JPH04237939A - オートフォーカス方法 - Google Patents
オートフォーカス方法Info
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- JPH04237939A JPH04237939A JP3005202A JP520291A JPH04237939A JP H04237939 A JPH04237939 A JP H04237939A JP 3005202 A JP3005202 A JP 3005202A JP 520291 A JP520291 A JP 520291A JP H04237939 A JPH04237939 A JP H04237939A
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- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 12
- 238000010894 electron beam technology Methods 0.000 claims abstract description 27
- 238000001514 detection method Methods 0.000 claims abstract description 17
- 230000005284 excitation Effects 0.000 claims description 18
- 239000000523 sample Substances 0.000 description 18
- 230000010354 integration Effects 0.000 description 7
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 7
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 4
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 230000001678 irradiating effect Effects 0.000 description 1
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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
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、走査電子顕微鏡などで
自動的にフォーカス合わせを行うためのオートフォーカ
ス方法に関する。
自動的にフォーカス合わせを行うためのオートフォーカ
ス方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】走査電子顕微鏡などのオートフォーカス
では、集束レンズの励磁をステップ状に変化させ、各ス
テップ状の集束レンズの励磁状態において、試料の特定
領域を電子ビームで走査し、各走査毎に試料からの２次
電子あるいは反射電子を検出し、この検出信号強度から
信号強度の最大値の時がフォーカス点として、その時の
励磁状態に集束レンズを固定するようにしている。
では、集束レンズの励磁をステップ状に変化させ、各ス
テップ状の集束レンズの励磁状態において、試料の特定
領域を電子ビームで走査し、各走査毎に試料からの２次
電子あるいは反射電子を検出し、この検出信号強度から
信号強度の最大値の時がフォーカス点として、その時の
励磁状態に集束レンズを固定するようにしている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】上述したオートフォー
カスにおいて、２次電子や反射電子の検出信号のＳＮ比
が悪いと信号強度差がノイズの影響によりバラツキが生
じ、信号のピーク値が見つけにくくなる。現在、オート
フォーカスを行う際の試料上の電子ビームの走査は、特
定の２次元領域を走査する面走査と、直線上に電子ビー
ムを走査するライン走査の２段階あり、プローブ電流値
に応じて２種類の走査を切換えて使用している。面走査
とライン走査では、サンプリング時間が同一となってい
るので、面走査に比べライン走査の際の信号量が多くな
り、検出信号のＳＮ比が向上する。しかしながら、この
ＳＮ比は、試料表面の状態によっても影響され、プロー
ブ電流値が多くてもＳＮ比が悪い場合がある。
カスにおいて、２次電子や反射電子の検出信号のＳＮ比
が悪いと信号強度差がノイズの影響によりバラツキが生
じ、信号のピーク値が見つけにくくなる。現在、オート
フォーカスを行う際の試料上の電子ビームの走査は、特
定の２次元領域を走査する面走査と、直線上に電子ビー
ムを走査するライン走査の２段階あり、プローブ電流値
に応じて２種類の走査を切換えて使用している。面走査
とライン走査では、サンプリング時間が同一となってい
るので、面走査に比べライン走査の際の信号量が多くな
り、検出信号のＳＮ比が向上する。しかしながら、この
ＳＮ比は、試料表面の状態によっても影響され、プロー
ブ電流値が多くてもＳＮ比が悪い場合がある。
【０００４】本発明は、このような点に鑑みてなされた
もので、その目的は、ノイズの影響を受けずに正確にオ
ートフォーカス動作を行うことができるオートフォーカ
