(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数フレームの画像データを積算して、画像を形成する画像形成装置において、前記フレーム間の画像データ間のずれをサブ画素単位で検出する位置ずれ検出部を有し、当該位置ずれ検出部によって検出されたサブ画素単位の画像データ間のずれに基づいて、前記画像データの画素位置毎の積算数を判定し、当該画素位置毎の積算数に応じて、当該画素位置毎に異なる処理を施す演算装置を備え、当該演算装置は、積算対象となる１の画素に対し、当該１の画素に積算される他の画素の前記１の画素への重なりに応じた割合で前記他の画素を積算することを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
請求項１において、
前記演算装置は、前記画素位置毎に、当該画素位置の積算数に応じた値を持って除算することを特徴とする画像形成装置。
【請求項３】
請求項１において、
前記演算装置は、前記画素位置毎に、積算数に関する情報を作成し、記憶媒体に記憶する処理を行うことを特徴とする画像形成装置。
【請求項４】
複数フレームの画像データを積算して、画像を形成する画像形成装置において、
前記フレーム間の画像データ間のずれを検出する位置ずれ検出部を有し、当該位置ずれ検出部によって検出された画像データ間のずれに基づいて、前記画像データの画素位置毎の積算数を判定し、当該画素位置毎の積算数に応じて、当該画素位置毎に異なる処理を施す演算装置を備えたことを特徴とする画像形成装置において、
前記演算装置は、初期画素位置、隣接する画素位置間で積算数が異なる画素位置、及びその変動数に基づいて、各画素位置の加算数を求めることを特徴とする画像形成装置。
【請求項５】
複数フレームの画像データを積算して、画像を形成する画像形成方法において、
位置ずれ検出部が、前記フレーム間の画像データ間のずれをサブ画素単位で検出し、
演算装置が、当該位置ずれ検出部によって検出されたサブ画素単位の画像データ間のずれに基づいて、前記画像データの画素位置毎の積算数を判定し、当該画素位置毎の積算数に応じて、当該画素位置毎に異なる処理を施し、
当該演算装置は、積算対象となる１の画素に対し、当該１の画素に積算される他の画素の前記１の画素への重なりに応じた割合で前記他の画素を積算することを特徴とする画像形成方法。
【請求項６】
請求項５において、
前記演算装置は、前記画素位置毎に、当該画素位置の積算数に応じた値を持って除算することを特徴とする画像形成方法。
【請求項７】
請求項５において、
前記演算装置は、前記画素位置毎に、積算数に関する情報を作成し、記憶媒体に記憶する処理を行うことを特徴とする画像形成方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、荷電粒子線装置等によって得られた画像データを積算して画像を形成する画像形成装置に係り、特に積算画像の面内均一化の実現、或いはＳ／Ｎ比の低い領域を特定し得る画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
走査電子顕微鏡に代表される荷電粒子線装置は、試料上の所望の領域（視野）にビームを走査し、当該走査領域から放出される荷電粒子を検出することによって、画像を形成する。さらに、このような画像形成を行う装置では、複数の二次元走査によって得られた画像データを積算して、積算画像を形成することにより、Ｓ／Ｎ比を向上する画像形成法が知られている。
【０００３】
特許文献１乃至３には、複数回の走査によって得られた画像データを積算するときに、フレーム単位、もしくは複数フレーム単位で位置合わせを行った上で加算（積算）する荷電粒子線装置が開示されている。
【０００４】
以上のような位置合わせ処理を伴う画像積算法によれば、画像データを取得する最中に発生するドリフト等によらず、画像の「ぼけ」を抑制することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開昭６１−１３５０３４号公報
