JPH03219543A - 走査型電子顕微鏡の自動焦点合わせ装置 - Google Patents
走査型電子顕微鏡の自動焦点合わせ装置Info
- Publication number
- JPH03219543A JPH03219543A JP2014646A JP1464690A JPH03219543A JP H03219543 A JPH03219543 A JP H03219543A JP 2014646 A JP2014646 A JP 2014646A JP 1464690 A JP1464690 A JP 1464690A JP H03219543 A JPH03219543 A JP H03219543A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- scanning
- objective lens
- astigmatism
- sample
- electron microscope
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- Granted
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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における自動焦点合わせ方式
に関するものである。
に関するものである。
走査型電子顕微鏡における従来の自動焦点合わせ方式を
第４図〜第６図により説明する。
第４図〜第６図により説明する。
第４図において、電子銃１から発せられた電子線２を走
査コイル３によりＸ方向、Ｙ方向に走査するとともに、
対物レンズ５で試料６の面に焦点を結ぶように照射し、
このとき試料面から発生する２次電子７を検出器８で検
出する。第５図に示すように電子線２で走査したとき、
試料エツジ２０において検出信号の変化が生じるが、こ
の変化は対物レンズによる焦点が合っていて電子線スポ
ット径が最小のとき最大となり、アンダーフォーカス、
オーバーフォーカスになって焦点がぼけるにつれて試料
面における電子線スポット径が大きくなり、信号の変化
は小さくなる。そこで、検出信号をフィルタ９に通して
高周波成分を抽出し、抽出した信号を走査域にわたって
積分し、コンピュータ１１で順次対物レンズ電流を所定
幅で変化させてこの積分を繰り返し、各対物レンズ電流
に対する積分値を抽出する。そして、横軸に対物レンズ
電流、縦軸に信号積分値をとると第６図の特性２１とな
り、信号積分値が最大となる対物レンズ電流ＦＯが合焦
点位置として得られることにな〔発明が解決すべき課題
〕 しかしながら、一般に試料の形状は方向性が太き（、電
子線に非点収差がある状態では信号積分値が最大となる
対物レンズ電流が必ずしも真の合焦点位置とならない。
査コイル３によりＸ方向、Ｙ方向に走査するとともに、
対物レンズ５で試料６の面に焦点を結ぶように照射し、
このとき試料面から発生する２次電子７を検出器８で検
出する。第５図に示すように電子線２で走査したとき、
試料エツジ２０において検出信号の変化が生じるが、こ
の変化は対物レンズによる焦点が合っていて電子線スポ
ット径が最小のとき最大となり、アンダーフォーカス、
オーバーフォーカスになって焦点がぼけるにつれて試料
面における電子線スポット径が大きくなり、信号の変化
は小さくなる。そこで、検出信号をフィルタ９に通して
高周波成分を抽出し、抽出した信号を走査域にわたって
積分し、コンピュータ１１で順次対物レンズ電流を所定
幅で変化させてこの積分を繰り返し、各対物レンズ電流
に対する積分値を抽出する。そして、横軸に対物レンズ
電流、縦軸に信号積分値をとると第６図の特性２１とな
り、信号積分値が最大となる対物レンズ電流ＦＯが合焦
点位置として得られることにな〔発明が解決すべき課題
〕 しかしながら、一般に試料の形状は方向性が太き（、電
子線に非点収差がある状態では信号積分値が最大となる
対物レンズ電流が必ずしも真の合焦点位置とならない。
例えば、第７図に示すような方向性をもった試料エツジ
３０があって走査方向が図の矢印方向のとき、非点収差
のために電子線スポット３１が楕円形をしていてその長
軸が試料エツジに平行な場合（第７図（ａ））、合焦点
位置でスポット３２が円形の場合（第７図（ｂ））、非
点収差のためにスポット３３が楕円形をしていてその長
軸が試料エツジに直交するような場合（第７図（Ｃ））
であるとすると、第７図（ａ）の場合が信号積分値が最
大となり、第７図（ｂ）、第７図（Ｃａｌの順に信号積
分値は小さくなり、対物レンズ電流に対する信号積分値
は第６図の特性２２となり、対物レンズ電流Ｆ１が恰も
合焦点位置となってしまうことになる。このように、従
来の自動焦点合わせ方式では非点収差が正しく補正され
ているときのみ正しい合焦点位置が得られ、非点収差が
