特許 7189365 荷電粒子顕微鏡装置およびその視野調整方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2022-12-05

(45)【発行日】2022-12-13

(54)【発明の名称】荷電粒子顕微鏡装置およびその視野調整方法

(51)【国際特許分類】

   H01J 37/22 20060101AFI20221206BHJP

   H01J 37/28 20060101ALI20221206BHJP

【ＦＩ】

H01J37/22 502H

H01J37/28 B

【請求項の数】 15

(21)【出願番号】P 2021546166

(86)(22)【出願日】2019-09-20

(86)【国際出願番号】 JP2019037086

(87)【国際公開番号】W WO2021053826

(87)【国際公開日】2021-03-25

【審査請求日】2022-03-08

(73)【特許権者】

【識別番号】501387839

【氏名又は名称】株式会社日立ハイテク

(74)【代理人】

【識別番号】110000350

【氏名又は名称】ポレール弁理士法人

(72)【発明者】

【氏名】小林 光俊

(72)【発明者】

【氏名】宮本 敦

(72)【発明者】

【氏名】星野 吉延

【審査官】右▲高▼ 孝幸

(56)【参考文献】

【文献】特開平５－２９０７８７（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１６－４７８５（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｈ０１Ｊ ３７／２２

Ｈ０１Ｊ ３７／２８

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

荷電粒子顕微鏡を用いて、
試料の参照データを設定する参照データ設定ステップと、
前記参照データに複数の関心領域を設定する関心領域設定ステップと、
前記複数の関心領域毎に、疎なサンプリング座標群を設定するサンプリング座標設定ステップと、
前記サンプリング座標群に基づいて前記試料に荷電粒子を照射して対応する画素値群を得るサンプリング座標撮像ステップと、
前記画素値群から前記複数の関心領域に対応する複数の再構成画像を生成する再構成画像生成ステップと、
前記複数の再構成画像から、前記複数の関心領域の対応関係を推定する対応関係推定ステップと、
前記対応関係に基づいて前記複数の関心領域を調整する関心領域調整ステップを含み、
前記サンプリング座標設定ステップでは、前記参照データに基づいて前記サンプリング座標群を設定する
ことを特徴とする荷電粒子顕微鏡装置における視野調整方法。

【請求項2】

請求項１記載の視野調整方法であって、
前記参照データ設定ステップにおいて前記参照データとして、
前記荷電粒子顕微鏡装置で取得した前記試料の画像、
前記荷電粒子顕微鏡装置で取得した前記試料の疎なサンプリングデータに基づいて再構成した画像、
前記試料の設計データ、
前記荷電粒子顕微鏡装置とは異なる装置で取得した前記試料の画像、
のうち少なくとも一つを設定する
ことを特徴とする荷電粒子顕微鏡装置における視野調整方法。

【請求項3】

請求項１記載の視野調整方法であって、
前記対応関係推定ステップでは、前記対応関係の推定可否を求め、
前記サンプリング座標撮像ステップでは、前記推定可否に基づいてフレーム加算数を制御する
ことを特徴とする荷電粒子顕微鏡装置における視野調整方法。

【請求項4】

請求項１記載の視野調整方法であって、
前記複数の関心領域の中に、サンプリング数が互いに異なる関心領域の組、が少なくとも一つ以上含まれる
ことを特徴とする荷電粒子顕微鏡装置における視野調整方法。

【請求項5】

請求項１記載の視野調整方法であって、
前記複数の関心領域を、｛ｒｉ｝（ただし、ｉ＝１～Ｍ、Ｍ：関心領域数）、と表記し、
関心領域｛ｒｉ｝のｊ回目（ただしｊ＝１～Ｆ、Ｆ：フレーム加算数）のフレームに対応する、前記サンプリング座標群を、｛ｓｉ，ｊ，ｋ｝（ただし、ｋ＝１～Ｎｊ、Ｎｊ：フレーム毎のサンプリング数）、と表記した時、
前記参照データの第一の関心領域｛ｒ１｝とその他の関心領域｛ｒｉ｝（ｉ≠１）との変換行列｛Ｔｉ｝（ｉ＝２～Ｍ）に基づいて前記サンプリング座標群｛ｓｉ，ｊ，ｋ｝を設定する
ことを特徴とする荷電粒子顕微鏡装置における視野調整方法。

【請求項6】

請求項１記載の視野調整方法であって、
前記複数の関心領域を、｛ｒｉ｝（ただし、ｉ＝１～Ｍ、Ｍ：関心領域数）、と表記し、
関心領域｛ｒｉ｝のｊ回目（ただしｊ＝１～Ｆ、Ｆ：フレーム加算数）のフレームに対応する、前記サンプリング座標群を、｛ｓｉ，ｊ，ｋ｝（ただし、ｋ＝１～Ｎｊ、Ｎｊ：フレーム毎のサンプリング数）、と表記し、
関心領域｛ｒｉ｝のｊ回目のフレームに対応する、前記画素値群を、｛ｙｉ，ｊ，ｋ｝、と表記し、
関心領域｛ｒｉ｝に対応する、前記再構成画像を、｛Ｙｉ｝、と表記した時、
前記サンプリング座標群｛ｓｉ，ｊ，ｋ｝を前記参照データと前記再構成画像｛Ｙｉ｝の少なくとも一つと合わせて表示する
ことを特徴とする荷電粒子顕微鏡装置における視野調整方法。

【請求項7】

荷電粒子顕微鏡装置であって、
試料の参照データを設定する参照データ設定部と、
前記参照データに複数の関心領域を設定する関心領域設定部と、
前記複数の関心領域毎に、疎なサンプリング座標群を設定するサンプリング座標設定部と、
前記サンプリング座標群に基づいて前記試料に荷電粒子を照射して対応する画素値群を得るサンプリング座標撮像部と、
前記画素値群から前記複数の関心領域の再構成画像をそれぞれ生成する再構成画像生成部と、
前記再構成画像から前記複数の関心領域の対応関係を推定する対応関係推定部と、
前記対応関係に基づいて前記複数の関心領域を調整する関心領域調整部を含み、
前記サンプリング座標設定部において前記参照データに基づいて前記サンプリング座標群を設定する
ことを特徴とする荷電粒子顕微鏡装置。

【請求項8】

請求項７記載の荷電粒子顕微鏡装置であって、
前記参照データ設定部において前記参照データとして、前記荷電粒子顕微鏡装置で取得した前記試料の画像、前記荷電粒子顕微鏡装置で取得した前記試料の疎なサンプリングデータに基づいて再構成した画像、前記試料の設計データ、前記荷電粒子顕微鏡装置とは異なる装置で取得した前記試料の画像のうち少なくとも一つを設定する
ことを特徴とする荷電粒子顕微鏡装置。

