本發(fā)明涉及用電子顯微鏡將寬視野區(qū)域以高畫(huà)質(zhì)且高速拍攝的電子顯微鏡裝置及使用該電子顯微鏡裝置的拍攝方法。

背景技術(shù)：

電子顯微鏡與光學(xué)顯微鏡相比分辨率非常高，被廣泛地用于鮮明地觀察被觀察對(duì)象的微細(xì)的構(gòu)造。在電子顯微鏡中，將電子束向?qū)ο笤嚵险丈?，用檢測(cè)器檢測(cè)從對(duì)象試料釋放的、或者透過(guò)對(duì)象試料的粒子(與照射的電子同種或不同種的電子、或電磁波、光子)，從而取得對(duì)象試料的圖像。電子顯微鏡的觀察對(duì)象遍布材料、半導(dǎo)體、食品、生物、醫(yī)療領(lǐng)域等多個(gè)分支。

在使用電子顯微鏡的檢查或解析中，有想要確認(rèn)大范圍中的構(gòu)造物的整體像及分布的要求，有想要以視野較寬、多像素的拍攝圖像(以下稱作寬視野圖像)觀察的需求。除此以外，在寬視野圖像中，也要求高畫(huà)質(zhì)的圖像即高分辨率、高SN比、低漂移的圖像。

作為通常的電子顯微鏡的拍攝方法，有通過(guò)將高速進(jìn)行掃描而得到的兩張以上的相同視野的圖像數(shù)據(jù)累積(平均)來(lái)取得圖像的高速(幀相加)掃描模式、和低速進(jìn)行掃描而取得1張SN比好的圖像的低速掃描模式。載物臺(tái)及束的漂移的影響在高速掃描的情況下較少，但在低速掃描下，由于在掃描中圖像內(nèi)的構(gòu)造物的拍攝位置偏離，所以會(huì)發(fā)生圖像的畸變。另一方面，高速掃描模式雖然畸變較少，但由于幀間的位置偏離并不能排除，所以如果原樣將圖像累積，則有合成的圖像模糊的問(wèn)題。因此，以往采取在以低倍率取得整體的圖像后、將想要詳細(xì)觀察的區(qū)域以較高的倍率重新拍攝的拍攝方式，但是有在拍攝中花費(fèi)工夫及時(shí)間的問(wèn)題。

作為應(yīng)對(duì)這些問(wèn)題的手段，提出了拍攝高畫(huà)質(zhì)的寬視野圖像的更高級(jí)的拍攝方法。作為高級(jí)的拍攝方法，有并用高速掃描模式和低速掃描模式的拍攝方法。例如，在專利文獻(xiàn)1中，描述了一種拍攝方法：在高速掃描模式下取得沒(méi)有圖像畸變的參照?qǐng)D像，在低速掃描模式下對(duì)于同區(qū)域以與參照?qǐng)D像相同的倍率取得拍攝圖像，以參照?qǐng)D像為基準(zhǔn)將拍攝圖像進(jìn)行修正。在專利文獻(xiàn)2中，描述了一種拍攝方法：在高速掃描模式下取得低倍率的拍攝圖像，在低速掃描模式下取得高倍率的關(guān)注區(qū)域圖像，將關(guān)注區(qū)域圖像的縮小圖像合成到拍攝圖像中。

現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)

專利文獻(xiàn)

專利文獻(xiàn)1：特開(kāi)2012－169233號(hào)公報(bào)

專利文獻(xiàn)2：特開(kāi)2012－32205號(hào)公報(bào)

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

發(fā)明要解決的問(wèn)題

在專利文獻(xiàn)1的方法中，能夠得到高畫(huà)質(zhì)的寬視野圖像，而另一方面，拍攝時(shí)間較長(zhǎng)及向試料的傷害成為問(wèn)題。此外，在專利文獻(xiàn)2的方法中，雖然能夠在短時(shí)間內(nèi)得到包含高畫(huà)質(zhì)的關(guān)注區(qū)域的拍攝圖像，但另一方面關(guān)注區(qū)域以外的畫(huà)質(zhì)較低成為問(wèn)題。由此，可以說(shuō)在以往方法中難以兼顧較短的拍攝時(shí)間和寬視野圖像整體的足夠的畫(huà)質(zhì)。

對(duì)此，在本發(fā)明中，著眼于在寬視野圖像的拍攝中也更重視關(guān)注區(qū)域是高畫(huà)質(zhì)的情況，提供一種高速地拍攝關(guān)注區(qū)域是高畫(huà)質(zhì)、并且其以外的區(qū)域也是足夠觀察的畫(huà)質(zhì)的寬視野圖像的電子顯微鏡裝置及使用該電子顯微鏡裝置的拍攝方法。

用于解決問(wèn)題的手段

為了解決上述問(wèn)題，在本發(fā)明中，將電子顯微鏡裝置構(gòu)成為，具備：電子顯微鏡，向試料照射聚束的電子束并進(jìn)行掃描而取得試料的圖像；處理部，設(shè)定用于由該電子顯微鏡取得試料的圖像的處理?xiàng)l件；圖像處理部，對(duì)由電子顯微鏡取得的試料的圖像進(jìn)行處理；輸入輸出部，輸入用于由電子顯微鏡取得試料的圖像的條件，輸出由圖像處理部進(jìn)行處理后的結(jié)果；以及控制部，控制電子顯微鏡、圖像處理部和輸入輸出部；圖像處理部構(gòu)成為，具有：拍攝區(qū)域設(shè)定部，設(shè)定用于由電子顯微鏡取得試料的圖像的較寬的視野的寬視野區(qū)域、和包含在該寬視野區(qū)域的內(nèi)部中的較窄的視野的窄視野區(qū)域；參數(shù)決定部，決定針對(duì)由該拍攝區(qū)域設(shè)定部設(shè)定的寬視野區(qū)域和窄視野區(qū)域由電子顯微鏡取得的寬視野圖像和窄視野圖像的與畫(huà)質(zhì)改善處理有關(guān)的參數(shù)；畫(huà)質(zhì)改善處理部，基于由該參數(shù)決定部決定的參數(shù)，進(jìn)行寬視野圖像和窄視野圖像的畫(huà)質(zhì)改善處理；以及圖像合成部，將由該畫(huà)質(zhì)改善處理部實(shí)施畫(huà)質(zhì)改善處理后的與寬視野區(qū)域?qū)?yīng)的圖像進(jìn)行合成。

此外，為了解決上述問(wèn)題，在本發(fā)明中，在使用電子顯微鏡裝置的拍攝方法中，設(shè)定用于使用電子顯微鏡取得試料的圖像的初始條件；基于該設(shè)定的初始條件，使用電子顯微鏡向試料的寬視野區(qū)域照射聚束的電子束并進(jìn)行掃描而取得試料的寬視野圖像，并對(duì)該取得的寬視野圖像進(jìn)行處理而在寬視野區(qū)域的內(nèi)部設(shè)定比寬視野區(qū)域窄的窄視野區(qū)域，使用電子顯微鏡向試料的所設(shè)定的窄視野區(qū)域照射聚束的電子束并進(jìn)行掃描而取得試料的窄視野圖像，決定所取得的寬視野圖像和窄視野圖像的畫(huà)質(zhì)改善參數(shù)，使用該決定的畫(huà)質(zhì)改善參數(shù)進(jìn)行寬視野圖像和窄視野圖像的畫(huà)質(zhì)改善處理，將進(jìn)行該畫(huà)質(zhì)改善處理后的寬視野圖像和窄視野圖像進(jìn)行合成，顯示該合成后的與寬視野區(qū)域?qū)?yīng)的圖像。