正しく補正されていないときは正しい合焦点位置が得ら
れなかった。逆に、非点収差補正は正しく焦点が合って
いないと完全には行うことができない。
３０があって走査方向が図の矢印方向のとき、非点収差
のために電子線スポット３１が楕円形をしていてその長
軸が試料エツジに平行な場合（第７図（ａ））、合焦点
位置でスポット３２が円形の場合（第７図（ｂ））、非
点収差のためにスポット３３が楕円形をしていてその長
軸が試料エツジに直交するような場合（第７図（Ｃ））
であるとすると、第７図（ａ）の場合が信号積分値が最
大となり、第７図（ｂ）、第７図（Ｃａｌの順に信号積
分値は小さくなり、対物レンズ電流に対する信号積分値
は第６図の特性２２となり、対物レンズ電流Ｆ１が恰も
合焦点位置となってしまうことになる。このように、従
来の自動焦点合わせ方式では非点収差が正しく補正され
ているときのみ正しい合焦点位置が得られ、非点収差が
正しく補正されていないときは正しい合焦点位置が得ら
れなかった。逆に、非点収差補正は正しく焦点が合って
いないと完全には行うことができない。
本発明は上記課題を解決するためのもので、動作前の非
点収差補正量に関係なく、また形状に方向性のある試料
であっても正しい合焦点位置を求めることができる走査
型電子顕微鏡の自動焦点合わせ方式を提供することを目
的とする。
点収差補正量に関係なく、また形状に方向性のある試料
であっても正しい合焦点位置を求めることができる走査
型電子顕微鏡の自動焦点合わせ方式を提供することを目
的とする。
そのた約に本発明の走査型電子顕微鏡の自動焦点合わせ
方式は、走査電子線を試料に照射し、対物レンズ電流を
変化させたときの各対物レンズ電流に対する試料からの
電子電流を検出して積分値を求め、最大の積分値を与え
る対物レンズ電流を合焦点位置とする走査型電子顕微鏡
の自動焦点合わせ方式において、電子線走査中、非点収
差補正コイル電流を変化させる非点収差補正コイル電流
走査手段を設けたことを特徴とする。
方式は、走査電子線を試料に照射し、対物レンズ電流を
変化させたときの各対物レンズ電流に対する試料からの
電子電流を検出して積分値を求め、最大の積分値を与え
る対物レンズ電流を合焦点位置とする走査型電子顕微鏡
の自動焦点合わせ方式において、電子線走査中、非点収
差補正コイル電流を変化させる非点収差補正コイル電流
走査手段を設けたことを特徴とする。
本発明は、試料面に対する電子線走査中、非点収差補正
コイル電流を走査して積極的にあらゆる強さの非点収差
の影響を等しく与えることにより、非点収差と試料の方
向性の影響をなくし、信号積分値を最大にする位置を求
約れば動作前の非点収差補正量に関係なく、また形状に
方向性のある試料であっても正しい合焦点位置を求狛る
ことができる。
コイル電流を走査して積極的にあらゆる強さの非点収差
の影響を等しく与えることにより、非点収差と試料の方
向性の影響をなくし、信号積分値を最大にする位置を求
約れば動作前の非点収差補正量に関係なく、また形状に
方向性のある試料であっても正しい合焦点位置を求狛る
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図は本発明の一実施例を示す図、第２図は本発明の
焦点合わせ方法を説明するための図、第３図は対物レン
ズ電流に対する検出信号積分値の関係を示す図である。
焦点合わせ方法を説明するための図、第３図は対物レン
ズ電流に対する検出信号積分値の関係を示す図である。
図中、５０は電子銃、５１は走査コイル、５１ａは水平
（Ｈ）方向走査コイル、５１ｂは垂直（Ｖ）方向走査コ
イル、５２は非点収差補正コイル、５２ａはＸ方向補正
コイノベ５２ｂはＹ方向補正コイル、５３は対物レンズ
、５５は電子線、５６は試料、５７は検出器、５９は高
域成分抽出フィルタ、６０は積分器、６１はＡ／Ｄ変換
器、６２はサンプリング値記憶回路、６３は演算処理制
御装置、６５は対物レンズ電源、６６は走査回路、６７
は非点収差補正コイル電源、７０はスキャン領域である
。
（Ｈ）方向走査コイル、５１ｂは垂直（Ｖ）方向走査コ
イル、５２は非点収差補正コイル、５２ａはＸ方向補正
コイノベ５２ｂはＹ方向補正コイル、５３は対物レンズ
、５５は電子線、５６は試料、５７は検出器、５９は高
域成分抽出フィルタ、６０は積分器、６１はＡ／Ｄ変換
器、６２はサンプリング値記憶回路、６３は演算処理制
御装置、６５は対物レンズ電源、６６は走査回路、６７
は非点収差補正コイル電源、７０はスキャン領域である
。
走査コイル５１は走査回路６６により駆動されて電子線
５５を第２図に示すようにスキャン領域７０にわたって
Ｈ方向およびＶ方向に走査する。
５５を第２図に示すようにスキャン領域７０にわたって
Ｈ方向およびＶ方向に走査する。
非点収差補正コイル５２は、走査回路６６により制御さ
れる非点収差補正コイル電源６７により駆動され、電子
線走査に同期して非点収差補正量を十分広い範囲にわた
