JPH01283757A - 自動焦点合わせ方式 - Google Patents

自動焦点合わせ方式

Info

Publication number
JPH01283757A
JPH01283757A JP63114050A JP11405088A JPH01283757A JP H01283757 A JPH01283757 A JP H01283757A JP 63114050 A JP63114050 A JP 63114050A JP 11405088 A JP11405088 A JP 11405088A JP H01283757 A JPH01283757 A JP H01283757A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
signal
coil current
focus coil
automatic focusing
signal strength
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
Application number
JP63114050A
Other languages
English (en)
Inventor
Eitaro Enokido
榎戸 栄太郎
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Jeol Ltd
Original Assignee
Jeol Ltd
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Jeol Ltd filed Critical Jeol Ltd
Priority to JP63114050A priority Critical patent/JPH01283757A/ja
Publication of JPH01283757A publication Critical patent/JPH01283757A/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Length-Measuring Devices Using Wave Or Particle Radiation (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。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、フォーカスコイル電流の信号強度曲線から最
適値を探査する自動焦点合わせ方式に関する。
〔従来の技術〕
線幅測長器は、電子ビームを物差しとして、細かい回路
素子の寸法を測定する場合等に使用されるものであり、
第3図はデジタルラスタースキャンを説明するための図
、第4図はデジタルラインスキャンを説明するための図
である。
線幅測長器では、まず、第3図に示すようにデジタルス
キャンジェネレータをラスターモードにしてデイスプレ
ィに画像表示すると共に、マーカーを重畳表示させて画
像を観察し、測定希望個所をマーカーで指定した後、測
定命令をコンピュータ(CPU)に送信する。コンピュ
ータは、デジタルスキャンジェネレータをラインモード
にして第4図に示すようにマーカーで指定された個所を
スキャンする。このようにデジタルスキャンジェネレー
タは、一般にラスタースキャンとラインスキャンのモー
ドをもち、線幅の測定をラインスキャンで行っている。
第5図はフォーカスコイル電流に対する信号弾、度曲線
を示す図、第6図はフォーカスコイル電流の最大信号強
度探査の方法を説明するための図である。
線幅測長器において、電子線の焦点が合ったときは試料
面上の電子線が最小限に絞られることを意味し、その時
試料から放出される二次電子または反射電子の密度は最
大になる。従って自動焦点合わせを行う場合のアルゴリ
ズムは次の基本事項に基づいて考えることができる。
■ 第5図に示す如くコイル電流に対する信号強度曲線
を求める。
■ 第6図に示す如く4種のパターン認識を行い、最大
信号強度に対するコイル電流を求める。
フォーカスコイル電流の最適値探査に用いられる第6図
のパターンは、3点による構成を示し、(Jl)は単調
増加、(blは単調減少、(C1は前方ピーク、+dl
は後方ピークのパターンである。従って、同図′(a)
、世)の場合には前後のステップヘシフトし、3点の中
央が1番大きい値を示す同図Tel、(d+の場合には
さらに最大信号強度の探索範囲を絞ってフォーカスコイ
ルの最適値を求める。なお、図から明らかなように一般
には両側のデータで大きい値を示す方のポイントと中央
のポイントとの間に最大信号強度が存在すると判断でき
る。
〔発明が解決しようとする課題〕
しかしながら、従来の線幅測長器における自動焦点合わ
せの第1番目の欠点は、初期信号強度曲線探査のときに
指定されたすべてのフォーカスコイル電流に対して、信
号レベルがノイズレベル以上にならないためにダイナミ
ックフォーカスコイル電流に対する信号強度曲線が探査
できない場合があることである。即ち、信号強度曲線の
探査では、コイル電流の数点に対して信号強度を求める
が、第2図ja)および+dlに示す如く全てにノイズ
レベル以上の値が得られない場合がある。
また、第2番目の欠点は、フォーカスコイル最適値探査
時にピーク値加算機能を有する回路(積分回路20)で
保持される信号(ピークホールド値)が電源電圧近傍に
なった場合にフォーカスコイルの最適値が探査できず、
自動焦点合わせが不可能になることである。
この問題をさらに詳細に説明する。
第7図は試料パターンと走査ラインの例を示す図、第8
図は信号処理回路の動作を説明するための信号の波形を
示す図、第9図は信号処理回路中の信号がオーバーフロ
ーしたときのフォーカスコイル電流の最適値探査を説明
