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JPH08273576A - Focusing method in electron beam apparatus and electron beam apparatus - Google Patents

Focusing method in electron beam apparatus and electron beam apparatus

Info

Publication number
JPH08273576A
JPH08273576A JP7073440A JP7344095A JPH08273576A JP H08273576 A JPH08273576 A JP H08273576A JP 7073440 A JP7073440 A JP 7073440A JP 7344095 A JP7344095 A JP 7344095A JP H08273576 A JPH08273576 A JP H08273576A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
signal
electron beam
focusing
intensity
sample
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP7073440A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Mitsugi Yamada
貢 山田
Yoshihiko Futamura
良彦 二村
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Jeol Ltd
Original Assignee
Jeol Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Jeol Ltd filed Critical Jeol Ltd
Priority to JP7073440A priority Critical patent/JPH08273576A/en
Publication of JPH08273576A publication Critical patent/JPH08273576A/en
Pending legal-status Critical Current

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Abstract

(57)【要約】 【目的】 自動焦点合わせ時に、像信号系が飽和するこ
とを防止し、正しい焦点合わせ動作を行うことができる
電子ビーム装置における焦点合わせ方法および電子ビー
ム装置を実現する。 【構成】 操作盤15を操作し、焦点合わせモードの指
示を行うと、操作盤15からコントラスト,ブライトネ
ス制御器20に焦点合わせ動作の指示信号が供給され、
制御器20はこの指示信号に基づいてコントラスト調節
器18とブライトネス調節器19を制御する。まず、制
御器20の制御により、ブライトネス調節器19から差
動増幅器7に供給される電圧が0Vとされる。更に、制
御器20では供給された信号と2種のしきい値L1,L
2との比較を行い、信号がこのしきい値の間となるよう
にコントラスト調節器18を制御する。このようにし
て、自動焦点合わせを行うに相応しい信号の調整が行わ
れる。
(57) [Summary] [Object] To realize a focusing method and an electron beam apparatus in an electron beam apparatus capable of preventing saturation of an image signal system during automatic focusing and performing a correct focusing operation. [Structure] When the operation panel 15 is operated to instruct a focusing mode, an operation instruction signal is supplied from the operation panel 15 to the contrast / brightness controller 20.
The controller 20 controls the contrast adjuster 18 and the brightness adjuster 19 based on this instruction signal. First, under the control of the controller 20, the voltage supplied from the brightness adjuster 19 to the differential amplifier 7 is set to 0V. Further, in the controller 20, the supplied signal and two kinds of threshold values L1 and L
2 and controls the contrast adjuster 18 so that the signal is between this threshold. In this way, the signal is adjusted appropriately for automatic focusing.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、自動的に電子ビームの
焦点合わせを行う際に用いて最適な走査電子顕微鏡など
の電子ビーム装置における焦点合わせ方法および電子ビ
ーム装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a focusing method and an electron beam apparatus in an electron beam apparatus such as a scanning electron microscope, which is optimum for automatically focusing an electron beam.

【0002】[0002]

【従来の技術】走査電子顕微鏡では、自動的な焦点合わ
せ機能が備えられている。この焦点合わせは、集束レン
ズの励磁をステップ状に変化させ、各励磁状態、すなわ
ち、電子ビームの各集束状態のときに試料の所定領域を
電子ビームで走査し、その際、検出器によって2次電子
や反射電子を検出し、各集束状態ごとに検出信号を積算
するようにしている。そして、各集束状態のときの検出
信号の積算値を比較し、最大値が得られたときの集束状
態を合焦点位置と判断し、その状態に集束レンズの励磁
を設定するようにしている。
2. Description of the Related Art A scanning electron microscope has an automatic focusing function. In this focusing, the excitation of the focusing lens is changed stepwise, and a predetermined region of the sample is scanned with the electron beam in each excitation state, that is, in each focusing state of the electron beam. Electrons and backscattered electrons are detected, and detection signals are integrated for each focusing state. Then, the integrated values of the detection signals in each focusing state are compared, the focusing state when the maximum value is obtained is determined to be the focus position, and the excitation of the focusing lens is set in that state.

