(57)【要約】      （修正有）【課題】さまざまなパターン密度を持つ撮像対象にも柔軟に対応し、常に最適なブライトネス・コントラストを持った画像を撮像できるブライトネス・コントラスト調整機能を有する装置を提供する。【解決手段】本発明は、荷電粒子線を試料上に照射してその試料の画像を形成し、表示する荷電粒子線装置に関する。本発明では、試料の荷電粒子線の照射個所から得られる信号から試料の画像を形成する試料像形成し、形成された試料画像のパターン密度を算出する。そして、算出された試料画像のパターン密度により、試料からの二次電子検出をする検出器の入出力比とバイアス値を調整するブライトネス・コントラスト調整手段における調整処理を制御するようにしている。【選択図】図６
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
荷電粒子線を試料上に照射してその試料の画像を形成し、表示する荷電粒子線装置であって、
荷電粒子源より放出された荷電粒子線を試料上で走査する走査偏向手段と、
前記試料の荷電粒子線の照射個所から得られる信号を検出する検出手段と、
前記検出手段により得られる信号から前記試料の画像を形成する試料像形成手段と、
前記試料像形成手段によって形成された試料画像のパターン密度を算出するパターン密度算出手段と、
前記検出手段の入出力比とバイアス値を調整するブライトネス・コントラスト調整手段と、
前記パターン密度算出手段によって算出された前記試料画像のパターン密度により、前記ブライトネス・コントラスト調整手段における調整処理を制御する制御手段と、
を備えることを特徴とする荷電粒子線装置。
【請求項２】
前記制御手段は、前記パターン密度の値によって前記ブライトネス・コントラスト調整手段における調整処理で用いる明るさ基準値を決定することを特徴とする請求項１に記載の荷電粒子線装置。
【請求項３】
前記制御手段は、前記パターン密度の値によって前記ブライトネス・コントラスト調整手段における調整処理の実行の要否を決定することを特徴とする請求項１に記載の荷電粒子線装置。
【請求項４】
前記パターン密度算出手段は、前記試料画像の高周波成分の量を算出し、この高周波成分の量から前記パターン密度を算出することを特徴とする請求項１乃至３の何れか１項に記載の荷電粒子線装置。
【請求項５】
前記パターン密度算出手段は、撮像対象となる試料の設計データから前記パターン密度を算出することを特徴とする請求項１乃至３の何れか１項に記載の荷電粒子線装置。
【請求項６】
前記明るさ基準値は、明るい画素の基準値と暗い画素の基準値とからなり、
前記制御手段は、前記パターン密度の値が所定の閾値以上の場合には前記明るさ基準値を第１の組に設定し、前記パターン密度の値が前記所定の閾値未満の場合には前記明るさ基準値を第２の組に設定することを特徴とする請求項２に記載の荷電粒子線装置。
【請求項７】
前記明るさ基準値は、明るい画素の基準値と暗い画素の基準値とからなり、
前記制御手段は、前記パターン密度の値が第１の閾値以上の場合には前記明るさ基準値を第１の組に設定し、前記パターン密度の値が第２の閾値以上前記第１の閾値未満の場合には前記明るさ基準値を第２の組に設定し、前記パターン密度の値が前記第２の閾値未満の場合には前記明るさ基準値を第３の組に設定することを特徴とする請求項２に記載の荷電粒子線装置。
【請求項８】
前記明るさ基準値は、明るい画素の基準値と暗い画素の基準値とからなり、
前記制御手段は、前記パターン密度がｎ段階設定された閾値のどこに該当するかによって前記明るさ基準値を設定することを特徴とする請求項２に記載の荷電粒子線装置。
【請求項９】
さらに、前記試料画像のデータから前記試料上の構造の寸法を測定する測定手段を備えることを特徴とする請求項１乃至８の何れか１項に記載の荷電粒子線装置。
【請求項１０】
さらに、前記試料の撮像を開始する前に、撮像対象のパターン密度を設定もしくは選択するための設定入力手段を備えることを特徴とする請求項１乃至９の何れか１項に記載の荷電粒子線装置。
【請求項１１】
さらに、前記試料の撮像を開始する前に、ブライトネス・コントラスト調整における設定値や調整処理の要否の指示を入力するための設定入力手段を備えることを特徴とする請求項１乃至９の何れか１項に記載の荷電粒子線装置。
