JP5462434B2 - 荷電粒子ビーム装置、及び荷電粒子ビーム顕微鏡 - Google Patents

Description

本発明は、電子顕微鏡およびイオン顕微鏡等の荷電粒子ビーム装置に関する。

通常電子顕微鏡およびイオン顕微鏡では、レンズにより試料を拡大し観察する。この場合、拡大像の分解能は、レンズの収差により制約を受ける。そのため、ビームの波長と比べて２桁程度低い分解能しか得られない。これに対し、レンズ収差を低減するための、収差補正技術が開発されているが、装置コストが高くなるなどの大きな課題が残る。

これに対して位相回復法もしくはフーリエ反復位相回復法と呼ばれる手法（非特許文献１）は回折像から実像を再構成する手法である（本明細書では以後「位相回復法」と呼ぶ）。

回折像はレンズを用いなくても得られるため、位相回復法ではレンズ収差の影響を受けない、高い分解能での像観察が期待できる。通常レンズを使えないX線では、位相回復法を用いて回折像から実像を再生する技術が進展し、波長程度の分解能で像観察ができるようになりつつある。また電子顕微鏡でも、レンズを用いてはいるが、位相回復法の適用例は報告されている（非特許文献２）。

R. W. Gerchberg and W. O. Saxton, "A practical algorithm for the determination of phase from image and diffraction plane pictures", Optik, vol. 35, pp. 237-246, 1972 J. M. Zuo et al., "Atomic Resolution Image of a Carbon Nanotube form Diffraction Intensities", Science, Vol. 300, pp. 1419-1421, 2003

本件発明の課題を説明するため、まず位相回復法の処理手順に関して説明する。

＜位相回復法の原理説明＞
顕微鏡で観察される像には、振幅と位相の情報が含まれている。しかし、像強度は振幅の２乗であり、通常の観察方法では位相情報は現れてこない。これは実像を観察する実空間でも回折像を観察する逆空間でも同様である。

実空間と逆空間とは、どちらかの空間で振幅と位相の情報が完全に得られれば、数学的には、フーリエ変換によりもう一方を完全に再現できる関係になっている。

位相回復法は、回折像を観察により取得し、逆空間の位相を計算により得ることで、実像を再構成する手法である。その際、回折像の平方根である振幅を逆空間の拘束条件とし、実空間でも何らかの拘束条件を設定して、フーリエ変換と逆フーリエ変換を繰り返しながら、少しずつ位相を再生していく。

ここで以後の説明のために、用語を定義する。

実空間の像に関して、以後「再構成像」、「拡大像」、「実像」の3つの用語を用いる。「再構成像」は位相回復計算途中の実空間画像を示し、「拡大像」は顕微鏡により観察された実空間の像を示す。「実像」は本来「再構成像」も「拡大像」も含む実空間の像全体を示すが、以後は説明を明確にするために、位相回復による最終結果を「実像」と呼ぶ。

図１に繰り返し計算の手順を模式的に示す。

まず初期条件として何らかの画像（例えばランダムなパターンや低分解能拡大像など）をフーリエ変換し、逆空間での振幅（F(k)）と位相（Φ）の情報を得る。位相情報は残し、振幅情報を観察により得た回折像に置き換えて（F ' (k)：逆空間での拘束条件と呼ぶ）、再度フーリエ変換を実行する（先のフーリエ変換に対しては逆フーリエ変換となる）。逆フーリエ変換で得た実空間の振幅（f ' (x)）と位相（φ）情報のうち、位相情報を残し、振幅情報に何らかの拘束条件（例えば試料がある領域以外の振幅情報を0とするなど）を与えた結果（f (x)）をフーリエ変換する。得られる逆空間での振幅・位相情報のうち、位相を残して振幅を回折像で置き換えてフーリエ変換し実空間の振幅・位相情報を得る。この操作を繰り返し、逆空間の位相情報を再生し、十分再生できた後、回折像の振幅情報とともに逆フーリエ変換し、実像を構成する。