【0003】図1はこのような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EBは、集束レンズ2と対物レンズ3(最終
段集束レンズ)によって試料4上に細く集束される。ま
た、電子ビームEBは、偏向コイル5によって偏向さ
れ、試料4上の電子ビームの照射位置は走査される。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によって検出される。検出器6の
検出信号は、増幅器7によって増幅された後、ハイパス
フィルタ8と陰極線管9に供給される。
FIG. 1 shows an example of such a scanning electron microscope, and 1 is an electron gun. The electron beam EB generated from the electron gun 1 is finely focused on the sample 4 by the focusing lens 2 and the objective lens 3 (final stage focusing lens). Further, the electron beam EB is deflected by the deflection coil 5, and the irradiation position of the electron beam on the sample 4 is scanned. Secondary electrons generated by the irradiation of the sample 4 with the electron beam are detected by the secondary electron detector 6. The detection signal of the detector 6 is amplified by the amplifier 7 and then supplied to the high-pass filter 8 and the cathode ray tube 9.

【0004】ハイパスフィルタ8を通過した信号は、絶
対値回路10を経て積分器11に供給される。積分器1
1の積分結果は、AD変換器12を介してメモリー13
に供給される。メモリー13に記憶された信号は適宜制
御回路14に供給される。15は操作盤であり、操作盤
15は、制御回路14に指示信号を送る。制御回路14
は、対物レンズ3の駆動電源16と偏向コイル5の偏向
制御回路17を制御する。
The signal passed through the high pass filter 8 is supplied to the integrator 11 via the absolute value circuit 10. Integrator 1
The integration result of 1 is stored in the memory 13 via the AD converter 12.
Is supplied to. The signal stored in the memory 13 is appropriately supplied to the control circuit 14. Reference numeral 15 is an operation panel, and the operation panel 15 sends an instruction signal to the control circuit 14. Control circuit 14
Controls the driving power supply 16 for the objective lens 3 and the deflection control circuit 17 for the deflection coil 5.

【0005】なお、2次電子検出器6は光電子増倍管が
用いられており、この検出器6にはコントラスト調節器
18から光電子の増倍電圧が印加され、この電圧によっ
てコントラストが調整される。また、2次電子検出信号
を増幅する増幅器7は差動増幅器が用いられており、増
幅器7のマイナス端子にはブライトネス調節器19から
の電圧が供給されている。この結果、検出器6からの像
信号のオフセット分が最適にされ、ブライトネスの調節
が行われる。このような構成の動作は次の通りである。
A photomultiplier tube is used as the secondary electron detector 6, and a photoelectron multiplication voltage is applied from the contrast adjuster 18 to the detector 6, and the contrast is adjusted by this voltage. . A differential amplifier is used as the amplifier 7 that amplifies the secondary electron detection signal, and the voltage from the brightness adjuster 19 is supplied to the negative terminal of the amplifier 7. As a result, the offset amount of the image signal from the detector 6 is optimized, and the brightness is adjusted. The operation of such a configuration is as follows.

【0006】通常の2次電子像を観察する場合、操作盤
15からの指示信号に基づき、制御回路14は偏向制御
回路17を制御し、偏向制御回路17から所定の走査信
号が偏向コイル5に供給され、試料4上の任意の2次元
領域が電子ビームEBによってラスター走査される。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、検出器6によって検出される。その検出信号は、増
幅器7を介して偏向コイル5への走査信号と同期した陰
極線管9に供給され、陰極線管9には試料の任意の領域
の2次電子像が表示される。
When observing a normal secondary electron image, the control circuit 14 controls the deflection control circuit 17 based on an instruction signal from the operation panel 15, and the deflection control circuit 17 sends a predetermined scanning signal to the deflection coil 5. It is supplied, and an arbitrary two-dimensional area on the sample 4 is raster-scanned by the electron beam EB. Secondary electrons generated by irradiating the sample 4 with the electron beam are detected by the detector 6. The detection signal is supplied to the cathode ray tube 9 synchronized with the scanning signal to the deflection coil 5 through the amplifier 7, and the secondary electron image of an arbitrary region of the sample is displayed on the cathode ray tube 9.

【0007】この時、像のコントラスト、すなわち、像
信号の振幅の大きさは、2次電子検出器6にコントラス
ト調節器18から供給される高電圧を制御することによ
り調節することができる。また、像のブライトネスは、
ブライトネス調節器19から差動増幅器7のマイナス端
子に供給される電圧を変化させることによって、信号の
オフセット分を変化させることにより、最適な状態に調
節される。
At this time, the contrast of the image, that is, the magnitude of the amplitude of the image signal can be adjusted by controlling the high voltage supplied from the contrast adjuster 18 to the secondary electron detector 6. Also, the brightness of the image is
By changing the voltage supplied from the brightness adjuster 19 to the negative terminal of the differential amplifier 7, the offset amount of the signal is changed, whereby the optimum state is adjusted.