【請求項１２】
荷電粒子線を試料上に照射してその試料の画像を形成し、表示する荷電粒子線装置を制御するためのプログラムであって、
前記試料の荷電粒子線の照射個所から得られる検出信号から形成された試料画像のパターン密度を算出するためのプログラムコードと、
前記検出信号を検出する際に用いられる入出力比とバイアス値の調整処理を実行するためのプログラムコードと、
前記試料画像のパターン密度により、前記調整処理を制御するためのプログラムコードと、
を備えることを特徴とするプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は荷電粒子線装置に関し、特に、例えば荷電粒子線装置におけるブライトネスとコントラストの調整方法に係り、対象となる試料のパターン密度変化にも柔軟に対応できる自動ブライトネス・コントラスト調整機能を有する荷電粒子線装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
走査型電子顕微鏡などの画像は、２次電子の検出器の出力と、適当に設定された画像表示輝度のバイアス値を線形加算した数値を輝度として、濃淡画像の形で表示させる。また、全体として適正な輝度（ブライトネス）とコントラストを持つ画像を得るために、自動ブライトネス・コントラスト調整という技術がある。これは、現在の画像からブライトネスとコントラスト情報を代表する数値を算出し、それに基づいて検出器のパラメーター（たとえば光電子増倍管の電圧）と、画像表示輝度のバイアスを自動的に調節する機能である。
【０００３】
代表的な手法は次のようなものである。画像１枚分のデータにおいて、理想的なブライトネスとコントラストを持つ画像データの条件として、画像１枚分のデータが含むべき最も明るい画素の輝度の基準値ｐ０と、最も暗い画素の輝度の基準値ｂ０を設定しておく。画像として明暗表示が可能な輝度値の範囲がたとえば０から２５５までであれば、その範囲内でたとえばｐ０を１５０、ｂ０を５０といった数値にしておく。現在の画像データから、最も明るい画素の輝度値ｐ（輝度ピークと呼ぶ）と、最も暗い画素の輝度値ｂ（輝度ボトムと呼ぶ）を抽出する。これらがそれぞれ基準値ｐ０及びｂ０と異なる場合には、検出器パラメーターと輝度ピーク、バイアスと輝度ボトムが線形相関を持つものと仮定し、次のような式に従って検出器パラメーターＰをＰｎ、バイアスＢをＢｎに設定しなおす。
Ｐｎ＝Ｐ−Ａｐ・（ｐ−ｐ０）・・・（１ａ）
Ｂｎ＝Ｂ−Ａｂ・（ｂ−ｂ０）・・・（１ｂ）
【０００４】
ここでＡｐ及びＡｂは、小さな補正係数である。つまり輝度ピークｐが基準値ｐ０からずれている場合には、その差に係数を掛けた量だけ検出器パラメーターＰの設定値を変更し、同様に輝度ボトムｂが基準値ｂ０からずれていれば、その差に係数を掛けた量だけバイアスＢを変更する。画像データからの輝度ピークｐと輝度ボトムｂの抽出と、上式に基づくパラメーターＰ及びバイアスの変更を自動的に繰り返すようにしておけば、はじめはＰとＢの値が不適切でｐ≠ｐ０、ｂ≠ｂ０であっても、徐々にＰとＢがｐ≒ｐ０、ｂ≒ｂ０を実現するような適正値へと収束する。
【０００５】
このように、輝度（輝度ピーク、輝度ボトム）とパラメーター及びバイアスに線形相関を仮定し、そのときの輝度値に基づくパラメーターとバイアスの設定変更を繰り返し行う方法が、既存の自動ブライトネス・コントラスト調整手法（ＡＢＣＣ：Auto Brightness Contrast Control）である。なお輝度ピーク及び輝度ボトムは、画像データが含むノイズ等の影響を考慮して最大値と最小値を避け、たとえば全画素の輝度の上位及び下位数パーセントのところで定義する場合もある。以上のようにしてコントラストを強調し、画像を見やすいようにしている。
【０００６】
例えば、特許文献１には、検出器パラメーターとバイアスの設定変更を繰り返し行うブライトネス・コントラスト自動調整の例が記載されている。
【０００７】
また、例えば、特許文献２には、前述の収束式（１ａ）（１ｂ）を検出器の特性を反映した式とし、収束までの時間を改善したり、輝度ピーク、輝度ボトムの代わりに輝度平均値、輝度標準偏差を用いる手法が記載されている。
【特許文献１】特開２００１−２４３９０７号公報