【請求項9】

請求項７記載の荷電粒子顕微鏡装置であって、
前記対応関係推定部において前記対応関係の推定可否を求め、前記サンプリング座標撮像部では、前記推定可否に基づいてフレーム加算数を制御する
ことを特徴とする荷電粒子顕微鏡装置。

【請求項10】

請求項７記載の荷電粒子顕微鏡装置であって、
前記複数の関心領域の中に、サンプリング数が互いに異なる関心領域の組、が少なくとも一つ以上含まれる
ことを特徴とする荷電粒子顕微鏡装置。

【請求項11】

請求項７記載の荷電粒子顕微鏡装置であって、
前記複数の関心領域を、｛ｒｉ｝（ただし、ｉ＝１～Ｍ、Ｍ：関心領域数）、と表記し、
関心領域｛ｒｉ｝のｊ回目（ただしｊ＝１～Ｆ、Ｆ：フレーム加算数）のフレームに対応する、前記サンプリング座標群を、｛ｓｉ，ｊ，ｋ｝（ただし、ｋ＝１～Ｎｊ、Ｎｊ：フレーム毎のサンプリング数）、と表記した時、
前記サンプリング座標設定部は、前記参照データの第一の関心領域｛ｒ１｝とその他の関心領域｛ｒｉ｝（ｉ≠１）との変換行列｛Ｔｉ｝（ｉ＝２～Ｍ）に基づいて前記サンプリング座標群｛ｓｉ，ｊ，ｋ｝を設定する
ことを特徴とする荷電粒子顕微鏡装置。

【請求項12】

請求項７記載の荷電粒子顕微鏡装置であって、
前記複数の関心領域を、｛ｒｉ｝（ただし、ｉ＝１～Ｍ、Ｍ：関心領域数）、と表記し、
関心領域｛ｒｉ｝のｊ回目（ただしｊ＝１～Ｆ、Ｆ：フレーム加算数）のフレームに対応する、前記サンプリング座標群を、｛ｓｉ，ｊ，ｋ｝（ただし、ｋ＝１～Ｎｊ、Ｎｊ：フレーム毎のサンプリング数）、と表記し、
関心領域｛ｒｉ｝のｊ回目のフレームに対応する、前記画素値群を、｛ｙｉ，ｊ，ｋ｝、と表記し、
関心領域｛ｒｉ｝に対応する、前記再構成画像を、｛Ｙｉ｝、と表記した時、
前記サンプリング座標群｛ｓｉ，ｊ，ｋ｝を前記参照データと前記再構成画像｛Ｙｉ｝の少なくとも一つと合わせて表示する表示部を更に有する
ことを特徴とする荷電粒子顕微鏡装置。

【請求項13】

荷電粒子顕微鏡装置であって、
関心領域を設定する関心領域設定部と、
前記関心領域内にｊ回目のフレームの疎なサンプリング座標群｛ｓｊ，ｋ｝（ｊ＝１～Ｆ、Ｆ：フレーム加算数、ｋ＝１～Ｎｊ、Ｎｊ：フレーム毎のサンプリング数）を設定するサンプリング座標設定部と、
前記サンプリング座標群｛ｓｊ，ｋ｝に基づいて試料に荷電粒子を照射して対応する画素値群｛ｐｊ，ｋ｝を得るサンプリング座標撮像部と、
１回目とｊ回目の撮像タイミング間における撮像位置のドリフト量群｛δｊ｝（ｊ＝２～Ｆ）を求めるドリフト量推定部と、
前記ドリフト量群｛δｊ｝を用いて前記サンプリング座標群｛ｓｊ，ｋ｝間のドリフト量を補正して補正後のサンプリング座標群｛Ｑ（ｓｊ，ｋ）｝を求めるドリフト量補正部と、
前記補正後のサンプリング座標群｛Ｑ（ｓｊ，ｋ）｝と画素値群｛ｐｊ，ｋ｝に基づいて前記関心領域の再構成画像を生成する再構成画像生成部を含み、
前記ドリフト量推定部は
前記サンプリング座標群｛ｓｊ，ｋ｝を少なくとも一つマージしてマージサンプリング座標群｛Ｃｖ｝（Ｃｖ⊂｛ｓｊ，ｋ｝、ｖ＝１～Ｎｖ、Ｎｖ：マージサンプリング座標群数、２≦Ｎｖ≦Ｆ）を生成する手段と、
任意のｖについてそれぞれ前記マージサンプリング座標群｛Ｃｖ｝からマージドリフト量群｛Δｖ｝を求める手段と、
前記マージドリフト量群｛Δｖ｝に基づいて前記ドリフト量群｛δｊ｝を算出する手段を含む
ことを特徴とする荷電粒子顕微鏡装置。

【請求項14】

請求項１３記載の荷電粒子顕微鏡装置であって、
前記マージサンプリング座標群｛Ｃｖ｝の少なくとも一つから再構成画像を生成し、前記再構成画像に基づいて前記マージドリフト量群｛Δｖ｝を算出する
ことを特徴とする荷電粒子顕微鏡装置。

【請求項15】

荷電粒子顕微鏡装置であって、
荷電粒子ビームを発生する荷電粒子銃と、
試料を載置するステージと、
処理サブシステムと、
を有し、
前記処理サブシステムは：
（１）参照データに複数の関心領域を設定し、
（２）前記複数の関心領域の各々について：
（２Ａ）前記参照データに基づいた疎なサンプリング座標群を設定し、
（２Ｂ）前記サンプリング座標群に基づいて、前記試料に荷電粒子ビームを照射して対応する画素値群を取得し、
（２Ｃ）前記画素値群から複数の再構成画像を生成し、
（３）前記複数の再構成画像から、前記複数の関心領域の対応関係を推定し、
（４）前記対応関係に基づいて前記複数の関心領域を調整する、
荷電粒子顕微鏡装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、荷電粒子顕微鏡装置およびその視野調整方法に関する。

【背景技術】

【0002】

荷電粒子顕微鏡の撮像方法には、試料に与えるダメージを抑えるため、特許第６１９２６８２号公報（特許文献１）に記載の技術がある。特許文献１には、「本発明によると、組{Sn}の濃度Ｎ（サイズ）は、選択の問題であり、かつ、様々な因子－たとえば所望の累積測定時間及び/又は撮像の明確さ、試料の壊れやすさ等－に従って選択されて良い。」という記載がある。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】特許第６１９２６８２号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

本発明は、本撮像の視野調整のために行う予備撮像を対象とする。特許文献１の方法では、予備撮像で試料を全サンプリングする場合に比べて、視野調整の精度を維持しつつ観察対象に与えるダメージを抑えることができる。しかし、一度選択した濃度Ｎを調整しないため、必要最小限の濃度を設定することが困難という課題がある。

【0005】

そこで、本発明では、視野調整の精度を維持しつつ試料に与えるダメージを最小限にすることができる技術を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0006】

