(57)【要約】【課題】外乱磁場に起因する周期的な像の歪みを低減させることができる荷電粒子ビーム装置を提供する。【解決手段】荷電粒子ビーム装置１００は、交流信号の第１位相のタイミングで走査を開始した第１フレーム画像中の第１位相から所与の位相ずれた時点の領域を含む第１局所フレーム画像と、交流信号の第１位相と異なる第２位相のタイミングで走査を開始した第２フレーム画像中の第２位相から前記所与の位相ずれた時点の領域を含む第２局所フレーム画像と、の間の画像変位ベクトルを算出する画像変位ベクトル算出部６０と、荷電粒子ビームＢを偏向させて走査する走査偏向器１３と、画像変位ベクトルに基づいて、荷電粒子ビームＢの走査を補正する走査補正信号を生成する走査補正信号発生部７０と、交流信号に同期して、走査偏向器に、走査補正信号に基づき補正された走査信号を供給する走査信号供給部２０と、を含む。【選択図】図１
2016110767.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
交流信号に同期して荷電粒子ビームの走査を行う荷電粒子ビーム装置であって、
前記交流信号の第１位相のタイミングで走査を開始した第１フレーム画像中の前記第１位相から所与の位相ずれた時点の領域を含む第１局所フレーム画像と、前記交流信号の前記第１位相と異なる第２位相のタイミングで走査を開始した第２フレーム画像中の前記第２位相から前記所与の位相ずれた時点の領域を含む第２局所フレーム画像と、の間の画像変位ベクトルを算出する画像変位ベクトル算出部と、
前記荷電粒子ビームを偏向させて走査する走査偏向器と、
前記画像変位ベクトルに基づいて、前記荷電粒子ビームの走査を補正する走査補正信号を生成する走査補正信号発生部と、
前記交流信号に同期して、前記走査偏向器に、前記走査補正信号に基づき補正された走査信号を供給する走査信号供給部と、
を含む、荷電粒子ビーム装置。
【請求項２】
交流信号に同期して荷電粒子ビームの走査を行う荷電粒子ビーム装置であって、
前記交流信号の第１位相のタイミングで走査を開始した第１フレーム画像中の前記第１位相から所与の位相ずれた時点の領域を含む第１局所フレーム画像と、前記交流信号の前記第１位相と異なる第２位相のタイミングで走査を開始した第２フレーム画像中の前記第２位相から前記所与の位相ずれた時点の領域を含む第２局所フレーム画像と、の間の画像変位ベクトルを算出する画像変位ベクトル算出部と、
複数の記憶画素を備えたフレームメモリーと、
前記画像変位ベクトルに基づいて、前記記憶画素のアドレスを補正するアドレス補正信号を生成するアドレス補正信号発生部と、
前記記憶画素のアドレスを前記アドレス補正信号に基づき補正して、補正された前記アドレスの前記記憶画素に検出器の検出信号を記憶させるアドレス選択部と、
を含む、荷電粒子ビーム装置。
【請求項３】
請求項１または２において、
前記第１局所フレーム画像は、前記第１フレーム画像中の前記交流信号の山に対応する時点の領域を含み、
前記第２局所フレーム画像は、前記第２フレーム画像中の前記交流信号の谷に対応する時点の領域を含む、荷電粒子ビーム装置。
【請求項４】
請求項１ないし３のいずれか１項において、
外乱磁場を検出する磁気センサーを含み、
前記交流信号は、前記磁気センサーの出力信号である、荷電粒子ビーム装置。
【請求項５】
交流信号に同期して荷電粒子ビームの走査を行う荷電粒子ビーム装置における画像取得方法であって、
前記交流信号の第１位相のタイミングで走査を開始した第１フレーム画像中の前記第１位相から所与の位相ずれた時点の領域を含む第１局所フレーム画像と、前記交流信号の前記第１位相と異なる第２位相のタイミングで走査を開始した第２フレーム画像中の前記第２位相から前記所与の位相ずれた時点の領域を含む第２局所フレーム画像と、の間の画像変位ベクトルを算出する画像変位ベクトル算出ステップと、
前記画像変位ベクトルに基づいて、前記荷電粒子ビームの走査を補正する走査補正信号を生成する走査補正信号発生ステップと、
前記交流信号に同期して、走査偏向器に、前記走査補正信号に基づき補正された走査信号を供給する走査信号供給ステップと、
を含む、画像取得方法。
【請求項６】
交流信号に同期して荷電粒子ビームの走査を行う荷電粒子ビーム装置における画像取得方法であって、
前記交流信号の第１位相のタイミングで走査を開始した第１フレーム画像中の前記第１位相から所与の位相ずれた時点の領域を含む第１局所フレーム画像と、前記交流信号の前記第１位相と異なる第２位相のタイミングで走査を開始した第２フレーム画像中の前記第２位相から前記所与の位相ずれた時点の領域を含む第２局所フレーム画像と、の間の画像変位ベクトルを算出する画像変位ベクトル算出ステップと、
前記画像変位ベクトルに基づいて、フレームメモリーの記憶画素のアドレスを補正するアドレス補正信号を生成するアドレス補正信号発生ステップと、
前記記憶画素のアドレスを前記アドレス補正信号に基づき補正して、補正された前記アドレスの前記記憶画素に検出器の検出信号を記憶させるアドレス選択ステップと、
を含む、画像取得方法。
【請求項７】
請求項５または６において、
前記第１局所フレーム画像は、前記第１フレーム画像中の前記交流信号の山に対応する時点の領域を含み、
前記第２局所フレーム画像は、前記第２フレーム画像中の前記交流信号の谷に対応する時点の領域を含む、画像取得方法。
【請求項８】
請求項５ないし７のいずれか１項において、
前記交流信号は、外乱磁場を検出する磁気センサーの出力信号である、画像取得方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、荷電粒子ビーム装置および画像取得方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
生物、材料、半導体などの微細構造を観察・分析する走査電子顕微鏡や、半導体素子回路パターンを測長するための測長用走査電子顕微鏡等の荷電粒子ビーム装置が知られている。
【０００３】
例えば走査電子顕微鏡では、電子源から放出した電子ビームを細く絞って対象となる試料上で２次元的に走査し、電子ビームの照射により試料から発生する二次電子や反射電子等を検出して画像化する。
【０００４】
このような走査電子顕微鏡の鏡筒は、多くの場合、装置の設置環境による外乱磁場にさらされている。この外乱磁場の主な成分として、装置が設置されている設置室の電気配線による交流磁場が挙げられる。この交流磁場によって電子ビームは偏向され、本来直線であるはずのビーム走査が図１４に示すように周期的に歪んだ形状となる。これによって得られた像は、像の各部で不規則な方向に伸び縮みのある歪みの混入した像となる。なお、図１４に示す線は走査線を表しており、図１４に示す番号は、走査線を特定するための番号である。