進(jìn)而，為了解決上述問(wèn)題，在本發(fā)明中，在使用電子顯微鏡裝置的拍攝方法中，使用電子顯微鏡向試料的寬視野區(qū)域以低劑量照射聚束的電子束并進(jìn)行掃描而取得試料的寬視野圖像；從該取得的寬視野圖像中設(shè)定包含在寬視野區(qū)域的內(nèi)部中的較窄的視野的窄視野區(qū)域；使用電子顯微鏡向設(shè)定的窄視野區(qū)域以高劑量照射聚束的電子束并進(jìn)行掃描而取得試料的窄視野圖像；決定所取得的寬視野圖像和窄視野圖像的各自的噪聲除去參數(shù)，基于該決定的各個(gè)噪聲除去參數(shù)進(jìn)行寬視野圖像和窄視野圖像的畫(huà)質(zhì)改善處理；使用實(shí)施該畫(huà)質(zhì)改善處理后的寬視野圖像進(jìn)行實(shí)施畫(huà)質(zhì)改善處理后的窄視野圖像的漂移修正；將進(jìn)行該漂移修正后的窄視野圖像和寬視野圖像進(jìn)行合成。

進(jìn)而，為了解決上述問(wèn)題，在本發(fā)明中，在使用電子顯微鏡裝置的拍攝方法中，對(duì)于試料的寬視野區(qū)域及包含在該寬視野區(qū)域中的窄視野區(qū)域，使用電子顯微鏡向窄視野區(qū)域以較高劑量照射聚束的電子束并進(jìn)行掃描，向窄視野區(qū)域以外的寬視野區(qū)域以較低劑量照射聚束的電子束并進(jìn)行掃描，從而取得試料的包含窄視野圖像的寬視野圖像作為1張幀圖像；進(jìn)行該幀圖像的畫(huà)質(zhì)改善處理，取得對(duì)于該實(shí)施畫(huà)質(zhì)改善處理后的幀圖像將多張圖像進(jìn)行漂移修正并進(jìn)行幀相加的圖像并顯示。

發(fā)明效果

根據(jù)本發(fā)明，能夠提供一種關(guān)于電子顯微鏡的拍攝能夠在較短時(shí)間內(nèi)取得高畫(huà)質(zhì)的寬視野圖像的電子顯微鏡裝置及使用該電子顯微鏡裝置的拍攝方法。此外，能夠提供一種能夠自動(dòng)地適當(dāng)設(shè)定窄視野區(qū)域或?qū)捯曇皡^(qū)域中的每像素的劑量的電子顯微鏡裝置及使用該電子顯微鏡裝置的拍攝方法。

附圖說(shuō)明

圖1是表示有關(guān)本發(fā)明的實(shí)施例1及2的掃描型電子顯微鏡裝置的概略的結(jié)構(gòu)的框圖。

圖2是表示通過(guò)有關(guān)本發(fā)明的實(shí)施例1的畫(huà)質(zhì)改善處理制作合成圖像的處理的流程的流程圖。

圖3A是表示有關(guān)本發(fā)明的實(shí)施例1的設(shè)定窄視野區(qū)域的處理的流程的流程圖。

圖3B是表示有關(guān)本發(fā)明的實(shí)施例1的進(jìn)行構(gòu)造物的指示來(lái)設(shè)定窄視野區(qū)域的處理的流程的流程圖。

圖4是表示有關(guān)本發(fā)明的實(shí)施例1的對(duì)所取得的寬視野圖像進(jìn)行畫(huà)質(zhì)改善處理來(lái)設(shè)定窄視野區(qū)域的處理的流程的流程圖。

圖5是表示有關(guān)本發(fā)明的實(shí)施例1的根據(jù)寬視野區(qū)域的構(gòu)造物信息設(shè)定掃描方法而拍攝的處理的流程的流程圖。

圖6A是表示有關(guān)本發(fā)明的實(shí)施例1的寬視野圖像和窄視野圖像及構(gòu)造物信息的表。

圖6B是表示有關(guān)本發(fā)明的實(shí)施例1的根據(jù)畫(huà)質(zhì)改善后的寬視野圖像和窄視野圖像制作合成圖像的處理的流程的流程圖。

圖7A是表示有關(guān)本發(fā)明的實(shí)施例1的根據(jù)以低劑量拍攝得到的寬視野區(qū)域的圖像制作合成圖像的處理的流程的流程圖。

圖7B是表示有關(guān)本發(fā)明的實(shí)施例1的在根據(jù)以低劑量拍攝得到的寬視野區(qū)域的圖像制作合成圖像的處理中，決定濾波寬度的處理的流程的流程圖。

圖8A是表示在有關(guān)本發(fā)明的實(shí)施例1的在根據(jù)以低劑量拍攝得到的寬視野區(qū)域的圖像制作合成圖像的處理中，決定濾波寬度的處理的另一方法的流程的流程圖。

圖8B是有關(guān)本發(fā)明的實(shí)施例1的將窄視野圖像和寬視野圖像的圖像噪聲除去的參數(shù)對(duì)比表示的表。

圖9是表示有關(guān)本發(fā)明的實(shí)施例2的通過(guò)畫(huà)質(zhì)改善處理制作合成圖像的處理的流程的流程圖。

圖10是表示在有關(guān)本發(fā)明的實(shí)施例2的通過(guò)畫(huà)質(zhì)改善處理制作合成圖像的處理中、在各幀圖像間考慮構(gòu)造物信息和最大漂移量而將窄視野區(qū)域更新的處理的流程的流程圖。

具體實(shí)施方式

本發(fā)明涉及向試料照射電子而取得試料的圖像的電子顯微鏡，特別是提供一種將寬視野圖像以高畫(huà)質(zhì)且在較短時(shí)間內(nèi)取得的方法及其裝置，具有以下這樣的特征。

(1)本發(fā)明的特征在于，將寬視野區(qū)域和包含在該區(qū)域中的1個(gè)以上的窄視野區(qū)域的各自的圖像(以下稱作窄視野圖像)以窄視野圖像與寬視野圖像相比向與拍攝圖像的1像素對(duì)應(yīng)的實(shí)區(qū)域照射的劑量(以下稱作劑量)多的方式拍攝，對(duì)寬視野圖像和窄視野圖像一邊以各區(qū)域的劑量越少則越強(qiáng)的程度進(jìn)行噪聲除去處理一邊合成。

由此，劑量較少且高速地拍攝寬視野圖像，劑量較多地拍攝窄視野圖像，所以能夠?qū)崿F(xiàn)拍攝時(shí)間的縮短。此外，由于根據(jù)劑量對(duì)各區(qū)域進(jìn)行噪聲除去處理，所以能夠得到良好的SN比的合成圖像。這里，所謂的窄視野區(qū)域，是在寬視野圖像中設(shè)定為較多地包含想要觀察的試料及其構(gòu)造物信息(例如，在試料上形成的凹凸圖案的邊緣信息等)的區(qū)域或用戶的關(guān)注區(qū)域中的1個(gè)以上的區(qū)域。關(guān)于窄視野區(qū)域，也可以1個(gè)以上重疊地設(shè)定。此外，并不需要一定將全部的寬視野區(qū)域及窄視野區(qū)域的全部區(qū)域拍攝，也可能有將特定的區(qū)域的一部分拍攝的情況。另外，寬視野圖像及窄視野圖像也可以如高速掃描模式那樣通過(guò)將1張以上的相同區(qū)域的圖像數(shù)據(jù)合成來(lái)取得圖像。

