JPH0440825B2 - - Google Patents

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JPH0440825B2
JPH0440825B2 JP2595987A JP2595987A JPH0440825B2 JP H0440825 B2 JPH0440825 B2 JP H0440825B2 JP 2595987 A JP2595987 A JP 2595987A JP 2595987 A JP2595987 A JP 2595987A JP H0440825 B2 JPH0440825 B2 JP H0440825B2
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JP
Japan
Prior art keywords
scans
focus adjustment
automatic focus
data
circuit
Prior art date
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JP2595987A
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Japanese (ja)
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JPS63193451A (en
Inventor
Hiroshi Shimada
Makoto Mimura
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Jeol Ltd
Original Assignee
Nihon Denshi KK
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Publication date
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Publication of JPH0440825B2 publication Critical patent/JPH0440825B2/ja
Granted legal-status Critical Current

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Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明は、電子顕微鏡等の自動焦点調整方法に
関し、更に詳しくは、自動焦点調整時の複数回走
査による積算された検出信号量の制御に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION (Industrial Application Field) The present invention relates to an automatic focus adjustment method for an electron microscope, etc., and more particularly, to control of the amount of detected signals accumulated by multiple scans during automatic focus adjustment. .

(従来の技術) 従来から、電子顕微鏡の自動焦点調整(オート
フオーカス)を行うのにあたつては、画面上のX
又はY方向に電子ビームの走査を行つて一走査毎
或いは一定回数走査毎に試料からの信号量を読み
取り、その都度対物レンズコイルに流す電流を変
化させて最大の信号量が得られるようにすること
が行われている。この方法は試料から得られる信
号量は、焦点が合つている時が一番大きいという
現象を利用したものである。
(Prior art) Conventionally, when performing automatic focus adjustment (autofocus) of an electron microscope,
Alternatively, scan the electron beam in the Y direction, read the signal amount from the sample every scan or a certain number of scans, and change the current flowing through the objective lens coil each time to obtain the maximum signal amount. things are being done. This method utilizes the phenomenon that the amount of signal obtained from a sample is greatest when it is in focus.

第2図はこのような自動焦点調整回路の要部ブ
ロツク図である。図において、1は各種演算制御
を行う演算制御部(以下CPUと略す)である。
該CPU1からインタフエース(以下ITFと略す)
2を介してデイジタル・スキヤンジエネレータ3
に走査方向指示データが加えられると共に積算回
数設定回路4に積算回数データ、即ち走査回数デ
ータが加えられ、ITF5を介して対物レンズコン
トローラ6に対物レンズコイル7に流す電流の初
期値データが加えられ、ITF8を介してゲインコ
ントローラ9にゲイン制御信号が加えられてい
る。10はマーカカーソル制御回路であり、ITF
2を介してCPU1から制御信号が加えられると
共にデイジタル・スキヤンジエネレータ3から制
御信号が加えられ、これら制御信号に基づいて積
算回数設定回路4及びゲインコントローラ9に所
定の制御信号を出力する。11は電子ビームBi
が照射される試料、12は該試料11からの反射
信号を検出する検出器である。該検出器12から
出力される検出信号はゲインコントローラ9を介
してデータ積算回路13に加えられる。該データ
積算回路13には、積算回数設定回路4からデー
タ・サンプリング制御信号が加えられている。該
データ積算回路13で積算された検出信号はD/
A変換器14でアナログ信号に変換されてピーク
値検出回路15に加えられ、ピーク値が検出され
る。該ピーク値検出回路15で検出されたピーク
値データはA/D変換器16でデイジタル信号に
変換された後、ITF2を介してCPU1に取り込
まれる。
FIG. 2 is a block diagram of the main parts of such an automatic focus adjustment circuit. In the figure, 1 is an arithmetic control unit (hereinafter abbreviated as CPU) that performs various arithmetic controls.
From the CPU1 to the interface (hereinafter abbreviated as ITF)
2 via digital scan generator 3
Scanning direction instruction data is added to the integration number setting circuit 4, integration number data, that is, scanning number data is added to the integration number setting circuit 4, and initial value data of the current flowing through the objective lens coil 7 is added to the objective lens controller 6 via the ITF 5. , a gain control signal is applied to the gain controller 9 via the ITF 8. 10 is a marker cursor control circuit, ITF
2, a control signal is applied from the CPU 1, and a control signal is also applied from the digital scan generator 3, and based on these control signals, a predetermined control signal is output to the integration number setting circuit 4 and the gain controller 9. 11 is the electron beam Bi
12 is a detector that detects a reflected signal from the sample 11. A detection signal output from the detector 12 is applied to a data integration circuit 13 via a gain controller 9. A data sampling control signal is applied to the data integration circuit 13 from the integration number setting circuit 4. The detection signal integrated by the data integration circuit 13 is
The signal is converted into an analog signal by the A converter 14 and applied to the peak value detection circuit 15, where the peak value is detected. The peak value data detected by the peak value detection circuit 15 is converted into a digital signal by the A/D converter 16, and then taken into the CPU 1 via the ITF 2.

