(57)【要約】【課題】電子ビーム装置において、シフト量がサブピクセル量となった場合でも、画像を移動させたことによる測長値の変化を防止する。【解決手段】画素補間フィルタにより画像を画素間の画素シフト量だけシフトさせるサブピクセルシフト処理と、シフト後の画像の周波数特性を補正する周波数補正処理とを行って補正画像を取得する。【選択図】図６
2020155374.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電子顕微鏡部と制御部を有する電子ビーム装置であって、
前記電子顕微鏡部は、電子線を走査して試料に照射し、前記試料から放出される信号を検出し、
前記制御部は、
前記電子顕微鏡部で検出された信号を画像に変換するデータ処理部と、
画素補間フィルタにより前記画像を画素間の画素シフト量だけシフトさせるサブピクセルシフト処理と、シフト後の画像の周波数特性を補正する周波数補正処理とを行って補正画像を取得する補正演算処理部と、
を有することを特徴とする電子ビーム装置。
【請求項２】
前記補正演算処理部は、
特定画像に対して前記サブピクセルシフト処理を行い、
シフト後の特定画像から特定画像周波数特性を算出して周波数補正情報を出力する周波数特性算出処理を行い、
前記周波数補正情報が格納された周波数補正テーブルを用いて、前記周波数補正処理により前記周波数特性を補正することを特徴とする請求項１に記載の電子ビーム装置。
【請求項３】
前記周波数補正テーブルは、
前記周波数補正情報として周波数ごとの補正係数を格納し、前記補正係数を用いて前記周波数特性を補正することを特徴とする請求項２に記載の電子ビーム装置。
【請求項４】
前記周波数補正処理は、
前記シフト後の画像を周波数空間画像に変換し、
前記周波数に対応する前記補正係数を前記周波数補正テーブルから読み出し、前記周波数空間画像の振幅に対して前記補正係数を乗算し、
前記補正係数を乗算した後の周波数空間画像を実空間画像に変換することにより前記周波数特性を補正することを特徴とする請求項３に記載の電子ビーム装置。
【請求項５】
前記周波数補正テーブルは、
前記補正係数として、前記周波数に対する増幅率を格納することを特徴とする請求項３に記載の電子ビーム装置。
【請求項６】
前記補正演算処理部は、
前記特定画像として、前記特定画像の周波数特性の変化が分かるパターンを有する画像を用いて、前記サブピクセルシフト処理を行うことを特徴とする請求項２に記載の電子ビーム装置。
【請求項７】
前記補正演算処理部は、
前記特定画像として、空間周波数の範囲で最低周波数が直流で最高周波数がサンプリング周波数である画像の一部を用いて、前記サブピクセルシフト処理を行うことを特徴とする請求項２に記載の電子ビーム装置。
【請求項８】
前記補正演算処理部は、
前記画素シフト量と前記画素補間フィルタの構成情報に基づき、前記画素シフト量ごとに周波数補正情報が格納された複数の周波数補正テーブルの中から一つの周波数補正テーブルを選択する周波数補正テーブル選択処理を行い、
前記周波数補正テーブル選択処理で選択された前記周波数補正テーブルに格納された前記周波数補正情報に基づいて、前記周波数補正処理により前記周波数特性を補正することを特徴とする請求項１に記載の電子ビーム装置。
【請求項９】
前記周波数補正テーブルは、
水平方向の前記画素シフト量と、垂直方向の前記画素シフト量の組み合わせ毎に補正係数を持った補正テーブル群としてあらかじめ用意され、
前記周波数補正テーブル選択処理は、
前記補正テーブル群の中から前記画素シフト量に対応した一つの前記補正テーブルを選択することを特徴とする請求項８に記載の電子ビーム装置。
【請求項１０】
前記データ処理部は、
前記電子顕微鏡部で検出された信号をフレーム画像及び前記フレーム画像を構成するフィールド画像に変換し、
前記補正演算処理部は、
