JP2007080670A - 走査型電子顕微鏡および画像信号処理方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 表示画像の明るさ強度のダイナミックレンジを計測し、調整することが可能なＳＥＭおよび画像信号処理方法を提供する。
【解決手段】 ＳＥＭ１０は、ダイナミックレンジ参照値を設定するダイナミックレンジ参照値設定部２１と、二次電子検出器１６が出力する観測像信号を入力し、そのダイナミックレンジ参照値に基づき観測像信号のダイナミックレンジを調整し、調整後の観測像信号を調整後観測像信号として出力するダイナミックレンジ調整部２２と、調整後観測像信号に基づき、表示画像の各画素の明るさ強度を求め、表示画像を生成する表示画像生成部２４と、その表示画像について明るさ強度のヒストグラムを生成し、明るさ強度の頻度が極大になる値を明るさ強度ピーク値として抽出するヒストグラム生成部２６と、生成されたヒストグラムおよび抽出された明るさ強度ピーク値を表示する表示部２７とを備える。
【選択図】 図１

Description

本発明は、表示画像の明るさ強度のダイナミックレンジが調整可能な走査型電子顕微鏡および画像信号処理方法に関する。

近年、走査型電子顕微鏡（以下、「ＳＥＭ（Scanning Electron Microscope）」と略称する。）は、半導体の製造など多くの産業分野において盛んに用いられている。ＳＥＭが産業用に用いられる場合、主に、検査工程において用いられることが多い。そのような用途で用いられるＳＥＭにおいては、特に、複数の装置間での計測特性の差を小さくすることが求められる。

ＳＥＭにおいては、同一の試料を複数の装置で観測したとき、その表示画像の明るさの特性、特に、そのダイナミックレンジは、同じである必要がある。しかしながら、複数のＳＥＭにおいて、例えば、二次電子検出器の検出感度などを同じに設定しても、その二次電子検出器の検出感度や、検出信号の増幅器の増幅率などが部品個別にわずかに異なっているため、表示画像の明るさのダイナミックレンジを同じに揃えることは、実際上困難であった。

表示画面の明るさの特性は、しばしば、表示画像の画素の明るさ強度（「明るさ強度」とは、「画素の輝度」を意味するが、通常の意味での「輝度」とは単位が異なる。）を頻度としたヒストグラムによって表わされる。例えば、特許文献１には、明るさ強度のダイナミックレンジを二次電子検出信号増幅回路の増幅率で調整するとともに、表示画像の明るさ強度のヒストグラムをコントラストまたは視認性の向上に利用するＳＥＭの例が示されている。
特開２００５−１７４５５５号公報（段落００２１〜段落００４３、図３〜図７）

しかしながら、従来技術においては、ＳＥＭにおける表示画像の明るさ強度のダイナミックレンジを計測する手段が提供されておらず、従って、その明るさ強度のダイナミックレンジを調整する手段も提供されていない。そこで、本発明の目的は、表示画像の明るさ強度のダイナミックレンジを計測するとともに、そのダイナミックレンジを調整することが可能なＳＥＭおよび画像信号処理方法を提供することにある。

以上の従来技術の課題を解決するために、本発明の走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）は、ダイナミックレンジ参照値を設定するダイナミックレンジ参照値設定手段と、二次電子検出器が出力する観測像信号を入力し、前記設定されたダイナミックレンジ参照値に基づき前記観測像信号のダイナミックレンジを調整し、その調整された観測像信号を調整後観測像信号として出力するダイナミックレンジ調整手段と、そのダイナミックレンジ調整手段が出力する調整後観測像信号に基づき、表示画像の各画素の明るさ強度を求め、表示画像を生成する表示画像生成手段と、前記表示画像について明るさ強度のヒストグラムを生成し、その生成したヒストグラムから明るさ強度の頻度が極大になる値を明るさ強度ピーク値として抽出するヒストグラム生成手段と、前記生成されたヒストグラムおよび前記抽出された明るさ強度ピーク値を表示する表示手段とを備えることを特徴とする。