するための図である。
フォーカスコイル電流の最適値探査時には、例えば第7
図に示す如きラインa−bで試料上をX方向に数回ライ
ン走査を行い、第1図に示す回路ではバッファメモリ1
3にS/Hの改善されたデータを蓄え、このデータがラ
ンチ回路16を経て、繰り返し信号処理回路に転送され
る。この時の信号処理回路の各部の波形(第1図の■〜
■と対応する信号)を示したのが第8図であり、+Ml
がフォーカスしている場合、伽)がデフォーカスの場合
の波形である。第7図に示す如きラインa−bを走査す
ると、■の信号がD/A変換回路17を通して転送され
てくる。そして、この信号がバイパスフィルタ18で微
分されると信号■となり、さらに全波整流され信号■と
なる。そして信号■で示す如く積分回路20は、全波整
流回路19で得られた信号■のピーク値を加算したのち
A/D変換終了まで信号をホールドする。
ここで、焦点合わせが完全である場合には、第8図Ta
lに示す如くビデオ信号■を滋分して得た波形の信号強
度■は最大になることから、これらの信号のピーク値を
1ライン分加算する方法は自動焦点合わせの方法として
最良である。しかしながら、第7図で示す如きパターン
がi数ある試料では、ピーク値を加算した電圧値VP)
Iはピーク値が多くなればなるほど大きな値になる。従
って、■Iは信号処理回路の電源電圧近傍まで上昇する
場合もありうる。このような場合にはフォーカスコイル
電流の最適値探査が不可能になる。
例えば、信号処理回路中の信号がオーバーフローしたと
きであっても、第9図(al〜(dlの4種のパターン
認識は可能である。ところが2分法で次のステップに進
んだ場合同図(81〜(hlでは信号のピーク値が2個
存在することにな゛り最大値がどちら側に存在するかわ
からなくなる。
本発明は、上記の考察に基づくものであって、フォーカ
スコイル電流に対する信号強度曲線の初期探査を容易に
しフォーカスコイル電流の最適値探査が確実に行える自
動焦点合わせ方式を提供することを目的とするものであ
る。
〔課題を解決するための手段〕
そのために本発明番よ、電子線を試料に照射して試料か
ら放射される量子信号を検出し、フォーカスコイル電流
の最適値を探査する自動焦点合わせ方式において、lラ
イン走査分の信号からフォーカスコイル電流の分割制御
とシフト制御を行って信号強度曲線を探査し、信号レベ
ルのゲインを制御して最大信号強度の探索を行うことを
特徴とするものである。
〔作用〕
本発明の自動焦点合わせ方式では、ノイズレベルより大
きい信号強度が得られない場合には、フォーカスコイル
電流を分割ピンチの1/2シフト、さらに1/4シフト
で2倍分割のステップで変化させるので、少ない分割数
による処理で迅速に信号強度曲線が探査できる。また、
3点抽出によるパターン認識を行い、隣接する2点が同
値の場合には直前の信号強度曲線より最大値を予測して
低減率を求めゲイン制御するので、信号処理回路中の信
号のピークホールド値がオーバーフローになっても、信
号レベルを適性なゲインに下げることができるので、常
に最大信号強度の探索を行うことができる。
〔実施例〕
以下、図面を参照しつつ実施例を説明する。
第1図は本発明に係る線幅測長器の自動焦点合わせ方式
の1実施例を説明するための図、第2図はフォーカスコ
イル電流に対応する信号強度曲線の初期探査アルゴリズ
ムを説明するための図である。
第1図において、1は電子銃、3はダイナミックフォー
カスコイル、4は対物レンズ、5は信号検出器、6は試
料、7と21はアンプ、8はサンプルホールド回路、9
と22はA/D変換回路、10と16はランチ回路、1
1は加算回路、12はデータバスゲート、13はバッフ
ァメモリ、14はDMAインターフェース、15はCP
U517はD/A変換回路、18はバイパスフィルタ、
19は全波整流回路、20は積分回路、23.24と2
7はインターフェース、25はゲインレベルコントロー
ル回路、26はメインメモリ、28はダイナミックフォ
ーカスコントロール回路を示す。
第1図に示す回路は本出願人が既に提案している線幅測
長器のデータアクジションシステム(特願昭59−23
8062号)に自動焦点合わせのための信号処理回路を
付加したものであり、信号強度曲線の探査では、フォー
カスコイル電流の分割数とシフトを制御するアルゴリズ
ムにより効率的な探査を実現し、また、信号レベルのオ
ーバーフローでは、図中点線部分のゲインレベルコント
ロール回路25を従来回路に付加することにより、信号
がオーバーフローしたときにアンプ7の利得を下げて、
システムの稼働率を向上させている。
初めに第1図に示す回路の動作を説明する。
第1図に示すシステムにおける自動焦点合わせでは、ま
ず、1ライン走査分の信号を信号検出器5、アンプ7、
サンプルホールド回路8、A/D変換回路9を通して取
り込み、ラッチ回路10.16、加算回路11、データ
バスゲート12を使用して積算しS/Nを改善した情報
をバッファメモリ13に蓄える。しかる後、ラッチ回路
16を経て転送する。この信号は、D/A変換された後
、バイパスフィルタ(微分回路)18、全波整流回路1
9、積分回路20、アンプ21.A/D変換回路22、
インターフェース23を経てCPUl5のメインメモリ
26に蓄えられる。このようにしてダイナミックフォー
カス電流ごとに1ライン走査分のデータがリアルタイム
で信号処理され、処理された1ライン分のデータより第
5図に示す如き信号強度曲線を探査する。そして、隣接
する3点のデータを取り出して第6図に示す如き4種の
パターンのうちいずれかのパターンを認識しフォーカス
コイルの最適値を求める。
本発明の線幅測長器における自動焦点合わせ方式では、
上記のシステムにおいて、次のようなアルゴリズムによ
り信号強度曲線の初期探査を行う。
