JPH0261953A - 走査型顕微鏡における表面形状算出方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は複数の検出器を持つ走査電子顕微鏡に係り、特
に二次元法線分布より表面形状を計算する演算部を有す
る走査電子顕微鏡に関する。

［従来の技術］ 法線ベクトルの２次元分布より試料表面の立体形状を求
める方法は、視点と対象物の関係を変化させずに、光源
の位置の異なる複数枚の画像を撮影して法線方向を求め
立体形状を求める方法（フォトメトリックステレオ法、
ＰＭＳと略する）、また、同種の原理に基づくが、走査
電子顕微鏡（以下ＳＥＭと略）に複数の検出器をとりつ
け、それぞれの検出器の信号より作成した画像を用いて
法線を求め立体形状を計算する方法（ＳＥＭ−ＰＭＳ法
と略）などで用いられている。例えば、コンピュータ　
グラフィックス　アンド　イメージ　プロセシング　第
１８巻の第３０９頁から第３２８頁（１９８２年）　　
（Ｃｏｍｐｕｔｅｒ　Ｇ　ｒａｐｈｉｃｓａｎｄ　　Ｉ
ｍａｇｅ　　Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ　ｖｏｌ、　１８　
　ｐｐ、　３０９−３２８　（１９８２））においては
次のような方法がとられている（記法などは変えである
。）。

１０≦Ｘ≦ｌｏ＋−ｊ。≦ｙ≦ｊ０の格子点上で→ 法線ベクトルｎ　（ｘ＋　ｙ）＝　（−ｐ（ｘ、ｙＬｑ
（ｘ＋　ｙ）、１）が求められている。ただし、立体形
状を求めたい表面の方程式を、Ｚ軸を高さ方向にとって
、ｚ＝ｆ（ｘ＋　ｙ）と表したとき、−ｊ。≦ｊ≦−１ （３）各象現の高度を外側に積分する。

（３−１）第１象限 ｚ　（１１＋　Ｊ）とｚ（ｘ＋ｊ−１）が既に求められ
ているときＺ　（１１Ｊ）を次の式で求める。

ルの２次元的分布より表面形状を以下の手順で求める（
以下、法線分布を積分すると言う）。

（１）原点に任意の高度ｚ０を与える。

ｚ　（０，０）＝ｚ０ （２）Ｘ軸、ｙ軸上を原点から積分する。

１≦ｉ≦１０ この式は、ｚ（ｉ−１，ｊ）よりＸ微分を使って求めた
高度を平均していることに相当している。

（３−２）第２象限 ｚ　（ｉ＋Ｌ　ｊ）＋　ｚ　（Ｌ　ｊ−１）よりｚ　（
ｉ、ｊ）を求める。

−ｉｏ≦ｉ≦−１ １≦ｊ≦ｊ。

（３−３）第３象限 ｚ　（ｉ＋Ｌ　ｊ）＋　ｚ　（Ｌ　ｊ＋１）よりＺ　（
ＩＩ　Ｊ）を求める。

”ｚｂｐｊ”ｌ）−’ （ｑ（ｘ、ｊ＋１）＋ｑ（ｘ、ｊ）））］（３−４）第
４象限 ｚ　（ｉ−１，ｊ）ｔ　ｚ　（ｉｔ　ｊ＋ｘ）よりｚ　
（ｉｔ　Ｊ）を求める。

＋Ｚ（ｉｔｊ＋１）−Ｔ　　（ｑ（ｉ、ｊ＋１）＋ｑ（
ｉ、ｊ）））コこの文献に示しである方式は、原点より
順次外側に積分していく方法である。法線分布に誤差が
含まれていない場合には、どのような手順で積分しても
、正確な表面形状が得られる。しがし、多くの場合、法
線分布は測定値であり誤差を含んでいる。上記文献の方
式では、外側に積分してくのに従い、誤差が集積されて
いき１周辺部では大きな歪が生じてしまうという問題点
があった。