【0008】次に、通常の電子ビームの焦点合わせ動作
を行う場合について説明する。操作盤15を操作し、焦
点合わせモードの指示を行うと、制御回路14は、対物
レンズ3の駆動電源16と偏向コイル5の偏向制御回路
17とを制御する。この結果、駆動電源16は対物レン
ズ3にステップ状に変化する励磁電流を供給し、偏向制
御回路17はステップ状の励磁電流の変化の都度、試料
の所定領域の走査を行うための走査信号を偏向コイル5
に供給する。
Next, a case where a normal electron beam focusing operation is performed will be described. When the operation panel 15 is operated to instruct the focusing mode, the control circuit 14 controls the driving power supply 16 for the objective lens 3 and the deflection control circuit 17 for the deflection coil 5. As a result, the driving power supply 16 supplies the objective lens 3 with a stepwise exciting current, and the deflection control circuit 17 sends a scanning signal for scanning a predetermined region of the sample each time the stepwise exciting current changes. Deflection coil 5
Supply to.

【0009】各ステップ状の励磁電流によるフォーカス
の状態における検出器6によって検出された2次電子信
号は、増幅器7によって増幅された後、ハイパスフィル
タ8によって直流分が除去された後、絶対値回路10に
よって正の信号に変換させられる。絶対値回路10の出
力は、積分器11に供給され、対物レンズ3の各励磁ス
テップごとの1回の電子ビームの走査に基づく信号が積
分される。積分器11の積分値は、AD変換器12によ
ってディジタル信号に変換された後、メモリー13に供
給される。
The secondary electron signal detected by the detector 6 in the focus state by each step-like exciting current is amplified by the amplifier 7, the direct current component is removed by the high-pass filter 8, and then the absolute value circuit. It is converted by 10 into a positive signal. The output of the absolute value circuit 10 is supplied to the integrator 11, and the signal based on one scanning of the electron beam for each excitation step of the objective lens 3 is integrated. The integrated value of the integrator 11 is converted into a digital signal by the AD converter 12, and then supplied to the memory 13.

【0010】メモリー13においては、対物レンズ3の
各励磁ステップごとに積分器11の積分値を記憶する。
図2はこのときの記憶された積分値変化を示しており、
縦軸が積分値、横軸が対物レンズ3の励磁強度である。
制御回路14は、メモリー13に記憶された積分値の変
化曲線にスムージングを行った後、2次関数からなる曲
線でフィティングを行い、信号量積分値変化のピークの
時の対物レンズ3の励磁強度を検出する。制御回路14
は、駆動電源16を制御し、ピークの時の励磁強度に対
物レンズ3を設定し、このようにして焦点合わせ動作が
行われる。
The memory 13 stores the integrated value of the integrator 11 for each excitation step of the objective lens 3.
FIG. 2 shows the change in the stored integral value at this time.
The vertical axis represents the integrated value, and the horizontal axis represents the excitation intensity of the objective lens 3.
The control circuit 14 smooths the change curve of the integrated value stored in the memory 13 and then performs fitting with a curve made up of a quadratic function to excite the objective lens 3 at the peak of the change in the integrated value of the signal amount. Detect intensity. Control circuit 14
Controls the driving power supply 16 to set the objective lens 3 to the excitation intensity at the peak, and the focusing operation is performed in this way.

【0011】[0011]

【発明が解決しようとする課題】ところで、上記した焦
点合わせにおいては、自動焦点合わせ時の像信号系が陰
極線管による像の観察のための回路と共用である。その
ため、もし、像信号のコントラストやブライトネスの調
節が不適切であると、信号系が飽和してしまい、ハイパ
スフィルタ8の出力が零となり、その結果、積分器11
の積分結果も零となって、最大値検出が不可能となる。
By the way, in the above focusing, the image signal system at the time of automatic focusing is also used as a circuit for observing an image by the cathode ray tube. Therefore, if the contrast or brightness of the image signal is improperly adjusted, the signal system will be saturated and the output of the high-pass filter 8 will be zero. As a result, the integrator 11
The integration result of is also zero, and the maximum value cannot be detected.

