JPS5946746A - 荷電粒子線装置における自動焦点合わせ装置 - Google Patents
荷電粒子線装置における自動焦点合わせ装置Info
- Publication number
- JPS5946746A JPS5946746A JP57157928A JP15792882A JPS5946746A JP S5946746 A JPS5946746 A JP S5946746A JP 57157928 A JP57157928 A JP 57157928A JP 15792882 A JP15792882 A JP 15792882A JP S5946746 A JPS5946746 A JP S5946746A
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- scanning
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- Pending
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-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
- H01J37/00—Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
- H01J37/02—Details
- H01J37/21—Means for adjusting the focus
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- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Electron Beam Exposure (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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は走査電子顕微鏡及びその類似駅間に用いられる
自動焦点合わせ装置の改良に関りる。
自動焦点合わせ装置の改良に関りる。
走査電子顕微鏡においては第１図に示９Ｊ、うに電子銃
１から発生する電子線２を集束レンズ３゜４によって試
料５の表面上で微小な断面径を形成するように集束し、
それと同時に該電子線２を偏向コイル６Ｘ、６Ｙに供給
される走査信号によって水平方向走査と該走査と直交す
る垂直走査と組み合わけた偏向を行つ゛Ｃ試斜面−にの
一定領域を二次元的に走査している。又、該走査と同期
したブラウン管７に試料から検出器８によって検出され
増幅器９で増幅された映像信号を輝度変調１３号として
供給覆ることによっＣ試料走査像を表示しＣいる。この
試料走査像の像倍率は前記（偏向コイル６Ｘ、６Ｙどブ
ラウン管の偏向コイル−１０Ｘ、１０Ｙに水平走査信号
１−１と垂直走査信号Ｖを供給覆る走査電源１１の出力
端イと前記偏向コイル（）Ｘ。
１から発生する電子線２を集束レンズ３゜４によって試
料５の表面上で微小な断面径を形成するように集束し、
それと同時に該電子線２を偏向コイル６Ｘ、６Ｙに供給
される走査信号によって水平方向走査と該走査と直交す
る垂直走査と組み合わけた偏向を行つ゛Ｃ試斜面−にの
一定領域を二次元的に走査している。又、該走査と同期
したブラウン管７に試料から検出器８によって検出され
増幅器９で増幅された映像信号を輝度変調１３号として
供給覆ることによっＣ試料走査像を表示しＣいる。この
試料走査像の像倍率は前記（偏向コイル６Ｘ、６Ｙどブ
ラウン管の偏向コイル−１０Ｘ、１０Ｙに水平走査信号
１−１と垂直走査信号Ｖを供給覆る走査電源１１の出力
端イと前記偏向コイル（）Ｘ。
６Ｙどの間に挿入された可変増幅器１２の増幅度を変化
させることによって切り換えられる。即ち、試料面上に
おける電子線走査領域と該領域に相似なブラウン管画面
の面積比を変えることによって像倍率が調整される。ブ
ラウン管両面に表示される走査像の焦点合わけは集束レ
ンズの特に最終段集束レンズ（対物レンズ）４の励磁電
源１３の出力を調整して試料面上における電子線の断面
径を最小になることを確１９ることによって行われるが
、この調整には試料走査像の肉眼観察に基づく判断が必
要なため、最近この調整を自動化するための自動焦点合
わせ装置が実用化されている。第１図中、１４で示リブ
ロックはこのＪ：うな自動焦点合わけを行うための自動
焦点合わせ回路であり走査電源１１からの１〜リガ一信
号に基づいて励磁電源１３の出力を順次変化させると共