【特許文献２】特開２００２−１５６９２号公報
【特許文献３】ＷＯ２００３／０４４８２１号公報（対応米国特許ＵＳＰ  ７，０３４，２９６）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上述のように位置合わせ処理を伴う画像積算法によれば、各フレーム間の共通領域では、Ｓ／Ｎ比の高い良好な画像を取得することができるが、共通領域からはずれた領域は加算数が不足するため、共通領域の画像と比べて暗くなる。一方、特許文献３に説明されているように、目的画像（例えば５１２×５１２画素で表現される画像）を取得するための試料領域より、大きな領域（例えば１０２４×１０２４画素で表現される領域）にビームを走査し、画像データを取得することで、加算数が不足する領域をなくすようにしても良いが、本来走査領域に含めなくても良い領域にまで、走査範囲が及ぶことになる。すなわち、余分な領域にまでビームを照射することによる帯電等の影響が懸念される。
【０００７】
更に、大領域の走査を行う分、単位面積当たりの信号量が減ることになるため、装置の本来の形成可能な画像に対し、分解能が低下することになる。
【０００８】
以下に、不要な領域へのビーム走査を抑制しつつ、視野内における画素の濃淡の均質化、或いはＳ／Ｎの低い領域を特定することを目的とする画像形成装置について説明する。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記目的を達成するための一態様として、複数フレームの画像データを積算して、画像を形成する画像形成装置において、前記フレーム間の画像データ間のずれを検出する位置ずれ検出部を有し、当該位置ずれ検出部によって検出された画像データ間のずれに基づいて、前記画像データの画素位置毎の積算数を判定し、当該画素位置毎の積算数に応じて、当該画素位置毎に異なる画像処理を施す演算装置を備えた画像形成装置を提案する。
【００１０】
また、上記目的を達成するための他の態様として、複数フレームの画像データを積算して、画像を形成する画像形成装置において、前記フレーム間の画像データ間のずれを検出する位置ずれ検出部を有し、当該位置ずれ検出部によって検出された画像データ間のずれに基づいて、前記画像データの画素位置毎の積算数を判定し、当該積算数が所定の値以下の領域、或いは積算数が所定値を超える画素位置について、他の領域と識別する装置を備えた画像形成装置を提案する。
【００１１】
更に、上記目的を達成するための更に他の態様として、複数フレームの画像データを積算して、画像を形成する画像形成装置において、前記フレーム間の画像データ間のずれを検出する位置ずれ検出部を有し、当該位置ずれ検出部によって検出された画像データ間のずれに基づいて、前記画像データの画素位置毎の積算数を判定し、予め設定された興味領域が、所定の積算条件を満たす領域に属しているか否かの判定を行う演算装置を備えた画像形成装置を提案する。
【発明の効果】
【００１２】
上記構成によれば、不要な領域へのビーム走査を抑制しつつ、視野内における画素の濃淡の均質化、或いはＳ／Ｎの低い領域を特定することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】走査電子顕微鏡の概略構成図。
【図２】位置合わせ加算処理の処理工程を説明するフローチャート。
【図３】画像メモリの概要を説明する図。
【図４】画像メモリに１フレーム分の画像データが記憶された例を説明する図。
【図５】ドリフト等によって、１フレーム目の走査位置と、２フレーム目の走査位置間にずれが発生した例を説明する図。
【図６】ドリフト等によって、１フレーム目，２フレーム目、及び３フレーム目の走査位置間にずれが発生した例を説明する図。
【図７】ドリフト等によって、１フレーム目，２フレーム目，３フレーム目、及び４フレーム目の走査位置間にずれが発生した例を説明する図。
【図８】位置合わせ加算処理の処理工程を説明するフローチャート。
【図９】画像記憶媒体の概要を説明する図。
【図１０】画像記憶媒体の概要を説明する図。
