JP2002319366A - 電子顕微鏡等の自動画像調整機能 - Google Patents

電子顕微鏡等の自動画像調整機能

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JP2002319366A
JP2002319366A JP2001122005A JP2001122005A JP2002319366A JP 2002319366 A JP2002319366 A JP 2002319366A JP 2001122005 A JP2001122005 A JP 2001122005A JP 2001122005 A JP2001122005 A JP 2001122005A JP 2002319366 A JP2002319366 A JP 2002319366A
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electron beam
electron microscope
scanning
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Shigeru Kawamata
茂 川俣
Osamu Yamada
理 山田
Masuhiro Ito
祐博 伊東
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Hitachi Ltd
Hitachi Science Systems Ltd
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Hitachi Ltd
Hitachi Science Systems Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】濃淡差の大きい複数の構造を有する試料観察に
おいて、関心領域のコントラストを自動調整し、または
関心領域に合わせて焦点位置を自動調整することで視認
性の良い画像を表示する。 【解決手段】観察画像において、目的とする構造を領域
指定し、指定領域の画像信号により自動輝度調整や自動
焦点調整を行う。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、自動画像調整機能
を有する電子顕微鏡に係わり、特に画像コントラストと
焦点の自動調整を1画面の観察視野中の目的とする部
位、つまり関心領域に対して適正とすることを容易と
し、短時間で視認性の良い目的画像を得ることが可能な
電子顕微鏡に関する。
【0002】
【従来の技術】走査電子顕微鏡等の画像信号は、電子線
の照射によって試料から発生する微弱な二次電子や反射
電子を検出し増幅することで得られる。これら画像信号
は、画像表面の構造や材質によりその濃淡は広い分布を
持っており、通常は観察視野中のもっとも暗い部分を表
示装置の最低輝度に、もっとも明るい部分を最高輝度に
合わせるように検出器のゲインやレベル調整を行ってい
る。
【0003】しかし、観察視野中に複数の構造体や材質
を有するような試料観察において、構造または材質によ
って明るさが極端に異なる部分があるとコントラストが
それに合わされて圧縮されるため、試料の関心領域の微
妙な濃淡差を適正に表示することは難しい。そのため従
来技術では、視野全体での調整を行った後に関心領域に
注目し、関心領域のコントラストが最適になるよう調整
していた。
【0004】画像コントラスト最適化の調整を短時間で
簡単に行うために、電子顕微鏡では通常自動調整機能を
有するが、自動機能を使用した場合も上述のような試料
においてはコントラストの圧縮された結果が得られるた
め、自動調整後に関心領域の画像を見ながら合わせ直す
必要があった。
【0005】このような広い濃淡を持った画像信号のコ
ントラスト改善手法として、特開平11−296680号公報に
示される、関心領域の領域指定により指定領域内の輝度
のヒストグラムを求め、指定領域のコントラストが最良
となるように画像処理手法であるルックアップテーブル
(Look Up Table ;以下、LUT という)のテーブル
値を設定し、表示装置に出力するという手法が考案され
ている。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】上記のように、従来の
技術では関心領域のコントラスト適正化の自動化は困難
であった。また特開平11−296680号公報の手法では検出
器の輝度調整は全体画像で行い、その結果得られる画像
信号に対し、画像処理手法でコントラスト適正化を行う
ためにいくつかの問題が生じていた。一つはLUTで特
定階調のコントラストを拡大した後も階調表現能力を損
なわないためには画像データの量子化分解能、つまり画
像信号のAD変換器のビット数を多くしなければならな
いため、回路規模が大きくなりコストアップになるとい
う問題、もう一つは画像信号がAD変換機のダイナミッ
クレンジ内に納まるように信号検出手段のゲインを調整
する手段が別個に必要となる問題、もう一つはヒストグ
ラム計算やLUT変換のための画像処理機能を必要とす
