"荷電粒子源と、試料を載せるステージと、前記荷電粒子源で発生した荷電粒子のビームを前記ステージ上の試料に照射する荷電粒子光学系と、前記ビームに起因する前記試料からの検出粒子を検出する検出器と、これらを制御する制御手段とを有する荷電粒子ビーム顕微鏡において、前記ビームに起因する前記検出粒子を検出するビーム滞在積算方法を判定するビーム滞在積算選択器と、前記ビーム滞在積算選択器の判定に従い積算を行なうビーム滞在積算器と、フレーム積算方法を判定するフレーム積算の選択器と、前記フレーム積算の選択器の判定に従い積算するフレーム積算器とを更に有し、前記ビームに起因する前記検出粒子のサンプリング中に前記検出器において検出できる前記検出粒子の数が1個未満の時はビーム滞在時間内の1画素の明度階調算出過程において、明度階調が設定範囲内となる回数を数えて調整した値を出力することを特徴とした荷電粒子ビーム顕微鏡。請求項1記載の荷電粒子ビーム顕微鏡において、1画素の明度階調を計測するビーム滞在時間中に検出できる前記検出粒子数が1個未満の時は前記フレーム積算器を用いたフレーム積算時の明度階調算出過程において、明度階調が設定範囲内となる回数を数えて調整した値を出力することを特徴とした荷電粒子ビーム顕微鏡。請求項1記載の荷電粒子ビーム顕微鏡において、1サンプリング中に検出できる前記検出粒子数が1個の時はビーム滞在時間内の1画素の明度階調算出過程において、設定範囲内での明度階調の頻度分布のピーク値を出力することを特徴とした荷電粒子ビーム顕微鏡。請求項1記載の荷電粒子ビーム顕微鏡において、1画素の明度階調を計測するビーム滞在時間中に検出できる前記検出粒子数が1個の時は前記フレーム積算器を用いたフレーム積算時の明度階調算出過程において、設定範囲内での明度階調の頻度分布のピーク値を出力することを特徴とした荷電粒子ビーム顕微鏡。請求項1記載の荷電粒子ビーム顕微鏡において、1画素の明度階調を計測するビーム滞在時間中に検出できる前記検出粒子数が1個を超える時は前記フレーム積算器を用いたフレーム積算時の明度階調算出過程において、明度階調の平均値を出力することを特徴とした荷電粒子ビーム顕微鏡。請求項1記載の荷電粒子ビーム顕微鏡において、1画素の明度階調を計測するビーム滞在時間中に検出できる電子数が1個を超える時は前記フレーム積算器を用いたフレーム積算時の明度階調算出過程において、明度階調の平均値を出力することを特徴とした荷電粒子ビーム顕微鏡。請求項1記載の荷電粒子ビーム顕微鏡において、前記検出器のゲインとオフセットを適切に調整し、フレーム積算時のビーム滞在時間毎の明度階調のばらつきが閾値を超えた場合に、前記フレーム積算器を用いたフレーム積算時の明度階調算出過程において、明度階調の平均値から、設定範囲内での明度階調の頻度分布のピーク値又は、明度階調が設定範囲内となる回数を数えて調整した値を出力するように変更することを特徴とした荷電粒子ビーム顕微鏡。荷電粒子源と、試料を載せるステージと、前記荷電粒子源で発生した荷電粒子のビームを前記ステージ上の試料に照射する荷電粒子光学系と、前記ビームに起因する前記試料からの検出粒子を検出する検出器と、表示手段と、これらを制御する制御手段と、を有する荷電粒子ビーム顕微鏡において、前記表示手段は、画質向上処理設定の画面が表示されるものであることを特徴とする荷電粒子ビーム顕微鏡。請求項8記載の荷電粒子ビーム顕微鏡において、前記表示手段は、画素ごとの検出信号のアナログ平均値或いは検出信号の階調値と、画素ごとのビーム滞在積算カウント数を表示するものであることを特徴とする荷電粒子ビーム顕微鏡。請求項9記載の荷電粒子ビーム顕微鏡において、前記検出器において検出される検出粒子の数は、前記ビーム滞在積算カウント数で表示される画素よりも検出信号のアナログ平均値或いは検出信号の階調値で表示される画素の方が多いことを特徴とする荷電粒子ビーム顕微鏡。図2A、図2Bは半導体デバイスの回路パターン形成において頻繁にSiウェハ上に形成する孔や溝を走査電子顕微鏡ScanningelectronMicroscopy、以下SEMで観察する方法の1例であり、図2Aは孔の場合、図2Bは溝の場合を示す。近年、孔や溝のサイズは微細な場合は約10nmとなる場合もあるように、回路パターンの微細化は進む。そのため、試料表面の簡便な観察のための電子ビームのプローブ径は年々縮小され約1nmパターンサイズの1/10程度まで達し、原子分解能を有する走査型プローブ顕微鏡ScanningProbeMicroscopy、以下SPMに次ぐ高解像度の観察像取得手段となっている。