【図１１】画像記憶媒体の概要を説明する図。
【図１２】走査電子顕微鏡の制御装置の概要を説明する図。
【図１３】走査電子顕微鏡の制御装置に内蔵される演算装置の概要を説明する図。
【図１４】電子の検出に基づいて画像表示を行う工程を簡単に説明する図。
【図１５】画像データ不足領域を重畳表示したＧＵＩ画面の一例を説明する図。
【図１６】所定の測定位置が所定の画像形成条件を満たすか否かの判定を行う手法の説明図。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下に説明する実施例では、荷電粒子線装置の一態様として、走査電子顕微鏡（Scanning Electron Microscope：ＳＥＭ）を例にとって説明するが、これに限られることはなく、例えば、液体金属イオン源や気体イオン源から放出されるイオンビームを試料に照射する集束イオンビーム（Focused Ion Beam）装置を画像形成装置として適用することも可能である。
【００１５】
図１はＳＥＭの概要構成図である。電子源１０１から引出電極１０２によって引き出され、図示しない加速電極によって加速された電子ビーム１０３は、集束レンズの一形態であるコンデンサレンズ１０４によって、絞られた後に、走査偏向器１０５により、試料１０９上を一次元的、或いは二次元的に走査される。電子ビーム１０３は試料台１０８に内蔵された電極に印加された負電圧により減速されると共に、対物レンズ１０６のレンズ作用によって集束されて試料１０９上に照射される。
【００１６】
電子ビーム１０３が試料１０９に照射されると、当該照射個所から二次電子、及び後方散乱電子のような電子１１０が放出される。放出された電子１１０は、試料に印加される負電圧に基づく加速作用によって、電子源方向に加速され、変換電極１１２に衝突し、二次電子１１１を生じさせる。変換電極１１２から放出された二次電子１１１は、検出器１１３によって捕捉され、捕捉された二次電子量によって、検出器１１３の出力が変化する。この出力Ｉに応じて図示しない表示装置の輝度が変化する。例えば二次元像を形成する場合には、走査偏向器１０５への偏向信号と、検出器１１３の出力との同期をとることで、走査領域の画像を形成する。
【００１７】
なお、図１の例では試料から放出された電子を変換電極にて一端変換して検出する例について説明しているが、無論このような構成に限られることはなく、例えば加速された電子の軌道上に、電子倍像管や検出器の検出面を配置するような構成とすることも可能である。
【００１８】
制御装置１１４は、走査電子顕微鏡の各構成を制御すると共に、検出された電子に基づいて画像を形成する機能や、ラインプロファイルと呼ばれる検出電子の強度分布（輝度分布）情報を形成する演算装置を備えている。
【００１９】
図１２は図１に例示した制御装置１１４の概要を説明する図である。なお、本実施例では、走査偏向器１０５として電磁式の偏向器を採用しているが、これに限られることはなく静電式の偏向器の採用も可能である。画像メモリ１２０８は、例えば１０２４×１０２４の画素で、深さ方向に２５６段階の階調を記憶することが可能なメモリである。書き込みクロック回路１２０６から出力される信号を同期信号として書き込みアドレス生成回路１２０５が動作する。書き込みクロック回路１２０６の出力信号の速度が一回の二次元走査の時間を決めている。例えば出力信号の周期が６０ｎｓであれば、１／１５秒に一枚の二次元走査を行うＴＶ走査となる。このクロックの周期は任意に決めることができ１枚の画像を１秒で形成するようなゆっくりした走査も可能である。
【００２０】
画像メモリ１２０８のメモリ位置に対応したアドレス信号が書き込みアドレス生成回路１２０５で生成され、Ｙ走査Ｄ−Ａ変換器１２０２，Ｘ走査Ｄ−Ａ変換器１２０４に出力される。Ｘ走査Ｄ−Ａ変換器１２０４に入力されるアドレス信号は０から１０２３を繰り返すデジタル信号で、これをアナログ信号に変換する。Ｙ走査Ｄ−Ａ変換器１２０２に入力される信号はＸ走査Ｄ−Ａ変換器１２０４の出力が１０２３から０に到達したときにプラス１される。当該信号は、０から１０２３の繰返しのデジタル信号であり、これを鋸歯波のアナログ信号に変換する。これらの鋸歯状アナログ信号はＹ走査アンプ１２０１とＸ走査アンプ１２０３で増幅され、走査偏向器１０５に供給される。