■、ダイナミックフォーカスコイル電流1−11、I8
、・・・・・・、I、、 、I、に対して信号強度曲線
を求める。
■ ノイズレベルより大きな信号強度が得られた場合に
は、第2図(C1、(幻に示す如くそのコイル電流の両
側のコイル電流 に対する信号強度を求める。
■ 上記■で得られた信号強度曲線は第6図に示した4
種のパターンのどれかに属するので、このパターン認識
を行い、フォーカスコイル電流の最適値を求める。
上記■において、ノイズレベルより大きな信号強度が得
られないとき、すなわち、第2図(alおよび+d)に
示す如き状態のときには、次の処理を行う。
Φ′上記のコイル電流に対して分割ピッチのl/2だけ
シフトした中間のコイル電流 t+t−1” l11−z   Ill+In−+によ
り信号強度曲線を求める。第2図山)はコイルT1m 
(+ 、l+ l。−1)/2でノイズレベルより大き
な信号強度が得られた場合であり、従って、この場合に
は上記■の処理、すなわち第2図(C1に示す如き処理
を行う。
しかし、それでもまだ第2図+alに示す如く指定した
すべてのコイル電流でノイズレベルより大きな信号強度
が得られない場合には、 ■′さらに第2図(flに示す如く上記■とΦ′の中間
のコイル電流 4.4 31.1−1 ” Is    F−1”31mに対し
て信号強度曲線を求める。このとき指定されるコイル電
流の分割間隔は初期の172になる。
このようにノイズレベルより大きな信号強度が得られる
までコイル電流の指定を行う、つまり、フォーカスコイ
ル電流を分割ピッチの172シフト、さらに次のステッ
プでは、I/4シフト、2倍分割で変化させればよい。
次に上記■のフォーカスコイル電流の最適値探索を説明
する。4種のパターン認識によりコイル電流の最適値を
求める。
第9図に示す如く、信号処理回路中の信号がオーバーフ
ローになった場合でも、先に説明したように同図1M)
〜(d)については4種のパターンtviは可能である
。ところが2分法で次のステップに進んだ場合、すなわ
ち、第9図(e)〜((へ)ではピーク値が2個存在す
ることになり4種のパターン認識が不可能になる。そこ
で、この問題を解決するため、本発明では、4種のパタ
ーン認識過程において2個のピーク値が認識され場合、
第1図に示したゲインレベルコントロール回路25から
アンプ7の利得を低減する信号を転送する。この利得の
低減率は次のように決定する。
すなわち、2分法を用いた4種のパターン認識過程で2
個のピーク値が存在したとき、2個のピーク値から得ら
れる前の信号強度曲線より最大値を予測し低減率を求め
る。この値をアンプ7の利得とすることによって第6図
に示した最大信号強度の探査を行う。
なお、本発明は、上記の実施例に限定されるものではな
く、種々の変形が可能である0例えばディジタル信号処
理、ログアンプ等を利用して信号処理回路のダイナミッ
クレンジを拡げるようにしてもよい、また、信号処理回
路が電源電圧近傍になる場合、信号がオーバーフローし
たことを検出して、アンプの利得を減少させるようにし
てもよい。
〔発明の効果〕
以上の説明から明らかなように、従来の信号処理回路及
びそのアルゴリズムでは初期信号強度曲線探査が不可能
になる場合があったが、本発明によれば、フォーカスコ
イル電流を分割値の172シフト、2倍分割と段階的に
変えるので、探査の高速化を図ることができる。また、
従来は、Allのパターン認識過程において信号処理回
路中の信号ピークホールド値がオーバーフローになった
ときフォーカスコイル電流の最適値探査が不可能になる
場合が為ったが、本発明によれば、オーバーフロー文な
った止きゲインレベルを制御するので、常にフォーカス
コイル電流の最適値探査が可能になる。従って、自動焦
点合わせが完全に稼働するシステムが実現できる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明に係る線幅測長器の自動焦点合わせ方式
の1実施例を説明するための図、第2図はフォーカスコ
イル電流に対応する信号強度曲線の初期探査アルゴリズ
ムを説明するための図、第3図はデジタルラスタースキ
ャンを説明するための図、第4図はデジタルラインスキ
ャンを説明するための図、第5図はフォーカスコイル電
流に対する信号強度曲線を示す図、第6図はフォーカス
コイル電流の最大信号強度探査の方法を説明するための
図、第7図は試料パターンと走査ラインの例を示す図、
第8図は信号処理回路の動作を説明するための信号の波
形を示す図、第9図は信号処理回路中の信号がオーバー
フローしたときのフォーカスコイル電流の最適値探査を
説明するための一図である。 l・・・電子銃、3・・・ダイナミックフォーカスコイ
ル、4−・・対物レンズ、5・・・信号検出器、6・・
・試料、7と21・・・アンプ、8・・・サンプルホー
ルド回路、9と22・・・A/D変換回路、10と16
・・・ラッチ回路、11・・・加算回路、12・・・デ
ータバスゲート、1−3 ・・・バッファメモリ、14
・・・DMAインターフェース、l′S・・・CPU、
17・・・D/A変換何路、18・・・バイパスフィル
タ、19・・・全波整流回路、20・・・積分回路、2
3.24と27・・・インターフェース、25・・・ゲ
インレベルコントロール回路、26・・・メインメモリ
、28・・・ダイナミックフォーカスコントロール回路
。 出 願 人  日本電子株式会社 代理人 弁理士 阿 部 龍 吉(外4名)第2図 (2)(d) 第3図 (a)    ’        (b)第4因 (a)           (b) 第5図 コイルtえ IDF 菓6図 (a)              (c)−m−÷I
CF (b)                      
  (d)第7図 第8図 (a)(b) 第9 (b) (d) a   OC (e)