上記課題を解決するために、代表的な本発明の荷電粒子顕微鏡装置およびその視野調整方法の一つは、試料の参照データを設定し、前記参照データに複数の関心領域を設定し、前記複数の関心領域毎に、疎なサンプリング座標群を設定し、前記サンプリング座標群に基づいて前記試料に荷電粒子を照射して対応する画素値群を得て、前記画素値群から前記複数の関心領域に対応する複数の再構成画像を生成し、前記複数の再構成画像から、前記複数の関心領域の対応関係を推定し、前記対応関係に基づいて前記複数の関心領域を調整する。ここで、サンプリング座標群の設定は、前記参照データに基づいて行う。その他の本発明の観点は発明を実施するための形態で明らかにする。

【発明の効果】

【0007】

本発明によれば、視野調整の精度を維持しつつ試料に与えるダメージを最小限にすることができる。

【図面の簡単な説明】

【0008】

【図1A】本発明の一実施形態である走査型電子顕微鏡装置の概略構成の一例を示したブロック図である。

【図1B】本発明の一実施形態である走査型電子顕微鏡装置の概略構成のうち画像処理部の構成を示すブロック図である。

【図2】図３の説明に用いる試料の低倍率画像、関心領域毎に設定する疎なサンプリング座標群および関心領域の再構成画像に関する一例を示した図である。

【図3】実施例１に係る視野調整処理の一例を示したフロー図である。

【図4】疎なサンプリング座標群を低倍率画像上または再構成画像上に示すＧＵＩの画面例である。

【図5】図６の説明に用いる試料の低倍率画像および関心領域毎に設定する疎なサンプリング座標群に関する一例を示した図である。

【図6】実施例１に係るステップＳ３０３で関心領域毎の疎なサンプリング数を異ならせて設定する例を示したフロー図である。

【図7】図８の説明に用いる試料の低倍率画像および関心領域毎に設定する疎なサンプリング座標群に関する一例を示した図である。

【図8】実施例１に係るステップＳ３０３で代表関心領域と同じ位置関係のサンプリング座標群をその他の関心領域に設定する例を示したフロー図である。

【図9】実施例２の説明に用いる疎なサンプリング座標群、マージサンプリング座標群およびそれらの再構成画像に関する一例を示した図である。

【図10】実施例２に係る視野調整処理の一例を示したフロー図である。

【図11】実施例２に係るステップＳ１００５～ステップＳ１００７でマージサンプリング座標群から再構成画像を生成しドリフト量を算出する一例を示したフロー図である。

【発明を実施するための形態】

【0009】

本発明は、視野調整の精度を維持しつつ試料に与えるダメージを最小限にすることができる技術を提供するもので、荷電粒子顕微鏡装置およびその視野調整方法の一つは、試料の参照データを設定し、この参照データに複数の関心領域を設定し、この複数の関心領域毎に、疎なサンプリング座標群を設定し、この設定したサンプリング座標群に基づいて試料に荷電粒子を照射して対応する画素値群を得て、得た画素値群から複数の関心領域に対応する複数の再構成画像を生成し、生成した複数の再構成画像から、複数の関心領域の対応関係を推定し、推定した対応関係に基づいて複数の関心領域を調整することを含み、サンプリング座標群の設定は、前記参照データに基づいて行うものである。

【0010】

以下、本発明の各実施例について図面を用いて説明する。

【実施例1】

【0011】

図１Ａは、本発明の一実施形態である走査型電子顕微鏡装置１００の概略構成の一例を示した図である。走査型電子顕微鏡装置１００は、例えば、走査型電子顕微鏡１０１、入出力部１２１、制御部１２２、処理部１２３、記憶部１２４、画像処理部１２５等を備える。走査型電子顕微鏡１０１では、電子銃１０２から電子ビーム１０３を発生し、前記電子ビーム１０３をコンデンサレンズ１０４や対物レンズ１０５に通すことにより試料１０６の表面に集束する。

【0012】

なお、入出力部１２１、制御部１２２、処理部１２３、記憶部１２４、画像処理部１２５、の少なくとも一部は、プロセッサとメモリと記憶装置を有する１以上の計算機（以後、処理サブシステムと呼ぶ）により実現してもよい、なお、処理サブシステムは、ＧＰＵ、ＦＰＧＡ、ＬＳＩ、電子回路といったハードウェアを含んでもよく、表示装置（例えば液晶ディスプレイ）を有してもよい。

【0013】

次に、試料１０６から発生する粒子を検出器１０８で検出することにより、画像を取得する。画像は、記憶部１２４に保存される。検出器１０８は複数個備わっていても良く、さらに、電子を検出する検出器と電磁波を検出する検出器のように異なる粒子を検出する検出器であったり、エネルギーやスピン方向が特定の範囲内にある粒子のみを検出する検出器であったり、２次荷電粒子検出器と後方散乱荷電粒子検出器のように異なる性質の粒子を検出する検出器であっても良い。同じ性質の粒子を検出する検出器が異なる配置位置に複数備わっていても良い。

【0014】

検出器が複数個備わっている場合には、通常１回の撮像で、画像を複数枚取得することができる。試料１０６はステージ１０７に載置又は接しており、ステージ１０７を移動することにより、試料の任意の位置における画像の取得が可能である。また、ビーム偏向器１０９で電子ビーム１０３の向きを２次元的に変えることにより、電子ビームで試料上をスキャンすることができる。

【0015】

入出力部１２１では、画像撮像位置や撮像条件の入力、画像の出力などを行う。制御部１２２では、撮像装置の制御として、電子銃１０２等に印加する電圧や、コンデンサレンズ１０４および対物レンズ１０５の焦点位置、ステージ１０７の位置、ビーム偏向器１０９の偏向度合い等を制御する。これらを制御することで、電子ビームで試料上を疎にサンプリングする。

【0016】

また、制御部１２２は、入出力部１２１、処理部１２３、記憶部１２４、画像処理部１２５の制御も行う。処理部１２３では、各種の処理、例えば、参照データを設定する処理、ランダムなサンプリング座標を設定するための乱数を生成する処理、電子ビーム１０３の焦点を試料１０６の表面に合わせるために必要な自動焦点合わせに関する処理などを行う。記憶部１２４では、参照データ、関心領域情報、疎なサンプリング座標群、再構成画像、関心領域を調整する変換行列、各種処理パラメータ等を保存する。画像処理部１２５では、取得したデータに対する画像処理を行う。

【0017】

画像処理部１２５は、図１Ｂに示すように、参照データ設定部１３０、関心領域設定部１３１、サンプリング座標設定部１３２、再構成画像生成部１３３、関心領域対応関係推定部１３４、関心領域調整部１３５を備えている。

【0018】

関心領域設定部１３１では、参照データに複数の関心領域を設定する。サンプリング座標設定部１３２では、関心領域毎に疎なサンプリング座標群を設定する。再構成画像生成部１３３では、関心領域の疎なサンプリング座標群に荷電粒子を照射して得られた疎な画素値群から全サンプリングした撮像画像に近い画像を再構成する。

