(57)【要約】【課題】試料ドリフトの影響を低減できる電子顕微鏡およびドリフト補正方法を提供する。【解決手段】電子顕微鏡１００は、電子プローブで試料を走査するための走査コイル１３と、対物レンズ１４と、走査コイル１３および対物レンズ１４を制御する制御部２０と、を含み、制御部２０は、試料ドリフトによる電子プローブのフォーカス面と試料面との間の傾きのずれを補正する処理を行う。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
電子プローブで試料を走査するための偏向器と
対物レンズと、
前記偏向器および前記対物レンズを制御する制御部と、
を含み、
前記制御部は、試料ドリフトによる前記電子プローブのフォーカス面と試料面との間の傾きのずれを補正する処理を行う、電子顕微鏡。
【請求項２】
請求項１において、
前記傾きのずれを補正する処理では、
１回のフレームスキャン中に、前記フォーカス面の傾きが複数回変更されるように前記対物レンズを制御して、前記フォーカス面の傾きが互いに異なる条件で得られた複数の領域を有する走査像を取得し、
前記複数の領域の各々について前記傾きのずれを評価し、評価結果から補正条件を求め、
当該補正条件に基づいて前記対物レンズを制御する、電子顕微鏡。
【請求項３】
請求項１または２において、
前記制御部は、試料ドリフトによる前記フォーカス面と前記試料面との間の高さのずれを補正する処理を行う、電子顕微鏡。
【請求項４】
請求項３において、
前記高さのずれを補正する処理では、
１回のフレームスキャン中に、前記フォーカス面の高さが複数回変更されるように前記対物レンズを制御して、前記フォーカス面の高さが互いに異なる条件で得られた複数の領域を有する走査像を取得し、
前記複数の領域の各々について前記高さのずれを評価し、評価結果から補正条件を求め、
当該補正条件に基づいて前記対物レンズを制御する、電子顕微鏡。
【請求項５】
請求項１ないし４のいずれか１項において、
前記制御部は、試料ドリフトによる視野のずれを補正する処理を行う、電子顕微鏡。
【請求項６】
請求項１ないし５のいずれか１項において、
前記制御部は、前記傾きのずれを補正する処理の後に、前記試料の走査像を取得する処理を行う、電子顕微鏡。
【請求項７】
電子プローブで試料を走査するための偏向器と
対物レンズと、
前記偏向器および前記対物レンズを制御する制御部と、
を含み、
前記制御部は、試料ドリフトによる前記電子プローブのフォーカス面と試料面との間の高さのずれを補正する処理を行う、電子顕微鏡。
【請求項８】
電子プローブで試料を走査するための偏向器と、対物レンズと、を含む電子顕微鏡における試料ドリフトの補正方法であって、
試料ドリフトによる前記電子プローブのフォーカス面と試料面との間の傾きのずれを補正する工程を含む、ドリフト補正方法。
【請求項９】
請求項８において、
前記傾きのずれを補正する工程では、
１回のフレームスキャン中に、前記フォーカス面の傾きが複数回変更されるように前記対物レンズを制御して、前記フォーカス面の傾きが互いに異なる条件で得られた複数の領域を有する走査像を取得し、
前記複数の領域の各々について前記傾きのずれを評価し、評価結果から補正条件を求め、
当該補正条件に基づいて前記対物レンズを制御する、ドリフト補正方法。
【請求項１０】
電子プローブで試料を走査するための偏向器と、対物レンズと、を含む電子顕微鏡における試料ドリフトの補正方法であって、
試料ドリフトによる前記電子プローブのフォーカス面と試料面との間の高さのずれを補正する工程を含む、ドリフト補正方法。
【請求項１１】
請求項１０において、
前記高さのずれを補正する工程では、
１回のフレームスキャン中に、前記フォーカス面の高さが複数回変更されるように前記対物レンズを制御して、前記フォーカス面の高さが互いに異なる条件で得られた複数の領域を有する走査像を取得し、
前記複数の領域の各々について前記高さのずれを評価し、評価結果から補正条件を求め、
当該補正条件に基づいて前記対物レンズを制御する、ドリフト補正方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子顕微鏡およびドリフト補正方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
走査電子顕微鏡（Scanning Electron Microscope、ＳＥＭ）の機能として、ダイナミックフォーカスが知られている（例えば特許文献１参照）。ダイナミックフォーカスは、電子プローブの走査と同期してフォーカスを変えることで、フォーカス面を傾ける機能である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平２−２９５０４２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
走査透過電子顕微鏡（Scanning Transmission Electron Microscope、ＳＴＥＭ）においても、走査電子顕微鏡と同様に、ダイナミックフォーカスを用いることができる。以下、走査透過電子顕微鏡におけるダイナミックフォーカスについて説明する。
【０００５】
図１８は、通常の電子プローブＰの走査の様子と、得られたＳＴＥＭ像２を模式的に示す図である。図１９は、ダイナミックフォーカスを用いた場合の電子プローブＰの走査の様子と、得られたＳＴＥＭ像２を模式的に示す図である。図２０は、通常の電子プローブＰの走査を行うときの走査信号、および対物レンズ制御信号の一例を示す図である。図２１は、ダイナミックフォーカスを用いた場合の走査信号、対物レンズ制御信号、およびダイナミックフォーカス信号の一例を示す図である。
【０００６】
図１８に示すように、試料Ｓが傾斜している場合、ＳＴＥＭ像２において、フォーカスがあっている領域Ｊと、フォーカスがあっていない領域Ｄと、が現れる。これは、試料面４の傾斜により、フォーカス面６と試料面４との間の距離が焦点深度より大きく離れてしまい、電子プローブＰのサイズが試料面４上で大きくなってしまっているためである。
【０００７】
図２０に示すように、通常の電子プローブＰの走査では、走査コイルに水平スキャン信号が供給されることで電子プローブの水平方向の走査が行われる。また、対物レンズには、フォーカス面６の高さが一定となるような対物レンズ制御信号が供給される。
【０００８】
上記の問題を解決するために、ダイナミックフォーカスが用いられる。具体的には、図２１に示すように、水平スキャン信号に連動したダイナミックフォーカス信号を対物レンズ制御信号に加える。これにより、図１９に示すように、水平スキャン信号に連動して対物レンズの焦点距離を変化させることが可能となり、フォーカス面６を試料面４に合わせることができる。これにより、試料面４が傾斜している場合でも、ＳＴＥＭ像２全体でフォーカスを合わせることができる。
