(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
荷電粒子線を試料に照射する照射系と、上記荷電粒子線を偏向走査する偏向走査系と、上記荷電粒子線の照射により試料から発生する信号を検出して走査像を生成する走査像生成系と、を有し、予め取得した標準画像を走査方向に少なくとも２ピクセル以上の幅の領域に分割し、走査像を上記領域の各々に対応した領域に分割し、上記走査像の各領域の像を上記標準画像の各領域の像に等しくなるように縮小し、
上記標準画像の各領域の像に対して上記走査像の各領域の像の回転誤差がゼロになるように上記走査像の回転角を補正し、
上記標準画像の各領域の像に対する上記走査像の各領域の像の一致度を計算し、該一致度が所定の値より小さい場合には、上記補正を中止することを特徴とする顕微鏡装置。
【請求項２】
請求項１記載の顕微鏡装置において、上記標準画像は画像データであることを特徴とする顕微鏡装置。
【請求項３】
請求項１記載の顕微鏡装置において、上記走査像生成系は上記走査像として元素分布像を生成することを特徴とする顕微鏡装置。
【請求項４】
請求項１記載の顕微鏡装置において、上記走査像生成系は上記走査像として蛍光像を生成することを特徴とする顕微鏡装置。
【請求項５】
請求項１記載の顕微鏡装置において、上記試料を透過する信号を検出して透過像を生成する透過像生成系を有し、上記標準画像は、透過像であることを特徴とする顕微鏡装置。
【請求項６】
荷電粒子線を試料に照射する照射系と、上記荷電粒子線を偏向走査する偏向走査系と、上記荷電粒子線の照射により試料から発生する信号を検出して走査像を生成する走査像生成系と、を有し、予め取得した標準画像を走査方向に少なくとも２ピクセル以上の幅の領域に分割し、走査像を上記領域の各々に対応した領域に分割し、上記走査像の各領域の像を上記標準画像の各領域の像に等しくなるように縮小し、
上記標準画像の各領域の像に対する上記走査像の各領域の像の移動量がゼロとなるように上記走査像の位置を補正し、
上記標準画像の各領域の像に対する上記走査像の各領域の像の一致度を計算し、該一致度が所定の値より小さい場合には、上記補正を中止することを特徴とする顕微鏡装置。
【請求項７】
請求項６記載の顕微鏡装置において、上記標準画像はスロースキャン走査像であることを特徴とする顕微鏡装置。
【請求項８】
請求項６記載の顕微鏡装置において、上記走査像生成系は上記走査像として元素分布像を生成することを特徴とする顕微鏡装置。
【請求項９】
請求項６記載の顕微鏡装置において、上記走査像生成系は上記走査像として蛍光像を生成することを特徴とする顕微鏡装置。
【請求項１０】
請求項６記載の顕微鏡装置において、上記試料を透過する信号を検出して透過像を生成する透過像生成系を有し、上記標準画像は、透過像であることを特徴とする顕微鏡装置。
【請求項１１】
荷電粒子線を試料に照射することと、上記荷電粒子線を偏向走査することと、上記荷電粒子線の照射により試料から発生する信号を検出して走査像を生成することと、予め取得した標準画像を走査方向に少なくとも２ピクセル以上の幅の領域に分割し、上記走査像を上記領域の各々に対応した領域に分割することと、上記走査像の各領域の像を上記標準画像の各領域の像に等しくなるように縮小することと、
上記標準画像の各領域の像に対して上記走査像の各領域の像の回転誤差がゼロになるように上記走査像の回転角を補正することと、
上記標準画像の各領域の像に対する上記走査像の各領域の像の一致度を計算し、該一致度が所定の値より小さい場合には、上記補正を中止すること、を含む顕微鏡装置による画像生成方法。
【請求項１２】
荷電粒子線を試料に照射することと、上記荷電粒子線を偏向走査することと、上記荷電粒子線の照射により試料から発生する信号を検出して走査像を生成することと、予め取得した標準画像を走査方向に少なくとも２ピクセル以上の幅の領域に分割し、上記走査像を上記領域の各々に対応した領域に分割することと、上記走査像の各領域の像を上記標準画像の各領域の像に等しくなるように縮小することと、
上記標準画像の各領域の像に対する上記走査像の各領域の像の移動量がゼロとなるように上記走査像の位置を補正すること、
上記標準画像の各領域の像に対する上記走査像の各領域の像の一致度を計算し、該一致度が所定の値より小さい場合には、上記補正を中止すること、を含む顕微鏡装置による画像生成方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は電子顕微鏡に関し、特に、スキャン誤差等に起因した像歪み、回転誤差等を補正する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
透過走査型電子顕微鏡では、走査像、透過走査像、透過像、元素分布像（Mapping像）、蛍光像（ＣＬ像）等が得られる。しかしながら、これらの像では、互いに歪みが生じ、同一とはならない。更に、偏向コイルによる走査に起因したスキャン誤差が生じる。スキャン誤差には、走査速度に起因したスキャン方向の像歪み、ラスターローテーションによる像回転における回転誤差等がある。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
従来、このような像誤差を補正するには、誤差が無い画像又は誤差が少ない画像を用いて手動で行っていた。
【０００４】
本発明の目的は、スキャン誤差等の誤差に起因した像歪みの補正を効率的に行うことができる顕微鏡装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明によると、予め取得した標準画像を走査方向に少なくとも２ピクセル以上の幅の領域に分割する。次に、走査像を、標準画像にて分割した領域の各々に対応した領域に分割し、走査像の各領域の像を標準画像の各領域の像に等しくなるように縮小する。
【発明の効果】
【０００６】
本発明によるとスキャン誤差等の誤差に起因した像歪みの補正を効率的に行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
図１を参照して本発明による透過走査型電子顕微鏡の例を説明する。本例の透過走査型電子顕微鏡装置は、電子銃１、第１及び第２の照射レンズコイル２，３、第１及び第２の偏向コイル４，５、対物レンズコイル６、第１及び第２の電磁式試料イメージ移動用コイル７，８、第１及び第２の中間レンズコイル９，１０、第１及び第２の投射レンズコイル１１，１２、励磁電源１３〜２３、デジタルアナログ変換器（DAC）２４〜３４、マイクロプロッセサ３５、記憶装置３６、演算装置３７、ＣＲＴコントローラ３８、ＣＲＴ（モニタ）３９、インターフェース（I/F）４０〜４１、倍率切替用ロータリーエンコーダ４２、入力用ロータリーエンコーダ４３、キーボード４４、マウス４５、ＲＡＭ４６、ＲＯＭ４７、画像取込みインターフェース４８、ＴＶカメラ制御部４９、及び、ＴＶカメラ５０を有する。ＴＶカメラ５０は、光学レンズ５１及びＣＣＤ５２を有する。光軸上には、試料ステージ５３及びシンチレータ５４が設けられている。本例の透過走査型電子顕微鏡装置は、更に、２次電子検出器６１、Ｘ線検出器６２、蛍光（ＣＬ）検出器６３、暗視野像検出器６４、及び、明視野像検出器６５を有する。