本発明のＳＥＭにおいては、ダイナミックレンジ参照値設定手段によってダイナミックレンジ参照値を設定すれば、ダイナミックレンジ調整手段によって、二次電子検出器から出力される観測像信号のダイナミックレンジがダイナミックレンジ参照値に応じて調整され、そのダイナミックレンジが調整された観測像信号が調整後観測像信号として出力される。そして、その調整後観測像信号に基づき、表示画像が生成され、表示される。一方では、表示画像の各画素の明るさ強度についてのヒストグラムが生成され、そのヒストグラムおよび明るさ強度ピーク値が表示される。

本発明のＳＥＭにおいて、例えば、白と黒の２色の試料を用いて、その試料の表示画像のヒストグラムを生成すれば、そのヒストグラムから最高値近傍の明るさ強度と最低値近傍の明るさ強度との２つの明るさ強度ピーク値を得ることができる。この２つの明るさ強度ピーク値は、表示画像の明るさ強度のダイナミックレンジに対応する値であるので、この２つの明るさ強度ピーク値によって表示画像の明るさ強度のダイナミックレンジを計測することができるようになる。また、ダイナミックレンジ参照値設定手段によりダイナミックレンジ参照値を、適宜、設定することによって、前記２つの明るさ強度ピーク値、つまり、ダイナミックレンジを調整することができるようになる。

すなわち、本発明によれば、複数のＳＥＭにおいてそれぞれの明るさ強度ピーク値を計測することによって、それぞれのダイナミックレンジの相違を知ることができ、また、それぞれの明るさ強度ピーク値が同じになるようにダイナミックレンジ参照値を調整することにより、複数のＳＥＭ間において表示画像の明るさ強度のダイナミックレンジを揃えることができるようになる。

本発明によれば、表示画像の明るさ強度のダイナミックレンジを計測するとともに、そのダイナミックレンジを調整することが可能なＳＥＭが提供される。その結果、複数のＳＥＭ間で表示画像の明るさ強度のダイナミックレンジを揃えることができるようになる。

以下、本発明の実施形態について、適宜、図１〜図５を参照しながら詳細に説明する。図１は、本発明の実施形態に係る走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）の概略構成を示した図である。図１に示すように、ＳＥＭ１０は、電子銃１１、集束レンズ１２、対物レンズ１３、二次電子検出器１６、ＸＹステージ１７などを収納した鏡体１に、二次電子検出器１６から出力される試料１９の観測像信号を処理する画像信号処理装置２が接続されて構成される。

鏡体１においては、電子銃１１から出射された一次電子線１４が試料１９に照射されると、試料１９の一次電子線１４が照射された部位から二次電子１５が放出される。二次電子検出器１６は、その二次電子１５を検出、増幅して観測像信号として出力する。このとき、一次電子線１４は、試料１９の観測領域を走査するように偏向制御される。また、試料１９は、ＸＹステージ１７上に載置された試料ホールダ１８に固定され、ＸＹステージ１７の水平方向の移動制御によって、試料１９の観測領域の中心位置が定められる。

画像信号処理装置２は、ダイナミックレンジ参照値設定部２１と、ダイナミックレンジ調整部２２と、ダイナミックレンジ検出部２３と、表示画像生成部２４と、記憶部２５と、ヒストグラム生成部２６と、表示部２７と、基準明るさ強度ピーク値設定部２８と、警告出力部２９とを含んで構成される。なお、本実施形態においては、画像信号処理装置２は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）とメモリとを備えたコンピュータによって構成され、その中での信号処理をディジタル処理で実行する。

次に、画像信号処理装置２の各ブロックの機能および動作について説明するが、その前に、図２を参照して表示画像の明るさ強度のダイナミックレンジについて説明しておく。ここで、図２は、ＣＲＴ（Cathode Ray Tube）やＬＣＤ（Liquid Crystal Display）などの表示装置へ入力されるビデオ信号の例を示した図である。