また、位相回復の過程では逆空間と実空間両方の位相を再生できるため、位相回復法を用いることで実空間の位相像を得ることも可能であり、従来電子線ホログラフィや他の手法を用いて得ていた電場や磁場を可視化することも可能である。

＜回折像取得方法の説明、カメラ長の説明＞
回折像は、試料に略平行なビームを照射し、試料を透過したビーム（もしくは反射したビーム）を十分離れた位置で検出することにより得られる。そのため原理的には試料の後ろ（光軸に沿って光源と反対側）にはレンズを必要としない。このとき、試料から検出面までの距離をカメラ長と呼ぶ。

しかし通常電子顕微鏡においては、対物レンズの試料後ろ側のレンズ効果を用いており、後側焦点位置にできる回折像を以後のレンズ（投影レンズ）で拡大する。この場合のカメラ長は、同じ回折スポット間隔が上記したレンズがない場合であれば試料からどれだけ離れた位置で得られるかにより定義される。

図１の手順により回折像から実像を再構成する際、回折像と実像はフーリエ変換の関係になっているため、再構成される実像の画像サイズFは、カメラ長L、回折像を検出する検出器の画素サイズp、加速電圧から決まる電子ビームの波長λにより、
F = 2・λ・L／p (1)
で決まる。

ところがこの位相回復法を適用した電子顕微鏡およびイオン顕微鏡では、観察する試料の材料や必要となる分解能に応じて、波長、カメラ長、画素サイズは以下のような理由により変化する。
・電子顕微鏡で用いられる電子ビームのエネルギー（加速電圧）は観察する対象に
合わせて選択されるため、照射ビームの波長はそれに応じて変化する。例えば、
より高い分解能を得るためには200 kVや300 kV、もしくはそれ以上の加速電
圧で観察し、試料へのビーム照射ダメージが問題となる場合や組成や形状のコン
トラストをより鮮明にする場合には、30 kVやそれ以下の加速電圧の電子ビーム
が用いられる。
・検出は通常CCDやフィルム、イメージングプレートなどが用いられるが、受光
面サイズ（画素サイズと縦横方向画素数の積）が一定の場合が多い。求める分解
能に応じて受光面内での回折像サイズを変えることが望まれるため、カメラ長は
要求分解能に応じて変化させる。
・透過型電子顕微鏡のように、CCDやフィルム、イメージングプレートなどを切
り替えて使用できる場合、用いる検出器ごとに検出画素サイズは異なる。また、
CCDカメラの場合、データ転送速度や飽和検出量などの関係で、数個まとめた
画素単位で検出する方法（ビニング）を用いる場合がある。

そのため、フーリエ変換で再構成される実像の画像サイズFは一定ではなく、観察条件ごとに変化する。

一方、回折像はビームが照射されている試料領域すべての情報を反映している。

前述の観察条件が変化すると、それに伴い回折像のフーリエ変換として得られる画像サイズは変化するため、試料上でのビーム照射が一定であれば、回折像を形成している試料情報と、回折像から再構成される実像とが一致しなくなるという課題がある。

またもう一つの課題として、位相回復法を適用した電子顕微鏡およびイオン顕微鏡では多数回の計算を実行する必要があるため、実像を得るまでに時間を要することが挙げられる。これに対して、従来の電子顕微鏡およびイオン顕微鏡では、倍率の変化や試料移動など、観察条件の変化に像の変化が追随している。

そのため、観察する試料位置を決めるための移動や、おおまかな構造の観察には通常のレンズを使った観察方法を用い、さらに高い分解能を得る場合に位相回復法を適用する方法が、実際の位相回復法の荷電粒子ビーム顕微鏡適用には適当と考えられるが、実用的には実像再構成の時間短縮が求められる。

上述の課題を解決する本願において開示される発明のうち、代表的なものの概要を簡単に説明すれば次の通りである。

すなわち、本発明の荷電粒子ビーム装置、荷電粒子ビーム顕微鏡は、回折像を形成するために試料に照射しているビームの領域が、荷電粒子ビームの波長、回折像取得時のカメラ長、回折像検出器の画素サイズが変化した場合でも、再構成される実像の画像サイズと一定関係になるような照射調整機構（部）を有することが特徴である。