【特許文献２】特開２００５−０２６１９２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、上記従来のブライトネス・コントラスト調整を実行したとしても必ずしも見やすい画像となるわけではない。つまり、ある画像では調整処理を施せば確かにコントラストが強調されて見やすくなるが、画像の種類によっては上述のような調整処理を施すことによって却って画像が見づらくなるということになってしまう場合がある。この従来のブライトネス・コントラスト調整の問題点について、以下図面を用いて説明する。
【０００９】
図１（ａ）は、撮像画像に構造パターンが高い密度で存在する場合の画像とその輝度ヒストグラムである。このような場合得られるヒストグラムには、試料の構造であるパターンと背景との輝度領域が明確に現れており、従来技術で使われている輝度ピークと輝度ボトムを最適値に近づけるブライトネス・コントラスト調整で、その輝度差を広げた見やすい画像を得ることができる。図１（ｂ）に従来技術でコントラストを最適化した場合の画像とヒストグラムを示す。
【００１０】
これに対して、図２（ａ）は、ベアウェハのように撮像対象にパターンが無い場合の画像とその輝度ヒストグラムである。このような場合に、図１の場合と同様な従来技術でのブライトネス・コントラスト調整を行ってしまうと、図２（ｂ）に示すように、本来見えなくても良い背景ノイズを強調してしまうことになり、かえって見づらい画像となってしまう。例えば、ベアウェハ上に欠陥がある場合に図２（ｂ）のように強調表示を実行してしまうと却って欠陥が分かりづらくなってしまうのである。
【００１１】
図３（ａ）は、撮像対象のパターンが極端に少ない場合の画像とその輝度ヒストグラムである。この場合も従来技術でのブライトネス・コントラスト調整を行ってしまうと、図３（ｂ）に示すように、背景部分のノイズを強調し過ぎてしまい、見づらい画像となってしまう。
【００１２】
このように、従来行われている撮像対象のパターン密度を考慮しない固定的なブライトネス・コントラスト調整は、撮像の対象がさまざまなパターン密度を持つ荷電粒子線装置に適していない。
【００１３】
本発明は上述のような従来技術の問題点に鑑みてなされたものであり、さまざまなパターン密度を持つ撮像対象にも柔軟に対応し、常に最適なブライトネス・コントラストを持った画像を撮像できるブライトネス・コントラスト調整機能を有する装置を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
上記課題を解決するために、本発明による荷電粒子線装置は、得られる画像のパターン密度により、ブライトネス・コントラスト調整における設定値もしくは調整手法を決定する手段を備えている。より詳細には、本発明は、荷電粒子線を試料上に照射してその試料の画像を形成し、表示する荷電粒子線装置であって、荷電粒子源より放出された荷電粒子線を試料上で走査する走査偏向手段と、前記試料の荷電粒子線の照射個所から得られる信号を検出する検出手段と、前記検出手段により得られる信号から前記試料の画像を形成する試料像形成手段と、前記試料像形成手段によって形成された試料画像のパターン密度を算出するパターン密度算出手段と、前記検出手段の入出力比とバイアス値を調整するブライトネス・コントラスト調整手段と、前記パターン密度算出手段によって算出された前記試料画像のパターン密度により、前記ブライトネス・コントラスト調整手段における調整処理を制御する制御手段と、を備えることを特徴とする。
【００１５】
そして、画像のパターン密度を画像の高周波成分の量から算出し、或いは、撮像対象となる試料の設計データから算出する。
【００１６】
また、本発明では、撮像した画像データから試料上の構造の寸法を測定する機能を持たせても良い。
【００１７】
さらなる本発明の特徴は、以下本発明を実施するための最良の形態および添付図面によって明らかになるものである。
【発明の効果】
【００１８】
本発明による荷電粒子線装置によれば、さまざまなパターン密度を持つ撮像対象にも柔軟に対応し、常に最適なブライトネス・コントラストを持った画像を撮像できるようになる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下、添付図面を参照した本発明による実施形態について詳細に説明する。