観察する回路パターンは絶縁膜半導体膜導体膜に形成した孔や溝であり、加工形状のアスペクトが高いと、孔底や溝底から放出される2次電子数がその他の走査領域に比べて著しく低くなる。電子ビーム11を走査して得た孔底観察像13は、孔の輪郭線12にホワイトバンドと孔底に暗い円形領域によりなる。一方、溝底観察像15は、溝の輪郭線14にホワイトバンドと溝底に暗い帯状領域によりなる。特許文献1から3に記載された従来技術では、いずれも、孔底や溝底から放出される2次電子数がその他の走査領域に比べて著しく低くなると撮像時間が著しく長くなり、観察像のコントラストが低下してしまう問題を回避することができない。本発明の第1の目的は、半導体装置や磁気ディスク等、種々の試料検査において、孔底と溝底のコントラストを強調した像を、短時間で取得可能な荷電粒子ビーム顕微鏡を提供することである。また、電子線照射により発生する二次粒子は、発生箇所における仰角低角成分と高角成分とエネルギー低速成分と高速成分とによって、大きく分けて4通り低角成分かつ低速成分、低角成分かつ高速成分、高角成分かつ低速成分、高角成分かつ高速成分に種別できることができる。二次粒子のうち、高速成分には、二次粒子の発生箇所の形状に関する情報が多く含まれ、一方、低速成分には、一次ビームの侵入深さに相当する範囲の試料内部の情報例えば、試料の材質、組成などが多く含まれている。従って、一次ビーム照射により発生する二次粒子を、低速成分、高速成分に弁別検出して画像を形成できれば、試料の観察上有利である。高速成分により形成される画像は、陰影像と呼ばれることもある。しかし、信号弁別により二次粒子の検出信号は減衰してしまい観察像のコントラストが低下してしまう。特許文献4から6に記載された従来技術では、いずれも、二次粒子を低角成分と高角成分に分けて分離検出できる構成となっているが、二次粒子に含まれる高速成分のうち、発生箇所における仰角の高角成分が、低速成分とうまく分離できない。その結果、高速成分の高仰角成分が陰影像から欠落してしまい、陰影像のコントラスト強度が、本来得られるべき値よりも弱くなり、凹凸の程度が小さい浅いような形状が陰影像には現れないという問題を引き起こす。更に、弱いコントラストの陰影像しか得ることができないので、画像のS/N比を稼ぐために画像データを何回も積算しなければならず、試料検査ないし計測に必要な画質の画像を、短時間に取得できない。一次ビームの電流値を大きくすればS/Nの大きな画像信号を得ることができるが、電流値を増やせばビーム径が増え、得られる画像の分解能が劣化する。そこで、本発明の第2の目的は、半導体装置や磁気ディスク等、種々の試料検査において、陰影コントラストの強調された像を、短時間で取得可能な荷電粒子ビーム顕微鏡を提供することである。上記目的を達成するための一実施形態として、荷電粒子源と、試料を載せるステージと、前記荷電粒子源で発生した荷電粒子のビームを前記ステージ上の試料に照射する荷電粒子光学系と、前記ビームに起因する前記試料からの検出粒子を検出する検出器と、これらを制御する制御手段とを有する荷電粒子ビーム顕微鏡において、前記ビームに起因する前記検出粒子を検出するビーム滞在積算方法を判定するビーム滞在積算選択器と、前記ビーム滞在積算選択器の判定に従い積算を行なうビーム滞在積算器と、フレーム積算方法を判定するフレーム積算の選択器と、前記フレーム積算の選択器の判定に従い積算するフレーム積算器とを更に有することを特徴とした荷電粒子ビーム顕微鏡とする。ビーム滞在積算方法を判定するビーム滞在積算選択器およびフレーム積算方法を判定するフレーム積算の選択器とを有することにより、半導体装置や磁気ディスク等、種々の試料検査において、孔底と溝底のコントラストを強調した像を、短時間で取得可能な荷電粒子ビーム顕微鏡、また、陰影コントラストの強調された像を、短時間で取得可能な荷電粒子ビーム顕微鏡を提供することができる。2次電子数が少ない走査領域では、検出信号はおのおのが離散したパルス状の波形になる。2次電子数が少なくなると検出器の時間分解能パルス幅内に、2個以上の電子がほとんど存在しない状態になる。これを単一2次電子領域といい、電子計数法はこの領域で有効であることが分かった。電子計数法で重要となる量子効率は、1個の電子が検出器に入射したときの電子の発生確率である。単一2次電子領域では、1電子あたりの放出電子数は1または0しかないため、単位時間当たりの放出電子数を数えることが可能になる。この領域を電子計数領域と呼び、この信号検出方法を信号強度で計測するアナログ方式に対して電子計数方式と呼ぶ。