ス方法を実現するにある。
もので、その目的は、ノイズの影響を受けずに正確にオ
ートフォーカス動作を行うことができるオートフォーカ
ス方法を実現するにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明に基づくオートフ
ォーカス方法は、電子ビームを試料上に集束するための
集束レンズの励磁をステップ状に変化させ、各励磁状態
において試料上の電子ビームの照射位置を走査し、この
走査に基づいて試料から得られた信号を検出し、各走査
に応じた検出信号強度に基づいて該集束レンズの励磁強
度を決定するようにしたオートフォーカス方法において
、該検出信号を周波数に応じた２成分に分離し、分離さ
れた両成分の強度比に基づいて試料上の電子ビーム走査
の速度を変化させるようにしたことを特徴としている。
ォーカス方法は、電子ビームを試料上に集束するための
集束レンズの励磁をステップ状に変化させ、各励磁状態
において試料上の電子ビームの照射位置を走査し、この
走査に基づいて試料から得られた信号を検出し、各走査
に応じた検出信号強度に基づいて該集束レンズの励磁強
度を決定するようにしたオートフォーカス方法において
、該検出信号を周波数に応じた２成分に分離し、分離さ
れた両成分の強度比に基づいて試料上の電子ビーム走査
の速度を変化させるようにしたことを特徴としている。
【０００６】
【作用】本発明に基づくオートフォーカス方法は、オー
トフォーカスのために試料上で電子ビームを走査し、そ
の結果得られた検出信号を周波数に応じて信号成分とノ
イズ成分の２成分に分離し、分離した両成分の強度比に
基づいて試料上の電子ビーム走査の速度を変化させるよ
うにした。
トフォーカスのために試料上で電子ビームを走査し、そ
の結果得られた検出信号を周波数に応じて信号成分とノ
イズ成分の２成分に分離し、分離した両成分の強度比に
基づいて試料上の電子ビーム走査の速度を変化させるよ
うにした。
【０００７】
【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。図１は、本発明のオートフォーカス方法を
実施するための走査電子顕微鏡の一例を示しており、１
は電子銃である。電子銃１から発生した電子ビームは、
集束レンズ２，３によって試料４上に細く集束されると
共に、偏向コイル５によって走査される。６は２次電子
検出器であり、検出器６の出力信号は、増幅器７によっ
て増幅された後、信号分離回路８と絶対値回路９に供給
される。信号分離回路８によって分離された２種類の信
号は、夫々絶対値回路１０，１１に供給された後、積分
回路１２，１３によって積分される。該絶対値回路９の
出力信号も積分回路１４に供給されて積分され、各積分
回路１２，１３，１４の出力信号は、コンピュータ１５
に供給される。該コンピュータ１５は、集束レンズ３の
励磁電源１６と偏向コイル５に走査信号を供給する偏向
回路１７における走査速度を切り換えるための切換回路
１８を制御する。
に説明する。図１は、本発明のオートフォーカス方法を
実施するための走査電子顕微鏡の一例を示しており、１
は電子銃である。電子銃１から発生した電子ビームは、
集束レンズ２，３によって試料４上に細く集束されると
共に、偏向コイル５によって走査される。６は２次電子
検出器であり、検出器６の出力信号は、増幅器７によっ
て増幅された後、信号分離回路８と絶対値回路９に供給
される。信号分離回路８によって分離された２種類の信
号は、夫々絶対値回路１０，１１に供給された後、積分
回路１２，１３によって積分される。該絶対値回路９の
出力信号も積分回路１４に供給されて積分され、各積分
回路１２，１３，１４の出力信号は、コンピュータ１５
に供給される。該コンピュータ１５は、集束レンズ３の
励磁電源１６と偏向コイル５に走査信号を供給する偏向
回路１７における走査速度を切り換えるための切換回路
１８を制御する。
【０００８】上記した構成の走査電子顕微鏡におけるオ
ートフォーカス動作を図２のフローチャートと、図３の
信号波系図を参考にして説明する。まず、オートフォー
カス動作をＯＮにすると、コンピュータ１５は集束レン
ズ３の励磁電源１６を制御し、図３の（ａ）に示すよう
に、集束レンズ３の励磁強度をステップ状に変化させる
。さらに、コンピュータ１５から切換回路１８を制御し
、集束レンズ３における各励磁強度毎に、偏向回路１７
から偏向コイル５に、面走査信号が供給されるようにす
る。この結果、試料４の特定２次元領域は、電子ビーム
によって走査される。この試料４への電子ビームの照射
によって発生した２次電子は、２次電子検出器６によっ
て検出され、その検出信号は、増幅器７によって増幅さ
れた後、信号分離回路８と絶対値回路９に供給される。 該信号分離回路８は、図１に示すように、低域通過フィ
ルタ１９と高域通過フィルタ２０とより構成されている
。その結果、入力信号は、その周波数に応じて２種の信
号成分に分離される。ここで、検出信号に含まれる信号
成分の周波数とノイズ成分の周波数に注目すると、信号
成分の周波数はほぼ電子ビームの走査速度に依存した比
較的低い周波数であるのに対し、ノイズ成分の周波数は
、光電子増倍管などの検出器のショットノイズなどに基
づくもので、通常高周波成分となる。従って、特定の周
波数を境として、ノイズ成分と信号成分とを周波数に基
づいて分離することができる。
ートフォーカス動作を図２のフローチャートと、図３の