前記フレーム画像間又は前記フィールド画像間の前記画素シフト量に基づき、前記サブピクセルシフト処理を行うことを特徴とする請求項１に記載の電子ビーム装置。
【請求項１１】
情報を表示する表示部を更に有し、
前記制御部は、
前記画像を保存する画像記憶部を更に有し、
前記補正演算処理部は、
前記画像記憶部に保存された前記画像に対して、前記サブピクセルシフト処理と前記周波数補正処理とを行って前記補正画像を取得し、
前記表示部は、
前記補正画像を表示することを特徴とする請求項１に記載の電子ビーム装置。
【請求項１２】
前記表示部は、
前記サブピクセルシフト処理と前記周波数補正処理を実行可能な補正条件設定画面を表示することを特徴とする請求項１１に記載の電子ビーム装置。
【請求項１３】
電子顕微鏡部と制御部を有する電子ビーム装置を用いた画像処理方法であって、
前記電子顕微鏡部は、
電子線を走査して試料に照射し、前記試料から放出される信号を検出し、
前記制御部は、
前記電子顕微鏡部で検出された信号を画像に変換し、
画素補間フィルタにより前記画像を画素間の画素シフト量だけシフトさせるサブピクセルシフト処理と、シフト後の画像の周波数特性を補正する周波数補正処理とを行って補正画像を取得することを特徴とする画像処理方法。
【請求項１４】
特定画像に対して前記サブピクセルシフト処理を行い、
前記シフト後の特定画像から特定画像周波数特性を算出して周波数補正情報を出力する周波数特性算出処理を行い、
前記周波数補正情報が格納された周波数補正テーブルを用いて、前記周波数補正処理により前記周波数特性を補正することを特徴とする請求項１３に記載の画像処理方法。
【請求項１５】
前記画素シフト量と前記画素補間フィルタの構成情報に基づき、前記画素シフト量ごとに周波数補正情報が格納された複数の周波数補正テーブルの中から一つの周波数補正テーブルを選択する周波数補正テーブル選択処理を行い、
前記周波数補正テーブル選択処理で選択された前記周波数補正テーブルに格納された前記周波数補正情報に基づいて、前記周波数補正処理により前記周波数特性を補正することを特徴とする請求項１３に記載の画像処理方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子ビーム装置及び画像処理方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、半導体基板や絶縁体基板上に形成されるパターン寸法はますます微細化されてきており、走査電子顕微鏡を用いた観察や寸法測定でも高倍率が要求されるようになってきた。
【０００３】
走査電子顕微鏡は、試料に細く絞った電子線を放射し、電子線照射により発生した二次元電子及び反射電子を検出し、検出量を元に輝度変調して画像を形成する装置である。
【０００４】
高倍率で試料を観察すると、時間の経過とともに観察すべき微細パターンの像が移動する現象、いわゆる像ドリフトが生じる場合がある。そのため、画像ぼけやそれに伴う測長精度の低下といった問題が発生する。
【０００５】
例えば、１０万倍の観察倍率で、５１２×５１２画素のフレーム画像を取得しようとすると、１画素の大きさは試料上では約２．６ｎｍとなる。現在の寸法算出の精度は０．５ｎｍ以下が要求されているが、像ドリフトが顕著なパターンにおいては、１枚のフレーム画像を取得する時間（４０ミリ秒）に１〜２ｎｍ程度の像ドリフトが観察される。このようなドリフトパターンにおいて寸法を算出すると、２ｎｍ程度の寸法ずれが生じる。像ドリフトの発生要因の主なものとして、電子線照射に伴う試料の帯電が挙げられる。
【０００６】
特許文献１には、試料が搭載された試料台を移動させながら試料表面の画像（フレーム画像）取得を行うために、積算画像を取得する際に、取得した複数枚の画像（フレーム画像）を数枚ごとのグループに分けてそれぞれ積算画像を作成し、積算画像間の像移動量を算出して像移動量と撮像枚数の関係式を算出し、関係式をもとに複数枚の画像の移動量を算出し、その移動量だけ画像を補正し積算する手法が開示されている。