【０００８】
本例の透過走査型電子顕微鏡によって、透過像、透過走査像、走査像、元素分布像、蛍光像、等が得られる。透過走査像、走査像、元素分布像、及び、蛍光像を走査像と総称する。
【０００９】
図１３（ａ）は、本例の電子顕微鏡装置のうち透過走査像を得るために使用する透過走査型電子顕微鏡部を示す。透過走査型電子顕微鏡部は、電子銃１、収束電子レンズ、偏向コイル４，５、２次電子検出器６１、Ｘ線検出器６２、蛍光（ＣＬ）検出器６３、暗視野像検出器６４、及び、明視野像検出器６５を有する。２次電子検出器６１によって検出された２次電子信号によって走査像が得られる。Ｘ線検出器６２によって検出された特性Ｘ線によって、元素分布像（Ｍａｐｐｉｎｇ像）が得られる。Ｘ線検出器６２の代わりにＥＤＸ検出器を設け、ＥＤＸ検出器からの出力によって元素分布像（Ｍａｐｐｉｎｇ像）を求めてもよい。蛍光（ＣＬ）検出器６３によって検出された蛍光より蛍光像が得られる。暗視野像検出器６４、及び、明視野像検出器６５によって走査透過像が得られる。
【００１０】
走査像及び透過走査像を得る手順を簡単に説明する。観察者は、キーボード４４及びマウス４５を使用して、視野より撮像対象を探す。ＲＯＭ４７に格納された走査像又は透過走査像用のレンズデータを読み出し、デジタルアナログ変換器（DAC）２４〜３４に供給する。デジタルアナログ変換器（DAC）２４〜３４は、レンズ系のデータをアナログ信号に変換し、励磁電源１３〜２３に供給する。励磁電源１３〜２３は、各レンズ系のレンズコイル２，３，６，９〜１２に電流を出力する。
【００１１】
電子銃１によって生成された電子線は、第１及び第２の照射レンズコイル２，３により収束され、第１及び第２の偏向コイル４、５によって走査され、対物レンズコイル６によって結像され、試料ステージ５３上の試料に照射される。試料から、２次電子、特性Ｘ線、蛍光が発生する。２次電子は２次電子検出器６１によって検出され、特性Ｘ線は蛍光Ｘ線検出器６２によって検出され、蛍光は蛍光（ＣＬ）検出器６３によって検出される。２次電子検出器６１によって得られた走査像、Ｘ線検出器６２によって得られた元素分布像、及び、蛍光（ＣＬ）検出器６３によって得られた蛍光像は、ＣＲＴ（モニタ）３９によって表示される。
【００１２】
試料を透過した電子線のうち透過電子は明視野像検出器６５によって検出され、散乱電子は暗視野像検出器６４によって検出される。明視野像検出器６５によって得られた明視野像及び暗視野像検出器６４によって得られた暗視野像は、ＣＲＴ（モニタ）３９によって表示される。
【００１３】
図１３（ｂ）は、本例の電子顕微鏡装置のうち透過像を得るために使用する透過型電子顕微鏡部を示す。透過型電子顕微鏡部は、電子銃１、収束電子レンズ、対物絞り、拡大レンズ、シンチレータ５４、ＴＶカメラ５０を有する。
【００１４】
次に、透過像を得る手順を簡単に説明する。観察者は、キーボード４４及びマウス４５を使用して、視野より撮像対象を探す。ＲＯＭ４７に格納された透過像用のレンズデータを読み出し、デジタルアナログ変換器（DAC）２４〜３４に供給する。デジタルアナログ変換器（DAC）２４〜３４は、レンズ系のデータをアナログ信号に変換し、励磁電源１３〜２３に供給する。励磁電源１３〜２３は、各レンズ系のレンズコイル２，３，６，９〜１２に電流を出力する。
【００１５】
試料を透過した電子線は、第１及び第２の電磁式試料イメージ移動用コイル７，８、第１及び第２の中間レンズコイル９，１０、及び、第１及び第２の投射レンズコイル１１、１２を経由して、シンチレータ５４上に投影される。シンチレータ５４は、透明ガラス上に塗布された蛍光体を有する。従って、蛍光体は、試料の透過像を発光する。発光した透過像は、透明ガラスを透過し、光学レンズ５１を介して、ＣＣＤ５２によって受光される。ＣＣＤ５２は、受光した透過像を電気信号に変換し、それをＴＶカメラ制御部４９に送信する。ＴＶカメラ制御部４９は画像データを、画像取込みインターフェース４８を介して、マイクロプロッセサ３５、記憶装置３６、及び、演算装置３７に送信する。透過像は、記憶装置３６に記憶され、ＣＲＴ（モニタ）３９によって表示される。
【００１６】
図１８を参照して、TVスキャン画像Ｉ２をスロースキャン画像I1によって補正する方法を説明する。図１８（ａ）は、スロースキャン画像I1を示し、図１８（ｂ）は、TVスキャン画像Ｉ２を示す。試料として、ラテックス球を用いた。ラテックス球は、整列して配置された多数の球からなり、標準試料として知られている。全ての球は、同一寸法であり且つ歪がない真球である。ラテックス球の径は既知である。スロースキャン画像I1は、640×480画素の像であるが、TVスキャン画像Ｉ２は960×480画素の像として得られたものとする。スロースキャン画像I1は、スキャン速度が遅いため、スキャン誤差を無視することができる。TVスキャン画像Ｉ２は、スキャン速度が速いため、スキャン誤差に起因して、スキャン方向に歪んでいる。スキャン方向にＸ軸をとり、それに垂直な方向にＹ軸をとる。TVスキャン画像Ｉ２は、スロースキャン画像I1に比べて、Ｘ方向の寸法が大きい。また、TVスキャン画像Ｉ２のＹ方向の歪みは無視する。
【００１７】
先ず、スロースキャン画像I1及びTVスキャン画像Ｉ２を分割する。ラテックス球の径をａとする。スロースキャン画像I1を、ラテックス球像に接するようにＹ軸に平行な分割線によって分割する。スロースキャン画像I1では、ラテックス球像は歪んでいないため真円である。従って、Ｙ軸に平行な分割線は等間隔であり、そのピッチはａに等しい。Ｙ軸に平行な分割線の間隔を、それぞれＸ１、Ｘ２、Ｘ３、Ｘ４、及び、Ｘ５とすると、Ｘ１＝Ｘ２＝Ｘ３＝Ｘ４＝Ｘ５＝ａである。本例では、これは１２８画素に相当する。
【００１８】
TVスキャン画像Ｉ２は、スキャン方向に歪んだラテックス球像を含む。従って、Ｙ軸に平行な分割線は、必ずしも等間隔とはならない。Ｙ軸に平行な分割線の間隔を、それぞれＸ１ｓ、Ｘ２ｓ、Ｘ３ｓ、Ｘ４ｓ、及び、Ｘ５ｓとすると、これらは、必ずしもａに等しくはない。
【００１９】
図１８（ｃ）は、TVスキャン画像Ｉ２のラテックス球像がスロースキャン画像I1のラテックス球像と同一寸法になるように補正するための換算率を各領域毎に計算した結果を示す。換算率は、歪み率、TVスキャン画像Ｉ２の各領域の画素、縮小率、復元後の画素を示す。歪み率は、スロースキャン画像I1のラテックス球像をTVスキャン画像Ｉ２のラテックス球像によって除算した値である。縮小率は、歪み率の逆数である。
【００２０】
