(57)【要約】【課題】フレーム間演算の積分比率を積分比率の設定テーブルから自動的に設定する事で、オペレーティング時の手動設定が大幅に簡略化し、思考錯誤的なオペレーション時の操作性を改善する。観察箇所を決定する際には、フィルタ係数設定・検出器設定を試料に合わせて手動で切替ながらオペレーションする必要があるという課題があった。【解決手段】装置による検出器の設置位置、検出系の違い、観察試料の組成に起因する信号の違いをヒストグラムから判定し、フレーム間演算の積分比率を積分比率の設定テーブルから自動的に設定する事で、オペレーティングに最適な観察像を表示する事が可能となり、オペレータによる積分比率の手動設定が大幅に簡略化でき、思考錯誤的なオペレーション時の操作性が改善される。【選択図】  図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
観察対象試料上に一次荷電粒子線を走査して検出される二次荷電粒子を画像化する走査荷電粒子顕微鏡において、
前記試料を格納する試料室と、
前記二次荷電粒子を検出する第１の検出器および第２の検出器を備える荷電粒子光学鏡筒と、
前記第１の検出器および第２の検出器から出力される出力信号から第１の画像信号および第２の画像信号をそれぞれ生成し、当該第１の画像信号および第２の画像信号に対してフィルタ演算を実行する画像処理手段とを有し、
当該画像処理手段は、第１の画像信号から形成される画像と前記第２の画像信号から形成される画像とがほぼ同じ画質になるように、前記フィルタ演算の際のフィルタ係数を調整することを特徴とする荷電粒子顕微鏡。
【請求項２】
請求項１に記載の荷電粒子顕微鏡において、
前記フィルタ係数を前記第１の画像信号および第２の画像信号から形成される画像の倍率に基づき調整することを特徴とする荷電粒子顕微鏡。
【請求項３】
請求項１に記載の荷電粒子顕微鏡において、
前記画像処理手段は、
前記フィルタ係数調整前の第１の画像信号から形成される画像と前記第２の画像信号から形成される画像から画質評価のためのヒストグラムを生成し、
当該ヒストグラムがほぼ同じ値になるように前記フィルタ係数を調整することを特徴とする荷電粒子顕微鏡。
【請求項４】
請求項１に記載の荷電粒子顕微鏡において、
前記フィルタ条件を設定するためのテーブルを備えることを特徴とする荷電粒子顕微鏡。
【請求項５】
請求項３に記載の荷電粒子顕微鏡において
前記試料室内にヒストグラム取得用標準試料を備え、
更に、前記画像処理手段に、当該ヒストグラム取得用標準試料に対して一次荷電粒子線を走査した場合に得られる理想的なヒストグラムデータが格納されたことを特徴とする荷電粒子顕微鏡。
【請求項６】
請求項３に記載の荷電粒子顕微鏡において、
画質評価のためのヒストグラムとして、前記画像信号を構成する画素の強度データの標準偏差または相関係数を用いることを特徴とする荷電粒子顕微鏡。
【請求項７】
請求項１に記載の荷電粒子顕微鏡において、
前記第１の検出器および第２の検出器が、２次電子検出器および反射電子検出器であることを特徴とする荷電粒子顕微鏡。
【請求項８】
観察対象試料上に一次荷電粒子線を走査して検出される二次荷電粒子を画像化する走査荷電粒子顕微鏡において、
前記試料を格納する試料室と、
前記二次荷電粒子を検出する複数の検出器を備える荷電粒子光学鏡筒と、
前記複数の検出器から出力される出力信号から、当該複数の検出器に対応する画像信号をそれぞれ生成し、当該各画像信号に対して画質調整のための画素演算を実行する画像処理手段と、
前記複数の検出器に対応する画像信号から形成される複数の画像がほぼ同じ画質になるように、前記画素演算の条件を調整する手段とを備えることを特徴とする荷電粒子顕微鏡。
【請求項９】
請求項８に記載の荷電粒子顕微鏡において、
前記画素演算がフレーム間積分であることを特徴とする荷電粒子顕微鏡。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は走査形電子顕微鏡（ＳＥＭ）の像観察を処理する装置に関するものであり、特に、像観察のノイズを低減して画質を向上させる事ができる可能な画像処理装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