【0019】

関心領域対応関係推定部１３４では、再構成画像から関心領域間の対応関係を推定する。関心領域調整部１３５では、推定した対応関係に基づいて関心領域設定部１３１で設定した関心領域を調整する。

【0020】

本実施例に係る荷電粒子顕微鏡装置の視野調整方法について、図２乃至４を用いて説明する。図２は、図３のフロー図の説明に用いる試料の低倍率画像２０１、関心領域２０５～２０７毎に設定する疎なサンプリング座標群２２１～２２３および関心領域の再構成画像２３２～２３４に関する一例を示した図で、内部処理における画像のイメージ図である。一方、図４は、疎なサンプリング座標群を低倍率画像上または再構成画像上に示すＧＵＩの画面例である。

【0021】

図２には、低倍率画像の欄２１、サンプリング座標群の欄２２、再構成画像の欄２３を示す。図２において、低倍率画像の欄２１に示した参照データは低倍率画像２０１であり、試料２０２～２０４が撮像されている。試料２０２～２０４には、それぞれ関心領域２０５～２０７および局所関心領域２０８～２１０を設定する。

【0022】

関心領域２０５～２０７には、サンプリング座標群の欄２２に示した、それぞれ疎なサンプリング座標群２２１～２２３を設定する。例えば、疎なサンプリング座標群２２１～２２３を８フレームに分割して設定する。疎なサンプリング座標群の分布範囲２２４～２２６は、各フレームで疎なサンプリング座標を設定する範囲を表す。各フレームの分布範囲２２４～２２６における疎なサンプリング座標の位置はランダムであるが、疎なサンプリング座標の数は同じになるように設定する。

【0023】

再構成画像の欄２３に示した画像２３１は、関心領域２０５を全サンプリングして撮像した中倍率画像である。再構成画像２３２は、関心領域２０５の疎なサンプリング座標群２２１から得られた疎な画素群に基づいて再構成した画像である。疎な画素群から再構成することで信号情報の劣化やアーチファクトが発生するため、一般的に再構成画像２３２は関心領域２０５を全サンプリングして撮像した画像２３１に比べて画質が低下する。

【0024】

再構成画像２３３は、関心領域２０６の疎なサンプリング座標群２２２の２フレーム分から得られた疎な画素群に基づいて再構成した中倍率画像である。再構成に用いる疎な画素群が少ないため、再構成画像２３３は再構成画像２３２に比べて信号情報を復元できない。

【0025】

再構成画像２３４は、関心領域２０６の疎なサンプリング座標群２２２の６フレーム分から得られた疎な画素群に基づいて再構成した中倍率画像である。再構成に用いる疎な画素群が比較的に多いため、再構成画像２３４は再構成画像２３３に比べて信号情報を復元できる。

【0026】

関心領域２３５および局所関心領域２３６は、再構成画像２３２と再構成画像２３４から推定した関心領域の対応関係に基づいて調整した関心領域２０６および局所関心領域２０９である。

【0027】

ステージドリフトなどが無い理想の撮像条件では関心領域２０６のように設定すれば、試料の一部の模様は再構成画像２３２と同じ位置関係で再構成画像２３４に現れるため、関心領域２０６の視野調整をする必要がない。しかし、実際の撮像時にはステージドリフトなどが発生し関心領域がずれるため、中倍率画像で関心領域を調整する必要がある。

【0028】

図３は、実施例１に係る視野調整処理の一例を示したフロー図である。ここで、説明のために図２に示した画像の図を用いる。なお、撮像条件や以下の処理で用いるユーザが入力または教示する情報はパラメータ情報として予め設定されて、記憶部１２４に記憶されているものとする。

【0029】

ステップＳ３０１では、荷電粒子顕微鏡を用いて低倍率で試料を撮像した画像を参照データに設定する。これは低倍率画像２０１を参照データに設定することに相当する。なお、参照データとして低倍率画像２０１の領域内に設定した疎なサンプリング座標群から得られた疎な画素群に基づいて再構成した画像を用いてもよい。また、個々のデータとステージ座標に対応を持たせれば、参照データとして光学顕微鏡で撮像した画像を用いてもよいし、ＣＡＤ（Ｃｏｍｐｕｔｅｒ－Ａｉｄｅｄ Ｄｅｓｉｇｎ）などによる試料の設計データを用いてもよい。

【0030】

ステップＳ３０２では、低倍率画像に複数の関心領域｛ｒｉ｝（ｉ＝１～Ｍ、Ｍ：関心領域数）を設定する。これは、低倍率画像２０１に関心領域２０５～２０７を設定することに相当する。関心領域を設定する方法としては、関心領域のテンプレート画像を作成しておいてテンプレートマッチングにより関心領域を設定してもよいし、各試料の対応する一辺など参照データ上にユーザが教示しておいた情報に基づいて幾何的に関心領域を設定してもよい。

【0031】

ステップＳ３０３では、参照データに基づいて関心領域｛ｒｉ｝毎にｊ回目の疎なサンプリング座標群｛ｓｉ，ｊ，ｋ｝（ｉ＝１～Ｍ、ｊ＝１～Ｆ、Ｆ：フレーム加算数、ｋ＝１～Ｎｊ、Ｎｊ：フレーム毎のサンプリング数）を設定する。これは、関心領域２０５～２０７にそれぞれ疎なサンプリング座標群の分布範囲２２４～２２６を持たせて疎なサンプリング座標群２２１～２２３を設定することに相当する。

【0032】

疎なサンプリング座標群の分布範囲を設定する方法としては、画像解析に基づいて視野調整に有意な信号がある範囲を抽出して設定してもよいし、参照データ上にユーザが教示しておいた情報に基づいて設定してもよい。

【0033】

なお、フレーム加算数は、ユーザ入力に基づいて設定してよい。また、関心領域毎に疎なサンプリング座標群の分布範囲は異なっていてもよく、分布の数は複数であってもよい。さらに、疎なサンプリング座標の総数やフレーム加算数および各フレームに割り当てるサンプリング座標の数は異なっていてもよい。ステップＳ３０３の具体的な例については図５～図８を用いて後述する。

【0034】

ステップＳ３０４では、代表関心領域とする関心領域の全てのサンプリング座標群｛ｓ１，ｊ，ｋ｝に荷電粒子を照射して対応する疎な画素値群｛ｙ１，ｊ，ｋ｝を得る。これは、代表関心領域を関心領域２０５とすることに相当する。

【0035】

ステップＳ３０５では、代表関心領域の全てのサンプリング座標群｛ｓ１，ｊ，ｋ｝から得られた疎な画素値群｛ｙ１，ｊ，ｋ｝から再構成画像Ｙ１を生成する。これは、関心領域２０５に設定した８フレーム分の疎なサンプリング座標群２２１から得られた疎な画素群から再構成画像２３２を生成することに相当する。

