JP2001523379A - 周囲により引き起こされた結像悪化を補償する、描写および／または走査装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 結像を悪化し得る周囲の影響を補償するための補償装置、ある対象の少なくとも一つの像点を認識する画像認識装置、画像認識装置に続いて接続した画像処理装置、並びに画像表示装置、さらに少なくとも一つの電気フィルタ、およびアクチュエータおよび／または操作端を含む、描写するおよび／または走査モード中で走査する装置、特に走査顕微鏡が述べられる。その際周囲の影響に依存する第一信号がフィルタを通り、結像および／または画像表示に影響を及ぼすアクチュエータおよび／または操作端に向うので、フィルタの伝送特性の調整により特徴づけられた装置の校正された状態では、画像悪化は著しく減少する。

Description

【発明の詳細な説明】 周囲により引き起こされた結像悪化を補償する、描写および/または走査装置 本発明は、描写するおよび／または走査モード中で走査する装置、および結像 悪化の原因となり得る周囲の影響を補償するための装置を有するその種の装置の 操作法に関するものである。 描写するおよび／または走査モード中で走査する装置、例えば走査電子顕微鏡 、動力顕微鏡および光学走査顕微鏡は、多くの試料の試験法で重要な意義を獲得 した。 しかしながらこれらの測定はしばしば外部の環境条件により影響されるので、 結像品質は低下する。このことから、事情によっては解像力の望まない低下、乃 至は欠陥のある結像という結果になる。この種の結像悪化は、以下では一般に収 差または画像欠陥の現われとして述べられる。結像品質を低下させる影響の大き さは、電子走査顕微鏡では例えば電子軌道に影響する電磁雑音電波であり得る。 さらに試料の照射の際、乃至は電子を認識する際局部のぼやけの原因となる、顕 微鏡の周囲の空気および／または地面振動が考慮される。ここで述べた電磁雑音 電波乃至空気および／または地面振動の結像品質への影響の現れは、原則的には 全ての描写するおよび／または走査モード中で走査する装置に適用される。 空気および／または地面振動を除去する方法は、例えばその装置を吸振装置ま たは振動分離装置上に置くことにある。その種の設備はしかしながら非常に高価 である。とりわけ例えば建物の振動で生じる非常に低い雑音周波数では、この設 備はさらに前述の周囲の影響に対して制限付きの保護しか提供しない。 電磁雑音電波および／または磁気雑音電波の場合は、従来の技術ではこれらの 欠陥は認識され、装置外でコイルにより電流を生じさせることで補償される。こ の方法は、雑音電波が負の再生結合により、なるほど外乱量を認識する場所では 大幅に減少するが、しかし必ずしも電子軌道に沿った、則ち電子走査顕微鏡の場 合であるが、「起こった実際の場所で」減少 するわけではないという欠点を示す。 それゆえ発明の課題は、効果が大きく、高い費用をかけずに、結像悪化または 収差の原因となり得る周囲の影響が補償される装置を供給することである。 これは驚くほど容易に、請求項1による装置と請求項23によるその種の装置の 操作法により提供される。 それに従って周囲の影響に依存する第一信号が、調整可能なデジタル電気フィ ルタを通り、結像および／または画像表示に影響を及ぼすアクチュエータおよび ／または操作端に向う。その際装置の校正された状態でフィルタの伝送特性を実 現させる伝送パラメータを調節することにより、画像悪化が著しく減少またはほ ぼ補償される。フィルタを調節することにより、結像を妨害する周囲の影響の補 償が従来の技術による装置に対立して、「起こった実際の場所で」行われること が確定される。本発明では、多くの実施形態で利用されている。その際費用は、 周囲の影響の補償に必要な程度に依存して考慮される。例えば装置を校正するた めのデジタルフィルタは、フィルタの伝送パラメータを調節するための第二信号 が置かれる校正入力を有するか又はフィルタは、伝送パラメータを手動で調節す る装置を有し得る。画像処理装置の出力信号がフィルタの校正入力に置かれると 、認識された画像欠陥に関連してフィルタの伝送パラメータが、装置近辺の場所 での乱れではなく、まさに結像に影響する乱れが補償されるように調整される。 フィルタの信号入力ノある、周囲の影響に依存する第一信号は、少なくともあ る物理的量を認識するためにセンサにより装置外で引き渡されるか、又は画像処 理装置の出力がフィルタの校正入力と接続されるので、校正信号は例えば画像分 析に依存する。センサが第一信号引き渡しに使用されると、電磁場および／また は磁場、空気振動および／または物体乃至地面振動が認識される。有利な方法で はある外乱が、しかしながら多くも同時に受け入れられ、その外乱量により引き 起こされる収差が一つ又は幾つかの操作端を装着することにより補償される。 