図４は、本発明の画像処理装置の一実施例である走査電子顕微鏡装置の構成概要のブロック図である。図４において、１０１は試料台、１０２は試料台上の撮影対象試料、１０３は検出器、１０４は陰極、１０５は走査コイル、１０６は電子レンズ、１０８は走査コイル制御回路、１０９はレンズ制御回路、１１０は画像処理プロセッサ、１１１は制御用計算機、１１２は表示装置、１１３は入力部、１１４は電子ビーム、１１５はＲＯＭ、１１６はＲＡＭである。
【００２０】
荷電粒子源から発せられた電子ビーム１１４は、走査コイル１０５によって試料１０２上を走査され、試料１０２から発せられた電子は検出器１０３で検出される。検出器１０３からの信号Ｓ１がＡＤ変換器１０７に入力されてデジタル信号Ｓ２へと変換される。デジタル信号Ｓ２が画像処理プロセッサ１１０に入力されると、ＲＯＭ１１５から図６のフローチャートに準じたプログラムが読み出され、それがＲＡＭ１１６に一時的に格納される。そして、一時的にＲＡＭ１１６に格納されたプログラムに従って画像処理が実行され、画像の特徴量が抽出される。画像処理の結果及び画像の特徴量は制御用計算機１１１へ送られる。
【００２１】
また、処理された画像は、表示装置１１２へ送られ、表示される。制御用計算機１１１からの焦点制御信号Ｓ３は、レンズ制御回路１０９に入力され、電子レンズ１０６の励磁電流を調節することで焦点制御を行うことができる。入力部１１３は制御用計算機１１１に接続されており、後述の図１１に示されるＧＵＩ（Graphical User Interface）を利用して、オペレータがＡＢＣＣの実行の有無、後述の閾値の変更を入力するものである。
【００２２】
続いて図５を用いて、検出された信号でブライトネス、コントラスト調整を行うまでの制御手順を簡単に説明する。検出器１０３の出力は、検出される電子の量と、検出器パラメーター調整電源５０１によって設定される検出器パラメーターに依存する。例えば、光電子増倍管電圧を検出器パラメーターとする。検出器の出力と、バイアス調整電源５０２の出力が、アンプ５０３の入力になり、その出力が画像メモリ５０４の入力となる。検出器パラメーター調整電源５０１とバイアス調整電源５０２は、制御用計算機１１１の制御を受けて電圧を発生する。画像メモリ５０４内のデータは制御用計算機１１１に送られ、ブライトネス・コントラスト調整のための第１の輝度と第２の輝度が抽出される。たとえば第１の輝度は輝度ピーク、第２の輝度は輝度ボトムである。これらに基づき、検出器パラメーターとバイアスの適正値が算出される。算出された検出器パラメーターの適正値によって検出器パラメーター調整電源５０１が制御され、算出されたバイアスの適正値によってバイアス調整電源５０２が制御される。このような画像の輝度ピークと輝度ボトムの値に基づく検出器パラメーターとバイアスの変更が、自動的に繰り返される。
【００２３】
図６は、本発明の実施形態による自動ブライトネス・コントラスト調整処理を説明するためのフローチャートである。なお、図６の各ステップの処理主体は、特に断らない限り、画像処理プロセッサ１１０である。
【００２４】
ステップＳ６０１で検出器パラメータとバイアスに予め定めてあった初期値（デフォルト値）を設定する。ステップＳ６０２でパターン密度算出用の画像を取得し、ステップＳ６０３でパターン密度を算出する（図７を用いて後に詳細に説明する）。ステップＳ６０４では、ステップＳ６０３で算出したパターン密度によってブライトネス・コントラスト調整に用いる明るさ基準値を決定する（図８を用いて後に詳細に説明する）。
【００２５】
次にステップＳ６０５で、従来から行われているブライトネス・コントラスト調整を実行する。つまり、式（１ａ）及び（１ｂ）にステップＳ６０４で求めた基準値を入れて実際に画像を取り、ｐ及びｂを求める処理が行われる。より詳しくは、輝度ピークｐが基準値ｐ０からずれている場合には、その差に係数を掛けた量だけ検出器パラメーターＰの設定値を変更し、同様に輝度ボトムｂが基準値ｂ０からずれていれば、その差に係数を掛けた量だけバイアスＢを変更する。画像データからの輝度ピークｐと輝度ボトムｂの抽出と、式（１ａ）及び（１ｂ）に基づくパラメーターＰ及びバイアスの変更を自動的に繰り返すようにしておけば、徐々にＰとＢがｐ≒ｐ０、ｂ≒ｂ０を実現するような適正値へと収束する。このように、輝度（輝度ピーク、輝度ボトム）に基づくパラメーターとバイアスの設定変更を繰り返し行う。