るという問題、さらに写真撮影等のようにLUTを経由
しないでアナログの画像信号を直接画像記録する場合に
効果がないという問題である。
【0007】走査電子顕微鏡の試料像を表す図2を用い
て、濃淡差の大きい画像信号での問題を説明する。図2
(a)は濃淡差の大きい画像の例を示し、3つのコント
ラストの異なる構造体A,B,Cが含まれる。この画像
の濃淡の輝度分布を図2(b)に示す。構造Aが関心領
域であったとすると、構造B,Cの明るい信号により構
造Aのコントラストは暗い部分にシフトしてしまい、適
正なコントラストは得られていないことになる。構造A
のコントラストを最適とするには図2(c)に示すよう
な輝度分布になることが望ましく、そのためには操作者
が画像で確認しながら調整を行うことになる。
【0008】また、構造Aのみが画像全体に表示される
ように拡大倍率,視野を合わせることも考えられるが、
通常は周辺視野中での構造Aの位置関係がわかるように
観察視野を決定することが多いため有効では無い。
【0009】本発明の目的は、関心領域のコントラスト
最適化を自動化するための技術的手段を提供し、短時間
で簡単に視認性の良い画像を観察することが可能な電子
顕微鏡を提供することである。
【0010】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明では観察画像中の関心領域を指定する手段を
設け、指定領域内部を電子線が走査している時の画像信
号のみを抽出してコントラストの自動調整を行うように
する。領域指定の手段は、例えば操作者が画像上でマウ
スをドラッグするなどの方法で対話的に行う。
【0011】自動調整の手法としてはこれまで種々の方
法が考案されているが、走査電子顕微鏡等では1画面の
画像信号の最大値と最小値を評価値として検出し、それ
らが表示装置に対して適当となるように検出器のゲイン
とレベルを設定する方法が一般的である。本発明によれ
ば指定領域内の画像信号から上記検出を行うが、そのた
めには指定領域以外の領域の画像信号を除去するように
評価値検出時点でマスクをかければよい。また別な方法
として、指定領域に限定して電子ビーム等を再走査して
信号検出を行うことが考えられる。前者においては指定
領域のみの部分走査による試料ダメージ痕が残るという
問題を回避することができ、後者においては構成が簡単
にできるという特徴を有する。
【0012】また上記自動調整をフレーム単位で連続し
て実行することで、リアルタイムでの画像自動輝度調整
も可能である。
【0013】関心領域のコントラストを最適化すること
で、それ以外の領域の画像が真白や真黒になってしま
い、情報を失ってしまうことが考えられる。そのような
場合には、全領域の画像信号から得られる評価値と指定
領域からのものを比較し、その差が大きい場合、つまり
指定領域と他の領域との濃淡差が大きい場合には、画像
信号にガンマ補正等の非線形変換を施すように設定する
ことで表示可能な信号範囲を増大し、指定領域以外の画
像の視認性を改善することも可能である。ガンマ補正の
係数つまり適応度合いは該評価値の差に応じて切り替わ
ることが望ましい。
【0014】本発明はコントラスト自動調整のみならず
焦点の自動調整にも応用できる。試料構造に高低差のあ
る場合、従来の自動焦点調整では画面全体の平均的な焦
点位置に合わせていたが、例えば凹凸のある試料の凸部
表面の微細構造に着目して画像を観察したい場合などで
は操作者による再調整が必要であった。本発明を応用す
れば、凸部領域を指定し自動焦点調整を行うことで、目
的とする焦点位置を操作者の調整無しで設定することが
可能となる。
【0015】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て説明する。ここでは、走査電子顕微鏡において試料像
を画像表示する場合を例にとって説明するが、本発明は
集束イオンビーム装置など他の荷電粒子線装置における
試料像の表示、その他の画像表示一般に適用可能なもの
である。
【0016】図1は本発明の領域指定によるコントラス
トの自動調整機能を有する走査電子顕微鏡の一例のブロ
ック図である。電子銃101から発せられた電子線10
2は、電子レンズ103によって収束され、偏向コイル
105によって偏向走査され試料107に照射される。
104は電子レンズ103を制御するためのレンズ制御
電源であり、制御用計算機113からの指示に従い収束
条件や焦点距離等が決定される。106は偏向コイル1
05を制御するための偏向制御電源であり、制御用計算
機113からの指示に従い電子線走査位置、範囲等が決
定される。電子線照射によって試料表面から発生する二
次電子あるいは反射電子が電子検出器108によって検
出され、増幅器109で増幅される。増幅器109から
出力される画像信号はフレームメモリ110に記憶さ
れ、表示装置111に表示される。制御用計算機113
にはキーボードやマウス等の入力手段114が接続され
ている。制御用計算機113から電子検出器108や増
幅器109に信号ゲインやレベルを設定することでコン
トラスト調整が行われる。自動調整時は増幅器109か