例えば、領域Ｘ１において、歪み率は１．５であり、TVスキャン画像Ｉ２の領域Ｘ１の画素は１５４、縮小率は１／１．５であり、復元後のTVスキャン画像Ｉ２の各領域の画素は１２８画素である。こうして、歪み率、縮小率等が得られたら、それを用いて、TVスキャン画像Ｉ２を補正する。
【００２１】
図２を参照して、スロースキャン走査像I1を用いて、TVスキャン走査像Ｉ２を補正する方法を説明する。ここでは、スロースキャン走査像I1にはスキャン誤差が無いと仮定している。ステップＳ１０１にて、２次電子検出器６１、暗視野像検出器６４、又は、明視野像検出器６５によって標準試料のスロースキャン走査像I1を取得する。第１及び第２の偏向コイル４、５によって電子線をX方向及びY方向に走査する。走査速度は、1/20フレーム/ｓのスロースキャンである。それによって、640×480画素のスロースキャン走査像I1が得られる。このスロースキャン走査像I1を、RAM４６に記憶する。
【００２２】
ステップＳ１０２にて、２次電子検出器６１、暗視野像検出器６４、又は、明視野像検出器６５によって標準試料のＴＶスキャン走査像I２を取得する。第１及び第２の偏向コイル４、５によって電子線をX方向及びY方向に走査する。走査速度は、30フレーム/ｓのTVスキャンである。それによって960×480画素のTVスキャン走査像I２が得られたものとする。このＴＶスキャン走査像I２を、RAM４６に記憶する。
【００２３】
ステップＳ１０３にて、標準試料のスロースキャン走査像I1及びTVスキャン走査像I２をそれぞれ分割する。図１８に示した例では、スロースキャン走査像I1を１２８画素毎に分割したが、分割する画素単位は２画素以上であればよい。図１８の例のように、標準試料としてラテックス球を用いた場合には、ラテックス球像の共通接線によって分割する。
【００２４】
ステップＳ１０４にて、標準試料のスロースキャン走査像I1に対するTVスキャン走査像I２の倍率誤差を、分割した領域毎に計算する。ステップＳ１０５にて、倍率誤差をRAM４６に記憶する。ステップＳ１０６にて、計算した倍率誤差に基づいて、標準試料のＴＶスキャン走査像I２をＸ方向に縮小し、補正したＴＶスキャン走査像I３を取得する。
【００２５】
ステップＳ１０７にて、補正したＴＶスキャン走査像I３とスロースキャン走査像I1の間の移動量及び一致度を計算する。移動量及び一致度の計算方法は後に説明する。
【００２６】
ステップＳ１０８にて、移動量がゼロであるか否かを判定する。移動量がゼロでない場合には、ステップＳ１０９に進む。ステップＳ１０９にて、移動量がゼロになるまで、偏向コイル４，５を調整し、イメージシフトを行う。移動量がゼロとなったら、ステップＳ１１０に進む。ステップＳ１１０にて、一致度が所定の値より大きいか否かを判定する。所定値は、例えば８０％であってよい。一致度が所定の値より大きくない場合には、ステップＳ１１１に進み、ＴＶスキャン走査像の補正処理を終了する。
【００２７】
一致度が所定の値より大きい場合には、ステップＳ１１２に進む。ステップＳ１１２にて、補正したＴＶスキャン走査像I３とスロースキャン走査像I1の一致度、回転誤差、倍率誤差、移動量をＣＲＴ（モニタ）３９に表示する。ステップＳ１１３にて、記憶装置３６に記憶されたＴＶスキャン走査像を、RAM４６に記憶した倍率誤差によってＸ方向に縮小する。こうして、補正したＴＶスキャン走査像を、ＣＲＴ（モニタ）３９に表示する。ステップＳ１１４にて、補正したＴＶスキャン走査像を記憶装置３６に記憶する。
【００２８】
本発明では、電子線を用いた走査像について記載したが、光源として、イオン源を用いたイオン顕微鏡や共焦点レーザ顕微鏡、X線顕微鏡、蛍光顕微鏡でもよい。
【００２９】
図３を参照して、本発明により画像データを用いて走査像を補正する方法を説明する。画像データにはスキャン誤差が無いと仮定している。ステップＳ２０１にて、画像データＩｃｄを取得する。画像データは、CADデータ、図面データ等のどのようなフォーマットのデータであってもよく、光学顕微鏡の画像データでもよい。本例では、画像データＩｃｄは、図１４に示すように、ＣＡＤデータであるとする。画像データＩｃｄをRAM４６に記憶する。ステップＳ２０２にて、２次電子検出器６１、暗視野像検出器６４、又は、明視野像検出器６５によって画像データと同一試料のスロースキャン又はＴＶスキャン走査像を取得する。画像データが半導体の回路パターンの場合には、同一の回路パターンの走査像を取得する。
【００３０】
ステップＳ２０３にて、走査像及び画像データＩｃｄをそれぞれ分割する。分割方法は図１８に示した。ステップＳ２０４にて、画像データＩｃｄに対する走査像の倍率誤差を、分割した領域毎に計算する。ステップＳ２０５にて、画像データＩｃｄに対する走査像の倍率が１であるか否かを判定する。即ち、倍率誤差の有無を判定する。画像データＩｃｄに対する走査像の倍率が１でない場合、即ち、倍率誤差がある場合、ステップＳ２０６に進み、デジタル化した走査像を縮小する。こうして、倍率誤差が無くなるまで、走査像を縮小する。倍率誤差が無くなったら、ステップＳ２０７に進む。ステップＳ２０７にて、画像データＩｃｄに対する走査像の回転角を計算する。回転角の計算方法は後に説明する。ステップＳ２０８にて、回転角がゼロであるか否かを判定する。即ち、回転誤差の有無を判定する。回転角がゼロでない場合、ステップＳ２０９に進む。ステップＳ２０９にて、回転誤差に基づいてラスターローテーションを行う。こうして回転角がゼロになったら、ステップＳ２１０に進む。ステップＳ２１０にて、走査像をRAM４６に記憶する。
【００３１】
ステップＳ２１１にて、補正後の走査像と画像データＩｃｄの間の移動量を計算する。ステップＳ２１２にて、移動量がゼロであるか否かを判定する。移動量がゼロでない場合には、ステップＳ２１３に進む。ステップＳ２１３にて、移動量がゼロになるまで、偏向コイル４、５を調整し、イメージシフトを行う。移動量がゼロとなったら、ステップＳ２１４に進む。ステップＳ２１４にて、走査像と画像データＩｃｄの間の一致度を計算する。ステップＳ２１５にて、一致度が所定の値より大きいか否かを判定する。所定値は、例えば８０％であってよい。一致度が所定の値より大きくない場合には、ステップＳ２１６に進み、走査像の補正処理を終了する。一致度が所定の値より大きい場合には、ステップＳ２１７に進む。ステップＳ２１７にて、走査像と画像データIｃｄの一致度、回転誤差、倍率誤差、移動量をＣＲＴ（モニタ）３９に表示する。ステップＳ２１８にて、走査像と画像データIｃｄを重ね合わせる。
【００３２】
図４を参照して、透過像及び走査像を用いて特性Ｘ線による元素分布像（Ｍａｐｐｉｎｇ像）を補正する方法を説明する。透過像にはスキャン誤差が無い。ステップＳ３０１にて、標準試料の透過像を取得する。この透過像を、RAM４６に記憶する。ステップＳ３０２にて、２次電子検出器６１、暗視野像検出器６４、又は、明視野像検出器６５によって標準試料の走査像を取得する。走査速度は、1/20フレーム/ｓのスロースキャンによる640×480画素のスロースキャン走査像I1であってもよく、30フレーム/ｓのTVスキャンによる960×480画素のTVスキャン走査像I２であってもよい。この走査像を、RAM４６に記憶する。