【0012】このような現象は、電子ビームEBの加速
電圧を変化させた場合や、観察視野を変えた際、試料の
電子ビームの走査領域の構成元素が異なった場合などに
生じる。
Such a phenomenon occurs when the accelerating voltage of the electron beam EB is changed, when the observation visual field is changed, or when the constituent elements of the electron beam scanning region of the sample are different.

【0013】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、自動焦点合わせ時に、像信号系が
飽和することを防止し、正しい焦点合わせ動作を行うこ
とができる電子ビーム装置における焦点合わせ方法およ
び電子ビーム装置を実現するにある。
The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object thereof is to prevent an image signal system from being saturated during automatic focusing and to perform an accurate focusing operation. A method of focusing in an apparatus and an electron beam apparatus are realized.

【0014】[0014]

【課題を解決するための手段】請求項1の発明に基づく
電子ビーム装置における焦点合わせ方法は、電子ビーム
を試料上に集束するための集束レンズの強度をステップ
状に変化させ、その変化の都度、試料上の所定領域を電
子ビームによって走査し、この走査に伴って得られた信
号を積分し、集束レンズの各ステップ状の強度ごとの積
分値に基づき、最適集束レンズの強度を検出し、その強
度に集束レンズ強度の設定を行うようにした電子ビーム
装置における焦点合わせ方法において、走査に伴って得
られた信号の強度レベルが所定の範囲に入るように調整
し、その後前記焦点合わせ動作を実行するようにしたこ
とを特徴としている。
According to a first aspect of the present invention, there is provided a focusing method in an electron beam apparatus, wherein the intensity of a focusing lens for focusing an electron beam on a sample is changed stepwise, and each time the change is made, the intensity of the focusing lens is changed. , Scanning a predetermined region on the sample with an electron beam, integrating the signal obtained with this scanning, based on the integrated value for each stepwise intensity of the focusing lens, to detect the intensity of the optimum focusing lens, In the focusing method in the electron beam apparatus in which the focusing lens intensity is set to the intensity, the intensity level of the signal obtained by scanning is adjusted to fall within a predetermined range, and then the focusing operation is performed. The feature is that it is executed.

【0015】請求項2の発明に基づく電子ビーム装置
は、電子ビームを試料上に集束するための集束レンズ
と、電子ビームを試料上に集束するための集束レンズの
強度をステップ状に変化させる手段と、試料上の所定領
域を電子ビームによって走査するための走査手段と、試
料への電子ビームの照射によって得られた信号を検出す
る検出器と、検出器からの信号の強度レベルを調節する
調節器と、検出器からの信号の強度レベルを所定の2つ
のレベルと比較し、検出器からの信号の強度レベルが所
定の2つのレベル内に入るように調節器を制御する手段
と、検出器からの調節された信号を積算する積算手段
と、集束レンズの各ステップ状の強度変化ごとに積算さ
れた信号を比較し、最大積算強度が得られたときの強度
に集束レンズの強度を設定するための手段とを備えたこ
とを特徴としている。
In the electron beam apparatus according to the invention of claim 2, a focusing lens for focusing the electron beam on the sample and a means for changing the intensity of the focusing lens for focusing the electron beam on the sample in a stepwise manner. A scanning means for scanning a predetermined region on the sample with an electron beam, a detector for detecting a signal obtained by irradiating the sample with the electron beam, and an adjustment for adjusting the intensity level of the signal from the detector. A detector, a means for comparing the intensity level of the signal from the detector with the two predetermined levels, and a controller for controlling the intensity level of the signal from the detector to fall within the two predetermined levels; The integrated means for integrating the adjusted signal from the and the integrated signal for each step-like intensity change of the focusing lens are compared, and the intensity of the focusing lens is set to the intensity when the maximum integrated intensity is obtained. It is characterized in that a means for.

【0016】[0016]

【作用】請求項1の発明に基づく電子ビーム装置におけ
る焦点合わせ方法は、電子ビームの試料上の走査に伴っ
て得られた信号の強度レベルが所定の範囲に入るように
調整し、その後前記焦点合わせ動作を実行する。
According to the focusing method of the electron beam apparatus according to the present invention, the intensity level of the signal obtained by the scanning of the electron beam on the sample is adjusted so as to fall within a predetermined range, and then the focus is adjusted. Perform a matching operation.