【0036】

再構成画像を生成する方法としては、圧縮センシングを用いる。圧縮センシングの一手法では、サンプリングデータが辞書画像を用いた表現空間でスパースであると仮定し、全サンプリングのデータ数よりも少ないサンプリングデータから辞書画像の線形和で全サンプリング時の撮像画像に近い画像を再構成できる。辞書画像は、一般的な離山コサイン変換に基づいて作成した辞書画像でもよいし、参照データに基づいて作成した辞書画像でもよいし、ユーザが指定した辞書画像でもよい。

【0037】

ステップＳ３０６では、ｉが２から始まって関心領域の数ＭになるまでステップＳ３０７～Ｓ３１３をループする。代表関心領域を１番目の関心領域としてステップＳ３０６のループからは除外している。ここで、低倍率画像２０１における代表関心領域である一番目の関心領域は関心領域２０５で、関心領域の数Ｍは３である。

【0038】

ステップＳ３０７では、関心領域毎のサンプリング座標群のフレーム加算数ＦだけステップＳ３０８～Ｓ３１１をループする。ここで、関心領域２０６、２０７のサンプリング座標群のフレーム加算数Ｆは８である。

【0039】

ステップＳ３０８では、ｉ番目の関心領域｛ｒｉ｝のｊフレーム目のサンプリング座標群｛ｓｉ，ｊ，ｋ｝に荷電粒子を照射して対応する疎な画素値群｛ｙi，ｊ，ｋ｝を得る。ここで、２、３番目の関心領域は関心領域２０６、２０７である。

【0040】

ステップＳ３０９では、ｉ番目の関心領域｛ｒｉ｝の１～ｊフレーム目までの疎なサンプリング座標群｛ｓｉ，ｊ，ｋ｝から得られた疎な画素値群｛ｙi，ｊ，ｋ｝に基づいて再構成画像｛Ｙｉ｝を生成する。なお、必ずしも再構成画像を生成しなくてよく、ユーザ入力に基づいて再構成画像をするか否か決めてよい。また、辞書画像は、以前に代表関心領域および関心領域から得られたデータに基づいて作成した辞書画像でもよい。

【0041】

ステップＳ３１０ではｉ番目の関心領域｛ｒｉ｝とｉ－１番目の関心領域｛ｒi-1｝の変換行列を推定する。これは、例えば、２番目の関心領域２０６の再構成画像２３４と１番目の関心領域２０５の再構成画像２３２をマッチングさせる変換行列を推定することに相当する。ここで、変換行列は、関心領域間の位置ずれ補正量を意味する。

【0042】

位置ずれ補正量として、平行移動、回転、倍率、スキュー歪みを考慮したい場合、変換行列にはアフィン変換行列を用いる。より複雑な画像歪みを考慮したい場合、変換行列にはホモグラフィ変換行列などを用いる。

【0043】

変換行列を推定する方法としては、ＳＩＦＴ（Ｓｃａｌｅ Ｉｎｖａｒｉａｎｔ Ｆｅａｔｕｒｅ Ｔｒａｎｓｆｏｒｍ）などを用いて画像の特徴点抽出および特徴量記述を行い、特徴量の差分値などに基づいて画像間の特徴点の類似度を算出し、特徴点をペアとして対応づけることで画像間の変換行列を算出する方法がある。なお、ｉ番目の関心領域の変換行列を推定する際、必ずしもｉ－１番目の関心領域と比較しなくてもよい。

【0044】

ステップＳ３１１では、ステップＳ３１０までに妥当な変換行列が推定できていれば、ステップＳ３０７のループを途中で抜ける。変換行列の妥当性は、例えば、各フレームにおける変換行列の値の収束で判断する。

【0045】

具体的には、２番目の関心領域の２、６フレーム目までのサンプリング座標群から再構成した画像としてそれぞれ再構成画像２３３、２３４を、１番目の関心領域２０５の全ての疎なサンプリング座標から再構成した画像として再構成画像２３２を想定する。

【0046】

再構成画像２３３と再構成画像２３２の間で変換行列は推定できるが、３、４番目のフレームまでの変換行列の値に対して誤差が大きい。一方で、再構成画像２３４と画像２３１の間で変換行列を推定すると、４、５、６番目のフレームまでの変換行列の値は誤差が小さく収束する。変換行列の値が収束したと判定する誤差のしきい値は、ユーザ入力に基づいて設定してよい。

【0047】

ステップＳ３１２では、ｊがフレーム加算数Ｆに達するまでループ処理を実行し、ｊがフレーム加算数Ｆであればループ処理を終了する。

【0048】

ステップＳ３１３では、推定した変換行列に基づいてｉ番目の関心領域を調整する。これは、例えば、２番目の関心領域２０６において再構成画像２３４の外枠である調整前の関心領域２０６を調整後の関心領域２０６である関心領域２３５に調整することに相当する。なお、ｉ番目以降の関心領域を調整する際、ｉ－１番目までに推定した変換行列を利用してもよい。

【0049】

ステップＳ３１４では、ｉが関心領域の数Ｍであればループ処理を終了する。図３のフロー図が終了すれば、予備撮像による各関心領域の視野調整ができ、局所関心領域を本撮像する準備が整う。これは、例えば、２番目の関心領域２０６において、調整した関心領域２３５および局所関心領域２３６があることに相当する。

【0050】

これらにより、参照データに基づいて関心領域の対応関係推定に効果的なサンプリング座標群を設定できるため、試料に与えるダメージを抑えることが可能となる。また、フレーム数に応じて逐次生成する再構成画像から関心領域の対応関係を推定し、その可否に基づいてフレーム加算数を制御することで、視野調整の精度を維持しつつ試料に与えるダメージを最小限にすることが可能になる。

【0051】

次に、図３で説明したフロー図と図４に示したＧＵＩ（Ｇｒａｐｈｉｃ Ｕｓｅｒ Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ）の図の関係について説明する。

【0052】

図４は、疎なサンプリング座標群を低倍率画像上または再構成画像上に示すＧＵＩの画面例である。ＧＵＩの画面４００では、低倍率画像４０１上に関心領域４０５～４０７に設定した疎なサンプリング座標群４０８～４１０を表示する。また、関心領域４０５～４０７の再構成画像４２１～４２３上に設定した疎なサンプリング座標群の分布範囲４２４～４２６を表示する。

【0053】

なお、疎なサンプリング座標群４０８～４１０のように疎なサンプリン座標群の分布範囲４２４～４２６を疎なサンプリング座標群で示してもよい。さらに、実際に関心領域間の変換行列の推定可否でサンプリングするフレーム数を制御した結果を表示するために、サンプリング座標群４２７～４２９を表示する。ここでは、例えば、サンプリング座標群４２７～４２９のフレーム数は、それぞれ８、６、７である。