【００３３】
ステップＳ３０３にて、標準試料の走査像及び透過像Ｉｔｅｍをそれぞれ分割する。透過像Ｉｔｅｍに対する走査像の倍率誤差を、分割した領域毎に計算する。ステップＳ３０４にて、透過像に対する走査像の倍率が１であるか否かを判定する。即ち、倍率誤差の有無を判定する。透過像に対する走査像の倍率が１でない場合、即ち、倍率誤差がある場合、ステップＳ３０５に進み、スキャン幅を縮小し走査像を縮小する。こうして、倍率誤差が無くなるまで、走査像を縮小する。倍率誤差が無くなったら、ステップＳ３０６に進む。ステップＳ３０６にて、透過像に対する走査像の回転角を計算する。回転角の計算方法は後に説明する。ステップＳ３０７にて、回転角がゼロであるか否かを判定する。即ち、回転誤差の有無を判定する。回転角がゼロでない場合、ステップＳ３０８に進む。ステップＳ３０８にて、回転誤差に基づいてラスターローテーションを行う。回転角がゼロになったら、ステップＳ３０９に進む。こうして、倍率誤差及び回誤差がゼロの走査像が得られる。ステップＳ３０９にて、Ｘ線検出器６２によって元素分布像（Ｍａｐｐｉｎｇ像）を取得する。ステップＳ３１０にて、元素分布像（Ｍａｐｐｉｎｇ像）を分割し、走査像に対する元素分布像（Ｍａｐｐｉｎｇ像）の倍率誤差を、分割した領域毎に計算する。ステップＳ３１１にて、走査像に対する元素分布像（Ｍａｐｐｉｎｇ像）の倍率が１であるか否かを判定する。即ち、倍率誤差の有無を判定する。走査像に対する元素分布像（Ｍａｐｐｉｎｇ像）の倍率が１でない場合、即ち、倍率誤差がある場合、ステップＳ３１２に進み、スキャン幅を縮小し元素分布像（Ｍａｐｐｉｎｇ像）を縮小する。こうして、倍率誤差が無くなるまで、元素分布像（Ｍａｐｐｉｎｇ像）を縮小する。倍率誤差が無くなったら、ステップＳ３１３に進む。ステップＳ３１３にて、走査像に対する元素分布像（Ｍａｐｐｉｎｇ像）の移動量を計算する。移動量の計算方法は後に説明する。ステップＳ３１４にて、走査像に対する元素分布像（Ｍａｐｐｉｎｇ像）の移動量が０であるか否かを判定する。即ち、元素分布像（Ｍａｐｐｉｎｇ像）の偏奇誤差の有無を判定する。走査像に対する元素分布像（Ｍａｐｐｉｎｇ像）の移動量が０でない場合、即ち、偏奇誤差がある場合、ステップＳ３１５に進み、スキャン位置のＸ方向及びＹ方向を修正する。こうして、移動量が無くなるまで、走査位置を修正する。こうして移動量がゼロとなったら処理を終了する。本例では、特性Ｘ線による元素分布像（Ｍａｐｐｉｎｇ像）について説明したが、特性Ｘ線の代わりに、電子誘導電圧・電流や吸収電流、陰極光、反射電子、弾性散乱電子、非弾性散乱電子による元素分布像でもよい。
【００３４】
図５を参照して、画像データを用いて透過像を補正する方法を説明する。画像データには像歪み等の誤差が無いと仮定している。ステップＳ４０１にて、画像データＩｃｄを取得する。画像データは、CADデータ、図面データ等のどのようなフォーマットのデータであってもよく、光学顕微鏡の画像データでもよい。本例では、画像データＩｃｄは、図１４に示すように、ＣＡＤデータであるとする。画像データＩｃｄをRAM４６に記憶する。ステップＳ４０２にて、画像データと同一試料の透過像Iｔｅｍを取得する。画像データが半導体の回路パターンの場合には、同一の回路パターンの透過像Iｔｅｍを取得する。
【００３５】
ステップＳ４０３にて、透過像Iｔｅｍ及び画像データＩｃｄをそれぞれ分割する。分割方法は図１８に示した。ステップＳ４０４にて、画像データＩｃｄに対する透過像Iｔｅｍの倍率誤差を、分割した領域毎に計算する。ステップＳ４０５にて、画像データＩｃｄに対する透過像Iｔｅｍの倍率が１であるか否かを判定する。即ち、倍率誤差の有無を判定する。画像データＩｃｄに対する透過像Iｔｅｍの倍率が１でない場合、即ち、倍率誤差がある場合、ステップＳ４０６に進み、デジタル化した透過像Iｔｅｍを拡大又は縮小する。こうして、倍率誤差が無くなるまで、透過像Iｔｅｍを修正する。倍率誤差が無くなったら、ステップＳ４０７に進む。ステップＳ４０７にて、画像データＩｃｄに対する透過像Iｔｅｍの回転角を計算する。回転角の計算方法は後に説明する。ステップＳ４０８にて、回転誤差に基づいてデジタル化した透過像Ｉｔｅｍを回転する。ステップＳ４０９にて、透過像Iｔｅｍと画像データＩｃｄの間の移動量を計算する。ステップＳ４１０にて、移動量がゼロであるか否かを判定する。移動量がゼロでない場合には、ステップＳ４１１に進む。ステップＳ４１１にて、移動量がゼロになるまで、Ｘ方向及びＹ方向にイメージシフトさせる。移動量がゼロとなったら、ステップＳ４１２に進む。ステップＳ４１２にて、透過像IＴｅｍと画像データＩｃｄの間の一致度を計算する。ステップＳ４１３にて、一致度、回転誤差、倍率誤差、移動量をＣＲＴ（モニタ）３９に表示する。ステップＳ４１４にて、透過像Ｉｔｅｍと画像データIｃｄを重ね合わせる。
【００３６】
図６を参照して、スロースキャン走査像を用いてＥＤＸ検出器から得られた元素分布像（Ｍａｐｐｉｎｇ像）を補正する方法を説明する。ここでは、スロースキャン走査像のスキャン誤差は無視する。ステップＳ５０１にて、２次電子検出器６１、暗視野像検出器６４、又は、明視野像検出器６５によって標準試料のスロースキャン走査像を取得する。ステップＳ５０２にて、ＥＤＸ検出器によって元素分布像（Ｍａｐｐｉｎｇ像）を取得する。ステップＳ５０３にて、スロースキャン走査像と元素分布像（Ｍａｐｐｉｎｇ像）を分割する。ステップＳ５０４にて、スロースキャン走査像に対する元素分布像（Ｍａｐｐｉｎｇ像）の倍率誤差を、分割した領域毎に計算する。
【００３７】
ステップＳ５０５にて、スロースキャン走査像に対する元素分布像（Ｍａｐｐｉｎｇ像）の倍率が１であるか否かを判定する。即ち、倍率誤差の有無を判定する。スロースキャン走査像に対する元素分布像（Ｍａｐｐｉｎｇ像）の倍率が１でない場合、即ち、倍率誤差がある場合、ステップＳ５０６に進み、デジタル化した元素分布像（Ｍａｐｐｉｎｇ像）を縮小する。こうして、倍率誤差が無くなるまで、元素分布像（Ｍａｐｐｉｎｇ像）を縮小する。倍率誤差が無くなったら、ステップＳ５０７に進む。ステップＳ５０７にて、スロースキャン走査像に対する元素分布像（Ｍａｐｐｉｎｇ像）の回転角を計算する。回転角の計算方法は後に説明する。
【００３８】
ステップＳ５０８にて、スロースキャン走査像に対する元素分布像（Ｍａｐｐｉｎｇ像）の回転角が０であるか否かを判定する。即ち、回転誤差の有無を判定する。スロースキャン走査像に対する元素分布像（Ｍａｐｐｉｎｇ像）の回転角が０でない場合、即ち、回転誤差がある場合、ステップＳ５０９に進み、ラスターローテーションを行う。こうして、回転誤差が無くなるまで、ラスターローテーションを行う。回転誤差が無くなったら、ステップＳ５１０に進む。ステップＳ５１０にて、倍率誤差及び回転誤差が無くなった元素分布像（Ｍａｐｐｉｎｇ像）を、RAM４６に記憶する。ステップＳ５１１にて、スロースキャン走査像に対する元素分布像（Ｍａｐｐｉｎｇ像）の移動量を計算する。移動量の計算方法は後に説明する。