【0017】請求項2の発明に基づく電子ビーム装置
は、自動焦点合わせを行うために、試料への電子ビーム
の照射によって得られた信号を検出する検出器からの信
号の強度レベルを調節する調節器と、検出器からの信号
の強度レベルを所定の2つのレベルと比較し、検出器か
らの信号の強度レベルが所定の2つのレベル内に入るよ
うに調節器を制御する手段とを備えた。
In the electron beam apparatus according to the second aspect of the present invention, in order to perform automatic focusing, the adjustment for adjusting the intensity level of the signal from the detector for detecting the signal obtained by irradiating the sample with the electron beam. And a means for comparing the intensity level of the signal from the detector with the two predetermined levels and controlling the regulator so that the intensity level of the signal from the detector falls within the two predetermined levels. .

【0018】[0018]

【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3は本発明の一実施例である走査電子顕
微鏡を示しており、図1の従来装置と同一ないしは類似
の構成要素には同一番号を付し、その詳細な説明は省略
する。この実施例では、自動焦点合わせモード時のコン
トラスト,ブライトネス制御器20が設けられている。
この制御器20には、2次電子検出器6で検出され、増
幅器7で増幅された信号がAD変換器21を介して供給
される。また、制御器20は、コントラスト調節器17
とブライトネス調節器18とを制御する。このような構
成の動作を次に説明する。
Embodiments of the present invention will be described below in detail with reference to the drawings. FIG. 3 shows a scanning electron microscope which is an embodiment of the present invention. The same or similar components as those of the conventional apparatus of FIG. 1 are designated by the same reference numerals, and detailed description thereof will be omitted. In this embodiment, a contrast / brightness controller 20 in the automatic focusing mode is provided.
The signal detected by the secondary electron detector 6 and amplified by the amplifier 7 is supplied to the controller 20 via the AD converter 21. The controller 20 also controls the contrast adjuster 17
And the brightness adjuster 18 are controlled. The operation of such a configuration will be described below.

【0019】通常の2次電子像を観察する場合、図1の
従来装置と同様に、操作盤15からの指示信号に基づ
き、制御回路14は偏向制御回路17を制御し、偏向制
御回路17から所定の走査信号が偏向コイル5に供給さ
れ、試料4上の任意の2次元領域が電子ビームEBによ
ってラスター走査される。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、検出器6によって検出さ
れる。その検出信号は、増幅器7を介して偏向コイル5
への走査信号と同期した陰極線管9に供給され、陰極線
管9には試料の任意の領域の2次電子像が表示される。
この時、像のコントラストは、コントラスト調節器18
によって調節され、また、像のブライトネスは、ブライ
トネス制御器19によって調節される。
When observing a normal secondary electron image, the control circuit 14 controls the deflection control circuit 17 based on the instruction signal from the operation panel 15, and the deflection control circuit 17 controls the same as in the conventional apparatus shown in FIG. A predetermined scanning signal is supplied to the deflection coil 5, and an arbitrary two-dimensional area on the sample 4 is raster-scanned by the electron beam EB. Secondary electrons generated by irradiating the sample 4 with the electron beam are detected by the detector 6. The detection signal is sent to the deflection coil 5 via the amplifier 7.
Is supplied to the cathode ray tube 9 synchronized with the scanning signal to the cathode ray tube 9, and the secondary electron image of an arbitrary region of the sample is displayed on the cathode ray tube 9.
At this time, the contrast of the image is adjusted by the contrast adjuster 18
And the brightness of the image is adjusted by the brightness controller 19.

【0020】次に、通常の電子ビームの焦点合わせ動作
を行う場合について説明する。操作盤15を操作し、焦
点合わせモードの指示を行うと、制御回路14は、対物
レンズ3の駆動電源16と偏向コイル5の偏向制御回路
17とを制御する。この結果、駆動電源16は対物レン
ズ3にステップ状に変化する励磁電流を供給し、偏向制
御回路17はステップ状の励磁電流の変化の都度、試料
の所定領域の走査を行うための走査信号を偏向コイル5
に供給する。
Next, a case where a normal electron beam focusing operation is performed will be described. When the operation panel 15 is operated to instruct the focusing mode, the control circuit 14 controls the driving power supply 16 for the objective lens 3 and the deflection control circuit 17 for the deflection coil 5. As a result, the driving power supply 16 supplies the objective lens 3 with a stepwise exciting current, and the deflection control circuit 17 sends a scanning signal for scanning a predetermined region of the sample each time the stepwise exciting current changes. Deflection coil 5
Supply to.