【０００９】
しかしながら、電子顕微鏡では、温度変化などによって試料ドリフトが発生する場合がある。図２２および図２３は、ダイナミックフォーカスを用いて試料Ｓの観察を行っている様子と、得られたＳＴＥＭ像２を模式的に示す図である。なお、図２２は、試料ドリフトが発生していない状態を図示しており、図２３は、試料ドリフトが発生した状態を図示している。
【００１０】
図２２に示すように、電子プローブＰは、照射系の偏向コイル８（コンデンサーレンズアライメントコイルおよび走査コイル）で偏向されて、対物レンズ９で集束される。フォーカス面６と試料面４との間の距離は試料Ｓの全体で焦点深度以内であり、ＳＴＥＭ像２全体でフォーカスがあっている。
【００１１】
ここで、図２３に示すように、試料ドリフトにより試料Ｓが回転したり、試料Ｓが高さ方向に移動してしまったりすると、試料面４とフォーカス面６が焦点深度よりも大きく離れてしまう部分が現れてしまう。
【００１２】
本発明の目的は、試料ドリフトの影響を低減できる電子顕微鏡およびドリフト補正方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明に係る電子顕微鏡の一態様は、
電子プローブで試料を走査するための偏向器と
対物レンズと、
前記偏向器および前記対物レンズを制御する制御部と、
を含み、
前記制御部は、試料ドリフトによる前記電子プローブのフォーカス面と試料面との間の傾きのずれを補正する処理を行う。
【００１４】
このような電子顕微鏡では、制御部が試料ドリフトによる電子プローブのフォーカス面と試料面との間の傾きのずれを補正する処理を行うため、試料ドリフトの影響を低減できる。
【００１５】
本発明に係る電子顕微鏡の一態様は、
電子プローブで試料を走査するための偏向器と
対物レンズと、
前記偏向器および前記対物レンズを制御する制御部と、
を含み、
前記制御部は、試料ドリフトによる前記電子プローブのフォーカス面と試料面との間の高さのずれを補正する処理を行う。
【００１６】
このような電子顕微鏡では、制御部が試料ドリフトによる電子プローブのフォーカス面と試料面との間の高さのずれを補正する処理を行うため、試料ドリフトの影響を低減できる。
【００１７】
本発明に係るドリフト補正方法の一態様は、
電子プローブで試料を走査するための偏向器と、対物レンズと、を含む電子顕微鏡における試料ドリフトの補正方法であって、
試料ドリフトによる前記電子プローブのフォーカス面と試料面との間の傾きのずれを補正する工程を含む。
【００１８】
このようなドリフト補正方法では、試料ドリフトによる電子プローブのフォーカス面と試料面との間の傾きのずれを補正する工程を含むため、試料ドリフトの影響を低減できる。
【００１９】
本発明に係るドリフト補正方法の一態様は、
電子プローブで試料を走査するための偏向器と、対物レンズと、を含む電子顕微鏡にお
ける試料ドリフトの補正方法であって、
試料ドリフトによる前記電子プローブのフォーカス面と試料面との間の高さのずれを補正する工程を含む。
【００２０】
このようなドリフト補正方法では、試料ドリフトによる電子プローブのフォーカス面と試料面との間の高さのずれを補正する工程を含むため、試料ドリフトの影響を低減できる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】実施形態に係る電子顕微鏡の構成を示す図。
【図２】試料ホルダーの先端部を模式的に示す斜視図。
【図３】制御部の構成を示す図。
【図４】ダイナミックフォーカスを説明するための図。
【図５】試料ドリフトを説明するための図。
【図６】制御部の処理の一例を示すフローチャート。
【図７】ＸＹドリフトを補正する処理の一例を示すフローチャート。
【図８】Ｚドリフトを補正する処理の一例を示すフローチャート。
【図９】Ｚドリフト補正用ＳＴＥＭ像を取得する際の電子プローブの走査の様子を説明するための図。
【図１０】Ｚドリフト補正用ＳＴＥＭ像を取得するための制御信号の一例を示す図。
【図１１】Ｚドリフト補正用ＳＴＥＭ像の一例を模式的に示す図。
【図１２】ＴＸドリフトを補正する処理の一例を示すフローチャート。
【図１３】ＴＸドリフト補正用ＳＴＥＭ像をドリフト補正用ＳＴＥＭ像を取得する際の電子プローブの走査の様子を説明するための図。
【図１４】ＴＸドリフト補正用ＳＴＥＭ像を取得するための制御信号の一例を示す図。
【図１５】ＴＸドリフト補正用ＳＴＥＭ像の一例を模式的に示す図。
【図１６】ＴＹドリフトを補正する処理の一例を示すフローチャート。
【図１７】ＴＹドリフト補正用ＳＴＥＭ像を取得する際の電子プローブの走査の様子を説明するための図。
【図１８】通常の電子プローブの走査の様子と得られたＳＴＥＭ像を模式的に示す図。
【図１９】ダイナミックフォーカスを用いた場合の電子プローブの走査の様子と得られたＳＴＥＭ像を模式的に示す図。
【図２０】通常の電子プローブの走査を行うときの走査信号および対物レンズ制御信号の一例を示す図。
【図２１】ダイナミックフォーカスを用いた場合の走査信号、対物レンズ制御信号、およびダイナミックフォーカス信号の一例を示す図。
【図２２】ダイナミックフォーカスを用いて試料の観察を行っている様子と、得られたＳＴＥＭ像を模式的に示す図。
【図２３】ダイナミックフォーカスを用いて試料の観察を行っている様子と、得られたＳＴＥＭ像を模式的に示す図。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下、本発明の好適な実施形態について図面を用いて詳細に説明する。なお、以下に説明する実施形態は、特許請求の範囲に記載された本発明の内容を不当に限定するものではない。また、以下で説明される構成の全てが本発明の必須構成要件であるとは限らない。
【００２３】
１．  電子顕微鏡
まず、本実施形態に係る電子顕微鏡について図面を参照しながら説明する。図１は、本
実施形態に係る電子顕微鏡１００の構成を示す図である。
【００２４】
電子顕微鏡本体１０と、制御部２０と、信号生成部３０と、アンプ部４０と、試料ホルダー制御部５０と、信号生成部６０と、アンプ部７０と、信号変換部８０と、像信号取得部９０と、を含む。
【００２５】
電子顕微鏡本体１０は、図１に示すように、電子銃１１と、アライメントコイル１２と、走査コイル１３（偏向器の一例）と、対物レンズ１４と、結像系レンズ１５と、検出器１６と、試料ホルダー１７と、を含む。
【００２６】
電子顕微鏡本体１０では、電子銃１１から放出された電子ビームは、集束レンズ（図示せず）および対物レンズ１４で集束されて電子プローブを形成し、試料ホルダー１７に保持された試料Ｓに照射される。試料Ｓに照射された電子プローブは、走査コイル１３によって試料Ｓ上で走査される。試料Ｓを透過した電子ビームは、結像系レンズ１５によって検出器１６に導かれ、検出器１６で検出される。検出器１６の出力信号（電子の強度信号）は、信号変換部８０に送られる。
