(57)【要約】      （修正有）【課題】荷電粒子顕微鏡法の革新的な画像処理方法を提供する。【解決手段】試料の所与の部分の連続する一連の成分画像｛Ｉ１，…，Ｉｎ｝を取得し、前記成分画像を合成し、前記合成するステップの前に、各成分画像を連続して量子化するステップと、それをメモリに保存するステップと、各量子化された成分画像について画素ごとの量子化エラーを記録するステップと、量子化された成分画像｛Ｉ１，…，Ｉｎ｝について画素ごとの累積量子化エラーの途中集計Ｔｎを保持するステップと、次の成分画像Ｉｎ＋１を量子化するときに、所与の画素について、Ｔｎに関してＴｎ＋１がさらに増加することを回避する傾向のある量子化極性を選択するステップであって、Ｔｎが正である場合、Ｔｎ＋１は正になりにくく、Ｔｎが負である場合、Ｔｎ＋１は負になりにくく、Ｔｎがゼロである場合、Ｔｎ＋１は正、負、又はゼロになることができる、ステップと、を含む。【選択図】図２
2018190726.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
荷電粒子顕微鏡を使用する方法であって、前記荷電粒子顕微鏡は、
‐  荷電粒子ビームを生成するためのソースと、
‐  試料を保持するための試料ホルダと、
‐  前記荷電粒子で前記試料を照射するための照射器と、
‐  前記照射に応答して前記試料から発せられる放射を検出するための検出器と、
‐  前記荷電粒子顕微鏡の動作のうちの少なくともいくつかの態様を制御するためのコントローラと、を備え、
当該方法は、
‐  前記試料の所与の部分の連続する一連の成分画像｛Ｉ１，…，Ｉｎ｝を取得するために前記検出器を使用するステップと、
‐  合成画像を生成するように前記成分画像を合成するステップと、
を含む方法において、前記合成するステップの前に、
‐  各成分画像を連続して量子化するステップと、それをメモリに保存するステップと、
‐  各量子化された成分画像について画素ごとの量子化エラーを記録するステップと、量子化された成分画像｛Ｉ１，…，Ｉｎ｝について画素ごとの累積量子化エラーの途中集計Ｔｎを保持するステップと、
‐  次の成分画像Ｉｎ＋１を量子化するときに、所与の画素について、Ｔｎに関してＴｎ＋１がさらに増加することを回避する傾向のある量子化極性を選択するステップであって、
・Ｔｎが正である場合、Ｔｎ＋１は正になりにくく、
・Ｔｎが負である場合、Ｔｎ＋１は負になりにくく、
・Ｔｎがゼロである場合、Ｔｎ＋１は正、負、又はゼロになることができる、ステップと、
を実行する方法。
【請求項２】
前記量子化するステップは、
‐  浮動小数値の固定小数点値への変換、
‐  より高い帯域の固定小数点値のより低い帯域の固定小数点への値変換、及び
これらの組み合わせ、
を含む群から選択される１つの動作を含む、
請求項１記載の方法。
【請求項３】
前記量子化するステップの前に、前記成分画像の少なくともいくつかは、
利得補正、線形化、ドリフト補正、画像歪曲又は収差の補正、エッジエンハンスメント、及びこれらの組合せ、
を含む群から選択された補正処理を受ける、
請求項１又は２記載の方法。
【請求項４】
荷電粒子顕微鏡を使用する方法であって、前記荷電粒子顕微鏡は、
‐  荷電粒子ビームを生成するためのソースと、
‐  試料を保持するための試料ホルダと、
‐  前記荷電粒子で前記試料を照射するための照射器と、
‐  前記照射に応答して前記試料から発せられる放射を検出するための検出器と、
‐  前記荷電粒子顕微鏡の動作のうちの少なくともいくつかの態様を制御するためのコントローラと、を備え、
当該方法は、
‐  前記試料の所与の部分の連続する一連の成分画像｛Ｉ１，…，Ｉｎ｝を取得するために前記検出器を使用するステップと、
‐  合成画像を生成するように前記成分画像を合成するステップと、
を含む方法において、前記合成するステップの前に、