(2)此外，本發(fā)明的特征在于，基于用戶輸入、根據(jù)窄視野圖像或?qū)捯曇皥D像中的亮度變化判定的構(gòu)造物信息中的1個(gè)以上的信息，自動(dòng)設(shè)定寬視野區(qū)域或窄視野區(qū)域。

由此，與手動(dòng)設(shè)定寬視野圖像中的窄視野區(qū)域、并且從1個(gè)以上的窄視野圖像手動(dòng)設(shè)定寬視野區(qū)域相比，能夠縮短拍攝前的條件設(shè)定所需要的時(shí)間。進(jìn)而，通過(guò)作為用戶輸入而將關(guān)注區(qū)域或設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)等指示為窄視野區(qū)域或?qū)捯曇皡^(qū)域，自動(dòng)設(shè)定的區(qū)域的設(shè)定精度提高，能夠更有效地縮短拍攝時(shí)間。此外，由于根據(jù)基于圖像中的亮度變化來(lái)判定出的構(gòu)造物信息而自動(dòng)設(shè)定區(qū)域，所以對(duì)于構(gòu)造未知的試料也能夠?qū)崿F(xiàn)拍攝時(shí)間的縮短。另外，用戶輸入及自動(dòng)設(shè)定的寬視野區(qū)域或窄視野區(qū)域的形狀是任意的。

(3)此外，本發(fā)明的特征在于，使用構(gòu)造物信息對(duì)1個(gè)以上的窄視野圖像進(jìn)行漂移修正。

參照根據(jù)漂移量較小的寬視野圖像計(jì)算出的構(gòu)造物信息，對(duì)漂移量比寬視野圖像大的1個(gè)以上的窄視野圖像進(jìn)行漂移修正，由此能夠在1個(gè)以上的窄視野區(qū)域中取得漂移量較小的合成圖像。進(jìn)而，參照根據(jù)漂移量較小的第1窄視野圖像計(jì)算出的構(gòu)造物信息，對(duì)包含在第1窄視野圖像中、且漂移量比第1窄視野圖像大的1個(gè)以上的第2窄視野圖像進(jìn)行漂移修正，由此能夠在1個(gè)以上的第2窄視野區(qū)域中取得漂移量較小的合成圖像。另外，在第2窄視野圖像以后也在窄視野圖像中包含區(qū)域較小的窄視野圖像的情況下，同樣能夠進(jìn)行漂移修正而取得合成圖像。

(4)此外，本發(fā)明的特征在于，根據(jù)畫(huà)質(zhì)改善處理后的窄視野圖像或?qū)捯曇皥D像中的亮度變化，判定圖像中的構(gòu)造物信息。

在窄視野圖像或?qū)捯曇皥D像中，漂移量越小則SN比越低，所以難以判定圖像中的構(gòu)造物。對(duì)此，根據(jù)通過(guò)畫(huà)質(zhì)改善處理而SN比提高的圖像來(lái)判定圖像中的構(gòu)造物，從而能夠從漂移量更小的圖像中提取更多的構(gòu)造物信息。

(5)此外，本發(fā)明的特征在于，基于用戶輸入、構(gòu)造物信息中的1個(gè)以上的信息，自動(dòng)變更倍率、掃描方法。

通過(guò)將用戶的關(guān)注區(qū)域或較多地包含構(gòu)造物信息的區(qū)域以通常倍率拍攝、并將其以外的區(qū)域以低倍率拍攝，能夠?qū)崿F(xiàn)拍攝時(shí)間的縮短。這里，與拍攝時(shí)間的縮短成為權(quán)衡關(guān)系，但也可以將用戶的關(guān)注區(qū)域或較多包含構(gòu)造物信息的區(qū)域以高倍率拍攝。此外，通過(guò)根據(jù)用戶輸入或構(gòu)造物信息自動(dòng)設(shè)定與拍攝對(duì)象的特性及形狀對(duì)應(yīng)的掃描方法，能夠拍攝出試料的帶電的影響較少的圖像、鮮明地映照有邊緣部等的圖像等。

(6)此外，本發(fā)明的特征在于，進(jìn)行合成以使合成圖像的全部區(qū)域中的噪聲程度成為相同程度。

由此，能夠得到圖像整體的SN比一致的辨識(shí)性良好的合成圖像。另外，在圖像整體中一致的SN比，只要是足夠觀察圖像中的試料的SN比，既可以是圖像處理前的各區(qū)域中的最高的SN比，也可以是用戶預(yù)先指示的SN比等。

(7)此外，本發(fā)明的特征在于，基于噪聲除去的強(qiáng)度，自動(dòng)調(diào)節(jié)合成圖像的各區(qū)域中的畫(huà)質(zhì)改善處理的參數(shù)。

通過(guò)噪聲除去處理，各區(qū)域的SN比提高，而另一方面邊緣部等的高頻成分的信號(hào)下降。相對(duì)于此，通過(guò)用分辨率提高處理等進(jìn)行畫(huà)質(zhì)改善，能夠提高圖像的辨識(shí)性。進(jìn)而，通過(guò)基于噪聲除去的強(qiáng)度來(lái)設(shè)定畫(huà)質(zhì)改善處理的參數(shù)，合成圖像的全部區(qū)域中的邊緣部的銳度等的畫(huà)質(zhì)改善的結(jié)果也成為相同程度，能夠得到辨識(shí)性良好的合成圖像。

(8)此外，本發(fā)明的特征在于，使用寬視野圖像和窄視野圖像的合成中途圖像，對(duì)1個(gè)以上的窄視野圖像進(jìn)行漂移修正。

與寬視野圖像相比，寬視野圖像和第1窄視野圖像的合成中途圖像的第1窄視野區(qū)域的SN比更高，包含的亮度信息較多，所以能夠?qū)Φ?窄視野圖像中包含的第2窄視野圖像精度更好地進(jìn)行漂移修正。

以下，使用附圖對(duì)有關(guān)本發(fā)明的實(shí)施方式進(jìn)行說(shuō)明。

實(shí)施例1

使用圖1～圖8說(shuō)明本發(fā)明的實(shí)施例1。

圖1是作為本發(fā)明的一實(shí)施方式的掃描型電子顯微鏡裝置100的基本結(jié)構(gòu)。掃描電子顯微鏡裝置100例如具備掃描型電子顯微鏡101、輸入輸出部121、控制部122、處理部123、存儲(chǔ)部124、圖像處理部125而構(gòu)成。

在電子圖像取得裝置101中，從電子槍102產(chǎn)生電子束103，通過(guò)使該電子束103穿過(guò)聚光透鏡104及物鏡105，向試料106的表面聚束。接著，通過(guò)由檢測(cè)器108檢測(cè)從被照射電子束103的試料106產(chǎn)生的粒子而取得圖像。將圖像向存儲(chǔ)部124保存。

檢測(cè)器108也可以具備多個(gè)，還可以是如檢測(cè)電子的檢測(cè)器和檢測(cè)電磁波的檢測(cè)器那樣檢測(cè)不同的粒子的檢測(cè)器，或者是僅檢測(cè)能量或自旋方向處于特定的范圍內(nèi)的粒子的檢測(cè)器，或者是如2次帶電粒子檢測(cè)器和后方散射帶電粒子檢測(cè)器那樣檢測(cè)不同性質(zhì)的粒子的檢測(cè)器。也可以在不同的配置位置具備多個(gè)檢測(cè)相同性質(zhì)的粒子的檢測(cè)器。在具備多個(gè)檢測(cè)器的情況下，通常能夠通過(guò)1次拍攝取得多張圖像。

試料106搭載于載物臺(tái)107。通過(guò)將載物臺(tái)107移動(dòng)，能夠取得試料106的任意的位置處的圖像。此外，通過(guò)用束偏轉(zhuǎn)器109使帶電粒子束103的朝向在2維上改變，能夠用電子束103在試料上2維地掃描。