本発明の高い柔軟性は、発明に適する結像および／または画像表示への作用は 、外乱量に 関して多彩な方法で実施される中にも示される。アクチュエータおよび操作端と して、例えば偏向システム又は試料机の調整が、特に内部の、手元で使用される 。さらに走査装置に帰属されるアクチュエータへ、その他にさらなるアクチュエ ータとして、動力アクチュエータまたは進路駆動のように、補正信号を調達する ため振動を感知し得る全てのシステムが使用される。さらに、画像処理装置内の 操作端を装着することにより、欠陥のある結像そのものには影響を与えることな しに収差の補償が実現化される可能性も生まれる。この画像処理装置内の操作端 は、その際例えば画像処理装置内の計算用の調整可能なパラメータを含む。多軸 センサと操作端を使用することで、多くの空間方向での乱れの補償を有利な方法 で行えるようになる。この目的のために例えばフィルタの校正信号は走査位置お よび／または時間に依存して変わり得る。 有利な実施形態では装置、例えば顕微鏡は、校正モードと続く画像モード内で 稼働し、その際校正操作中、設定された参照対象の結像と、その画像を参照対象 の実際の構造と比較することにより結像を悪化させる周囲の影響が認識され、調 整することで著しく低下かまたはほぼ補償され、その際収差は画像を渡す操作中 調整を保持することで、周囲の影響が変化する際も補償される。 画像を参照対象の実際の構造と比較することにより、乱される周囲の影響の補 償は客観的に存在する収差を基礎として実施される。それによりさらに周囲の影 響への追加で、装置の体系的な収差も認識され、除去される。外乱量のわずかな 振動が自動的に補償される間、例えば新しい顕微鏡の置き場により引き起こされ る、著しく変化した環境条件は、容易に校正サイクルにより計算され、新たな、 変化した条件に適合した装置の調整がその中で実施される。予め決まった時間的 間隔で、装置は新たに校正され、それにより自動的に環境条件の目立たない変化 も考慮される。 校正操作は、各々認識された収差とセンサにより認識された乱れの影響との間 の相関関係が確立することにより際立つ。逆に推論するとこれは、センサにより 装置の外側で認識された乱れの影響から、この乱れの影響により引き起こされる 収差を推論し、この収差が補償さ れ得ることを意味する。さらに装置に走査装置を外部に装着することで参照対象 の選択された、例えばある円にそった部分は、何度も時間間隔で認識され得る。 この方法で時間的に変化する、例えば建物振動により引き起こされる収差も認識 される。走査進路を変えることで、例えば走査半径の変化によりさらに位置に依 存する収差、則ち例えで走査顕微鏡の走査位置に依存する収差が認識される。そ のようにして発明に適する装置は、位置および時間に依存する結像欠陥を認識お よび補償するために設備される。 画像操作中、実際の試料が走査により完全に認識され、その際、フィルタの伝 送特性を調整するために好ましくは校正操作中算出されたデータをふまえて、第 二信号が導き出される。 さらに有利な実施形態では、画像操作中フィルタを自動的に校正する装置が作 られる。前述の実施形態とは逆に、校正は通常の画像モード中で実施される。そ のようにして例えば、試料と参照対象の間で交換を行わなくてもよいので、通常 の顕微鏡進行は妨げられない。わずかな時間しか必要としないという利点の他に 、装置は場合によっては気付かれない外乱量の変化に直接反応を示し、フィルタ の伝送特性の調整をすることで新たに校正され、その際フィルタの校正入力にあ る信号が画像処理装置の画像分析から導き出される。線による画像分析により例 えば帰納的に、全画像内の連続する像線の線重心のずれは決められ、第二信号が このフィルタの校正入力へ向うために、この時間的ずれから計算される。線重心 の画素のずれは、そのようにして画像の乱れの振幅として用いられる。線周波数 は、外乱量に依存する補償信号の能動的な接続の際の、則ち結像および／または 画像表示に作用するアクチュエータおよび／または操作量装着の際の、相関関係 の考察に対する時間と周波数の割り当てを認める。各線の開始への算出した乱れ の振幅へ平行に、装置外に取り付けられたセンサが結像を悪化させる周囲の影響 を認識するために読み取られると、画像の乱れとその原因となる外部の乱れの影 響が同時に受け入れられるようになる。この方法で、乱れを補償するために必要 なフィルタの伝送関数の直接計算ができるようになる。例えば伝送関数の極点の 数と零位調整に関して当てはまる原則的な推定が選択的に、画像分析の個々のパ ラメータ、つまり極点と零位調整で反復式に最適化され得る。線による画像分析 は、フィルタの調整とそれに よる収差を引き起こす周囲の影響の補償を、ナイキスト定理による半分の認識周 波数に対応する周波数まで認める。 