【００２１】
Ｙ走査アンプ１２０１とＸ走査アンプ１２０３の増幅度を変えることでビームの走査領域の大きさを任意に変えることができる。
【００２２】
試料から放出される電子は、検出器１１３によって検出され、この検出信号は、これを信号Ａ−Ｄ変換器１２０７でデジタル化し、画像メモリ１２０８に記録される。画像メモリ１２０８のアドレスと電子ビームを走査したアドレスが対応しているので、画像メモリ１２０８には二次元像が記録される。画像メモリ１２０８内の信号は、図示しない読み出しクロック回路からの出力信号を用いて、読み出しアドレス生成回路から時系列で順次に読み出すことができる。
【００２３】
アドレスに対応して読み出された信号は、Ｄ−Ａ変換器でデジタルからアナログに変換され、像表示ブラウン管１２１０の輝度変調入力となる。
【００２４】
演算装置１２０９では、主に複数回の走査に基づいて得られた画像データを積算する積算処理が行われる。図１３は演算装置１２０９の概要を説明する図である。なお、本実施例では演算装置１２０９はＳＥＭの制御装置１１４内に内蔵されるものとして説明するが、それに限られることはなく、外部の演算装置にて、後述するような処理を行うようにしても良い。
【００２５】
基準画像設定部では、積算の基準となる画像が設定される。通常は１フレーム目の画像が基準画像となるが、これに限られることはなく、任意のフレームの画像データを基準画像として設定することができる。位置ずれ検出部では、異なるフレームの画像データ間のずれを検出する。より具体的には、例えば既知のパターンマッチング法に基づいて、フレーム間の位置合わせを行い、その位置合わせに用いた位置ずれ量（Δｘ，Δｙ）を位置ずれ量として検出する。位置ずれ量は基準画像に対してのものとして検出しても良いし、前後のフレームとの間のずれ量であっても良い。画像積算処理部は、ずれ量が補正されたフレーム間の画像データの積算処理を行う。また、積算を行う際に、画像データの各領域について、各領域固有の処理を施した積算処理を行う。積算処理の詳細については後述する。また、領域判定部では、位置ずれ検出部から得られる位置ずれ情報に基づいて、積算後の各領域の積算状況を判定する。より具体的には、各領域の積算フレーム数を求め、記憶部に記憶する。比較部は、領域判定部にて判定された各領域と、記憶部に記憶されたフレーム数を比較し、所定値を満たさない場合等に、警報発生部を経由して、その旨を警報として発生する。また、記憶部に予め注目領域（Region Of Interest：ＲＯＩ）を登録しておき、当該ＲＯＩが属する領域が、所定の積算条件を満たすか否かの判定を実行させるようにしても良い。いずれも詳細については後述する。
【００２６】
本実施例では、まずドリフト等によって生ずるフレーム間の位置ずれを補正する際に、複数のフレーム間の共通領域からはずれた領域に関しても、共通領域の画像と同等の明るさにする手法について説明する。そのために、画素位置毎に加算数が決定できる手段として演算装置に含まれる画像積算処理部に、加算画素の濃淡の均質化を実行させる。より具体的には、領域判定部にて、画素位置ごとの加算数を判定し、その判定結果を記憶部（記憶手段）に記憶する。最初は上記記憶手段のすべての画素位置における加算数を０クリアし、画像（フレーム）を加算する毎にその画像（フレーム）に含まれる各画素位置における加算数を更新させる。
【００２７】
画素位置毎に加算数が決定できる他の手段としては、隣接する画素位置間で加算数が異なる画素位置及びその変動数を格納する第１の記憶手段と、初期画素位置及びその加算数を格納する第２の記憶手段、及び、上記第１の記憶手段の情報と上記第２の記憶手段の情報から各画素位置における加算数を順次求める演算手段が挙げられる。なお、上記記憶手段は、制御装置外部の記憶媒体としても良いし、制御装置内部の記憶部を用いるようにしても良い。