すなわち、試料での2次電子発生過程と検出器での信号増幅過程は、ポアソン分布で表される統計的確立で信号が生成されるため、信号に重畳した交流成分の雑音が生じる。電子計数法はアナログ法に比べて検出器の雑音指数分だけS/Nが向上する。電子計数方式で2次電子数の少ない走査領域で信号を検出することで、観察像のS/Nが向上する。一方、2次電子数が少ないときに観察像のS/Nを向上する有効な手段として電子計数法による信号検出以外に画像取り込み時間を長くする方法がある。画像取り込み時間の短縮は、取り込み画像のpixel数削減又は、ビーム電流増大により可能であるが、2次元パターン計測は取り込み画像のpixel数を増やして高精細観察をすると精度を向上させることができることから、MAM短縮はpixel数削減ではなくビーム電流増大が有効であることが分かった。この時、ビーム照射による試料帯電により2次元パターンの輪郭線を検出できなくなる場合があることから、試料帯電を抑制するためにpixel当たりのビーム滞在時間以下Dwelltimeを短縮することにより電荷注入量を削減することが有効であることが分かった。Dwelltimeを短くして試料への注入電荷数が少なくなると、検出できる2次電子数が減少するため画像のコントラストが不足してしまうので、走査周期以下looptime毎にframe積算を繰り返すことにより2次電子の検出個数を補い画像のコントラストを向上する。孔底や溝底等でDwelltime当たりの放出電子数が少ない走査領域では、検出信号はおのおのが離散したパルス状の波形になる単一2次電子領域になる。この時、Dwelltimeの間に検出された電子数を数える電子計数方式で信号検出をする。一方、単一2次電子領域にならない走査領域はアナログ方式で信号検出をする。さらに、孔底や溝底等でDwelltimeにframe積算を掛けた総画素滞在時間当たりの放出電子数が少ない場合は、Dwelltimeで検出された電子数をframe積算では足し合わせる。一方、総画素滞在時間では単一2次電子領域にならない場合は、アナログ方式でframe積算をおこなう。半導体デバイスの微細化集積化に伴って、リソグラフィ工程の管理では、ウェハ上形成された数10nmサイズの微細パターンを高精度かつ高速で計測する要求と、リソグラフィ工程の管理では、膨大なLSIレイアウトデータのうち2次元パターン計測が必要な観察点は数万点/チップに及ぶ場合もあり、MAMの短縮ニーズと、回路パターンの溝や孔の縦横比が大きくても画像処理を施して溝や孔の底の形状を可視化したいニーズにこたえるDFM-SEMを提供することができる。本発明の荷電粒子ビーム顕微鏡は、標準的なラインスペースLSパターンの線幅計測に加え、2次元パターンの計測ニーズも高まっている。2次元パターンの計測は、GDSIIなどのフォーマットのLSIレイアウトデータとSEM画像を比較することにより実現する。リソグラフィ工程の管理では、膨大なLSIレイアウトデータのうち2次元パターン計測が必要な観察点は数万点/チップに及ぶ場合も対応できる。加工形状のアスペクトが高いと、孔底や溝底から放出される2次電子数がその他の走査領域に比べて著しく低くなる。2次電子数が少ない走査領域では、検出信号はおのおのが離散したパルス状の波形になる。2次電子数が少なくなると検出器の時間分解能パルス幅内に、2個以上の電子がほとんど存在しない状態になる場合も対応できる。簡単のため、以下の実施例では、主として走査電子顕微鏡を用いた装置への適用例について説明するが、各実施例のビーム走査と信号積算の方式を動的に選択する方法は、電子ビームだけではなくイオンビーム装置も含めた荷電粒子線装置一般に対して適用可能である。また、以下の実施例では半導体ウェハを試料とする装置について説明を行うが、各種荷電粒子線装置で使用する試料としては、半導体ウェハの他、半導体基板、パターンが形成されたウェハの欠片、ウェハから切り出されたチップ、ハードディスク、液晶パネルなど、各種の試料を検査計測対象とすることができる。実施例1では、走査電子顕微鏡への適用例について説明する。本実施例の走査電子顕微鏡は、真空筺体内に形成された電子光学系、その周囲に配置された電子光学系制御装置、制御電源に含まれる個々の制御ユニットを制御し、装置全体を統括制御するホストコンピュータ、制御装置に接続された操作卓、取得画像を表示されるモニタを備える表示手段などにより構成される。電子光学系制御装置は、電子光学系の各構成要素に電流、電圧を供給するための電源ユニットや、各構成要素に対して制御信号を伝送するための信号制御線などにより構成される。