画像分析は、連続画像の画像重心のずれの帰納的確定をも含み得る。これは例 えば、ある対象を表わすためにカメラシステムが使用される透過電子顕微鏡また は光学顕微鏡に適するものである。二つの互いに直交する軸内の画像重心のずれ を算出することにより、対応する外乱量との相関で、対応するアクチュエータお よび／または操作端を装着することにより二つの互いに垂直な方向内の画像欠陥 は除去される。言及したカメラシステムは、従来通りの方法で25から70Hzで稼働 する。評価およびそれによる補償も、デジタル化のため半分の画像反復率に減少 されるにもかかわらず、外乱量と画像乱れの間の補外法による伝送関数の基礎知 識では、実際の伝送関数は設定された周波数枠を越えた範囲でも決定され得る。 これは、使用したカメラシステムの画像周波数より大きい周波数でも補償量接続 により補償を可能にする。 発明のさらなる有利な実施形態では、フィルタの校正入力のみならずフィルタ の信号入力もまた画像処理装置から供給される。そのようにして前方に接続され たセンサがいらなくなり、画像分析から得られた二つの互いに直交な方向内のず れのみが、適当な操作端／アクチュエータに帰せられ、その際これは全ての前述 の有利な実施形態でのように、走査装置および／または画像処理装置に帰属され るかまたはさらなるアクチュエータとなり得る。 発明は、表面を製造または観察、乃至測定するのに適する、例えば走査電子顕 微鏡、動力顕微鏡、表面粗さ測定器、光学走査顕微鏡、光学顕微鏡、透過電子顕 微鏡またはリソグラフィ装置など多くの描写するおよび／または走査モード内を 走査する装置において、使用を見い出すことができる。 すでに存在する装置は、簡単な部分増備により周囲の影響を補償するための発 明に適する装置に仕上げることができる。 本発明は以下に幾つかの実施例をもとに添付の図面に関して述べられる。 図1aから1dは、発明の異なる実施形態を構成図の形で示し、 図2は、発明に適する走査顕微鏡を図示し、 図3は、図2の顕微鏡の校正操作のために使用される模範的な参照対象を表わし、 図4は、図2の顕微鏡が校正操作で参照対象を、設定された進路9上で様々な時間 での座標xに応じて走査および認識するときの画像認識装置の模範的な信号Sを示 し、 図5は、曲線15により表わされる線重心のずれの、装置外で認識された線重心の ずれの原因である外乱量の時間に対応する経過14との間の模範的な相関関係、 図6aから6cは、三つの連続する画像の画像重心のずれを示し、 図7は、図6からの重心のずれの時間的経過17をx方向で示し、 図8は、図1cの構成図に対応する、光学顕微鏡の模範的な実施形態を表わす。 図1aは、走査電子顕微鏡の形の、発明に適して描写するおよび／または走査モ ード中走査する装置1の模範的な実施形態を構成図で表わす。数字1は、結像を悪 化させ得る環境の影響を補償する補償装置無しの装置を表わす。この装置は、装 置外部にセンサ4を含み、その際このセンサ4は、センサの位置で電磁雑音電波に 依存する第一信号をデジタルフィルタ5に引き渡し、その際フィルタの伝送特性 は手動で調整される。ここでは、しかしながら図1bから1dでもUから出発する矢 印により表わされる乱れUは、センサにも装置1にも作用する。フィルタを貫通し 、続く制御増幅器6中で増幅された後、その信号は、走査電子顕微鏡の電子ビー ムの偏向コイル(3)に着く。制御増幅器6は、アクチュエータおよび／または操作 端にあるフィルタの出力信号を適台するために用いられる。詳細にそのようにあ る補償信号、則ち外乱量、つまり電磁妨害電波に依存する信号は、偏向コイルの 独自の制御信号に接続される。センサの装置外部での配置は、発明に適して、ア クチュエータおよび／または操作端の向きがセンサ4の測定信号に著しい影響を 及ぼさないようにセンサが配置されるように理解される。フィルタ5の校正によ り、画像認識のために接続した補償信号が、装置1の場所での電磁雑音電波を引 き起こし、それにより補償信号接続の効果と妨害電磁場の結像への効果がほぼ相 殺される、ちょうど正反対の効果に適台するようになる。走査電子顕微鏡の置き 場を変える場合に、伝送関数を形成するためにフィルタはその都度新たに校正さ れなければならない。 図1bは、フィルタ5の校正と、画像認識装置2に含まれるかまたはそれに連結し た画像処理装置からの第二信号を用いた、それにより装置の校正が実行される、 発明に適する装置1の構成図を示す。 図2には、走査電子顕微鏡の場合の、画像処理装置2のフィルタの校正入力での 接続をもつその種の装置が示される。画像認識装置7は、少なくとも一つの対象 の像点を含み、画像処理装置2を供給する。第一実施形態でのように、センサの 信号は偏向コイル上で前向き結合される。画像処理装置2内では、フィルタの校 正入力へ向ける信号が生じる。フィルタ5の校正、およびそれによる装置の校正 は、以下に二つの異なる実施形態に関して述べられる。 