に、増幅器９の出力をモニターした結果に基づいて励磁
電源１３の適正な出力信号を決定する。
させることによって切り換えられる。即ち、試料面上に
おける電子線走査領域と該領域に相似なブラウン管画面
の面積比を変えることによって像倍率が調整される。ブ
ラウン管両面に表示される走査像の焦点合わけは集束レ
ンズの特に最終段集束レンズ（対物レンズ）４の励磁電
源１３の出力を調整して試料面上における電子線の断面
径を最小になることを確１９ることによって行われるが
、この調整には試料走査像の肉眼観察に基づく判断が必
要なため、最近この調整を自動化するための自動焦点合
わせ装置が実用化されている。第１図中、１４で示リブ
ロックはこのＪ：うな自動焦点合わけを行うための自動
焦点合わせ回路であり走査電源１１からの１〜リガ一信
号に基づいて励磁電源１３の出力を順次変化させると共
に、増幅器９の出力をモニターした結果に基づいて励磁
電源１３の適正な出力信号を決定する。
第２図及び第３図は自動焦点合わせ回路１４の原理を説
明づ−るためのもので、第２図（ａ ）は光軸方向から
眺めた試料面」−にある幅を持った構造１５ど、該ＭＰ
ｉ造を横切る矢印１０のプ）向へ図に示す断面形状の電
子線１７を水平走査する様子を表わしており、このよう
な電子線走査によ−）て試わ１から検出される信号波形
を承り−ものが第２図（１）〉Ｃある。第３図（ａ ）
は第２図（ａ ）と同じ基１１走査を異なった断面径を
有りる電子線１８で行うもので、この走査によって１９
られる信号波形を示したものが第３図（ｂ）である。こ
れらの図から、試１’３１を走査り−る電子線断面が小
さい稈、信号波形の高さが高く、ピーク波形の幅も狭い
鋭い波形になることが分る。従来の自動焦点合１’）
ｌ！装買はこのような現象を利用づるもので、電子線の
試料走査にＪζつで検出される信号を微分回路（ｂフィ
ルター回路を用いて高周波成分のみを取り出し、高周波
成分のピーク値又は積算値を電子線の断面径に対応づる
信号とみなし、これらのビークｌｉ（￥叉は積算値が最
大となるにうに対物レンズの励磁を設定するものが大部
分である。
明づ−るためのもので、第２図（ａ ）は光軸方向から
眺めた試料面」−にある幅を持った構造１５ど、該ＭＰ
ｉ造を横切る矢印１０のプ）向へ図に示す断面形状の電
子線１７を水平走査する様子を表わしており、このよう
な電子線走査によ−）て試わ１から検出される信号波形
を承り−ものが第２図（１）〉Ｃある。第３図（ａ ）
は第２図（ａ ）と同じ基１１走査を異なった断面径を
有りる電子線１８で行うもので、この走査によって１９
られる信号波形を示したものが第３図（ｂ）である。こ
れらの図から、試１’３１を走査り−る電子線断面が小
さい稈、信号波形の高さが高く、ピーク波形の幅も狭い
鋭い波形になることが分る。従来の自動焦点合１’）
ｌ！装買はこのような現象を利用づるもので、電子線の
試料走査にＪζつで検出される信号を微分回路（ｂフィ
ルター回路を用いて高周波成分のみを取り出し、高周波
成分のピーク値又は積算値を電子線の断面径に対応づる
信号とみなし、これらのビークｌｉ（￥叉は積算値が最
大となるにうに対物レンズの励磁を設定するものが大部
分である。
以上のＪ：うな従来装置を用いることに、１つＣ７１−
査電子顕微鏡の焦点合わせを完全に自動化することが可
能になったかというと必ずしもそうではなく、表面に凹
凸が少なくノイズ信号を多く発生ずる試料や、焦点合わ
せを行うときの観察倍率が適切でない等の原因によって
自動焦点合わけがｉ常に機能しない場合もしばしばある
ため、自動焦点合わけ装置の信頼性はかなり低いもので
あった。
査電子顕微鏡の焦点合わせを完全に自動化することが可
能になったかというと必ずしもそうではなく、表面に凹
凸が少なくノイズ信号を多く発生ずる試料や、焦点合わ
せを行うときの観察倍率が適切でない等の原因によって
自動焦点合わけがｉ常に機能しない場合もしばしばある
ため、自動焦点合わけ装置の信頼性はかなり低いもので
あった。
本発明はこのような従来装置にお（プる低い信頼性を向
上さけることを目的と覆るもので、試１３１から検出さ
れる信号の高周波成分に含まれるピーク値を電子線の断
面径に対応する信号として取り吸う装置を対象としてノ
イズ信号の影響を低く抑えるために、集束レンズにより
試料面上に電子線を細く集束し、前記電子線を水平、垂
直方向へ走査して前記試わ１面一１この一定領域を２次
元的に繰り返し走査し、該走査によって試料から発生す
る信号を低周波成分を７Ｊツトづるフィルターを介して
検出し、該検出された信号に基づいて前記集束レンズの
励磁を自動調！ｆＥ！覆る装置に８３いて、一定短時間