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)電子線を試料に照射して試料から放射される量子
    信号を検出し、フォーカスコイル電流の最適値を探査す
    る自動焦点合わせ方式において、信号強度曲線の探査の
    際にノイズレベルより大きい信号強度が得られない場合
    には1ライン走査分の信号からフォーカスコイル電流の
    分割制御とシフト制御を行うことを特徴とする自動焦点
    合わせ方式。
  2. (2)信号強度曲線の探査でノイズレベルより大きい信
    号強度が得られない場合には、フォーカスコイル電流を
    分割ピッチの1/2シフト、さらに1/4シフトで2倍
    分割のステップで変化させることを特徴とする請求項1
    記載の自動焦点合わせ方式。
  3. (3)電子線を試料に照射して試料から放射される量子
    信号を検出し、フォーカスコイル電流の最適値を探査す
    る自動焦点合わせ方式において、最大信号強度の探索の
    パターン認識を行う際に、隣接する2点が同値の場合に
    は直前の信号強度曲線より最大値を予測して低減率を求
    めゲイン制御することを特徴とする自動焦点合わせ方式
JP63114050A 1988-05-11 1988-05-11 自動焦点合わせ方式 Pending JPH01283757A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP63114050A JPH01283757A (ja) 1988-05-11 1988-05-11 自動焦点合わせ方式