【００２７】
信号変換部８０では、検出器１６の出力信号（電流信号）を、ＳＴＥＭ検出器信号ＳＳＴＥＭ（電圧信号）に変換する。ＳＴＥＭ検出器信号ＳＳＴＥＭは、像信号取得部９０に送られる。像信号取得部９０は、ＳＴＥＭ検出器信号ＳＳＴＥＭに基づいて、ＳＴＥＭ像データ（走査像データ）を生成する。
【００２８】
制御部２０は、ＳＴＥＭ像データに基づきＳＴＥＭ像（走査像）を生成する処理や、電子顕微鏡本体１０を制御する処理などの処理を行う。例えば、制御部２０は、アライメントコイル１２を制御するための制御データＤＣＬＡを生成する処理を行う。また、制御部２０は、対物レンズ１４を制御するための制御データＤＯＬを生成する処理を行う。また、制御部２０は、結像系レンズ１５を制御するための制御データＤＩを生成する処理を行う。また、制御部２０は、試料ホルダー１７（試料ステージ）を制御するための制御データＤＨを生成する処理を行う。また、制御部２０は、後述するＺドリフトを補正するための制御データＤＺを生成する処理を行う。また、制御部２０は、後述するＴＸドリフトを補正するための制御データＤＴＸを生成する処理を行う。また、制御部２０は、後述するＴＹドリフトを補正するための制御データＤＴＹを生成する処理を行う。制御部２０の詳細については後述する。
【００２９】
信号生成部３０は、制御部２０からの制御データＤＣＬＡを受け取り、ＤＡ変換（デジタル信号をアナログ信号に変換）してアライメントコイル制御信号ＳＣＬＡを生成する。また、信号生成部３０は、制御部２０からの制御データＤＯＬを受け取り、ＤＡ変換して対物レンズ制御信号ＳＯＬを生成する。また、信号生成部３０は、制御部２０からの制御データＤＩを受け取り、ＤＡ変換して結像系レンズ制御信号ＳＩを生成する。
【００３０】
アライメントコイル制御信号ＳＣＬＡは、アライメントコイル１２を制御するための信号である。アライメントコイル制御信号ＳＣＬＡは、アンプ部４０で増幅され、アライメントコイル１２に供給される。
【００３１】
対物レンズ制御信号ＳＯＬは、対物レンズ１４を制御するための信号である。対物レンズ制御信号ＳＯＬは、アンプ部４０で増幅され、対物レンズ１４に供給される。ここで、ダイナミックフォーカスを用いる場合には、アンプ部４０において、対物レンズ制御信号ＳＯＬにダイナミックフォーカス信号ＳＤＦが加算（重畳）される。対物レンズ制御信号ＳＯＬとダイナミックフォーカス信号ＳＤＦとの重畳信号は、アンプ部４０で増幅され、対物レンズ１４に供給される。
【００３２】
結像系レンズ制御信号ＳＩは、結像系レンズ１５を制御するための信号である。結像系レンズ制御信号ＳＩは、アンプ部４０で増幅され、結像系レンズ１５に供給される。
【００３３】
試料ホルダー制御部５０は、制御部２０からの制御データＤＨを受け取り、試料ホルダー制御信号ＳＨを生成する。試料ホルダー制御信号ＳＨは、試料ホルダー１７に供給される。
【００３４】
信号生成部６０は、制御部２０からの制御データＤＨ、制御データＤＺ、制御データＤＴＸ、制御データＤＴＹ、および制御データＤＳを受け取り、所定の演算を行ってダイナミックフォーカス信号ＳＤＦ、およびスキャン信号ＳＳを生成する。信号生成部６０では、ダイナミックフォーカス信号ＳＤＦをスキャン信号ＳＳに同期させることができる。これにより、例えば、１回のフレームスキャン中に、フォーカス面６の高さ（または傾き）が複数回変更されるように対物レンズ１４を制御することができる。
【００３５】
ダイナミックフォーカス信号ＳＤＦは、試料Ｓが傾斜している場合に、試料面にフォーカス面を合わせる（ダイナミックフォーカス）ための信号である。
【００３６】
スキャン信号ＳＳは、電子プローブの走査を行うための信号である。スキャン信号ＳＳは、水平スキャン信号ＳＳＨと垂直スキャン信号ＳＳＶとを含む。水平スキャン信号ＳＳＨは、電子プローブの水平方向の走査を行うための信号である。垂直スキャン信号ＳＳＶは、電子プローブの水平方向の走査による走査線を垂直方向に移動させるための信号である。スキャン信号ＳＳは、アンプ部７０で増幅され、走査コイル１３に供給される。
【００３７】
図２は、試料ホルダー１７の先端部を模式的に示す斜視図である。図２には、互いに直交する３つの軸として、Ｘ軸、Ｙ軸、およびＺ軸を図示している。Ｚ方向（Ｚ軸に平行な方向）は、高さ方向であり、光軸Ａに沿う方向である。
【００３８】
試料ホルダー（試料ステージ）１７は、試料Ｓを保持している。試料ホルダー１７は、移動機構を備えており、試料ＳをＸ方向、Ｙ方向、およびＺ方向に移動させることができる。さらに、試料ホルダー１７は、試料ＳをＸ軸まわりに傾斜させたり、試料ＳをＹ軸まわりに傾斜させたりすることができる。
【００３９】
２．  制御部
次に、制御部２０について説明する。図３は、制御部２０の構成を示す図である。
【００４０】
制御部２０は、図２に示すように、処理部２００と、操作部２１０と、表示部２１２と、記憶部２１４と、を含む。
【００４１】
操作部２１０は、ユーザーによる操作に応じた操作信号を取得し、処理部２００に送る処理を行う。操作部２１０の機能は、例えば、ボタン、キー、タッチパネル型ディスプレイ、マイクなどにより実現できる。
【００４２】
表示部２１２は、処理部２００によって生成された画像を表示するものであり、その機能は、ＬＣＤ（liquid crystal display）などのディスプレイにより実現できる。
【００４３】
記憶部２１４は、処理部２００が各種の計算処理や制御処理を行うためのプログラムやデータ等を記憶している。また、記憶部２１４は、処理部２００の作業領域として用いられ、処理部２００が各種プログラムに従って実行した算出結果等を一時的に記憶するためにも使用される。記憶部２１４の機能は、ハードディスクや、ＲＡＭ（random access me
mory）などにより実現できる。
【００４４】
処理部２００は、電子顕微鏡本体１０を制御する処理や、試料ドリフトを補正する処理などの処理を行う。処理部２００の機能は、各種プロセッサ（ＣＰＵ（Central Processing Unit）等）でプログラムを実行することにより実現できる。処理部２００は、像取得部２０１と、ＸＹドリフト補正部２０２と、Ｚドリフト補正部２０４と、ＴＸドリフト補正部２０６と、ＴＹドリフト補正部２０８と、を含む。
【００４５】
像取得部２０１は、ＳＴＥＭ像データを取得する処理を行う。ＳＴＥＭ像データは、記憶部２１４に記憶される。また、像取得部２０１は、取得したＳＴＥＭ像データから、ＳＴＥＭ像を生成する処理を行う。生成されたＳＴＥＭ像は、表示部２１２に表示される。
【００４６】