第９図（ａ）は、４角錘型の凹みに対して、上記従来技
術を適用した結果を等高線表示したものである。４隅（
特に左上と右下）に大きな歪が生じている。

なお、この方法に関係あるものとして、特開昭６２−６
１１２号公報がある。

［発明が解決しようとする課題］ 上記従来技術は、法線分布に誤差が含まれている場合、
誤差が積分結果に大きな歪を与えるという問題点があっ
た。

本発明の目的は、法線分布に誤差が含まれている場合で
も歪みの少い表両立体形状を算出する演算部を有する走
査電子顕微鏡を提供することにある。

［課題を解決するための手段］ 上記目的を達成するために、積分を行う領域を小頭に分
割して、それぞれの境界上を１次元的に積分することに
より境界内の相対的は高度を求めた後に、境界に直交す
る方向に各領域内を１次元的に積分することにより境界
間の相対的高度差を決定し、領域内で高度を調節する方
法を考案したものである。具体的には、従来技術と同じ
記法を用いて、まず、ｙ軸に平行な直線を境界とする矩
形の小領域に分割する。境界がｎ＋ｍ＋１個あったとし
、それぞれの境界の方程式をＸ：Ｘｈ。

−ｍ≦に≦ｎ、としたとき、 （３）ｘ＝ｘ、よりｘ＝ｘ１までＸ微分を用いて積分す
る。

Ｊｏ≦ｊ≦ｊ０の各ラインに対して、 ｘ０＋１≦ｉ≦Ｘ工 （４）ステップ（３）で計算されたｘ＝＝ｘ□上の各点
の高度の平均ａｖｌをとる １　ｇ　＝Ｘ　−ａ＜　Ｘ−ｓ＋−＜　”’　＜　Ｘａ
　＜”’　＜　Ｘ　ｎ士ｉ。

とする。積分の手順は、 （１）積分開始点に任意の高度２．を与える。

ｚ（ｘａ　ｒ　Ｏ）　＝　ｚ　６ （２）ｘ＝ｘ０上をＸ微分を用いて積分する。

ｚ（ｘｏ　ｐ　ｊ　）＝Ｚ（ｘｏ　ｐ　ｊ−’　）”　
２（ｑ（ｘｏ　＋ｊ）＋ｑ、（ｘｏ　＋ｊ−１））１≦
ｊ：ｉｊ。

ｚ（ｘｏｙｊ）＝ｚ（ｘｎ＋、ｔ＋１）−−（ｑ（ｘｏ
ｔｊ）＋ｑ（ｘｔｊ＋ｔ））−ｊ。≦ｊ≦−１ ２ｊｏ　＋　１　　ｊ＝−ｊｓ （５）ｘ＝ｘ工上のｙ方向積分開始点に仮の高度２１′
　を与える。

ｚ　（ｘｌ、０）＝ｚ工 （６）（５）の積分開始点より、ｙ方向にＸ微分を用い
積分する。ここで便宜的に、この計算高度にダッシュを
つけて、Ｚ’　（１＋　Ｊ’）で表す。

１≦ｊ≦ｊ。

ｚ’　（ｘ工、コ）：ｚ’　（ｘ工＋ｊ”ｌ）−■ ヲ（ｑ（ｘ工＋ｊ）”ｑ（ｘ工１ｊ”１））Ｊａ≦ｊ≦
−１ （７）　ｘ　＝ｘ１上で−Ｚ’　　（ｘｔ　Ｊ）の平均
ａｖ２を計算する。

（８）ｘ＝ｘ１上で、Ｚ’　（１＊　Ｊ）に、ａｖｌ−
ａｖ２を加算する。この結果、ｚ（ｘ工ｔ　ｊ）とｚ’
　（Ｘ１１１　Ｊ）のｘ＝ｘ、上での平均値は等しくｚ
ｖｌになる。この値を、ｚ　Ｃｘｘｔ　Ｊ）の最終値と
する。

ｚ　（ｘｚ＋、ｊ）＝　ｚ　’　　（ｘｔ、ｊ）＋（ａ
　ｖ　１−　ａ　ｖ　２）（９）（３）で計算したＺ　
（１＋　Ｊ）　＊　ｘ０＋ｌ≦ｉ≦ｘ、−１を、　（８
）のｚ　（Ｘｚ＋　Ｊ）と合うよう調算する。便宜的に
（３）で計算された２（Ｘ、ｊ）をｚ’　　（ｘｔ　　
ｊ）と書く。