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP63114050A JPH01283757A (ja) 1988-05-11 1988-05-11 自動焦点合わせ方式

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH01283757A true JPH01283757A (ja) 1989-11-15

Family

ID=14627781

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP63114050A Pending JPH01283757A (ja) 1988-05-11 1988-05-11 自動焦点合わせ方式

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPH01283757A (ja)

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6054152A (ja) * 1983-09-02 1985-03-28 Hitachi Ltd 電子線装置における自動焦点調節法

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6054152A (ja) * 1983-09-02 1985-03-28 Hitachi Ltd 電子線装置における自動焦点調節法

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US10976536B2 (en) Image-forming device, and dimension measurement device
JPH0646550B2 (ja) 電子ビ−ム定位置照射制御方法および電子ビ−ム定位置照射制御装置
JPS59163506A (ja) 電子ビ−ム測長装置
JPH0513037A (ja) 荷電粒子ビーム装置及びその制御方法
JP2005317818A (ja) パターン検査装置およびパターン検査方法
JPH0689687A (ja) 走査電子顕微鏡における自動焦点合わせ装置
US5032725A (en) Focussing an electron beam
JP2001344599A (ja) 全焦点画像合成方法及び装置
JP3333680B2 (ja) 走査電子顕微鏡
JPH01283757A (ja) 自動焦点合わせ方式
JPH01255142A (ja) 電子顕微鏡のオートフォーカス回路
JP2003065969A (ja) パターン検査装置および方法
JPH01231251A (ja) 電子顕微鏡の焦点合わせ装置
JP2000260380A (ja) 電子ビーム検査装置
JPH05296754A (ja) エッジ検出方法
JPH10154479A (ja) 合焦位置算出装置及びその方法
JP2002062123A (ja) 荷電ビーム測長装置及び測長方法
JPH05126545A (ja) 形状測定装置
JPH11135054A (ja) 並列画像処理プロセッサを備えた荷電粒子ビーム装置
JPH0616390B2 (ja) ビームの自動焦点調節装置
JPH0697060A (ja) 電子線描画装置
JPS58137948A (ja) 走査電子顕微鏡等の焦点合わせ方法
JPH10232736A (ja) 座標検出装置
JPH0261133B2 (ja)
JPH01120750A (ja) 自動焦点調整信号処理装置