また、本発明の荷電粒子ビーム装置、荷電粒子ビーム顕微鏡は、試料上照射ビームを走査する偏向器を有し、試料上を走査する偏向幅が荷電粒子ビームの波長と回折像取得時のカメラ長と回折像検出器の画素サイズとで決まる画像サイズと一定関係になるようにすることが特徴である。

本発明の荷電粒子ビーム装置、荷電粒子ビーム顕微鏡によれば、回折像を形成する試料照射領域が位相回復法により再構成される画像サイズと略一致するため、回折像と再構成される実像とが数学的に情報の過不足がなく略一致する。また回折像とのフーリエ変換で決まる画像サイズと一定関係にあるサイズの拡大像を用いて位相回復を行うことで、計算の収束が速くなり、精度が上がる。

以下、本発明の最良の形態を図面を用いて説明する。

本発明は、走査型電子顕微鏡に限らず透過型電子顕微鏡を含む他の電子顕微鏡やイオンビーム顕微鏡などの荷電粒子を用いた顕微鏡等の荷電粒子ビーム装置にも適用できる。

荷電粒子ビーム装置の一例として、第一の実施例では走査型電子顕微鏡（SEM）、走査透過型電子顕微鏡（STEM）の例を示す。

＜走査型電子顕微鏡、走査透過型電子顕微鏡の構成要素説明＞
図２は、本発明の第一の実施例に係る走査型電子顕微鏡、走査透過型電子顕微鏡の概略図である。電子源１から放射された電子ビームは、照射レンズ2を介して、試料3を照射する。

拡大像を観察する際には、図２(a)のように、照射レンズ2によりビームを試料3上に収束し、偏向器4により試料3上もしくは試料3近傍を走査し、透過電子検出器51もしくは二次電子反射電子検出器52で検出した、試料3を透過した電子ビーム53もしくは試料3から発生された二次電子反射電子54を、偏向器4の偏向信号に同期させて、画像表示部105に表示する。なお、透過電子検出器51を用い、試料を透過したビームで像を得る場合を、走査透過型電子顕微鏡（STEM）と呼ぶ。

高電圧印加回路101は電子源1の加速電圧、引き出し電圧、引き出し電流を制御する。照射レンズ制御回路102は照射レンズ2の強度を制御し、偏向信号発生回路103は偏向器4を制御する。透過電子検出器51もしくは二次電子反射電子検出器52で検出した信号は増幅器61で増幅され、偏向信号発生回路103の偏向信号と画像処理回路104において同期して、画像表示部105で拡大像として表示される。偏向信号と同期した画像はまた、画像記録部106に記録される。高電圧印加回路101、照射レンズ制御回路102、偏向信号発生回路103は装置全体の制御部である全体制御系110により制御される。

回折像55を取得する際には、図２(b)のように、照射レンズ2により平行にしたビームを試料3に照射し、十分離れた位置にある回折像検出器56により検出する。このときカメラ長Lは、試料3から回折像検出器56の距離で定義される。カメラ長Lの調整は、投影レンズ7により行う。投影レンズ7は、投影レンズ制御回路107により制御される。投影レンズ制御回路107も全体制御系110により制御される。

回折像検出器56には、CCDカメラやイメージングプレート、フィルムなどが用いられる。得られた回折像はデジタル化され、回折像記録部62に記録される。デジタル化された画像の最小単位を画素サイズpと呼ぶ。CCDカメラを用いる場合は、画素サイズpはCCDカメラの画素サイズと同じになる場合もある。

記録された回折像はデジタルデータを処理する処理部であるパーソナルコンピュータなどの計算機63において位相回復処理される。ここで、画像記録部106に記録された拡大像を、初期条件や実空間拘束条件として用いることも可能である。計算機63による位相回復処理結果は画像表示部105に表示される。なお、画像記録部106に記録される拡大像についても、そのまま画像表示部105に表示するよう構成することも可能である。