信号波系図を参考にして説明する。まず、オートフォー
カス動作をＯＮにすると、コンピュータ１５は集束レン
ズ３の励磁電源１６を制御し、図３の（ａ）に示すよう
に、集束レンズ３の励磁強度をステップ状に変化させる
。さらに、コンピュータ１５から切換回路１８を制御し
、集束レンズ３における各励磁強度毎に、偏向回路１７
から偏向コイル５に、面走査信号が供給されるようにす
る。この結果、試料４の特定２次元領域は、電子ビーム
によって走査される。この試料４への電子ビームの照射
によって発生した２次電子は、２次電子検出器６によっ
て検出され、その検出信号は、増幅器７によって増幅さ
れた後、信号分離回路８と絶対値回路９に供給される。 該信号分離回路８は、図１に示すように、低域通過フィ
ルタ１９と高域通過フィルタ２０とより構成されている
。その結果、入力信号は、その周波数に応じて２種の信
号成分に分離される。ここで、検出信号に含まれる信号
成分の周波数とノイズ成分の周波数に注目すると、信号
成分の周波数はほぼ電子ビームの走査速度に依存した比
較的低い周波数であるのに対し、ノイズ成分の周波数は
、光電子増倍管などの検出器のショットノイズなどに基
づくもので、通常高周波成分となる。従って、特定の周
波数を境として、ノイズ成分と信号成分とを周波数に基
づいて分離することができる。
【０００９】上述した原理に基づき、信号分離回路８に
よって分離された信号成分とノイズ成分は、夫々絶対値
回路１０，１１を介して積分回路１２，１３に供給され
、集束レンズの各励磁強度の時の電子ビームの走査毎に
積分される。この積分回路１２，１３からは、図３の（
ｂ），（ｃ）に示す信号が得られる。この図（ｂ），（
ｃ）に示す信号は、コンピュータ１５に供給され、その
比が求められるが、この比は、検出信号のＳＮ比と対応
したものである。コンピュータ１５は、求められたＳＮ
比と、予め面走査の走査速度に対応して記憶されている
ＳＮ比とを比較する。この比較の結果、検出されたＳＮ
比が記憶してあったＳＮ比以上であれば、ＳＮ比が良好
であり、この場合には、絶対値回路９，積分回路１４を
介して供給された全検出信号に基づいてオートフォーカ
ス動作を行う。すなわち、集束レンズ３の励磁強度を図
３（ａ）のように変化させ、各励磁強度毎に積分回路１
４によって全検出信号を積分する。その結果、図３（ｄ
）に示す信号が得られるが、この信号波形のピークの時
が電子ビームのフォーカスが合っている状態である。コ
ンピュータ１５は、励磁電源１６を制御し、集束レンズ
３の励磁強度をこの図３（ｄ）の信号のピークの時の値
に設定する。このような動作が終了した後、通常の電子
ビームの走査が開始され、試料４の所望領域の走査電子
顕微鏡像が得られる。
よって分離された信号成分とノイズ成分は、夫々絶対値
回路１０，１１を介して積分回路１２，１３に供給され
、集束レンズの各励磁強度の時の電子ビームの走査毎に
積分される。この積分回路１２，１３からは、図３の（
ｂ），（ｃ）に示す信号が得られる。この図（ｂ），（
ｃ）に示す信号は、コンピュータ１５に供給され、その
比が求められるが、この比は、検出信号のＳＮ比と対応
したものである。コンピュータ１５は、求められたＳＮ
比と、予め面走査の走査速度に対応して記憶されている
ＳＮ比とを比較する。この比較の結果、検出されたＳＮ
比が記憶してあったＳＮ比以上であれば、ＳＮ比が良好
であり、この場合には、絶対値回路９，積分回路１４を
介して供給された全検出信号に基づいてオートフォーカ
ス動作を行う。すなわち、集束レンズ３の励磁強度を図
３（ａ）のように変化させ、各励磁強度毎に積分回路１
４によって全検出信号を積分する。その結果、図３（ｄ
）に示す信号が得られるが、この信号波形のピークの時
が電子ビームのフォーカスが合っている状態である。コ
ンピュータ１５は、励磁電源１６を制御し、集束レンズ
３の励磁強度をこの図３（ｄ）の信号のピークの時の値
に設定する。このような動作が終了した後、通常の電子
ビームの走査が開始され、試料４の所望領域の走査電子
顕微鏡像が得られる。
【００１０】次に、検出されたＳＮ比が予め記憶された
ＳＮ比以下の悪い状態の時、コンピュータ１５は、切換
回路１８を制御し、電子ビームの走査を面走査からライ
ン走査へと切り換える。従って、電子ビームは、集束レ
ンズ３の各励磁強度毎にライン走査され、各ライン走査
によって発生した２次電子が検出器６によって検出され
る。この検出信号のＳＮ比は、面走査とライン走査の時
間を一定とした場合には、ライン走査の走査速度は遅く
なるため、向上することになる。この検出信号は、絶対
値回路９，積分回路１４を介してコンピュータ１５に供
給され、上記した面走査のときと同様に、オートフォー
カス動作が行われる。
ＳＮ比以下の悪い状態の時、コンピュータ１５は、切換
回路１８を制御し、電子ビームの走査を面走査からライ
ン走査へと切り換える。従って、電子ビームは、集束レ
ンズ３の各励磁強度毎にライン走査され、各ライン走査
によって発生した２次電子が検出器６によって検出され
る。この検出信号のＳＮ比は、面走査とライン走査の時
間を一定とした場合には、ライン走査の走査速度は遅く
なるため、向上することになる。この検出信号は、絶対
値回路９，積分回路１４を介してコンピュータ１５に供
給され、上記した面走査のときと同様に、オートフォー
カス動作が行われる。
【００１１】以上本発明の一実施例を詳述したが、本発