図２のグラフにおいて、縦軸は輝度信号、横軸は時間を表している。ビデオ信号は、映像信号と、水平同期信号とを含んで構成されるが、映像信号は、表示する画像の各画素の明るさ強度に基づき生成される。従って、表示画像の明るさ強度のダイナミックレンジは、映像信号の最大輝度V＿peekと、最小輝度V＿bottomの差として定義することができる。なお、図２に示した映像信号は、例えば、図１の試料画像２５１に示すような白黒ストライプ模様の試料を、そのストライプを横断するように走査したときに得られる映像信号である。

図１において、ダイナミックレンジ参照値設定部２１は、ダイナミックレンジ調整部２２が二次電子検出器１６から出力される観測像信号のダイナミックレンジを調整するときに参照するダイナミックレンジ参照値を設定する。この場合、ダイナミックレンジ参照値は、通常、表示画像の映像信号の最大輝度V＿peekおよび最小輝度V＿bottomに対応するように、VR＿peekおよびVR＿bottomの２つの値を設定する。なお、その設定は、キーボードなどから、設定しようとする数値を入力することによって行なう。

ダイナミックレンジ調整部２２は、二次電子検出器１６から出力される観測像信号を入力し、その観測像信号のダイナミックレンジを、ダイナミックレンジ参照値設定部２１において設定されたダイナミックレンジ参照値と、ダイナミックレンジ検出部２３によって検出される自らの出力信号のダイナミックレンジとに基づき調整し、その調整した観測像信号を調整後観測像信号として出力する。ダイナミックレンジ調整部２２における調整の動作については、別途、図３および図４を用いて説明する。

表示画像生成部２４は、ダイナミックレンジ調整部２２が出力する調整後観測信号を入力して、その入力した調整後観測信号に基づき、表示画像の各画素の明るさ強度を求め、ビットマップの表示画像を生成し、生成した表示画像のデータを記憶部２５に記憶する。ここで、記憶部２５は、ＲＡＭ（Random Access Memory）などで構成された画像メモリである。また、この例では、観測対象の試料１９は、試料画像２５１のような白黒のストライプ模様をしているとする。

ヒストグラム生成部２６は、表示画像生成部２４によって生成された画像、つまり、記憶部２５に記憶されている表示画像の各画素の明るさ強度について、明るさ強度の頻度を表わすヒストグラムを生成する。そして、その生成されたヒストグラムからその明るさ強度の頻度が極大になる明るさ強度の値を明るさ強度ピーク値として抽出する。このようにして生成されたヒストグラムおよび抽出された明るさ強度ピーク値は、ＣＲＴやＬＣＤなどからなる表示部２７に表示される。

なお、観測対象の試料１９が試料画像２５１のような白黒ストライプ模様の試料である場合、そのヒストグラムは、表示部２７に例示したようなその両端に極大値を有するヒストグラムとなる。この場合、最小明るさ強度近傍の明るさ強度ピーク値Ｐ１は、図２に示したビデオ信号の最小輝度V＿bottomに対応し、最大明るさ強度近傍の明るさ強度ピーク値Ｐ２は、最大輝度V＿peekに対応して定まる値である。従って、明るさ強度ピーク値Ｐ１およびＰ２は、表示画像のダイナミックレンジを客観的に表わした数値ということができる。すなわち、明るさ強度ピーク値Ｐ１およびＰ２により、表示画像のダイナミックレンジを客観的に計測する手段が提供されたことになる。

なお、図１においては、画像信号処理装置２は、さらに、基準明るさ強度ピーク値設定部２８と警告出力部２９とを含むとしているが、これらのブロックの機能については、後記する。

次に、図３および図４を用いて、ダイナミックレンジ調整部２２の動作について説明する。ここで、図３は、ダイナミックレンジ調整部のオフセット調整処理のフローチャートを示した図、図４は、ダイナミックレンジ調整部のゲイン調整処理のフローチャートを示した図である。ダイナミックレンジ調整部２２は、まず、オフセット調整処理を実行し、続けてゲイン調整処理を実行する。