【0054】

まず、図３のステップＳ３０１では、図４のＧＵＩ画面４００上に低倍率画像４０１を参照データとして設定する。

【0055】

次に、ステップＳ３０２において、図４のＧＵＩ画面４００に表示された低倍率画像４０１上で、テンプレートマッチング又はユーザが教示した画像に基づいて、関心領域４０５～４０７を設定する。

【0056】

次に、ステップＳ３０３において、例えばユーザが教示したデータに基づいて設定した関心領域４０５～４０７の疎なサンプリング座標群４０８～４１０を、ＧＵＩ画面４００上で関心領域４０５～４０７と重ねて表示する。

【0057】

次に、ステップＳ３０４において、関心領域４０５を代表関心領域として荷電粒子顕微鏡を用いて代表関心領域４０５の疎なサンプリング座標群４０８｛ｓ１、ｊ、ｋ｝を撮像して得た全てのフレーム(例えば８フレーム分)の疎なサンプリング座標群４２７を、ＧＵＩ画面４００上に表示する。

【0058】

次に、ステップＳ３０５において、代表関心領域４０５の全てのフレーム(８フレーム分)のサンプリング座標群４２７から得られる疎な画素値群から再構成画像４２１ Ｙ１を作成し、ＧＵＩ画面４００上に標示する。また、この再構成画像４２１上には、疎なサンプリング座標群４０８の分布範囲４２４を表示してもよい。

【0059】

次に、ステップＳ３０６からステップＳ３１４までを繰り返し行う中で、ステップＳ３０８のサンプリング座標群４０９、４１０｛ｓi、ｊ、ｋ｝を撮像するステップにおいて撮像して得た全てのフレームのサンプリング座標群４２８、４２９を、ＧＵＩ画面４００上に表示する。

【0060】

また、ステップＳ３０９の再構成画像を生成するステップにおいて順次生成した、関心領域４０６および４０７における再構成画像４２２および４２３を、図４のＧＵＩ画面４００上に表示する。

【0061】

また、Ｓ３１１のフレーム撮像スキップ可をチェックするステップにおいて、予め設定したフレーム数(例えば８枚)よりも少ないフレーム数で変換行列の値が収束したと判断した場合には、そのフレーム数を、図４のＧＵＩ画面４００上の加算フレーム数の欄４４０に表示する。

【0062】

本実施例によれば、関心領域毎のサンプリング数を異ならせて視野調整に必要なサンプリング数に絞ることで、サンプリング時間を短くする上に試料に与えるダメージを抑えることが可能になる。

【0063】

［変形例１］
次に、図３のフロー図におけるＳ３０３の関心領域｛ｒi｝のサンプリング座標群｛ｓi、ｊ、ｋ｝を設定する方法の第1の変形例として、関心領域毎の疎なサンプリング数を異ならせて設定する例について、図５および図６を用いて説明する。

【0064】

図５は、図６の説明に用いる試料の低倍率画像５０１および関心領域５０５～５０７毎に設定する疎なサンプリング座標群５２７～５２９に関する一例を示した図であり、低倍率画像の欄５１、暫定の疎なサンプリング座標群の欄５２、疎なサンプリング座標群の欄５３を示す。低倍率画像の欄５１に示した参照データは低倍率画像５０１であり、試料５０２～５０４が撮像されている。試料内の一部の模様５０８～５１０は試料５０２～５０４毎に異なっている。

【0065】

試料５０２～５０４には、それぞれ関心領域５０５～５０７を設定する。関心領域５０５～５０７には、暫定の疎なサンプリング座標群の欄５２に示したような暫定の疎なサンプリング座標群５２１～５２３、および疎なサンプリング座標群の欄５３に示したような疎なサンプリング座標群５２７～５２９を設定する。例えば、暫定の疎なサンプリング座標群５２１～５２３およびは疎なサンプリング座標群５２７～５２９を８フレームに分割して設定する。各フレームの分布範囲５２４～５２６および５３０～５３２における疎なサンプリング座標の位置はランダムであるが、疎なサンプリング座標の密度は同じになるように設定する。

【0066】

図６は、実施例１に係るステップＳ３０３で関心領域毎の疎なサンプリング数を異ならせて設定する例を示した本変形例に係るフロー図である。ここで、説明のために図５を用いる。試料の一部の模様５０８、５１０が低倍率画像５０１と低倍率画像２０１で異なるが、ステップＳ６０１は、ステップＳ３０３に対応する。このため、疎なサンプリング座標群５２１～５２３とそれらの疎なサンプリング座標群の分布範囲５２４～５２６は、図２で説明したそれぞれ疎なサンプリング座標群２２１～２２３とそれらの疎なサンプリング座標群の分布範囲２２４～２２６に対応する。

【0067】

ステップＳ６０２では、低倍率画像に基づいて関心領域の画像特徴量が多い領域を抽出する。これは、低倍率画像５０１の関心領域５０５～５０７毎の模様５０８～５１０を抽出することに相当する。画像特徴量が多い領域を抽出する方法としては、ソーベルフィルタなどでエッジを抽出し、エッジ成分を囲むように領域を設定する方法などがある。

【0068】

ステップＳ６０３では、画像特徴量が多い領域とそれ以外の領域を分けるマスク画像を生成する。マスク画像の生成方法としては、画像特徴量が多い領域の画素値を１とそれ以外の画素値を０として２値化する方法などがある。関心領域間で試料の模様に位置ずれが生じることを考えれば、２値画像に収縮処理を行って画素値が１の領域を広げておいてもよい。

【0069】

ステップＳ６０４では、マスク画像を用いて画像特徴量が少ない領域の疎なサンプリング座標群を除外する。これは、関心領域５０５～５０７毎のマスク画像を用いて暫定の疎なサンプリング座標群５２１～５２３からマスク画像の画素値が０であるサンプリング座標を除いて疎なサンプリング座標群５２７～５２９を設定することに相当する。この場合、疎なサンプリング座標群の分布範囲５３０～５３２は、関心領域５０５～５０７毎のマスク画像における画素値が１の領域に対応する。

【0070】

これらにより、関心領域毎のサンプリング数を異ならせて視野調整に必要なサンプリング数に絞ることで、サンプリング時間を短くする上に試料に与えるダメージを抑えることが可能になる。

【0071】

［変形例２］
次に、図３のフロー図におけるステップＳ３０３の関心領域｛ｒi｝のサンプリング座標群｛ｓi、ｊ、ｋ｝を設定する方法の第２の変形例として、代表関心領域と同じ位置関係のサンプリング座標群をその他の関心領域に設定する例を、図７および図８を用いて説明する。本変形例は、例えば半導体デバイスのような構造がほぼ同じパターンが多数形成されているような試料を、位置ずれが少ないステージを用いて観察するような場合に適用される。

【0072】

図７は、図８の説明に用いる試料の低倍率画像７０１および関心領域７０５～７０７毎に設定する疎なサンプリング座標群７２７～７２９に関する一例を示した図であり、低倍率画像の欄７１、疎なサンプリング座標群の欄７２、疎なサンプリング座標群の欄７３を示す。参照データは低倍率画像の欄７１に示した低倍率画像７０１であり、試料７０２～７０４が撮像されている。試料７０２～７０４には、それぞれ関心領域７０５～７０７を設定する。関心領域７０５～７０７には、疎なサンプリング座標群の欄７３に示した疎なサンプリング座標群７２７～７２９を設定する。例えば、疎なサンプリング座標群７２７～７２９を８フレームに分割して設定する。

【0073】

疎なサンプリング座標群の欄７３に示した疎なサンプリング座標点７３０～７３２は、各フレームのサンプリング座標点を表す。疎なサンプリング座標群の欄７２に示した疎なサンプリング座標群７２１～７２３は、図２で説明した疎なサンプリング座標群２２１～２２３に対応する。

【0074】

疎なサンプリング座標群の欄７２に示した疎なサンプリング座標点７２４～７２６は、図２で説明した疎なサンプリング座標群の分布範囲２２４～２２６に関して具体的なサンプリング座標点を示している。疎なサンプリング座標群７２１～７２３における疎なサンプリング座標点７２４～７２６の位置関係はランダムである。一方で、疎なサンプリング座標群７２７～７２９における疎なサンプリング座標点７３０～７３２は、関心領域間での位置関係は同じである。なお、疎なサンプリング座標群７２１と疎なサンプリング座標群７２７のサンプリング座標点の位置関係は同じでなくてもよい。

【0075】

図８は、実施例１で説明した図３におけるフロー図のステップＳ３０３に対応する本変形例に係る処理フロー図で、代表関心領域と同じ位置関係のサンプリング座標群をその他の関心領域に設定する例を示した。ここで、説明のために図７を用いる。

【0076】

ステップＳ８０１は、ステップＳ３０３で代表関心領域である一番目の関心領域に疎なサンプリング座標群を設定するまでは同様である。これは、関心領域７０８にサンプリング座標群７２７をサンプリング座標点７３０のように設定することに相当する。なお、ステップＳ３０３と同様に設定すれば、例えば、関心領域７０５～７０７においてそれぞれサンプリング座標群７２１～７２３をサンプリング座標点７２４～７２６のように設定することになる。

【0077】

ステップＳ８０２では、低倍率画像に基づいて代表関心領域とそれ以外の関心領域間の変換行列を算出する。変換行列は、例えば、低倍率画像における関心領域間の特徴点マッチングに基づいて算出する。

【0078】

ステップＳ８０３では、代表関心領域の疎なサンプリング座標群を代表関心領域とそれ以外の関心領域間の変換行列で座標変換することで代表関心領域以外のサンプリング座標群をそれぞれ設定する。これは、関心領域７０６、７０７にサンプリング座標群７２８、７２９をサンプリング座標点７３１、７３２のように設定することに相当する。

【0079】

これらにより、試料の模様に対して同じような位置関係の疎なサンプリング座標点を設定することで、再構成画像の画質のばらつきが抑えられ視野調整の精度を維持することが可能になる。

【0080】

また、本変形例によれば、関心領域毎のサンプリング数を異ならせて視野調整に必要なサンプリング数に絞ることで、サンプリング時間を短くする上に試料に与えるダメージを抑えることが可能になる。

【実施例2】

【0081】

次に、本発明の第２の実施例を、図９～１１を用いて説明する。本実施例に係る走査型電子顕微鏡装置の構成は、実施例１において図１Ａおよび図１Ｂで説明した走査型電子顕微鏡装置１００と同じであるので説明を省略する。

【0082】

実施例２が実施例１と異なる点は、マージサンプリング座標群に基づいて算出した疎なサンプリング座標群のドリフト量を用いて、疎なサンプリング座標のドリフトを補正する点にある。ここで、マージサンプリング座標群とは、少なくとも一つの疎なサンプリング座標を他の疎なサンプリング座標にマージしたサンプリング座標群のことである。なお、一つの疎なサンプリング座標群を他の複数の疎なサンプリング座標群にそれぞれマージしてもよい。実施例２が実施例１と異なる点について図９～１１を用いて説明する。

【0083】

図９は、実施例２の説明に用いる疎なサンプリング座標群９１、マージサンプリング座標群９２およびそれらの再構成画像９３に関する一例を示した図である。疎なサンプリング座標群９１の欄に示した疎なサンプリング座標群９０１～９０６は、関心領域２０６に設定した疎なサンプリング座標群２２２の１番目から６番目のフレームに対応するものである。疎なサンプリング座標群９０１～９０６のサンプリング座標点９０７～９１２について、数は同じだが、位置はランダムである。

【0084】

疎なサンプリング座標群９１の欄には、図の表現の便宜上、わずかな数のサンプリング座標点しか図示していないが、例えば、中倍率画像で撮像した際の関心領域を構成する画素数の２０％がサンプリング座標点の数になる。マージサンプリング座標群９２の欄に示した疎なサンプリング座標群９１３は、２、３番目のフレームの疎なサンプリング座標群９０２、９０３をマージしたもの、疎なサンプリング座標群９１４は、３、４番目のフレームの疎なサンプリング座標群９０３、９０４をマージしたものである。疎なサンプリング座標群９２１は、１、２番目のフレームの疎なサンプリング座標群９０１、９０２をマージしたものである。

【0085】

再構成画像９３の欄に示した再構成画像９２３は、疎なサンプリング座標群９２１から得られた画素群に基づいて再構成した画像、再構成画像９２４は、３番目のフレームの疎なサンプリング座標群９０３から得られた画素群に基づいて再構成した画像である。再構成画像９２３は中程度の画質である。一方、再構成画像９２４は低画質である。

【0086】

マージサンプリング座標群９２の欄に示した疎なサンプリング座標群９３１は、１番目のフレームの疎なサンプリング座標群９０１と３～５番目の疎なサンプリング座標群９０３～９０５をマージしたものである。再構成画像９３３は、疎なサンプリング座標群９３１から得られた画素群に基づいて再構成した画像であり、再構成画像９３４は、６番目のフレームの疎なサンプリング座標群９０６から得られた画素群に基づいて再構成した画像である。再構成画像９３３は高画質である。一方、再構成画像９３４は低画質である。

【0087】

図１０は、実施例２に係る視野調整処理の一例を示したフロー図である。ここで、説明のために図２と図９を用いる。図１０に示した本実施例に係る処理の流れは、実施例１において図３を用いて説明した処理の流れに対してステップＳ１００１はステップＳ３０１～Ｓ３０５と、ステップＳ１００２～Ｓ１００４はステップＳ３０６～３０８と、ステップＳ１０１０～１０１４はステップＳ３１０～Ｓ３１４とそれぞれ同様であるため、これらのステップの説明を省略する。

【0088】

以下には、実施例１において図３を用いて説明した処理の流れにおけるステップＳ３０９とは異なる処理をおこなうステップＳ１００５～Ｓ１００９について説明する。このステップＳ１００５～Ｓ１００９までの処理は、再構成画像生成部１３３で実行する。

