(57)【要約】【課題】表面に段差がある試料、また部分的に帯電している試料を観察する場合、従来のオートフォーカス機能では、関心のある領域に焦点があわせられないことがある。【解決手段】本発明は、光ないし荷電粒子を試料表面に照射して像を得る顕微鏡のための自動合焦点検出装置である。自動合焦点検出装置は、レンズの焦点を制御するレンズ制御部と、焦点検出の対象となるサンプル画像の合焦点を算出する合焦点算出部と、を備える。前記合焦点算出部は、あらかじめ記憶されている少なくとも１つのテンプレート画像と、前記レンズ制御部により前記レンズの焦点値を逐次変化させて取得した前記サンプル画像あるいは前記サンプル画像の一部との間の一致度を算出して、前記合焦点を決定する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
光ないし荷電粒子を試料表面に照射して像を得る顕微鏡のための自動合焦点検出装置であって、
レンズの焦点を制御するレンズ制御部と、
焦点検出の対象となるサンプル画像の合焦点を算出する合焦点算出部と、
を備え、
前記合焦点算出部は、あらかじめ記憶されている少なくとも１つのテンプレート画像と、前記レンズ制御部により前記レンズの焦点値を逐次変化させて取得した前記サンプル画像あるいは前記サンプル画像の一部との間の一致度を算出して、前記合焦点を決定することを特徴とする自動合焦点検出装置。
【請求項２】
請求項１の自動合焦点検出装置において、
前記合焦点算出部は、
ある焦点値において取得された前記サンプル画像内において前記一致度が最大になる領域を探索して、当該焦点値における最大一致度を算出し、
異なる焦点値のサンプル画像に関して前記最大一致度を繰り返し算出し、前記最大一致度が最大となる焦点値を前記合焦点として決定することを特徴とする自動合焦点検出装置。
【請求項３】
請求項１の自動合焦点検出装置において、
前記合焦点算出部は、
前記レンズの焦点値を逐次変化させて所定の評価関数を実行して、前記評価関数における複数の極値を算出し、
前記複数の極値に対応する複数の焦点値のそれぞれにおいて前記一致度が最大になる領域を探索して、各焦点値における最大一致度を算出し、
前記複数の焦点値のうち前記最大一致度が最大となる焦点値を前記合焦点として決定することを特徴とする自動合焦点検出装置。
【請求項４】
請求項１の自動合焦点検出装置において、
前記合焦点算出部は、
ある焦点値において取得された前記サンプル画像内において複数のテンプレート画像のそれぞれについて前記一致度が最大になる領域を探索し、各テンプレート画像ごとに最大一致度を算出し、
当該焦点値における前記最大一致度の平均値を算出し、
異なる焦点値のサンプル画像に関して前記最大一致度の平均値を繰り返し算出し、前記平均値が最大となる焦点値を前記合焦点として決定することを特徴とする自動合焦点検出装置。
【請求項５】
請求項１に記載の自動合焦点検出装置を備え、
前記自動合焦点検出装置により算出したレンズの合焦点に調節し、荷電粒子を試料表面に走査的に照射し、得られる二次信号を画像化し、得られた画像を用いて試料表面近傍の形状、性質を計測あるいは検査する荷電粒子線顕微鏡。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、可視光あるいは荷電粒子線を試料表面に照射し、試料から返ってくる信号を用いて試料表面の画像を得る装置における自動合焦点検出装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
顕微鏡の焦点調節機能を自動化する技術は、広く実用化されている。これらの機能は、一般に以下のような手順で実現されている。
（１）顕微鏡の対物レンズの焦点深度以下の幅で焦点を変化させながら、各焦点値において画像を取得する。これを対物レンズの焦点設定可能範囲内で一定の順序で繰り返す。
（２）得られた画像から特定の「評価関数」を用いた数学的処理により、画像の鮮鋭度を算出する。
（３）最大の鮮鋭度を示す画像の焦点値を以て試料上に正しく焦点が合う点（以下「合焦点」と呼ぶ）とする。
【０００３】
評価関数には様々なものが提案されている。画像内のコントラストや輝度差を評価するもの、画像信号をフーリエ変換し高周波成分比を算出するものなどがあり、非特許文献１に概要が記載されている。
【０００４】