【０００７】
この技術を用いることで、試料台を移動することにより観察視野内で像が移動しても、像ぼけの小さい積算画像を得ることができる。また、試料台が動かなくとも、試料の帯電等の影響で像が動いているように観察される場合であっても、同様に像ぼやけの小さい積算画像を得られることが容易に類推される。
【０００８】
また、特許文献２では、フレーム画像間の移動量をフィールド画像間の動きに変換して用いることにより、測長精度を高める方法を提案している。特許文献２の方法は、特許文献１の方法では測長精度が不十分となる高倍率（特に、観察視野１ミクロン程度以下で顕著）での測長精度向上に有効である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開２００６−３０８４７１号公報
【特許文献２】ＷＯ２０１０／０７０８１５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
上記特許文献１および特許文献２においては、画像の移動量を算出して画像を移動させる（シフトさせる）ことが記載されているが、画像の移動方法に関しては記載されていない。いずれの方法においても、画像処理を用いて取得した画像を移動させる。画像を移動させる量（以降、シフト量と呼ぶ）が整数画素量であれば、画像の画素値をそのまま別の画素位置に移動すればよい。この場合は、画像を移動させたことによる測長値の変化を考える必要はない。
【００１１】
しかしながら、シフト量がサブピクセル量（画素と画素の間の位置）となった場合、移動させた画像の各画素の画素値は、存在する周囲の画素位置の画素値から補間（画素補間フィルタによる補間）して作成する必要がある。画素値の補間に用いられる画素補間フィルタによって、移動させる前の画像の周波数特性に対して、移動させた後の画像の周波数特性が変化してしまう場合には、測長値が変化してしまうという課題があることが判明した。
【００１２】
画像の移動処理により測長値が変化してしまうと、正しい測長値が得られないだけでなく、同じ試料であっても測長する度に測長値が異なってしまう測長再現性の悪化を招くことになる。
【００１３】
本発明の目的は、電子ビーム装置において、シフト量がサブピクセル量となった場合でも、画像を移動させたことによる測長値の変化を防止することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
本発明の一態様の電子ビーム装置は、電子顕微鏡部と制御部を有する電子ビーム装置であって、前記電子顕微鏡部は、電子線を走査して試料に照射し、前記試料から放出される信号を検出し、前記制御部は、前記電子顕微鏡部で検出された信号を画像に変換するデータ処理部と、画素補間フィルタにより前記画像を画素間の画素シフト量だけシフトさせるサブピクセルシフト処理と、シフト後の画像の周波数特性を補正する周波数補正処理とを行って補正画像を取得する補正演算処理部とを有することを特徴とする。
【００１５】
本発明の一態様の画像処理方法は、電子顕微鏡部と制御部を有する電子ビーム装置を用いた画像処理方法であって、前記電子顕微鏡部は、電子線を走査して試料に照射し、前記試料から放出される信号を検出し、前記制御部は、前記電子顕微鏡部で検出された信号を画像に変換し、画素補間フィルタにより前記画像を画素間の画素シフト量だけシフトさせるサブピクセルシフト処理と、シフト後の画像の周波数特性を補正する周波数補正処理とを行って補正画像を取得することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１６】
本発明の一態様によれば、電子ビーム装置において、シフト量がサブピクセル量となった場合でも、画像を移動させたことによる測長値の変化を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】実施例１の電子ビーム装置の全体構成を示す図である。