明はこの実施例に限定されない。例えば、２次電子を検
出したが、反射電子を検出してもよい。また、走査速度
を面走査とライン走査の２段階に切り換えるようにした
が、各走査毎に走査速度を任意に変えるようにしても良
い。その場合、各走査速度に応じた標準的なＳＮ比を検
出したＳＮ比との比較のためにコンピュータ１５に記憶
しておくことが望ましい。更にまた、信号分離回路８で
分離した信号は、ＳＮ比の検出のみに用い、オートフォ
ーカス用の全検出信号は、別のルートでコンピュータ１
５に供給するようにしたが、分離した信号成分とノイズ
成分を加算した信号をオートフォーカス用に用いても良
い。
明はこの実施例に限定されない。例えば、２次電子を検
出したが、反射電子を検出してもよい。また、走査速度
を面走査とライン走査の２段階に切り換えるようにした
が、各走査毎に走査速度を任意に変えるようにしても良
い。その場合、各走査速度に応じた標準的なＳＮ比を検
出したＳＮ比との比較のためにコンピュータ１５に記憶
しておくことが望ましい。更にまた、信号分離回路８で
分離した信号は、ＳＮ比の検出のみに用い、オートフォ
ーカス用の全検出信号は、別のルートでコンピュータ１
５に供給するようにしたが、分離した信号成分とノイズ
成分を加算した信号をオートフォーカス用に用いても良
い。
【００１２】
【発明の効果】以上説明したように、本発明に基づくオ
ートフォーカス方法は、オートフォーカスのために試料
上で電子ビームを走査し、その結果得られた検出信号を
周波数に応じて信号成分とノイズ成分の２成分に分離し
、分離した両成分の強度比に基づいて試料上の電子ビー
ム走査の速度を変化させるようにしたので、常に実際の
ＳＮ比に基づいて最適な電子ビームの走査速度を設定す
ることができ、正確なオートフォーカスを行うことがで
きる。
ートフォーカス方法は、オートフォーカスのために試料
上で電子ビームを走査し、その結果得られた検出信号を
周波数に応じて信号成分とノイズ成分の２成分に分離し
、分離した両成分の強度比に基づいて試料上の電子ビー
ム走査の速度を変化させるようにしたので、常に実際の
ＳＮ比に基づいて最適な電子ビームの走査速度を設定す
ることができ、正確なオートフォーカスを行うことがで
きる。
【図１】 本発明のオートフォーカス方法を実施する
ための走査電子顕微鏡の一例を示す図である。
ための走査電子顕微鏡の一例を示す図である。
【図２】 本発明に基づくオートフォーカス動作のフ
ローチャートを示す図である。
ローチャートを示す図である。
【図３】 本発明の一実施例を説明するために用いた
信号波形図である。
信号波形図である。
１…電子銃 ２，３…集束
レンズ４…試料 ５…
偏向コイル６…検出器 ７
…増幅器８…信号分離回路 ９，１０，１１…絶対値回路 １２，１３，１４…積分回路
レンズ４…試料 ５…
偏向コイル６…検出器 ７
…増幅器８…信号分離回路 ９，１０，１１…絶対値回路 １２，１３，１４…積分回路
Claims (1)
- 【請求項１】 電子ビームを試料上に集束するための
集束レンズの励磁をステップ状に変化させ、各励磁状態
において試料上の電子ビームの照射位置を走査し、この
走査に基づいて試料から得られた信号を検出し、各走査
に応じた検出信号強度に基づいて該集束レンズの励磁強
度を決定するようにしたオートフォーカス方法において
、該検出信号を周波数に応じた２成分に分離し、分離さ
れた両成分の強度比に基づいて試料上の電子ビーム走査
の速度を変化させるようにしたオートフォーカス方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3005202A JPH04237939A (ja) | 1991-01-21 | 1991-01-21 | オートフォーカス方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3005202A JPH04237939A (ja) | 1991-01-21 | 1991-01-21 | オートフォーカス方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04237939A true JPH04237939A (ja) | 1992-08-26 |
Family
ID=11604611
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3005202A Withdrawn JPH04237939A (ja) | 1991-01-21 | 1991-01-21 | オートフォーカス方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH04237939A (ja) |
-
1991
- 1991-01-21 JP JP3005202A patent/JPH04237939A/ja not_active Withdrawn
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Application deemed to be withdrawn because no request for examination was validly filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 19980514 |