【０００５】
このような問題に対して、例えば、特許文献１に記載の電子顕微鏡では、２次元走査の発生タイミングを、ＡＣ電源の周波数位相に同期させることで、ＡＣ電源による磁場の影響を低減させている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００７−１４９３４８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
図１５は、従来の荷電粒子ビーム装置の一例として電子顕微鏡１０１の構成を模式的に示す図である。電子顕微鏡１０１は、図１５に示すように、電子源１１１と、集束レンズ１１２と、走査偏向器１１３と、対物レンズ１１４と、試料ステージ１１５と、検出器１１６と、走査信号発生器１２０と、Ａ／Ｄ変換器１３０と、フレームメモリー１４０と、アドレス発生器１４２と、画像表示装置１５０と、を含んで構成されている。
【０００８】
電子顕微鏡１０１では、電子源１１１で発生させた電子ビームＢは、集束レンズ１１２および対物レンズ１１４により細く絞られ、走査偏向器１１３により偏向されて、試料ステージ１１５に支持された試料Ｓの表面を走査する。試料Ｓで発生した二次電子等は検出器１１６で検出され、電気信号に変換される。この信号は、Ａ／Ｄ変換器１３０によりデジタル信号に変換され、アドレス発生器１４２により走査信号に応じて指定されたフレームメモリー１４０内のアドレスの記憶画素に格納され、画像表示装置１５０に表示される。
【０００９】
走査信号発生器１２０は、のこぎり波状の走査信号を発生し、走査偏向器１１３を駆動する。フレームメモリー１４０の画像取り込みのタイミングは、走査信号発生器１２０が発生する走査信号に同期している。
【００１０】
ここで、走査信号発生器１２０は、装置電源の交流信号に同期してラスター走査の各走査線の走査を開始する。
【００１１】
図１６は、電源同期がある場合のラスター走査を説明するための図である。電子ビームの各走査線の走査は、装置電源の交流信号の同一位相からスタートする。これにより、図１６に示すように、外乱磁場による各走査線の歪みは、その開始点がフレームの左端で揃えられる。そのため、像の各部で不規則な方向の伸び縮みを伴う歪みが無い画像が得られる。
【００１２】
しかしながら、ラスター走査を装置電源の交流信号に同期させたとしても、例えば、図１６に示すように、水平方向について周期的にそろって像が移動もしくは伸び縮みする歪みは除去することができない。
【００１３】
本発明は、以上のような問題点に鑑みてなされたものであり、本発明のいくつかの態様に係る目的の１つは、外乱磁場に起因する周期的な像の歪みを低減させることができる荷電粒子ビーム装置および画像取得方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
（１）本発明に係る荷電粒子ビーム装置は、
交流信号に同期して荷電粒子ビームの走査を行う荷電粒子ビーム装置であって、
前記交流信号の第１位相のタイミングで走査を開始した第１フレーム画像中の前記第１位相から所与の位相ずれた時点の領域を含む第１局所フレーム画像と、前記交流信号の前記第１位相と異なる第２位相のタイミングで走査を開始した第２フレーム画像中の前記第２位相から前記所与の位相ずれた時点の領域を含む第２局所フレーム画像と、の間の画像変位ベクトルを算出する画像変位ベクトル算出部と、
前記荷電粒子ビームを偏向させて走査する走査偏向器と、
前記画像変位ベクトルに基づいて、前記荷電粒子ビームの走査を補正する走査補正信号を生成する走査補正信号発生部と、
前記交流信号に同期して、前記走査偏向器に、前記走査補正信号に基づき補正された走査信号を供給する走査信号供給部と、
を含む。
【００１５】
このような荷電粒子ビーム装置では、走査補正信号に基づき走査信号を補正することにより、外乱磁場を打ち消すように荷電粒子ビームを偏向させて走査させることができる。したがって、外乱磁場に起因する装置電源周期に同期した周期的な像の歪みを低減させることができ、歪が低減された精度のよい画像を取得することができる。したがって、このような荷電粒子ビーム装置では、精度のよい観察や、分析を行うことができる。
【００１６】
（２）本発明に係る荷電粒子ビーム装置は、
交流信号に同期して荷電粒子ビームの走査を行う荷電粒子ビーム装置であって、
前記交流信号の第１位相のタイミングで走査を開始した第１フレーム画像中の前記第１位相から所与の位相ずれた時点の領域を含む第１局所フレーム画像と、前記交流信号の前記第１位相と異なる第２位相のタイミングで走査を開始した第２フレーム画像中の前記第２位相から前記所与の位相ずれた時点の領域を含む第２局所フレーム画像と、の間の画像変位ベクトルを算出する画像変位ベクトル算出部と、
複数の記憶画素を備えたフレームメモリーと、
前記画像変位ベクトルに基づいて、前記記憶画素のアドレスを補正するアドレス補正信号を生成するアドレス補正信号発生部と、
前記記憶画素のアドレスを前記アドレス補正信号に基づき補正して、補正された前記ア
ドレスの前記記憶画素に検出器の検出信号を記憶させるアドレス選択部と、
を含む。
【００１７】
このような荷電粒子ビーム装置では、フレームメモリーの記憶画素のアドレスを、アドレス補正信号に基づき補正することにより、外乱磁場により偏向された荷電粒子ビームの走査位置と記憶画素のアドレスとを対応させることができる。したがって、外乱磁場に起因する装置電源周期に同期した周期的な像の歪みを低減させることができ、歪が低減された精度のよい画像を取得することができる。したがって、このような荷電粒子ビーム装置では、精度のよい観察や、分析を行うことができる。
【００１８】
（３）本発明に係る荷電粒子ビーム装置において、
前記第１局所フレーム画像は、前記第１フレーム画像中の前記交流信号の山に対応する時点の領域を含み、
前記第２局所フレーム画像は、前記第２フレーム画像中の前記交流信号の谷に対応する時点の領域を含んでいてもよい。
【００１９】
このような荷電粒子ビーム装置では、第１局所フレーム画像と第２局所フレーム画像との間の外乱磁場による画像のズレ量を大きくすることができる。したがって、このような荷電粒子ビーム装置では、画像変位ベクトル算出部において、より正確に画像変位ベクトルの方向および大きさ、すなわち、外乱磁場の方向および大きさを算出することができる。
【００２０】
（４）本発明に係る荷電粒子ビーム装置において、
外乱磁場を検出する磁気センサーを含み、