第一実施形態では、顕微鏡が校正モードおよび画像モード内で稼働するために 設置され、その際校正操作中結像品質を低下させる周囲の影響が、決められた参 照対象の結像、および画像と参照対象の実際の構造との比較により認識され、顕 微鏡の調整がほぼ相殺され、収差が周囲の影響が変わる場合にも画像操作中この 調整を保持することにより著しく減少するか又はほぼ補償される。操作モードに 応じてフィルタ5の校正入力の入力信号は、各々測定された収差に依存する（校 正モード）かまたは校正モード中記憶されたデータを用いて得られる（画像モー ド）。校正操作と画像操作間で、あちこち切り替わり得る。 校正モードは、周囲の影響、つまりこの場合は結像品質を低下させる電磁妨害 電波を、参照対象の決められた部分の結像と画像を参照対象の実際の構造と比較 することにより認識するため、および装置を、外部の環境条件により引き起こさ れたおよび／または器具により引き起こされた系統的な収差がほぼ補償されるよ うに調整するために使用される。この顕微鏡の調整は、発明に適してフィルタの 伝送特性を適台させることにより実施される。図3には、校正操作中走査装置が 参照対象の選択された部分をどのように走査するかが表わされ、その際デジタル 画像処理装置内の記憶された、参照対象に帰属する信号が、画像認識装置に含ま れる参照対象の画像信号と比較され、その差に帰属する信号が形成され、これは フィルタの校正入力に与えられる。 校正モード中の調整法は以下に段階ごとに述べられる。 −センサの場所での電磁妨害電波に依存する第一信号のセンサ4による確定、 −第一信号をフィルタ5の信号入力に置く、 −決められた参照対象の選択された部分の、画像認識装置7での参照対象を走 査することによる認識、 −認識された画像の、参照対象の実際の構造との比較、 −その差に帰属する誤り信号の確定、 −誤り信号から導き出された第二信号を、その伝送特性を確立するためにフィ ルタの制御入力に着ける、 −フィルタ5の出力信号を制御増幅器6の信号入力に着ける、 −制御増幅器6の出力信号を、低下した画像品質を補正するために電子ビーム の偏向コイルに着ける、 −フィルタ5の特性の、結像品質の低下が著しく減少するか又はほぼ補償する 方法での以下の措置による反復式調整、 −修正された画像の参照対象の実際の構造との比較、 −フィルタ5の伝送特性の、修正された画像を参照対象の実際の構造に近づけ るような変化、 −画像操作でフィルタ5の算出された伝送関数を作るためのデータの、記憶装 置への入力、 この画像操作でフィルタ5の算出された伝送関数を作るためのデ ータは、ある実施形態で画像処理装置2中に帰属された記憶装置に記憶される。 さらなる実施形態では、フィルタ5はこのデータを記憶するために設置される。 収差の確定中この装置は収差を補償するためにスイッチを切られる。その後発明 に適する顕微鏡は前述の方法で調整される、則ちセンサの測定信号用前向き結合 が外乱量に関する測定として調整される。この補償の品質は、その際参照対象の 幾度もの走査と、この画像の参照対象の実際の構造との比較により測定される。 補償の品質をその都度確定することと、フィルタの伝送関数の対応する変化によ り、前向き結合は、走査電子顕微鏡の収差が減少するように反復式に変えられる 。 この顕微鏡は、場所的におよび／または時間的に変動し得る収差に関して調整 され得る。 これに加えて校正モード内で、図3で例として示された参照対象は、決められ た進路上を走査される。描かれた参照対象は、基礎上に分離した、決められた種 類と方法で配置した円形の金沈殿物を含む。顕微鏡の走査装置が外部に向くこと により、参照対象の選択された部分が認識される。この道は、例えば曲線9によ り示されたように閉じている。この閉じた進路上に、画像認識装置2に対して反 応し、零と異なる信号を発生する個々の対象8がある。これは図4に図で模範的に 示され、その中で、与えられた時点t_iに対して認識した信号経過10が閉じた曲線 9の通過の際に描かれる。時間に依存する乱れは、時間に依存する収差の原囚と なり得る。この理由から図4のグラフでは閉じた曲線に時間の間隔をあけて四回 通過している。結果として生じた四つの信号経過10は、それゆえ乱れの時間依存 に関する測定でもある。さ轤ノ通過する曲線は半径Rを変えることで変化し、そ れにより位置に依存する収差を認識することができる。画像処理装置2内の画像 を、正確に知られた決まられた参照対象と比較することにより、発明に適する、 時間および／または位置に依存する収差が確定される。図4に繰返し与えられた 例では、時間依存収差が曲線11により表わされる。 画像操作は、実際の試料が測定される、創意に富んだ走査電子顕微鏡の操作方 式である。校正モード内で確定されたフィルタの伝送特性は、その次の画像操作 中校正操作で確定された特性に関して不変である。