において前記フィルターを介して検出される信号の最大
ピーク値を一定長時間に４つｋっ“Ｃ拍棹する積粋手段
ど、該積紳手段の出力（Ｊ基づいて前記集束レンズの励
磁を自動調整する手段を設置Ｊたことを特徴とするもの
である。
上さけることを目的と覆るもので、試１３１から検出さ
れる信号の高周波成分に含まれるピーク値を電子線の断
面径に対応する信号として取り吸う装置を対象としてノ
イズ信号の影響を低く抑えるために、集束レンズにより
試料面上に電子線を細く集束し、前記電子線を水平、垂
直方向へ走査して前記試わ１面一１この一定領域を２次
元的に繰り返し走査し、該走査によって試料から発生す
る信号を低周波成分を７Ｊツトづるフィルターを介して
検出し、該検出された信号に基づいて前記集束レンズの
励磁を自動調！ｆＥ！覆る装置に８３いて、一定短時間
において前記フィルターを介して検出される信号の最大
ピーク値を一定長時間に４つｋっ“Ｃ拍棹する積粋手段
ど、該積紳手段の出力（Ｊ基づいて前記集束レンズの励
磁を自動調整する手段を設置Ｊたことを特徴とするもの
である。
第４図は本発明の一実施例装置を示す略図であり、第１
図と同一符号をイ・Ｊしたものは同一構成要素を表わし
ている。第４図の装置にＪ５りる自動焦点合わせ回路１
９は第１図の装置に使用される自動焦点合１回路１４と
略同じ機能を有する回路２０も用いられているが、その
他に増幅器９の出力に含まれる低周波成分をカットする
フィルター２１、ピークボールド回路２２、積分回路２
３、水平ブランキング回路２４、垂直ブランキング回路
２５が設（ブられている。
図と同一符号をイ・Ｊしたものは同一構成要素を表わし
ている。第４図の装置にＪ５りる自動焦点合わせ回路１
９は第１図の装置に使用される自動焦点合１回路１４と
略同じ機能を有する回路２０も用いられているが、その
他に増幅器９の出力に含まれる低周波成分をカットする
フィルター２１、ピークボールド回路２２、積分回路２
３、水平ブランキング回路２４、垂直ブランキング回路
２５が設（ブられている。
前述したように電子線の試ｆ８＋面十におりる断面形状
に対応づる（仕較）信号としくフィルター２１の出力端
子から得られる検出ｆ＝弓の高周波成分が用いられるが
、従来のように一両面庄査の期間中に生じる最大ピーク
値のみを前記比較信号どして使用づるど、ＳＮ比の低い
試朽の１易含にＩＪ１ノイズ信号の方が本来の映像信号
Ｊこりも大きな値どなる場合があり、自動焦点合わせ装
置の信頼度を低く覆る原因となっていた。ここｃ１ノイ
ズ信弓どは本来の映像信号部１３試料面上の凹凸或い（
Ｊ、試籾物貿の種類に基づく信号以外のものを意味し、
たとえば試別から放制された電子線が試オ゛）１周辺の
部材に再び入射して新たに二次電子を発生し、この二次
電子が検出器に検出された結果生じる信号等を意味し、
表面の凹凸の少い試別は一般にＳＮ比が低くなる。
に対応づる（仕較）信号としくフィルター２１の出力端
子から得られる検出ｆ＝弓の高周波成分が用いられるが
、従来のように一両面庄査の期間中に生じる最大ピーク
値のみを前記比較信号どして使用づるど、ＳＮ比の低い
試朽の１易含にＩＪ１ノイズ信号の方が本来の映像信号
Ｊこりも大きな値どなる場合があり、自動焦点合わせ装
置の信頼度を低く覆る原因となっていた。ここｃ１ノイ
ズ信弓どは本来の映像信号部１３試料面上の凹凸或い（
Ｊ、試籾物貿の種類に基づく信号以外のものを意味し、
たとえば試別から放制された電子線が試オ゛）１周辺の
部材に再び入射して新たに二次電子を発生し、この二次
電子が検出器に検出された結果生じる信号等を意味し、
表面の凹凸の少い試別は一般にＳＮ比が低くなる。
第４図の装置ではフィルターからの映像信号はピークボ
ールド回路２２に供給されるが、該ピークホールド回路
には水平ブランキング回路２４がらのブランキング信号
がリセッ１〜信号として入力されており、各水平走査期
間中のピーク値が順次その入力端子に出ツノされる。積
分回路２３はピークホールド回路２２から出ツノされる
各水平走査毎の最大値を積算し、垂直ブランキング信号
がリセッ１〜信号として入力されており、各位置両面走
査ごとの積算値が試料面−Ｆにおりる電子線断面径に対
応する比較信号どして自動焦熱合ＩＬ回路２０に印加さ
れて、比較信号が最大と４ｊるような夕・１物レンズ４
の励磁電流が求められる。
ールド回路２２に供給されるが、該ピークホールド回路
には水平ブランキング回路２４がらのブランキング信号
がリセッ１〜信号として入力されており、各水平走査期
間中のピーク値が順次その入力端子に出ツノされる。積
分回路２３はピークホールド回路２２から出ツノされる