前記交流信号は、前記磁気センサーの出力信号であってもよい。
【００２１】
このような荷電粒子ビーム装置では、外乱磁場に起因する周期的な像の歪みを低減させることができ、歪が低減された精度のよい画像を取得することができる。
【００２２】
（５）本発明に係る画像取得方法は、
交流信号に同期して荷電粒子ビームの走査を行う荷電粒子ビーム装置における画像取得方法であって、
前記交流信号の第１位相のタイミングで走査を開始した第１フレーム画像中の前記第１位相から所与の位相ずれた時点の領域を含む第１局所フレーム画像と、前記交流信号の前記第１位相と異なる第２位相のタイミングで走査を開始した第２フレーム画像中の前記第２位相から前記所与の位相ずれた時点の領域を含む第２局所フレーム画像と、の間の画像変位ベクトルを算出する画像変位ベクトル算出ステップと、
前記画像変位ベクトルに基づいて、前記荷電粒子ビームの走査を補正する走査補正信号を生成する走査補正信号発生ステップと、
前記交流信号に同期して、走査偏向器に、前記走査補正信号に基づき補正された走査信号を供給する走査信号供給ステップと、
を含む。
【００２３】
このような画像取得方法では、走査補正信号に基づき走査信号を補正することにより、外乱磁場を打ち消すように荷電粒子ビームを偏向させて走査させることができる。したがって、外乱磁場に起因する装置電源周期に同期した周期的な像の歪みを低減させることができ、歪が低減された精度のよい画像を取得することができる。したがって、このような画像取得方法では、精度のよい観察や、分析を行うことができる。
【００２４】
（６）本発明に係る画像取得方法は、
交流信号に同期して荷電粒子ビームの走査を行う荷電粒子ビーム装置における画像取得方法であって、
前記交流信号の第１位相のタイミングで走査を開始した第１フレーム画像中の前記第１位相から所与の位相ずれた時点の領域を含む第１局所フレーム画像と、前記交流信号の前記第１位相と異なる第２位相のタイミングで走査を開始した第２フレーム画像中の前記第２位相から前記所与の位相ずれた時点の領域を含む第２局所フレーム画像と、の間の画像変位ベクトルを算出する画像変位ベクトル算出ステップと、
前記画像変位ベクトルに基づいて、フレームメモリーの記憶画素のアドレスを補正するアドレス補正信号を生成するアドレス補正信号発生ステップと、
前記記憶画素のアドレスを前記アドレス補正信号に基づき補正して、補正された前記アドレスの前記記憶画素に検出器の検出信号を記憶させるアドレス選択ステップと、
を含む。
【００２５】
このような画像取得方法では、フレームメモリーの記憶画素のアドレスを、アドレス補正信号に基づき補正することにより、外乱磁場により偏向された荷電粒子ビームの走査位置と記憶画素のアドレスとを対応させることができる。したがって、外乱磁場に起因する装置電源周期に同期した周期的な像の歪みを低減させることができ、歪が低減された精度のよい画像を取得することができる。したがって、このような画像取得方法では、精度のよい観察や、分析を行うことができる。
【００２６】
（７）本発明に係る画像取得方法において、
前記第１局所フレーム画像は、前記第１フレーム画像中の前記交流信号の山に対応する時点の領域を含み、
前記第２局所フレーム画像は、前記第２フレーム画像中の前記交流信号の谷に対応する時点の領域を含んでいてもよい。
【００２７】
（８）本発明に係る画像取得方法において、
前記交流信号は、外乱磁場を検出する磁気センサーの出力信号であってもよい。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】第１実施形態に係る電子顕微鏡の構成を模式的に示す図。
【図２】装置電源の交流信号の位相０°のタイミングでラスター走査を開始したときの走査信号の一例を示す図。
【図３】装置電源の交流信号の位相１８０°のタイミングでラスター走査を開始したときの走査信号の一例を示す図。
【図４】図４（Ａ）は装置電源の交流信号の位相０°のタイミングでラスター走査を開始したフレーム画像を模式的に示す図であり、図４（Ｂ）は装置電源の交流信号の位相１８０°のタイミングでラスター走査を開始したフレーム画像を模式的に示す図である。
【図５】図５（Ａ）は第１局所フレーム画像を模式的に示す図であり、図５（Ｂ）は第２局所フレーム画像を模式的に示す図である。
【図６】走査補正信号を説明するための図。
【図７】走査信号に走査補正信号を加算した結果の一例を示す図。
【図８】走査信号に走査補正信号を加算した結果の一例を示す図。
【図９】第１実施形態に係る電子顕微鏡における画像取得方法の一例を示すフローチャート。
【図１０】第２実施形態に係る電子顕微鏡の構成を模式的に示す図。
【図１１】第３実施形態に係る電子顕微鏡の構成を模式的に示す図。
【図１２】図１２（Ａ）はフレームメモリーのアドレス補正前の状態を説明するための図であり、図１２（Ｂ）はフレームメモリーのアドレス補正後の状態を説明するための図である。
【図１３】第３実施形態に係る電子顕微鏡における画像取得方法の一例を示すフローチャート。
【図１４】電源同期がない場合のラスター走査を説明するための図。
【図１５】従来の電子顕微鏡の構成を模式的に示す図。
【図１６】電源同期がある場合のラスター走査を説明するための図。
【発明を実施するための形態】
【００２９】
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。
【００３０】
以下では、本発明に係る荷電粒子ビーム装置として、走査電子顕微鏡（ＳＥＭ）を例に挙げて説明するが、本発明に係る荷電粒子ビーム装置は、走査電子顕微鏡以外の荷電粒子ビーム装置、例えば、測長用走査電子顕微鏡等にも適用できる。
【００３１】
１．  第１実施形態
１．１．  荷電粒子ビーム装置
まず、第１実施形態に係る荷電粒子ビーム装置の一例としての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、第１実施形態に係る電子顕微鏡１００の構成を模式的に示す図である。
【００３２】
電子顕微鏡１００は、図１に示すように、電子源１１（荷電粒子源の一例）と、集束レンズ１２と、走査偏向器１３と、対物レンズ１４と、試料ステージ１５と、検出器１６と、走査信号発生器２０（走査信号供給部の一例）と、Ａ／Ｄ変換器３０と、フレームメモリー４０と、アドレス発生器４２（アドレス選択部の一例）と、画像表示装置５０と、画像変位ベクトル算出器６０（画像変位ベクトル算出部の一例）と、走査補正信号発生器７０（走査補正信号発生部の一例）と、を含んで構成されている。
【００３３】