図１に、走査形電子顕微鏡の典型的な構成例を示す。図中の１は電子銃であり、電子銃１からの電子線２は収束レンズ３，対物レンズ５の電子光学系制御手段６によって、観察試料８上に細く収束される。また、電子ビーム２は偏向コイル４にビーム走査制御手段７からの走査信号を供給することにより偏向される。観察試料８への電子線の照射に基づいて発生した二次電子・反射電子は検出器９によって検出される。検出器９の検出信号はＡ／Ｄ変換器１０によってディジタル信号に変換された後、画像処理装置１１に入力後、表示装置１２で表示される。
【０００３】
電子顕微鏡の操作者（オペレータ）が所望の試料を観察する場合、操作卓１４で操作を行い、表示装置１２で観察を行う。一般的には、低い倍率で広い視野を観察し、目的の部位を探し、目的部位が倍率中心にくるよう試料を移動し、倍率を上げていくという操作を行う。走査電子顕微鏡の場合、像観察条件の設定項目が多く、操作が容易とはいえない装置であるため、一般に、何らかのガイダンス機能、あるいは設定の一部を自動化した機能を備えていることが普通である。
【０００４】
例えば、特許文献１には、電子顕微鏡の設定を容易にすべく設けられる誘導機能の例が開示されている。また、特許文献２には、操作性を向上させた電子顕微鏡の構成例が開示されている。当該文献に記載された発明では、低倍率の観察画像上で、拡大観察したい部分を四角枠で選択させ、その後の試料移動制御および倍率制御を自動実行する機能を備えることにより、観察視野の選択を容易化している。
【０００５】
さて、走査形電子顕微鏡の特徴として、電子線の走査から実際に観察像を得るまでに時間がかかるという点があげられる。すなわち、走査形電子顕微鏡の場合、１回の走査で得られる画像はＳ／Ｎが良くないため、同じ走査領域を何回か走査して、得られる複数の画像を積算することにより画質を改善（ノイズを低減）する処理が行われるのが普通である。ところが、像観察条件を調整や観察視野をサーチする場合など、指定された像観察条件に対してどのような観察像の画面が得られるかをリアルタイムに確認できず、ある設定条件がどのように観察像の画面に反映されるかを把握することが困難という問題がある。
【０００６】
特許文献１あるいは２に記載された従来技術は、観察箇所が既知か、オペレータが観察したい箇所を決めたことを前提とした観察条件設定手段を示しているが、実際の試料観察時には、観察箇所が既知ではない事が多く、観察条件の設定や観察視野探しなどのオペレーションを思考錯誤的に手動で行う必要がある。
【０００７】
手動による試行錯誤的なオペレーションの場合、オペレータは、観察条件が観察像に及ぼす一般的な効果、例えば、検出器・試料の材質・組成に起因した画像の違いや損傷・汚染についてある程度予測しながらオペレーションを行い、観察箇所を決定する。このような手動での思考錯誤的なオペレーションにおける観察画像の画質改善方法として、特許文献３には、新たな走査により取得された画像に対する積算対象である、以前の走査により取得された画像（画素データの積分として表される）の比率（以下、フィルタ係数と称する）を任意の値に設定可能なフレーム積算アルゴリズムを用いる走査電子顕微鏡が開示されている。この走査電子顕微鏡においては、観察条件の変更を開始した、あるいは変更中であると装置が判断した場合、以前の走査により得られた画像の積分比率をゼロ（すなわち、積算は行わない）に設定することにより画像表示の追従性を向上させ、かつオペレータが観察条件の変更を終了したと装置が判定した場合には、以前の走査により得られた画像の積分比率をゼロではない所定値に設定することにより画質を改善する。これにより、操作性と画質改善効果を両立させたＳＥＭを実現している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２００３−３０３５６７号公報
【特許文献２】特開平０９−２５９８０７号公報
【特許文献３】特公平０７−０７３０３８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