図３において、ダイナミックレンジ調整部２２は、まず、ダイナミックレンジ検出部２３によって、ダイナミックレンジ調整部２２自身が出力する調整後観測像信号Sa＿imgのv＿bottomを検出する（ステップＳ３１）。ただし、ステップＳ３１を初回に実行するときに限り、二次電子検出器１６から出力される観測像信号のv＿bottomを検出する。ここで、v＿bottomは、映像信号の最小輝度V＿bottomに対応する値であるが、ダイナミックレンジ検出部２３の出力信号であることを示すために、最初の文字を小文字と大文字とで区別している。また、後記するv＿peekとV＿peekとの関係も同様である。

次に、ダイナミックレンジ参照値設定部２１であらかじめ設定されているダイナミックレンジ参照値の１つVR＿bottomとステップＳ３１で検出されたv＿bottomとの差が、０に極めて近い値であるδ＿bottom以下であるか否かを判定する（ステップＳ３２）。ここで、δ＿bottomは、ＳＥＭ１０の装置固有にあらかじめ設定されている値である。

ステップＳ３２の判定において、VR＿bottomとv＿bottomとの差がδ＿bottom以下でない場合には（ステップＳ３２でＮｏ）、式（１）に従ってOffset値を計算する（ステップＳ３３）。
Offset = FO (VR＿bottom, v＿bottom) 式（１）
ここで、関数FOは、Offset値を制御することにより、式 (VR＿bottom − v＿bottom) の値をδ＿bottom以下へ収束させようとする機能を備えた関数である。

次に、以上のようにして求められたOffset値と調整前観測像信号Sb＿imgとに基づき、式（２）に従って、調整後観測像信号Sa＿imgを計算する（ステップＳ３４）。
Sa＿img = Sb＿img ＋ Offset 式（２）
ここで、ステップＳ３４が初回に実行されるときは、調整前観測像信号Sb＿imgとして二次電子検出器１６から出力される観測像信号が使用されるが、ステップＳ３４が２回目以降に実行されるときには、調整前観測像信号Sb＿imgとして前回実行したステップＳ３４で式（２）により計算されたSa＿imgが使用される。

ステップＳ３４実行後は、ステップＳ３１へ戻り、再度、ステップＳ３１以下の処理を実行する。また、ステップＳ３２の判定において、VR＿bottomとv＿bottomとの差がδ＿bottom以下になった場合には（ステップＳ３２でＹｅｓ）、オフセット調整処理の実行を終了する。

続いて、図４に従って、ダイナミックレンジ調整部２２はゲイン調整処理を実行する。ダイナミックレンジ調整部２２は、ダイナミックレンジ検出部２３によって調整後観測像信号Sa＿imgのv＿peekおよびv＿bottomを検出する（ステップＳ４１）。ただし、ステップＳ４１を初回に実行するときに限り、オフセット調整処理のステップＳ３４で最後に式（２）により計算されたSa＿imgを用いる。

次に、ダイナミックレンジ参照値設定部２１であらかじめ設定されているダイナミックレンジ参照値の１つVR＿peekとステップＳ３１で検出されたv＿peekとの差が、０に極めて近い値であるδ＿peek以下であるか否かを判定する（ステップＳ４２）。ここで、δ＿peekは、ＳＥＭ１０の装置固有にあらかじめ設定されている値である。

ステップＳ４２の判定において、VR＿peekとv＿peekとの差がδ＿peek以下でない場合には（ステップＳ４２でＮｏ）、式（３）に従ってGain値を計算する（ステップＳ４３）。
Gain = FG (VR＿peek, VR＿bottom, v＿peek, v＿bottom) 式（３）
ここで、関数FGは、Gain値を制御することにより、式 (VR＿peek − v＿peek) の値をδ＿peek以下へ収束させようとする機能を備えた関数である。