【図２】ドリフト量の概念図であり、（ａ）はラインパターンを示し（ｂ）はドットパターンを示す。
【図３】サブピクセル補間方法を説明する図である。
【図４】画像で周波数特性を見るためのＣＺＰ（ＣｉｒｃｕｌａｒＺｏｎｅＰｌａｔｅ）の例を示す図である。
【図５】補間フィルタによる、部分的なＣＺＰの変化を示す図である。
【図６】実施例１のドリフト補正の処理を説明する図である。
【図７】実施例２のドリフト補正の処理を説明する図である。
【図８】ドリフト補正条件を設定するＧＵＩの一例を示す図である。
【図９】周波数補正テーブルの一例を示す図である。
【図１０】実施例１における画像の周波数特性補正処理の一例を示す図である。
【図１１】実施例２における周波数補正テーブル選択処理の一例を説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、実施例を図面を用いて説明する。
【実施例１】
【００１９】
図１を参照して、実施例１の電子ビーム装置の全体構成について説明する。
電子ビーム装置は、ドリフト補正機能を備えた走査電子顕微鏡である。電子ビーム装置は、試料観察時に像が時間の経過とともに移動する現象である像ドリフトが生じても、ドリフト量を算出して補正を行うことで鮮明なフレーム画像を得ることを可能とする。
ここで、「ドリフト量」とは、図２に示したフレーム画像間のパターンの位置ずれ量（移動量）及びフィールド画像間での移動量である。
【００２０】
図１に示すように、走査電子顕微鏡である電子ビーム装置は、電子顕微鏡部１０１、制御部１０２及び表示部１０３を有する。電子源１０４から放出された電子線は、集束レンズ１０５、対物レンズ１０７で収束された後に、試料台１０９に載せられた試料１０８に照射される。電子線は偏向器１０６により、試料１０８上を二次元的に走査される。試料１０８から発生した二次電子及び反射電子は、検出器１１０で検出され、データ処理部１１１で信号を輝度変調してフレーム画像に変換し、画像記憶部１１２に格納される。
【００２１】
画像記憶部１１２に保存されたフレーム画像は、補正演算処理部１１３においてドリフト補正され、モニタ１１４において補正画像を表示する。データ処理部１１１及び補正演算処理部１１３の機能はＣＰＵにてそれぞれ実行可能である。画像記憶部１１２はＣＰＵに接続されるメモリ部に設けることができる。なお、それぞれを専用ハードで構成してもよい。
【００２２】
走査電子顕微鏡を用いた計測では、一般に観察視野を複数回走査して得られたフレーム画像が用いられる。ここでの「計測」とは、例えば、半導体ウエハ上に形成されたパターン寸法の算出である。試料１０８を複数回走査して得られたフレーム画像は、１回だけ走査して得られたフレーム画像に較べてＳ／Ｎ比の良いフレーム画像となるため高い寸法精度が得られる。しかし、走査中に試料１０８の帯電が進行した場合、帯電により走査位置がずれてしまい、ぼけたフレーム画像が得られる。このぼけたフレーム画像を用いて寸法を算出しても、高い寸法精度を保証できない。このため、画像処理を用いて１走査ごとのフレーム画像を補正して重ね合わせて、複数回走査時に鮮明なフレーム画像を得る。
【００２３】
図２を参照して、フレーム画像間のドリフト量について説明する。図２では、観察パターンを一次元と二次元に分類してドリフト量を定義している。
ここで、一次元パターンとは、フレーム画像の或る一方向にほとんど一様なパターンであって、例えば図２（ａ）に示すようなラインパターンがあげられる。一方、二次元パターンとは、一次元パターン以外の全てが該当し、例えば図２（ｂ）に示すようなドットパターンがあげられる。図２では、１枚目フレーム画像と２枚目フレーム画像のパターンの位置関係が分かるように重ねて描いている。