ＸＹドリフト補正部２０２は、試料ＳのＸＹ方向のドリフト（以下「ＸＹドリフト」ともいう）によるＳＴＥＭ像の視野ずれを補正する処理を行う。ＸＹドリフトは、試料ＳがＸ方向およびＹ方向の少なくとも一方に移動する試料ドリフトである。
【００４７】
Ｚドリフト補正部２０４は、試料ＳのＺ方向（高さ方向）のドリフト（以下「Ｚドリフト」ともいう）による電子プローブのフォーカス面と試料面との間の高さのずれを補正する処理（以下「Ｚドリフトを補正する処理」ともいう）を行う。Ｚドリフトは、試料ＳがＺ方向（高さ方向）に移動する試料ドリフトである。
【００４８】
ＴＸドリフト補正部２０６は、試料ＳがＸ軸まわりに傾斜するドリフト（以下、「ＴＸドリフト」ともいう）による電子プローブのフォーカス面と試料面との間の傾きのずれを補正する処理（以下「ＴＸドリフトを補正する処理」ともいう）を行う。ＴＸドリフトは、試料ＳのＸ軸まわりの傾きが変化する試料ドリフトである。
【００４９】
ＴＹドリフト補正部２０８は、試料ＳがＹ軸まわりに傾斜するドリフト（以下、「ＴＹドリフト」ともいう）による電子プローブのフォーカス面と試料面との間の傾きのずれを補正する処理（以下「ＴＹドリフトを補正する処理」ともいう）を行う。ＴＹドリフトは、試料ＳのＹ軸まわりの傾きが変化する試料ドリフトである。
【００５０】
３．  電子顕微鏡の動作
次に、電子顕微鏡１００の動作について説明する。
【００５１】
３．１．  ダイナミックフォーカス
図４は、ダイナミックフォーカスを説明するための図である。なお、図４では、電子プローブの走査は、水平方向Ｈに走査されることで走査線を形成し、当該走査線を垂直方向Ｖに移動させることで行われる。
【００５２】
電子顕微鏡１００では、試料面４が傾斜している場合に、ダイナミックフォーカスを用いることにより、電子プローブのフォーカス面６を試料面４に合わせることができる。具体的には、まず、制御部２０が、制御データＤＨ、制御データＤＺ、制御データＤＴＸ、制御データＤＴＹ、および制御データＤＳを生成する。
【００５３】
なお、図４に示す例では、ドリフト補正は行われていないため、後述するＺドリフト補正量、ＴＸドリフト補正量、およびＴＹドリフト補正量は初期値（例えば零）である。そのため、制御データＤＺ、制御データＤＴＸ、および制御データＤＴＹは更新されなくてもよい（または生成されなくてもよい）。
【００５４】
信号生成部６０は、これらの制御データＤＨ，ＤＺ，ＤＴＸ，ＤＴＹ，ＤＳを受け付け
て、ダイナミックフォーカス信号ＳＤＦを生成し、対物レンズ１４に供給する。この結果、図４に示すように、フォーカス面６を試料面４に合わせることができる。
【００５５】
３．２．  試料ドリフト
図５は、試料ドリフトを説明するための図である。
【００５６】
ここで、図５に示すように、試料の傾きの変化を伴う試料ドリフトによって、フォーカス面６が試料面４に一致している状態から試料面４が移動して、フォーカス面６と試料面４との間にずれが生じる場合がある。
【００５７】
電子顕微鏡１００では、Ｚドリフト補正量、ＴＸドリフト補正量、およびＴＹドリフト補正量を設定することにより、図５に示すような試料Ｓの傾きの変化を伴う試料ドリフトを補正して、フォーカス面６を試料面４に合わせることができる。以下、試料ドリフトを補正するための制御部２０の処理について説明する。
【００５８】
３．３．  ドリフト補正方法
次に、本実施形態に係るドリフト補正方法について説明する。電子顕微鏡１００では、制御部２０が試料ドリフトを補正する処理を行う。図６は、制御部２０の処理の一例を示すフローチャートである。
【００５９】
制御部２０は、図６に示すように、ＸＹドリフトを補正する処理（Ｓ１０）と、Ｚドリフトを補正する処理（Ｓ２０）と、ＴＸドリフトを補正する処理（Ｓ３０）と、ＴＹドリフトを補正する処理（Ｓ４０）と、ＳＴＥＭ像を取得する処理（Ｓ５０）と、終了指示があったか否かを判定する処理（Ｓ６０）と、を行う。以下、制御部２０の各処理について説明する。
【００６０】
（１）ＸＹドリフトを補正する処理（Ｓ１０）
図７は、ＸＹドリフトを補正する処理の一例を示すフローチャートである。
【００６１】
ＸＹドリフト補正部２０２は、まず、基準画像としてのＳＴＥＭ像を取得する（Ｓ１００）。
【００６２】
ＸＹドリフト補正部２０２は、基準画像を取得してからあらかじめ設定された所定時間経過後（Ｓ１０２のＹｅｓ）、比較画像としてのＳＴＥＭ像を取得する（Ｓ１０４）。
【００６３】
次に、ＸＹドリフト補正部２０２は、基準画像と比較画像との変位を算出し、この変位を打ち消すためのＸＹドリフト補正条件を算出する（Ｓ１０６）。ここでは、ＸＹドリフト補正条件として、比較画像の視野から基準画像の視野に戻すための移動方向（「ＸＹドリフト補正方向」ともいう）と、比較画像の視野から基準画像の視野に戻すための移動量（「ＸＹドリフト補正量」ともいう）と、が算出される。
【００６４】
ＸＹドリフト補正部２０２は、ＸＹドリフト補正条件が算出されると、求めたＸＹドリフト補正量が規定値以下か否かを判定する（Ｓ１０８）。判定の基準となる規定値は、例えば、ＸＹドリフトを許容できる範囲の上限に設定される。
【００６５】
ＸＹドリフト補正部２０２は、ＸＹドリフト補正量が規定値以下ではないと判定した場合（Ｓ１０８のＮｏ）、算出したＸＹドリフト補正条件に基づいてＸＹドリフトによるＳＴＥＭ像の視野のずれが補正されるように制御データＤＣＬＡを生成する（Ｓ１１０）。
【００６６】
具体的には、ＸＹドリフト補正部２０２は、ＸＹドリフト補正条件に基づいて、ＳＴＥ
Ｍ像の視野がＸＹドリフト補正方向にＸＹドリフト補正量だけ移動するようにアライメントコイル１２を制御する制御データＤＣＬＡを生成する。信号生成部３０は、制御データＤＣＬＡをＤＡ変換してアライメントコイル制御信号ＳＣＬＡを生成し、アライメントコイル１２に供給する。この結果、アライメントコイル１２によって電子ビームが偏向されて、ＳＴＥＭ像の視野がＸＹドリフト補正方向にＸＹドリフト補正量だけ移動する。
【００６７】
ＸＹドリフト補正部２０２は、制御データＤＣＬＡを生成する処理（Ｓ１１０）の後、再び、ステップＳ１００に戻って、ステップＳ１０２、ステップＳ１０４、ステップＳ１０６、ステップＳ１０８、ステップＳ１１０の処理をドリフト補正量が規定値以下と判定されるまで繰り返す。
【００６８】
ＸＹドリフト補正部２０２は、ドリフト補正量が規定値以下と判定した場合（Ｓ１０８のＹｅｓ）、ＸＹドリフトを補正する処理を終了する。
【００６９】
以上の処理により、ＸＹドリフトによるＳＴＥＭ像の視野ずれを補正することができる。
【００７０】
（２）Ｚドリフトを補正する処理（Ｓ２０）
図８は、Ｚドリフトを補正する処理の一例を示すフローチャートである。
【００７１】