しかしながらこれは前述のよ うに時間的に走査位置に依存して変えられる。 電磁妨害電波とこの外乱量から引き起こされる収差との間にほぼ一定の相関関 係があるとの仮定のもとに、フィルタ5の出力信号は制御増幅器6通過後、電子ビ ームの偏向ユニット3に接続されるので、画像欠陥は周囲の影響、則ち電磁妨害 電波の強度が変化する場合にもほぼ補償される。 さらに発展した実施形態では、電磁妨害電波に加えて空気振動および／または 地面振動も対応するセンサにより認識され、与えられた信号が、校正可能な、各 乱れに帰属した、調整できる伝送特性をもつフィルタを通過し、偏向ユニットの 制御増幅器6内で、さらなる制御 信号および／または他のアクチュエータとして、さらに適合された後接続される ので、空気振動および／または地面振動により引き起こされる収差も著しく減少 またはほぼ補償される。 装置の異なる操作モード間を行きつ戻りつ切り替えなければならない必要性は 、以下に述べられる実施形態で、装置が画像操作の間フィルタの自動校正のため に設備されることにより克服される。この表現を単純化するために、この実施形 態は再び走査電子顕微鏡に関して述べられるが、これに限られるものではない。 装置は、画像処理装置内で認識された画像が分析され、その分析に依存する信号 が第二信号としてフィルタの校正入力に着くことを除いた、主に前述の走査電子 顕微鏡の成分を含む。この画像分析は、模範的な実施形態では、全画像内の連続 する像線の線重心のずれの帰納的算出を含む。この分析は、描くおよび／または 走査する装置内の対象の画像が一般的に、外乱量が結像へ影響を及ぼすことから 時間に関して不安定であるという知識に基く。図5では詳説の、四つの選択され た像線内の輝度の経過が表わされており、その際各線内の輝度分布の重心は円で 表わされ、曲線15は時間的に連続で走査した線のこの重心のずれを明確にする。 各線認識時点に対応するのは、左側にある、対応する線内部の重心の画素のずれ の原因となり、曲線14として記入される模範的な外乱量の額である。この方法で 外乱量とこの外乱量により引き起こされた収差の間の相関関係が作られる。ある 像線から次への線重心の画素のずれは、画像乱れの振幅となっている。線周波数 は、前向き結合信号の能動的な補償信号接続の場合の相関のための時間と周波数 の割当てを認める。この各線始まりへの画素ずれ算出と平行して、外部センサが 読み取られると、画像の乱れの、およびこの乱れを引き起こす乱れ影響の時間平 行乃至同時の認識が考慮される。原則的にはそれと共に十分なコヒーレンスを仮 定して、画像の乱れをほぼ補償するための、フィルタ5に適合させる伝送関数の 直接計算が可能である。選択可能な実施形態では、フィルタの伝送関数の極点と 零位調整に関して原則的に受け入れる結果になり、可変形成された関数の個々の パラメータは反復式に最適化される。 以下に、連続する線の重心のずれを算出するための模範的な方法を短く略述す る。走査定理に基いて、走査周波数の半分より小さい乱れ周波数が補償され得る 。さらにこの方法は、 画像内の個々の対象が線間隔よりも非常に大きく、画像の走査方向に垂直な重心 のずれが線方向に平行な重心のずれと比べて小さいことを前提とする。その他に 、隣の線の強度ε_n(t)の差がわずかで、線n+1の強度f_n+1が以下のように述べら れると推定される。 f_n+1(t)=f_n(t)+ε_n(t) このシステムが乱されると乱された強度d_n(t)が、線内部の乱れは画素の時間的 ずれΔ_nの原囚となるという仮定のもとで判明する。 d_n+1(t)=t_n+1(t+Δ_n+1)=f_n(t+Δ_n+1)+ε_n(t+Δ_n+1) d_n+1(t)=d_n(t+Δ_n+1-Δ_n)+ε_n(t+Δ_n+1) 因果関係のないウィーナーフィルタの使用のもとで、δパルスが線のずれΔ_n+1 とΔ_nに依存して計算される。 δ(t+Δ_n+1-Δ_n)=FFT_-1{D_n+1(ω)D_*n(ω)/｜D_n(ω)｜₂+σ_{2 εa}} その際D_n(ω)は乱れた強度d_n(t)のフーリエ変換したものである。このδ関数は 隣の線の重心のずれの差に依存するものである。そのようにして、(Δ_n+1-Δ_n) が先に説明されたように画像分析により知られているので、ある画像の線内の重 心のずれを帰納的に計算することができる。顕微鏡の偏向ユニットの向きを定め るために、ベクトル相関を用いて、測定された外乱量と個々の線内の計算された 重心のずれの相関関数に比例する信号が作り出される。この相関はデジタルフィ ルタ中で実施され、その際フィルタの校正入力に、計算された時間的なずれに依 存する第二信号が置かれる。 発明のさらなる実施形態は、例えば透過電子顕微鏡(TEM)または光学顕微鏡、 または対象の描写にカメラシステム20が使用される同種の装置に適する。