図3は、本実施例に係る荷電粒子ビーム顕微鏡である走査電子顕微鏡の全体構成を示す模式図である。本実施例の走査電子顕微鏡は、真空筺体101の内部に設けられた電子光学系102、その周囲に配置された電子光学系制御装置103、制御電源に含まれる個々の制御ユニットを制御し、装置全体を統括制御するホストコンピュータ104、制御装置に接続された操作卓105、取得画像を表示されるモニタを備える表示手段106などにより構成される。電子光学系制御装置103は、電子光学系102の各構成要素に電流、電圧を供給するための電源ユニットや、各構成要素に対して制御信号を伝送するための信号制御線などにより構成される。電子光学系102は、電子ビーム一次荷電粒子ビーム110を生成する電子源111、一次電子ビームを偏向する偏向器112、電子ビームを集束する電磁重畳型対物レンズ113、ステージ上に保持された試料114から放出される二次電子二次粒子115を集束発散するブースタ磁路部材116、二次電子が衝突するための反射部材117、当該衝突により再放出される副次粒子三次粒子118を検出する中央検出器119などにより構成される。反射部材117は、一次ビームの通過開口が形成された円盤状の金属部材により構成され、その底面が二次粒子反射面を形成している。なお、符号135はブースタ磁路電源、符号148は中央検出器電源を示す。電子源111から放出された電子ビーム110は、引き出し電極130と加速電極131との間に形成される電位差により加速され、電磁重畳型対物レンズ113に達する。対物レンズ113は、入射した一次電子ビームを試料114上にコイル132により磁場を励起して集束させる。制御磁路部材132’には、ヨーク部材133の電位に対する電位が負になるような電位が供給されており、この電位は制御磁路電源134により供給される。また、ステージ140には、ステージ電源141によって、ブースタ磁路部材116との電位差が負になる電位が印加される。このため、ブースタ磁路部材116を通過した電子ビーム110は、急激に減速され試料表面に到達する。ここで、一次ビームのランディングエネルギーは、電子源111とステージ140の電位差のみで決まるため、電子源111とステージ140のへの印加電位を所定値に制御すれば、ブースタ磁路部材116や加速電極131への印加電位がどうであってもランディングエネルギーを所望の値に制御可能である。ただし、対物レンズ113はどのような方式でもよく、例えば磁場レンズや静電レンズでもよい。中央検出器119により検出した信号波形のブライトネスとコントラストを制御するブライトネスコントラスト制御回路151、信号波形を時分割で量子化するアナログデジタル変換器152、ビーム滞在積算方法を判定するビーム滞在積算選択器153、上記判定に従いデジタル信号を積算するビーム滞在積算器154、フレーム積算方法を判定するフレーム積算選択器155、上記判定に従いデジタル信号を積算するフレーム積算器156、必要に応じて2次元画像処理により観察像を見やすくする画質向上処理部157、観察像の表示部158、観察像の保存部159により構成される。ビーム滞在積算器154とフレーム積算器156の信号積算方法を信号波形にあわせて適切に切り替えることにより、効率よく信号検出することが可能になる。ただし、中央検出器119以外に複数の検出器を設けてもよい。特に左右に別途検出器を設けて2次電子の高速成分を検出すると陰影検出ができる。電子線照射により発生する2次電子は、発生箇所における仰角低角成分と高角成分とエネルギー低速成分と高速成分とによって、大きく分けて4通り低角成分かつ低速成分、低角成分かつ高速成分、高角成分かつ低速成分、高角成分かつ高速成分に種別できることができる。2次電子のうち、高速成分には、2次電子の発生箇所の形状に関する情報が多く含まれ、一方、低速成分には、一次ビームの侵入深さに相当する範囲の試料内部の情報例えば、試料の材質、組成などが多く含まれている。従って、一次ビーム照射により発生する2次電子を、低速成分、高速成分に弁別検出して画像を形成できれば、試料の観察上有利である。高速成分により形成される画像は、陰影像と呼ばれる。2次電子数が少ないときに観察像のS/Nを向上する有効な手段として電子計数法による信号検出以外に画像取り込み時間を長くする方法がある。画像取り込み時間の短縮は、取り込み画像のpixel数削減又は、ビーム電流増大により可能であるが、2次元パターン計測は取り込み画像のpixel数を増やして高精細観察をすると精度を向上させることができることから、MAM短縮はpixel数削減ではなくビーム電流増大が有効である。