在輸入輸出部121中，進(jìn)行圖像拍攝位置、拍攝條件、圖像合成條件的輸入、將拍攝得到的圖像、合成圖像顯示在畫(huà)面上或?qū)z查的結(jié)果向外部發(fā)送等的輸出。在控制部122中，作為拍攝裝置的控制，控制向電子槍102施加的電壓、聚光透鏡104及物鏡105的焦點(diǎn)位置、載物臺(tái)107的位置、束偏轉(zhuǎn)器109的偏轉(zhuǎn)程度等。此外，控制部122還進(jìn)行輸入輸出部121、處理部123、存儲(chǔ)部124、圖像處理部125的控制。進(jìn)而，控制部122根據(jù)由圖像處理部125的拍攝區(qū)域設(shè)定部126設(shè)定的各區(qū)域來(lái)變更拍攝方法。

在處理部123中，進(jìn)行各種處理，例如與為了將電子束103的焦點(diǎn)對(duì)準(zhǔn)到試料106的表面而需要的自動(dòng)對(duì)焦有關(guān)的處理等。在存儲(chǔ)部124中，保存拍攝圖像、畫(huà)質(zhì)改善后的圖像、圖像合成的中途結(jié)果、各種處理參數(shù)等。在圖像處理部125中，對(duì)所取得的數(shù)據(jù)進(jìn)行圖像處理。

圖像處理部125具備拍攝區(qū)域設(shè)定部126、參數(shù)決定部127、畫(huà)質(zhì)改善處理部128、圖像合成部129。在拍攝區(qū)域設(shè)定部126中，進(jìn)行寬視野區(qū)域或1個(gè)以上的窄視野區(qū)域的設(shè)定。在參數(shù)決定部127中，進(jìn)行決定各個(gè)區(qū)域的與畫(huà)質(zhì)改善處理有關(guān)的參數(shù)的處理。在畫(huà)質(zhì)改善處理部128中，按每個(gè)區(qū)域進(jìn)行畫(huà)質(zhì)改善處理。在圖像合成部129中，進(jìn)行各區(qū)域的圖像的漂移修正及圖像合成處理。圖像處理部125使用GPU(Graphics Processing Unit)等的能夠進(jìn)行高速運(yùn)算的硬件構(gòu)成，由此能夠與拍攝同時(shí)地進(jìn)行處理，能夠進(jìn)一步提高拍攝時(shí)間縮短的效果。

圖2是表示在實(shí)施例1中使用圖1所示的掃描型電子顯微鏡100的處理的流程的概要的流程圖，是表示關(guān)于寬視野圖像和窄視野圖像改變劑量而拍攝、通過(guò)畫(huà)質(zhì)改善處理使合成后的圖像的全部區(qū)域中SN比一致為足夠觀察的SN比的次序的一實(shí)施例的圖。

在步驟S201中，設(shè)定用于進(jìn)行拍攝區(qū)域的自動(dòng)設(shè)定的初始條件。用戶進(jìn)行要判定構(gòu)造物信息的圖像的區(qū)域及畫(huà)質(zhì)、區(qū)域設(shè)定的類型、與拍攝對(duì)象有關(guān)的指示的有無(wú)、拍攝倍率、關(guān)注區(qū)域等的設(shè)定。在步驟S202中，拍攝要判定構(gòu)造物信息的寬視野圖像。另外，也可以設(shè)定為在初始條件下與寬視野圖像一起拍攝窄視野圖像。要判定構(gòu)造物信息的區(qū)域使用寬視野區(qū)域或1個(gè)以上的窄視野區(qū)域中的1個(gè)以上的區(qū)域。另外，在根據(jù)初始條件的拍攝圖像進(jìn)行指示的情況下，也可以在拍攝后追加初始條件。在步驟S203中，拍攝區(qū)域設(shè)定部126基于構(gòu)造物信息及用戶設(shè)定的關(guān)注區(qū)域，自動(dòng)設(shè)定1個(gè)以上的窄視野區(qū)域。另外，也有對(duì)于相同的區(qū)域重復(fù)設(shè)定窄視野區(qū)域的情況。關(guān)于該具體的例子在后面敘述。

在步驟S204中，拍攝進(jìn)行了自動(dòng)設(shè)定的1個(gè)以上的窄視野區(qū)域。拍攝這些圖像的順序是任意的，而關(guān)于劑量，設(shè)定為窄視野圖像的劑量比寬視野圖像的劑量多。因此，窄視野圖像的SN比高于寬視野圖像的SN比。此外，窄視野區(qū)域的劑量例如設(shè)定為，窄視野區(qū)域相對(duì)于寬視野區(qū)域的面積越小則劑量越多。這里，劑量越多的設(shè)定通過(guò)使電子束的掃描速度變慢、或使照射電流變大來(lái)實(shí)現(xiàn)。同時(shí)，也可以與使像素尺寸變小的方法組合來(lái)減小采樣誤差。此外，寬視野圖像及窄視野圖像也可以如高速掃描模式那樣以將相同區(qū)域的圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行合成而得到的圖像來(lái)取得。

在步驟S205中，參數(shù)決定部127按寬視野圖像和1個(gè)以上的窄視野圖像的每個(gè)區(qū)域，決定畫(huà)質(zhì)改善參數(shù)。這里，作為通過(guò)圖像處理進(jìn)行的畫(huà)質(zhì)改善處理，有噪聲除去、分辨率提高、邊緣強(qiáng)調(diào)處理等。關(guān)于畫(huà)質(zhì)參數(shù)的決定方法在后面敘述。在步驟S206中，畫(huà)質(zhì)改善處理部128利用在步驟S205中設(shè)定的參數(shù)值按每個(gè)區(qū)域進(jìn)行畫(huà)質(zhì)改善處理。

在步驟S207中，圖像合成部129將在步驟S206中進(jìn)行畫(huà)質(zhì)改善處理后的各區(qū)域的圖像進(jìn)行合成。作為圖像的合成方法，有針對(duì)對(duì)應(yīng)的區(qū)域進(jìn)行像素值的置換、累積或加權(quán)相加的方法。此時(shí)，在窄視野圖像的像素尺寸比寬視野圖像的像素尺寸小的情況下，只要將寬視野圖像的像素尺寸匹配于窄視野圖像的像素尺寸而進(jìn)行合成處理就可以。此時(shí)，寬視野圖像的像素?cái)?shù)增加，但只要通過(guò)將原來(lái)的圖像的亮度值進(jìn)行插補(bǔ)來(lái)決定增加量的像素值就可以。此外，要合成的圖像優(yōu)選的是進(jìn)行漂移修正后的圖像。在步驟S208中，顯示在步驟S207中合成的圖像。

由此，僅將作為用戶的關(guān)注區(qū)域的窄視野區(qū)域以比其他區(qū)域多的劑量進(jìn)行拍攝，所以與將寬視野區(qū)域全部以較多的劑量拍攝的情況相比，能夠在較短的拍攝時(shí)間內(nèi)取得整體像和關(guān)注區(qū)域的高畫(huà)質(zhì)圖像。

圖3A及圖3B是表示根據(jù)用戶輸入或構(gòu)造物信息來(lái)自動(dòng)設(shè)定窄視野區(qū)域的例子的一實(shí)施例圖。圖3A及圖3B對(duì)應(yīng)于圖2所示的流程的步驟S201～S203。