‐  各成分画像を連続して量子化するステップと、それをメモリに保存するステップと、
‐  各量子化された成分画像について画素ごとの量子化エラーを記録するステップと、量子化された成分画像｛Ｉ１，…，Ｉｎ｝について画素ごとの累積量子化エラーの途中集計Ｔｎを保持するステップと、
‐  所与の成分画像を量子化するときに、所与の画素について、ゼロであるか又は可能な限りそれに近い最終値ＴＮをもたらす量子化極性を選択するステップと、
を実行する方法。
【請求項５】
荷電粒子顕微鏡を使用する方法であって、前記荷電粒子顕微鏡は、
‐  荷電粒子ビームを生成するためのソースと、
‐  試料を保持するための試料ホルダと、
‐  前記荷電粒子で前記試料を照射するための照射器と、
‐  前記照射に応答して前記試料から発せられる放射を検出するための検出器と、
‐  前記荷電粒子顕微鏡の動作のうちの少なくともいくつかの態様を制御するためのコントローラと、を備え、
当該方法は、
‐  前記試料の所与の部分の連続する一連の成分画像｛Ｉ１，…，Ｉｎ｝を取得するために前記検出器を使用するステップと、
‐  合成画像を生成するように前記成分画像を合成するステップと、
を含む方法において、前記合成するステップの前に、
‐  各成分画像を連続して量子化するステップと、それをメモリに保存するステップと、
‐  各量子化された成分画像について画素ごとの量子化エラーとコスト関数を関連付けるステップと、
‐  所与の成分画像を量子化するときに、所与の画素について、前記コスト関数の最小値をもたらす量子化極性を選択するステップと、
を実行する方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は荷電粒子顕微鏡を使用する方法に関し、荷電粒子顕微鏡は、
‐  荷電粒子ビームを生成するためのソースと、
‐  試料を保持するための試料ホルダと、
‐  荷電粒子で試料を照射するための照射器と、
‐  照射に応答して試料から発せられる放射を検出するための検出器と、
‐  顕微鏡の動作のうちの少なくともいくつかの態様を制御するためのコントローラと、を備え、
この方法は、
‐  試料の所与の部分の連続する一連の成分画像｛Ｉ１，…，Ｉｎ｝を取得するために検出器を使用するステップと、
‐  合成画像を生成するように成分画像を合成するステップと、を含む。
本発明は、かかる方法が実行されることができる荷電粒子顕微鏡にも関する。
【背景技術】
【０００２】
荷電粒子顕微鏡法は、特に電子顕微鏡の形態で、微視的な対象物をイメージングするための周知かつますます重要な技術である。
歴史的に、電子顕微鏡の基本的な分類は、透過型電子顕微鏡（ＴＥＭ）、走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）、及び走査型透過電子顕微鏡（ＳＴＥＭ）のような多くの周知の装置種へと進化しており、また、例えば、所謂「デュアルビーム」ツール（例えばＦＩＢ−ＳＥＭ）などの、イオンビームミリング又はイオンビーム誘導堆積（ＩＢＩＤ）などの補助作業を可能にする、「機械加工」集束イオンビーム（ＦＩＢ）を追加的に採用する種々のサブ種へも進化している。
より詳しくは、
‐  ＳＥＭにおいて、走査電子ビームによる試料の照射は、例えば、二次電子、後方散乱電子、Ｘ線及び陰極ルミネッセンス（赤外線、可視及び／又は紫外光子）の形態で、試料からの「補助」放射線の放出を引き起こす。
この放出放射線の１つ以上の成分が検出され、イメージ集積の目的で使用される。
‐  ＴＥＭでは、試料を照射するのに用いられる電子ビームは、試料を貫通するのに十分なエネルギを有するように選択される（そのために、一般に、通常ＳＥＭ試料の場合よりも試料が薄い）。
試料から放出される透過電子は、その後画像を生成するために用いられる。