【００２４】
図２（ａ）のラインパターンでは、ラインの長手方向にドリフトが進行してもドリフト量の算出ができないため、長手方向に垂直な方向にドリフト量を算出する。ここでは、１枚目のパターンに較べて２枚目のパターンが右方にシフトしており、その移動量のｄｘがドリフト量となる。
【００２５】
一方、図２（ｂ）のドットパターンでは、パターンのドリフトは二次元方向となる。ここでは、１枚目のパターンに較べて２枚目のパターンが右上方にシフトしており、その移動量ｄｘｙがドリフト量となる。ドリフト量ｄｘｙは、フレーム画像の横方向のドリフト量ｄｘと縦方向のドリフト量ｄｙに分解することができる。ドリフト補正は、二枚目のフレーム画像を前記ドリフト量だけずらして一枚目のフレーム画像に重ね合わせて行う。このドリフト量だけ画像をずらす処理をドリフト補正と呼ぶ。
【００２６】
次に、走査電子顕微鏡で得られる画像の種類について、画像の形成過程と組み合わせて説明する。
画像の種類としては、フレーム画像とフィールド画像に分類され、フレーム画像は、観察視野全体を一度走査して得られた画像に相当する。フィールド画像は、視野の一部を一度走査して得られた画像、すなわち、フレーム画像を構成する要素画像と定義する。フレーム画像は全フィールド画像を足し合わせて作成される。そして、フレーム画像もしくはフィールド画像に対してドリフト補正を行う（例えば、特許文献１および特許文献２参照）。
【００２７】
ドリフト補正を行うためには、画像をずらす処理が必要である。実施例１では、画像をずらす処理と測長値との関係に着目する。画像を移動させる量（シフト量）が整数画素量であれば、画像の画素値をそのまま別の画素位置に移動すればよいので、画像を移動させたことによって測長値は変化しない。しかしながら、シフト量がサブピクセル量（画素と画素の間の位置）となった場合、移動させた画像の各画素の画素値は、移動させる前の画像の画素値から補間（画素補間フィルタによる補間）して作成する必要がある。画像の移動は、座標系の変換と等価であるため、座標系の変換として説明する。
【００２８】
ずらす前の座標系（ｕ，ｖ）から、画像をずらした後の座標系（ｘ’，ｙ’）への変換を近傍４画素からの線形補間を用いて行う例を示す。
【００２９】
新しい画素の画素値ｆ’（ｘ’，ｙ’）は、対応する元画像の位置からの距離によって補間される。図３に示すように座標変換後（画像シフト後）の新しい画素位置に対する元画像の画素位置が、画素間のＡ点（ｘ’，ｙ’）に該当するとき、移動させる前の画像上ではそのような位置が存在しない。このため、周囲の４画素からの距離による加重平均で（ｘ’，ｙ’）位置の画素値を求める。座標変換前の画素値をｆ、座標変換後の輝度値をｆ’、さらにｘ，ｙの整数部分をｕ，ｖ、小数部分をそれぞれα，βをとすると、変換式は以下の（数１）のようになる。 
ｆ’（ｘ’，ｙ’）＝ｆ（ｕ，ｖ）・（１−α）・（１−β）＋ｆ（ｕ＋１，ｖ）α・（１−β）＋ｆ（ｕ，ｖ＋１）・（１−α）・β＋ｆ（ｕ＋１，ｖ＋１）・α・β式        
（数１）
【００３０】
後述するが、この変換は元画像に対するローパスフィルタとして機能するため、画像を移動させる前の画像の周波数特性と、移動させた後の画像の周波数特性が変化してしまう。画像の周波数特性が変化すると、測長時のエッジが鈍る等の影響により、測長値が変化してしまうという課題が発生する。
【００３１】
画素補間によって画像の周波数特性がどのように変化するかは、図４に示されるような、周波数特性が画素値として現れるパターンを、画素補間フィルタで処理することでわかる。
【００３２】