【００２８】
加算画素の濃淡を均等化する方法としては、位置合わせを行って合成した画像の各画素に対して、その画素位置の加算数で除算する。
【００２９】
なお、加算数の少ない部分画像については加算数の多い部分画像と比べてＳ／Ｎが低くなるため、これを緩和するため加算数の少ない部分画像に対してＳ／Ｎ改善処理を施しても良い。また、加算数に応じて実施するＳ／Ｎ改善処理を変更しても良い。
【００３０】
上述のような構成によれば、加算数が０でないすべての画素に対して加算した画素数で除算を行うので、共通領域からはずれた領域も共通領域の画像と同等の明るさの画像になる。
【００３１】
図１４は、電子の検出から画像表示に至るまでの信号処理の流れを簡単に示した図である。図１４に例示する信号処理法では、図示しない荷電粒子線発生手段から荷電粒子線を図示しない試料に照射し、その二次粒子線，反射粒子線、もしくは、透過粒子線を検出器１１で入力し、画像入力処理手段１２で２次元の矩形の画素配列である画像に成形する。画像入力処理手段１２で成形した画像を位置合わせ加算手段１３で位置合わせ加算を行い、表示手段１４に位置合わせ加算した画像を表示する。なお、図１３は、位置合わせ処理や加算処理等を行う専用の演算装置を例示しているが、これに限られることはなく、位置合わせ加算手段１３の一実現例としてＰＣ等の汎用コンピュータ上でのソフト処理で実現するようにしても良い。このソフト処理について図２から図７を用いて説明する。
【００３２】
図２は位置合わせ加算処理の処理工程を説明するフローチャートである。図３は位置合わせ加算を実施するための記憶手段を模式化した図で、（ａ）が演算用画像メモリ、（ｂ）が加算数格納メモリである。図２の処理２１で、まず演算用メモリ及び加算数格納メモリを０に初期化する。図３は演算用メモリ（例えば画像メモリとして適用されるフレームメモリ）及び加算数格納メモリが初期化された状態を示している。次に、位置合わせの基準画像を選択もしくは作成する（図２処理２２）。位置合わせの基準画像とは、位置合わせしようとしているそれぞれの画像（位置合わせ対象画像と呼ぶ）に対して基準となる位置を示す画像で、位置ずれ量はこの基準画像に対して上下左右にそれぞれ何画素ずれているかや、回転・縮尺変動はどの程度かを示す。本実施例では、位置ずれが平行移動である場合を示しているが、回転や縮尺変動についても同様に対応することができる。位置合わせの基準画像としては、位置合わせ対象画像の中から選択しても良いし、それらを複数枚加算平均した画像でも良い。また、別の画像でも良い。
【００３３】
位置合わせの基準画像が位置合わせ対象画像から選択もしくは作成された場合は、位置合わせ基準画像を演算用メモリの中央に設定し、その設定位置に対応する加算数格納メモリをインクリメントする（図２の処理２３）。本処理を実行した直後の演算用画像メモリと加算数格納メモリの状態をそれぞれ、図４（ａ），図４（ｂ）に示す。なお、位置合わせの基準画像が加算対象画像ではない場合は、処理２３を実行しない。図４（ａ）の横線を用いて表現した領域は、基準画像領域であり、１フレーム画像領域、或いは所定数のフレームが積算された１積算画像領域である。次に、位置合わせ対象画像のひとつに対して、位置合わせの基準画像との位置ずれ量を計算する（図２の処理２４）。位置ずれ量の計算方法としては、パターンマッチングが一般的であるが、パターンマッチングによらず、既知の画像間のずれ評価方法を用いることもできる。なお、パターンマッチングは、２つの画像を相対的に移動しつつ、正規化相関等の一致度判定手法に基づいて、両者間の位置合わせを行う画像処理法である。この際の２つの画像間の相対的なシフト量に基づいて、ずれを算出する。
【００３４】
計算した位置ずれ量に基づいて、位置合わせ対象画像を演算用画像メモリに加算し、その加算位置に対応する加算数格納メモリをインクリメントする（図２の処理２５）。位置合わせ対象画像が右に１画素、下に２画素ずれた場合の本処理後の演算用画像メモリと加算数格納メモリの状態をそれぞれ、図５（ａ），図５（ｂ）に示す。同様に、位置合わせ対象画像が存在する場合は処理２４，処理２５を繰り返す。図５（ａ）の横線を用いて表現した領域は、基準画像領域，１フレーム画像領域、或いは所定数のフレームが積算された１積算画像領域であり、格子によって表現された領域は、２つのフレーム領域の重畳領域、或いは２つの積算画像が重畳した領域を示している。