試料表面の性状を検査、あるいはその特徴量を計測する顕微鏡には、可視光を照射して反射光による像を利用するもの(以下「光学顕微鏡」と呼ぶ)と、荷電粒子線（代表的には電子）を試料表面で走査して、二次的に発生する電子を用いるもの（以下、「ＳＥＭ」と呼ぶ：Scanning Electron Microscope）がある。ＳＥＭにおいて合焦点を自動的に検出する技術の例は、特許文献１にあるように、焦点位置を変えながら取得した画像を処理して、画像の鮮鋭度を評価する上記（１）〜（３）の手続きを基本としている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００２−３３４６７８号公報
【非特許文献】
【０００６】
【非特許文献１】Groen et al: A Comparison of Different Focus Functions for Use in Autofocus Algorithms; Cytometry 6:81-91(1985)
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
従来の課題について図２Ａ〜図２Ｄを用いて説明する。図２Ａは試料画像の一例を示す。試料画像２０１は、図２Ｂの試料２０５から得られる試料画像である。試料画像２０１には、観察あるいは検査したい領域２０２（以下ＲＯＩと呼ぶ：Region of Interest）と、最大の表面情報を持つ領域２０３とが含まれる。
【０００８】
ここで、試料画像２０１に含まれるＲＯＩ２０２が、領域２０３と同一平面にある場合、すなわち、図２Ｂに示すように、ＲＯＩ２０２と領域２０３とが、顕微鏡の対物レンズ２０４からほぼ等しい距離２０６にある場合では、前記の手法は、画面に表現される表面性状から得られる情報が最大になる点を検出して、その点を合焦点とする。したがって、図２Ｂの場合では、合焦点を探索すれば、ＲＯＩの鮮明な画像が得られることは自明である。ここでいう「表面情報」とは前記の通り「評価関数」によって評価されるものであり、一般には試料表面の粗度や材料界面などによって生じる画像内輝度差や形状図形である。
【０００９】
一方、図２Ｃに示すように、ＲＯＩ２０２と表面情報が最大の領域２０３とが異なる平面にある場合、例えば、ＲＯＩ２０２が距離２０６の平面にあり、領域２０３が距離２０７の平面にある場合には、前記方法ではＲＯＩに合焦することはできない。すなわち、前記方法で設定される合焦値は図２Ｃの距離２０７相当の焦点値であり、ＲＯＩ２０２に対応する距離２０６とは異なる。距離２０６と距離２０７との差が既知の一定値の場合はその分を補正することも可能であるが、一般には必ずしもそうではない。
【００１０】
また、図２Ｄに示すように、観察前の試料２０５の表面が帯電している、あるいは、荷電粒子線による観察中に試料２０５の表面に帯電が発生する場合もある（２０８）。さらに、試料２０５に帯電が発生し、且つ、試料２０５の物理的な高さの変化がある場合もある。これらの場合には、帯電により表面情報量が変化する可能性がある。したがって、電子顕微鏡における対物レンズ合焦値が、試料面電位差（２０９，２１０）による影響を受け、前記方法ではＲＯＩ２０２に合焦することはできない場合がある。
【００１１】
本発明の目的は、かかる場合においても有効な自動合焦点検出機能を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記課題を解決するために、例えば特許請求の範囲に記載の構成を採用する。本願は上記課題を解決する手段を複数含んでいるが、その一例を挙げるならば、光ないし荷電粒子を試料表面に照射して像を得る顕微鏡のための自動合焦点検出装置であって、レンズの焦点を制御するレンズ制御部と、焦点検出の対象となるサンプル画像の合焦点を算出する合焦点算出部と、を備える自動合焦点検出装置が提供される。この自動合焦点検出装置において、前記合焦点算出部は、あらかじめ記憶されている少なくとも１つのテンプレート画像と、前記レンズ制御部により前記レンズの焦点値を逐次変化させて取得した前記サンプル画像あるいは前記サンプル画像の一部との間の一致度を算出して、前記合焦点を決定する。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、ＲＯＩ部分の画像情報量を選択的に評価することができるため、その他の領域から得られる情報がＲＯＩから得られる情報量より多い場合でも正しく合焦点を得ることができる。
【００１４】
本発明に関連する更なる特徴は、本明細書の記述、添付図面から明らかになるものである。また、上記した以外の、課題、構成および効果は、以下の実施例の説明により明らかにされる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】第１実施例における焦点検出アルゴリズムの一例を示すフローチャートである。
【図２Ａ】試料画像の例を示す図である。
【図２Ｂ】試料面が平面である例を示す図である。
【図２Ｃ】ＲＯＩと表面情報が最大の領域とが異なる平面にある例を示す図である。
【図２Ｄ】試料表面が帯電している例を示す図である。
【図３Ａ】走査型電子顕微鏡の構成の一例を示す図である。
【図３Ｂ】第１実施例における自動合焦点検出装置の構成の一例を示す図である。
【図４Ａ】第１実施例における自動合焦点検出装置の処理を説明する図である。
【図４Ｂ】図４Ａの処理を焦点値を変化させながら実行した際の、各焦点値とマッチングスコアとの関係を示すグラフである。
【図５】第２実施例における自動合焦点検出装置の処理を説明する図である。
【図６】第２実施例における焦点検出アルゴリズムの一例を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、添付図面を参照して本発明の実施例について説明する。なお、添付図面は本発明の原理に則った具体的な実施例を示しているが、これらは本発明の理解のためのものであり、決して本発明を限定的に解釈するために用いられるものではない。
【００１７】
荷電粒子線装置は、電子や陽イオンなどの電荷をもつ粒子（荷電粒子）を電界で加速し、試料に照射する装置である。荷電粒子線装置は、試料と荷電粒子との相互作用を利用して、試料の観察、分析、加工などを行う。荷電粒子線装置の例として、電子顕微鏡、電子線描画装置、イオン加工装置、イオン顕微鏡などが挙げられる。これら荷電粒子線装置の中において、走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ：Scanning Electron Microscope）は、電子を試料に照射し、電子と試料との相互作用を信号として検出することで微細構造の観察や構成元素の分析を行う装置である。以下、荷電粒子線装置の一例として、走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）について述べる。なお、本発明は、荷電粒子線装置だけでなく、可視光を用いた光学顕微鏡においても全く同様に実施可能である。
【００１８】
＜第１実施例＞
図３Ａは、本発明が実装される装置の一例であり、図３Ａの装置は、上述した走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）に相当する装置である。走査型電子顕微鏡３００は、試料表面の性状を検査あるいはその特徴量を計測するものである。走査型電子顕微鏡３００は、電子源３０１と、引き出し電極３０３と、中間レンズ３０４と、偏向コイル３０５と、対物レンズ３０６と、反射板３０９と、制御装置３１１とを備える。
【００１９】
この構成において、電子源３０１から放出された一次電子線３０２は、引き出し電極３０３、中間レンズ３０４で収束作用を受け、次いで偏向コイル３０５で試料３０７の表面を走査すべく偏向作用を受ける。次いで、一次電子線３０２は、対物レンズ３０６で最終的に収束され、試料３０７の表面に照射される。ここでＳＥＭの場合、中間レンズ３０４および対物レンズ３０６は、電磁石であり、コイルに流れる電流で一次電子線３０２の焦点を変化させるものである。なお、レンズの種類は、磁界型の対物レンズと、試料に負電圧を印加することによるリターディングフォーカスの一方、あるいは併用してもよい。
【００２０】
図３Ａに示すように、試料３０７において、一次電子線３０２の照射点近傍からは二次電子および反射電子３０８が放出される。二次電子および反射電子３０８の量は、試料３０７の表面の物理形状に応じて多寡が定まる。この二次電子および反射電子３０８は、適当な機構で上方に引き上げられ、反射板３０９を経て検出器３１０に導かれる。検出器３１０は、蛍光体、光電子倍増管などから構成され増幅機能を有し、二次電子および反射電子３０８の量のわずかな変化を電圧信号として制御装置３１１に送る。
【００２１】
本実施例では、上述したように検査・計測機能を持つ顕微鏡を想定している。制御装置３１１は、上述した顕微鏡の構成要素を制御する機能を有する。制御装置３１１は、偏向コイル３０５の電流値と前記電圧信号を同期処理して、表示装置３１２の画面に、試料表面形状に対応した画像を表示する。また、制御装置３１１は、このような本来の機能に加えて、自動合焦点検出装置３１３を備える。