【００２６】
ステップＳ６０６はブライトネス・コントラスト調整の完了条件である。輝度ボトムと輝度ピークが完全に基準値と同じになった状態で完了としても良いが、通常は、ステップＳ６０６のように基準値に充分近くなったこと（例：階調差１以内）を確認して調整を終える方法がとられる。
【００２７】
ここで、図７を用いてパターン密度の算出について説明する。パターン密度とは、画像内に輝度差（明るさが違う部分、或いは色が違っている部分）を持つパターンがどの程度存在するかの目安となる量である。７０１は画像全体に輝度差を持つパターンが存在するが、７０２はところどころにしかパターンが存在しない、さらに７０３は完全にパターンが存在しない画像（例えばベアウエハ等）である。これらの画像を比較した場合に、７０１の画像はパターン密度が高く、７０２、７０３となるほど、パターン密度が低くなる。このようなパターン密度を定量的に算出する方法として、例えば、画像に微分フィルタと呼ばれる空間フィルタを施すことで、輝度差のある境界部分のみを抽出する方法を用いる。画像内で輝度変化が多く存在していると、微分値（絶対値）の和が高くなる。微分フィルタを施した画像の全画素値の統計量（微分値の和）を評価することにより、画像内に輝度差を持つパターンの境界部分がどの程度存在するかを評価することができる。微分フィルタとしては、１次微分フィルタとしてのソーベルフィルタ、２次微分フィルタとしてのラプラシアンフィルタ等が知られているが、それらの空間フィルタもしくはその変形手法を用いることもできる。統計量としては、画素値総和、平均値、画素値総和／平均値、分散、標準偏差等を用いる。微分フィルタを施した画像の画素値総和、平均値等を求めることは、画像の高周波成分量を算出していることと同等である。また、この微分フィルタを施した画像は、ＣＡＤ等により半導体ウェハのデザインを設計したときのデータと類似している。つまり、微分画像は階調がある画像で、ＣＡＤデータは２値の画像であるが、両者はエッジ部分が残る意味で類似と言えるのである。
【００２８】
図８に基準値のとり方による画像の変化を示す。図８において、基準値Ｐ０、ｂ０を図８（ａ）のように階調差を狭く設定すると、ブライトネス・コントラスト調整後の輝度ヒストグラムの輝度ピーク（Ｐ）、輝度ボトム（ｂ）の階調差も狭くなる。この場合は、得られる画像もコントラスト差のない画像となってしまう。
【００２９】
図８（ｃ）は、図８（ａ）とは反対に、輝度階調いっぱいに基準値Ｐ０、ｂ０の階調差を設定した場合である。この場合は、コントラストがつき過ぎてしまい、背景部分のノイズを強調し、見づらい画像となってしまう。
【００３０】
図８（ｂ）は、基準値Ｐ０、ｂ０の階調差をほぼ最適に設定した場合である。このように、最適なブライトネス・コントラスト調整を行うには、画像によって基準値Ｐ０、ｂ０を変える必要がある。ほとんどの場合、パターン密度が高い場合、基準値を輝度階調が広くなるように設定するようにし、パターン密度が小さい場合に輝度階調が狭くなるように設定する。パターン密度が大きいか小さいかは、図９の表１乃至３に示される閾値を用いて判断する。なお、この閾値は例えば統計的に求められたものである。
【００３１】
図９の表１は、輝度階調が２５６階調の場合の明るさ基準値設定例を示している。パターン密度（Ｐｄ）が予め定めた閾値（ｔｈ）以上の場合、明るい画素の基準値Ｐ０を２５５、暗い画素の基準値ｂ０を２５とする。もし、パターン密度がｔｈより小さければ、Ｐ０を１５０、ｂ０を１００とする。
【００３２】
表２は、パターン密度の閾値を２段階に定めた場合である。この場合、パターン密度（Ｐｄ）がＰｄ≧ｔｈ１ではＰ０：２５５，ｂ０：２５、ｔｈ１＞Ｐｄ≧ｔｈ２ではＰ０：２００，ｂ０：５０、Ｐｄ＜ｔｈ２ではＰ０：１５０，ｂ０：１００とする。また、パターン密度の閾値を４段階に定めた場合を表３に示す。このように、閾値は段階を増やせばその間の変化は線形的なものとなるので、閾値をｎ段階にしても同様に各閾値間の変化は線形的なものとなる。従って、表１乃至３の閾値についての考え方はｎ段階の閾値についても適用可能である。
【００３３】