第3図は、このように構成された回路の従来の
動作の流れを示すフローチヤートである。
FIG. 3 is a flowchart showing the conventional operation flow of a circuit configured as described above.

先ず、CPU1がデイジタル・スキヤンジエネ
レータ3にデータを与えて走査方向を設定し(ス
テツプ)、次に、CPU1が積算回数設定回路4
にデータを与えて走査回数を設定し(ステツプ
)、更に、CPU1が対物レンズコントローラ6
にデータを与えて対物レンズコイル7に流す電流
の初期値を設定する(ステツプ)。そして、こ
れら各設定条件に従つて試料11上を走査し、そ
の時の試料11からの反射信号を検出器12で検
出し、ゲインコントローラ9で増幅した後、デー
タ積算回路13に与える。この処理を予め定めら
れた所定走査回数だけ繰返し、データ積算回路1
3で所定走査回数分のデータの積算を行い、積算
された検出信号をD/A変換器14でアナログ信
号に変換した後、該D/A変換器14の出力をピ
ーク値検出回路15に入力してピーク値の検出を
行う(ステツプ)。
First, the CPU 1 supplies data to the digital scan generator 3 to set the scanning direction (step), and then the CPU 1 supplies data to the digital scan generator 3 to set the scanning direction (step).
The CPU 1 then sends data to the objective lens controller 6 to set the number of scans (step).
data is given to set the initial value of the current flowing through the objective lens coil 7 (step). Then, the sample 11 is scanned according to each of these setting conditions, and the reflected signal from the sample 11 at that time is detected by the detector 12, amplified by the gain controller 9, and then provided to the data integration circuit 13. This process is repeated a predetermined number of times, and the data integration circuit 1
3, the data for a predetermined number of scans are integrated, and the integrated detection signal is converted into an analog signal by the D/A converter 14, and then the output of the D/A converter 14 is input to the peak value detection circuit 15. to detect the peak value (step).

次にステツプの動作が1回目か否かを判断し
(ステツプ)、1回目の場合には対物レンズコイ
ル7に流す電流を変化させて再度ステツプ,ス
テツプの動作を実行し、1回目でない場合には
信号量を比較するステツプに移行する。ステツ
プにおいて、前回のピーク値データと今回のピ
ーク値データとを比較し、対物レンズコイル7に
流す電流の増減を決定する。このようにして、
CPU1は検出信号のピーク値が最大になるよう
に対物レンズコイル7に流す電流の値を調整し、
焦点の合う電流値を見い出す。
Next, it is determined whether or not the step operation is the first time (step), and if it is the first time, the current flowing through the objective lens coil 7 is changed and the step and step operations are executed again. Then, the process moves to a step of comparing signal amounts. In step, the previous peak value data and the current peak value data are compared to determine whether to increase or decrease the current flowing through the objective lens coil 7. In this way,
The CPU 1 adjusts the value of the current flowing through the objective lens coil 7 so that the peak value of the detection signal is maximized.
Find the current value that is in focus.

(発明が解決しようとする問題点) しかし、このような従来の手順によれば、走査
回数は初期値に固定されている。このために、積
算された検出信号量が少ない場合にはS/N比が
悪くなつて焦点調整精度が低下し、逆に積算され
た検出信号量が多すぎる場合には回路が飽和して
精度が悪化することになる。
(Problems to be Solved by the Invention) However, according to such a conventional procedure, the number of scans is fixed to an initial value. For this reason, when the amount of integrated detection signals is small, the S/N ratio deteriorates and the focus adjustment accuracy decreases, and conversely, when the amount of integrated detection signals is too large, the circuit becomes saturated and the accuracy increases. will get worse.

本発明はこのような点に鑑みてなされたもので
あつて、その目的は、高精度の自動焦点調整が行
える電子顕微鏡等の自動焦点調整方法を実現する
ことにある。
The present invention has been made in view of these points, and an object thereof is to realize an automatic focus adjustment method for an electron microscope, etc., which can perform automatic focus adjustment with high precision.