【００３９】
ステップＳ５１２にて、スロースキャン走査像に対する元素分布像（Ｍａｐｐｉｎｇ像）の移動量が０であるか否かを判定する。即ち、元素分布像（Ｍａｐｐｉｎｇ像）の偏奇誤差の有無を判定する。スロースキャン走査像に対する元素分布像（Ｍａｐｐｉｎｇ像）の移動量が０でない場合、即ち、偏奇誤差がある場合、ステップＳ５１３に進み、スキャン位置のＸ方向及びＹ方向を修正する。こうして、移動量が無くなるまで、走査位置を修正する。こうして移動量がゼロとなったらステップＳ５１４に進む。
【００４０】
ステップＳ５１４にて、元素分布像（Ｍａｐｐｉｎｇ像）と走査像の間の一致度を計算する。ステップＳ５１５にて、スロースキャン走査像と元素分布像（Ｍａｐｐｉｎｇ像）の間の一致度、回転誤差、倍率誤差、移動量をＣＲＴ（モニタ）３９に表示する。ステップＳ５１６にて、元素分布像（Ｍａｐｐｉｎｇ像）と走査像を重ね合わせる。
【００４１】
図７を参照して、透過像を用いて走査像を補正する方法を説明する。透過像にはスキャン誤差が無い。ステップＳ６０１にて、標準試料の透過像を取得する。この透過像を、RAM４６に記憶する。ステップＳ６０２にて、２次電子検出器６１、暗視野像検出器６４、又は、明視野像検出器６５によって標準試料の走査像を取得する。走査速度は、1/20フレーム/ｓのスロースキャンによる640×480画素のスロースキャン走査像I1であってもよく、30フレーム/ｓのTVスキャンによる960×480画素のTVスキャン走査像I２であってもよい。この走査像を、RAM４６に記憶する。
【００４２】
ステップＳ６０３にて、標準試料の走査像及び透過像Ｉｔｅｍをそれぞれ分割する。透過像Ｉｔｅｍに対する走査像の倍率誤差を、分割した領域毎に計算する。ステップＳ６０４にて、透過像に対する走査像の倍率が１であるか否かを判定する。即ち、倍率誤差の有無を判定する。透過像に対する走査像の倍率が１でない場合、即ち、倍率誤差がある場合、ステップＳ６０５に進み、スキャン幅を縮小し走査像を縮小する。こうして、倍率誤差が無くなるまで、走査像を縮小する。倍率誤差が無くなったら、ステップＳ６０６に進む。ステップＳ６０６にて、透過像に対する走査像の回転角を計算する。回転角の計算方法は後に説明する。ステップＳ６０７にて、回転角がゼロであるか否かを判定する。即ち、回転誤差の有無を判定する。回転角がゼロでない場合、ステップＳ６０８に進む。ステップＳ６０８にて、回転誤差に基づいてラスターローテーションを行う。回転角がゼロになったら、ステップＳ６０９に進む。こうして、倍率誤差及び回誤差がゼロの走査像が得られる。ステップＳ６０９にて、倍率誤差及び回転誤差が無くなった走査像を、RAM４６に記憶する。ステップＳ６１０にて、透過像に対する走査像の移動量を計算する。移動量の計算方法は後に説明する。
【００４３】
ステップＳ６１１にて透過像に対する走査像の移動量が０であるか否かを判定する。即ち、走査像の偏奇誤差の有無を判定する。透過像に対する走査像の移動量が０でない場合、即ち、偏奇誤差がある場合、ステップＳ６１２に進み、スキャン位置のＸ方向及びＹ方向を修正する。こうして、移動量が無くなるまで、走査位置を修正する。こうして移動量がゼロとなったらステップＳ６１３に進む。
【００４４】
ステップＳ６１３にて、透過像と走査像の間の一致度を計算する。ステップＳ６１４にて、透過像と走査像の間の一致度、回転誤差、倍率誤差、移動量をＣＲＴ（モニタ）３９に表示する。
【００４５】
図８を参照して、スロースキャン走査像を用いて蛍光検出器から得られた蛍光像（ＣＬ像）を補正する方法を説明する。本例の補正方法は、図６の補正方法と比較して、ＥＤＸ検出器から得られた元素分布像（Ｍａｐｐｉｎｇ像）の代わりに、蛍光検出器から得られた蛍光像（ＣＬ像）を補正する点が異なり、それ以外は同一である。ステップＳ７０１にて、２次電子検出器６１、暗視野像検出器６４、又は、明視野像検出器６５によって標準試料のスロースキャン走査像を取得する。ステップＳ７０２にて、蛍光検出器によって蛍光像（ＣＬ像）を取得する。ステップＳ７０３にて、スロースキャン走査像と蛍光像（ＣＬ像）を分割する。ステップＳ７０４にて、スロースキャン走査像に対する蛍光像（ＣＬ像）の倍率誤差を、分割した領域毎に計算する。
【００４６】
ステップＳ７０５にて、スロースキャン走査像に対する蛍光像（ＣＬ像）の倍率が１であるか否かを判定する。即ち、倍率誤差の有無を判定する。スロースキャン走査像に対する蛍光像（ＣＬ像）の倍率が１でない場合、即ち、倍率誤差がある場合、ステップＳ７０６に進み、デジタル化した蛍光像（ＣＬ像）を縮小する。こうして、倍率誤差が無くなるまで、蛍光像（ＣＬ像）を縮小する。倍率誤差が無くなったら、ステップＳ７０７に進む。ステップＳ７０７にて、スロースキャン走査像に対する蛍光像（ＣＬ像）の回転角を計算する。回転角の計算方法は後に説明する。
【００４７】
ステップＳ７０８にて、スロースキャン走査像に対する蛍光像（ＣＬ像）の回転角が０であるか否かを判定する。即ち、回転誤差の有無を判定する。スロースキャン走査像に対する蛍光像（ＣＬ像）の回転角が０でない場合、即ち、回転誤差がある場合、ステップＳ７０９に進み、ラスターローテーションを行う。こうして、回転誤差が無くなるまで、ラスターローテーションを行う。回転誤差が無くなったら、ステップＳ７１０に進む。ステップＳ７１０にて、倍率誤差及び回転誤差が無くなった蛍光像（ＣＬ像）を、RAM４６に記憶する。ステップＳ７１１にて、スロースキャン走査像に対する蛍光像（ＣＬ像）の移動量を計算する。移動量の計算方法は後に説明する。
【００４８】
ステップＳ７１２にて、スロースキャン走査像に対する蛍光像（ＣＬ像）の移動量が０であるか否かを判定する。即ち、蛍光像（ＣＬ像）の偏奇誤差の有無を判定する。スロースキャン走査像に対する蛍光像（ＣＬ像）の移動量が０でない場合、即ち、偏奇誤差がある場合、ステップＳ７１３に進み、スキャン位置のＸ方向及びＹ方向を修正する。こうして、移動量が無くなるまで、走査位置を修正する。こうして移動量がゼロとなったらステップＳ７１４に進む。
【００４９】
ステップＳ７１４にて、スロースキャン走査像と蛍光像（ＣＬ像）の間の一致度を計算する。ステップＳ７１５にて、スロースキャン走査像と蛍光像（ＣＬ像）の間の一致度、回転誤差、倍率誤差、移動量をＣＲＴ（モニタ）３９に表示する。ステップＳ７１６にて、蛍光像（ＣＬ像）元素分布像（Ｍａｐｐｉｎｇ像）と走査像を重ね合わせる。
【００５０】
図９を参照して走査像の回転誤差を検出する処理を説明する。ステップＳ８０１にて、２次電子検出器６１、暗視野像検出器６４、又は、明視野像検出器６５によって標準試料の走査像Iｓｅｍ1を取得する。走査像Iｓｅｍ1は回転誤差を検出する対象であり、スロースキャン走査像、ＴＶスキャン走査像、元素分布像、蛍光像等であってよい。走査像の回転角が基準角度になるように偏向コイル４，５を用いてX方向及びＹ方向に電子線を走査させる。ここでは、基準角度は０度とするが、０度以外であってもよい。このときの走査像像Iｓｅｍ1をRAM４６に記憶する。