Ｚドリフト補正部２０４は、まず、フォーカス面６の高さが互いに異なる条件で得られた複数の領域を有するＳＴＥＭ像（以下、「Ｚドリフト補正用ＳＴＥＭ像」ともいう）を取得する（Ｓ２００）。
【００７２】
具体的には、Ｚドリフト補正部２０４は、１回のフレームスキャン中に、フォーカス面６の高さが複数回変更されるように対物レンズ１４を制御して、Ｚドリフト補正用ＳＴＥＭ像を取得する。
【００７３】
図９は、Ｚドリフト補正用ＳＴＥＭ像を取得する際の電子プローブの走査の様子を説明するための図である。図９に示す例では、１回のフレームスキャン中に、フォーカス面６の高さを５回変更している。
【００７４】
具体的には、フォーカス面６を、高さＺ＝Ｚ１、高さＺ＝Ｚ２、高さＺ＝Ｚ３、高さＺ＝Ｚ４、および高さＺ＝Ｚ５に変更している。例えば、高さＺ＝Ｚ３は、図４に示す初期状態（ドリフト補正前）のフォーカス面６の高さであり、高さＺの補正量（以下、「Ｚドリフト補正量」ともいう）が初期値（例えば零）である。高さＺ＝Ｚ４は、図４に示す初期状態のフォーカス面６から高さＺをプラス方向に距離ａだけ移動させた高さである。すなわち、Ｚドリフト補正量ΔＺ＝＋ａである。高さＺ＝Ｚ５は、初期状態のフォーカス面６から高さＺをプラス方向に距離２ａだけ移動させた高さである。すなわち、Ｚドリフト補正量ΔＺ＝＋２ａである。また、高さＺ＝Ｚ２は、初期状態のフォーカス面６から高さＺをマイナス方向に距離ａだけ移動させた高さであり（ΔＺ＝−ａ）、高さＺ＝Ｚ１は、初期状態のフォーカス面６から高さＺをマイナス方向に距離２ａだけ移動させた高さである（ΔＺ＝−２ａ）。
【００７５】
ここで、フォーカス面６の高さＺは、例えば、フォーカス面６の基準位置のＺ方向の座標である。基準位置は、例えば、フォーカス面６の中心である。
【００７６】
図１０は、Ｚドリフト補正用ＳＴＥＭ像を取得するための制御信号の一例を示す図である。
【００７７】
対物レンズ制御信号ＳＯＬは、対物レンズ１４を制御するための信号である。対物レンズ制御信号ＳＯＬは、例えば、１回のフレームスキャン中において、一定の強度である。
【００７８】
水平スキャン信号ＳＳＨは、所定の傾きを持った鋸歯状の波形を有する信号である。図示はしないが、走査コイル１３には、スキャン信号ＳＳとして水平スキャン信号ＳＳＨに加えて垂直スキャン信号ＳＳＶが供給される。走査コイル１３にスキャン信号ＳＳ、すなわち、水平スキャン信号ＳＳＨおよび垂直スキャン信号ＳＳＶが供給されることにより、電子プローブの走査が行われる。なお、図１０に示す走査スキャン信号ＳＳＨは、各高さＺにおいて電子プローブが水平方向Ｈに１回走査される場合の波形であるが、各高さＺにおいて電子プローブが水平方向Ｈに複数回走査されてもよい。
【００７９】
ダイナミックフォーカス信号ＳＤＦは、ダイナミックフォーカスを行うための信号である。図１０に示すＺドリフト補正前のダイナミックフォーカス信号ＳＤＦは、図４に示す初期状態のフォーカス面６を形成する信号である。Ｚドリフト補正前のダイナミックフォーカス信号ＳＤＦは、所定の傾きを持った鋸歯状の波形を有する信号である。ダイナミックフォーカス信号ＳＤＦの傾きの大きさが、フォーカス面６の傾きの大きさに対応している。
【００８０】
Ｚ補正信号ＳＺは、フォーカス面６の高さＺを変更するための信号である。図１０に示す例では、Ｚ補正信号ＳＺは、１回のフレームスキャン中にフォーカス面６の高さが複数回変更されるように、階段状の波形を有している。Ｚ補正信号ＳＺの強度は、Ｚドリフト補正量に対応している。図示の例では、高さＺ＝Ｚ１におけるＺ補正信号ＳＺの強度は、Ｚドリフト補正量ΔＺ＝−２ａに対応している。また、高さＺ＝Ｚ２におけるＺ補正信号ＳＺの強度は、Ｚドリフト補正量ΔＺ＝−ａに対応し、高さＺ＝Ｚ３におけるＺ補正信号ＳＺの強度は、Ｚドリフト補正量ΔＺ＝０に対応し、高さＺ＝Ｚ４におけるＺ補正信号ＳＺの強度は、Ｚドリフト補正量ΔＺ＝＋ａに対応し、高さＺ＝Ｚ５におけるＺ補正信号ＳＺの強度は、Ｚドリフト補正量ΔＺ＝＋２ａに対応している。
【００８１】
Ｚドリフト補正用ダイナミックフォーカス信号ＳＤＦは、Ｚドリフト補正用ＳＴＥＭ像を取得するための信号である。Ｚドリフト補正用ダイナミックフォーカス信号ＳＤＦは、信号生成部６０において、Ｚドリフト補正前のダイナミックフォーカス信号ＳＤＦにＺ補正信号ＳＺを加算することで生成される。Ｚドリフト補正用ダイナミックフォーカス信号ＳＤＦは、アンプ部４０で対物レンズ制御信号ＳＯＬに加算されて、対物レンズ１４に供給される。
【００８２】
スキャン信号ＳＳが走査コイル１３に供給され、かつ、Ｚドリフト補正用ダイナミックフォーカス信号ＳＤＦが対物レンズ１４に供給されることにより、１回のフレームスキャン中に、フォーカス面６の高さを複数回変更することができる。
【００８３】
Ｚドリフト補正部２０４は制御データＤＺを生成し、信号生成部６０は制御データＤＺに基づいてＺ補正信号ＳＺを生成する。信号生成部６０は、Ｚ補正信号ＳＺをＺドリフト補正前のダイナミックフォーカス信号ＳＤＦに加算してＺドリフト補正用ダイナミックフォーカス信号ＳＤＦを生成し、対物レンズ１４に供給する。これにより、Ｚドリフト補正用ＳＴＥＭ像を取得することができる。
【００８４】
次に、Ｚドリフト補正部２０４は、Ｚドリフト補正用ＳＴＥＭ像において、フォーカス面６の高さＺが互いに異なる条件で得られた複数の領域の各々について試料面４とフォーカス面６との間の高さＺのずれを評価し、評価結果に基づいて試料面４とフォーカス面６との間の高さＺのずれを補正するためのＺドリフト補正条件を求める（Ｓ２０２）。
【００８５】
図１１は、Ｚドリフト補正用ＳＴＥＭ像１０２の一例を模式的に示す図である。Ｚドリフト補正用ＳＴＥＭ像１０２は、図１１に示すように、フォーカス面６の高さＺが互いに異なる条件で得られた５つの領域１０２ａ，１０２ｂ，１０２ｃ，１０２ｄ，１０２ｅを有する。これらの領域１０２ａ，１０２ｂ，１０２ｃ，１０２ｄ，１０２ｅから最もフォーカスがあっている領域、すなわち、試料面４とフォーカス面６との間の高さＺのずれが最も小さい領域を見つける。
【００８６】
ここで、フォーカスがあっているほど試料面４の情報がより細かくＳＴＥＭ像に現れるため、フォーカスがあっているほどＳＴＥＭ像中の隣接する画素間の輝度差の総和は大きくなる。そのため、領域１０２ａ，１０２ｂ，１０２ｃ，１０２ｄ，１０２ｅのうち、隣接する画素間の輝度差の総和が最も大きい領域が、最もフォーカスがあっている領域といえる。これを利用して、領域１０２ａ，１０２ｂ，１０２ｃ，１０２ｄ，１０２ｅのなかから、最もフォーカスがあっている領域を選択することができる。
【００８７】