さらに、ビーム照射による試料帯電により2次元パターンの輪郭線を検出できなくなる場合があることから、試料帯電を抑制するためにpixel当たりのビーム滞在時間以下dwelltimeを短縮することにより電荷注入量を削減することが有効である。Dwelltimeを短くして注入電荷数が少なくなると、検出できる2次電子数が減少するため画像のコントラストが不足してしまうので、走査周期以下looptime毎にframe積算を繰り返すことにより2次電子の検出個数を補い画像のコントラストを向上する。図4は、観察像取得のフローチャートを示す模式図である。対物レンズで集束された電子ビーム110を試料114に照射により放出される2次粒子115起因の副次粒子118を中央検出器119で収集して検出信号増幅171のステップでアナログ信号を形成し、ブライトネスコントラスト制御172のステップでブライトネスコントラスト制御回路151により信号波形を整える。ステップ173で上記信号波形をアナログデジタル変換器152によりアナログデジタル変換する。なお、デジタル変換したときのデータの一例を棒グラフで示す。本実施例では取り込み画像を構成するpixelに相当する一画素当り5回のアナログデジタル変換173からの検出信号の階調データを取得した。次に、デジタル信号波形と電子光学系制御装置103の設定などを参考にしてステップ174でビーム滞在積算選択器153によりビーム滞在積算の選択をおこない、ステップ175でビーム滞在積算器154によりビーム滞在積算をおこなう。なお、ビーム滞在積算を行なったときのデータの一例を右側の棒グラフに示す。ここでは、画素毎に取得されたアナログ検出信号を積算後、平均した値を棒グラフで示している。さらに、ビーム滞在積算結果に基づき、ステップ176でフレーム積算選択器においてフレーム積算の選択をおこない、ステップ177でフレーム積算器においてフレーム積算をおこなう。フレーム積算のアナログデータの一例を右側の棒グラフに示す。左側の棒グラフでは画像を構成するpixelに番号を割り振った各画素Noにおいてビーム滞在積算アナログ値をフレーム積算No.毎に取得して積算後、平均した値をフレーム積算アナログ値とし、右側の棒グラフはフレーム積算アナログ値と画素No.との関係を示す。必要に応じてステップ178で画質向上処理部157において画質向上処理をおこなった後、ステップ179で観察像表示部や観察像保存部において観察像の表示と保存を実施する。深い溝の試料を観察する際は、溝底観察像180は溝の輪郭線181にホワイトバンドと溝底に暗い帯状領域によりなる。図5は、アナログデジタル変換173のステップにおいて、複数データをビーム滞在積算して1画素の階調値とする場合の走査領域ごとに積算方法を容易に切り替える方法の1例である。ビーム滞在積算の選択174のステップでビーム滞在積算方法を簡便に判定する方法としては、ビーム滞在積算値に対して閾値を設けて、積算方法をアナログ法から電子計数法に切り替える方法が有効である。この切り替えを行なうことにより、ステップ175のビーム滞在積算において、2次電子数の多い画素No.1では検出信号のアナログ平均値のデータが取得され、2次電子数が少ない画素No.2、画素No.3ではビーム滞在積算カウント数のデータが取得される。これにより、S/Nが向上する。上記手段に加えてビーム滞在積算の選択174のステップに連動して画素ごとにフレーム積算の選択176のステップをおこなう。ステップ177において、2次電子数が多い画素1ではフレーム積算アナログ値のデータが取得され、2次電子数が少ない画素2や画素3ではフレーム積算カウント数のデータが取得される。これにより、S/Nが向上する。より高精度な判定方法としては、画質向上処理178のステップで単一2次電子領域を判定し、対象の走査領域のビーム滞在積算方法を切り替えて、ステップ173でアナログデジタル変換し、メモリに格納したデータをステップ175でのビーム滞在積算とステップ177でのフレーム積算とステップ178での画質向上処理を再計算して画像を再構成する方法もある。上記方法により、走査領域ごとに積算方法を有効に切り替えることができる。前述のように電子計数方式で2次電子数の少ない走査領域において信号を検出することで、観察像のS/Nが向上することが可能となる。上記閾値を複数設けて電子計数法に切り替える方法も有効である。