電子顕微鏡１００は、この他にも、各種レンズや絞り等を含んで構成されているが、図示を省略している。また、電子顕微鏡１００は、図１に示した構成要素の一部を省略または変更してもよいし、新たな構成要素を付加した構成としてもよい。
【００３４】
電子源１１は、例えば、公知の電子銃であり、陰極から放出された電子を陽極で加速し電子ビームＢを放出する。電子源１１として用いられる電子銃は、特に限定されず、例えば、タングステンフィラメント熱電子型や、熱電界放出型、冷陰極電界放出型などの電子銃を用いることができる。
【００３５】
集束レンズ（コンデンサーレンズ）１２は、電子源１１から放出された電子ビームＢを集束させる。
【００３６】
走査偏向器１３は、電子ビームＢを偏向させて試料Ｓ上で走査する。走査偏向器１３は、例えば、電磁コイルを含み、磁場により電子ビームＢを偏向させる。走査偏向器１３は、電子ビームＢを偏向させて二次元的に走査することができる。走査偏向器１３は、走査信号発生器２０の出力信号（後述する走査補正信号が加算された走査信号）に基づいて、電子ビームＢの走査を行う。
【００３７】
対物レンズ１４は、電子ビームＢを集束させる。電子顕微鏡１００では、集束レンズ１２および対物レンズ１４で集束させた電子ビームＢを電子プローブとして、走査偏向器１３によって試料Ｓ上で走査させる。
【００３８】
試料ステージ１５は、試料Ｓを支持し、試料Ｓの水平移動、上下移動、回転、傾斜などの動作を行うことができる。
【００３９】
検出器１６は、集束された電子ビームＢを試料Ｓに照射させて得られる信号、例えば、二次電子や反射電子を検出する。検出器１６によって検出された二次電子や反射電子の検出信号は、Ａ／Ｄ変換器３０によってデジタル信号に変換され、フレームメモリー４０に記憶される。
【００４０】
走査信号発生器２０は、電子ビームＢを走査するための走査信号を生成する。走査信号は、例えば、電子ビームＢをラスター走査させるための信号である（例えば図２参照）。ここで、ラスター走査とは、電子ビームＢを一次元的に走査して走査線を得、当該走査線でその垂直方向に走査して、二次元的な画像を得る手法である。
【００４１】
走査信号発生器２０は、後述する走査補正信号発生器７０から走査補正信号が入力されると、走査信号に走査補正信号を加算して当該走査信号を補正する。走査信号発生器２０は、走査補正信号が加算された走査信号を走査偏向器１３およびアドレス発生器４２に出力する。
【００４２】
ここで、電子顕微鏡１００は、装置電源の交流信号に同期して、電子ビームＢの走査を行う。走査信号発生器２０には、電子顕微鏡１００の電源ユニット（図示せず）から装置電源の交流信号が供給されている。装置電源の交流信号は、例えば、商用電源周波数を有しており、正弦関数で表すことができる。走査信号発生器２０は、走査補正信号が加算された走査信号を装置電源の交流信号に同期して出力する。装置電源の交流信号に同期して電子ビームＢの走査を行い、ラスター走査の各走査線を装置電源の交流信号の同一位相から開始させる。
【００４３】
フレームメモリー４０は、複数の記憶画素を備えている。フレームメモリー４０は、例えば、１フレーム分の記憶画素を備えている。検出器１６の検出信号は、フレームメモリー４０内の、走査補正信号が加算された走査信号に応じたアドレスの記憶画素に記憶される。
【００４４】
具体的には、フレームメモリー４０に検出信号を記憶させる際には、アドレス発生器４２が、走査補正信号が加算された走査信号に応じて、フレームメモリー４０の記憶画素のアドレスを選択するアドレス信号を生成し、フレームメモリー４０に出力する。Ａ／Ｄ変換器３０でデジタル信号に変換された検出信号は、フレームメモリー４０内の選択されたアドレスの記憶画素に記憶される。これにより、検出信号は、フレームメモリー４０内の電子ビームＢの走査位置に応じたアドレスの記憶画素に記憶される。
【００４５】
画像表示装置５０は、フレームメモリー４０の各記憶画素に記憶された画像データを読み出して、試料ＳのＳＥＭ像を表示する。
【００４６】
画像変位ベクトル算出器６０は、後述する２つの局所フレーム画像から画像変位ベクトルを算出する。そして、走査補正信号発生器７０は、算出された画像変位ベクトルから走査補正信号を生成する。以下、画像変位ベクトル算出器６０および走査補正信号発生器７０の動作について詳細に説明する。
【００４７】
画像変位ベクトル算出器６０は、フレームメモリー４０から、装置電源の交流信号の位相０°のタイミングでラスター走査を開始した第１フレーム画像と、装置電源の交流信号の位相１８０°のタイミングでラスター走査を開始した第２フレーム画像と、を取得する。
【００４８】
図２は、装置電源の交流信号の位相０°のタイミングでラスター走査を開始したときの走査信号の一例を示す図である。図３は、装置電源の交流信号の位相１８０°のタイミングでラスター走査を開始したときの走査信号の一例を示す図である。
【００４９】
装置電源の交流信号の位相０°のタイミングでラスター走査を開始するとは、図２に示すように、位相０°のタイミングで各走査線の走査を開始することをいう。これにより、ラスター走査の各走査線を装置電源の交流信号の位相０°から開始させることができる。このことは、図３に示す位相１８０°の例や、その他の位相についても同様である。
【００５０】
ここで、走査信号は、図２および図３に示すように、ｘ方向（走査線の方向）の走査を行う走査信号（ｘ）と、ｙ方向（走査線に垂直な方向）の走査を行う走査信号（ｙ）と、で構成されている。図示の例では、走査信号（ｘ）は、のこぎり波状の信号波形を有しており、走査信号（ｙ）は、ステップ状の信号波形を有している。
【００５１】
図４（Ａ）は、装置電源の交流信号の位相０°のタイミングでラスター走査を開始して得られた第１フレーム画像Ｆ１を模式的に示す図である。図４（Ｂ）は、装置電源の交流信号の位相１８０°のタイミングでラスター走査を開始して得られた第２フレーム画像Ｆ２を模式的に示す図である。なお、図４（Ａ）および図４（Ｂ）に示すフレーム内の線は走査線を表しており、図４（Ａ）および図４（Ｂ）に示す番号は、走査線を特定するための番号である。
【００５２】
走査信号発生器２０が装置電源の交流信号の位相０°のタイミングで走査信号を走査偏向器１３に供給することにより、図４（Ａ）に示す第１フレーム画像Ｆ１が得られる。また、走査信号発生器２０が装置電源の交流信号の位相１８０°のタイミングで走査信号を走査偏向器１３に供給することにより、図４（Ｂ）に示す第２フレーム画像Ｆ２が得られる。第１フレーム画像Ｆ１および第２フレーム画像Ｆ２は、ラスター走査を開始するタイミングが異なる他は、試料Ｓの同じ測定領域を同じ測定条件で走査して得られる。
【００５３】