って連続的に変化させて走査する。対物レンズ５３は演
算処理制御装置６３により制御される対物レンズ電源６
５により駆動され、スキャン領域の走査終了毎に所定の
ステップで順次対物レンズ電流を変化させる。検出器５
７は試料５６からの２次電子を検出し、検出信号の高域
成分がフィルタ５９で抽出される。積分器６０、Ａ／Ｄ
変換器６１は走査回路６６でタイミング制御され、スキ
ャン領域７０の走査終了毎に信号の積分値がＡ／Ｄ変換
されてサンプリング位記憶回路６２に記憶される。
れる非点収差補正コイル電源６７により駆動され、電子
線走査に同期して非点収差補正量を十分広い範囲にわた
って連続的に変化させて走査する。対物レンズ５３は演
算処理制御装置６３により制御される対物レンズ電源６
５により駆動され、スキャン領域の走査終了毎に所定の
ステップで順次対物レンズ電流を変化させる。検出器５
７は試料５６からの２次電子を検出し、検出信号の高域
成分がフィルタ５９で抽出される。積分器６０、Ａ／Ｄ
変換器６１は走査回路６６でタイミング制御され、スキ
ャン領域７０の走査終了毎に信号の積分値がＡ／Ｄ変換
されてサンプリング位記憶回路６２に記憶される。
このような構成において、電子銃５０からの電子線５５
を走査コイル５１で走査して試料面に照射し、電子線走
査と同期させて、第２図に示すようにＸ非点補正コイル
５２ａＳＹ非点補正コイル５２ｂに供給する電流を十分
広い範囲にわたって変化させ、あらゆる非点収差の組合
せをつくる。
を走査コイル５１で走査して試料面に照射し、電子線走
査と同期させて、第２図に示すようにＸ非点補正コイル
５２ａＳＹ非点補正コイル５２ｂに供給する電流を十分
広い範囲にわたって変化させ、あらゆる非点収差の組合
せをつくる。
こうして試料５日から発生する２次電子を検出器５７で
検出し、フィルタ５９で高域成分を抽出すしてスキャン
領域７０にわたって信号を積分器６０で積分し、Ａ／Ｄ
変換器６１でＡ／Ｄ変換してサンプリング値記憶回路で
サンプリングし、記憶する。この場合、フォーカスが非
常に離れている場合にはもともと信号が小さいので積分
値も小さく、また試料上にいろいろのエツジの方向があ
ればそれは平均化されて積分値への影響はでない。
検出し、フィルタ５９で高域成分を抽出すしてスキャン
領域７０にわたって信号を積分器６０で積分し、Ａ／Ｄ
変換器６１でＡ／Ｄ変換してサンプリング値記憶回路で
サンプリングし、記憶する。この場合、フォーカスが非
常に離れている場合にはもともと信号が小さいので積分
値も小さく、また試料上にいろいろのエツジの方向があ
ればそれは平均化されて積分値への影響はでない。
また、エツジに方向性があっても１回の積分の中であら
ゆる非点収差をつくっているので平均化され、結果とし
て非点収差の影響はなくなり、フォーカスによる影響だ
けが顕在化する。そのため、非点補正量を固定させた状
態で信号積分値を求めた場合には、信号積分値は非点収
差とエツジの方向性の影響により、例えば第３図の曲線
７２のようになるが、非点収差補正コイル電流を走査す
ることによりエツジの方向性に対する非点収差の影響は
なくなって第３図の曲線７１のようになり、その最大位
置ＦＯを求めることにより合焦点位置を求めることがで
きる。そこで、演算制御装置６３で順次対物レンズ電流
を変化させたときの積分値を記憶させ、積分値が最大に
なる対物レンズ電流を求めることにより、非点収差の影
響、エツジの方向性の影響をなくして合焦点位置を求め
ることが可能となる。
ゆる非点収差をつくっているので平均化され、結果とし
て非点収差の影響はなくなり、フォーカスによる影響だ
けが顕在化する。そのため、非点補正量を固定させた状
態で信号積分値を求めた場合には、信号積分値は非点収
差とエツジの方向性の影響により、例えば第３図の曲線
７２のようになるが、非点収差補正コイル電流を走査す
ることによりエツジの方向性に対する非点収差の影響は
なくなって第３図の曲線７１のようになり、その最大位
置ＦＯを求めることにより合焦点位置を求めることがで
きる。そこで、演算制御装置６３で順次対物レンズ電流
を変化させたときの積分値を記憶させ、積分値が最大に
なる対物レンズ電流を求めることにより、非点収差の影
響、エツジの方向性の影響をなくして合焦点位置を求め
ることが可能となる。
以上のように本発明によれば、積極的にあらゆる強さの
非点収差をつくって電子線走査を行うことにより、非点
収差と試料の方向性の影響をなくすことができ、動作前
の非点収差補正量に関係なく、また形状に方向性のある
試料であっても容易に正しい合焦点位置を求狛ることが
できる。
非点収差をつくって電子線走査を行うことにより、非点
収差と試料の方向性の影響をなくすことができ、動作前
の非点収差補正量に関係なく、また形状に方向性のある
試料であっても容易に正しい合焦点位置を求狛ることが
できる。
第１図は本発明の一実施例を示す図、第２図は本発明の