このようなＴＥＭを走査モードで作動させると（ＳＴＥＭになり）、照射電子ビームの走査動作中に当該のイメージが集積される。ここで説明した事項のさらなる情報は、たとえば、次のＷｉｋｉｐｅｄｉａのリンクから得ることができる。
en.wikipedia.org/wiki/Electron_microscope
en.wikipedia.org/wiki/Scanning_electron_microscope
en.wikipedia.org/wiki/Transmission_electron_microscopy
en.wikipedia.org/wiki/Scanning_transmission_electron_microscopy
照射ビームとして電子を使用する代わりに、荷電粒子顕微鏡法は他の種の荷電粒子を用いて行うこともできる。
この点に関して、「荷電粒子」という用語は、例えば、電子、正イオン（例えば、Ｇａ又はＨｅイオン）、負イオン、陽子及び陽電子を含むものとして広く解釈されるべきである。非電子ベースの荷電粒子顕微鏡法に関しては、例えば、以下のような参考文献からいくつかのさらなる情報を得ることができる。
en.wikipedia.org/wiki/Focused_ion_beam
en.wikipedia.org/wiki/Scanning_Helium_Ion_Microscope
- W.H. Escovitz, T.R. Fox and R. Levi-Setti, Scanning
Transmission Ion Microscope with a Field Ion Source, Proc. Nat. Acad. Sci. USA 72(5), pp. 1826-1828 (1975).
www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/22472444 
荷電粒子顕微鏡は、画像化及び（局所的な）表面改質の実施（例えば、ミリング、エッチング、堆積など）に加えて、分光法の実施、ディフラクトグラムの検査などの他の機能も有することに留意すべきである。
【０００３】
すべての場合において、荷電粒子顕微鏡（ＣＰＭ）は、少なくとも以下の構成を含む。
‐  例えば、電子の場合には、Ｗ若しくはＬａＢ６ソース、ショットキー銃若しくは冷電界放出銃（ＣＦＥＧ）等、又は、イオンの場合には、液体金属イオンソース（ＬＭＩＳ）若しくはナノ開口イオンソース（ＮＡＩＳ）等の粒子ソース。
‐  ソースからの「生の」放射ビームを操作し、収束、収差軽減、（ダイアフラムによる）トリミング、フィルタリングなどの特定の動作を実行するために役立つ照射器。原則的に１つ以上の（荷電粒子）レンズが含まれ、他のタイプの（粒子）光学構成要素も含まれうる。必要な場合には、照射器は、その出射ビームが調査される試料を横切って走査動作を行うように呼び出されうる偏向器システムを備えることができる。
‐  検査中の試料が保持され、位置決めされる（例えば、傾斜され、回転される）、試料ホルダ。必要に応じて、このホルダは、ビームに対して試料の走査動作を行わせるように移動されうる。一般に、そのような試料ホルダは、位置決めシステムに接続される。低温試料を保持するように設計される場合、試料ホルダは、例えば適切に連結された起寒剤バットを用いた、試料を低温温度に維持するための手段を含む。
‐  （照射を受けている試料からの放射の放出を検出するための）検出器。実質的に一体型又は複合型／分散型でありえ、検出される放射に依存して種々の異なる形態をとりうる。例えば、フォトダイオード、ＣＭＯＳ検出器、ＣＣＤ検出器、光電池、（シリコンドリフト検出器及びＳｉ（Ｌｉ）検出器のような）Ｘ線検出器などが含まれる。一般に、ＣＰＭはいくつかの異なる種類の検出器を含み、それらから選択されたものが異なる状況で呼び出される。