図1cに 構成図で表わされた装置は、以下に述べる実施形態内の図8で表わした光学顕微 鏡18に対応する。外部センサ4は多軸振動センサとして作られ、その信号は調整 可能なフィルタ5と増幅器6を通って、この実施形態では直接画像処理装置21に組 み込まれ、その中で画像に作用する操作端に導かれる。図8にはフィルタ、増幅 器および操作端が、明確に記載されずに画像処理装置21内に統合されて含まれる 。発明に適してこの装置では、結像に影響を及ぼすアクチュエータにではなく、 その代りに直接画像表示に影響を及ぼす補償信号が接続される。このカメラシス テムは、25Hzの画像周波数で操作されるモニターを有するCCDカメラを含む。画 像処理装置21は、連続画像を記憶装置に入力するために設備される。画像分析に より、二つの互いに直交する方向内の連続画像の画像重心のずれが計算され、デ ジタルフィルタ5の伝送関数の調整のために、前述の実施形態と類似の方法で使 用される。この連続画像の画像重心のずれの具体的な描写は図6と7に示される。 図7の曲線17は、重心の座標xの時間での経過を示す。二つの走査点、例えばt₀と t₁はそのように画像繰返し周波数に相当する。 さらなる実施形態で、前述の実施形態と比較して、補償信号接続による乱れは 、25Hzの画像繰返し周波数より大きい周波数でも修正できるようになる。この目 的で、顕微鏡の機械的構造中の共振点により確定される伝送関数が、フィルタ5 として補充される。垂足振動Xはこの方法で顕微鏡に相対運動Δxを生じさせる。 そのことから一般的な伝送関数は実際の感度Δx/X、共振周波数f_RおよびΔx/Xか ら高周波数への漸近低下を確定するパラメータQにより完全に決定される。共振 周波数f_Rの下方でも、曲線の三点を算出することで、全関数が推測され、これは 前向き制御において補償信号接続により、画像繰返し周波数より大きい乱れ周波 数に対しても使用される。 これまで述べた実施形態とは対照的に、発明に適してさらに、画像情報を前向 き結合内ではなく、画像の乱れを補償する古典的な再生結合内で使用する可能性 が生じる。これは構成図ldに図示される。その信号が前向き結合されるセンサは 考慮されず、その代わりに算出されたx軸乃至y軸中の重心のずれは、適当な操作 端、ここでは試料のずれ装置内の調整可能な伝送関数の進行後の画像分析から戻 される。 ここではさらに表示していない発明の実施形態として、さらに装置は動力顕微 鏡、表面粗さ測定器、光学走査顕微鏡またはリソグラフィ装置であり得る。 実施形態ごとに、向きを定めたアクチュエータおよび操作端は電子顕微鏡では 、すでに述べた電子ビームの偏向装置および/または画像処理装置内の操作端を 含み、光学稼動装置ではアクチュエータは実施形態ごとに光偏向装置および/ま たは試料のずれ装置および/または 画像処理装置内の操作端を含む。画像処理装置内の操作端は、例えばここでは画 像計算に作用するパラメータへ影響を及ぼすものとして表される。さらに振動を 感じるアクチュエータ、並びに動力アクチュエータ（ダイナミック線駆動）およ び進路駆動（ピエゾ並進器）が投入され得る。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．対象物の少なくとも一つの像点を認識するための画像認識装置(7)、 画像認識装置に接続した画像処理装置(2)並びに画像表示装置、さらに少なく とも一つの電気フィルタ(5)および アクチュエータおよび/または操作端(3)を含み、 周囲の影響に依存する第一信号がフィルタを通り抜け、 結像および/または画像表示に影響を及ぼすアクチュエータおよび/または操作 端(3)へ向い、その際フィルタの伝送特性の調整により表される装置の校正状態 で、画像悪化が著しく減少されるかまたはほぼ補償されることを特徴とする、結 像を悪化させ得る周囲の影響を補償するための補償装置を有する、描くおよび/ または走査モード内で走査する装置、特に走査顕微鏡。 ２．装置の校正のためのデジタルフィルタ(5)が校正入力を有し、第二信号がフ ィルタの校正入力に置かれることを特徴とする、 請求項１記載の装置。 ３．装置が少なくとも一つの物理的量を認識するための少なくとも一つのセンサ (4)を装置の外側に含み、その際このセンサはセンサの位置での周囲の影響に依 存する第一信号を挙げることを特徴とする、 請求項1、又は2記載の装置。 ４．センサ(5)が、電磁場および/または磁場および/または空気振動および/また は地面振動用の少なくとも一つの記録装置を含むことを特徴とする、 請求項3記載の装置。 ５．フィルタ(5)の信号入力が画像処理装置(2)の出力と接続していることを特徴 とする、 請求項1、又は2記載の装置。 ６．装置がフィルタの手動校正装置を含むことを特徴とする、 前述の請求項いずれかに記載の装置。 ７．