走査電子顕微鏡には、単一の検出器だけではなく複数の検出器が備えられている場合が多い。これらの検出器は、感度や電子光学系での配置位置など、特性がそれぞれ異なっているため、目的とする画像を取得するためには、電子ビームの走査条件やアンプゲインなどの観察条件を個々に調整する必要がある。特許文献３に記載の発明を複数の検出器を持つ走査電子顕微鏡に適用した場合、ある検出器からの出力信号に対しては、上記フィルタ係数が最適化されたフレーム積算アルゴリズムが適用されることになるが、ある検出器に対して定まったフィルタ係数が他の検出器からの出力信号に対しても最適な値とは限らない。検出器の感度は、検出器の種類や取付け位置によって異なるからである。極端な場合、複数の検出器から得られる画像信号を画面上に検出器毎に表示させた場合、ある検出器からの画像信号はまともに表示されるが、ある検出器からの画像信号は画面上に全く表示されないなどということも起こりうる。
【００１０】
従って、特許文献３に記載の発明においては、画像を取得する検出器を切替える毎に、フィルタ係数の自動設定をやり直さなければならないという問題がある。実際の操作においては、フィルタ係数の設定操作を何回も行うのは煩雑であり、結局、従来の手法と同じように、使用する全ての検出器に対して最適となるようなフィルタ係数の値を、オペレータが試行錯誤的に手動設定せざるを得なかった。
【００１１】
そこで本発明は、複数の検出器を備えた走査電子顕微鏡において、各検出器で得られる画像間の画質ばらつきを均一化することを目的とする。特に、観察条件を変更中であっても、表示される複数検出器からの画像に極端なばらつきが出ないようにすることを目的とする。更には、複数の検出器を備えた走査電子顕微鏡においてフィルタ係数の自動決定機能を実現することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明では、複数検出器を備えた走査電子顕微鏡において、各々の検出器から出力される画像信号を画像化する際に、１の検出器の画像信号から形成される画像と、他の検出器からの画像信号から形成される画像とがほぼ同じ画質になるように、前記フィルタ演算の際のフィルタ係数を調整する画像処理手段を備えることにより上記課題を解決する。
【００１３】
別の表現で言えば、上記複数の検出器から出力される画像信号に対してフィルタ演算を実行する演算器が、感度や取付け位置といった各々の検出器の特性の相違を考慮して、上記フィルタ係数の値をフィルタ毎に個別に定めることにより、上記課題を解決する。
【００１４】
なお、複数の検出器それぞれに対応するフィルタのフィルタ係数を定めるための基準値としては、標準試料に対して適当な観察条件で電子線を照射した場合に得られる画像信号を用いることができる。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、複数の検出器から出力される画像信号を画像化して表示する際に、複数の検出器から得られる画像間での極端な画質ばらつきが抑制される。更には、複数の検出器を備えた走査電子顕微鏡においてフィルタ係数の自動決定機能が実現される。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】従来の走査電子顕微鏡の構成図である。
【図２】本発明における第１の実施例における走査電子顕微鏡の構成図である。
【図３】本発明の第１の実施例における画像処理装置１１の構成図である。
【図４】本発明における第２の実施例における走査電子顕微鏡の構成図である。
【図５】本発明における第２の実施例における画像処理装置１１の構成図である。
【図６】アウトレンズと検出器の構成図である。
【図７】シュノーケルレンズと検出器の構成図である。
【図８】インレンズと検出器の構成図である。
【図９】本発明の第３の実施例における検出系の構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、本発明の実施例を図面を用いて説明する。以下の説明では、本発明の理解のために、具体的な事柄を多数示してあるが、本発明は以下の説明に示した事例への適用に溜まるものではない。また、実施例では、周知の回路がブロック図の形で示してあるが、これは不要な詳細を示して本発明を不明確にするのを避けるためである。
【００１８】
また、ほとんどの場合、信号処理等に関する技術的な詳細は、本発明を理解するために必要ではなく、通常のディジタル回路技術者の技能の範囲であると思われる記述は省略している。
【実施例１】
【００１９】