各水平走査毎の最大値を積算し、垂直ブランキング信号
がリセッ１〜信号として入力されており、各位置両面走
査ごとの積算値が試料面−Ｆにおりる電子線断面径に対
応する比較信号どして自動焦熱合ＩＬ回路２０に印加さ
れて、比較信号が最大と４ｊるような夕・１物レンズ４
の励磁電流が求められる。
一般に、ノイズ信号の強度は＋ｔｙ ｔＪ本）１′、の
映（９：信号よりも大きな値になることがあるため、あ
る明間の最大ピーク値のみに？’ｌ： １１１／ −（
（Ｈのピーク顧を電子線の断面径と１］で扱うと自動焦
Ｊｉｉ７合Ｕ装賀の信頼度を低くりる原因どなる。これ
にりＪ Ｌ （’ 、第４図の装置では各水平走査期間
にＪｌｊ ｔＪる最大ピーク値を、水平走査期間にりも
３００へ・２０００イＲも長い垂直走査期間にわたって
相算しＩＪ値を電子線の断面径どして扱つ−Ｃいるため
、ノイズ信Ｈに基づく影響か極めて低く抑えられる。。
映（９：信号よりも大きな値になることがあるため、あ
る明間の最大ピーク値のみに？’ｌ： １１１／ −（
（Ｈのピーク顧を電子線の断面径と１］で扱うと自動焦
Ｊｉｉ７合Ｕ装賀の信頼度を低くりる原因どなる。これ
にりＪ Ｌ （’ 、第４図の装置では各水平走査期間
にＪｌｊ ｔＪる最大ピーク値を、水平走査期間にりも
３００へ・２０００イＲも長い垂直走査期間にわたって
相算しＩＪ値を電子線の断面径どして扱つ−Ｃいるため
、ノイズ信Ｈに基づく影響か極めて低く抑えられる。。
尚、本発明は第４図の実施例駅［ｒ１′に限定されるも
のＣはなく、たとえば、水平ブラン１−ング回路２４ど
垂直ブランキング回路２５５を設（〕る代４つりに走査
電源１１から直接信号を取り出りことも容易である。又
、焦点合わけをｊｌ’、 Ｍｒに（ド）には、走査電子
顕微鏡に通常絹み込Ａ［れている非〆３収差？１１１正
装置が正しく調整されていて、集中１ノンス系に［１３
Ｃｌる非点収差が補正されていることが必要であるので
、厳密な自動焦点合わせを行うには非点収差補正装置の
調整も自動化する必要がある。この非点収差補正装置が
正しく調整されているがどうかを確認づる情報として試
料から検出される信号の高周波成分のピーク値又は積算
値が用いられるので、−］述した実施例装置のＪ：うに
多数のピーク値の積算値を用いることによってその確認
の信頼ｆ１１を高めることがＣ゛きる。
のＣはなく、たとえば、水平ブラン１−ング回路２４ど
垂直ブランキング回路２５５を設（〕る代４つりに走査
電源１１から直接信号を取り出りことも容易である。又
、焦点合わけをｊｌ’、 Ｍｒに（ド）には、走査電子
顕微鏡に通常絹み込Ａ［れている非〆３収差？１１１正
装置が正しく調整されていて、集中１ノンス系に［１３
Ｃｌる非点収差が補正されていることが必要であるので
、厳密な自動焦点合わせを行うには非点収差補正装置の
調整も自動化する必要がある。この非点収差補正装置が
正しく調整されているがどうかを確認づる情報として試
料から検出される信号の高周波成分のピーク値又は積算
値が用いられるので、−］述した実施例装置のＪ：うに
多数のピーク値の積算値を用いることによってその確認
の信頼ｆ１１を高めることがＣ゛きる。
以−Ｖのように本発明によれば、荷電粒子線装置に絹み
込まれる自動焦点合わば装置の信頼性を高めることが可
能となり、荷電粒子線装置の操作性白土に人さく寄与す
る。
込まれる自動焦点合わば装置の信頼性を高めることが可
能となり、荷電粒子線装置の操作性白土に人さく寄与す
る。
第１図は一般的−な自動焦点合ねｔ！装置の構成を示づ
略図、第２図及び第３図は第１図の装置の原理を説明づ
るための略図、第４図（Ｊ本発明の一実施例装置を示づ
略図である。 １：電子銃、２：電子線、３，４：集束レンズ、５：試
わ１．７：ブラウン管、８：検出器、１１；走査電源、
１２：可変増幅器、１３：励磁電源、１／４：自動焦点
合わけ回路、１７，１８：電−ｒ線、１９．２０：自動
焦点合わば回路、２１゛ピ一クホールド回路、２３：積
分回路、２／ｌ：水ゝ１１フランキング回路、２５；垂
直ブランキング回路。 特許出願人 株式会社日電子デクニクス 代表者 太 ＩＪ、Ｉ 進
略図、第２図及び第３図は第１図の装置の原理を説明づ
るための略図、第４図（Ｊ本発明の一実施例装置を示づ
略図である。 １：電子銃、２：電子線、３，４：集束レンズ、５：試
わ１．７：ブラウン管、８：検出器、１１；走査電源、
１２：可変増幅器、１３：励磁電源、１／４：自動焦点
合わけ回路、１７，１８：電−ｒ線、１９．２０：自動
焦点合わば回路、２１゛ピ一クホールド回路、２３：積
分回路、２／ｌ：水ゝ１１フランキング回路、２５；垂
直ブランキング回路。 特許出願人 株式会社日電子デクニクス 代表者 太 ＩＪ、Ｉ 進
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、集束レンズにより試料面上に電子線を細く集束し、
前記電子線を水平、垂直方向へ走査して前記試料面上の
一定領域を２次元的に繰り返し走査し、該走査によって
試料から発生する信号を低周派成分をノｊットづるフィ
ルターを介して検出し、該検出された信号に基づいて前
記集束レンズの励磁を自動調整づ゛る装置において、一
定短時間において前記フィルターを介して検出される信
号の最大ピーク値を一定長時間にわたって梢絆づる積算
手段と、該積算手段の出力に基づいて前記集束レンズの
励磁を自動調整する手段を設番プたことを特徴とりる荷
電粒子線装置におりる自動焦点合わせ装置。 ２、前記一定短時間を電子線の水平方向走査の周期どし
、前記一定長時間を電子線の垂直方向走査の周期どした
ことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の荷電粒子
線装置におりる自動焦点合わせ装置
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57157928A JPS5946746A (ja) | 1982-09-09 | 1982-09-09 | 荷電粒子線装置における自動焦点合わせ装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57157928A JPS5946746A (ja) | 1982-09-09 | 1982-09-09 | 荷電粒子線装置における自動焦点合わせ装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5946746A true JPS5946746A (ja) | 1984-03-16 |
Family
ID=15660529
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP57157928A Pending JPS5946746A (ja) | 1982-09-09 | 1982-09-09 | 荷電粒子線装置における自動焦点合わせ装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5946746A (ja) |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5130357A (en) * | 1974-09-09 | 1976-03-15 | Nippon Telegraph & Telephone | Denshibiimurokoniokeru denshibiimushusokuhoho |
| JPS5264866A (en) * | 1975-11-25 | 1977-05-28 | Shimadzu Corp | Focus detection unit of scanning-type electronic line equipment |
| JPS57136753A (en) * | 1981-02-18 | 1982-08-23 | Toshiba Corp | Stroboscopic scanning electron microscope |
-
1982
- 1982-09-09 JP JP57157928A patent/JPS5946746A/ja active Pending
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5130357A (en) * | 1974-09-09 | 1976-03-15 | Nippon Telegraph & Telephone | Denshibiimurokoniokeru denshibiimushusokuhoho |
| JPS5264866A (en) * | 1975-11-25 | 1977-05-28 | Shimadzu Corp | Focus detection unit of scanning-type electronic line equipment |
| JPS57136753A (en) * | 1981-02-18 | 1982-08-23 | Toshiba Corp | Stroboscopic scanning electron microscope |
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