デュアルビーム顕微鏡の特定の場合、２つの異なる種類の荷電粒子を生成するために、（少なくとも）２つのソース／照射器（粒子光学カラム）が存在する。一般に、（垂直に配置された）１つの電子カラムが試料を画像化するために使用され、（傾けて配置された）１つのイオンカラムが、試料を改質（機械加工／処理）及び／又はイメージングするために（同時に）使用され、試料ホルダは、使用された電子／イオンビームに試料の表面を安定して「提示」できるように、多自由度で位置決めされうる。
（例えば（Ｓ）ＴＥＭのような）透過型顕微鏡の場合、ＣＰＭは、具体的には、以下を含む。
‐  試料（平面）を透過した荷電粒子を実質的に取り込み、それらを、検出／画像化装置、（ＥＥＬＳデバイスのような；ＥＥＬＳ＝電子エネルギ損失分光法）分光装置などの分析機器上へ方向づける（集束させる）結像系。
上述の照射器と同様に、結像系は、収差軽減、トリミング（cropping）、フィルタリングなどの他の機能も実行することができ、一般に、１つ又は複数の荷電粒子レンズ及び／又は他の種類の粒子光学部品が含まれうる。
【０００４】
以下では、本発明は、例として、電子顕微鏡の特定の状況において説明されるときがある。しかしながら、そのような単純化は、専ら明瞭性／説明のしやすさの目的を意図したものであり、限定的に解釈されるべきではない。
【０００５】
ＣＰＭにおける画像の取得は、一般的に、比較的複雑な手順であり、様々な（競合する）要因について許容がなされなければならない。例えば、試料は、典型的には、荷電粒子によって照射された結果として放射線損傷を被るので、可能であれば比較的低い照射ビーム電流／強度が好ましい場合が多い。これは、利用可能な画像化線束を次第に低下させ、したがって達成可能な信号対雑音比（ＳＮＲ）に悪影響を与える傾向がある。
これらの問題に対処するために、ＣＰＭオペレータは、比較的低いビーム強度で試料の所与の部分の比較的多数の一連の成分画像を撮影し、次いで、例えば、ノイズの影響を平均化／除去するように、これらの成分画像を合成画像に合成することができる。
しかしながら、そのようなアプローチは、以下の理由から一定の技術的課題を生じさせる。
‐  一方では、後で参照できるように、（最終的な合成画像よりむしろ）各成分画像を保存することが望まれるからであり、
‐  多数の（例えば、何百もの）かかる画像を保存／読み出しすることは、利用可能なメモリ及び処理能力に大きな要求をかける可能性があるからである。
これらの問題に対処するために、成分画像は保存される前に、いわゆる量子化処理を施すことによって「簡略化」されることができ、画素あたりの情報量が効果的に低減され、従って、保存／読み出しすべき総ファイルサイズが低減される。例えば、次のＷｉｋｉｐｅｄｉａの参考文献を参照されたい。
en.wikipedia.org/wiki/Quantization_(image_processing)
しかしながら、実際には、このような量子化された成分画像を合成画像に合成させると、予期しない／不十分な結果、特に、いわゆるバンディングエラーなどのアーチファクトの発生をもたらすことが分かっている。
【発明の概要】
【０００６】
この問題に対処することが、本発明の目的である。より具体的には、本発明の目的は、量子化された成分画像をより満足な方法で合成画像に結合することができるＣＰＭ画像化方法を提供することである。特に、このような合成画像は、従来技術と比較して低減された画像アーチファクトしか受けないことが本発明の目的である。
【０００７】
これらの目的及び他の目的は、合成するステップの前に実行される以下のステップを特徴とする、上記の冒頭の段落に記載された方法で達成される。
‐  各成分画像を連続して量子化するステップと、それをメモリに保存するステップと、
‐  各量子化された成分画像について画素ごとの量子化エラーを記録するステップと、量子化された成分画像｛Ｉ１，…，Ｉｎ｝について画素ごとの累積量子化エラーの途中集計Ｔｎを保持するステップと、