【００２２】
自動合焦点検出装置３１３は、焦点調節のためのアルゴリズムを実行する処理部を備える。図３Ｂは、自動合焦点検出装置３１３の構成を示す図である。自動合焦点検出装置３１３は、対物レンズの焦点値を制御する焦点制御部３２１と、サンプル画像を記憶するサンプル画像記憶部３２２と、ＲＯＩのテンプレート画像をあらかじめ記憶するテンプレート画像記憶部３２３と、合焦点を算出する合焦点算出部３３０とを備える。合焦点算出部３３０は、テンプレート画像とサンプル画像あるいはサンプル画像の一部の領域との間のマッチングスコアを算出するマッチング処理部３２４と、得られたマッチングスコアを記憶し、相互に比較する比較部３２５とを備える。
【００２３】
なお、上述した自動合焦点検出装置３１３の処理部は、現在市場に供されている検査・計測顕微鏡に搭載されている画像処理回路などのハードウェアによって容易に実現することができる。また、自動合焦点検出装置３１３は、コンピュータ等の情報処理装置によって実現してもよい。情報処理装置が、プロセッサなどの演算部と、データを記憶するための記憶部（例えば、メモリおよびハードディスクなど）とを備える。焦点調節のためのアルゴリズムをプログラムコードとして記憶部に格納して、演算部が各プログラムコードを実行することによって実現してもよい。
【００２４】
また、上述の「サンプル画像」とは、焦点検出の対象となる画像である。また、「テンプレート画像」とは、あらかじめ登録された、ＲＯＩの十分な鮮鋭度を持つ標準画像である。これらの画像は、既存の方法と同様に各焦点値において画像を取得することにより得られる。また、「マッチングスコア」とは、テンプレート画像と、サンプル画像あるいはサンプル画像の一部の領域との画像一致度である。本実施例は、従来の評価関数の代わりに、テンプレート画像と、サンプル画像あるいはサンプル画像の一部の領域とのマッチングスコアを算出し、そのマッチングスコアが最大になる点をもって合焦点とすることを特徴とする。
【００２５】
マッチングスコアの算出は、一般に広く実施されている正規化相互相関法などを用いればよい。その場合、ある焦点値で取得したサンプル画像からテンプレート画像と同じサイズの画像領域を切り出し、テンプレート画像との間の正規化相関係数を算出する。切り出す領域をサンプル画像内で移動させ、切り出した画像ごとにテンプレート画像との間の正規化相互相関係数を算出していく。これをサンプル画像内で行っていくと、テンプレート画像にもっとも近い領域で正規化相関係数が最大となる。これはサンプル画像からＲＯＩと相同の領域を探索する一般的な手法である。これをさらに焦点値を変化させながら繰り返し実施する。すべての繰り返しを通じて最終的に正規化相互相関値が最大になる点の焦点値が、サンプル画像のＲＯＩが最も鮮鋭になる焦点値である。
【００２６】
図１は、本実施例における焦点検出アルゴリズムの一例を示す。以下の処理の主体は、自動合焦点検出装置３１３である。
まず、ステップ１０１において、焦点制御部３２１は、焦点位置を適当な初期値に設定する。次に、ステップ１０２において、設定された焦点でサンプル画像を取得する。取得されるサンプル画像は、サンプル画像記憶部３２２に格納される。
【００２７】
次に、ステップ１０３において、マッチング処理部３２４が、サンプル画像内で、テンプレート画像と一致度（マッチングスコア）の高い領域を正規化相関法などを用いて探索する。なお、テンプレート画像は、あらかじめテンプレート画像記憶部３２３に格納されている。探索結果として得られる領域は、サンプル画像内のＲＯＩと考えられる。なお、一致度の比較は、比較部３２５により実行される。次に、ステップ１０４において、マッチング処理部３２４は、このときのマッチングスコアを所定の記憶部などに記録する。
【００２８】
次に、ステップ１０５において、焦点制御部３２１は、焦点深度（ＤＯＦ：Depth of Focus）以下の幅で焦点位置を変更する。次に、ステップ１０６において、変更した値が焦点設定値として装置の焦点可変範囲内にあるかを判定する。焦点設定値が装置の焦点可変範囲内にある場合、ステップ１０２に戻る。ステップ１０２に戻った場合、再度、サンプル画像の取り込み（ステップ１０２）、テンプレート探索（ステップ１０３）、一致度の記録（ステップ１０４）、焦点位置の変更（ステップ１０５）を行う。このように、当該装置の焦点可変範囲内でステップ１０２、１０３、１０４、１０５の処理が繰り返し実行される。なお、ステップ１０６において、焦点設定値が装置の焦点可変範囲内にない場合、ステップ１０７に進む。ステップ１０７において、比較部３２５は、記録されているマッチングスコアが最も大きな点を合焦点として決定する。