【0021】この時、操作盤15からコントラスト,ブ
ライトネス制御器20に焦点合わせ動作の指示信号が供
給され、制御器20はこの指示信号に基づいてコントラ
スト調節器18とブライトネス調節器19を制御する。
まず、制御器20の制御により、ブライトネス調節器1
9から差動増幅器7に供給される電圧が0Vとされる。
このことにより、2次電子検出器6の出力が飽和しない
限り、増幅器7の出力が飽和することはなくなる。
At this time, an instruction signal for the focusing operation is supplied from the operation panel 15 to the contrast / brightness controller 20, and the controller 20 controls the contrast adjuster 18 and the brightness adjuster 19 based on this instruction signal.
First, the brightness adjuster 1 is controlled by the controller 20.
The voltage supplied from 9 to the differential amplifier 7 is 0V.
As a result, the output of the amplifier 7 will not be saturated unless the output of the secondary electron detector 6 is saturated.

【0022】この増幅器7からの信号は、AD変換器2
1によってAD変換された後、コントラスト,ブライト
ネス制御器20に供給される。この制御器20では供給
された信号と2種のしきい値L1,L2との比較を行
う。例えば、信号Sが図4(a)に示すように、2種の
しきい値L1,L2の間であれば、正常な信号強度とし
て、従来装置と同様な焦点合わせ動作が行われる。
The signal from the amplifier 7 is supplied to the AD converter 2
After being AD-converted by 1, it is supplied to the contrast / brightness controller 20. The controller 20 compares the supplied signal with two types of threshold values L1 and L2. For example, if the signal S is between two types of threshold values L1 and L2 as shown in FIG. 4A, the focusing operation similar to that of the conventional apparatus is performed with normal signal strength.

【0023】すなわち、各ステップ状の励磁電流による
フォーカスの状態における検出器6によって検出された
2次電子信号は、増幅器7を通過し、ハイパスフィルタ
8によって直流分が除去された後、絶対値回路10によ
って正の信号に変換させられる。絶対値回路10の出力
は、積分器11に供給され、対物レンズ3の各励磁ステ
ップごとの1回の電子ビームの走査に基づく信号が積分
される。積分器11の積分値は、AD変換器12によっ
てディジタル信号に変換された後、メモリー13に供給
される。
That is, the secondary electron signal detected by the detector 6 in the focus state by the stepwise excitation current passes through the amplifier 7, the direct current component is removed by the high pass filter 8, and then the absolute value circuit. It is converted by 10 into a positive signal. The output of the absolute value circuit 10 is supplied to the integrator 11, and the signal based on one scanning of the electron beam for each excitation step of the objective lens 3 is integrated. The integrated value of the integrator 11 is converted into a digital signal by the AD converter 12, and then supplied to the memory 13.

【0024】メモリー13においては、対物レンズ3の
各励磁ステップごとに積分器11の積分値を記憶し、制
御回路14は、メモリー13に記憶された積分値の変化
曲線のピークの時の対物レンズ3の励磁強度を検出す
る。制御回路14は、駆動電源16を制御し、ピークの
時の励磁強度に対物レンズ3を設定する。
The memory 13 stores the integrated value of the integrator 11 for each excitation step of the objective lens 3, and the control circuit 14 controls the objective lens at the peak of the change curve of the integrated value stored in the memory 13. The excitation intensity of 3 is detected. The control circuit 14 controls the driving power supply 16 and sets the objective lens 3 to the excitation intensity at the peak.

【0025】次に、AD変換器21からコントラスト,
ブライトネス制御器20に供給された信号Sの強度が、
図4(b)に示すようにしきい値L1をこえていれば、
制御器20はコントラスト調節器18を制御し、この調
節器18から2次電子検出器6に供給される電圧出力を
小さくする。この結果、検出器6から得られた信号の強
度レベルは低くなるが、この信号を再びコントラスト,
ブライトネス制御器20に供給し、両しきい値L1,L
2と比較する。このような動作を繰り返し、検出器6か
らの信号がしきい値の間となった段階で焦点合わせ動作
を行う。
Next, the contrast from the AD converter 21
The intensity of the signal S supplied to the brightness controller 20 is
If the threshold value L1 is exceeded as shown in FIG.
The controller 20 controls the contrast adjuster 18 and reduces the voltage output supplied from the adjuster 18 to the secondary electron detector 6. As a result, the intensity level of the signal obtained from the detector 6 becomes low, but this signal is again contrasted,
It is supplied to the brightness controller 20 and both thresholds L1 and L
Compare with 2. By repeating such an operation, the focusing operation is performed when the signal from the detector 6 falls between the threshold values.