また、表４は、パターン密度がｔｈ以上であれば、ブライトネス・コントラストの自動調整を実行するが、ｔｈより小さければ自動調整を実行せず、検出器パラメータとバイアスに初期値をそのまま設定する方法である。
【００３４】
図１０は、本発明の実施形態によるブライトネス・コントラスト調整処理を寸法測長用途に用いられるような走査型電子顕微鏡（測長ＳＥＭ）に適用した場合の処理フローである。半導体デバイス製造工程などで、寸法測長用途に用いられるような走査型電子顕微鏡では、２次電子を検出して形成する画像信号から寸法を評価（測長）するので、測長前に適切なブライトネス・コントラスト調整が実施されていることが、フォーカス調整などと同様に、誤差の少ない測長のために不可欠である。
【００３５】
図１０に示すように、ウェハを搬入（ステップＳ９０１）し、撮影視野にステージを移動（ステップＳ９０２）させた後に、ステップＳ９０３〜Ｓ９０８のブライトネス・コントラスト調整（図６のステップＳ６０１〜Ｓ６０６に相当）が行われる。その後、ステップＳ９０９で測長位置でのフォーカス調整を行い、実際の測長（ステップＳ９１０）を実行する。ブライトネス・コントラスト調整は、測長毎に実行される（ステップＳ９１１）。
【００３６】
図１１は、パターン密度、明るさ基準値を操作者が手動で設定もしくは選択する場合の操作画面（ＧＵＩ）の例を示している。
【００３７】
パターン密度の選択は、固定の「高」「中」「低」、自動調整の「Ａｕｔｏ」、パターン密度算出を行わない「ＯＦＦ」の中から指定できるようになっている。明るさ基準値は、「高」「中」「低」のそれぞれのＰｅａｋ、Ｂｏｔｔｏｍを入力可能とする。自動ブライトネス・コントラスト調整を行う場合は、パターン密度を「Ａｕｔｏ」にすることで、処理フローの中でパターン密度を判定し、それに沿った明るさ基準値のＰｅａｋ、Ｂｏｔｔｏｍを使用してブライトネス・コントラストを実行する。パターン密度が予め分かっている場合は、「高」「中」「低」を選択指定し、処理フローのパターン密度算出処理を省略することができる。明るさ基準値は、指定されたパターン密度の数値を使用する。パターン密度の算出処理を実施しない場合は、「ＯＦＦ」を指定する。この場合の明るさ基準値は「高」「中」「低」の内、予め定めておいた一つを使用する。
【００３８】
以上説明してきたように、本発明の実施形態によれば、ブライトネス・コントラスト調整前に、得られる画像のパターン密度を算出し、それによって、ブライトネス・コントラスト調整における設定値もしくは調整手法を決定するので、常に最適なブライトネス・コントラストを持った画像を撮像することができる。従来行われているブライトネス・コントラスト調整は、撮像対象のパターン密度を考慮しない固定的なものであるため、撮像対象がさまざまなパターン密度を持つ荷電粒子線装置では最適なブライトネス・コントラスト調整ができないと言う問題を解決するものである。
【００３９】
より具体的には、本実施形態では、得られる画像のパターン密度により、ブライトネス・コントラスト調整における設定値もしくは調整手法を決定するので、さまざまな構造パターンの撮像対象にも柔軟に対応し、常に最適なブライトネス・コントラストを実現できる。
【００４０】
また、画像のパターン密度を画像の高周波成分の量から算出するので、簡便に高速に求めることができる。さらに、画像のパターン密度を撮像対象となる試料の設計データから算出するので、オフラインでブライトネス・コントラスト調整における設定値もしくは調整手法を決定することができる。
【００４１】
また、撮像した画像データから試料上の構造の寸法を測定する装置に適用するので、安定した測長値を得ることができる。
【００４２】
撮像を開始する前に操作者が撮像対象のパターン密度を設定もしくは選択するので、パターン密度算出処理を省略し、ブライトネス・コントラスト調整時間を短くすることができる。
【００４３】
撮像を開始する前に操作者がブライトネス・コントラスト調整における設定値や調整手法を設定もしくは選択するので、操作者が意識したブライトネス・コントラストに調整することができる。
【００４４】