‐  次の成分画像Ｉｎ＋１を量子化するときに、所与の画素について、Ｔｎに関してＴｎ＋１のさらなる増加を回避する傾向のある量子化極性を選択するステップであって、
・Ｔｎが正である場合、Ｔｎ＋１は正になりにくく（will be less positive）、
・Ｔｎが負である場合、Ｔｎ＋１は負になりにくく（will be less negative）、
・Ｔｎがゼロである場合、Ｔｎ＋１は正、負、又はゼロになることができる、ステップと、
によって特徴づけられる。
ここで採用される量子化の基本概念は、画像処理の分野において十分に確立されており、当業者によって容易に理解されるであろう。それにもかかわらず、追加の情報については、例えば、以下のＷｉｋｉｐｅｄｉａのリンクを参照することができる。
en.wikipedia.org/wiki/Quantization_(image_processing)
整理するために、ここで採用されていることとして、以下の点に留意する必要がある：
‐  「正になりにくい」とは、より小さい正の値、ゼロ、又は負の値を意味する。
‐  「負になりにくい」は、より小さい負の値（小さい絶対値）、ゼロ、又は正の値を意味する。
【０００８】
とりわけ、本発明の以下の態様には言及する価値がある。
‐  保存の前に成分画像を量子化するステップは、各画像のファイルサイズを大幅に低減し、多数の成分画像の保存／読み出しを容易にする。
これは、後の時点において所与の成分画像を随意に参照するユーザの能力を高め、かかる画像の処理の帯域幅要件を低減する
‐  量子化は、必然的に、量子化プロセスに内在する「丸め込み」動作に関連する画素単位（pixel-by-pixel）の量子エラー差を生成する。
このエラーは、所与の値が切り上げられるか、切り捨てられるかに応じて、正または負の極性／符号を持つことができる。
予測され得ることとは逆に、発明者らは、いくつかの量子化された画像が合成されるときに、その画素ごとの量子化エラーは、相殺される傾向よりむしろしばしば相互に増強される傾向があることを見出した。
これは、上述のように画像アーチファクトを引き起こす可能性のある優位な「ランダムウォーク（random walk）」画素エラーにつながり得る。
‐  本発明は、累積量子化誤差を明確に低減することによってこの作用に対抗する。
この目的で、本発明は、画素ごとの累積量子化エラーの（オンザフライの）途中集計（a running (on-the-fly) tally）を保持し、先行する画像｛Ｉ１，・・・，Ｉｎ｝に由来する「ライブの（live）」集計を低減するようになるために、成分画像Ｉｎ＋１内の画素ｐｉｊに対する丸め込みの方向／極性を「操作」していく。
このようにして、制御不能のエラーが防止される。すなわち一連の成分画像の全体について可能な限りゼロに近い最終集計ＴＮを保持しようとする。
‐  換言すると、本発明は、コスト関数を量子化プロセス（における丸め込みエラー）と関連させて、このコスト関数を最小化しようとする。
【０００９】
本発明の代替的な実施形態では、
量子化ステップは、
‐  浮動小数値の固定小数点値への変換、
‐  より高い帯域の固定小数点値のより低い帯域の固定小数点への値変換、
を含む群から選択される動作を含む。
かかる動作は、各画素に対して保存される必要のある数のサイズを効果的に「切り詰める」、従って画像事の全ファイルサイズを低減する。当業者は、固定小数点の「幅」がその保存のために割り当てられる総ビット数であることを理解するであろう。この点に関するいくつかの背景情報は、例えば以下のＷｉｋｉｂｏｏｋｓの参考文献から収集することができる。
en.wikibooks.org/wiki/Floating_Point/Fixed-Point_Numbers
【００１０】