【００２９】
次に、本実施例の処理の詳細を図４Ａ及び図４Ｂを用いて説明する。図４Ａは、第１実施例における自動合焦点検出装置の処理を説明する図である。まず、ＲＯＩのテンプレート画像４０１を、テンプレート画像記憶部３２３にあらかじめ記憶させておく。そして、焦点値Ｆｉで取得したサンプル画像４１１からテンプレート画像４０１と同じ大きさの領域４０２を切り出す。次に、切り出した領域４０２とテンプレート画像４０１との間でマッチングスコアとして正規化相互相関係数を算出する。領域４０２を、矢印で示すように、サンプル画像４１１内を逐次移動させて、同様の処理を繰り返す。
【００３０】
例えば、領域４０２を横方向にずらして領域４０３を設定して、同様にマッチングスコアを算出する。領域４０２の移動は、画像を構成する最小要素（画素）を単位に行い、最終的に領域４０２が、サンプル画像４１１の全画面を覆うまで繰り返す。算出された全てのマッチングスコアを比較し、焦点値Ｆｉにおけるマッチングスコアの最大値ＳＦｉを求める。この操作を焦点値Ｆｉを変化させながら、装置の焦点可変範囲内で繰り返す。
【００３１】
図４Ｂは、焦点値Ｆｉを変化させながら、各焦点値Ｆｉでマッチングスコアの最大値ＳＦｉを求めたグラフを示す。実線４０５が、各焦点値Ｆｉでマッチングスコアの最大値ＳＦｉを求めたグラフであり、点線４０４が、従来の評価方法（従来の評価関数）を実行した場合の評価関数の値を示す。
従来では、ＲＯＩ４１２と、表面情報が最大の領域４１３とが異なる平面にある場合（図２Ｃに示すような異なる平面にある場合）、従来の評価方法を実行すると、表面情報が最大の領域４１３内の領域の時（例えば、領域４０２の時）に極値を示す場合がある。したがって、正しく合焦点を得ることができない。
これに対して、本実施例によれば、ＲＯＩ４１２と、表面情報が最大の領域４１３とが異なる平面にある場合でも、ＳＦｉが最大になる点Ｆｍａｘを求めることにより、正しく合焦点を得ることができる。
【００３２】
本実施例では、ＲＯＩ部分の画像情報量を選択的に評価することができるため、その他の領域から得られる情報がＲＯＩから得られる情報量より多い場合でも正しく合焦点を得ることができる。特にＲＯＩが最大の表面情報を持つ領域と同一平面と同じ焦点面にない場合においても、容易に正しいＲＯＩの合焦点が得られる。また、試料の表面が帯電している場合でも、その影響を受けることなく、容易に正しいＲＯＩの合焦点が得られる。
【００３３】
＜第２実施例＞
第１実施例の処理は、繰り返し処理が多くなり、時間がかかる場合もある。本実施例の合焦点算出部３３０は、図３Ｂの構成に加えて、評価関数から得られる値の極値を算出する極値算出部を備える。この極値算出部の処理を図５を用いて説明する。
【００３４】
図５は、焦点値Ｆｉと正規化輝度差ＣＦｉとの関係を示すグラフである。この例では、極値算出部は、まず既存の自動合焦手法により、たとえばサンプル画像内の輝度差を正規化したものを評価関数として実施する。そして、極値算出部は、正規化輝度差ＣＦｉが極値を示す焦点値５０１、５０２、５０３を算出する。その後、焦点値５０１、５０２、５０３のそれぞれにおいて、図４Ａで示した処理を実行し、最大値ＳＦｉを求める。そして、焦点値５０１、５０２、５０３において、ＳＦｉが最大になる点Ｆｍａｘを合焦点として決定する。なお、正規化輝度差ＣＦｉが極値を示す焦点値５０１、５０２、５０３は、既存の手法で求めることができる。例えば、極値を求める方法としては、図５のグラフの所定の領域ごとを二次近似して求める方法や、所定の領域の平均と各点の値との差も基づいて求める方法など、様々な既存の方法で求めることができる。
【００３５】
図６は、本実施例における焦点検出アルゴリズムの一例を示す。以下の処理の主体は、自動合焦点検出装置３１３である。
まず、ステップ６０１において、既存の自動合焦手法により、各焦点値Ｆｉに関して、サンプル画像内の輝度差を正規化した正規化輝度差ＣＦｉを計算する。次に、ステップ６０２において、正規化輝度差ＣＦｉを示すグラフから複数の極値を求め、それらの極値に対応する焦点値を記録する。
【００３６】