Ｚドリフト補正部２０４は、領域１０２ａ，１０２ｂ，１０２ｃ，１０２ｄ，１０２ｅにおいて、隣接する画素間の輝度差の総和を求め、隣接する画素間の輝度差の総和が最も大きい領域を選択する。Ｚドリフト補正部２０４は、選択された領域を得たときのフォーカス面６の高さの条件から、Ｚドリフト補正量を求める。このＺドリフト補正量を、Ｚドリフト補正条件とする。例えば、領域１０２ｄが選択された場合、領域１０２ｄを得るためのフォーカス面６の高さの条件は、高さＺ＝Ｚ４であり、Ｚドリフト補正量ΔＺは、ΔＺ＝＋ａとなる。
【００８８】
なお、領域１０２ａ，１０２ｂ，１０２ｃ，１０２ｄ，１０２ｅのなかから最もフォーカスがあっている領域を選択する手法は、上記の例に限定されず、その他の公知の手法を用いてもよい。
【００８９】
Ｚドリフト補正部２０４は、Ｚドリフト補正量が算出されると、Ｚドリフト補正量（絶対値）が規定値以下か否かを判定する（Ｓ２０４）。判定の基準となる規定値は、例えば、Ｚドリフトを許容できる範囲の上限に設定される。
【００９０】
Ｚドリフト補正部２０４は、Ｚドリフト補正量が規定値以下ではないと判定した場合（Ｓ２０４のＮｏ）、算出したＺドリフト補正条件に基づいてＺドリフトを補正するための制御データＤＺを生成する（Ｓ２０６）。
【００９１】
具体的には、Ｚドリフト補正部２０４は、Ｚドリフト補正条件に基づいて制御データＤＺを生成する。制御データＤＺは、求めたＺドリフト補正量だけフォーカス面６が移動するように対物レンズ１４を制御するデータである。
【００９２】
信号生成部６０は、制御データＤＺを受け付けてＺ補正信号ＳＺを生成する。信号生成部６０は、Ｚ補正信号ＳＺをダイナミックフォーカス信号ＳＤＦ（Ｚドリフト補正前のダイナミックフォーカス信号ＳＤＦ）に加算して、対物レンズ１４に供給する。
【００９３】
Ｚドリフト補正部２０４は、制御データＤＺを生成する処理（Ｓ２０６）の後、再び、ステップＳ２００に戻って、ステップＳ２０２、ステップＳ２０４、ステップＳ２０６の処理を行う。このとき、ステップＳ２０６で設定したＺドリフト補正量を基準として、Ｚドリフト補正用ＳＴＥＭ像を取得する際の、フォーカス面６の高さＺ＝Ｚ１、高さＺ＝Ｚ２、高さＺ＝Ｚ３、高さＺ＝Ｚ４、高さＺ＝Ｚ５を設定する。
【００９４】
Ｚドリフト補正部２０４は、ステップＳ２００、ステップＳ２０２、ステップＳ２０４、ステップＳ２０６の処理を、Ｚドリフト補正量が規定値以下と判定されるまで繰り返す
。
【００９５】
Ｚドリフト補正部２０４は、Ｚドリフト補正量が規定値以下と判定した場合（Ｓ２０４のＹｅｓ）、Ｚドリフトを補正する処理を終了する。
【００９６】
以上の処理により、Ｚドリフト補正量が設定され、Ｚドリフトによるフォーカス面６と試料面４との間の高さＺのずれを補正することができる。
【００９７】
（３）ＴＸドリフトを補正する処理（Ｓ３０）
図１２は、ＴＸドリフトを補正する処理の一例を示すフローチャートである。
【００９８】
ＴＸドリフト補正部２０６は、まず、フォーカス面６のＸ軸まわりの傾きＴＸが互いに異なる条件で得られた複数の領域を有するＳＴＥＭ像（以下、「ＴＸドリフト補正用ＳＴＥＭ像」ともいう）を取得する（Ｓ３００）。
【００９９】
具体的には、ＴＸドリフト補正部２０６は、１回のフレームスキャン中に、フォーカス面６の傾きＴＸが複数回変更されるように対物レンズ１４を制御して、ＴＸドリフト補正用ＳＴＥＭ像を取得する。
【０１００】
図１３は、ＴＸドリフト補正用ＳＴＥＭ像を取得する際の電子プローブの走査の様子を説明するための図である。図１３に示す例では、１回のフレームスキャン中に、フォーカス面６のＸ軸まわりの傾きを５回変更している。
【０１０１】
具体的には、フォーカス面６を、Ｘ軸まわりの傾きＴＸ＝ＴＸ１、傾きＴＸ＝ＴＸ２、傾きＴＸ＝ＴＸ３、傾きＴＸ＝ＴＸ４、および傾きＴＸ＝ＴＸ５に変更している。例えば、傾きＴＸ＝ＴＸ３は、図４に示す初期状態（ドリフト補正前）のフォーカス面６のＸ軸まわりの傾きであり、傾きＴＸの補正量（傾斜量）（以下、「ＴＸドリフト補正量」ともいう）が初期値（例えば零）である。傾きＴＸ＝ＴＸ４は、図４に示す初期状態のフォーカス面６から傾きＴＸをプラス方向に角度ｂだけ傾けた角度である。すなわち、ＴＸドリフト補正量ΔＴＸ＝＋ｂである。傾きＴＸ＝ＴＸ５は、初期状態のフォーカス面６からプラス方向に角度２ｂだけ傾けた角度である。すなわち、ＴＸドリフト補正量ΔＴＸ＝＋２ｂである。また、傾きＴＸ＝ＴＸ２は、初期状態のフォーカス面６からマイナス方向に角度ｂだけ傾けた角度であり（ΔＴＸ＝−ｂ）、傾きＴＸ＝ＴＸ１は、初期状態のフォーカス面６からマイナス方向に角度２ｂだけ傾けた角度である（ΔＴＸ＝−２ｂ）。
【０１０２】
図１４は、ＴＸドリフト補正用ＳＴＥＭ像を取得するための制御信号の一例を示す図である。
【０１０３】
対物レンズ制御信号ＳＯＬは、上述した図１０に示す対物レンズ制御信号ＳＯＬと同じであり、その説明を省略する。
【０１０４】
水平スキャン信号ＳＳＨは、上述した図１０に示す水平スキャン信号ＳＳＨと同じであり、その説明を省略する。なお、ＴＸドリフト補正用ＳＴＥＭ像は、フォーカス面６の分割方向が水平方向Ｈである。そのため、スキャンローテーション機能を利用して、フォーカス面６を光軸まわりに９０度回転させている。したがって、水平スキャン信号ＳＳＨにより電子プローブは、垂直方向Ｖに走査される。
【０１０５】
ＴＸドリフト補正前のダイナミックフォーカス信号ＳＤＦは、上述した図１０に示すＺドリフト補正前のダイナミックフォーカス信号ＳＤＦと同じであり、その説明を省略する。
【０１０６】
ＴＸ補正信号ＳＴＸは、フォーカス面６のＸ軸まわりの傾きＴＸを変更するための信号である。図１４に示す例では、ＴＸ補正信号ＳＴＸは、１回のフレームスキャン中にフォーカス面６の高さが複数回変更されるように、階段状の波形を有している。ＴＸ補正信号ＳＴＸの強度は、ＴＸドリフト補正量に対応している。図示の例では、傾きＴＸ＝ＴＸ１におけるＴＸ補正信号ＳＴＸの強度は、ＴＸドリフト補正量ΔＴＸ＝−２ｂに対応している。また、傾きＴＸ＝ＴＸ２におけるＴＸ補正信号ＳＴＸの強度は、ＴＸドリフト補正量ΔＴＸ＝−ｂに対応し、傾きＴＸ＝ＴＸ３におけるＴＸ補正信号ＳＴＸの強度は、ＴＸドリフト補正量ΔＴＸ＝０に対応し、傾きＴＸ＝ＴＸ４におけるＴＸ補正信号ＳＴＸの強度は、ＴＸドリフト補正量ΔＴＸ＝＋ｂに対応し、傾きＴＸ＝ＴＸ５におけるＴＸ補正信号ＳＴＸの強度は、ＴＸドリフト補正量ΔＴＸ＝＋２ｂに対応している。
【０１０７】
ＴＸドリフト補正用ダイナミックフォーカス信号ＳＤＦは、ＴＸドリフト補正用ＳＴＥＭ像を取得するための信号である。ＴＸドリフト補正用ダイナミックフォーカス信号ＳＤＦは、信号生成部６０において、ＴＸドリフト補正前のダイナミックフォーカス信号ＳＤＦにＴＸ補正信号ＳＴＸを乗算することで生成される。ＴＸドリフト補正用ダイナミックフォーカス信号ＳＤＦは、アンプ部４０で対物レンズ制御信号ＳＯＬに加算されて、対物レンズ１４に供給される。
【０１０８】