本発明の別の実施形態では、量子化ステップの前に、成分画像のうちの少なくともいくつかが、ゲイン補正、線形化、ドリフト補正、画像湾曲若しくは収差補正、エッジエンハンスメント、及びこれらの組み合わせを含む群から選択される補正（美化／エンハンスメント）プロセスを受ける。かかるプロセスは、（生の入力画像と比較して）画像を忠実にレンダリング／保存する必要ビット数の増加を引き起こす傾向があり、それにより、さらに保存前にかかる処理画像を量子化するための必要性を増加する。
これらのプロセスには、通常、以下が含まれる。：
‐  ゲイン補正：
使用される検出器／増幅器回路のゲインは、画素単位に基づいて（on a pixel-by-pixel basis）幾分変化する可能性がある。
画素によるゲイン補正（A pixelwise gain correction）は、この影響を補償し、検出器のセンサ領域にわたる有効／結果ゲイン（effective/resultant gain）を均質化することができる。
‐  線形化：
例えば、所与の画素に提供される強度を倍増させることが、その画素からの出力信号を倍増させる結果とならないという点で、検出器が非線形応答を有する可能性がある。線形化補正は、かかる作用を補償することができる。
‐  ドリフト補正（位置合わせ補正（registration correction））：
一連の画像の取得中の小さい位置シフトは、一連の中の成分画像間の相応の位置合わせエラー（例えばオフセット）をもたらす可能性がある。ドリフト補正は、比較／組み合わせをより整合させるように、一連の／スタックの中の成分画像を「整列させる」ために使用され得る。
‐  収差／歪曲修正：
検出器の上流の粒子光学系は、検出器によって捕捉される画像内に湾曲／収差を引き起こす可能性がある。かかる作用の補正は遡及的に適用することができる
‐  エッジエンハンスメント：
画像内のトランジション／エッジ／輪郭は、一般に、点広がり関数の影響によって幾分ぼやけている。必要に応じて、エッジエンハンスメントアルゴリズムを使用してそのようなボケを低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
本発明は、ここで、例示的な実施形態及び添付の概略的な図面に基づいてより詳細に説明される。
【図１】本発明が実施されるＣＰＭの一実施形態の縦断面を示す図である。
【図２】本発明の実施態様のアルゴリズム的表現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】
【００１２】
図１及び２では、関連して対応する部分は、対応する参照符号を用いて示される場合がある。
【００１３】
実施形態１
図１（縮尺通りではない）は、本発明が実施されることができる荷電粒子顕微鏡Ｍの実施形態の非常に概略的な描写である。より具体的には、透過型顕微鏡Ｍの実施形態を示しており、この場合はＴＥＭ／ＳＴＥＭである（但し、本発明の文脈では、例えばそれは同様に有効にＳＥＭであってもよいし、イオンベースの顕微鏡であってもよい）。図において、真空エンクロージャ２の中で、電子ソース４は電子ビームＢを生成し、電子ビームＢは、電子光学軸Ｂ’に沿って伝搬し、（例えば（局所的に）薄化され／平坦化された）試料Ｓの選択された部分に電子を方向づけ／集束させるのに役立つ電子光学照射器６（模式的には線で表されている）を通り抜ける。偏向器８も示されており、偏向器８は、とりわけ、ビームＢの走査運動を行うために使用され得る。
【００１４】