上記閾値の適切に設定してアナログ法と電子計数法の中間的な信号波形の交流成分を強調する交流法例えば、検出信号強度のバンドパスや非線形増幅などにすることもできる。ステップ174のビーム滞在積算の選択での判定にもとづき、積算方法をアナログ法から電子計数法に切り替える方法として、検出信号増幅171のステップとブライトネスコントラスト制御172のステップとアナログデジタル変換173のステップを電子係数法用に並列に準備する方法もある。電子計数法用に信号波形を整えることができるので、2次電子数の少ない走査領域において信号を検出することで、より観察像のS/Nが向上することが可能となる。なお、深い溝の試料を観察する際は、溝底観察像182は溝の輪郭線183にホワイトバンドと2次電子数の少ない走査領域であり電子計数法により信号波形を整えた溝底に暗い帯状領域によりなる。図6は、試料の溝底や孔底などから放出される2次電子が少なくdwelltimeの間に1個の電子しか検出できない単一2次電子領域となる場合の検出方法の1例である。ここでは、ステップ173でアナログデジタル変換された単一データをビーム滞在積算して1画素の階調値とする場合の走査領域ごとに積算方法を容易に切り替える方法を用いる。ビーム滞在積算の選択174のステップでビーム滞在積算方法を簡便に判定する方法は、ビーム滞在積算175のステップでアナログ法を用いた際に出力されるビーム滞在積算値に対して閾値を設けて、積算方法をアナログ法から電子計数法に切り替える方法が有効である。この切り替えを行なうことにより、ステップ175のビーム滞在積算において、観察像を構成するPixelのうち2次電子数の多い画素No.1~画素No.5では検出信号の階調値のデータが取得され、2次電子数が少ない画素No.6~画素No.15ではビーム滞在積算カウント数のデータが取得される。これにより、S/Nが向上する。さらに、検出信号増幅171のステップとブライトネスコントラスト制御172のステップとアナログデジタル変換173のステップで形成するデジタル波形のノイズ特性にあわせて単一2次電子領域でのカウンティングする波高幅を選ぶことも有効である。上記手段に加えてビーム滞在積算の選択174のステップに連動して画素ごとにフレーム積算の選択176のステップを行なう。ステップ177において、2次電子数が多い画素No.1~画素No.5ではフレーム積算アナログ値のデータが取得され、2次電子数が少ない画素No.6~画素No.15ではフレーム積算カウント数のデータが取得される。これにより、S/Nが向上する。より高精度な判定方法としては、画質向上処理178のステップで単一2次電子領域を判定し、対象の走査領域のビーム滞在積算方法を切り替えて、ステップ173でアナログデジタル変換し、メモリに格納したデータをステップ175でのビーム滞在積算とステップ177のフレーム積算とステップ178での画質向上処理を再計算して画像を再構成する方法もある。上記方法により、走査領域ごとに積算方法を有効に切り替えることができる。前述のように電子計数方式で2次電子数の少ない走査領域において信号を検出することで、観察像のS/Nが向上することが可能となる。ビーム滞在積算の選択器174での判定にもとづき、積算方法をアナログ法から電子計数法に切り替える方法として、検出信号増幅171のステップとブライトネスコントラスト制御172のステップとアナログデジタル変換173のステップを電子係数法用に並列に準備する方法もある。電子係数法用に信号波形を整えることができるので、2次電子数の少ない走査領域において信号を検出することで、より観察像のS/Nを向上することが可能となる。なお、深い溝の試料を観察する際は、溝底観察像182は溝の輪郭線183にホワイトバンドと溝底に暗い帯状領域によりなる。図7は試料の溝底や孔底などから放出される2次電子の量に応じて観察画像を取得するための設定と実行の手順である。試料観察の事前準備200のステップは試料室に試料をロードし、ステージの移動やビームの偏向により試料観察位置でビームを走査できる状態にすることを含む。上記フローは、動作フローの登録や動作内容の判断により自動的に進めてもマニュアルでおこなってもよい。ビーム電流観察画素数フレーム積算の設定201のステップはビーム加速と焦点深度などのビーム設定やDwellTimeやLoopTimeなどの走査方法などを含む。上記フローは、動作フローの登録や動作内容の判断により自動的に進めてもマニュアルでおこなってもよい。画質向上処理の設定202のステップはシャープネスや孔溝底の強調をする画像処理や、検出方式の切換えによる孔溝底の強調検出などを含む。