【００５１】
ステップＳ８０２にて、走査像像Iｓｅｍ1の回転角が４５度になるようにラスターローテーションを行う。即ち、偏向コイル４、５を用いてX方向、及び、Y方向に電子線を走査させる。こうして回転角が４５度となった走査像Iｓｅｍ２をRAM４６に記憶する。
【００５２】
ステップＳ８０３にて、回転角が０度の走査像像Iｓｅｍ1の画像データを用いて、画像編集によって、走査像Iｓｅｍ1を４５度回転させて像を生成する。こうして画像データの編集によって生成された走査像Iｓｅｍ３をRAM４６に記憶する。
【００５３】
ステップＳ８０４にて、ラスターローテーションにより回転した走査像Iｓｅｍ２と、画像データの編集によって回転した走査像Iｓｅｍ３を比較する。即ち、ラスターローテーション走査像Iｓｅｍ２と画像データ編集走査像Iｓｅｍ３をそれぞれ分割する。分割方法は図１８に示した。画像データ編集走査像Iｓｅｍ３に対するラスターローテーション走査像Iｓｅｍ２の倍率誤差を、分割した領域毎に計算する。
【００５４】
ステップＳ８０５にて、ステップＳ８０１からステップＳ８０４までの処理を、全ての回転角について、行い、そのデータをRAM４６に記憶する。こうして回転角毎の倍率誤差のデータが得られる。
【００５５】
ステップＳ８０６にて、RAM４６に記憶された走査像を、倍率誤差によって得られた縮小率を用いて縮小する。
【００５６】
図１０を参照して、像の回転角度を計算する方法を説明する。図１０の上側は、参照画像１００１を極座標変換１００３した結果の画像１００４、参照画像１００１に対して角度θだけ回転した入力画像１００２を極座標変換１００３した結果の画像１００５を、模式的に示す。図１０の下側は、参照画像１００１に対する入力画像１００２の回転角を検出する流れを示す。先ず、画像１００１及び入力画像１００２を２次元ＤＦＴ変換し、それを振幅化し、更に対数化する。こうして対数振幅スペクトルを得る。この対数振幅スペクトルを、補間及び極座標変換によって極座標対数振幅スペクトルを生成する。これを位相限定相関法によって回転角を検出する。
【００５７】
図１１は、偏向コイル４，５によって透過像をイメージシフトする状態を示す。図１４は、透過像と画像データであるＣＡＤデータをモニタに表示した状態を示す。図１５は、ＣＡＤデータを用いて、走査像、透過走査像、透過像、ＥＤＸ検査器による元素分布像を補正する場合の入力画面の例を示す。図１６（ａ）は走査像、図１６（ｂ）は蛍光像を示す。図１７は、走査像を用いて蛍光像を補正する場合の入力画面の例を示す。図１９（ａ）は、スロースキャン走査像、図１９（ｂ）は、ＴＶスキャン走査像、図１９（ｃ）は、スロースキャン走査像を用いてＴＶスキャン走査像を補正する場合の入力画面の例を示す。図２０（ａ）は、透過像、図２０（ｂ）は元素Ｓｂの分布像、図２０（ｃ）は、元素Ｏの分布像、図２０（ｄ）は、元素Ｚｎの分布像、図２０（ｅ）は、透過像を用いて走査像を修正し、修正した走査像を用いてＥＤＸ検査器による元素分布像を補正する場合、透過像を用いてＥＤＸ検査器による元素分布像を補正する場合、走査像を用いてＥＤＸ検査器による元素分布像を補正する場合の入力画面の例を示す。図２１（ａ）は、回転角が０度の走査像、図２１（ｂ）は、回転角が９０度の走査像、図２１（ｃ）は、回転角が０度の走査像を回転させたる場合、回転した走査像の回転角を０度に戻す場合の入力画面の例を示す。
【００５８】
本発明のよれば、次に挙げるような利点が得られる。（１）透過電子像と走査電子像、走査透過電子像とX線分析装置よるMapping画像やCL像の倍率や像回転、位置あわせを自動的に行える。（２）倍率差や回転角、移動量をモニタ上にて表示が行える。（３）高精度に倍率差や回転角、移動量を補正できる。（４）TVスキャンなど走査速度の速いスキャンでも歪みの少ない画像が取り込めるので、電子線に弱い試料やドリフトしている試料でも像記録できる。（５）スロースキャン像と一致したTVスキャン像が観察できるので調整しやすい。（６）倍率や像回転、移動量の精度計算並びに表示できる。（７）計算精度を入力して、補正する判断ができる。（８）ラスターローテーション時の歪みを補正することができる。
【００５９】
以下に、（１）移動量の計算、（２）一致度の計算、（３）画像間の回転量及び拡大縮小率の推定、及び、（４）楕円率の計算について説明する。
【００６０】
（１）移動量の計算
２つの画像間の移動量の計算方法を説明する。透過像の一部を切り取った画像を透過像としてM×Nの画素数で記憶装置に登録画像としてf1(ｍ、ｎ)として記録する。次に記録モード後に取込んだ画像を透過像２をM×Nの画素数で記憶装置に参照画像としてf2(ｍ、ｎ)として記録する。但し、どちらも自然画像とし、ｍ＝0,1,2,・・・M-1、 ｎ＝0,1,2,・・・N-1である。
f1(m,n) 、f2(m,n)の離散フーリエ画像F1(m,n) 、F2(m,n)はそれぞれ(1)、(2)で定義される。
F1(u,v)＝A(u,v)ejθ(u,v)                                            (1)
F2(u,v)＝B(u,v)ejφ(u,v)                                            (2)
【００６１】
但し、u＝0,1,2,・・・M-1、 v＝0,1,2,・・・N-1、A(u,v)、B(u,v)は振幅スペクトル、θ(u,v)、φ(u,v)は位相スペクトルである。
位相相関では、２画像間で像の平行移動があった場合には相関のピークの位置が移動量だけずれる。
【００６２】
以下に移動量の導出方法を説明する。まず、原画像f2(m,n)が、ｘ方向にr’だけ移動したとしてf4(m,n)＝f2(m+r’,n)とする。式(2)を式(3)のように変形する。
F4(u,v)＝ΣΣ f2(m+r’,n)e -j2π(mu/M＋nv/N)
＝B(u,v)ej(φ＋２πr’u/M)                                  (3)
【００６３】
振幅スペクトルB(u,v)を定数とすることにより、画像のコントラストに依存しない位相画像となる。f4の位相画像F’4 (u,v)は式(4)となる。
F4’(u,v)＝ ej(φ＋２πr’u/M)                                       (4)
【００６４】
位相画像F’1(u,v)にF’2(u,v)の複素供役を乗ずることによって合成画像H14(u,v)は式（5）となる。
H14(u,v)＝F’1(u,v)(F’2(u,v))*＝ ej(θ-φ-２πru/M )                  (5)
【００６５】