さて、前述したように、位相回復法で再構成される再構成像は、観察により得た回折像のフーリエ変換の関係になっている。そのため再構成像の画像サイズFは式(1)で決まる。取得時の画素サイズpを維持して位相回復処理を行う場合には、画像サイズFと略一致するように照射領域を設定することが望ましい。また、回折像取得後に画像の画素数を変更することも可能であり、その場合、位相回復処理を行う際の実効的画素サイズが変化するため、照射領域は必ずしも画像サイズFと略一致する場合だけとは限らない。回折像取得後に画像の画素数を変更する場合でも、その変更する割合が一定であれば、加速電圧、カメラ長を変えた場合に、照射領域をFの一定倍にすることで、照射領域と実像との対応づけが可能となる。

これを実現するために、本実施例においては、照射調整機構（部）201を設置し、電子ビームの波長λやカメラ長L、画素サイズpが変わった場合のビーム照射領域を調整する。照射調整機構201は、式(1)により決まる画像サイズに対応した照射領域となるよう、高電圧印加回路101から照射ビームの波長情報を、投影レンズ制御回路107からカメラ長情報を、回折像記録部62から画素サイズ情報を取得し、後述する絞り制御回路202、照射レンズ制御回路102、偏向信号制御回路103へ制御情報を伝達する。

照射領域の調整にはいくつかの方法がある。以下で各調整方法を説明する。

図２には絞りAPによる調整機構（部）を示してある。絞り調整機構202は、絞りAPの開口サイズ、光軸AXに沿った位置、絞り面内での回転のうち少なくとも一つを、照射調整機構201からの制御情報により調整する。

通常、絞りは開口形状が円形であるが、回折像と対応するためには、試料照射領域の形状は四角形が望ましい。そのため、絞りAPの開口は四角形となるように設定することも可能とする。また、絞り開口が試料上で回転できるように、絞りAPは絞り面内での回転機構を有することが望ましい。

図３は照射レンズを複数枚（第一照射レンズ21、第二照射レンズ22）で調整機構を構成する場合を示している。照射調整機構201からの制御情報を照射レンズ制御回路102に伝達し、第一照射レンズ21と第二照射レンズ22を制御して照射領域を調整する。

これらの調整機構により、得られる回折像の照射領域が位相回復結果の画像サイズと対応がつくため、回折像と再構成像とが数学的に情報の過不足がなく略一致する。

また、本実施例のように位相回復法を走査型電子顕微鏡（SEM）に適用する場合、好適には、ある程度の解像度（倍率）までは通常のSEMとして観察し、さらに分解能を向上する際に位相回復法を用いる。

また、位相回復法処理における初期条件や実空間拘束条件として、低分解能の拡大像を用いることの有効性は既に、国際公開番号：WO2005/114693 A1で提唱されている。

そこで、回折像を得て位相回復法を適用する際に、回折像のフーリエ変換により得られる画像サイズと略一致するサイズの拡大像を用いることで、拡大像をそのまま計算に適用することができ、計算処理が高速化できる。また、位相回復像とSEM観察との画像の連続性が良くなるため、ユーザーが違和感少なく観察することが可能となる。

これを実現するためには、図２(a)で拡大像を得る際の偏向器4に、照射調整機構201からの制御情報を反映する方法が有効である。同図から明らかなように、照射調整機構201からの制御情報は偏向信号制御回路103に伝達され、偏向器4の偏向幅と偏向回転のうち、少なくとも一方を変更し、試料上での照射領域が再構成像に対応するように調整する。これにより、回折像とのフーリエ変換で決まる画像サイズと略一致するサイズの拡大像を用いて位相回復を行うことが可能となり、計算の収束が速くなり、精度が上がる。