【００３５】
図６は、次の位置合わせ対象画像が位置合わせの基準画像に対して、右に２画素、下に３画素ずれた場合の演算用画像メモリと加算数格納メモリの状態を、図７は、その次の位置合わせ対象画像が位置合わせの基準画像に対して、右に３画素、下に４画素ずれた場合の演算用画像メモリと加算数格納メモリの状態をそれぞれ表している。なお、図６の複数の菱形を含む領域は、３つのフレーム領域の重畳領域、或いは３つの積算画像が重畳した領域、図７の黒塗りの領域は、４つのフレーム領域の重畳領域、或いは４つの積算画像が重畳した領域を表している。
【００３６】
位置合わせ対象画像をすべて処理した後、演算用画像メモリの各加算値を加算数格納メモリの対応する加算数で除算する（図２の処理２７）。なお、本例の場合、各加算値に、（１／加算数）を乗算するような処理を行っているが、必ずしも、加算値と乗算する値は完全に反比例の関係にある必要はなく、少なくとも加算数の増加に伴って、分母が減少するような係数を乗算するような処理を行えば、ある程度の均質化を実現することができる。例えば、１６フレームの画像を積算する場合、画素値の強度を、１〜４フレーム（第１の加算値），５〜８フレーム（第２の加算値），９〜１２フレーム（第３の加算値）、及び１３〜１６フレーム（第４の加算値）の４段階に分けると共に、４種の加算値ごとに乗算値を設定するようにしても良い。
【００３７】
以上のような処理を行うことによって、加算数が異なる領域間の画像の平均的な明るさを均一化することが可能となり、画像全体に亘って、画像の均質化を実現することが可能となる。なお、表示する画像については、より多くの画像を加算した領域を選択することがＳ／Ｎの高い画像を表示することに対応する。このためには、最終的な加算数格納メモリにおいて、表示画像領域に対応する領域の総和を求め、その総和が最も大きい領域を選択することで実現できる。このとき、加算数最大の画素をすべて含むことが望ましい。以上により、最終的な位置合わせ加算画像を作成する。例えば、図７では、第３の位置合わせ対象画像の領域が加算数の総和が最大となる領域であることが導出される。
【００３８】
本実施例は位置ずれ量が画素単位でずれた場合を示したが、位置ずれ量がサブ画素単位でずれた場合は、演算用画像メモリへの加算は、サブ画素ずれた画像を補間した値を用いる。例えば、位置合わせ対象画像が位置合わせの基準画像に対して、右に０.５画素、下に０.５画素ずれたものである場合は、位置合わせ対象画像の（ｉ−１，ｊ−１）画素，（ｉ−１，ｊ）画素，（ｉ，ｊ−１）画素，（ｉ，ｊ）画素をそれぞれ１／４して足した値を基準画像の（ｉ，ｊ）画素に対応する演算用画像メモリに加算する。加算数格納メモリに対しては、演算用画像メモリに加算した割合を足しこむ。例えば、位置合わせ対象画像が位置合わせの基準画像に対して、右に０.５画素、下に０.５画素ずれたものである場合は、加算数格納メモリの位置合わせの基準画像の（０，０）画素へは０.２５を加算する。
【００３９】
なお、本実施例では、４枚のフレーム（画像データ）を積算する例を説明したが、無論これ以上のフレーム数に基づいて画像を形成するに当たり、上述のような積算法を用いるようにしても良い。その際に、４枚のフレームが積算された領域について、加算値を１／４にしてしまっては、画像全体の均質化を実現することはできるが、フレーム積算によるメリットが失われてしまうため、『フレーム数＞除算に供する値』とすることが望ましい。一例として、仮に１６フレームの画像データが存在する場合、各画素の加算数が４フレームとなるようにすべく、１６フレーム全てのデータが積算された領域については、当該領域の加算値を１／４とするような処理を行い、例えば１２フレームのデータが積算された領域については、１／３を乗算する処理を行うようにすると良い。このように、各領域について、所定の加算数となるように、除算に供する値を調整することによって、フレーム積算によるＳ／Ｎの向上と、画像の均質化の両立を実現することが可能となる。