ら出力される画像信号から1画面内の最大値と最小値を
評価値検出回路112で検出し、制御用計算機113で
読み取り、表示装置111の明るさレベルに合うように
電子検出器108や増幅器109に信号ゲインやレベル
を設定する。領域指定はマウスなどの入力手段114に
より行われ制御用計算機113に伝えられ、指定領域信
号として領域検出回路115に設定される。領域検出回
路115では偏向制御電源106からの偏向制御信号と
該指定領域信号を比較し、電子線走査が指定領域内であ
るかどうかを検出し、領域マスク信号116を生成す
る。評価値検出回路112では領域マスク信号116が
指定領域内を示す期間のみ評価値検出を行う。次に領域
検出回路115について詳述する。通常試料107上で
の電子線走査はXY方向のラスター走査で行われる。領
域指定が矩形で行われる場合には、XYそれぞれの偏向
制御信号と対応する指定領域信号とをウィンドコンパレ
ータ等で比較しXYとも領域内を示したときに領域マス
ク信号116を指定領域内として出力する。領域検出回
路115の別な実現手段を図3を用いて説明する。XY
走査に相当する1画面分のマスクメモリーを設け、制御
用計算機113により指定領域以外の部分にマスク情報
を書き込んでおき、偏向制御電源106からのXY偏向
制御信号に応じてマスクメモリーからマスク情報を領域
マスク信号116として出力することで、矩形のみなら
ず任意の形状の領域指定を行うことが可能である。図中
A部が指定領域つまり関心領域を示し、その他グレー部
分がマスク領域を示す。
【0017】本実施例は全領域を走査し指定領域以外を
マスクするものであるが、偏向走査を指定領域のみに限
定して再スキャンすることで、指定領域のみの信号検出
を行うことも可能である。この場合は制御用計算機11
3により偏向制御電源106に指定領域に相当する走査
位置・範囲を設定してから再スキャンすれば良い。
【0018】図4に本発明によるコントラスト自動調整
の処理フローを示す。調整前の全領域画像観察を行い
(ステップ401)、関心領域の指定を行う(ステップ
402)。領域指定の方法としては、マウスを用いてド
ラック操作などで2点を指定し、その2点を頂点とする
矩形領域を指定領域とすることができる。また領域の大
きさはあらかじめ決めておき、その中心をマウスで指定
するなどの方法や、試料の構造に応じてマウス等で任意
閉曲線を描画するなどの方法も考えられる。続いて指定
領域信号を領域検出回路115に設定するか、指定領域
に応じた走査位置・範囲を偏向制御電源106に設定し
(ステップ403)、再スキャンする(ステップ40
4)。再スキャンによって検出される画像信号から最大
値や最小値などの輝度レベルを評価値として検出する
(ステップ405)。検出された評価値から適正輝度の
判定を行い(ステップ406)、適正輝度となるまでゲ
インやレベルの検出器条件の変更を行う(ステップ40
7)。ステップ406で適正輝度に判定されることで自
動調整が終了し、適正コントラストでの全領域の画像観
察を行うことができる(ステップ408)。またステッ
プ406の適正輝度判定をステップ407への無条件分
岐に置きかえることで、フレーム単位で常時コントラス
トの自動調整を行うことが可能となる。
【0019】関心領域以外の領域の画像の視認性を改善
するには、全領域の画像信号から得られる評価値を制御
用計算機113に記憶し、再スキャンによる指定領域か
らの評価値と比較してその差が大きい場合には、電子検
出器108または増幅器109に内蔵されるガンマ補正
等の非線形変換手段の適応量を大きくするように設定す
ることで表示可能な信号範囲を増大すればよい。
【0020】本実施例ではコントラストの自動調整に関
して記したが、輝度レベル検出から適正値判定、条件変
更までの処理(ステップ404〜407)を特開昭59−
46745号公報に記載されているような自動焦点調整手法
に置きかえれば、領域指定による自動焦点調整が可能と
なる。また自動焦点調整はXYの2次元走査ではなく閉
曲線走査で行われる場合もある。その時は閉曲線の走査
範囲を指定領域内の適当な範囲になるように設定するこ
とで、所望の目的を達成することができる。
【0021】
【発明の効果】本発明によると、関心領域のコントラス
トが適正に調整され、または関心領域に焦点の合った画
像観察を自動的に行うことができ、視認性の良い画像を
簡単に表示することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明によるコントラスト自動調整機能を有す
る電子顕微鏡の構成概略図。
【図2】画像の輝度分布の説明図。
【図3】本発明による領域検出回路の一例を示す概略
図。
【図4】本発明によるコントラスト自動調整法の処理フ
ローチャート。
【符号の説明】
101…電子銃、102…電子線、103…電子レン
ズ、104…レンズ制御電源、105…偏向コイル、1
06…偏向制御電源、107…試料、108…電子検出
器、109…増幅器、110…フレームメモリ、111
…表示装置、112…評価値検出回路、113…制御用
計算機、114…入力手段、115…領域検出回路、1