このパターンは、ＣＺＰ（ＣｉｒｃｕｌａｒＺｏｎｅＰｌａｔｅ）と呼ばれ、画像処理による画像の周波数特性変化を目視で確認するために一般的に用いられる画像である。通常、画像の中心を直流成分とし、画像端が画像の最高周波数（ナイキスト周波数）となるように画像が構成されている。ここで、測長値に変化を及ぼすのは、直流からナイキスト周波数の半分程度（サンプリング周波数の１／４程度）の周波数であることが実験により分かっている。画素補間フィルタには、方向依存性の無いもの（フィルタ係数が上下左右対称のもの）を一般的に用いることを考慮し、このＣＺＰの一部を切り出した図４（ｂ）のような画像パターンを図４（ａ）より切り出して用いる。
【００３３】
図４（ｂ）のように、ＣＺＰの一部を用いることで、画素補間フィルタのローパパスフィルタが十分な阻止域を持っていない場合に、高い周波数部分が低い周波数に折り返して観測される折返し歪みが発生して画像として周波数特性の変化が見にくくなるのを防ぐことも可能となる。
【００３４】
例えば、上記の（数１）で表される線形補間を用いて水平方向・垂直方向それぞれ０．５画素ずらした場合のＣＺＰの画像処理結果を図５に示す。
【００３５】
画素をずらしていない画像である図５（ａ）に対し、線形補間でずらした画像は図５（ｂ）となる。周波数の変化は、その輝度値の変化を捉えればよく、画像の水平方向の周波数特性の変化に関しては、図５（ａ）、図５（ｂ）の画像上端の輝度値の変化を見れば良い。それぞれの画像の上端の水平画素位置に対する輝度値の変化をプロットしたものが図５（ｃ）である。
【００３６】
それぞれの水平位置における輝度値の最大値を滑らかに結ぶ曲線を引くことにより、周波数の変化を見ることが出来る。図５（ｂ）の左端に関しては、図４（ａ）の輝度値と同じであるが、右に行くにつれて（周波数が高い方に行くに連れて）輝度値が低下していることがわかる。この輝度値の低下が画素補間フィルタによって生じる周波数特性の変化である。
【００３７】
それぞれの周波数における変化量が分かるので、この変化を打ち消すように図５（ａ）の周波数特性を補正すれば、図５（ａ）と同じ周波数特性を持つ図５（ｂ）を作ることが出来る。この周波数特性の変化は、画素補間フィルタの構成方法（今回の例では線形補間）と補間位置によって決まるので、同じ画素補間フィルタを使って処理をした他の画像であっても、このＣＺＰで計測可能な周波数範囲内において、周波数特性を画素補間前と同様に補正することが出来る。
【００３８】
図６を参照して、図１の補正演算処理部１１３で実施されるドリフト補正（画像移動）の処理について説明する。
画像Ａ（６０１）はドリフト補正前の画像である。画像Ａ’（６０４）はドリフト補正後の画像である。サブピクセルシフト処理（６０２）は画素補間により画像を移動（シフト）させる処理である。周波数補正処理（６０３）はシフト後の画像の周波数特性を補正する処理である。画素シフト量（６０８）は、画像をシフトする量である（例えば、特許文献１や特許文献２に記載の方法で算出すればよい）。
【００３９】
従来のドリフト補正処理では、画素シフト量（６０８）にしたがって、画像Ａ（６０１）をサブピクセルシフト処理（６０２）により移動させ、画像Ａ’（６０４）として出力する。
【００４０】
これに対して、実施例１では、画像Ａ（６０１）をシフトするのと同じ画素シフト量（６０８）で、画像Ａ（６０１）をシフトするのと同じサブピクセルシフト処理（６０２）により、周波数特性算出用の特定の画像Ｃ（６０５）を移動させる。画像Ｃとしては、前記ＣＺＰ等、画像の周波数特性に変化が分かるパターンを用いる。画像Ｃ（６０５）をシフト処理した後の画像から周波数特性を算出（６０７）し、周波数補正用の情報（ここでは、周波数補正テーブル６０９）を出力する。
【００４１】
ここで、周波数補正テーブル（６０９）の例を図９に示す。
周波数補正テーブル（６０９）の大きさは任意であるが、その最大値は処理する画像のサイズと同じである。この周波数補正テーブル（６０９）は、画像の周波数ごとの補正係数を保持している。補正係数とは、対応する周波数に対する増幅率を表しており、補正係数が１の場合は、その周波数に対しては何もしないことを表す。
【００４２】