次に、以上のようにして求められたGain値と調整前観測像信号Sb＿imgとに基づき、式（４）に従って、調整後観測像信号Sa＿imgを計算する（ステップＳ４４）。
Sa＿img = Sb＿img × Gain 式（４）
ここで、ステップＳ４４が初回に実行されるときは、調整前観測像信号Sb＿imgとしてオフセット調整処理のステップＳ３４で最後に式（２）により計算されたSa＿imgが使用されるが、ステップＳ４４が２回目以降に実行されるときには、調整前観測像信号Sb＿imgとして前回実行したステップＳ４４で式（４）により計算されたSa＿imgが使用される。

ステップＳ４４実行後は、ステップＳ４１へ戻り、再度、ステップＳ４１以下の処理を実行する。また、ステップＳ４２の判定において、VR＿peekとv＿peekとの差がδ＿peek以下になった場合には（ステップＳ４２でＹｅｓ）、ゲイン調整処理の実行を終了する。

以上に示した構成のＳＥＭ１０においては、調整後観測像信号Sa＿imgのダイナミックレンジに係る最大輝度V＿peekおよび最小輝度V＿bottomを、ダイナミックレンジ参照値設定部２１において設定するダイナミックレンジ参照値VR＿peekおよびVR＿bottomに限りなく近付けることができる。これは、ダイナミックレンジ参照値VR＿peekおよびVR＿bottomを、適宜、変更することにより、調整後観測像信号Sa＿imgのダイナミックレンジを制御することができることを意味している。

また、調整後観測像信号Sa＿imgのダイナミックレンジが変わると、それに応じて表示部２７に表示されるヒストグラムにおける明るさ強度ピーク値Ｐ１およびＰ２も変わる。すなわち、ダイナミックレンジ参照値VR＿peekおよびVR＿bottomによって、明るさ強度ピーク値Ｐ１およびＰ２を制御することができる。

この明るさ強度ピーク値Ｐ１およびＰ２は、前記したように、表示画像の明るさ強度のダイナミックレンジを客観的に表わした数値であるので、複数のＳＥＭ１０において、明るさ強度ピーク値Ｐ１およびＰ２が相違する場合には、例えば、基準となる基準明るさ強度ピーク値Ｐ１０およびＰ２０を定める。そして、それぞれのＳＥＭ１０において、ダイナミックレンジ参照値VR＿peekおよびVR＿bottomを制御することにより、ＳＥＭ１０の明るさ強度ピーク値Ｐ１およびＰ２を基準明るさ強度ピーク値Ｐ１０およびＰ２０に合わせるようにすればよい。こうすることによって、複数のＳＥＭ１０について表示画像の明るさ強度のダイナミックレンジを同じにすることができる。

再び、図１に戻って、基準明るさ強度ピーク値設定部２８および警告出力部２９の機能について説明する。

前記したように、複数のＳＥＭ１０においてその表示画像のダイナミックレンジを揃えようとする場合には、そのヒストグラムから得られる明るさ強度ピーク値Ｐ１およびＰ２を揃えるために、その基準となる基準明るさ強度ピーク値Ｐ１０およびＰ２０を定めておく必要がある。基準明るさ強度ピーク値設定部２８は、所定の設定値を、例えば、キーボードなどから入力することによって、基準明るさ強度ピーク値Ｐ１０およびＰ２０を設定する。また、複数のＳＥＭ１０がＬＡＮ（Local Area Network）などに接続されている場合には、基準明るさ強度ピーク値設定部２８は、例えば、ＳＥＭ管理サーバ装置（図示せず）などからＬＡＮを経由して送信される所定の設定値を、受信することによって、基準明るさ強度ピーク値Ｐ１０およびＰ２０を設定してもよい。

警告出力部２９は、ヒストグラム生成部２６によって抽出された試料１９についての明るさ強度ピーク値Ｐ１およびＰ２と、基準明るさ強度ピーク値設定部２８によって設定された基準明るさ強度ピーク値Ｐ１０およびＰ２０とを比較する。そして、それらが相違していた場合には、当該ＳＥＭ１０の明るさ強度のダイナミックレンジが基準のダイナミックレンジと異なることを意味するので、ダイナミックレンジが基準と異なる旨の警告を、例えば、表示部２７に出力する。