試料Ｓは、位置決め装置／ステージＡによって、多自由度に位置決め可能な試料ホルダＨに保持されており、位置決め装置／ステージＡはホルダＨが（着脱自在に）固定された支持台Ａ’を移動させる。例えば、試料ホルダＨは、（とりわけ）ＸＹ平面内で移動する（図示されたデカルト座標系を参照し、典型的には、Ｚに平行でありＸ／Ｙについて傾斜する動作も可能である）フィンガを備えることができる。かかる移動は、軸線Ｂ’に沿って（Ｚ方向に）進行する電子ビームＢによって試料Ｓの異なる部分が照射／撮像／検査されることを可能にする（及び／又はビーム走査の代替として走査動作を実行することを可能にする）。必要に応じて、任意の冷却装置（図示せず）を、試料ホルダＨと密接に熱接触させて、例えば、試料ホルダ（とその上の試料Ｓ）を極低温で維持することができる。
【００１５】
電子ビームＢは、（例えば、）二次電子、後方散乱電子、Ｘ線及び光学放射（カソードルミネッセンス）を含む、様々な種類の「励起された」放射が試料Ｓから放出されるように、試料Ｓと相互作用する。必要に応じて、これらの放射種類のうちの１つ以上は、例えば、複合シンチレータ／光電子増倍管又はＥＤＸ（エネルギ分散Ｘ線分光法）モジュールでありうる分析装置２２を用いて、検出されることができる。このような場合には、画像は、基本的にＳＥＭと同じ原則を使用して構成されることができる。しかしながら、代替的に又は付加的に、試料Ｓを横切り（通過し）、そこから出射し／放出され、続いて軸Ｂ’に沿って（ただし通常は、実質的にある程度の偏向／散乱を伴って）伝搬する電子を調査することができる。かかる伝送された電子束は、通常、様々な静電／磁気レンズ、偏向器、（非点収差補正器のような）補正器等を含む、結像系（投影レンズ）２４に入射する。通常の（非走査）ＴＥＭモードにおいて、この結像系２４は伝送された電子束を蛍光スクリーン２６上に集束させることができ、必要に応じて、（矢印２６’によって模式的に示されるように）軸Ｂ’の経路の外へ出るように、格納され／引き出されることができる。試料Ｓ（の一部）の画像（又はディフラクトグラム）は、結像系２４によってスクリーン２６上に形成され、これは、エンクロージャ２の壁の適切な部位に位置するビューポート２８を介して視認されることができる。スクリーン２６の引き込み機構は、例えば、事実上機械的及び／又は電気的でありえ、ここには図示されていない。
【００１６】
スクリーン２６上の画像を視認する代わりに、結像系２４から離れる電子束の焦点深度が一般に非常に大きい（例えば、１メートルのオーダー）という事実を利用することができる。従って、例えば以下のような、様々な種類の分析機器が、スクリーン２６の下流で使用されることができる。
‐  ＴＥＭカメラ３０。カメラ３０では、電子束は、静的画像（又はディフラクトグラム）を形成することができ、それはコントローラ／プロセッサ２０によって処理されることができ、例えばフラットパネルディスプレイのような、表示装置（図示せず）上に表示されることができる。必要でないときに、カメラ３０は、（矢印３０’によって模式的に示されるように）軸Ｂ’の経路の外へ出るように、格納され／引き出されることができる。
‐  ＳＴＥＭカメラ３２。カメラ３２からの出力は、ビームＢの試料Ｓ上での（Ｘ，Ｙ）走査位置の関数として記録されることができ、Ｘ，Ｙの関数としてカメラ３２からの出力の「マップ」である画像が構築されることができる。カメラ３２は、カメラ３０内に特徴的に存在する画素のマトリックスとは対照的に、例えば２０ｍｍの直径を有する単一の画素を含むことができる。一般に、カメラ３２は、カメラ３０（例えば、毎秒１０２画像）よりもはるかに高い取得レート（例えば、毎秒１０６ポイント）を有する。再び、必要ないときに、カメラ３２は（矢印３２’によって模式的に示されるように）軸Ｂ’の経路の外へ出るように、格納され／引き出されることができる（そのような格納は、例えば、ドーナツ型環状暗視野カメラ３２の場合には必要ではない。このようなカメラでは、中心穴は、カメラが使用されていないときにビーム通過を可能にする）。
‐  カメラ３０又は３２を用いた撮像に代わるものとして、例えばＥＥＬＳモジュールでありうる分光装置３４を呼び出すこともできる。部材３０、３２及び３４の順序／位置は厳密ではない点に留意する必要があり、多くの可能な変形が考えられる。例えば、分光装置３４は、結像系２４に組み込まれることもできる。