16…領域マスク信号。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 山田 理 茨城県ひたちなか市大字市毛1040番地 株 式会社日立サイエンスシステムズ内 (72)発明者 伊東 祐博 茨城県ひたちなか市大字市毛1040番地 株 式会社日立サイエンスシステムズ内 Fターム(参考) 5C033 MM03

Claims (7)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 自動画像調整機能を有する電子顕微鏡に
    おいて、表示画像上の領域を指定する領域指定手段と、
    前記領域指定手段によって指定された領域から得られる
    画像情報により自動画像調整を行うことを特徴とする電
    子顕微鏡。
  2. 【請求項2】 電子線照射によって試料から発生する情
    報を検出する手段と、該検出手段の信号ゲインを調整す
    る手段を有し、自動画像調整は該ゲイン調整により画像
    の表示コントラストを適正に調整することを特徴とする
    請求項1記載の電子顕微鏡。
  3. 【請求項3】 請求項1又は2記載の電子顕微鏡におい
    て、検出信号の非線形変換手段と、前記領域指定手段に
    よって指定された領域から得られる画像情報と全領域ま
    たは指定外領域から得られる画像情報を比較する手段を
    有し、その比較結果に応じて該非線形変換手段を制御す
    ることを特徴とする電子顕微鏡。
  4. 【請求項4】 請求項3記載の電子顕微鏡において、検
    出信号の非線形変換手段はガンマ変換を行うものであ
    り、該非線形変換手段の制御方法はガンマ変換の適応度
    合いを切替えることを特徴とする電子顕微鏡。
  5. 【請求項5】 試料に照射する電子線の焦点位置を変化
    させる焦点可変手段を有し、自動画像調整は焦点位置を
    適正に調整することを特徴とする請求項1記載の電子顕
    微鏡。
  6. 【請求項6】 電子線の試料上での照射位置を走査する
    電子線走査手段と、電子線走査位置が指定領域内にある
    ことを検出する手段を設け、指定領域内部を電子線が走
    査しているときの検出信号のみを抽出して自動画像調整
    のための画像情報を得ることを特徴とする請求項1から
    5のいずれか1項記載の電子顕微鏡。
  7. 【請求項7】 電子線の試料上での照射位置を走査する
    電子線走査手段と、該電子線走査位置と範囲を指定する
    手段を有し、指定領域に相当する電子線走査位置と範囲
    を再走査することで、指定領域から自動画像調整のため
    の画像情報を得ることを特徴とする請求項1から5のい
    ずれか1項記載の電子顕微鏡。
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2011099490A1 (ja) * 2010-02-09 2011-08-18 株式会社日立ハイテクノロジーズ パターン検査方法、パターン検査プログラム、電子デバイス検査システム
JP2012142143A (ja) * 2010-12-28 2012-07-26 Hitachi High-Technologies Corp 荷電粒子線装置及び観察画像生成方法
JPWO2018138875A1 (ja) * 2017-01-27 2019-11-14 株式会社日立ハイテクノロジーズ 荷電粒子線装置

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2011099490A1 (ja) * 2010-02-09 2011-08-18 株式会社日立ハイテクノロジーズ パターン検査方法、パターン検査プログラム、電子デバイス検査システム
JP2011165479A (ja) * 2010-02-09 2011-08-25 Hitachi High-Technologies Corp パターン検査方法、パターン検査プログラム、電子デバイス検査システム
US8653456B2 (en) 2010-02-09 2014-02-18 Hitachi High-Technologies Corporation Pattern inspection method, pattern inspection program, and electronic device inspection system
JP2012142143A (ja) * 2010-12-28 2012-07-26 Hitachi High-Technologies Corp 荷電粒子線装置及び観察画像生成方法
JPWO2018138875A1 (ja) * 2017-01-27 2019-11-14 株式会社日立ハイテクノロジーズ 荷電粒子線装置
US10991542B2 (en) 2017-01-27 2021-04-27 Hitachi High-Tech Corporation Charged particle beam device

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