図５は、表示画像の明るさ強度のダイナミックレンジが基準と異なる旨の警告を表示した表示画面の例を示した図である。図５に示すように、表示部２７の表示画面５１には、試料１９についての表示画像の明るさ強度のヒストグラム５１１、そのヒストグラム５１１から得られた現在の明るさ強度ピーク値Ｐ１およびＰ２（５１３）および基準明るさ強度ピーク値設定部２８により設定された基準明るさ強度ピーク値Ｐ１０およびＰ２０（５１２）が表示され、さらに、判定欄５１４が表示される。また、このとき、ヒストグラム５１１の横軸（明るさ強度方向の軸）には、現在の明るさ強度ピーク値Ｐ１およびＰ２の位置に加えて、基準明るさ強度ピーク値Ｐ１０およびＰ２０の位置を示しておいてもよい。

判定欄５１４は、ダイナミックレンジが基準と異なることを示す警告表示の一実施形態であり、図５の例では、当該ＳＥＭ１０の現在の明るさ強度ピーク値Ｐ１およびＰ２（５１３）と基準明るさ強度ピーク値Ｐ１０およびＰ２０（５１２）とが相違するときには、判定欄５１４に、例えば、×印が表示される。また、それら両者の値が同じであるときには、判定欄５１４に、例えば、○印が表示される。

なお、ダイナミックレンジが基準と異なることを示す警告の出力は、判定欄５１４への○または×印の表示のほかにも、各種の方法によって行なうことができる。例えば、○または×印ではなく、ダイナミックレンジが基準と異なることを示すメッセージであってもよい。また、そのメッセージを音声にしてスピーカなどから出力するようにしてもよい。

以上のような手段により、作業者は、当該ＳＥＭ１０が基準となるダイナミックレンジと同じであるかまたは相違しているかを容易に判定することができ、相違している場合には、作業者は、ダイナミックレンジ参照値VR＿peekおよびVR＿bottomを設定しなおすことによって、当該ＳＥＭ１０の表示画像の明るさ強度のダイナミックレンジを調整することができる。

本発明の実施形態に係る走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）の概略構成を示した図である。 ＣＲＴやＬＣＤなどの表示装置へ入力されるビデオ信号の例を示した図である。 本発明の実施形態に係るＳＥＭにおけるダイナミックレンジ調整部のオフセット調整処理のフローチャートを示した図である。 本発明の実施形態に係るＳＥＭにおけるダイナミックレンジ調整部のゲイン調整処理のフローチャートを示した図である。 本発明の実施形態に係るＳＥＭにおいて、警告出力部が「表示画像の明るさ強度のダイナミックレンジが基準と異なる」旨の警告を表示した表示画面の例を示した図である。

符号の説明

１ 鏡体
２ 画像信号処理装置
１０ 走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）
１１ 電子銃
１２ 集束レンズ
１３ 対物レンズ
１４ 一次電子線
１５ 二次電子
１６ 二次電子検出器
１７ ＸＹステージ
１８ 試料ホールダ
１９ 試料
２１ ダイナミックレンジ参照値設定部
２２ ダイナミックレンジ調整部
２３ ダイナミックレンジ検出部
２４ 表示画像生成部
２５ 記憶部
２６ ヒストグラム生成部
２７ 表示部
２８ 基準明るさ強度ピーク値設定部
２９ 警告出力部

Claims (6)