次に、画像変位ベクトル算出器６０は、図４（Ａ）に示すように、取得した第１フレーム画像Ｆ１のなかから装置電源の交流信号の位相９０°の時点の領域を取り出して第１局所フレーム画像αとする。また、画像変位ベクトル算出器６０は、図４（Ｂ）に示すように、取得した第２フレーム画像Ｆ２のなかから装置電源の交流信号の位相２７０°の時点の領域を取り出して第２局所フレーム画像βとする。
【００５４】
ここで、装置電源の交流信号の位相９０°の時点の領域とは、フレーム画像中の装置電源の交流信号の位相９０°の時点で電子ビームＢが試料Ｓを走査して得られた領域をいう。このことは、位相１８０°の時点の領域やその他の位相の時点の領域についても同様である。
【００５５】
図５（Ａ）は、第１局所フレーム画像αを模式的に示す図であり、図５（Ｂ）は、第２局所フレーム画像βを模式的に示す図である。
【００５６】
第１局所フレーム画像αおよび第２局所フレーム画像βは、ともに、ラスター走査を開始したときの位相から９０°ずれた位相の時点の領域を中心としている。第１局所フレーム画像αおよび第２局所フレーム画像βは、第１フレーム画像Ｆ１と第２フレーム画像Ｆ２の対応する領域（フレーム中における位置と大きさが同じ領域）の画像である。そのため、第１局所フレーム画像αと第２局所フレーム画像βとは、仮に電子ビームＢが外乱磁場の影響を受けていない場合に、同じ画像となる。
【００５７】
局所フレーム画像α，βのサイズ（フレーム画像Ｆ１，Ｆ２から取り出す領域の大きさ）は、適宜設定することができる。局所フレーム画像α，βのサイズは、例えば、フレーム画像Ｆ１，Ｆ２が１２８０×９６０画素のときに、１２８×１２８画素程度である。
【００５８】
なお、画像変位ベクトルを正確に算出するためには、局所フレーム画像α，βのサイズがそれぞれ位相９０°の時点、および位相２７０°の時点の領域を中心として、後述する相互相関演算の精度が得られる範囲で小さいほうが望ましい。
【００５９】
装置電源の交流信号（正弦波）の位相９０°の時点は、図４（Ａ）に示すように、装置電源の交流信号の山に対応し、装置電源の交流信号に同期した外乱磁場がある場合に、外乱磁場の振幅が最大になる。そのため、ここで得られる画像のずれも最大となる。図４（Ａ）の例では、位相９０°の時点で電子ビームＢが最も上方にずれているため、得られる第１局所フレーム画像αは、図５（Ａ）に示すように、その絵柄が最も下方にずれる。
【００６０】
一方、装置電源の交流信号（正弦波）の位相２７０°の時点は、図４（Ｂ）に示すように、装置電源の交流信号の谷に対応し、装置電源の交流信号に同期した外乱磁場がある場合に、位相が９０°の時点と同様に外乱磁場の振幅が最大となるが変位の方向は反対方向である。図４（Ｂ）の例では、位相２７０°の時点で電子ビームＢが最も下方にずれているため、得られる第２局所フレーム画像βは、図５（Ｂ）に示すように、その絵柄が最も上方にずれる。
【００６１】
したがって、第１局所フレーム画像αと第２局所フレーム画像βとの間の画像変位ベクトルは、その角度が外乱磁場の角度に対応し、その大きさが外乱磁場の大きさに対応する。ここで、画像変位ベクトルは、第１局所フレーム画像αと第２局所フレーム画像βとの間の画像のずれの方向およびずれ量を表すベクトルである。
【００６２】
次に、画像変位ベクトル算出器６０は、第１局所フレーム画像αと第２局所フレーム画像βとの間の画像変位ベクトルＧを算出する。
【００６３】
画像変位ベクトル算出器６０は、例えば、画像変位ベクトルＧの算出を、第１局所フレーム画像αと第２局所フレーム画像βの相互相関演算で行う。この場合、相互相関演算は、２つの画像α，βの二次元フーリエ変換の複素共役の積の逆フーリエ変換で実行する。二次元の相互相関演算の結果の最大値の座標が像の変位ベクトル、すなわち、画像変位ベクトルとなる。
【００６４】
走査補正信号発生器７０は、画像変位ベクトル算出器６０で算出された画像変位ベクトルに基づいて、電子ビームＢの走査を補正するための走査補正信号を生成する。
【００６５】
図６は、走査補正信号を説明するための図である。図６では、走査補正信号座標系（Ｘ，Ｙ）における画像変位ベクトルＧを表している。
【００６６】
走査補正信号発生器７０では、外乱磁場の角度θとその大きさＨから、その逆ベクトルを生じる走査補正信号を発生させる。図４に示すように、走査補正信号のＸ方向とＹ方向の座標系は、補正前の走査信号のある時点での走査位置（ｘ，ｙ）を原点とする座標系とする。外乱磁場のＸ方向の強度Ｇｘは次式（１）で定める。
【００６７】
【数１】
2016110767.tif 000003
【００６８】
なお、ｋは装置固有の定数である。ｋは、任意に定めることができる。
【００６９】
外乱磁場のＹ方向の強度Ｇｙは次式（２）で定める。
【００７０】
【数２】
2016110767.tif 000004
【００７１】
走査補正信号は、Ｘ方向とＹ方向に個別の正弦関数の式（３）、式（４）とする。
【００７２】
【数３】
2016110767.tif 000005
【００７３】
なお、Ｃは、予めわかっている装置電源の交流信号の周期から定めた値である。
【００７４】
走査信号発生器２０は、走査補正信号発生器７０で生成された走査補正信号を、走査信号に加算する。なお、図６に示す例では、Ｘ方向の強度Ｇｘはゼロである。
【００７５】
図７は、外乱磁場がＹ方向の強度Ｇｙを持つ場合（強度Ｇｘはゼロ、図６に示す例）に、走査信号に走査補正信号を加算した結果の一例を示す図である。なお、図７では、走査信号を点線で示し、走査信号に走査補正信号を加算した結果を実線で示している。
【００７６】
図７に示すように、走査信号に走査補正信号が加算されて、走査信号が補正される。図７に示す例では、外乱磁場のＸ方向の強度Ｇｘはゼロであるため、走査信号（ｙ）にのみ、走査補正信号が加算されている。走査信号（ｙ）に走査補正信号を加算することにより、図５（Ａ）および図５（Ｂ）に示す装置電源の交流信号に同期した像のｙ方向（上下方向）のずれを低減させることができる。
【００７７】
図８は、外乱磁場がＸ方向の強度ＧｘおよびＹ方向の強度Ｇｙを持つ場合に、走査信号に走査補正信号を加算した結果の一例を示す図である。なお、図８では、走査信号を点線で示し、走査信号に走査補正信号を加算した結果を実線で示している。
【００７８】
図８に示す例では、走査信号（ｘ）および走査信号（ｙ）にそれぞれ走査補正信号が重畳されている。走査信号（ｘ）に走査補正信号を重畳することにより、装置電源の交流信号に同期した像のｘ方向の伸び縮みを低減させることができる。
【００７９】