圖3A所示的流程圖是使用寬視野圖像的圖像特征設(shè)定窄視野區(qū)域的例子。在步驟S301中，拍攝由初始條件指定的寬視野圖像，取得寬視野圖像351。該步驟S301對(duì)應(yīng)于圖2的流程圖的步驟S202。在步驟S302中，對(duì)寬視野圖像351判別構(gòu)造物信息，取得構(gòu)造物信息352。步驟S302對(duì)應(yīng)于圖2的流程圖的步驟S203。

在步驟S302的構(gòu)造物信息的判別中，例如，通過(guò)拉普拉斯濾波器進(jìn)行寬視野圖像351中包含的凹凸圖案的邊緣提取，將設(shè)由邊緣包圍的區(qū)域?yàn)?、設(shè)其以外的區(qū)域?yàn)?而得到的2值化圖像作為構(gòu)造物信息352輸出。另外，在將窄視野區(qū)域重復(fù)設(shè)定的情況下，為了第1視野區(qū)域中包含的第2視野區(qū)域的判別，還將由邊緣包圍的區(qū)域的大小進(jìn)行比較，對(duì)構(gòu)造物信息進(jìn)行標(biāo)示(labelling)處理。在步驟S303中，基于構(gòu)造物信息352對(duì)寬視野圖像351自動(dòng)設(shè)定窄視野區(qū)域353～356。步驟S303對(duì)應(yīng)于圖2的流程圖的步驟S203。

這里，通過(guò)使設(shè)定的窄視野區(qū)域353～356為包含作為對(duì)象的構(gòu)造物的周邊的范圍，能夠有效地進(jìn)行對(duì)拍攝時(shí)的微妙的位置偏離的應(yīng)對(duì)、及與寬視野圖像的合成。例如，只要設(shè)為對(duì)構(gòu)造物信息352實(shí)施膨脹處理而得到的掩模圖像的像素值為1的區(qū)域就可以。

此外，在圖3A中，表示了將復(fù)雜的形狀原樣作為窄視野區(qū)域使用的例子，但當(dāng)然也可以設(shè)定包含它們的矩形區(qū)域。這是因?yàn)?，在圖像取得中，在電子束掃描條件的設(shè)定容易度、以及圖像保存存儲(chǔ)器的管理等方面，矩形區(qū)域更容易處理。

在上述例子中，將由邊緣包圍的區(qū)域設(shè)定為窄視野區(qū)域，但當(dāng)然也可以使用其他的圖像特征量，如評(píng)價(jià)強(qiáng)度某種程度高的邊緣的密度、將密度高的區(qū)域作為窄視野區(qū)域等。在此情況下，不是模板匹配，而只要將具有同樣的特征量的區(qū)域選擇為窄視野區(qū)域就可以。關(guān)于這樣設(shè)定的窄視野區(qū)域，通過(guò)在劑量比寬視野圖像多的條件下取得窄視野圖像，能夠?qū)τ陉P(guān)注區(qū)域取得較高的畫(huà)質(zhì)的圖像。通過(guò)將它們合成，能夠高效地取得僅關(guān)注區(qū)域的畫(huà)質(zhì)較高的圖像。

通過(guò)本方法，設(shè)定與根據(jù)圖像中的亮度變化判定的構(gòu)造物信息對(duì)應(yīng)的區(qū)域，所以在寬視野區(qū)域中的構(gòu)造物的位置未知的拍攝中也能夠自動(dòng)地提取關(guān)注區(qū)域作為窄視野區(qū)域。由此，與用戶在寬視野區(qū)域中手動(dòng)設(shè)定窄視野區(qū)域、并分別拍攝的情況相比，能夠縮短拍攝前的條件設(shè)定所需要的時(shí)間。進(jìn)而，設(shè)定的拍攝區(qū)域被縮小，能夠更高效地縮短拍攝時(shí)間。

作為另一例，使用圖3B的流程說(shuō)明通過(guò)由用戶事前輸入關(guān)注區(qū)域的信息來(lái)設(shè)定窄視野區(qū)域的例子。在圖3B的步驟S310中，除了在圖3A中說(shuō)明的步驟S301的初始條件以外，用戶將關(guān)注區(qū)域設(shè)定為指示圖像361。步驟S310對(duì)應(yīng)于圖2的流程圖的步驟S201和S202。在步驟S311中，將寬視野圖像351與圖3A的步驟S302的情況同樣地處理，取得構(gòu)造物信息352。在步驟S312中，與步驟S302同樣根據(jù)指示圖像361取得構(gòu)造物信息362。步驟S311和S312及S313對(duì)應(yīng)于圖2的流程圖的步驟S203。

在步驟S313中，基于構(gòu)造物信息352、362對(duì)寬視野圖像351設(shè)定窄視野區(qū)域363、364。在步驟S313中，通過(guò)步驟S303的前處理將構(gòu)造物信息362作為參照?qǐng)D像對(duì)構(gòu)造物352進(jìn)行模板匹配，僅設(shè)定匹配的區(qū)域363、364。作為該關(guān)注區(qū)域的指示圖像361既可以從寬視野區(qū)域中選擇，當(dāng)然也可以另行地事前拍攝指示圖像361，對(duì)以不同的視野拍攝的寬視野圖像應(yīng)用。

通過(guò)用圖3B所示那樣的流程進(jìn)行處理，通過(guò)作為用戶輸入而指示拍攝對(duì)象，設(shè)定的拍攝區(qū)域被縮減，能夠更有效地縮短拍攝時(shí)間。

圖4是表示對(duì)拍攝取得的寬視野圖像應(yīng)用畫(huà)質(zhì)改善處理、根據(jù)畫(huà)質(zhì)改善后的寬視野圖像中的亮度變化來(lái)判定構(gòu)造物信息并設(shè)定窄視野區(qū)域的例子的圖。圖4對(duì)應(yīng)于步驟S201～S203。圖像401是拍攝取得的寬視野圖像。這里，為了說(shuō)明，在圖像402中表示與圖像401對(duì)應(yīng)的寬視野圖像的理想圖像。

在步驟S411中，對(duì)圖像401實(shí)施畫(huà)質(zhì)改善處理，作為輸出而得到畫(huà)質(zhì)改善的寬視野圖像403。作為步驟411的畫(huà)質(zhì)改善處理，例如有通過(guò)移動(dòng)平均濾波進(jìn)行的噪聲除去、通過(guò)維納濾波器進(jìn)行的圖像復(fù)原處理等。

在步驟S412中，與圖3A的步驟S302的情況同樣，根據(jù)圖像403進(jìn)行構(gòu)造物信息的判別，取得構(gòu)造物信息404。這里，通過(guò)步驟S411的畫(huà)質(zhì)改善處理而圖像403的SN比提高，所以在圖像401中被噪聲掩蓋的構(gòu)造物信息也能夠判別。

在步驟S413中，基于構(gòu)造物信息404，與圖3A的步驟S303同樣地設(shè)定窄視野區(qū)域。在圖4的例子中，與圖3的例子不同，表示窄視野區(qū)域嵌套的例子。這在想要將窄視野圖像中的更微細(xì)的構(gòu)造以更高畫(huà)質(zhì)觀察等時(shí)是有效的。最終，對(duì)于寬視野區(qū)域，設(shè)定第1窄視野區(qū)域405和包含在其中的第2窄視野區(qū)域406。

關(guān)于這樣設(shè)定的兩級(jí)的窄視野區(qū)域，將第1窄視野圖像在比寬視野圖像劑量多的條件下取得，將第2窄視野圖像以比第1窄視野圖像更多的劑量取得，由此能夠?qū)﹃P(guān)注區(qū)域取得高畫(huà)質(zhì)的圖像。通過(guò)將它們合成，能夠高效的取得僅關(guān)注區(qū)域的畫(huà)質(zhì)高的圖像。