【００４０】
なお、ドリフト量が大きい場合、４フレーム以上の画像データが取得できない領域が存在する場合も考えられる。このような場合、例えば２フレーム分の画像データしか取得できない領域には、固有の画像処理（例えばエッジ強調処理）を行うことによって、画像全体としての均質さを向上させることもできるが、電子顕微鏡の操作者にとって、画像データが不足している領域が興味領域（Region Of Interest：ＲＯＩ）に相当する領域でなければ、必ずしも画像全体を均質化する必要はない。よって、画像データが不足している領域（或いは画像データが所定の条件を満たしている領域）と、その他の領域とを識別して表示すれば、操作者は、自らのＲＯＩと画像データが不足している領域とを比較し、電子顕微鏡のビームコンディションが適切であるか、ＲＯＩについて高い分解能を持って画像形成できたか等の判断を行うことができる。
【００４１】
図１５はＳＥＭ画像１５０１に、画像データ不足領域１５０２を重畳表示したＧＵＩ（Graphical User Interface）画面の一例を説明する図である。図１３に例示した比較部にて、積算後画像データ１５０３の各領域が、所定数以上の積算枚数が得られているか否かを、閾値判定等に基づいて判定を行い、所定の条件を満たさなかった個所等について、その他の領域と識別表示を行う。図１５の例では、積算後画像データ１５０３の×印の部分は、所定の条件を満たさなかった部分であり、○印の部分は所定の条件を満たした部分である。画像データ不足領域１５０２は、×印の部分に相当している。なお、図１５の例では、画像データが不足している領域を、斜線表示することによって、他の領域と識別表示する例について説明したが、逆に有効領域（所定の積算数が確保できた領域）を枠で囲う等して識別表示するようにしても良い。
【００４２】
更に、半導体等の測定や検査に用いられるＳＥＭには、レシピと呼ばれる装置の動作プログラムによって、測定や検査が自動的に行われるものがある。ＳＥＭによる測定位置や検査位置は、レシピに予め登録されている。即ち、予めＲＯＩに相当する部分がデータに記憶されている。以下にこのような予め登録されているＲＯＩが、所定の条件を満たす画像領域に属しているか（重畳しているか）を判定する判定法について説明する。
【００４３】
図１６は、半導体パターン１６０１を測定する測定レシピ上に、第１の測定位置１６０２と第２の測定位置１６０３が設定されている例を説明する図である。図１６の例では、４フレームの画像データ（１６０４〜１６０７）を取得する例を説明しており、フレーム位置が、時間の経過に従って徐々に図面下方に向かって移動している。図１３に例示する比較部では、第１の測定位置１６０２と第２の測定位置１６０３が属する領域が、所定の積算条件を満たしているか否かの判断を行う。仮に、４フレームが所定積算数であるとすると、画像データ１６０４〜１６０７の全てに含まれる領域１６０８に属する第２の測定位置１６０３は、所定の条件を満たし、画像データ１６０４，１６０５にのみ含まれる領域１６０９に属する第１の測定位置１６０２は、所定の条件を満たさないことになる。即ち、第２の測定位置１６０３は、高いＳ／Ｎを持つ画像領域に含まれ、第１の測定位置１６０２は相対的にＳ／Ｎが低いことが判定できる。
【００４４】
このような判断結果を、警報発生部を経由して、エラーログに登録、或いはその情報を測定結果や画像データと共に記憶しておくことによって、操作者は、測定が適正に行われたか否かを客観的に判断することが可能となり、必要に応じて再測定等の対策を講じることが可能となる。
【００４５】
次に、積算画像の領域毎に異なる画像処理を施す他の例を、図８から図１１を用いて説明する。本実施例の装置構成は先に説明した実施例と同じである。本実施例では、加算数格納メモリではなく加算変動数格納メモリを用いる。加算変動数格納メモリの一構成例は、図１１に示すように、行ごとに列座標と変動数のリスト構造からなる。ここで、処理の効率化のため、列座標は昇順にソートする。