(問題点を解決するための手段) 前記した問題点を解決する本発明は、荷電粒子
ビームの複数回走査による試料からの信号を読み
取つて積算し、その積算された検出信号量に応じ
て対物レンズコイルに流す電流を変化させること
により検出信号量が最大になるように焦点を調整
する電子顕微鏡等の自動焦点調整方法であつて、
初期設定された走査回数により得られた検出信号
量に基づいて最適走査回数を算出し、該最適走査
回数に従つて自動焦点調整を行うようにしたこと
を特徴とするものである。
(Means for Solving the Problems) The present invention, which solves the above-mentioned problems, reads and integrates signals from a sample obtained by scanning a charged particle beam multiple times, and detects an object using an object according to the amount of the integrated detection signals. An automatic focus adjustment method for an electron microscope, etc., which adjusts the focus so that the amount of detected signal is maximized by changing the current flowing through the lens coil,
The present invention is characterized in that the optimum number of scans is calculated based on the detection signal amount obtained by the initially set number of scans, and automatic focus adjustment is performed in accordance with the optimum number of scans.

(作用) 初期設定された走査回数だけを走査して得られ
た検出信号積算値からS/N比がよく且つ回路も
飽和しないような最適な走査回数を求める。
(Function) The optimum number of scans is determined so that the S/N ratio is good and the circuit is not saturated from the detection signal integrated value obtained by scanning only the initially set number of scans.

(実施例) 以下、図面を参照して本発明の実施例を詳細に
説明する。
(Example) Hereinafter, an example of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

第1図は本発明方法の一実施例を示すフローチ
ヤートである。本発明が従来と異なる点は、初期
設定された走査回数分の積算により得られた検出
信号量に基づいて最適走査回数を算出し、該最適
走査回数に従つて、自動焦点調整を行うことにあ
る。第2図の回路を用いて本発明方法を説明す
る。即ち、先ず従来と同様にCPU1がデイジタ
ル・スキヤンジエネレータ3にデータを与えて走
査方向を設定し(ステツプ)、次にCPU1が積
算回数設定回路4にデータを与えて初期走査回数
を設定し(ステツプ)、更にCPU1が対物レン
ズコントローラ6にデータを与えて対物レンズコ
イル7に流す電流の初期値を設定する(ステツプ
)。そして、これら各設定条件に従つて試料1
1上を走査し、その時の試料11からの反射信号
を検出器12で検出し、ゲインコントローラ9で
増幅した後、データ積算回路13に与える。この
処理を予め定められた所定走査回数だけ繰返し、
データ積算回路13で所定走査回数分のデータの
積算を行い、積算された検出信号をD/A変換器
14でアナログ信号に変換した後、該D/A変換
器14の出力をピーク値検出回路15に入力して
ピーク値の検出を行う(ステツプ)。
FIG. 1 is a flowchart showing one embodiment of the method of the present invention. The present invention differs from the conventional one in that the optimum number of scans is calculated based on the detection signal amount obtained by integrating the initial set number of scans, and automatic focus adjustment is performed according to the optimum number of scans. be. The method of the present invention will be explained using the circuit shown in FIG. That is, as in the conventional case, first, the CPU 1 gives data to the digital scan generator 3 to set the scanning direction (step), and then the CPU 1 gives data to the integration number setting circuit 4 to set the initial number of scanning ( Furthermore, the CPU 1 gives data to the objective lens controller 6 to set the initial value of the current flowing through the objective lens coil 7 (step). Then, according to each of these setting conditions, sample 1
1 is scanned, and the reflected signal from the sample 11 at that time is detected by the detector 12, amplified by the gain controller 9, and then provided to the data integration circuit 13. This process is repeated a predetermined number of times,
The data integration circuit 13 integrates data for a predetermined number of scans, the integrated detection signal is converted into an analog signal by the D/A converter 14, and then the output of the D/A converter 14 is sent to the peak value detection circuit. 15 to detect the peak value (step).

次にステツプの動作が1回目か否かを判断し
(ステツプ)、1回目の場合にはピーク値に基づ
いてCPU1が適正走査回数を算出してその結果
に応じて走査回数を更新する(ステツプ)。こ
れにより2回目以降はこの更新された走査回数で
調整動作が行われることになる。1回目でない場
合には積算された検出信号量を比較するステツプ
に移行する。ステツプにおいて、前回のピー
ク値データと今回のピーク値データとを比較し、
対物レンズコイル7に流す電流の増減を決定す
る。このようにして、従来と同様にピーク値が最
大になるように対物レンズコイル7に流す電流の
値を調整し、焦点の合う電流値を見い出す。
Next, it is determined whether or not the step operation is the first time (step), and if it is the first time, the CPU 1 calculates the appropriate number of scans based on the peak value and updates the number of scans according to the result (step). ). As a result, from the second time onwards, the adjustment operation will be performed using this updated number of scans. If it is not the first time, the process moves to a step of comparing the accumulated detection signal amounts. In the step, compare the previous peak value data and the current peak value data,
Decide whether to increase or decrease the current flowing through the objective lens coil 7. In this way, the value of the current flowing through the objective lens coil 7 is adjusted so that the peak value is maximized, as in the conventional case, and the current value at which the object is in focus is found.