なお、以上説明した第一の実施例においては、絞り制御回路202、照射レンズ制御回路102、偏向信号制御回路103へ制御情報を送る照射調整機構（部）201を、全体の制御部である全体制御系110とは別個に設ける構成を取ったが、この照射調整機構201の機能を全体制御系110に含ませても良いことは言うまでもない。この場合、必要とする波長情報、カメラ長情報、画素サイズ情報は全体制御系110に送られ、全体制御系201が絞り制御回路202等への制御情報を作成することになる。

次に第二の実施例として、透過型電子顕微鏡（TEM）への適用例を示す。

＜透過型電子顕微鏡適用例＞
図４は、第二の実施例に係る透過型電子顕微鏡の概略図である。電子源１から放射された電子ビームは、照射レンズ2および対物レンズ前側のレンズ効果OB1を介して、試料3を照射する。透過型電子顕微鏡における照射光学条件は、回折像を取得する場合（図４（a））と拡大像を観察する場合（図４（b））とで同一とすることが可能である。

拡大像を観察する場合、図４（b）に示すように、対物レンズの後ろ側レンズ効果OB2により試料像は10倍程度に拡大され、その像をさらに投影レンズ７で検出面57に拡大投影する。通常、対物レンズOBは、OB1とOB2をあわせたものを呼ぶ。

一方回折像を取得する場合には、図４（a）に示すように、対物レンズの後ろ側レンズ効果OB2の後側焦点面に形成される回折像を投影レンズで検出面57に拡大投影する。

なお、投影レンズ７を複数枚で構成することにより、後側焦点面の拡大倍率を変化させることができる。この場合のカメラ長L' は、検出面57での回折スポット間隔dから、レンズを用いずに回折像を得た場合に換算して求められる。

観察条件により、電子ビームの波長λやカメラ長L' 、画素サイズpが変わった場合に試料上へのビームの照射領域は、第一の実施例同様、照射調整機構を用い、照射レンズ2と対物レンズの前側レンズ効果OB1の強度を変えて調整できる。

また図５に示すように、照射レンズを第一照射レンズ21と第二照射レンズ22の二段構成とし、第二照射レンズ22の像点FPを不動となるようにすると、対物レンズOBの条件は一定のまま、第一照射レンズ21と第二照射レンズ22の調整で試料3上のビーム照射領域を調整することができる。図５において、対物レンズの後ろ側レンズ効果OB2以降の図示を省略してある。

なお試料3上のビーム照射領域形状は、第一の実施例同様、絞りAPの開口形状により設定することが可能である。その場合、絞りAPの共役像が試料3上にできていることが望ましい。また、絞り開口形状が試料上で回転できるように、絞りAPは絞り面内での回転機構を有することが望ましいことは、第一の実施例と同様である。

＜位相回復法適用時の操作表示画面例の説明＞
図６は、第一、第二の実施例の電子顕微鏡における、操作表示画面（Graphical User Interface : GUI）の一例である。操作表示画面300は図２および図３に示した全体制御系110に含まれ、実空間像表示部301と回折像表示部302を有する。実空間像表示部301には、拡大像、位相回復途中の再構成像および最終結果である実像を表示し（図２および図３において画像表示部105に表示される画像）、回折像表示部302では観察により取得した回折像（図２および図３において回折像記録部62に記録された画像）を表示する。

また、照射ビームの加速電圧、カメラ長、回折像検出器の画素サイズが表示するための、加速電圧表示部303、カメラ長表示部304、画素サイズ表示部305を有する。これらの値は、図２および図３における高電圧印加回路101、投影レンズ制御回路107、回折像記録部62における、加速電圧、カメラ長、画素サイズ情報を表示する。加速電圧、カメラ長、画素サイズはユーザーからの入力も可能であり、これら入力された値を照射調整機構201へ伝達し、照射条件へ反映させることも可能である。

なお、以上の説明においては、操作表示画面300は図２および図３に示した全体制御系110に含まれるとして説明したが、図２、３に示した画像表示部105にこの操作表示画面300を表示するよう構成できることは言うまでもない。