スキャン信号ＳＳが走査コイル１３に供給され、かつ、ＴＸドリフト補正用ダイナミックフォーカス信号ＳＤＦが対物レンズ１４に供給されることにより、１回のフレームスキャン中に、フォーカス面６のＸ軸まわりの傾きＴＸを複数回変更することができる。
【０１０９】
ＴＸドリフト補正部２０６は制御データＤＴＸを生成し、信号生成部６０は制御データＤＴＸに基づいてＴＸ補正信号ＳＴＸを生成する。信号生成部６０は、ＴＸ補正信号ＳＴＸをＴＸドリフト補正前のダイナミックフォーカス信号ＳＤＦに乗算してＴＸドリフト補正用ダイナミックフォーカス信号ＳＤＦを生成し、対物レンズ１４に供給する。これにより、ＴＸドリフト補正用ＳＴＥＭ像を取得することができる。
【０１１０】
次に、ＴＸドリフト補正部２０６は、ＴＸドリフト補正用ＳＴＥＭ像において、フォーカス面６の傾きＴＸが互いに異なる条件で得られた複数の領域の各々について試料面４とフォーカス面６との間の傾きＴＸのずれを評価し、評価結果に基づいて試料面４とフォーカス面６との間の傾きＴＸのずれを補正するためのＴＸドリフト補正条件を求める（Ｓ３０２）。
【０１１１】
図１５は、ＴＸドリフト補正用ＳＴＥＭ像１０４の一例を模式的に示す図である。ＴＸドリフト補正用ＳＴＥＭ像１０４は、図１５に示すように、フォーカス面６の傾きＴＸが互いに異なる条件で得られた５つの領域１０４ａ，１０４ｂ，１０４ｃ，１０４ｄ，１０４ｅを有する。これらの領域１０４ａ，１０４ｂ，１０４ｃ，１０４ｄ，１０４ｅから最もフォーカスがあっている領域、すなわち、試料面４とフォーカス面６との間の傾きＴＸのずれが最も小さい領域を見つける。
【０１１２】
最もフォーカスがあっている領域を見つける手法は、Ｚドリフト補正で説明した手法と同じ手法を用いることができる。
【０１１３】
ＴＸドリフト補正部２０６は、領域１０４ａ，１０４ｂ，１０４ｃ，１０４ｄ，１０４ｅにおいて、隣接する画素間の輝度差の総和を求め、隣接する画素間の輝度差の総和が最も大きい領域を選択する。ＴＸドリフト補正部２０６は、選択された領域を得たときのフォーカス面６の傾きＴＸの条件から、ＴＸドリフト補正量を求める。このＴＸドリフト補正量を、ＴＸドリフト補正条件とする。例えば、領域１０２ｃが選択された場合、領域１
０２ｃを得るためのフォーカス面６の傾きＴＸの条件は、傾きＴＸ＝ＴＸ３であり、ＴＸドリフト補正量ΔＴＸは、ΔＴＸ＝０となる。
【０１１４】
ＴＸドリフト補正部２０６は、ＴＸドリフト補正量が算出されると、ＴＸドリフト補正量が規定値以下か否かを判定する（Ｓ３０４）。判定の基準となる規定値は、例えば、ＴＸドリフトを許容できる範囲の上限に設定される。
【０１１５】
ＴＸドリフト補正部２０６は、ＴＸドリフト補正量が規定値以下ではないと判定した場合（Ｓ３０４のＮｏ）、算出したＴＸドリフト補正条件に基づいてＴＸドリフトを補正するための制御データＤＴＸを生成する（Ｓ３０６）。
【０１１６】
具体的には、ＴＸドリフト補正部２０６は、ＴＸドリフト補正条件に基づいて制御データＤＴＸを生成する。制御データＤＴＸは、求めたＴＸドリフト補正量だけフォーカス面６が移動するように対物レンズ１４を制御するデータである。
【０１１７】
信号生成部６０は、制御データＤＴＸを受け付けてＴＸ補正信号ＳＴＸを生成する。信号生成部６０は、ＴＸ補正信号ＳＴＸをダイナミックフォーカス信号ＳＤＦ（ＴＸドリフト補正前のダイナミックフォーカス信号ＳＤＦ）に乗算して、対物レンズ１４に供給する。
【０１１８】
ＴＸドリフト補正部２０６は、制御データＤＴＸを生成する処理（Ｓ３０６）の後、再び、ステップＳ３００に戻って、ステップＳ３０２、ステップＳ３０４、ステップＳ３０６の処理を行う。このとき、ステップＳ３０６で設定したＴＸドリフト補正量を基準として、ＴＸドリフト補正用ＳＴＥＭ像を取得する際の、フォーカス面６の傾きＴＸ＝ＴＸ１、傾きＴＸ＝ＴＸ２、傾きＴＸ＝ＴＸ３、傾きＴＸ＝ＴＸ４、傾きＴＸ＝ＴＸ５を設定する。
【０１１９】
ＴＸドリフト補正部２０６は、ステップＳ３００、ステップＳ３０２、ステップＳ３０４、ステップＳ３０６の処理を、ＴＸドリフト補正量が規定値以下と判定されるまで繰り返す。
【０１２０】
ＴＸドリフト補正部２０６は、ＴＸドリフト補正量が規定値以下と判定した場合（Ｓ３０４のＹｅｓ）、ＴＸドリフトを補正する処理を終了する。
【０１２１】
以上の処理により、ＴＸドリフト補正量が設定され、ＴＸドリフトによるフォーカス面６と試料面４との間の傾きＴＸのずれを補正することができる。
【０１２２】
（４）ＴＹドリフトを補正する処理（Ｓ４０）
図１６は、ＴＹドリフトを補正する処理の一例を示すフローチャートである。
【０１２３】
ＴＹドリフト補正部２０８は、まず、フォーカス面６のＹ軸まわりの傾きＴＹが互いに異なる条件で得られた複数の領域を有するＳＴＥＭ像（以下、「ＴＹドリフト補正用ＳＴＥＭ像」ともいう）を取得する（Ｓ４００）。
【０１２４】
具体的には、ＴＹドリフト補正部２０８は、１回のフレームスキャン中に、フォーカス面６の傾きＴＹが複数回変更されるように対物レンズ１４を制御して、ＴＹドリフト補正用ＳＴＥＭ像を取得する。
【０１２５】
図１７は、ＴＹドリフト補正用ＳＴＥＭ像を取得する際の電子プローブの走査の様子を説明するための図である。図１７に示す例では、１回のフレームスキャン中に、フォーカ
ス面６のＹ軸まわりの傾きを５回変更している。
【０１２６】
具体的には、フォーカス面６を、Ｙ軸まわりの傾きＴＹ＝ＴＹ１、傾きＴＹ＝ＴＹ２、傾きＴＹ＝ＴＹ３、傾きＴＹ＝ＴＹ４、および傾きＴＹ＝ＴＹ５に変更している。
【０１２７】
ＴＹドリフト補正用ＳＴＥＭ像は、上述したＴＸドリフト補正用ＳＴＥＭ像を取得する手法と同様の手法で取得することができる。なお、ＴＹドリフト補正用ＳＴＥＭ像は、フォーカス面６の分割方向が垂直方向Ｖである。そのため、ＴＸドリフト補正用ＳＴＥＭ像を取得する場合と異なり、スキャンローテーション機能を利用しない。したがって、水平スキャン信号ＳＳＨにより電子プローブは、水平方向Ｈに走査される。これにより、上述したＴＸドリフト補正用ＳＴＥＭ像を取得する手法と同様の手法でＴＹドリフト補正用ＳＴＥＭ像を取得することができる。
【０１２８】
ＴＹドリフト補正部２０８は制御データＤＴＹを生成し、信号生成部６０は制御データＤＴＹに基づいてＴＹ補正信号ＳＴＹを生成する。信号生成部６０は、ＴＹ補正信号ＳＴＹをＴＹドリフト補正前のダイナミックフォーカス信号ＳＤＦに乗算してＴＹドリフト補正用ダイナミックフォーカス信号ＳＤＦを生成し、対物レンズ１４に供給する。これにより、ＴＹドリフト補正用ＳＴＥＭ像を取得することができる。
【０１２９】
次に、ＴＹドリフト補正部２０８は、ＴＹドリフト補正用ＳＴＥＭ像において、フォーカス面６の傾きＴＹが互いに異なる条件で得られた複数の領域の各々について試料面４とフォーカス面６との間の傾きＴＹのずれを評価し、評価結果に基づいて試料面４とフォーカス面６との間の傾きＴＹのずれを補正するためのＴＹドリフト補正条件を求める（Ｓ４０２）。