本実施例では、複数の検出器を備えた走査電子顕微鏡におけるフィルタ係数の自動設定機能について説明する。
【００２０】
図２は本発明における第１の実施例における構成図である。ユーザーが表示装置２１２に表示されたＧＵＩの画面を参照しながら、操作卓２１４からキーボード，マウス等の入力機器により、所望するスキャンモードを選択し、観察開始の操作を行った場合は、ＣＰＵ２１３がこれを認識し、電子光学系制御手段２０６へ伝える。電子光学系制御手段２０６はこれを受け、電子銃２０１からの電子線２０２を収束レンズ２０３，対物レンズ２０５によって、観察試料２０８上に細く収束されるように制御する。また、電子線走査制御手段２０７においても、ＣＰＵ２１３から設定情報を伝えられる事で、偏向コイル２０４により、試料台２１６上の観察用試料２０８を２次元的走査する。電子線２０２の走査により、観察用試料２０８から放出される二次電子，反射電子は、検出器２０９で検出・増幅され、その検出信号は、Ａ／Ｄ変換器２１０でディジタル信号に変換された後に画像処理装置２１１に入力される。
【００２１】
図３は、画像処理装置２１１の構成図の一例でフレーム間演算を行う回路であり、第１の減衰器３２０，第２の減衰器３２１，フレームメモリ３２２，加算器３２３，積算比率制御手段３２５などにより構成される。Ａ／Ｄ変換器２１０から入力される画像データＤｔは、第１の減衰器３２０においてｎ倍の利得で減衰され、フレームメモリ３２２から出力され、かつ第２の減衰器３２１で（１−ｎ）倍の利得に減衰された後、加算器３２３において１フレーム前の画像データと加算される。
【００２２】
ここで、加算器３２３から出力された画像データは、画像処理装置２１１からそのまま出力されるほか、フレームメモリ３２２にも格納される。従って、フレームメモリ３２２には、１フレーム前の画像データが累積的に加算された形で格納されている。よって、フレームメモリ３２２に格納された画像データは、数学的には積分記号∫Ｄｔ−１で表される。ここで、Ｄｔ−１は、現在時刻ｔにおける画像データをＤｔと表現した場合における１フレーム前の時刻ｔ−１での画像データを示す量である。
【００２３】
加算器３２３での演算処理は、数学的にはｎ・Ｄｔと（１−ｎ）・∫Ｄｔ−１との加算として表される。したがって、加算後のデータは積分記号∫Ｄｔで表され、フレームメモリ３２２へ登録されると共に、表示装置２１２へも出力される。ここで、式中のｎは、０から１の間の値を取る係数であり、積算比率と呼ぶことにする。
【００２４】
積分記号∫Ｄｔを、各フレーム時刻の画像データＤｔと積算比率ｎを用いて展開すると以下のように表される。
【００２５】
∫Ｄｔ＝ｎ・Ｄｔ＋(１−ｎ)・∫Ｄｔ−１
＝ｎ・Ｄｔ＋(１−ｎ)・ｎ・Ｄｔ−１＋ｎ・(１−ｎ)2・Ｄｔ−２＋・・・
上式を見れば分かる通り、積算比率を示す係数ｎの値がゼロに近いほどＤｔの寄与が小さくなり、Ｄｔ−１やＤｔ−２といった以前のフレーム時刻の画像データの寄与が大きくなる。つまり、過去のフレーム画像の影響が大きくなる。従って、係数ｎの値が小さいとノイズの低減効果が大きくなるが、追従性が低下し、その値が大きいとノイズの低減効果は小さくなるが、追従性が向上する。また、ｎ＝１であれば、高次の項に含まれる係数（１−ｎ）により過去のフレーム時刻の画像データはキャンセルされるため、フレーム間演算は行われず画質改善は行われない（入力信号がそのまま出力される）。
【００２６】
前記の積算比率の係数ｎは、ＣＰＵ２１３により、電子銃２０１，電子光学系制御手段２０６，電子線走査制御手段２０７の電子光学系設定情報を積算比率制御手段３２５に伝える事により、積算比率制御手段が有する積算比率の係数ｎの設定テーブル３２４から自動的に設定される。
【００２７】
設定テーブル３２４は、ＣＰＵ２１３のメモリ領域に予め格納されている。また、設定テーブル３２４には、電子銃２０１，電子光学系制御手段２０６，電子線走査制御手段２０７の設定条件（例えば、加速電圧，エミッション電流，倍率，走査速度，使用する検出器等）と、その時の積算比率の係数ｎの関係が格納されており、ＣＰＵ２１３は、設定テーブル３２４を参照することで、積算比率の係数ｎを決定することができる。決定された積分比率の係数ｎは、ＣＰＵ２１３により積算比率制御手段３２５へ伝えられる。
【００２８】