【0026】また、AD変換器21からコントラスト,
ブライトネス制御器20に供給された信号Sの強度が、
図4(c)に示すようにしきい値L2以下の場合、制御
器20はコントラスト調節器18を制御し、この調節器
18から2次電子検出器6に供給される電圧出力を大き
くする。この結果、検出器6から得られた信号の強度レ
ベルは高くなるが、この信号を再びコントラスト,ブラ
イトネス制御器20に供給し、両しきい値L1,L2と
比較する。このような動作を繰り返し、検出器6からの
信号が両しきい値の間となった段階で焦点合わせ動作を
行う。
Further, the contrast from the AD converter 21
The intensity of the signal S supplied to the brightness controller 20 is
As shown in FIG. 4C, when the threshold value is L2 or less, the controller 20 controls the contrast adjuster 18 to increase the voltage output supplied from the adjuster 18 to the secondary electron detector 6. As a result, the intensity level of the signal obtained from the detector 6 increases, but this signal is supplied again to the contrast / brightness controller 20 and compared with both threshold values L1 and L2. By repeating such operations, the focusing operation is performed when the signal from the detector 6 falls between the two threshold values.

【0027】このように、検出器6からの検出信号レベ
ルを監視し、検出信号レベルを自動焦点合わせにとって
適切なレベルとする動作を、焦点合わせ動作に先だって
行うことにより、常にハイパスフィルタの入力信号は飽
和せず、正しく信号の積分を実行することができる。な
お、上記した検出信号としきい値との比較は、画面の1
フレーム分の信号サンプル値の平均、または、信号の最
大値や最小値などで行う。
In this way, the detection signal level from the detector 6 is monitored, and the operation for adjusting the detection signal level to an appropriate level for automatic focusing is performed prior to the focusing operation. Does not saturate and can properly perform signal integration. It should be noted that the comparison between the detection signal and the threshold value described above is made on the screen 1
It is performed by averaging the signal sample values for the frames, or using the maximum and minimum values of the signal.

【0028】また、焦点合わせ動作が終了し、操作盤1
5によって像観察モードを指示した場合、制御器20は
コントラスト調節器18とブライトネス調節器19を制
御し、両調節器からそれぞれ、自動焦点合わせ動作前の
電圧信号を光電子増倍管を含む2次電子検出器6と差動
増幅器7とに供給する。
When the focusing operation is completed, the operation panel 1
When the image observation mode is designated by 5, the controller 20 controls the contrast adjuster 18 and the brightness adjuster 19, and the voltage signals before the automatic focusing operation are respectively supplied to the secondary adjuster including the photomultiplier tube from each of the adjusters. It supplies to the electronic detector 6 and the differential amplifier 7.

【0029】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、焦点合わ
せ動作時に、像信号の強度レベルを調節するため、2次
電子検出器に印加する電圧を変化させたが、この構成に
限らず、例えば、信号の増幅系の増幅率を変えるように
しても良い。
Although one embodiment of the present invention has been described in detail above, the present invention is not limited to this embodiment. For example, although secondary electrons are detected, reflected electrons may be detected. Further, the voltage applied to the secondary electron detector is changed in order to adjust the intensity level of the image signal during the focusing operation, but the present invention is not limited to this configuration, and for example, the amplification factor of the signal amplification system may be changed. You can

【0030】[0030]

【発明の効果】以上説明したように、本発明では、電子
ビームの試料上の走査に伴って得られた信号の強度レベ
ルが所定の範囲に入るように調整し、その後前記焦点合
わせ動作を実行するようにした。その結果、電子ビーム
EBの加速電圧を変化させた場合や、観察視野を変えた
際、試料の電子ビームの走査領域の構成元素が異なった
場合など、信号系が飽和してしまい、最大値検出が不可
能となるような現象は防止される。
As described above, according to the present invention, the intensity level of the signal obtained by scanning the electron beam on the sample is adjusted so as to be within a predetermined range, and then the focusing operation is executed. I decided to do it. As a result, when the accelerating voltage of the electron beam EB is changed, when the observation field of view is changed, or when the constituent elements of the scanning region of the electron beam of the sample are different, the signal system is saturated and the maximum value is detected. The phenomenon that makes it impossible is prevented.