1. 一次電子線が試料表面に照射されたとき、その試料表面から放出される二次電子を検出し、その検出した二次電子量に基づき観測像信号を生成し、出力する二次電子検出器と、
   前記二次電子検出器が出力する観測像信号に基づき、前記試料表面の表示画像を生成し、表示する画像信号処理装置と
   を含んで構成された走査型電子顕微鏡であって、
   前記画像信号処理装置が、
   ダイナミックレンジ参照値を設定するダイナミックレンジ参照値設定手段と、
   前記二次電子検出器が出力する観測像信号を入力し、前記設定されたダイナミックレンジ参照値に基づき前記観測像信号のダイナミックレンジを調整し、その調整された観測像信号を調整後観測像信号として出力するダイナミックレンジ調整手段と、
   前記ダイナミックレンジ調整手段が出力する調整後観測像信号に基づき、表示画像の各画素の明るさ強度を求め、表示画像を生成する表示画像生成手段と、
   前記生成した表示画像の各画素の明るさ強度のヒストグラムを生成し、その生成したヒストグラムから明るさ強度の頻度が極大になる値を明るさ強度ピーク値として抽出するヒストグラム生成手段と、
   前記生成されたヒストグラムおよび前記抽出された明るさ強度ピーク値を表示するヒストグラム表示手段と
   を備えることを特徴とする走査型電子顕微鏡。
2. 前記画像信号処理装置が、さらに、
   前記明るさ強度ピーク値の基準となる基準明るさ強度ピーク値を設定する基準明るさ強度ピーク値設定手段と、
   前記ヒストグラム生成手段によって抽出された明るさ強度ピーク値が前記基準明るさ強度ピーク値設定手段によって設定された基準明るさ強度ピーク値と異なる場合には、前記明るさ強度ピーク値と前記基準明るさ強度ピーク値とが異なることを示す警告を出力する警告出力手段と
   を備えることを特徴とする請求項１に記載の走査型電子顕微鏡。
3. 前記基準明るさ強度ピーク値設定手段は、前記基準明るさ強度ピーク値として、最小明るさ強度近傍の第１の明るさ強度と最大明るさ強度近傍の第２の明るさ強度との２つの明るさ強度を設定すること
   を特徴とする請求項２に記載の走査型電子顕微鏡。
4. 一次電子線が試料表面に照射されたとき、その試料表面から放出される二次電子を検出し、その検出した二次電子量に基づき観測像信号を生成し、出力する二次電子検出器と、
   前記二次電子検出器が出力する観測像信号に基づき、前記試料表面の表示画像を生成し、表示する画像信号処理装置と
   を含んで構成された走査型電子顕微鏡における画像信号処理方法であって、
   前記画像信号処理装置が、表示画像記憶部とヒストグラム表示部とを備え、
   ダイナミックレンジ参照値を設定するダイナミックレンジ参照値設定ステップと、
   前記二次電子検出器が出力する観測像信号を入力し、前記設定されたダイナミックレンジ参照値に基づき前記観測像信号のダイナミックレンジを調整し、調整後の観測像信号を調整後観測像信号として出力するダイナミックレンジ調整ステップと、
   前記ダイナミックレンジ調整ステップにおいて出力された調整後観測像信号に基づき、表示画像の各画素の明るさ強度を求め、表示画像を生成する表示画像生成ステップと、
   前記生成した表示画像の各画素の明るさ強度のヒストグラムを生成し、その生成したヒストグラムから明るさ強度の頻度が極大になる値を明るさ強度ピーク値として抽出するヒストグラム生成ステップと、
   前記生成されたヒストグラムおよび前記抽出された明るさ強度ピーク値を表示するヒストグラム表示ステップと
   を実行することを特徴とする画像信号処理方法。
5. 前記画像信号処理装置が、さらに、
   前記明るさ強度ピーク値の基準となる基準明るさ強度ピーク値を設定する基準明るさ強度ピーク値設定ステップと、
   前記ヒストグラム生成ステップにおいて抽出された明るさ強度ピーク値が前記基準明るさ強度ピーク値設定ステップにおいて設定された基準明るさ強度ピーク値と異なる場合には、前記明るさ強度ピーク値と前記基準明るさ強度ピーク値とが異なることを示す警告を出力する警告出力ステップと
   を実行することを特徴とする請求項４に記載の画像信号処理方法。
6. 前記基準明るさ強度ピーク値設定ステップにおいては、前記基準明るさ強度ピーク値として、最小明るさ強度近傍の第１の明るさ強度と最大明るさ強度近傍の第２の明るさ強度との２つの明るさ強度を設定すること
   を特徴とする請求項５に記載の画像信号処理方法。

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