相関強度画像G14(r,s)は、合成画像H14(u,v)を逆フーリエ変換することによって式(6)となる。
G14(r,s)＝ΣΣ(H14(u,v)) ej2π(ur/M+us/N)
＝ΣΣ(ej(θ-φ-２πr’u/M )) ej2π(ur/M+us/N)
＝G12(r-r’)                                                (6)
【００６６】
式(6)より、２つの画像間でX方向に位置ずれ量r’が存在する場合、相関強度画像のピークの位置は-r’だけずれる。また、位相成分で相関計算するため、２つの画像で明るさやコントラストに違いがあっても移動量の計算が行える。２つの画像間でX方向に位置ずれ量が存在する場合は、相関強度画像の中心よりΔG(pixel)の位置にピークが発生する。例えば２つの画像間でX方向に2pixelのずれがあると、合成画像は２周期の波になる。これを逆フーリエ変換すると相関強度画像となり、中心から2pixelずれた位置にピークが発生する。このΔG(pixel)は検出器の受光面での移動量相当し、ΔGを試料面上の移動量Δｘに変換する。検出器の受光面の径L、受光面上での透過電子顕微鏡の倍率M、検出器の受光面の画素数Lmとすると式(7)に示す。
Δx＝ΔG(pixel)×L／Lm(pixel)／M                                  (7)
【００６７】
Δxは２つ画像間の試料面上での移動量となる。同様にY方向の移動量を計算して、電磁的に移動もしくは試料ステージを用いて２つ画像間の移動量が０となるように補正を行う。
【００６８】
（２）一致度の計算
次に画像間移動量や倍率、回転角度の精度について説明する。位相成分のみを用いた相関計算では、数学上位相のみを使用しているため相関強度に現れるピークはδピークとなる。例えば図１２の例において、２つの画像間１２０１、１２０２で1.5画素ずれると合成画像１２０３は1.5周期の波となる。これを逆フーリエ変換すると、相関強度画像１２０４の中心より1.5pixelずれた位置にδピークが立つが、1.5の画素は存在しないので、δピークの値は1pixel目と2pixel目に振り分けられる。ここで一致度が高い画素の重心を取って、この振り分けられた値から真のδピーク位置を計算すると1/10pixel程度の精度を計算結果が得られる。また、相関強度画像がδピークのため、２つの画像間における類似性の評価を相関強度画像のピークの高さによって行なう。画像f1(ｍ、ｎ)、ピークの高さPeak(pixel)とすると一致度(%)を式(8)に示す。
一致度(%)＝（ Peak ）／（ ｍ × ｎ ）×100                      (8)
【００６９】
例えば処理画素数は128pixel×128pixelでPeakが16384(pixel)の場合は、一致度＝（16384）／（128×128）×100＝100  (％)となる。
【００７０】
（３）画像間の回転量及び拡大縮小率の推定
連続空間で定義された2次元画像fc(x1,x2)を考える。ここで、x1およびx2は実数である。fc(x1,x2)をx1およびx2方向にそれぞれδ1およびδ2だけ平行移動し、その画像の原点(x1,x2)=(0,0)を中心に角度θ回転し、s倍に拡大した画像をgc(x1,x2)とする。このとき、連続空間画像gc(x1,x2)は以下の式で表される。
gc(x1,x2)=fc(s(x1-δ1)cosθ-s(x2-δ2)sinθ,s(x1-δ1)sinθ+s(x2-δ2)cosθ)    
(9)
【００７１】
これらの連続空間画像fc(x1,x2)およびgc(x1,x2)を標本化間隔T1とT2で標本化した離散空間画像をそれぞれf(n1,n2)とg(n1,n2)とし、次式で定義する。
f(n1,n2)=fc(x1,x2)x1=n1T1,x2=n2T2                                      (10)
g(n1,n2)=fc(s(x1-δ1)cosθ-s(x2-δ2)sinθ,s(x1-δ1)sinθ+s(x2-δ2)cosθ)      
(11)
【００７２】
ここで、x1=n1T1，x2=n2T2とする。以下では単純化するため、M1=M2=M，N1=N2=N，T1=T2=1とする。連続空間画像fc(x1,x2)の2次元フーリエ変換をFc(Ω1,Ω2)とし、離散空間画像f(n1,n2)およびg(n1,n2)の2次元DFTをそれぞれF(k1,k2)およびG(k1,k2)とすると、以下の関係式が成り立つ。
|F(k1,k2)|≒|Fc(Ω1,Ω2)|                                          (12)
|G(k1,k2)|≒1/s2|Fc(1/s (Ω1 cos θ- Ω2 sin θ) ,1/s(Ω1sinθ+Ω2cosθ) |    
(13)
【００７３】
ここで、k1=k2=-M,・・・,M，Ω1=2πk1/N，Ω2=2πk2/Nとする。したがって、振幅スペクトル|F(k1,k2)| および|G(k1,k2)| を用いることで画像の回転および拡大縮小のみを取り扱うことができる。
【００７４】
離散空間画像FLP(l1,l2)およびGLP(l1,l2)をそれぞれF(k1,k2)およびG(k1,k2)のLog-Polar変換とする。ただし、l1=-M,・・・,Mおよびl2=-M,・・・,Mとする。このとき|FLP(l1,l2)| および|GLP(l1,l2)| は以下の式で表される。
|FLP(l1,l2)|≒1/s2|Fc (rπcosφ,rπsinφ) |                              (14)
|GLP(l1,l2)|≒1/s2|Fc（r/sπcos(φ+θ), r/sπsin(φ+θ)）|                (15)
【００７５】
ただし，φ=l1π/Nおよびr=N(2l2+2M+1)/2Nである。式(14)および式(15)から、以下の関係式が成り立つ。
|GLP(l1,l2)|≒1/s2|FLP(l1+N/πθ,l2-NlogNs)|                            (16)
【００７６】
上式において、元の画像f(n1,n2)およびg(n1,n2)間の回転量θと拡大縮小率sが、画像FLP(l1,l2)およびGLP(l1,l2)間の平行移動量(Nθ/π,-NlogNs)に変換されていることがわかる。したがって、前記で述べた位相限定相関法に基づく平行移動量推定を行うことで元の画像f(n1,n2)およびg(n1,n2)の回転量θと拡大縮小率sを推定することができる。
【００７７】
以下に回転量および拡大縮小率を推定する手順を示す。また、図8に推定手順の各ステップで得られる画像を図示する。
(a):画像f(n1,n2)およびg(n1,n2)の2次元DFT  F(k1,k2)およびG(k1,k2)をそれぞれ計算する。