走査信号発生器２０は、例えば、装置電源の交流信号の位相０°のタイミングで走査補正信号が加算された走査信号を、走査偏向器１３に供給する。これにより、外乱磁場を打ち消すように電子ビームＢを偏向させて走査することができ、電子ビームＢを直線的に走査することができる。
【００８０】
１．２．  画像取得方法
次に、荷電粒子ビーム装置の一例としての電子顕微鏡１００における画像取得方法について図面を参照しながら説明する。図９は、第１実施形態に係る電子顕微鏡１００における画像取得方法の一例を示すフローチャートである。
【００８１】
まず、フレーム画像Ｆ１およびフレーム画像Ｆ２を取得するための測定走査を行う（ステップＳ１０）。
【００８２】
電子顕微鏡１００において、測定走査は、例えば、電子ビームＢの走査スピードを切り替えたタイミングで開始される。また、測定走査は、例えばユーザーが撮影を開始するためのスイッチ（図示せず）を押した後、撮影が開始される前に行われてもよい。
【００８３】
測定走査では、走査信号発生器２０が装置電源の交流信号の位相０°のタイミングで走査偏向器１３に供給してラスター走査を行い１フレーム分を走査し、その後、装置電源の交流信号の位相１８０°のタイミングで走査信号を走査偏向器１３に供給してラスター走査を行い１フレーム分を走査する。
【００８４】
測定走査において、位相０°のタイミングでラスター走査を行うにより、フレームメモリー４０にはフレーム画像Ｆ１が記録される。また、測定走査において、位相１８０°のタイミングでラスター走査を行うことにより、フレームメモリー４０にはフレーム画像Ｆ２が記録される。
【００８５】
次に、画像変位ベクトル算出器６０が、フレーム画像Ｆ１から第１局所フレーム画像αを取り出し、フレーム画像Ｆ２から第２局所フレーム画像βを取り出す（ステップＳ１１）。
【００８６】
次に、画像変位ベクトル算出器６０が、第１局所フレーム画像αと第２局所フレーム画像βとの間の画像変位ベクトルを算出する（ステップＳ１２）。
【００８７】
次に、走査補正信号発生器７０が、画像変位ベクトル算出器６０で生成された画像変位ベクトルに基づいて、走査補正信号を生成する（ステップＳ１３）。
【００８８】
次に、走査信号発生器２０が、走査信号に、走査補正信号を加算して走査偏向器１３に供給する（ステップＳ１４）。
【００８９】
走査信号発生器２０は、走査補正信号が加算された走査信号を、装置電源の交流信号の位相０°のタイミングで走査偏向器１３に供給する。検出器１６の検出信号は、走査補正信号が加算された走査信号に同期して、フレームメモリー４０内の、電子ビームＢの走査位置に応じたアドレスの記憶画素に記憶される。
【００９０】
画像表示装置５０は、フレームメモリー４０の各記憶画素に記憶された画像データを読み出して、試料ＳのＳＥＭ像を表示する。
【００９１】
以上の工程により、ＳＥＭ像を取得することができる。
【００９２】
電子顕微鏡１００は、例えば、以下の特徴を有する。
【００９３】
電子顕微鏡１００では、画像変位ベクトル算出器６０が装置電源の交流信号の位相０°のタイミングで走査を開始したフレーム画像Ｆ１中の位相９０°の時点の領域を含む第１局所フレーム画像αと、交流信号の位相１８０°のタイミングで走査を開始したフレーム画像Ｆ２中の位相２７０°の時点の領域を含む第２局所フレーム画像βと、の間の画像変位ベクトルを算出し、走査補正信号発生器７０が、当該画像変位ベクトルに基づいて、走査補正信号を生成する。そのため、電子顕微鏡１００では、走査補正信号に基づき走査信号を補正して、外乱磁場を打ち消すように電子ビームＢを偏向させて走査させることがで
きる。したがって、外乱磁場に起因する装置電源周期に同期した周期的な像の歪みを低減させることができ、歪が低減された精度のよい画像を取得することができる。したがって、電子顕微鏡１００によれば、精度のよい観察や、分析を行うことができる。
【００９４】
電子顕微鏡１００では、第１局所フレーム画像αは、装置電源の交流信号の山に対応する時点の画像を含み、第２局所フレーム画像βは、装置電源の交流信号の谷に対応する時点の画像を含む。そのため、第１局所フレーム画像αと第２局所フレーム画像βとの間の外乱磁場による画像のズレ量を大きく（例えば、最大）にすることができる。したがって、電子顕微鏡１００では、画像変位ベクトル算出器６０において、より正確に画像変位ベクトルの方向および大きさ、すなわち、外乱磁場の方向および大きさを算出することができる。
【００９５】
本実施形態に係る画像取得方法では、画像変位ベクトル算出ステップ（ステップＳ１２）において、装置電源の交流信号の位相０°のタイミングで走査を開始したフレーム画像Ｆ１中の位相９０°の時点の領域を含む第１局所フレーム画像αと、交流信号の位相１８０°のタイミングで走査を開始したフレーム画像Ｆ２中の位相２７０°の時点の領域を含む第２局所フレーム画像βと、の間の画像変位ベクトルを算出し、走査補正信号発生ステップ（Ｓ１３）において、当該画像変位ベクトルに基づいて、走査補正信号を生成する。そのため、上述したように、走査補正信号に基づき走査信号を補正して、外乱磁場を打ち消すように電子ビームＢを偏向させて走査させることができる。したがって、外乱磁場に起因する装置電源周期に同期した周期的な像の歪みを低減させることができ、歪が低減された精度のよい画像を取得することができる。したがって、本実施形態に係る画像取得方法によれば、精度のよい観察や、分析を行うことができる。
【００９６】
２．  第２実施形態
２．１．  荷電粒子ビーム装置
次に、第２実施形態に係る荷電粒子ビーム装置の一例としての電子顕微鏡について図面を参照しながら説明する。図１０は、第２実施形態に係る電子顕微鏡２００の構成を模式的に示す図である。以下、第２実施形態に係る電子顕微鏡２００において、上述した第１実施形態に係る電子顕微鏡１００の構成部材と同様の機能を有する部材については同一の符号を付し、その説明を省略する。
【００９７】
上述した第１実施形態に係る電子顕微鏡１００では、図１に示すように、走査信号発生器２０は、ラスター走査の同期をとる信号として、装置電源の交流信号を用いていた。
【００９８】
これに対して、第２実施形態に係る電子顕微鏡２００では、図１０に示すように、磁気センサー２１０を含んで構成されており、走査信号発生器２０は、ラスター走査の同期をとる信号として、磁気センサー２１０の出力信号を用いている。
【００９９】
磁気センサー２１０は、外乱磁場を検出することができる。磁気センサー２１０は、例えば、電子顕微鏡２００の鏡筒近傍に設置されている。
【０１００】
２．２．  画像取得方法