焦点合わせ方法を説明するための図、第３図は対物レン
ズ電流に対する検出信号積分値の関係を示す図、第４図
は従来の自動焦点合わせ方式の構成を説明するだめの図
、第５図は電子線の走査を説明するための図、第６図は
対物レンズ電流と信号積分値の関係を示す図、第７図は
試料形状と非点収差による影響を説明するための図であ
る。 ５１・・・走査コイル、５２・・・非点収差補正コイル
、５３・・・対物レンズ、５５・・・電子線、５６・・
・試料、５７・・・検出器、５９・・・高域成分抽出フ
ィルタ、６０・・・積分器、６２・・・サンプリング値
記憶回路、６３・・・演算処理制御装置、６５・・・対
物レンズ電源、６６・・・走査回路、６７・・・非点収
差補正コイル電源、７０・・・スキャン領域。 出 願 人 日本電子株式会社
焦点合わせ方法を説明するための図、第３図は対物レン
ズ電流に対する検出信号積分値の関係を示す図、第４図
は従来の自動焦点合わせ方式の構成を説明するだめの図
、第５図は電子線の走査を説明するための図、第６図は
対物レンズ電流と信号積分値の関係を示す図、第７図は
試料形状と非点収差による影響を説明するための図であ
る。 ５１・・・走査コイル、５２・・・非点収差補正コイル
、５３・・・対物レンズ、５５・・・電子線、５６・・
・試料、５７・・・検出器、５９・・・高域成分抽出フ
ィルタ、６０・・・積分器、６２・・・サンプリング値
記憶回路、６３・・・演算処理制御装置、６５・・・対
物レンズ電源、６６・・・走査回路、６７・・・非点収
差補正コイル電源、７０・・・スキャン領域。 出 願 人 日本電子株式会社
Claims (1)
- （１）走査電子線を試料に照射し、対物レンズ電流を変
化させたときの各対物レンズ電流に対する試料からの電
子電流を検出して積分値を求め、最大の積分値を与える
対物レンズ電流を合焦点位置とする走査型電子顕微鏡の
自動焦点合わせ方式において、電子線走査中、非点収差
補正コイル電流を変化させる非点収差補正コイル電流走
査手段を設けたことを特徴とする走査型電子顕微鏡の自
動焦点合わせ方式。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2014646A JPH0766773B2 (ja) | 1990-01-24 | 1990-01-24 | 走査型電子顕微鏡の自動焦点合わせ装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2014646A JPH0766773B2 (ja) | 1990-01-24 | 1990-01-24 | 走査型電子顕微鏡の自動焦点合わせ装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03219543A true JPH03219543A (ja) | 1991-09-26 |
| JPH0766773B2 JPH0766773B2 (ja) | 1995-07-19 |
Family
ID=11866963
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2014646A Expired - Fee Related JPH0766773B2 (ja) | 1990-01-24 | 1990-01-24 | 走査型電子顕微鏡の自動焦点合わせ装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0766773B2 (ja) |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS4946373A (ja) * | 1972-09-04 | 1974-05-02 | ||
| JPS5212560A (en) * | 1975-07-21 | 1977-01-31 | Hitachi Ltd | Electronic beam probe control device |
-
1990
- 1990-01-24 JP JP2014646A patent/JPH0766773B2/ja not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS4946373A (ja) * | 1972-09-04 | 1974-05-02 | ||
| JPS5212560A (en) * | 1975-07-21 | 1977-01-31 | Hitachi Ltd | Electronic beam probe control device |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0766773B2 (ja) | 1995-07-19 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |