JPH04104445A - 電子顕微鏡における自動焦点合わせ装置 - Google Patents

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】 ［＋ニア業］−の利用分野］ 本発明は電子顕微鏡における自動焦点合わせ装置に関す
る。

［従来の技術］ 電子顕微鏡における自動焦点ごわせ装置として、種々の
型のものか提案されている。このような自動焦点合わせ
装置のうち、対物レンズの励磁電流値を変化させ、各励
磁電流値のもとてｆ！ｌ′ｌ々の電子顕微鏡像を得、得
られた各電子顕微鏡像の１゜号を処理してコントラスト ？１Ｊ１　この評価（’４　”５に基づいて合焦点とな
る対物レンズの励磁電流値を見つけ出すことにより、Ｊ
（：焦合４つ七を行うようにした装置かある。

［発明か解決しようとする課題］ 上述した従来の電子顕微鏡における自動焦点合イつゼ装
置においては、前記評価信号の値か合焦点状態と合焦点
から外れた状態との間で差か小さく、高精度で焦点合わ
せを行うことかできなかった。

本発明はこのような従来の欠点を解決し、高精度に自動
焦点合わぜを行いｉりる電子顕微鏡における自動焦点合
わせ装置を提１几することをｌＪ的とし′でいる。

［課題を解決するだめの手段］ そのため本発明は、対物レンズの励磁電流値を変化させ
、各励磁電流値のもとで得られる電子顕微鏡１象の像（
、Ｊ号を処理し，てごバ、点の程度を表す，トド両信号
を得、この評価信号に基づいて焦点合わせを行うように
した電子顕微鏡における自動焦点合わせ装置において、
対物レンズの励磁電流を変化させている期間中前記対物
レンズの絞りを光軸から外すための手段を備えることを
特徴としている。

［実施例］ 以下、図面に基づき本発明の実施例を詳述する。

第１図は本発明の一実施例を示すためのものである。図
中１は試料であり、２は対物レンズの励磁コイルであり
、３は対物レンズ電源である。４は対物絞りであり、対
物絞り４は絞り駆動機構５により光軸Ｃから挿脱できる
ようになっている。

対物絞り４は、試料からの電子線によって回折スポット
が形成される位置の近傍に配置され、試料によって大き
く回折された電子線か電子顕微鏡像の結像に寄与しない
ようにし、このことにより充分なコントラスト れるようにするためのものである。６は中間レンズ、７
は投影レンズである。８は撮像装置であり、撮像装置８
の出力信号はメモリ９に送られている。

］０はメモリ９より送られる信号に基づいてコントラス
ト である。演算回路］０よりの出力信号はｊｌｉ制御回路
１１に送られている。制御回路１］よりの制御信号は前
記対物レンズ電源３に送られていると共に、絞り駆動機
構５に送られている。又、制御回路］］の出力信号はメ
モリ９にも送られている。］２は自動焦点合わせの開始
を指示するためのスタト回路である。

このような構成において、スタート回路１２より第２図
（ａ）に示すようなスタートパルスを発生させる。この
スタートパルスの（ｊ（給に基づいて制御回路１１は絞
り駆動機＋，ｌ，ｌ：　５に制御信号を送り、それまで
光軸Ｃ上に配置されていた絞り４を第２図（ｂ）に示す
期間、光軸から引き抜いて外す。

次に制御回路］］は対物レンズ電源３に制御信号を送り
、コイル２に供給する電流を、第２図（ｄ）に示すよう
にその時の励磁電流値を中心に所定の刻み量でステップ
状に変化させる。このようにして対物レンズの励磁状態
をステップ変化さけるこ・Ｉ′−１により、異なった電
子顕微鏡（象１　１．　Ｉ　２，　Ｉ　３，・Ｉ　１１
か得られる。この各電子顕微鏡像は撮像装置１２により
夫々画像信号Ｓ（１１）、Ｓ（１２）、Ｓ（＋３）、・
・・、Ｓ（Ｉｎ）に変換され、制御回路］１の制御のも
とてメモリ］０に記憶される。制御回路１１はメモリ９
に記憶された各画像信号Ｓ（１１）、Ｓ（＋２）、Ｓ（
＋３）、・・・、Ｓ（Ｉｎ）を演算回路１０に送る。演
算回路］０は送られてきたこれら画像信号Ｓ（１１）、
Ｓ（＋２）、Ｓ（１３）、・・・、Ｓ（Ｉｎ）を夫々微
分１〜た後、微分信号の正側の波高値を信号毎に積分し
て前記電子顕微鏡像Ｉ　］、　Ｉ　２，　＋３、・・・
、Ｉｎのコントラスト ＣＩ，Ｃ２．Ｃ３，・・・　Ｃｎを算出する。ところで
、対物絞りを抜いた状態においては、コントラストの大
きさと励磁電流値との関係は第３図の実線で示すように
なる。尚、第３図において縦軸は演算回路１０等で求め
られた信号値によって表されるコントラストの大きさを
表しており、横軸は正焦点からのすれΔｆあるいは対物
レンズの励磁電流値を表している。制御回路１１は信号
値ＣＩ，Ｃ２，Ｃ３、−、Ｃｎを相互に比較して、これ
らのうちで最小のものを見いだし、この最小の信号値を
ｌう．える対物レンズ励磁電流値を正焦点に対応する励
磁電流値と判断する。次に制御回路１１は、この正焦点
に対応する励磁電流値を指定する信号から一定値を差し
引き、この差し引かれた励磁指定信号に基づいて対物レ
ンズ電源３の励磁′電流を指定する。

メモリ９への画像信号の取り込みから、対物レンズ電源
３の励磁電流の指定までの一連の操作は、第２図（Ｃ）
に示す期間に行なわれる。

このようにして励磁電源３の励磁電流が制御回路］１に
より指定されると、制御回路］］は絞り駆動機構３に制
御信号を送り、絞り４を光軸Ｃ上に戻す。その結果、コ
イル２の励磁に基づいて対物レンズは一定励磁量アンダ
ーフォーカス側の最適励磁電流値ＯＵＦで励磁され、コ
ントラストと解像度のハラントのとれた（通常、両者は
相反する傾向かある）良質の像が表示スクリーン上に表
示される。

ここで、対物絞り４を光軸Ｃｌに配置した状態で対物レ
ンズの励磁電流値を種々変化させると、コントラス１を
表ず１計弓値は、第３図の点線で小才ようにｊｊ　Ｚ、
。このクラ７より明らかなように、対物縁りを抜いた場
合の力か、正焦点とそうでない場合のコントラスト 従−）で、制御回路１１により演ｐ回路］０の出力（ン
、号を相方に比較するさいに、コントラスト小となる励
磁電流値をオー１度良く求めることかてき、従−）で、
篩粘度の自動焦点合わせか＋ＩＪ能になる。

なお、１．述しまた実施例は本発明の一実施例に過きす
、変形し，て実施することかできる。

例えば、」一連した実施例においては、コントラスト ｌ−た後、微分伝号の正信号の部分の波晶値を積算する
ようにしたか、名画（象信号のピークを単にボッ１１・
ｌ〜で評価化りとり．たり、４１４号の平均振幅を求め
て１，・ド価（ｒ；　：、とするようにしても良い。

また、−Ｌ辻］〜だ実施例においては、評価４Ｂ　”ｊ
として′ニーｊントラストの大きさを表す（、４号を演
仲によってｆ′１成するよ・）にしたか、例えば、解像
度の大きさ、即ち画像（ｘ３　”’ｊの立才，かり立ち
下がりの鋭さを表す（ニーじを演砕により得るようにし
ても良い。

そのように（７た場ご、コントラスト τＦ魚点て解像度を表ずイ１ー；号は最？−ｉ＋となる
か、絞りを抜いた状態では、紋りを入れた場合に比較し
て解像度を表す伝号かｉＩ−焦点状態とそうでない状態
とてより大きく変化する点は上記実施例の場合と共通で
ある。

更にまた、」二連した実施例においては、対物１ノンス
の励磁電流を中黒に増加さｔシなからステップ状に変化
させて夫々の励磁状態の像をメモリに取り込み、これら
の像の信死に基づいて６像のコンＩ・ラストの大きさを
比較するようにしたか、励磁電流は正焦点の両側と思わ
れる点から交ＬＩに中心側に変化させていっても良いし
、中１週に減少させるように変化させても良い。

また、ある領域にわたって励磁電流を掃引することなく
、コントラスト 少か停＋ｌ　したら励磁電流の変化を停止１−させて正
焦点を見（＝月するようにしても良い。

［発明の効果］ 」−述（−た説明から明らかなように、本発明に基つ＜
′１Ｌ」′顕微鏡におけるｌ’ｌ動焦点焦点せ装置によ
ｆｌば、ｉＴｔ　共Ｘ点での評価信４じの（ビ１とｉ「
焦点から外れた状態での評価信号の値を大きく異な１．
：）ぜることかできるため、ｉａ　’Ｒｉ度の自動焦点
合わけが可能になる。

【図面の簡単な説明】

第１図ｉｊ本発明の一実施例を示すだめの図、第２図は
第１図の一実施例装置の動ｆ＋を説明するための図、負
′５′．−３図は本発明の詳細な説明するだめの図であ
る。 １　試料 ？　対物Ｌ・ンス励磁コイル ３　対物Ｌノ＞ズ電源　　、４　λ・ｊ物絞り５　絞り
駆動機構　　　６：中間ｌノンズ７１、範ＩＬし〉ス　
　　　８：撮影装置０、メモリ　　　　　　１０　演算
回路１１　制御回路　　　　１２・スタート回路出願ノ
＼　［１本電子株式会ｒ１ １”ｌｌ’ｌ五亡区上

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 対物レンズの励磁電流値を変化させ、各励磁電流値のも
   とで得られる電子顕微鏡像の像信号を処理して合焦点の
   程度を表す評価信号を得、この評価信号に基づいて焦点
   合わせを行うようにした電子顕微鏡における自動焦点合
   わせ装置において、対物レンズの励磁電流を変化させて
   いる期間中前記対物レンズの絞りを光軸から外すための
   手段を備えることを特徴とする電子顕微鏡における焦点
   合わせ装置。