている場合は、第５図（イ）のように１つ
のピークができ、その高さも大きい、また、逆に非点収
差が補正されていない場合は、−ｇに双峰性を示し、そ
の収差が大きいと、第５図（ニ）のような特性を示すこ
とはなくなり、その代わり、第５図（ホ）のように２つ
のピークがはっきりする代わりに、ピーク時の高さは低
くなる。
そこで、本実施例においては非点収差補正装置用電流出
力回路３２により非点収差補正装置３１に電流出力して
収差を大きくし、２つのピークを出現させて第５図（ニ
）のような状態を回避するようにしたものであり、その
状態で最大値・中間点演算回路２１により２つのピーク
点の中間位置を求め、これにより焦点合わせを行う。
力回路３２により非点収差補正装置３１に電流出力して
収差を大きくし、２つのピークを出現させて第５図（ニ
）のような状態を回避するようにしたものであり、その
状態で最大値・中間点演算回路２１により２つのピーク
点の中間位置を求め、これにより焦点合わせを行う。
なお、上述した実施例では２次電子を検出するようにし
たが、反射電子等の試料から得られる他の情報信号を検
出するようにししも良い。
たが、反射電子等の試料から得られる他の情報信号を検
出するようにししも良い。
以上のように本発明によれば、−船釣に焦点合わせをす
る際に、非点収差が補正されていない状態で焦点合わせ
を行うことが多いが、従来の非点収差補正装置では、焦
点が合ったか、はぼ合っている場合でなければこれを行
うことができなかったが、本発明によれば、非点収差が
補正されていない状態でも、正しく焦点位置を求めるこ
とができ、その後、非点収差を補正すれ、ば焦点合わせ
及び非点収差補正の行われた良好な像を容易に得ること
が可能となる。
る際に、非点収差が補正されていない状態で焦点合わせ
を行うことが多いが、従来の非点収差補正装置では、焦
点が合ったか、はぼ合っている場合でなければこれを行
うことができなかったが、本発明によれば、非点収差が
補正されていない状態でも、正しく焦点位置を求めるこ
とができ、その後、非点収差を補正すれ、ば焦点合わせ
及び非点収差補正の行われた良好な像を容易に得ること
が可能となる。
第１図は本発明による走査型電子顕微鏡等における自動
焦点合わせ方法を説明するための図、第２図（イ）は試
料面上で焦点が合っているときの電子プローブの断面形
状を示す図、第２図（ロ）は非点収差があるときの電子
プローブの断面形状を示す図、第３図（イ）、（ロ）は
対物レンズ電流に対するサンプリング値特性を示す図、
第３図（ロ）は双峰性を示す図、第４図は本発明の他の
実施例を示す図、第５図（イ）〜（ホ）は対物レンズ電
流に対するサンプリング値の各種特性を示す図、第６図
は従来の自動焦点合わせ方法を説明するための図、第７
図は対物レンズ電流に対するサンプリング値特性を示す
図である。 １・・・鏡筒、２・・・電子銃、３・・・収束レンズ、
５・・・走査コイル、６・・・対物レンズ、７・・・電
子プローブ、８・・・試料、９・・・検出器、１０・・
・走査回路、１１・・・対物レンズ電流出力回路、１２
・・・高域成分抽出フィルタ、１３・・・積分回路、１
４・・・Ａ／Ｄ変換器、１５・・・サンプリング値記憶
回路、２１・・・最大値・中間点演算回路、３１・・・
非点収差補正装置、３２・・・非点収差補正装置用電流
出力回路。 出 願 人 日本電子株式会社 代理人 弁理士 蛭 川 昌 信（外４名）第１図 第３図 （イ） （Ｏ）第４図 第６図 第７図
焦点合わせ方法を説明するための図、第２図（イ）は試
料面上で焦点が合っているときの電子プローブの断面形
状を示す図、第２図（ロ）は非点収差があるときの電子
プローブの断面形状を示す図、第３図（イ）、（ロ）は
対物レンズ電流に対するサンプリング値特性を示す図、
第３図（ロ）は双峰性を示す図、第４図は本発明の他の
実施例を示す図、第５図（イ）〜（ホ）は対物レンズ電
流に対するサンプリング値の各種特性を示す図、第６図
は従来の自動焦点合わせ方法を説明するための図、第７
図は対物レンズ電流に対するサンプリング値特性を示す
図である。 １・・・鏡筒、２・・・電子銃、３・・・収束レンズ、
５・・・走査コイル、６・・・対物レンズ、７・・・電
子プローブ、８・・・試料、９・・・検出器、１０・・
・走査回路、１１・・・対物レンズ電流出力回路、１２
・・・高域成分抽出フィルタ、１３・・・積分回路、１
４・・・Ａ／Ｄ変換器、１５・・・サンプリング値記憶
回路、２１・・・最大値・中間点演算回路、３１・・・
非点収差補正装置、３２・・・非点収差補正装置用電流
出力回路。 出 願 人 日本電子株式会社 代理人 弁理士 蛭 川 昌 信（外４名）第１図 第３図 （イ） （Ｏ）第４図 第６図 第７図
Claims (2)
- （１）電子銃から放出された電子線を収束させると共に
走査して試料面上に照射し、該電子線の照射に基づいて
試料から得られた情報信号を検出して合焦点位置を求め
る走査型電子顕微鏡等の自動焦点合わせ方法において、
対物レンズ電流を変化させたときの情報信号検出値の最
大値位置、または２つのピークの中間点を求めることに
より焦点合わせを行うことを特徴とする走査型電子顕微
鏡等の自動焦点合わせ方法。 - （２）請求項１記載の焦点合わせ方法において、対物レ
ンズ電流を変化させたときの情報信号検出値の最大値、
２つのピークが明確でないとき、非点収差補正装置によ
り非点収差を大きくして２つのピークを出現させ、２つ
のピークの中間点を求めることにより焦点合わせを行う
ことを特徴とする走査型電子顕微鏡等の自動焦点合わせ
方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63045578A JPH01220351A (ja) | 1988-02-27 | 1988-02-27 | 走査型電子顕微鏡等の自動焦点合わせ方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63045578A JPH01220351A (ja) | 1988-02-27 | 1988-02-27 | 走査型電子顕微鏡等の自動焦点合わせ方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01220351A true JPH01220351A (ja) | 1989-09-04 |