BrightnessContrast調整203のステップは画質向上処理の設定202にあわせて自動的に調整を進めてもマニュアルで設定してもよい。観察像取得204のステップでは、試料観察の事前準備200のステップの試料の状態で、ビーム電流観察画素数フレーム積算の設定201のステップの設定条件でBrightnessContrast調整203のステップをおこない適切な状態で観察像を取得する。この観察像取得204のステップは、図4~図6のステップ171~ステップ177を含む。画質向上処理の判断205のステップは画質向上処理の設定202のステップに従い試料の溝底や孔底などのコントラストを適切に強調して画像処理で有効性を自動的に判断しても、観察像を見てマニュアルで判断してもよい。観察条件の判断206のステップはビーム設定や走査方法が適切であるかを判断し、画像S/Nや画像コントラストのムラなどの画像処理の評価値で自動的に判断しても、観察像を見てマニュアルで判断してもよい。観察終了の判断207のステップは所望の観察像を取得できたかを判断し、画像比較などによりパターン検出をおこなうことにより自動的に判断しても、観察像を見てマニュアルで判断してもよい。観察終了208のステップは試料観察の事前準備200のステップから観察終了の判断207のステップまでのフローの完了を確認し、次の観察点や測定点に移動する外部の自動制御フローや、マニュアルの制御フローに移る。図8は図7に示す設定と実行の手順の画質向上処理の設定202のステップでの表示手段106に表示される設定画面である。シャープネスや孔溝底の強調などの画像処理を選択する項目と孔溝底の強調検出や電子計数法検出やアナログ法検出などの信号検出方法に関する選択項目と、画像処理と信号検出を自動的に設定する選択項目などが含まれる。図9は走査線内に照射される単位長当たりの電子数から求めた線電荷密度の走査速度依存性である。偏向幅は1.2μm、走査線当たりの走査時間はTVで114μs,2倍速で57μs,4倍速で28μsである。レジスト上の回路パターンの輪郭線をSEM像のホワイトバンドより抽出する際に、帯電により検出できない場所が発生する。輪郭線を回路の設計パターンと比較する輪郭線抽出と輪郭線から欠陥を検出する危険点管理の線電荷密度の限界値を示す。走査線当たりの走査時間が28μsとなる4倍速はTVに比べて4倍のビーム電流にしても線電荷密度は増大しない。4倍のビーム電流を用いると、画像の取得時間は総画素数が等しく、画素当たりの注入電子数が等しい条件では1/4に短縮する。1/4の取得時間でも画像のS/Nは画素当たりの注入電子数が等しいため劣化しない。図10は図7に示す設定と実行の手順のビーム電流観察画素数フレーム積算の設定201を入力として、画質向上処理の設定202を自動的に導出するフローを示す。観察倍率と画素数とビーム電流と走査線電荷密度を入力すると、ビーム滞在時間Tdが自動的に導出される。設定したビーム電流Ipと試料から2次電子が放出される割合であるイールドYの積を電気素量eで割って求めた2次電子数を元にビーム滞在積算方式とフレーム積算方式を選択する。サンプリング時間当たり、またビーム滞在時間当たりの2次電子数が1ヶ未満のCASE1では電子計数法、2次電子数が1ヶ程度のCASE2では交流法或いは電子計数法、2次電子数が1ヶを超えるCASE3ではアナログ法を用いる。上記CASE分けにより、設定したビーム電流がサンプリング時間Tsで注入される電子数に依存してビーム滞在積算方式を自動的に選択したり、さらにTdで注入される電子数に依存してフレーム積算方式を自動的に選択することができる。図11は図7に示す設定と実行の手順のビーム電流観察画素数フレーム積算の設定201を入力として、画質向上処理の設定202を自動的に導出するフローを示す。本実施例では、観察倍率と画素数PIXとビーム電流Ipと走査線電荷密度λと観察像のSNRを入力すると、ビーム滞在時間Tdとフレーム積算回数が自動的に導出することができる。すなわち、設定したビーム電流Ipがサンプリング時間Tsで注入される電子数が観察倍率で決まる偏向幅FOVと画素数PIXから求めた画素サイズと走査線電荷密度λの積より小さい場合はCASE1、Tdを走査線電荷密度と画素数の積に偏向幅FOVとビーム電流を割った値に比例させる。一方、設定したビーム電流Ipがサンプリング時間Tsで注入される電子数が走査線電荷密度より大きい場合はCASE2、Td=Tsとして設定可能なビーム滞在時間で最短となる値を設定する。