次に、ステップ６０３において、各極値に対応する焦点値に関して、図４Ａに示したマッチング処理を実行し、一致度（マッチングスコア）の最大値ＳＦｉを求める。そして、ステップ６０４において、全ての極値に対応する焦点値を通じて、最大の一致度を示した画像の焦点値を合焦点として決定する。
【００３７】
本実施例によれば、極値を示す焦点値のみでマッチング処理を行うため、繰り返し処理が大幅に少なくなり、合焦点を決定するまでの時間を短縮することができる。
【００３８】
＜第３実施例＞
上述の第１及び第２実施例では、サンプル画像内に１つの測定パターンがある場合の例を示したが、複数の測定パターンが存在する場合でも、本発明を適用することができる。例えば、各測定パターンに対応させて、予め複数のテンプレート画像を記憶部に格納する。自動合焦点検出装置３１３のマッチング処理部３２４は、テンプレート画像ごとにマッチング処理を実行する。自動合焦点検出装置３１３の比較部３２５は、テンプレート画像ごとに得られた最大の一致度（マッチングスコア）の平均値を計算し、その平均値を一致度（マッチングスコア）として記録する。そして、自動合焦点検出装置３１３は、異なる焦点値のサンプル画像に関して、最大の一致度の平均値を繰り返し算出し、前記平均値が最大となる焦点値を合焦点として決定する。
【００３９】
本実施例によれば、サンプル画像内に複数の測定パターンが存在する場合でも、容易に正しいＲＯＩの合焦点が得られる。
【００４０】
なお、上記第１乃至第３実施例では、画像一致度として正規化相互相関係数を用いたが、これに限定されない。例えば、画像一致度の評価としては、他に対応する画素ごとの輝度値の差の自乗和を算出するＳＳＤ法、形状輪郭を抽出して比較する輪郭マッチング法、位相情報のみを使用する位相限定相関法などがあるが、適用する画像の性質に応じて最適な手法を選べばよく、画像一致度を使用するという本発明の本質を損なうものではない。また、本発明は、上述したように、光を用いた光学顕微鏡においても全く同様に実施可能である。
【００４１】
なお、本発明は上述した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、上述した実施例は本発明を分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あり、また、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。
【００４２】
また、図面における制御線や情報線は、説明上必要と考えられるものを示しており、製品上必ずしも全ての制御線や情報線を示しているとは限らない。全ての構成が相互に接続されていてもよい。
【符号の説明】
【００４３】
３００  走査型電子顕微鏡
３０１  電子源
３０２  一次電子線
３０３  引き出し電極
３０４  中間レンズ
３０５  偏向コイル
３０６  対物レンズ
３０７  試料
３０８  二次電子および反射電子
３０９  反射板
３１０  検出器
３１１  制御装置
３１２  表示装置
３１３  自動合焦点検出装置
３２１  焦点制御部
３２２  サンプル画像記憶部
３２３  テンプレート画像記憶部
３２４  マッチング処理部
３２５  比較部
３３０  合焦点算出部
４０１  テンプレート画像
４０２、４０３、４１３  領域
４１１  サンプル画像
４１２  ＲＯＩ
Ｆｉ  焦点値
ＳＦｉ  ある焦点値のマッチングスコアの最大値（最大一致度）
Ｆｍａｘ  ＳＦｉが最大になる点
ＣＦｉ  正規化輝度差
【図１】
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【図２Ａ】
2014106388.tif 000004
【図２Ｂ】
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【図２Ｃ】
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【図２Ｄ】
2014106388.tif 000007
【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
2014106388.tif 000009
【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図５】
2014106388.tif 000012
【図６】
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