【００４６】
図８は位置合わせ加算処理の処理工程を説明するフローチャートである。図８の処理８１で、まず演算用メモリ及び加算変動数格納メモリを０に初期化する。次に、位置合わせの基準画像を選択もしくは作成する（図８の処理８２）。
【００４７】
位置合わせの基準画像が位置合わせ対象画像から選択もしくは作成された場合は、位置合わせ基準画像を演算用メモリの中央に設定し、その設定位置に対応する加算変動数格納メモリに変動量を設定する（図８の処理８３）。位置合わせの基準画像の演算用画像メモリに対応する座標は、（４，４）と（１１，１１）を含む矩形領域であるため、加算変動数格納メモリのｙ座標が０から３、及び、１２から１５は変更なしで、ｙ座標が４から１１に対して、ｘ座標が４から加算数が１増加し、ｘ座標が１２から加算数が１減少するという情報を設定する。本処理を実行した直後の加算変動数格納メモリの状態を図１０に示す。なお、位置合わせの基準画像が加算対象画像ではない場合は処理８３は実行しない。
【００４８】
次に、位置合わせ対象画像のひとつに対して、位置合わせの基準画像との位置ずれ量を計算する（図８の処理８４）。位置ずれ量の計算方法としては、パターンマッチングが一般的であるが、パターンマッチングによらず、既知の画像間のずれ評価方法を用いることもできる。計算した位置ずれ量に基づいて、位置合わせ対象画像を演算用画像メモリに加算し、その加算位置に対応する加算変動数格納メモリに変動量を設定する（図８の処理８５）。位置合わせ対象画像が右に１画素、下に２画素ずれた場合の本処理後の加算変動数格納メモリの状態を図１１に示す。同様に、位置合わせ対象画像が存在する場合は処理８４，処理８５を繰り返す。
【００４９】
位置合わせ対象画像をすべて処理した後、加算変動数格納メモリより各画素位置における加算数を求め、演算用画像メモリの各加算値をその加算数で割る（図８の処理８７）。加算変動数格納メモリから各画素位置における加算数を求める方法は、加算数を格納するレジスタ（初期値０）を用意し、加算変動数格納メモリの行ごとに、格納されているｘ座標と変動数を読み出し、上記レジスタの値を変動数に応じて増減することで、各座標における加算数を順次計算する。
【００５０】
表示する画像として、より多くの画像を加算した領域を選択するため、第１の実施例で示した加算数格納メモリを用意し、図８の処理８７の各画素位置における加算値を求めながら、上記加算数格納メモリに格納することにより、第１の実施例に示した方法と同様の方法を用いることができる。
【００５１】
本実施例のメリットは、先に説明した実施例の処理２５で行ったような、画像を加算する毎に加算数格納メモリを更新する手間と比べて少ない手間で加算数に関わる情報を更新できることである。
【００５２】
ここでは位置ずれ量が画素単位でずれた場合を示したが、位置ずれ量がサブ画素単位でずれた場合は、演算用画像メモリへの加算は先に説明した実施例と同様で、加算変動数格納メモリに対しては、ｘ座標のサブ画素ずれは小数点以下を含むｘ座標を直接格納し、ｙ座標のサブ画素ずれはその割合を変動量に乗じる。例えば、位置合わせ対象画像が位置合わせの基準画像に対して、右に０.５画素、下に０.５画素ずれたものである場合は、ｙ座標４の加算変動数格納メモリのｘ座標を４.５、変動量を＋０.５とする。
【符号の説明】
【００５３】
１１  検出器
１２  画像入力処理手段
１３  位置合わせ加算手段
１４  表示手段
【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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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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