由此，通過(guò)判定低SN比的寬視野圖像中的構(gòu)造物，能夠從漂移量較小的圖像中提取更多的構(gòu)造物信息。此外，由于對(duì)于第1窄視野圖像設(shè)定取得更詳細(xì)的亮度信息的第2窄視野圖像，所以能夠取得擁有關(guān)于構(gòu)造物的更詳細(xì)的信息的拍攝圖像。

圖5是表示根據(jù)寬視野區(qū)域的構(gòu)造物信息自動(dòng)設(shè)定用于使窄視野區(qū)域的畫(huà)質(zhì)更好地拍攝的掃描方法、并進(jìn)行拍攝的例子的圖。圖5對(duì)應(yīng)于圖2的流程圖的步驟S201～S204。

步驟S511除了在與步驟S201對(duì)應(yīng)的初始條件的設(shè)定中、用戶作為掃描方法而設(shè)定為根據(jù)構(gòu)造物信息決定掃描方法以外，與在圖3A中說(shuō)明的步驟S301、S302、S303是同樣的，對(duì)應(yīng)于在圖2中說(shuō)明的處理流程的步驟S201至S203。在步驟S511中，將區(qū)域502～505設(shè)定為窄視野區(qū)域。

步驟S512～S514對(duì)應(yīng)于圖2的流程的S204，如用戶指定那樣基于構(gòu)造物信息設(shè)定掃描方法并拍攝。這里，例如為了將邊緣部的構(gòu)造更鮮明地拍攝，設(shè)定為，如箭頭所示那樣掃描路徑相對(duì)于構(gòu)造物的邊緣垂直。另外，如箭頭所示那樣開(kāi)始掃描，進(jìn)行掃描直到到達(dá)各構(gòu)造物的重心或?qū)⒅匦呐c各頂點(diǎn)連結(jié)的線。

通過(guò)以如圖5中說(shuō)明的次序進(jìn)行拍攝，能夠根據(jù)構(gòu)造物信息設(shè)定與拍攝對(duì)象的形狀對(duì)應(yīng)的掃描方法，能夠?qū)⑦吘壊康鹊臉?gòu)造更鮮明地拍攝。

在圖6A中表示在圖像合成處理中使用的圖像的列表。表示拍攝試料而取得的寬視野圖像605、和與其對(duì)應(yīng)的區(qū)域602的寬視野圖像的理想圖像601、寬視野圖像605內(nèi)的構(gòu)造物信息606、第1窄視野區(qū)域607、第2窄視野區(qū)域608的圖像。

圖6B是表示使用寬視野圖像和窄視野圖像的合成中途圖像或?qū)捯曇皥D像的構(gòu)造物信息將窄視野圖像進(jìn)行漂移修正的例子的一實(shí)施例圖。通過(guò)進(jìn)行漂移修正，圖2的步驟S207的圖像合成處理的精度提高，能夠得到更好的畫(huà)質(zhì)。圖6B對(duì)應(yīng)于在圖2中說(shuō)明的流程圖的步驟S201～S207。

在步驟S651中，進(jìn)行在圖2中說(shuō)明的流程圖的步驟S201～S206的處理。在與步驟S202對(duì)應(yīng)的處理中，取得低漂移量且低SN比的寬視野圖像605。在對(duì)應(yīng)于步驟S203的處理中，從寬視野圖像605中取得構(gòu)造物信息606，設(shè)定第1窄視野區(qū)域603及第2窄視野圖像604。在與步驟S204對(duì)應(yīng)的處理中，取得高漂移量且高SN比的第1窄視野圖像607及高漂移量且高SN比的第2窄視野圖像608。在與步驟S205、S206對(duì)應(yīng)的處理中，實(shí)施畫(huà)質(zhì)改善處理以使圖像605成為高SN比，取得低漂移且高SN比的寬視野圖像609。

在步驟S652中，將圖像609作為參照?qǐng)D像進(jìn)行圖像607的漂移修正，取得低漂移量且高SN比的第1窄視野圖像610。在步驟S653中，將圖像609與圖像610合成，取得合成中途圖像611。在步驟S654中，將圖像611作為參照?qǐng)D像進(jìn)行圖像608的漂移修正，取得低漂移量且高SN比的第2窄視野圖像612。在步驟S655中，將圖像611與圖像612合成，制作寬視野區(qū)域的合成圖像613。

這里，圖像607及608由于使劑量變多而花費(fèi)時(shí)間來(lái)拍攝1張圖像，所以因試料漂移等的影響而圖像畸變。因此，需要對(duì)1張圖像的畸變進(jìn)行修正的漂移修正。

作為對(duì)圖像的畸變進(jìn)行修正的方法，有以下這樣的方法。首先，將把有畸變的圖像分割為細(xì)小的區(qū)域而得到的各圖像對(duì)沒(méi)有畸變的參照?qǐng)D像進(jìn)行模板匹配，計(jì)算對(duì)應(yīng)的區(qū)域。在計(jì)算出的對(duì)應(yīng)的區(qū)域中配置各模板圖像而作為1張圖像，在圖像整體中進(jìn)行像素的插補(bǔ)處理，取得將圖像的畸變修正后的圖像。另外，作為漂移修正的參照?qǐng)D像，也可以代替寬視野圖像609、611而使用構(gòu)造物信息606。此外，拍攝時(shí)間和漂移修正的精度為權(quán)衡關(guān)系，但也可以另外再拍攝一張圖像607的低漂移量且中SN比的第1窄視野圖像，將該構(gòu)造物信息作為漂移修正的參照?qǐng)D像而替代寬視野圖像609、611使用。

由此，與寬視野圖像609相比，寬視野圖像609和第1窄視野圖像610的合成中途圖像611的第1窄視野區(qū)域(與第1窄視野圖像610對(duì)應(yīng)的區(qū)域)分辨率較高，包含更多的亮度信息，所以能夠以更高精度對(duì)第2窄視野圖像604進(jìn)行漂移修正。此外，參照根據(jù)漂移量較小的寬視野圖像605計(jì)算出的構(gòu)造物信息606將漂移量比寬視野圖像609大的第1窄視野圖像607進(jìn)行漂移修正，能夠取得低漂移量的第1窄視野圖像610。此外，雖然與拍攝時(shí)間為權(quán)衡關(guān)系，但參照根據(jù)低漂移量的第1窄視野圖像610計(jì)算出的構(gòu)造物信息(對(duì)應(yīng)于構(gòu)造物信息606)，將包含在第1窄視野圖像610中、且漂移量比第1窄視野圖像610高的第2窄視野圖像608進(jìn)行漂移修正(S654)，能夠得到低漂移量的第2窄視野圖像612。

在圖7A中表示進(jìn)行合成以使合成圖像的全部區(qū)域中的噪聲程度成為相同程度的例子。圖7A所示的處理對(duì)應(yīng)于圖2的流程圖中的步驟S201～S207。在步驟S751中，取得低漂移量且低SN比的寬視野圖像701。在步驟S752、S753中，進(jìn)行與在圖3A中說(shuō)明的步驟S302、S303相同的處理，設(shè)定窄視野區(qū)域702。在步驟S754中，將窄視野區(qū)域702以高劑量拍攝，取得高漂移量且高SN比的窄視野圖像703。在步驟S755中，按每個(gè)區(qū)域決定噪聲除去參數(shù)。關(guān)于窄視野圖像703，在SN比足夠的情況下，例如僅對(duì)寬視野圖像701進(jìn)行噪聲除去處理，以使噪聲程度成為與窄視野圖像703相同程度。