ここで、適正走査回数Nは、次のようにして算
出される。即ち、回路の最大情報量をA、走査回
数をn1,信号値をB,係数をCとすると、 N=n1×(A/B)×C で算出することができる。例えば、A=4096,n1
=20,B=1024,C=0.5とすると、 N=20×(4096/1024)×0.5=40 となり、40回走査することによつて自動焦点調整
に適した信号量を得ることができ、高精度の自動
焦点調整が行えることになる。又、必要に応じ
て、1回目の測定結果に基づいて適正入力信号を
算出し、その演算結果を第2図のゲインコントロ
ーラ9にフイードバツクさせるようにしてもよ
い。上述の説明においては、電子顕微鏡の場合を
例にとつて自動焦点調整方法を説明したが、本発
明はこれに限るものでなく、荷電粒子ビームを走
査して試料に照射する構成のもの全てに適用する
ことができる。例えば集束イオンビーム装置等に
も適用することができる。
Here, the appropriate number of scans N is calculated as follows. That is, if the maximum information amount of the circuit is A, the number of scans is n 1 , the signal value is B, and the coefficient is C, it can be calculated as N=n 1 ×(A/B)×C. For example, A=4096, n 1
= 20, B = 1024, C = 0.5, N = 20 x (4096/1024) x 0.5 = 40, and by scanning 40 times, a signal amount suitable for automatic focus adjustment can be obtained. This allows for highly accurate automatic focus adjustment. Further, if necessary, an appropriate input signal may be calculated based on the first measurement result, and the calculated result may be fed back to the gain controller 9 in FIG. 2. In the above description, the automatic focus adjustment method was explained using an electron microscope as an example, but the present invention is not limited to this, and can be applied to any structure in which a charged particle beam is scanned and irradiated onto a sample. Can be applied. For example, it can be applied to a focused ion beam device, etc.

(発明の効果) 以上説明したように、本発明によれば、積算さ
れた検出信号量から最適走査回数を算出すること
により高精度の自動焦点調整が行える電子顕微鏡
等の自動焦点調整方法が実現できる。
(Effects of the Invention) As explained above, according to the present invention, an automatic focus adjustment method for electron microscopes, etc., that can perform highly accurate automatic focus adjustment by calculating the optimal number of scans from the accumulated detection signal amount is realized. can.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第1図は本発明方法の一実施例を示すフローチ
ヤート、第2図は自動焦点調整回路の要部ブロツ
ク図、第3図は従来の動作の流れを示すフローチ
ヤートである。 1……CPU(演算制御部)、2,5,8……
ITF(インタフエース)、3……デイジタルスキヤ
ンジエネレータ、4……積算回数設定回路、6…
…対物レンズコントローラ、7……対物レンズコ
イル、9……ゲインコントローラ、10……マー
カ・カーソル制御回路、11……試料、12……
検出器、13……データ積算回路、14……D/
A変換器、15……ピーク値検出回路、16……
A/D変換器。
FIG. 1 is a flowchart showing an embodiment of the method of the present invention, FIG. 2 is a block diagram of a main part of an automatic focus adjustment circuit, and FIG. 3 is a flowchart showing a conventional flow of operation. 1...CPU (calculation control unit), 2, 5, 8...
ITF (interface), 3...Digital scan generator, 4...Integration number setting circuit, 6...
...Objective lens controller, 7...Objective lens coil, 9...Gain controller, 10...Marker/cursor control circuit, 11...Sample, 12...
Detector, 13...Data integration circuit, 14...D/
A converter, 15...Peak value detection circuit, 16...
A/D converter.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 1 荷電粒子ビームの複数回走査による試料から
の信号を読み取つて積算し、その積算された検出
信号量に応じて対物レンズコイルに流す電流を変
化させることにより検出信号量が最大になるよう
に焦点を調整する電子顕微鏡等の自動焦点調整方
法であつて、初期設定された走査回数により得ら
れた検出信号量に基づいて最適走査回数を算出
し、該最適走査回数に従つて自動焦点調整を行う
ようにしたことを特徴とする電子顕微鏡等の自動
焦点調整方法。
1. Read and integrate the signals from the sample caused by multiple scans of the charged particle beam, and adjust the focus so that the detected signal amount is maximized by changing the current flowing through the objective lens coil according to the integrated detected signal amount. An automatic focus adjustment method for an electron microscope, etc., which calculates the optimal number of scans based on the amount of detection signal obtained by the initially set number of scans, and performs automatic focus adjustment according to the optimal number of scans. An automatic focus adjustment method for an electron microscope, etc., characterized in that:
JP2595987A 1987-02-05 1987-02-05 Automatic focus regulating method for electron microscope and the like Granted JPS63193451A (en)

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