操作端(3)が画像処理葡u(2)内に配置され、画像処理装置内の画像悪化の少 なくとも一部が減少または補償されることを特徴とする、 前述の請求項いずれかに記載の装置。 ８．アクチュエータ(3)が走査装置に組み込まれることを特徴とする、 前述の請求項いずれかに記載の装置。 ９．画像処理装置(2)の出力がフィルタ(5)の校正入力に接続することを特徴とす る、 請求項1から5、7又は8記載の装置。 １０．第二信号が走査位置および/または時間に依存して変化することを特徴と する、 前述の請求項いずれかに記載の装置。 １１．装置が校正モードおよびそれに続く画像モード中で操作可能で、その際校 正操作中画像を悪化させる周囲の影響が、画像処理装置内での、決められた参照 対象の結像および画像と参照対象の実際の構造との比較により認識され、フィル タの校正により著しく減少またはほぼ補償され、その際画像欠陥は画像操作中調 整を保持することにより、周囲の影響が変化する場合にも補償されることを特徴 とする、 請求項3および9記載の装置。 １２．校正操作中、走査装置が参照対象の選択された部分を走査し、 デジタル画像処理装置(2)が、記憶装置に入力された、参照対象に帰属される 信号を、画像認識装置(7)から受け取った参照対象の画像信号と比較し、その差 に帰属する誤り信号を形成し、フィルタ(5)に引き渡し、 記憶装置内の装置は第二信号を生み出すデータを、画像操作でフィルタの伝送 パラメータを調整するために始動することを特徴とする、 請求項11記載の装置。 １３．画像操作中、走査装置が描かれるべき対象を走査し、 装置が校正操作中記憶装置に入力されたデータをもとに、フィルタの伝送パラ メータを確 定するために第二信号を生み出すことを特徴とする、 請求項11記載の装置。 １４．装置が、画像操作中フィルタの自動校正のために設備されることを特徴と する、 請求項3および9記載の装置。 １５．画像認識装置(7)が描かれるべき対象を走査し、画像処理装置(2)が全画像 内の連続画線の線重心のずれを算出するために設備され、フィルタ(5)に第二信 号をこの時間的ずれに依存して引き渡すことを特徴とする、 請求項14記載の装置。 １６．画像処理装置が、連続画像の画像重心のずれを算出するために設備され、 フィルタ(2)に第二信号をこの時間的ずれに依存して引き渡すことを特徴とする 、 請求項14記載の装置。 １７．フィルタが、第一信号と第二信号の相互相関完成のために設備されること を特徴とする、 請求項14から16記載の装置。 １８．装置が二つの互いに直交する方向での画像悪化を減少または補償するため に設備されることを特徴とする、 前述の請求項いずれかに記載の装置。 １９．装置が、走査電子顕微鏡、動力顕微鏡、表面粗さ測定器、光学走査顕微鏡 、光学顕微鏡、透過電子顕微鏡またはリソグラフィ装置を含むことを特徴とする 、 前述の請求項いずれかに記載の装置。 ２０．電子顕微鏡の場合はアクチュエータ(3)が電子ビームの偏向装置および/ま たは試料のずれ装置を含むことを特徴とする、 請求項19記載の装置。 ２１．光学顕微鏡の場合はアクチュエータ(3)が光学用偏向装置および/または試 料のずれ装置を含むことを特徴とする、 請求項19記載の装置。 ２２．装置が光学顕微鏡または透過電子顕微鏡であり、その際第一信号も算出さ れた時間的ずれから決定されることを特徴とする、 請求項5,9および16記載の装置。 ２３．周囲の影響に依存する第一信号がフィルタ(5)を通過し、フィルタの出力 信号と共に結像および/または画像表示に影響するアクチュエータおよび/または 操作端(3)に向けられ、その際フィルタの伝送特性を調整することにより生じる 装置の校正状態で、画像悪化が著しく減少またはほぼ補償されることを特徴とす る、結像を悪化させ得る周囲の影響を補償するための、特に前述の請求項1から2 2記載の装置を操作するための、描くおよび/または走査モード中走査する装置の 操作法。 ２４．装置の校正が、フィルタ(5)の調整を用いて第二信号をフィルタの校正入 力に置くことにより実施されることを特徴とする、 請求項23記載の方法。 ２５．装置の校正が、フィルタ(5)の手動調整により実施されることを特徴とす る、 請求項23記載の方法。 ２６．操作端(3)が画像処理装置(2)に向けられ、画像悪化の補償が少なくとも部 分的に画像処理装置内で実施されることを特徴とする、 請求項23記載の方法。 ２７．アクチュエータ(3)が走査装置に向けられ、画像悪化の補償が少なくとも 部分的に走査装置のアクチュエータ(3)の向きを定めたことにより実施されるこ とを特徴とする、 請求項23記載の方法。 ２８．