【0089】

ステップＳ１００５では、疎なサンプリング座標群をマージしてマージサンプリング座標群を生成する。これは、例えば、図２の低倍率画像２０１における２番目の関心領域２０６のｊ＝４のループ処理時に、図９に示すような疎なサンプリング座標群９２１、９１３、９１４を生成し、マージサンプリング座標群Ｃ１～Ｃ４をそれぞれ疎なサンプリング座標群９０１、９２１、９１３、９１４とすることに相当する。

【0090】

マージの方法は、ユーザ入力に基づいて設定してよい。ここでのユーザ入力は、１フレーム目を除いて、各フレームの疎なサンプリング座標とその一つ前のフレームの疎なサンプリング座標の二つの疎なサンプリング座標をマージするというルールである。また、マージサンプリング座標群の元になる疎なサンプリング座標群は、ステップＳ１００３の以前のループ処理でドリフトが補正された疎なサンプリング座標群でもよい。

【0091】

ステップＳ１００６では、マージサンプリング座標群からマージドリフト量群を算出する。これは、例えば、マージサンプリング座標群Ｃ１に対するマージサンプリング座標群Ｃ２～４のマージドリフト量Δ２～４を算出することに相当する。なお、基準とするマージサンプリング座標群Ｃ１のマージドリフト量Δ１はゼロである。マージドリフト量を算出する方法としては、マージサンプリング座標群の間で相関計算し、最大相関値の位置からドリフト量を算出する方法がある。

【0092】

ステップＳ１００７では、マージドリフト量群に基づいて疎なサンプリング座標群のドリフト量群を算出する。これは、例えば、マージドリフト量Δ１～４の近似曲線を算出し、近似曲線に基づいて補間することで、疎なサンプリング座標群９０２～９０４のドリフト量δ２～４を算出する。

【0093】

ステップＳ１００８では、算出したドリフト量群で疎なサンプリング座標群のドリフト量を補正する。これは、δ２～４のドリフト量で疎なサンプリング座標群９０２～９０４の座標を補正することに相当する。

【0094】

ステップＳ１００９ではドリフト補正した疎なサンプリング座標群から得られた疎な画素値群に基づいて再構成画像を生成する。

【0095】

これらにより、疎なサンプリング座標群のドリフトを補正することで再構成画像の画質が向上するため、より高精度な視野調整またはより少ないフレーム数での視野調整が可能になる。

【0096】

図１１は、実施例２に係るステップＳ１００５～Ｓ１００７でマージサンプリング座標群から再構成画像を生成しドリフト量を算出する一例を示したフロー図である。ここで、説明のために図２、９を用いる。

【0097】

ステップＳ１１０１はステップＳ１００５に対応する。ステップＳ１１０１では、疎なサンプリング座標群から成るマージサンプリング座標群を生成する。これは、一つの例では、２番目の関心領域２０６のｊ＝３のループ処理時に疎なサンプリング座標群９２１を生成し、マージサンプリング座標群Ｃ１、Ｃ２をそれぞれ疎なサンプリング座標群９２１、９０３とすることに相当する。もう一つの例では、２番目の関心領域２０６のｊ＝６のループ処理時に疎なサンプリング座標群９３１を生成し、マージサンプリング座標群Ｃ１～Ｃ３をそれぞれ疎なサンプリング座標群９３１、９０２、９０６とすることに相当する。

【0098】

ステップＳ１１０２では、マージサンプリング座標群から再構成画像を生成する。これは、一つの例では、マージサンプリング座標群Ｃ１の疎なサンプリング座標群９２１から再構成画像９２３を生成することに相当する。もう一つの例では、マージサンプリング座標群Ｃ１の疎なサンプリング座標群９３１から再構成画像９３３を生成することに相当する。

【0099】

ステップＳ１１０３では、再構成画像とマージサンプリング座標群に基づいてマージドリフト量群を算出する。これは、一つの例では、再構成画像９２３とマージサンプリング座標群Ｃ２の疎なサンプリング座標群９０３からマージドリフト量Δ２を算出することに相当する。

【0100】

もう一つの例では、再構成画像９３３とマージサンプリング座標群Ｃ２、Ｃ３の疎なサンプリング座標群９０２、９０６からマージドリフト量Δ２、Δ３を算出することに相当する。ドリフト量を算出する方法としては、再構成画像と疎なサンプリング座標群の間で相関計算し、最大相関値の位置からドリフト量を算出する方法がある。なお、ドリフト量を算出する際に、疎なサンプリング座標群から再構成画像を生成してもよい。

【0101】

ステップＳ１１０４では、マージドリフト量群に基づいてドリフト量群を算出する。これは、一つの例では、マージドリフト量Δ２をドリフト量δ３に、それ以外のドリフト量はゼロに設定することに相当する。もう一つの例では、マージドリフト量Δ２、Δ３をドリフト量δ２、δ６に、それ以外のドリフト量はゼロに設定することに相当する。マージドリフト量群とドリフト量群の対応関係はユーザ入力で設定してよい。

【0102】

これらより、マージサンプリング座標群ではなく、その再構成画像と疎なサンプリング座標群の間でドリフト量を算出することで、ドリフト量を安定に算出することが可能になる。また、フレーム数が少なくドリフト量を安定的に算出することが難しいフレームの疎なサンプリング座標群に対してドリフト量を再計算することで、ドリフト補正の精度を向上することが可能になる。

【0103】

また、本実施例によれば、関心領域毎のサンプリング数を異ならせて視野調整に必要なサンプリング数に絞ることで、サンプリング時間を短くする上に試料に与えるダメージを抑えることが可能になる。

【0104】

なお、本発明は上記実施例に限定されるものではなく、様々な変形例が含まれる。例えば、上記実施例は本発明をわかりやすく説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。また、ある実施例の構成の一部を他の実施例の構成に置き換えることが可能であるし、ある実施例の構成に他の実施例の構成を加えることも可能である。また、各実施例の構成の一部について、他の構成の追加・削除・置換をすることが可能である。また、上記の各構成、機能、処理部、処理手段などは、それらの一部又は全部を、例えば集積回路で設計する等によりハードウエアで実現してもよい。例えば上記の実施例の変形をしてもよい。例えば電子ビームを発生させる電子銃に変えて、他の荷電粒子ビームを発生させる荷電粒子銃を用いてもよい。

【符号の説明】

【0105】

１００…走査型電子顕微鏡装置、１０１…走査型電子顕微鏡、１２１…入出力部、１２２…制御部、１２３…処理部、１２４…記憶部、１２５…画像処理部、１３１…関心領域設定部、１３２…サンプリング座標設定部、１３３…再構成画像生成部、１３４…関心領域対応関係推定部、１３５…関心領域調整部。

【図1A】

【図1B】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】