なお、実施形態の機能を実現するソフトウェアのプログラムコードによっても本発明は実現できる。この場合、プログラムコードを記録した記憶媒体をシステム或は装置に提供し、そのシステム或は装置のコンピュータ（又はＣＰＵやＭＰＵ）が記憶媒体に格納されたプログラムコードを読み出す。この場合、記憶媒体から読み出されたプログラムコード自体が前述した実施形態の機能を実現することになり、そのプログラムコード自体、及びそれを記憶した記憶媒体は本発明を構成することになる。このようなプログラムコードを供給するための記憶媒体としては、例えば、フロッピィ（登録商標）ディスク、ＣＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ−ＲＯＭ、ハードディスク、光ディスク、光磁気ディスク、ＣＤ−Ｒ、磁気テープ、不揮発性のメモリカード、ＲＯＭなどが用いられる。
【００４５】
また、プログラムコードの指示に基づき、コンピュータ上で稼動しているＯＳ（オペレーティングシステム）などが実際の処理の一部又は全部を行い、その処理によって前述した実施の形態の機能が実現されるようにしてもよい。さらに、記憶媒体から読み出されたプログラムコードが、コンピュータ上のメモリに書きこまれた後、そのプログラムコードの指示に基づき、コンピュータのＣＰＵなどが実際の処理の一部又は全部を行い、その処理によって前述した実施の形態の機能が実現されるようにしてもよい。
【００４６】
また、実施の形態の機能を実現するソフトウェアのプログラムコードがネットワークを介して配信されることにより、システム又は装置のハードディスクやメモリ等の記憶手段又はＣＤ-ＲＷ、ＣＤ-Ｒ等の記憶媒体に格納され、そのシステム又は装置のコンピュータ(又はＣＰＵやＭＰＵ)が当該記憶手段や当該記憶媒体に格納されたプログラムコードを読み出して実行することによっても、達成されるようにしてもよい。
【００４７】
さらに、本実施形態はＳＥＭのような電子顕微鏡（荷電粒子線装置）を例に説明がなされているが、本発明はこれに限らず、光学顕微鏡のブライトネス・コントラスト調整に対しても適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００４８】
【図１】撮像画像に構造パターンが高い密度で存在する場合の画像とその輝度ヒストグラムを示す図である。
【図２】ベアウェハのように撮像対象にパターンが無い場合の画像とその輝度ヒストグラムを示す図である。
【図３】撮像対象のパターンが極端に少ない場合の画像とその輝度ヒストグラムを示す図である。
【図４】本発明の実施形態による走査電子顕微鏡装置の構成を示すブロック図である。
【図５】ブライトネス、コントラスト調整を行う構成を示すブロック図である。
【図６】本発明の実施形態による自動ブライトネス・コントラスト調整処理を説明するためのフローチャートである。
【図７】パターン密度の概略説明図である。
【図８】基準値のとり方による画像の変化を示す図である。
【図９】基準値選択を実行する場合の閾値の例を示す表である。
【図１０】本発明のブライトネス・コントラスト調整を測長ＳＥＭに適用した場合の処理フローチャートである。
【図１１】パターン密度、明るさ基準値を操作者が手動で設定もしくは選択する場合の操作画面（ＧＵＩ）を示す図である。
【符号の説明】
【００４９】
１０１…試料台、１０２…試料、１０３…検出器、１０４…陰極、１０５…走査コイル、１０６…電子レンズ、１０７…ＡＤ変換器、１０８…走査コイル制御回路、１０９…レンズ制御回路、１１０…画像処理プロセッサ、１１１…制御用計算機、１１２…表示装置、１１３…入力手段、１１４…電子ビーム、１１５…ＲＯＭ、１１６…ＲＡＭ
【図１】
2007329081.tif 000003
【図２】
2007329081.tif 000004
【図３】
2007329081.tif 000005
【図４】
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【図５】
2007329081.tif 000007
【図６】
2007329081.tif 000008
【図７】
2007329081.tif 000009
【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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