位相回復法の処理手順を示す図。 第一の実施例に係る走査型電子顕微鏡の要部概略を示す図。 第一の実施例における二段照射レンズにより試料照射領域を規定する場合を示す図。 第二の実施例に係る透過型電子顕微鏡の要部概略を示す図。 第二の実施例において二段照射レンズにより試料照射領域を規定する場合を示す図。 実施例において位相回復法適用時の操作表示画面例を示す図。

符号の説明

1…電子源、2…照射レンズ、21…第一照射レンズ、22…第二照射レンズ、3…試料、4…偏向器、7…投影レンズ、51…透過電子検出器、52…二次電子検出器、53…透過電子、54…二次電子（もしくは反射電子）、55…回折像、56…回折像検出器、57…CCDカメラ検出面、61…増幅器、62…回折像記録部、63…計算機、101…高電圧印加回路、102…照射レンズ制御回路、103…偏向信号制御回路、104…画像処理回路、105…画像表示部、106…画像記録部、107…投影レンズ制御回路、110…全体制御系、300…操作表示画面、301…実空間像表示部、302…回折像表示部、303…加速電圧表示部、304…カメラ長表示部、305…画素サイズ表示部、AP…絞り、AX…光軸、FP…第二照射レンズ像点、L…カメラ長、OB…対物レンズ、OB1…対物レンズ前側レンズ効果、OB2…対物レンズ後側レンズ効果、p…画素サイズ。

Claims (18)