前記積算比率の係数ｎのテーブル設定は、電子銃２０１，電子光学系制御手段２０６，電子線走査制御手段２０７の設定条件により、予め決められており、観察開始時にオペレータが所望する設定において理想的な追従性と画質改善が得られるように積算比率制御手段により、積算比率の係数ｎが設定される。これにより、オペレータは、積算比率の係数ｎの設定については特段の操作を行う事なくオペレーションが可能となる。
【実施例２】
【００２９】
図４は本発明の第２の実施例における説明図である。本実施例では、試料台４１６上に、標準ヒストグラム取得用試料４１７を備えることを特徴としている。
【００３０】
また、ここ言うヒストグラムとは、標準ヒストグラム取得用試料を電子線４０２で２次元的に走査することにより、放出される二次電子，反射電子を検出器４０９で検出・増幅し、信号をＡ／Ｄ変換器４１０でディジタル信号に変換した後、取得される画像の画素の階調値が画像内にどれだけの度合いで存在しているかを集計したものである。
【００３１】
本実施例における画像処理装置４１１の構成図の一例を図５に示す。図５のフレーム間演算部は、構成図に示すヒストグラム生成手段５２４を具備し、フレーム間演算の結果データ∫Ｄｔのヒストグラムを取得することができる。
【００３２】
ヒストグラム生成手段５２４は、入力されるフレーム間演算の結果データ∫Ｄｔの階調値を１画素単位で入力順に読み取り、読み取った階調値は、ヒストグラム生成手段５２４のヒストグラム用メモリ５２７に階調ごとに格納され、各々加算される。５２８は入力データ∫Ｄｔとヒストグラム用メモリ５２７によるヒストグラム生成の様子を示したものである。５２８は入力データ∫Ｄｔの階調が０〜２５５の２５６階調のときの例で、１フレームデータ分のヒストグラムを生成したときのもので、入力データ∫Ｄｔに対する０〜２５６の階調の度合いがＮ0〜Ｎ255で示されている。
【００３３】
また、実施例１で説明したように、積算比率制御手段５２５は積算比率の係数ｎの設定テーブルを備えており、ＣＰＵ４１３から伝えられる電子光学系の設定条件を参照して積算比率を自動設定する。同時に、積算比率制御手段５２５には、標準ヒストグラム取得用試料４１７を用いた場合に取得される理想的なヒストグラムデータが予め格納されている。この理想的ヒストグラムデータの算出時に使用された積算比率ｎは、電子光学系の条件で自動的に設定されたものである。
【００３４】
実施例２では、オペレータが表示装置４１２に表示されたＧＵＩの画面を参照しながら、操作卓４１４からキーボード，マウス等の入力機器により、所望の電子光学系の設定を行い、観察開始の操作を行った場合は、ＣＰＵ４１３がこれを認識し、電子線走査制御手段４０７にこれを伝える。電子線走査制御手段４０７はこれを受けて、標準ヒストグラム取得用試料４１７を走査するように偏向コイル４０４を制御し、電子線４０２の走査を行う。偏向された電子線４０２が、試料台４１６上のヒストグラム取得用試料４１７を２次元的に走査することにより、放出される二次電子，反射電子は、検出器４０９で検出・増幅された信号は、Ａ／Ｄ変換器４１０でディジタル信号に変換された後に画像処理装置４１１に入力される。
【００３５】
画像処理装置４１１には、前記したヒストグラム生成手段５２４があり、電子光学系の条件により設定された積算比率の係数ｎによるフレーム間積算後のデータ∫Ｄｔにより、ヒストグラムが生成され、ヒストグラム用データメモリ５２７へ格納される。格納されたヒストグラムは積算比率制御手段５２５に伝えられ、積算比率制御手段５２５に予め格納されている理想的なヒストグラムデータと比較される。
【００３６】
ヒストグラムの比較の指標としては、好適には、標準偏差や相関係数を用いることが好ましいが、これに限られるわけではなく、他の比較方法でも構わない。
【００３７】
比較結果が積算比率制御手段５２５に予め格納されている理想的なヒストグラムデータと一致していなければ、積算比率制御回路５２５は、積算比率の係数ｎを変更し、ＣＰＵ４１３に対して、標準ヒストグラム取得用試料４１７の走査を行うように要求する。
【００３８】