Family
ID=12723232
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63045578A Pending JPH01220351A (ja) | 1988-02-27 | 1988-02-27 | 走査型電子顕微鏡等の自動焦点合わせ方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH01220351A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| 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 |
| JP2020187980A (ja) * | 2019-05-17 | 2020-11-19 | 株式会社日立製作所 | 検査装置 |
| EP3772084A1 (en) | 2019-07-29 | 2021-02-03 | JEOL Ltd. | Focus adjustment method for charged particle beam device and charged particle beam device |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5946745A (ja) * | 1982-09-09 | 1984-03-16 | Nichidenshi Tekunikusu:Kk | 荷電粒子線装置における自動焦点合わせ装置 |
-
1988
- 1988-02-27 JP JP63045578A patent/JPH01220351A/ja active Pending
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5946745A (ja) * | 1982-09-09 | 1984-03-16 | Nichidenshi Tekunikusu:Kk | 荷電粒子線装置における自動焦点合わせ装置 |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| 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 |
| JP2020187980A (ja) * | 2019-05-17 | 2020-11-19 | 株式会社日立製作所 | 検査装置 |
| EP3772084A1 (en) | 2019-07-29 | 2021-02-03 | JEOL Ltd. | Focus adjustment method for charged particle beam device and charged particle beam device |
| US11776786B2 (en) | 2019-07-29 | 2023-10-03 | Jeol Ltd. | Focus adjustment method for charged particle beam device and charged particle beam device |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US8153970B2 (en) | Scanning electron microscope | |
| JP2877624B2 (ja) | 走査電子顕微鏡の対物レンズアライメント制御装置及び制御方法 | |
| US10446365B2 (en) | Method of verifying operation parameter of scanning electron microscope | |
| US4424448A (en) | Electron beam apparatus | |
| JPH01220351A (ja) | 走査型電子顕微鏡等の自動焦点合わせ方法 | |
| JPH0475242A (ja) | 走査型電子顕微鏡のオートフォーカス方法 | |
| US4933553A (en) | Focusing apparatus of electron microscope | |
| JPS61168852A (ja) | 透過形電子顕微鏡の焦点合せ装置 | |
| JPH0438100B2 (ja) | ||
| EP3772084B1 (en) | Focus adjustment method for charged particle beam device and charged particle beam device | |
| JPS6070651A (ja) | 焦点合わせ方法およびその装置 | |
| JP3428487B2 (ja) | 走査型電子顕微鏡における自動焦点合わせ方法 | |
| JP2001110347A (ja) | 荷電粒子線装置における自動焦点合わせ方法 | |
| JPH10106469A (ja) | 非点収差補正方法及び非点収差補正装置 | |
| JPS6293848A (ja) | 電界放射形走査電子顕微鏡及びその類似装置 | |
| JPH03219543A (ja) | 走査型電子顕微鏡の自動焦点合わせ装置 | |
| JPS6054152A (ja) | 電子線装置における自動焦点調節法 | |
| JP3414602B2 (ja) | 走査電子顕微鏡およびその制御方法 | |
| JPS58214258A (ja) | 走査型電子顕微鏡等の焦点検出装置 | |
| JPH10172489A (ja) | 走査電子顕微鏡における電子ビームの調整方法 | |
| JP3114416B2 (ja) | 荷電粒子ビーム装置における焦点合わせ方法 | |
| JPH09223476A (ja) | 荷電粒子ビーム装置の非点補正方法 | |
| JPH0831364A (ja) | 走査電子顕微鏡 | |
| JPH0234420B2 (ja) | ||
| JPH1050244A (ja) | ビーム検出信号の処理回路 |