1. 荷電粒子ビーム装置であって、
   荷電粒子ビーム源と、
   前記荷電粒子ビーム源から発生した荷電粒子ビームを試料に照射する荷電粒子光学系と、
   前記試料から発生する回折像強度を検出する回折像検出器と、
   前記回折像強度から実像を再構成する計算機と、
   前記試料に照射する前記荷電粒子ビームの照射領域サイズを、前記計算機によって再構成された前記実像のサイズを基に決定する照射調整部とを含む
   荷電粒子ビーム装置。
2. 請求項１記載の荷電粒子ビーム装置であって、
   前記照射調整部は、前記荷電粒子ビームの照射領域サイズを再構成された前記実像のサイズに略一致させる
   荷電粒子ビーム装置。
3. 請求項１もしくは請求項２記載の荷電粒子ビーム装置であって、
   前記照射調整部は、前記荷電粒子ビームの波長と前記回折像取得時のカメラ長と
   前記回折像検出器の画素サイズのうち、少なくとも一つを反映して前記照射領域サイズを決定する
   荷電粒子ビーム装置。
4. 請求項１ないし請求項３のいずれか１項記載の荷電粒子ビーム装置であって、
   前記荷電粒子光学系は絞りを有し、
   前記照射調整部は、前記絞りの開口部の大きさと位置と回転のうち、少なくとも一つを調整する
   荷電粒子ビーム装置。
5. 請求項１ないし請求項３のいずれか１項記載の荷電粒子ビーム装置であって、
   前記荷電粒子光学系が複数枚の荷電粒子ビーム用レンズを有し、
   前記照射調整部は、前記複数枚の荷電粒子ビーム用レンズの強度を調整する
   荷電粒子ビーム装置。
6. 請求項１ないし請求項３のいずれか１項記載の荷電粒子ビーム装置であって、
   前記荷電粒子光学系が偏向器を有し、
   前記照射調整部は、前記偏向器の偏向幅と偏向方向のうち少なくとも一つを調整する
   荷電粒子ビーム装置。
7. 請求項１ないし請求項６のいずれか１項記載の荷電粒子ビーム装置であって、
   前記計算機は、前記回折像強度から前記実像を再構成する際、位相回復法を用いる荷電粒子ビーム装置。
8. 荷電粒子ビーム顕微鏡であって、
   荷電粒子ビーム源と、
   前記荷電粒子ビーム源から発生した荷電粒子ビームを試料に照射する荷電粒子光学系と、
   前記荷電粒子ビームを前記試料上で走査する偏向器と、
   前記試料から発生する二次荷電粒子、或いは透過荷電粒子を検出する荷電粒子検出器と、
   前記試料から発生する回折像強度を検出する回折像検出器と、
   前記回折像検出器が検出した前記回折像強度から実像を再構成する処理部と、
   前記試料に照射する前記荷電粒子ビームの照射領域サイズを、再構成された前記実像のサイズを基に決定する照射調整部と、
   前記荷電粒子検出器、或いは前記回折像検出器の出力に基づく画像を表示する画像表示部とを備えた
   荷電粒子ビーム顕微鏡。
9. 請求項８記載の荷電粒子ビーム顕微鏡であって、
   前記照射調整部は、前記試料に照射する前記荷電粒子ビームの照射領域サイズを、再構成された前記実像のサイズに略一致させるよう調整する
   荷電粒子ビーム顕微鏡。
10. 請求項８もしくは９記載の荷電粒子ビーム顕微鏡であって、
    前記照射調整部は、前記荷電粒子ビームの波長と前記回折像取得時のカメラ長と
    前記回折像検出器の画素サイズのうち、少なくとも一つを反映して前記照射領域サイズを再構成された前記実像のサイズに略一致させる
    荷電粒子ビーム顕微鏡。
11. 請求項８ないし１０のいずれか１項記載の荷電粒子ビーム顕微鏡であって、
    前記処理部は、前記回折像強度から前記実像を再構成する際、位相回復法を用いる荷電粒子ビーム顕微鏡。
12. 荷電粒子ビーム顕微鏡であって、
    荷電粒子ビーム源と、
    前記荷電粒子ビーム源から発生した荷電粒子ビームを試料に照射する、照射レンズと対物レンズを含む荷電粒子光学系と、
    前記荷電粒子ビームの照射により発生する前記試料の回折像、あるいは拡大像を検出する検出器と、
    前記検出器に、前記回折像、あるいは前記拡大像を拡大投影する投影レンズと、
    前記検出器の出力に基づく画像を表示する画像表示部と、
    前記検出器が出力する前記回折像の強度から実像を再構成する処理部と、
    前記試料に照射する前記荷電粒子ビームの照射領域サイズを、再構成された前記実像のサイズを基に決定する照射調整部とを備えた
    荷電粒子ビーム顕微鏡。
13. 請求項１２記載の荷電粒子ビーム顕微鏡であって、
    前記照射部は、前記試料に照射する前記荷電粒子ビームの照射領域サイズを、再構成された前記実像のサイズに略一致させるよう調整する
    荷電粒子ビーム顕微鏡。
14. 請求項１２もしくは１３記載の荷電粒子ビーム顕微鏡であって、
    前記照射調整部は、前記荷電粒子ビームの波長と前記回折像取得時のカメラ長と
    前記回折像検出器の画素サイズのうち、少なくとも一つを反映して前記照射領域サイズを再構成された前記実像のサイズに略一致させる
    荷電粒子ビーム顕微鏡。
15. 請求項１２ないし１４のいずれか１項記載の荷電粒子ビーム顕微鏡であって、
    前記処理部は、位相回復法を用いて前記回折像強度から前記実像を再構成する
    荷電粒子ビーム顕微鏡。
16. 請求項１記載の荷電粒子ビーム装置であって、
    前記照射調整部は、前記荷電粒子ビームの波長と、前記回折像取得時のカメラ長と、前記回折像検出器の画素サイズとに基づき前記照射領域サイズを決定する
    荷電粒子ビーム装置。
17. 請求項８記載の荷電粒子ビーム顕微鏡であって、
    前記照射調整部は、前記荷電粒子ビームの波長と、前記回折像取得時のカメラ長と、前記回折像検出器の画素サイズとに基づき前記照射領域サイズを決定する
    荷電粒子ビーム顕微鏡。
18. 請求項１２記載の荷電粒子ビーム顕微鏡であって、
    前記照射調整部は、前記荷電粒子ビームの波長と、前記回折像取得時のカメラ長と、前記回折像検出器の画素サイズとに基づき前記照射領域サイズを決定する
    荷電粒子ビーム顕微鏡。

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