この周波数補正テーブル（６０９）に基づき画像Ａをシフトした後の画像の周波数特性を補正（６０３）し、シフト後の画像Ａ’（６０４）を出力する。周波数補正処理（６０３）を施すことにより、測長値差に影響がある周波数範囲内で画像Ａ（６０１）と画像Ａ’（６０４）の周波数特性が同じになり、測長値差が発生しない。周波数補正処理（６０３）は、ＦＦＴ（ｆａｓｔ  Ｆｏｕｒｉｅｒ  ｔｒａｎｓｆｏｒｍ：高速フーリエ変換）を用いて特定の周波数の増幅率を指定する方式でもよいし、ＦＩＲ（Ｆｉｎｉｔｅ  Ｉｍｐｕｌｓｅ  Ｒｅｓｐｏｎｓｅ）フィルタを用いる方式であっても構わない。
【００４３】
図１０にＦＦＴを用いた場合の周波数補正処理（６０３）の例を示す。
サブピクセルシフトされた画像はＦＦＴにより周波数空間画像に変換される（１００１）。この段階で、画像の各画素は周波数の情報となるので、その周波数に対応する補正係数を周波数補正テーブル（６０９）より読み出し、周波数空間画像の振幅に対して補正係数を乗算する。補正係数乗算後の周波数空間画像を逆ＦＦＴ処理により実空間画像に変換する（１００２）ことで周波数特性の補正を行う。
【００４４】
周波数特性算出処理（６０７）は、ＣＺＰの例で示したように、画像の輝度値の最大値を滑らかに結ぶことにより作成した面が二次元的な周波数特性の変化を表すので、その変化がフラットになるような係数（一般的には逆数）を作成すればよい。作成した係数は、補正係数として周波数補正テーブル（６０９）に対応周波数ごとに保存しておく。
【００４５】
実施例１によれば、ドリフト補正により画像をずらす前後で測長値差が発生しなくなる。このため、走査電子顕微鏡における測長精度が向上するだけでなく、測長再現性も高めることができる。
【実施例２】
【００４６】
図７を参照して、実施例２のドリフト補正（画像移動）の処理について説明する。ここで、ドリフト補正（画像移動）の処理は、図１の補正演算処理部１１３で実施される。
【００４７】
画素補間フィルタの周波数特性が既知の場合、画素補間によって作成した画像の周波数特性を補正することで、測長値の変化を抑制することが可能である。しかし、一般に、画素補間フィルタの周波数特性は、補間を行う画素位置と、画素補間フィルタの構成方法によって変化してしまう。このため、任意の位置への画像シフトを前提とする場合には、事前に画像の周波数特性を補正するフィルタを用意することが困難となる。特許文献１および特許文献２で算出される画像の移動量は、画像が時間的に連続的に動くことを考えると、本来、任意の位置へのサブピクセル量の移動量となるはずである。
【００４８】
実施例１で示したように、画素補間フィルタの周波数補正処理（６０３）は、画素シフト量（６０８）と画素補間フィルタの構成情報（６０９）により一意に決定する。画素シフト量（６０８）はドリフト補正処理の場合、一般的に実数値となるが、ドリフト量の小数値を０．１刻みにする等の量子化を行うと、有限個数の周波数補正テーブル６０９を有していれば周波数補正処理が行えることになる。例えば、図７に示されるようにサブピクセルシフト方法を構成しておくとことが考えられる。
【００４９】
あらかじめ実施例１の方法で候補となるドリフト補正の小数値に対して周波数テーブルを作成しておき、それらを、画素シフト量（６０８）と画素補間フィルタの構成情報（７０１）に基づき周波数補正テーブル６０９を選択する処理（７０２）を行えばよい。
【００５０】
実施例２おいては、周波数補正テーブル６０９を図１１に示されるように、水平方向のサブピクセルシフト量ｄｘと、垂直方向のサブピクセルシフト量ｄｙの組み合わせ毎に固定値の補正係数を持った補正テーブル群としてあらかじめ用意しておく。周波数補正テーブル選択処理（７０２）は、これらの中から、サブピクセルシフト量に応じて、一つの補正テーブルを選択して周波数補正テーブル（６０９）として出力する。
【００５１】