【００１７】
コントローラ（コンピュータプロセッサ）２０は、制御ライン（バス）２０’を介して様々な図示されたコンポーネントに接続されていることに留意されたい。このコントローラ２０は、動作の同期、設定値の供給、信号の処理、計算の実行及び表示装置（図示せず）上へのメッセージ／情報の表示などの様々な機能を提供することができる。言うまでもなく、（概略的に図示された）コントローラ２０は、（部分的に）エンクロージャ２の内側又は外側にあってもよく、所望に応じて単一または複合構造を有することができる。
【００１８】
当業者は、エンクロージャ２の内部が厳密な真空に保たれる必要がないことを、理解するであろう。例えば、いわゆる「環境ＴＥＭ／ＳＴＥＭ」で、所与のガスのバックグラウンド雰囲気は、意図的に導入され／エンクロージャ２の中で維持される。また、実際には、可能であれば、基本的に軸Ｂ’を抱持し、使用される電子ビームが通る（例えば１ｃｍのオーダーの直径の）小さい管の形態をとるように、エンクロージャ２の容積を制限することが有利であることが当業者には理解されよう。ただし、エンクロージャ２はソース４、試料ホルダＨ、スクリーン２６、カメラ３０、カメラ３２、分光装置３４等のような構成を収容するために拡張してしまう。
【００１９】
本発明の特定の状況において、比較的低いビーム電流／線量率（例えば、０．０２電子／画素／フレーム）を使用して、試料Ｓの所与の領域の一連の画像（例えば、約１０００画像を含む）を捕捉するために、プロセッサ２０はＴＥＭカメラ３０に命令する。これらの成分画像は、「生の（raw）」形態（現状のまま）で、及び／又は（上述の補正処理の適用後の）「補正」された形態で、プロセッサ２０によってメモリ内に保存される可能性があるが、保存された画像につき比較的多量のメモリを必要とする。この問題に対処するために、一連の成分画像は、保存前に連続的に量子化される。本発明によれば、画素ごとの累積量子化エラーの途中集計（a running tally of cumulative quantization error）が保持され、量子化プロセス中に引き続き更新される。
プロセッサ２０内のアルゴリズム／サブルーチンは、所与の画素ｐｉｊについて、以前に量子化された成分画像｛Ｉ１，・・・，Ｉｎ｝を有し、それらの累積量子化エラー（丸め込みエラー）の途中集計Ｔｎが保持される（ｎ＋１番目の）成分画像Ｉｎ＋１を量子化するとき、Ｔｎに関して（ゼロ以外の値の）Ｔｎ＋１がさらに増加することを回避する傾向がある（画素ごとの）量子化極性（丸め込み方向）が選択される。したがって、例えば、切り上げによってＴｎの値に正の寄与が生じ、切り捨てによってＴｎの値に負の寄与が生じ、画素ｐｉｊに対するＴｎが、画像Ｉｎ＋１が量子化される時間によって正の値を有する場合、Ｔｎの正の値を減少させるために、Ｉｎ＋１の画素ｐｉｊの量子化について切り捨てを選択することができ、逆もまた同様である。この規則に対する一時的な例外は、Ｔｎが既にゼロに等しいときに生じ、その場合、Ｔｎ＋１は、ゼロでない量とみなすことができ、その後、画像Ｉｎ＋２等を量子化するときにさらに低減される。ここでの最終作用は、捕捉された一連の全ての画像が量子化される頃には、各画素についての最終集計ＴＮはゼロに等しくなる、又は可能な限りゼロに近づく。
【００２０】
図２は、上述のアルゴリズムを概略的に表すフローチャートを示す。
このフローチャートにおいて、
‐  「ＲＮＤ」は丸め込み動作（量子化）を示す。
‐  「フレーム遅延」は、所与の一連の／スタック内の連続する成分画像の（捕捉）時間間隔を表す。
【図１】
2018190726.tif 000003
【図２】
2018190726.tif 000004
【外国語明細書】
2018190726000001.pdf