積算比率制御手段５２５は、ヒストグラム生成手段５２４でヒストグラムを生成し、積算比率制御手段に予め格納されている理想的なヒストグラムとの一致度を比較する。一致度が所定の閾値に達していなければ、積算比率の係数ｎを変更して再度ヒストグラムの生成処理を行い、上記の比較および判定動作を一致度が所定の閾値に達するまで繰り返す。一致度としては、ヒストグラムの標準偏差や相関係数などを使用することができる。
【００３９】
一致度が閾値を超えるヒストグラムが取得されると、その時点の積算比率の係数ｎをオペレータが現在所望している電子光学系の条件における最良の設定値と認識して、その積算比率の係数ｎが積算比率制御手段５２５から、ＣＰＵ４１３へ伝えられる。伝えられた積算比率の係数ｎは、ＣＰＵ４１３により、設定テーブル５２６に登録される。
【００４０】
本実施例により、検出器の配置の違い、検出器そのものの特性に起因した信号の検出特性の違いを自動的に補正する事が可能となる。さらに、検出器や電子光学系の特性に装置間の差がある場合や、経年による特性の変化が発生しても、標準ヒストグラム取得用試料４１７を用いて補正することで、常にオペレータが所望する最良の積算比率の係数ｎを設定テーブルに登録することが可能となる。
【００４１】
図６，図７，図８は実施例２の効果を説明するのに好適な図４における走査電子顕微鏡の対物レンズ４０５違いによる、観察試料と検出器の関係を示すために対物レンズ４０５の部位を詳細に示した図である。
【００４２】
図６は図４の対物レンズ４０５と観察用試料４０８の部位を詳細に描いたものである。対物レンズ用コイル６００は磁路６０１に磁力線を発生させ、磁路６０１のギャップ部分６０２からの漏れ磁束で電子線６０９を試料６０８上に収束させる。ギャップ部分６０２と磁路６０１の形状、試料６０８との位置関係で対物レンズのタイプは分ける事ができる。
【００４３】
図６に示すタイプはアウトレンズと呼ばれるもので、ギャップ部分６０２と試料６０８の間には複数の検出器６０３，６０４，６０５を配置できる。対物レンズの直下に配置されている検出器６０３は、反射電子検出器用であり、環状の半導体型検出器，ＹＡＧ検出器，ロビンソン型検出器である場合が多い。
【００４４】
検出器６０４，６０５は、同じタイプの検出器が用いられることが多く、２次電子・反射電子に対して感度を持ち、発光する蛍光体と光電子増倍管を組み合わせるものが多い。但し、検出器６０４，６０５は位置が異なっており、検出する電子量が異なる。
【００４５】
図７は図４の対物レンズ４０５と観察用試料４０８の部位を詳細に描いたものである。対物レンズ用コイル７００は磁路７０１に磁力線を発生させ、磁路７０１のギャップ部分７０２からの漏れ磁束で電子線７０９を試料７０８上に収束させる。ギャップ部分７０２と磁路７０１の形状、試料７０８との位置関係の特徴を持つレンズはシュノーケルレンズと呼ばれている。
【００４６】
シュノーケルレンズでは、ギャップ部分７０２と試料７０８の間が狭く、対物レンズ直下に検出器を配置することは難しい。
【００４７】
検出器７０３，７０４，７０５は、蛍光体と光電子増倍管を組み合わせたものである場合が多く、対物レンズの上部にある検出器７０３は、２次電子を検出しやすく、検出器７０４，７０５は反射電子を検出しやすい。また、検出器７０４，７０５は配置位置が異なるため、検出する電子量が異なる。
【００４８】
図８は図４の対物レンズ４０５と観察用試料４０８の部位を詳細に描いたものである。対物レンズ用コイル８００は磁路８０１に磁力線を発生させ、磁路８０１のギャップ部分８０２からの漏れ磁束で電子線８０２を観察用試料８０８上に収束させる。ギャップ部分８０２と磁路８０１の形状、試料８０８との位置関係の特徴を持つレンズはインレンズと呼ばれている。
【００４９】
インレンズは観察用試料８０８が対物レンズの中に存在するため、検出器８０３は対物レンズの上部に配置する場合が多い。
【００５０】
また、インレンズでは、観察用試料８０８を透過した電子８０５を検出する検出器８０４がある場合もある。
【００５１】
前記した図６の検出器６０３，６０４，６０５、図７の検出器７０３，７０４，７０５、図８の検出器８０３，８０４は、レンズの特性，検出器の特性，検出器の配置に依存した電子量の検出になるため、検出器での電子検出後にどの程度の画像となるかを予想することは難しい。
【００５２】
また、別な要因として、試料の組成に起因して、２次電子・反射電子の放出効率がことなるため、検出器での検出後にどの程度の画像となるかを予想することは難しい。