サブピクセルシフト処理（６０２）と補正テーブル群を作成した際のサブピクセルシフト処理が異なる場合には、対応する補正テーブルも異なる。このため、画素補間フィルタの構成情報（７０１）によって、図１１に示されるような補正テーブル群自体を別の補正テーブル群に切り替える。
【００５２】
実施例２によれば、ドリフト補正により画像をずらす前後で測長値差が発生しなくなる。このため、走査電子顕微鏡における測長精度が向上するだけでなく、測長再現性も高めることができる。
【実施例３】
【００５３】
図８を参照して、実施例３について説明する。図８は、ドリフト補正の環境設定を行うＧＵＩ（ＧｒａｐｈｉｃａｌＵｓｅｒＩｎｔｅｒｆａｃｅ）の一例である。
まず、画像観察時において、ドリフト補正を実行するかしないかをスイッチにより判定する。ドリフト補正方法として、フレーム探索方法、フィールド探索方法、およびこれらを組み合わせた方法のいずれかがが選択される。
【００５４】
次に、ドリフト補正時の画像シフト方法として、画素単位シフト、サブピクセルシフト、周波数特性補正付きサブピクセルシフト等が選べるようにしておく。
画素単位シフトは、フレームもしくはフィールド間の動き探索結果を整数画素単位に値に丸めて画像を動かす方法である。この方法は本来のシフト量とはとはならないものの、画像を動かす処理によって測長値差が生じることはない。
【００５５】
サブピクセルシフトは、フレームもしくはフィールド間の動き探索結果を、そのままもしくは、決められた少数画素精度に丸めた後に画素補間フィルタを用いて、画像をサブピクセルシフトする方法である。この方法では、サブピクセル画像シフトによって、測長値差が生じる場合がある。
【００５６】
周波数特性補正付きサブピクセルシフト、上記サブピクセルシフト後の画像に対して、実施例１で構成される周波数特性補正フィルタを適用したものを用いることを意味する。この方法では、サブピクセルシフトを行う前と後で測長値の差は生じない。
【００５７】
実施例３で説明するような環境設定画面を設けることにより、ドリフト補正時の画像シフト方法の具体的な手法を設定することが可能となる。なお、ＧＵＩとして、図１の表示部１０３のモニタ１１４を共用することができる。
【００５８】
上記実施例によれば、像ドリフト補正処理において、複数のフレーム画像もしくはフィールド画像をサブピクセル量移動させる場合であっても、画像を移動させる前後で測長値が変化しない。この結果、測長再現性を向上させることができる。
【００５９】
以上、本発明は、測長値を変化させずに画像をサブピクセル量シフトする方法を提供するものである。実施例１および実施例２で示した走査型電子顕微鏡における像ドリフト補正への適用は、その一例であり、当然ながら、画像のサブピクセルシフト処理を用いた測長処理に一般的に適用可能である。
【符号の説明】
【００６０】
１０１  電子顕微鏡部
１０２  制御部
１０３  表示部
１０４  電子源
１０５  集束レンズ
１０６  偏向器
１０７  対物レンズ
１０８  試料
１０９  試料台
１１０  検出器
１１１  データ処理部
１１２  画像記憶部
１１３  補正演算処理部
１１４  モニタ
６０１  ドリフト補正前の画像
６０２  画素補間により画像を移動させる処理
６０３  周波数特性を補正する処理
６０４  ドリフト補正後の画像
６０５  周波数特性測定用画像
６０７  周波数特性算出処理
６０８  画像シフト量
６０９  ドリフト補正後の画像
７０１  画素補間フィルタの構成情報
７０２  周波数補正テーブル切替処理
１００１  画像を周波数空間画像に変換する処理
１００２  周波数空間画像を実空間画像に変換する処理
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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