本実施例で示した荷電粒子ビーム顕微鏡を用いて半導体装置や磁気ディスク等、種々の試料検査を行なったところ、孔底と溝底のコントラストを強調した像を得ることができた。以上、実施例によれば、1画素のサンプリング時間当たりの検出電子数に応じて計測処理法を選択することにより半導体装置や磁気ディスク等、種々の試料検査において、孔底と溝底のコントラストを強調した像を、短時間で取得可能な荷電粒子ビーム顕微鏡を提供することができる。また、陰影コントラストの強調された像を、短時間で取得可能な荷電粒子ビーム顕微鏡を提供することができる。以上、本願発明を詳細に説明したが、以下に主な発明の形態を列挙する。1荷電粒子源と、試料を載せるステージと、前記荷電粒子源で発生した荷電粒子のビームを前記ステージ上の試料に照射する荷電粒子光学系と、前記ビームに起因する前記試料からの検出粒子を検出する検出器と、これらを制御する制御手段とを有する荷電粒子ビーム顕微鏡において、前記ビームに起因する前記検出粒子を検出するビーム滞在積算方法を判定するビーム滞在積算選択器と、前記ビーム滞在積算選択器の判定に従い積算を行なうビーム滞在積算器と、フレーム積算方法を判定するフレーム積算の選択器と、前記フレーム積算の選択器の判定に従い積算するフレーム積算器とを更に有し、前記ビームに起因する前記検出粒子のサンプリング中に前記検出器において検出できる前記検出粒子の数が1個未満の時はビーム滞在時間内の1画素の明度階調算出過程において、明度階調が設定範囲内となる回数を数えて調整した値を出力することを特徴とした荷電粒子ビーム顕微鏡。2上記1記載の荷電粒子ビーム顕微鏡において、1画素の明度階調を計測するビーム滞在時間中に検出できる前記検出粒子数が1個未満の時は前記フレーム積算器を用いたフレーム積算時の明度階調算出過程において、明度階調が設定範囲内となる回数を数えて調整した値を出力することを特徴とした荷電粒子ビーム顕微鏡。3上記1記載の荷電粒子ビーム顕微鏡において、1サンプリング中に検出できる前記検出粒子数が約1個の時はビーム滞在時間内の1画素の明度階調算出過程において、設定範囲内での明度階調の頻度分布のピーク値を出力することを特徴とした荷電粒子ビーム顕微鏡。4上記1記載の荷電粒子ビーム顕微鏡において、1画素の明度階調を計測するビーム滞在時間中に検出できる前記検出粒子数が1個の時は前記フレーム積算器を用いたフレーム積算時の明度階調算出過程において、設定範囲内での明度階調の頻度分布のピーク値を出力することを特徴とした荷電粒子ビーム顕微鏡。5上記1記載の荷電粒子ビーム顕微鏡において、1画素の明度階調を計測するビーム滞在時間中に検出できる前記検出粒子数が1個を超える時は前記フレーム積算器を用いたフレーム積算時の明度階調算出過程において、明度階調の平均値を出力することを特徴とした荷電粒子ビーム顕微鏡。6上記1記載の荷電粒子ビーム顕微鏡において、1画素の明度階調を計測するビーム滞在時間中に検出できる電子数が1個を超える時は前記フレーム積算器を用いたフレーム積算時の明度階調算出過程において、明度階調の平均値を出力することを特徴とした荷電粒子ビーム顕微鏡。7上記1記載の荷電粒子ビーム顕微鏡において、前記検出器のゲインとオフセットを適切に調整し、フレーム積算時のビーム滞在時間毎の明度階調のばらつきが閾値を超えた場合に、前記フレーム積算器を用いたフレーム積算時の明度階調算出過程において、明度階調の平均値から、設定範囲内での明度階調の頻度分布のピーク値又は、明度階調が設定範囲内となる回数を数えて調整した値を出力するように変更することを特徴とした荷電粒子ビーム顕微鏡。8荷電粒子源と、試料を載せるステージと、前記荷電粒子源で発生した荷電粒子のビームを前記ステージ上の試料に照射する荷電粒子光学系と、前記ビームに起因する前記試料からの検出粒子を検出する検出器と、表示手段と、これらを制御する制御手段と、を有する荷電粒子ビーム顕微鏡において、前記表示手段は、画質向上処理設定の画面が表示されるものであることを特徴とする荷電粒子ビーム顕微鏡。9上記8記載の荷電粒子ビーム顕微鏡において、前記表示手段は、画素ごとの検出信号のアナログ平均値或いは検出信号の階調値と、画素ごとのビーム滞在積算カウント数を表示するものであることを特徴とする荷電粒子ビーム顕微鏡。10上記9記載の荷電粒子ビーム顕微鏡において、前記検出器において検出される検出粒子の数は、前記ビーム滞在積算カウント数で表示される画素よりも検出信号のアナログ平均値或いは検出信号の階調値で表示される画素の方が多いことを特徴とする荷電粒子ビーム顕微鏡。"