【００５３】
しかしながら、実施例２によれば、装置により異なる検出系・検出器の設置位置・検出器の特性・試料の組成の違いに起因する電子量の違いによる検出器での検出後の画像の違いを自動的に補正し、オペレーションにとって最適な追従性と画質改善が得られる積算比率の係数ｎが設定される。これにより、積算比率の係数ｎについては、特段の操作を行う事なくオペレーションが可能となる。
【００５４】
図９は実施例２における、図４の検出器４０９，Ａ／Ｄ変換器４１０，画像処理装置４１１から構成される検出系４１５を複数の検出器に対応させた第３の実施例のブロック図である。９０９ａ〜９０９ｎは、ｎ個の検出器であり、９１０ａ〜９１０ｎは同じくｎ個のＡ／Ｄ変換器である。９１１ａ〜９１１ｎは、ｎ個の画像処理装置である。画像処理装置９１１ａ〜９１１ｎは、前記実施例２の図５で示したフレーム間演算回路，フレームメモリ、積算比率制御手段，ヒストグラム取得手段を具備している。また、ｎ個のフレーム間演算の結果∫Ｄｔは、表示装置９１２へ出力され、例えば、複数のウィンドウシステムにより、９０６ａ〜９０６ｎのように複数の画像を同時表示する機能を有している。
【実施例３】
【００５５】
本実施例では、検出器の数が非常に多数になった場合の走査電子顕微鏡の構成例について説明する。図９は、任意数ｎ個の検出器を備えた走査電子顕微鏡の検出光学系の構成を示したもので、ｎ個の検出器９０９ａ〜９０９ｎの各々に、Ａ／Ｄ変換器９１０ａ〜９１０ｎおよび画像処理装置９１１ａ〜９１１ｎがそれぞれ接続されることにより検出光学系が構成されている。検出器９０９ａ〜９０９ｎの右側には、電子光学系や試料ステージなど、通常の電子顕微鏡の構成が備わっているが、実施例１，２で説明した内容と大差ないので、説明及び図示は省略する。
【００５６】
画像処理装置９１１ａ〜９１１ｎには、ＣＰＵ４１３が並列に接続されており、当該ＣＰＵ４１３により、実施例２で説明した積算比率の係数ｎの自動補正機能が複数の画像処理装置９１０ａ〜９１０ｎで実現される。これにより、複数の検出器系に対する自動補正を同時に行い、かつ表示することが可能となる。
【００５７】
実施例３によれば、オペレータは、複数の異なる検出系の像観察において、自動的に補正された、積算比率の係数ｎにより、オペレーティングにとって、最適な複数の観察像を同時に確認する事ができ、観察箇所を決める事が容易となる。これにより、観察箇所の決定までの時間がより短縮され、試料の汚染・ダメージを軽減する事を可能とする効果がある。
【符号の説明】
【００５８】
１，２０１，４０１  電子銃
２，２０２，４０２，６０９，７０９，８０９  電子線
３，２０３，４０３  収束レンズ
４，２０４，４０４  偏向コイル
５，２０５  対物レンズ
６，２０６，４０６  電子光学系制御手段
７  ビーム走査制御手段
８  観察試料
９，４０９  検出器
１０  電子線走査制御手段
１１，２１１，４１１，９１１  画像処理装置
１２，２１２，４１２，９１２  表示装置
２０７，４０７  偏向制御手段
２０８，４０８  観察試料
２０９，６０３，６０４，６０５，７０３，７０４，７０５，８０３，９０９  検出器
２１０，４１０，９１０  Ａ／Ｄ変換器
２１３，４１３  ＣＰＵ
２１４，４１４  操作卓
３２０  第１の減衰器
３２１  第２の減衰器
３２２  フレームメモリ
３２３  加算器
３２４  設定テーブル
３２５  積分比率制御手段
４０５  対物レンズ
４１５  検出器系
４１６  試料台
４１７  標準ヒストグラム取得用試料
５２０，５２１  減衰器
５２２  フレームメモリ
５２３  加算
５２４  ヒストグラム生成手段
５２５  積分比率制御手段
５２６  設定テーブル
５２７  ヒストグラム用データメモリ
５２８  ヒストグラム生成の様子
６００，７００，８００  対物レンズ用コイル
６０１，７０１，８０１  磁路
６０２，７０２，８０２  ギャップ部分
７０８，８０４，８０８  試料
８０５  透過電子
９１６  表示ウィンドウ
【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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