(b):振幅スペクトル|F(k1,k2)| および|G(k1,k2)|を計算する。自然画像では，そのエネルギーの大部分が低周波領域に集中し，高周波成分のエネルギーは相対的に小さいことが知られている。したがって、|F(k1,k2)| および|G(k1,k2)| の代わりに、log(F(k1,k2)+1)およびlog(G(k1,k2)+1)を用いる。
(c):|Log-Polar| 変換|FLP(l1,l2|)| および|GLP(l1,l2)| を計算する。ただし、変換の際に|F(k1,k2)| および|G(k1,k2)| の非整数値座標の値を補間手法により推定する。
(d):|FLP(l1,l2)| および|GLP(l1,l2)| 間の平行移動量を位相限定相関法による関数を用いて推定することにより，回転量θおよび拡大縮小率sを求めることができる。
【００７８】
（４）楕円率の計算
第１８図に記載のように、楕円率Ratioを式(17)に示す。長径の計測は、X方向にラインスキャンしてラインプロファイルより計測する。短径は、Y方向にラインスキャンしてラインプロファイルより計測する。
Ratio = b/a×100 (％)                                                    (17)
【００７９】
以上、本発明の例を説明したが本発明は上述の例に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された発明の範囲にて様々な変更が可能であることは当業者に容易に理解されよう。
【図面の簡単な説明】
【００８０】
【図１】本発明による透過走査型電子顕微鏡の例を示す図である。
【図２】本発明による透過走査型電子顕微鏡において、スロースキャン走査像を用いて、TVスキャン走査像を補正する方法を説明する説明図である。
【図３】本発明による透過走査型電子顕微鏡において、画像データを用いて走査像を補正する方法を説明する説明図である。
【図４】本発明による透過走査型電子顕微鏡において、透過像及び走査像を用いて特性Ｘ線による元素分布像（Ｍａｐｐｉｎｇ像）を補正する方法を説明する説明図である。
【図５】本発明による透過走査型電子顕微鏡において、画像データを用いて透過像を補正する方法を説明する説明図である。
【図６】本発明による透過走査型電子顕微鏡において、スロースキャン走査像を用いてＥＤＸ検出器から得られた元素分布像（Ｍａｐｐｉｎｇ像）を補正する方法を説明する説明図である。
【図７】本発明による透過走査型電子顕微鏡において、透過像を用いて走査像を補正する方法を説明する説明図である。
【図８】本発明による透過走査型電子顕微鏡において、スロースキャン走査像を用いて蛍光検出器から得られた蛍光像（ＣＬ像）を補正する方法を説明する説明図である。
【図９】本発明による透過走査型電子顕微鏡において、走査像の回転誤差を検出する処理を説明する説明図である。
【図１０】本発明による透過走査型電子顕微鏡において、像の回転角度を計算する方法を説明する説明図である。
【図１１】本発明による透過走査型電子顕微鏡において、偏向コイルによって透過像をイメージシフトする状態を示す図である。
【図１２】本発明による透過走査型電子顕微鏡において、２つ画像の間の一致度を計算する方法を説明する説明図である。
【図１３】本発明の透過走査型電子顕微鏡の透過型電子顕微鏡部及び透過型電子顕微鏡部の詳細を示す図である。
【図１４】本発明による透過走査型電子顕微鏡において、透過像と画像データであるＣＡＤデータを表示した画面の例を示す図である。
【図１５】本発明による透過走査型電子顕微鏡において、ＣＡＤデータを用いて、走査像、透過走査像、透過像、ＥＤＸ検査器による元素分布像を補正する場合の入力画面の例を示す図である。
【図１６】本発明による透過走査型電子顕微鏡において、走査像及び蛍光像を表示した画面の例を示す図である。
【図１７】本発明による透過走査型電子顕微鏡において、走査像を用いて蛍光像を補正する場合の入力画面の例を示す図である。
【図１８】本発明による透過走査型電子顕微鏡において、TVスキャン画像をスロースキャン画像によって補正する方法を説明する説明図である。
【図１９】本発明による透過走査型電子顕微鏡において、スロースキャン走査像、ＴＶスキャン走査像及びスロースキャン走査像を用いてＴＶスキャン走査像を補正する場合の入力画面の例を示す図である。
【図２０】本発明による透過走査型電子顕微鏡において、元素分布像及び元素分布図を補正する場合の入力画面の例を示す図である。
【図２１】本発明による透過走査型電子顕微鏡において、回転角が０度の走査像、回転角が９０度の走査像、及び、回転角が０度の走査像を回転させたる場合、回転した走査像の回転角を０度に戻す場合の入力画面の例を示す図である。
【符号の説明】
【００８１】
１：電子銃、２：第１照射レンズコイル、３：第２照射レンズコイル、４：第1偏向コイル、５：第2偏向コイル、６：対物レンズコイル、７：第1電磁式試料イメージ移動用コイル、８：第２電磁式試料イメージ移動用コイル、９： 第１中間レンズコイル、１０：第２中間レンズコイル、１１：第１投射レンズコイル、１２：第２投射レンズコイル、１３〜２３：励磁電源、２４〜３４：DAC、３５：マイクロプロッセサ、３６：記憶装置、３７：演算装置、３８：ＣＲＴコントローラ、３９：ＣＲＴ、４０〜４１：I/F、４２：倍率切替用ロータリーエンコーダ、４３：入力用ロータリーエンコーダ、４４：キーボード、４５：マウス、４６：RAM、４７：ROM、４８：画像取込みインターフェース、４９： ＴＶ制御部 、５０：ＴＶカメラ、５１：光学レンズ、５２：ＣＣＤ、６１：２次電子検出器、６２：X線検出器、６３：CL検出器、６４：暗視野像検出器、６５：明視野像検出器
【図１】
0004728137.tif 000002
【図２】
0004728137.tif 000003
【図３】
0004728137.tif 000004
【図４】
0004728137.tif 000005
【図５】
0004728137.tif 000006
【図６】
0004728137.tif 000007
【図７】
0004728137.tif 000008
【図８】
0004728137.tif 000009
【図９】
0004728137.tif 000010
【図１０】
0004728137.tif 000011
【図１１】
0004728137.tif 000012
【図１２】
0004728137.tif 000013
【図１３】
0004728137.tif 000014
【図１４】
0004728137.tif 000015
【図１５】
0004728137.tif 000016
【図１６】
0004728137.tif 000017
【図１７】
0004728137.tif 000018
【図１８】
0004728137.tif 000019
【図１９】
0004728137.tif 000020
【図２０】
0004728137.tif 000021
【図２１】
0004728137.tif 000022