在圖7B中表示使用移動(dòng)平均濾波進(jìn)行噪聲除去處理的情況下的參數(shù)決定例。這里，噪聲除去參數(shù)是移動(dòng)平均濾波的寬度。

首先，在步驟S761中，設(shè)定在從寬視野圖像提取了窄視野區(qū)域的圖像711的噪聲除去處理中使用的移動(dòng)平均濾波的寬度。初始條件的濾波寬度既可以由用戶指定，也可以根據(jù)預(yù)先制作的劑量和濾波寬度的表等決定。在步驟S762中，對(duì)圖像711進(jìn)行噪聲除去處理。

在步驟S763中，關(guān)于圖像703、對(duì)圖像711進(jìn)行噪聲除去處理后的圖像，分別計(jì)算相對(duì)于亮度平均值的亮度的標(biāo)準(zhǔn)偏差，從圖像703的標(biāo)準(zhǔn)偏差減去對(duì)圖像711進(jìn)行噪聲除去處理后的圖像的標(biāo)準(zhǔn)偏差，計(jì)算差值。

在步驟S764中，將該差值的絕對(duì)值與用戶預(yù)先設(shè)定的基準(zhǔn)值比較。如果差值的絕對(duì)值是基準(zhǔn)值以下，則判定為標(biāo)準(zhǔn)偏差是相同程度，決定濾波寬度。如果差值的絕對(duì)值是基準(zhǔn)值以上，則回到步驟S761，再設(shè)定濾波寬度。關(guān)于濾波寬度，如果差值是正則設(shè)定較小的值，如果差值是負(fù)則設(shè)定較大的值。另外，基準(zhǔn)值既可以由用戶指定，也可以根據(jù)預(yù)先進(jìn)行N累積評(píng)價(jià)得到的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)來(lái)決定。

以后，反復(fù)進(jìn)行步驟S761～S763，直到在步驟S764中差值的絕對(duì)值成為基準(zhǔn)值以下。另外，關(guān)于窄視野圖像703，在SN比不足夠而將噪聲程度抑制到用戶指定的標(biāo)準(zhǔn)偏差的情況下，只要關(guān)于圖像703也與圖像711同樣在步驟S761～S764中決定濾波寬度就可以。但是，在此情況下，在步驟S763中，不是從圖像703的標(biāo)準(zhǔn)偏差、而是從用戶指定的標(biāo)準(zhǔn)偏差減去對(duì)圖像703進(jìn)行噪聲除去后的圖像的標(biāo)準(zhǔn)偏差或?qū)D像711進(jìn)行噪聲除去后的圖像，分別計(jì)算差值。

在圖7A的步驟S756中，僅對(duì)寬視野圖像701，利用在步驟S755中決定的參數(shù)值進(jìn)行噪聲除去處理。在步驟S757中，與在圖6B中說(shuō)明的步驟S652同樣將噪聲除去處理后的寬視野圖像作為參照?qǐng)D像，將窄視野圖像進(jìn)行漂移修正，將漂移修正后的窄視野圖像合成到噪聲除去處理后的寬視野圖像中，從而作為輸出而得到寬視野區(qū)域的合成圖像704。輸出圖像是在全部區(qū)域中為低漂移量且SN比相同程度高的圖像。另外，也可以通過(guò)不僅進(jìn)行噪聲除去處理、還進(jìn)行圖像復(fù)原處理等，使噪聲除去處理成為畫(huà)質(zhì)改善處理。

進(jìn)而，也可以根據(jù)噪聲除去參數(shù)值來(lái)設(shè)定畫(huà)質(zhì)改善參數(shù)。例如，在作為畫(huà)質(zhì)改善處理而進(jìn)行基于維納濾波器的圖像復(fù)原處理的情況下，需要推測(cè)與噪聲除去參數(shù)值對(duì)應(yīng)的圖像的點(diǎn)擴(kuò)散函數(shù)。為此，只要對(duì)于包含邊緣形狀的樣本圖像利用步驟S755的參數(shù)值實(shí)施噪聲除去處理、根據(jù)不清晰的邊緣形狀推測(cè)點(diǎn)擴(kuò)散函數(shù)就可以。由此，視野區(qū)域702以外的區(qū)域的因噪聲除去處理而下降的分辨率提高，在全部區(qū)域中分辨率也接近為相同程度。

由此，合成圖像的寬視野區(qū)域和窄視野區(qū)域中的SN比一致，所以能夠提高合成圖像整體中的辨識(shí)性。進(jìn)而，通過(guò)使噪聲除去處理成為畫(huà)質(zhì)改善處理，在圖像704的窄視野區(qū)域702以外的區(qū)域中分辨率提高，寬視野區(qū)域的合成圖像的全部區(qū)域中的邊緣部的銳度也接近于相同程度，所以能夠得到辨識(shí)性良好的合成圖像。

圖8A是表示根據(jù)劑量決定噪聲除去參數(shù)的處理的流程的圖。這里，表示關(guān)于圖7的步驟S755的其他的參數(shù)值的決定方法。有以下關(guān)系：如果劑量成為1/k倍、則在電子顯微鏡中為支配性的散粒噪聲的標(biāo)準(zhǔn)偏差成為√(k)倍。在本實(shí)施例中，利用該關(guān)系設(shè)定噪聲除去參數(shù)，以使各圖像的噪聲程度成為相同程度。

步驟S801與在圖7A中說(shuō)明的步驟S751～S754是同樣的。但是，考慮如圖8B的表810所示，在窄視野圖像811和寬視野圖像812中、使劑量821分別為α、β而拍攝、各自的相對(duì)于噪聲除去前的噪聲量的亮度平均的亮度的標(biāo)準(zhǔn)偏差822為σ(α)、σ(β)的情況。

在步驟S802中，設(shè)定窄視野圖像的噪聲除去程度。例如，在通過(guò)移動(dòng)平均濾波進(jìn)行噪聲除去的情況下，如果將x、y方向的濾波寬度分別變更為t倍，則相對(duì)于將濾波寬度變更前的處理結(jié)果，噪聲的標(biāo)準(zhǔn)偏差成為1/t倍。這里，設(shè)關(guān)于窄視野圖像811的噪聲除去的濾波寬度823為s，作為噪聲除去效果824而使噪聲的標(biāo)準(zhǔn)偏差成為1/s倍。另外，濾波寬度823既可以由用戶指定，也可以根據(jù)預(yù)先制作的劑量和濾波寬度的表等決定。

在步驟S803中，計(jì)算窄視野圖像811與寬視野圖像812的劑量821的比。這里，設(shè)劑量821的比為β/α＝1/k。另外，根據(jù)上述劑量與噪聲除去前的噪聲的標(biāo)準(zhǔn)偏差822的關(guān)系，成為σ(β)＝σ(α)√(k)。在步驟S804中，根據(jù)劑量821的比，決定在寬視野圖像812的噪聲除去中使用的濾波寬度823。

這里，根據(jù)上述濾波寬度823與噪聲除去效果824的關(guān)系，在寬視野圖像812的劑量β是窄視野圖像811的劑量α的1/k倍的情況下，通過(guò)使對(duì)于寬視野圖像812的移動(dòng)平均濾波的濾波寬度823為窄視野圖像811的√(k)倍，能夠使噪聲的標(biāo)準(zhǔn)偏差一致。如圖8B的表810的濾波寬度823的欄所示，通過(guò)使關(guān)于寬視野圖像812的濾波寬度823為s√(k)，兩圖像的噪聲除去后的噪聲的標(biāo)準(zhǔn)偏差825都成為σ(α)/s。另外，關(guān)于其他的噪聲除去處理也能夠進(jìn)行同樣的處理。對(duì)于某個(gè)噪聲除去參數(shù)，設(shè)噪聲除去效果824是標(biāo)準(zhǔn)偏差與處理前相比成為1/s那樣的參數(shù)的值為f(s)。只要事前求出該f(s)就可以。實(shí)際上，如果將窄視野圖像的參數(shù)值設(shè)定為f(s)，則窄視野圖像的噪聲的標(biāo)準(zhǔn)偏差被抑制為1/s倍。此時(shí)，只要將寬視野圖像的參數(shù)值設(shè)定為f(s√(k))，就能夠?qū)捯曇皥D像的噪聲的標(biāo)準(zhǔn)偏差824抑制為1/s√(k)倍，能夠使兩圖像中的噪聲的標(biāo)準(zhǔn)偏差匹配。