【０１３０】
ＴＹドリフト補正条件を求める処理（Ｓ４０２）は、上述したＴＸドリフト補正条件を求める処理（Ｓ３０２）と同様に行われる。
【０１３１】
ＴＹドリフト補正部２０８は、ＴＹドリフト補正量が算出されると、ＴＹドリフト補正量が規定値以下か否かを判定する（Ｓ４０４）。判定の基準となる規定値は、例えば、ＴＹドリフトを許容できる範囲の上限に設定される。
【０１３２】
ＴＹドリフト補正部２０８は、ＴＹドリフト補正量が規定値以下ではないと判定した場合（Ｓ４０４のＮｏ）、算出したＴＹドリフト補正条件に基づいてＴＹドリフトを補正するための制御データＤＴＹを生成する（Ｓ４０６）。
【０１３３】
ＴＹドリフト補正部２０８は、制御データＤＴＹを生成する処理（Ｓ４０６）の後、再び、ステップＳ４００に戻って、ステップＳ４０２、ステップＳ４０４、ステップＳ４０６の処理をＴＹドリフト補正量が規定値以下と判定されるまで繰り返す。
【０１３４】
ＴＹドリフト補正部２０８は、ＴＹドリフト補正量が規定値以下と判定した場合（Ｓ４０４のＹｅｓ）、ＴＹドリフトを補正する処理を終了する。
【０１３５】
以上の処理により、ＴＹドリフト補正量が設定され、ＴＹドリフトによるフォーカス面６と試料面４との間の傾きＴＹのずれを補正することができる。
【０１３６】
（５）ＳＴＥＭ像を取得する処理（Ｓ５０）
像取得部２０１は、ＸＹドリフトを補正する処理（Ｓ１０）、Ｚドリフトを補正する処理（Ｓ２０）、ＴＸドリフトを補正する処理（Ｓ３０）、およびＴＹドリフトを補正する処理（Ｓ４０）の後に、ＳＴＥＭ像データを取得する。ＳＴＥＭ像データは、記憶部２１
４に記録される。このようにして試料ドリフトの影響が低減された良好なＳＴＥＭ像を取得することができる。
【０１３７】
（６）判定処理（Ｓ６０）
処理部２００は、ＳＴＥＭ像データを取得する処理（Ｓ５０）の後に、ユーザーが終了指示を行ったか否かを判定する（Ｓ６０）。例えば、ＧＵＩ（Graphical User Interface）での終了操作や、終了ボタンの操作などの操作部２１０の操作が行われた場合に、処理部２００は、終了指示が行われたと判断する。
【０１３８】
処理部２００は、終了指示が行われていないと判定した場合（Ｓ６０のＮｏ）、ステップＳ１０に戻って、ステップＳ２０、ステップＳ３０、ステップＳ４０、ステップＳ５０の処理を行う。処理部２００は、終了指示が行われたと判定されるまで、ステップＳ２０、ステップＳ３０、ステップＳ４０、ステップＳ５０、ステップＳ６０の処理を繰り返す。これにより、記憶部２１４には、試料ドリフトの影響が低減された複数のＳＴＥＭ像が記憶される。
【０１３９】
処理部２００は、終了指示が行われたと判定した場合（Ｓ６０のＹｅｓ）、ドリフト補正処理を終了する。
【０１４０】
なお、処理を行う順序は、図６に示す例に限定されず、適宜変更可能である。
【０１４１】
４．  特徴
電子顕微鏡１００は、例えば、以下の特徴を有する。
【０１４２】
電子顕微鏡１００では、制御部２０は、試料ドリフトによる電子プローブのフォーカス面６と試料面４との間の傾きのずれを補正する処理を行う。そのため、電子顕微鏡１００では、試料ドリフトが低減されたＳＴＥＭ像を得ることができる。
【０１４３】
電子顕微鏡１００では、制御部２０は、１回のフレームスキャン中に、フォーカス面６の傾きが複数回変更されるように対物レンズ１４を制御して、フォーカス面６の傾きが互いに異なる条件で得られた複数の領域を有するＳＴＥＭ像を取得し、複数の領域の各々についてフォーカス面６の傾きのずれを評価し、評価結果から補正条件を求め、当該補正条件に基づいて対物レンズ１４を制御する。そのため、電子顕微鏡１００では、例えば、フレームスキャンごとにフォーカス面６の傾きを変更して傾きのずれの評価を行う場合、すなわち、１回のフレームスキャンでフォーカス面６の条件を１つ設定する場合と比べて、短時間で試料ドリフトの補正を行うことができる。
【０１４４】
電子顕微鏡１００では、制御部２０は、試料ドリフトによるフォーカス面６と試料面４との間の高さのずれを補正する処理を行う。そのため、電子顕微鏡１００では、試料ドリフトが低減されたＳＴＥＭ像を得ることができる。
【０１４５】
電子顕微鏡１００では、制御部２０は、１回のフレームスキャン中に、フォーカス面６の高さが複数回変更されるように対物レンズ１４を制御して、フォーカス面６の高さが互いに異なる条件で得られた複数の領域を有するＳＴＥＭ像を取得し、複数の領域の各々について高さのずれを評価し、評価結果から補正条件を求め、当該補正条件に基づいて対物レンズ１４を制御する。そのため、電子顕微鏡１００では、例えば、フレームスキャンごとにフォーカス面６の高さを変更して高さのずれの評価を行う場合と比べて、短時間で試料ドリフトの補正を行うことができる。
【０１４６】
電子顕微鏡１００では、制御部２０は、試料ドリフトによる視野のずれを補正する処理
を行う。そのため、電子顕微鏡１００では、試料ドリフトが低減されたＳＴＥＭ像を得ることができる。
【０１４７】
本発明は、実施の形態で説明した構成と実質的に同一の構成（例えば、機能、方法および結果が同一の構成、あるいは目的及び効果が同一の構成）を含む。また、本発明は、実施の形態で説明した構成の本質的でない部分を置き換えた構成を含む。また、本発明は、実施の形態で説明した構成と同一の作用効果を奏する構成又は同一の目的を達成することができる構成を含む。また、本発明は、実施の形態で説明した構成に公知技術を付加した構成を含む。
【符号の説明】
【０１４８】
２…ＳＴＥＭ像、４…試料面、６…フォーカス面、８…偏向コイル、９…対物レンズ、１０…電子顕微鏡本体、１１…電子銃、１２…アライメントコイル、１３…走査コイル、１４…対物レンズ、１５…結像系レンズ、１６…検出器、１７…試料ホルダー、２０…制御部、３０…信号生成部、４０…アンプ部、５０…試料ホルダー制御部、６０…信号生成部、７０…アンプ部、８０…信号変換部、９０…像信号取得部、１００…電子顕微鏡、２００…処理部、２０１…像取得部、２０２…ＸＹドリフト補正部、２０４…Ｚドリフト補正部、２０６…ＴＸドリフト補正部、２０８…ＴＹドリフト補正部、２１０…操作部、２１２…表示部、２１４…記憶部
【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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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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