第２実施形態に係る電子顕微鏡２００における画像取得方法は、上述した図９に示す第１実施形態に係る電子顕微鏡１００における画像取得方法に対して、装置電源の交流信号にかえて、磁気センサー２１０の出力信号を用いている点を除いて同じであり、その説明を省略する。
【０１０１】
第２実施形態に係る電子顕微鏡２００およびその画像取得方法によれば、上述した第１実施形態に係る電子顕微鏡１００およびその画像取得方法と同様に、外乱磁場に起因する
周期的な像の歪みを低減させることができ、歪が低減された精度のよい画像を取得することができる。
【０１０２】
３．  第３実施形態
３．１．  荷電粒子ビーム装置
次に、第３実施形態に係る荷電粒子ビーム装置の一例としての電子顕微鏡について図面を参照しながら説明する。図１１は、第３実施形態に係る電子顕微鏡３００の構成を模式的に示す図である。以下、第３実施形態に係る電子顕微鏡３００において、上述した第１実施形態に係る電子顕微鏡１００の構成部材と同様の機能を有する部材については同一の符号を付し、その説明を省略する。
【０１０３】
上述した第１実施形態に係る電子顕微鏡１００では、図１に示すように、走査信号発生器２０が、走査補正信号発生器７０で生成された走査補正信号を走査信号に加算することにより、走査信号を補正して歪みが低減されたＳＥＭ像を取得していた。
【０１０４】
これに対して、第３実施形態に係る電子顕微鏡３００では、図１１に示すように、アドレス補正信号発生器３１０（アドレス補正信号発生部の一例）を含んで構成されており、アドレス発生器４２が、アドレス補正信号発生器３１０で生成されたアドレス補正信号に基づいてフレームメモリー４０の記憶画素のアドレスを補正して、補正されたアドレスの記憶画素に検出器１６の検出信号を記憶させることにより、歪みが低減されたＳＥＭ像を取得することができる。
【０１０５】
アドレス補正信号発生器３１０は、走査補正信号発生器７０（図１参照）と同様に、画像変位ベクトル算出器６０で算出された画像変位ベクトルに基づいて、アドレス補正信号を生成する。アドレス補正信号発生器３１０は、外乱磁場の角度θとその大きさＨから、外乱磁場により偏向された電子ビームＢの走査位置と記憶画素のアドレスとが対応するように各記憶画素のアドレスを補正するアドレス補正信号を生成する。
【０１０６】
電子顕微鏡３００では、走査信号発生器２０は、装置電源の交流信号に同期して走査信号（走査信号（ｘ）はのこぎり波状の信号波形、走査信号（ｙ）はステップ状の信号波形）を走査偏向器１３およびアドレス発生器４２に出力する。
【０１０７】
アドレス発生器４２は、フレームメモリー４０の記憶画素のアドレスをアドレス補正信号に基づき補正して、検出器１６の検出信号を補正されたアドレスに記憶させる。
【０１０８】
例えば、アドレス発生器４２は、走査信号発生器２０からの走査信号に応じたアドレスを、アドレス補正信号に基づいて補正して新たなアドレスの情報を生成する。そして、アドレス発生器４２は、この新たなアドレスの情報を含むアドレス信号をフレームメモリー４０に出力する。Ａ／Ｄ変換器３０でデジタル信号に変換された検出信号は、このアドレス信号で選択されたアドレスの記憶画素に記憶される。このとき、選択されたアドレスは、電子ビームＢの走査位置と記憶画素のアドレスとが対応するように補正されている。これにより、検出信号は、フレームメモリー４０内の、電子ビームＢの走査位置に応じたアドレスの記憶画素に記憶される。
【０１０９】
図１２（Ａ）は、フレームメモリー４０のアドレス補正前の状態を説明するための図であり、図１２（Ｂ）は、フレームメモリー４０のアドレス補正後の状態を説明するための図である。なお、図１２（Ａ）および図１２（Ｂ）では、検出信号が格納されている記憶画素４を濃い色で示している。
【０１１０】
通常、ラスター走査の走査線は直線状であるため、フレームメモリー４０では、走査信
号に応じて、直線状に並んだ記憶画素４に順次記憶される。しかしながら、外乱磁場により電子ビームＢが偏向されてラスター走査の走査線が周期的に歪んだ場合、図１２（Ａ）に示すように、走査信号に応じて直線状に並んだ記憶画素４に順次記憶すると、得られた像が歪んでしまう。
【０１１１】
そのため、アドレス発生器４２は、アドレス補正信号に基づいて、図１２（Ｂ）に示すように、外乱磁場により偏向された電子ビームＢの走査位置と記憶画素のアドレスとが対応するように各記憶画素のアドレスを補正する。これにより、外乱磁場に起因する周期的な像の歪みを低減させることができる。
【０１１２】
３．２．  画像取得方法
次に、荷電粒子ビーム装置の一例としての電子顕微鏡３００における画像取得方法について図面を参照しながら説明する。図１３は、第３実施形態に係る電子顕微鏡３００における画像取得方法の一例を示すフローチャートである。
【０１１３】
まず、フレーム画像Ｆ１およびフレーム画像Ｆ２を取得するための測定走査を行う（ステップＳ２０）。
【０１１４】
次に、画像変位ベクトル算出器６０が、フレーム画像Ｆ１から第１局所フレーム画像αを取り出し、フレーム画像Ｆ２から第２局所フレーム画像βを取り出す（ステップＳ２１）。
【０１１５】
次に、画像変位ベクトル算出器６０が、第１局所フレーム画像αと第２局所フレーム画像βとの間の画像変位ベクトルを算出する（ステップＳ２２）。
【０１１６】
上記のステップＳ２０〜ステップＳ２２は、図９に示すステップＳ１０〜ステップＳ１２と同じであるためのその説明を省略する。
【０１１７】
次に、アドレス補正信号発生器３１０が、画像変位ベクトル算出器６０で生成された画像変位ベクトルに基づいて、アドレス補正信号を生成する（ステップＳ２３）。
【０１１８】
次に、アドレス発生器４２が、記憶画素のアドレスをアドレス補正信号に基づき補正して、検出信号を補正されたアドレスに記憶させる（ステップＳ２４）。
【０１１９】
具体的には、走査信号発生器２０が、走査信号を装置電源の交流信号に同期して走査偏向器１３およびアドレス発生器４２に供給する。アドレス発生器４２は、入力された走査信号に応じた記憶画素のアドレスをアドレス補正信号に基づき補正して、アドレス信号をフレームメモリー４０に出力する。検出信号は、このアドレス信号で選択されたアドレスの記憶画素に記憶される。これにより、検出信号は、フレームメモリー４０内の、電子ビームＢの走査位置に応じたアドレスの記憶画素に記憶される。
【０１２０】
画像表示装置５０は、フレームメモリー４０の各記憶画素に記憶された画像データを読み出して、試料ＳのＳＥＭ像を表示する。
【０１２１】
以上の工程により、ＳＥＭ像を取得することができる。
【０１２２】
第３実施形態に係る電子顕微鏡３００では、画像変位ベクトル算出器６０が装置電源の交流信号の位相０°のタイミングで走査を開始したフレーム画像Ｆ１中の位相９０°の時点の領域を含む第１局所フレーム画像αと、交流信号の位相１８０°のタイミングで走査を開始したフレーム画像Ｆ２中の位相２７０°の時点の領域を含む第２局所フレーム画像