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

【図1】従来の自動焦点合わせ機能を有した走査電子顕
微鏡を示す図である。
FIG. 1 is a diagram showing a conventional scanning electron microscope having an automatic focusing function.

【図2】対物レンズの励磁強度と積分値との関係を示す
図である。
FIG. 2 is a diagram showing a relationship between an excitation intensity of an objective lens and an integrated value.

【図3】本発明に基づく走査電子顕微鏡の一実施例を示
す図である。
FIG. 3 is a diagram showing an embodiment of a scanning electron microscope according to the present invention.

【図4】2種のしきい値と信号レベルを示す図である。FIG. 4 is a diagram showing two types of threshold values and signal levels.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 電子銃 2 集束レンズ 3 対物レンズ 4 試料 5 偏向コイル 6 検出器 7 増幅器 9 陰極線管 12 AD変換器 14 制御回路 15 操作盤 16 駆動電源 17 駆動電源 18 コントラスト調節器 19 ブライトネス調節器 20 コントラスト,ブライトネス制御器 21 AD変換器 1 electron gun 2 focusing lens 3 objective lens 4 sample 5 deflection coil 6 detector 7 amplifier 9 cathode ray tube 12 AD converter 14 control circuit 15 operation panel 16 drive power supply 17 drive power supply 18 contrast adjuster 19 brightness adjuster 20 contrast and brightness Controller 21 AD converter

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 電子ビームを試料上に集束するための集
束レンズの強度をステップ状に変化させ、その変化の都
度、試料上の所定領域を電子ビームによって走査し、こ
の走査に伴って得られた信号を積分し、集束レンズの各
ステップ状の強度ごとの積分値に基づき、最適集束レン
ズの強度を検出し、その強度に集束レンズ強度の設定を
行うようにした電子ビーム装置における焦点合わせ方法
において、走査に伴って得られた信号の強度レベルが所
定の範囲に入るように調整し、その後前記焦点合わせ動
作を実行するようにしたことを特徴とする電子ビーム装
置における焦点合わせ方法。
1. The intensity of a focusing lens for focusing an electron beam on a sample is changed stepwise, and a predetermined region on the sample is scanned by the electron beam each time the intensity is changed. Focusing method in an electron beam device in which the optimum focusing lens strength is detected based on the integrated value for each stepped strength of the focusing lens and the focusing lens strength is set to that strength. 2. A focusing method in an electron beam apparatus, comprising: adjusting the intensity level of a signal obtained by scanning within a predetermined range, and then performing the focusing operation.
【請求項2】 電子ビームを試料上に集束するための集
束レンズと、電子ビームを試料上に集束するための集束
レンズの強度をステップ状に変化させる手段と、試料上
の所定領域を電子ビームによって走査するための走査手
段と、試料への電子ビームの照射によって得られた信号
を検出する検出器と、検出器からの信号の強度レベルを
調節する調節器と、検出器からの信号の強度レベルを所
定の2つのレベルと比較し、検出器からの信号の強度レ
ベルが所定の2つのレベル内に入るように調節器を制御
する手段と、検出器からの調節された信号を積算する積
算手段と、集束レンズの各ステップ状の強度変化ごとに
積算された信号を比較し、最大積算強度が得られたとき
の強度に集束レンズの強度を設定するための手段とを備
えた電子ビーム装置。
2. A focusing lens for focusing the electron beam on the sample, a means for changing the intensity of the focusing lens for focusing the electron beam on the sample stepwise, and an electron beam for a predetermined region on the sample. Scanning means for scanning, a detector for detecting the signal obtained by irradiating the sample with the electron beam, a controller for adjusting the intensity level of the signal from the detector, and an intensity of the signal from the detector Means for comparing the level with two predetermined levels, controlling the regulator so that the intensity level of the signal from the detector falls within the two predetermined levels, and integrating for integrating the regulated signal from the detector Means for comparing the signals integrated for each step-like intensity change of the focusing lens, and means for setting the intensity of the focusing lens to the intensity when the maximum integrated intensity is obtained. .
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2012009289A (en) * 2010-06-25 2012-01-12 Hitachi High-Technologies Corp Method for adjustment of contrast and brightness and charged particle beam apparatus
KR101504625B1 (en) * 2014-01-02 2015-03-20 한국수력원자력 주식회사 Coolling system for spent fuel pool

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