装置が校正モードとそれに続く画像モード内で操作され、その際 フィルタ(5)の信号入力に向けられた、装置の外側に配置したセンサ(4)を用い て結像を悪化させる周囲の影響が認識され、 校正操作中画像悪化が、設定された参照対象の結像および画像を参照対象の実 際の構造と 比較することにより認識され、フィルタの伝送特性を調整することにより著しく 減少またはほぼ補償され、 画像操作中画像悪化が、この調整を保持することにより周囲の影響が変化する 場合にも、少なくとも部分的に補償されることを特徴とする、 請求項24記載の方法。 ２９．校正操作が少なくとも、 センサの場所での妨害電波に依存する第一信号の、装置の外側に配置されたセ ンサ(5)による確定、 第一信号をフィルタの信号入力に置く、 決められた参照対象の選択された部分(9)の、画像認識装置(7)で参照対象を走 査することによる認識、 認識された画像の、参照対象の実際の構造との比較、 その違いに帰属する誤り信号の確定、 誤り信号から導き出された第二信号を、そのフィルタ特性を確立するためにフ ィルタ(5)の制御入力に置く、 フィルタの出力信号を制御増幅器(6)の信号入力に置く、 制御増幅器の出力信号を、低下した画像品質を補正するためにアクチュエータ および/または操作端(3)に置く、 フィルタの特性の、結像品質の低下が著しく減少されるか又はほぼ補償される 方法での以下の段階での措置による反復式調整、 修正された画像の参照対象の実際の構造との比較、 フィルタの特性の、修正された画像を参照対象の実際の構造に近づけるような 変化、 画像操作用のフィルタの算出された特性を作るためのデータの、記憶装置への 入力、の段階を含むことを特徴とする、請求項28記載の方法。 ３０．画像操作中、試料が走査により認識され、その際校正操作中算出されたフ ィルタの特 性が、装置に確実に設定され、デジタルフィルタの出力信号は制御増幅器(6)を 通過後アクチュエータおよび/または操作端(3)に帰属されるので、画像欠陥は周 囲の影響が変化する場合にも著しく減少またはほぼ補償されることを特徴とする 、 請求項28記載の方法。 ３１．第一信号を有するデジタルフィルタ(5)の信号入力を向いた、装置の外側 に配置されたセンサ(3)によって結像を悪化させる周囲の影響が認識され、画像 認識装置が、中で画像分析が実施され、その分析に依存する信号が第二信号とし てフィルタの校正入力に置かれる画像処理装置(2)を提供し、フィルタの出力が 制御増幅器(6)を通って装置の、画像に影響を及ぼし、それによる画像悪化が著 しく減少またはほぼ補償されるアクチュエータおよび/または操作端(3)に付けら れることを特徴とする、 請求項24記載の方法。 ３２．描かれるべき対象が画像認識装置により走査され、 画像分析が全画像中の連続画線の線重心のずれの帰納的決定を含み、 第二信号がこの時間的ずれから算出されることを特徴とする、 請求項31記載の方法。 ３３．画像分析が連続画像の画像重心のずれの帰納的決定を含み、 第二信号がこの時間的ずれから算出されることを特徴とする、 請求項31記載の方法。 ３４．フィルタ(5)内で主として第一信号と第二信号の相互相関が行われ、それ でアクチュエータまたは操作端(3)は、第一信号と第二信号の間の相互相関に依 存する方向付け信号を供給されることを特徴とする、 請求項32又は33記載の方法。 ３５．画像認識装置が、画像処理装置(2)を供給し、 画像処理装置内で画像分析が実施され、 分析に依存する信号が第一信号としてフィルタの信号入力に置かれ、 並びに分析に依存する信号が第二信号としてフィルタの校正入力に置かれ、 フィルタ(5)の出力が制御増幅器(6)を通って、結像に影響を及ぼし、それによ る結像悪化が著しく減少またはほぼ補償される装置の少なくとも一つのアクチュ エータおよび/または操作端(3)に付けられることを特徴とする、 請求項23又は24記載の方法。 ３６．画像分析が全画像中の連続画線の線重心のずれの帰納的決定または連続画 像の画像重心のずれの帰納的決定を含むことを特徴とする、 請求項35記載の方法。 ３７．二つの互いに直交する方向の画像悪化がほぼ補償されることを特徴とする 、 前述の請求項いずれかに記載の方法。 ３８．校正可能なデジタル電気フィルタ(5)、 このフィルタに電気的に接続した制御増幅器(6)、 制御増幅器から向けられたアタチュエータおよび/または操作端(3)を含み、 周囲の影響に依存する第一信号がフィルタの信号入力を通ってこれにより運ば れ得、 第二信号がフィルタの校正入力に置かれ、 向けられたアクチュエータおよび/または操作端(3)が画像に作用し、その際フ ィルタの校正状態で画像悪化が著しく減少またはほぼ補償されることを特徴とす る、描くおよび/または走査モード中で走査する器械内で結像を悪化させ得る周 囲の影響を補償する装置。 ３９．装置が装置の外側に少なくとも物理的大きさの少なくとも一つの認識する ためのセンサ(4)を含み、その際このセンサは、センサの位置で周囲の影響に依 存する第一信号を引き渡すことを特徴とする、 請求項38記載の装置。