βと、の間の画像変位ベクトルを算出し、アドレス補正信号発生器３１０が、当該画像変位ベクトルに基づいて、アドレス補正信号を生成する。そのため、電子顕微鏡３００では、フレームメモリー４０の記憶画素のアドレスを、アドレス補正信号に基づき補正して、外乱磁場により偏向された電子ビームＢの走査位置と記憶画素のアドレスとを対応させることができる。したがって、外乱磁場に起因する装置電源周期に同期した周期的な像の歪みを低減させることができ、歪が低減された精度のよい画像を取得することができる。したがって、電子顕微鏡３００では、精度のよい観察や、分析を行うことができる。
【０１２３】
また、第３実施形態に係る画像取得方法では、画像変位ベクトル算出ステップ（ステップＳ２２）において、装置電源の交流信号の位相０°のタイミングで走査を開始したフレーム画像Ｆ１中の位相９０°の時点の領域を含む第１局所フレーム画像αと、交流信号の位相１８０°のタイミングで走査を開始したフレーム画像Ｆ２中の位相２７０°の時点の領域を含む第２局所フレーム画像βと、の間の画像変位ベクトルを算出し、アドレス補正信号発生ステップ（Ｓ２３）において、当該画像変位ベクトルに基づいて、アドレス補正信号を生成する。そのため、上述したように、外乱磁場に起因する装置電源周期に同期した周期的な像の歪みを低減させることができ、歪が低減された精度のよい画像を取得することができる。したがって、本実施形態に係る画像取得方法では、精度のよい観察や、分析を行うことができる。
【０１２４】
４．  変形例
本発明は本実施形態に限定されず、本発明の要旨の範囲内で種々の変形実施が可能である
（１）第１変形例
まず、第１変形例について説明する。
【０１２５】
上述した実施形態では、画像変位ベクトル算出器６０は、フレーム画像Ｆ１のなかから装置電源の交流信号の位相９０°の時点を含む領域を取り出して第１局所フレーム画像αとしていた。
【０１２６】
これに対して、本変形例では、画像変位ベクトル算出器６０が第１局所フレーム画像αとして取り出す領域は、位相９０°の時点を含む領域に限定されずに、装置電源の交流信号の強度がゼロとなる位相の時点を除いた任意の位相の時点を含む領域であればよい。例えば、装置電源の交流信号がサイン波の場合、位相０°、位相１８０°の時点を除いた位相の時点を含む領域であればよい。
【０１２７】
また、第２局所フレーム画像βについても同様であり、画像変位ベクトル算出器６０が第２局所フレーム画像βとして取り出す領域は、位相２７０°の時点を含む領域に限定されずに、装置電源の交流信号の強度がゼロとなる位相を除いた任意の位相の時点を含む領域であればよい。
【０１２８】
ここで、第１局所フレーム画像αおよび第２局所フレーム画像βは、ともに、ラスター走査を開始するタイミングの位相から同じ位相だけずれた時点を中心とする領域であることが望ましい。これにより、第１局所フレーム画像αと第２局所フレーム画像βとを、仮に電子ビームＢが外乱磁場の影響を受けていない場合に、同じ画像とすることができ、２つの局所フレーム画像間の画像変位ベクトルから、より正確に外乱磁場の方向および大きさを算出することができる。
【０１２９】
第１変形例に係る電子顕微鏡では、上述した実施形態に係る電子顕微鏡１００，２００，３００と同様に、外乱磁場に起因する装置電源周期に同期した周期的な像の歪みを低減させることができ、歪が低減された精度のよい画像を取得することができる。
【０１３０】
（２）第２変形例
次に第２変形例について説明する。
【０１３１】
上述した実施形態では、フレーム画像Ｆ１は装置電源の交流信号（または磁気センサー２１０の交流信号）の位相０°のタイミングでラスター走査を開始して得られた画像であり、フレーム画像Ｆ２は装置電源の交流信号の位相１８０°のタイミングでラスター走査を開始して得られた画像であった。
【０１３２】
これに対して、第２変形例では、フレーム画像Ｆ１およびフレーム画像Ｆ２は、装置電源の交流信号の異なる位相のタイミングでラスター走査を開始して得られた画像であれば、そのラスター走査の開始のタイミングの位相は任意の位相とすることができる。
【０１３３】
第２変形例に係る電子顕微鏡では、上述した実施形態に係る電子顕微鏡１００，２００，３００と同様に、外乱磁場に起因する装置電源周期に同期した周期的な像の歪みを低減させることができ、歪が低減された精度のよい画像を取得することができる。
【０１３４】
なお、上述した実施形態及び変形例は一例であって、これらに限定されるわけではない。例えば各実施形態及び各変形例は、適宜組み合わせることが可能である。
【０１３５】
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】
【０１３６】
４…記憶画素、１１…電子源、１２…集束レンズ、１３…走査偏向器、１４…対物レンズ、１５…試料ステージ、１６…検出器、２０…走査信号発生器、３０…Ａ／Ｄ変換器、４０…フレームメモリー、４２…アドレス発生器、５０…画像表示装置、６０…画像変位ベクトル算出器、７０…走査補正信号発生器、１００…電子顕微鏡、１０１…電子顕微鏡、１１１…電子源、１１２…集束レンズ、１１３…走査偏向器、１１４…対物レンズ、１１５…試料ステージ、１１６…検出器、１２０…走査信号発生器、１３０…Ａ／Ｄ変換器、１４０…フレームメモリー、１４２…アドレス発生器、１５０…画像表示装置、２００…電子顕微鏡、２１０…磁気センサー、３００…電子顕微鏡、３１０…アドレス補正信号発生器
【図１】
2016110767.tif 000006
【図２】
2016110767.tif 000007
【図３】
2016110767.tif 000008
【図４】
2016110767.tif 000009
【図５】
2016110767.tif 000010
【図６】
2016110767.tif 000011
【図７】
2016110767.tif 000012
【図８】
2016110767.tif 000013
【図９】
2016110767.tif 000014
【図１０】
2016110767.tif 000015
【図１１】
2016110767.tif 000016
【図１２】
2016110767.tif 000017
【図１３】
2016110767.tif 000018
【図１４】
2016110767.tif 000019
【図１５】
2016110767.tif 000020
【図１６】
2016110767.tif 000021