由此，能夠根據(jù)拍攝各圖像的劑量來(lái)設(shè)定噪聲除去參數(shù)。此外，與圖7B的步驟S755的例子相比，在對(duì)合成圖像的辨識(shí)性大體沒(méi)有影響的水平下，噪聲的標(biāo)準(zhǔn)偏差的一致程度有可能下降，但由于沒(méi)有循環(huán)處理、運(yùn)算量也較少，所以能夠高速地設(shè)定噪聲除去參數(shù)值。

實(shí)施例2

實(shí)施例2與實(shí)施例1的不同點(diǎn)在于，在各幀圖像中，按窄視野區(qū)域及其以外的寬視野區(qū)域分別調(diào)整劑量而拍攝，取得幀累積圖像。此外，實(shí)施例2與實(shí)施例1的不同點(diǎn)在于，以比構(gòu)造物大在下個(gè)幀圖像中可能發(fā)生的最大漂移量的方式設(shè)定及更新窄視野區(qū)域，來(lái)取得下個(gè)幀圖像。在實(shí)施例2中使用的掃描電子顯微鏡裝置與在實(shí)施例1中使用圖1說(shuō)明的掃描電子顯微鏡裝置100相同，所以省略裝置結(jié)構(gòu)的說(shuō)明。使用圖9及圖10說(shuō)明實(shí)施例2與實(shí)施例1不同的點(diǎn)。

圖9是表示實(shí)施例2的處理的流程的圖，是表示在各幀圖像中按窄視野區(qū)域及其以外的寬視野區(qū)域分別調(diào)整劑量而拍攝、取得幀累積圖像的例子的一實(shí)施例圖。

在步驟S901中，取得低漂移量且低SN比的寬視野圖像，設(shè)定窄視野區(qū)域的初始區(qū)域。在步驟S902中，以用戶指定的幀累積數(shù)將步驟S903～S909進(jìn)行循環(huán)處理。在步驟S903中，按窄視野區(qū)域和其以外的區(qū)域調(diào)節(jié)劑量而拍攝，取得當(dāng)前幀圖像。在步驟S904中，按每個(gè)區(qū)域決定畫(huà)質(zhì)改善參數(shù)。在步驟S905中，按每個(gè)區(qū)域進(jìn)行畫(huà)質(zhì)改善處理。在步驟S906中，對(duì)畫(huà)質(zhì)改善后的當(dāng)前幀圖像進(jìn)行構(gòu)造物信息的判定，以比構(gòu)造物大在下個(gè)幀圖像中可能發(fā)生的最大漂移量的方式設(shè)定并更新窄視野區(qū)域。在步驟S907中，將幀累積圖像作為參照?qǐng)D像對(duì)當(dāng)前幀圖像進(jìn)行漂移修正，得到漂移修正后的當(dāng)前幀圖像。

這里，在將多個(gè)幀圖像累積而取得的幀累積圖像中，如果在幀間有試料漂移等的影響，則圖像模糊。因此，需要將幀間的位置偏離進(jìn)行修正的漂移修正。作為將位置偏離進(jìn)行修正的方法，有在圖像間改變圖像整體的相對(duì)位置、以亮度值的最小平方誤差為指標(biāo)進(jìn)行匹配、計(jì)算最小平方誤差為最小的位置來(lái)修正位置偏離的方法。在步驟S908中，對(duì)于幀累積圖像將當(dāng)前幀圖像累積。在步驟S909中，利用在步驟S908中取得的幀累積圖像將參照?qǐng)D像進(jìn)行更新。在步驟S910中，如果幀累積數(shù)是N則結(jié)束循環(huán)處理。最后，在步驟S911中顯示最終的幀累積圖像。

由此，即使幀累積數(shù)較少，也能夠得到足夠的SN比的幀累積圖像。此外，由于在照射的劑量較多的窄視野區(qū)域中SN比變高，所以與單單將寬視野圖像進(jìn)行漂移修正而進(jìn)行了幀累積的圖像相比，能夠提高窄視野區(qū)域中的漂移修正的精度。

圖10是表示在各幀圖像間考慮構(gòu)造物信息和最大漂移量來(lái)將窄視野區(qū)域進(jìn)行更新的例子的一實(shí)施例圖。在圖10的圖像中描繪了中心線，以便容易知道因漂移帶來(lái)的構(gòu)造物的移動(dòng)。圖像1001是前一幀圖像，是構(gòu)造物位于中心的圖像。在步驟S1051中，判定前一幀圖像的構(gòu)造物信息，以比構(gòu)造物信息大用戶預(yù)先輸入的在幀間可能發(fā)生的最大漂移量1003的方式設(shè)定并更新窄視野區(qū)域1002。在步驟S1052中，按窄視野區(qū)域1002和其以外的區(qū)域分別調(diào)整劑量并拍攝，取得當(dāng)前幀圖像1004。這里，圖像1004中的構(gòu)造物全部包含在窄視野區(qū)域1002中。此外，在照射均勻的劑而將圖像1004拍攝的情況下，與將寬視野區(qū)域以一定的掃描速度拍攝的情況相比，如箭頭1013、1014所示那樣，窄視野區(qū)域以外的掃描速度較快、窄視野區(qū)域的掃描速度較慢地設(shè)定。在步驟S1053中，與步驟S1051同樣，將窄視野區(qū)域更新為區(qū)域1005。這里，在當(dāng)前幀圖像中，由于與前幀圖像相比構(gòu)造物從寬視野區(qū)域的中心向左上漂移，所以窄視野區(qū)域也對(duì)應(yīng)于漂移而平行移動(dòng)。在下一幀圖像以后，也在步驟S1054中取得下一幀圖像1006，在步驟S1055中依次進(jìn)行窄視野區(qū)域1007的更新。

由此，即使是在幀間試料因漂移而移動(dòng)的情況，也能夠設(shè)定適當(dāng)?shù)恼曇皡^(qū)域。此外，對(duì)于照射均勻的劑量而取得的幀圖像，在作為用戶的關(guān)注區(qū)域的窄視野區(qū)域中較多地照射劑量，能夠得到擁有更多的優(yōu)越的亮度信息的幀圖像。

以上，基于實(shí)施方式具體地說(shuō)明了由本發(fā)明者做出的發(fā)明，但本發(fā)明并不限定于上述實(shí)施方式，當(dāng)然在不脫離其主旨的范圍內(nèi)能夠進(jìn)行各種變更。特別是，本發(fā)明并不限于寬視野區(qū)域，在以往通常使用的通常尺寸的拍攝中，發(fā)明的效果也是有效的。

標(biāo)號(hào)說(shuō)明

100 掃描電子顯微鏡裝置

101 掃描型電子顯微鏡

121 輸入輸出部

122 控制部

123 處理部

124 存儲(chǔ)部

125 圖像處理部

126 拍攝區(qū)域設(shè)定部

127 參數(shù)決定部

128 畫(huà)質(zhì)改善處理部

129 圖像合成部。