ｉ−ス。

ｚ（Ｌｊ）＝ｚ’　（Ｌｊ）”　　　　　（ｚ（ｘ工、
ｊ）−ｘ’　（ｘ工、ｊ））Ｘｌ−Ｘ。

ｘ０＋１≦１Ｓｘｘ−１ｒ　　−ｊＯ≦ｊ≦ｊ０ただし
式中右辺のｚ　（ｘ工、ｊ）は（８）で決定されたもの
である。

以上の処理により、Ｘ、≦ｉ≦Ｘ工のＺ　（ｘｔ　、）
）がすべて決定された。以下、他の小領域についても同
様の処理を行う。ｘ＝ｘ□上のｚ　（１＋　Ｊ）は既に
求められているので、（３）から（９）までの処理を、
Ｘｏｔ　Ｘｌをそれぞれ、Ｘ□ｔＸ２におきかえて行え
ば、ｘｌくｊ≦Ｘ２のｚ（ｉ、ｊ）を求めることができ
る。これをくり返し、Ｘ　ｎ　”　ｊ　６までのｚ　（
ｉ、ｊ）が計算できる。ｘ＝ｘ、より負方向へも同様に
Ｘ　＝Ｘ−ｗＩ＝　　Ｊ　ｏまでのｚ　（ｉ。

ｊ）を計算することができる。

［作用コ 従来技術では、法線方向に含まれている雑音による歪み
が累積し大きな歪が生じていたが、本発明によれば、雑
音による歪は各小領域内での調整により、他の領域に伝
播しないため、歪の累積による大きな歪は生じない。第
９図（ｂ）は、この方法を適用した処理結果を等高線表
示したものであり、大きな歪は生じていない。

［実施例］ 以下、本発明の一実施例である走査電子顕微鏡を用いた
立体計測装置について、第１図から第８図を用いて説明
する。第１図は、本実施例のハードウェア構成図である
。走査電子顕微鏡体１０１中の電子銃１０２より放出さ
れた電子線１０３は電子レンズ系１０４により集束偏向
され、試料台１０５上の試料１０６の表面に入射する。

電子線１０３の入射に対応して、試料１０６より２次電
子１０７（あるいは反射電子）が放出され、第１検出器
１０８．第２検出器１０９．第３検出器１１０、第４検
出器１１１により検出される。各検出器１２より検出さ
れた信号は、キーボード１１２により入力される指示に
より動作するコンピュータ１１３で処理され、各検出画
像や処理出力画像は、カラー表示のできるデイスプレィ
１１４に表示される。

次に、第２図は、本装置の行う処理のメニューを示す。

それぞれの詳細については後述するが、ブロック２０１
では、形状既知の基準試料を用いた高さのスケールの校
正を行い、ブロック２０２では、ＳＥＭの撮像系に起因
する濃淡のむらの補正のための測定を行い、ブロック２
０３では本装置の中心処理である立体計測の演算を行い
、ブロック２０４では、演算された結果の表示を行う。

次に、第３図は第２図ブロック２０３の処理の流れ図で
ある。ブロック３０１では、各検出器の信号で作成した
画像を入力する。画像はディジタル的に表現されており
、２次元の配列Ａ、、Ａ２゜Ａ３．Ａ、で表されている
。第１検出器と第３検出器を結ぶ方向にＸ軸、第２検出
器と第４検出器を結ぶ方向にｙ軸をとる。ブロック３０
２では、シューディング補正が必要かどうかを判断し、
必要ならば、ブロック３０３で、シューテイング補正を
行う、シューテイング補正の詳細については後述する。

次に、ブロック３０４では、Ａ工、Ａ、、。

Ａ、、　Ａ、より、試料表面の各画素の傾きを求める。

このためには、例えば特願昭６１−１７４９１７号に従
い、ｋを較正により決める係数として、法理方向のベク
トルを（−ｐｐ−ｑｙｌ）とするとき、 で求める。典型的な場合を考え、０≦ＩＩＪ≦５１１と
する。ブロック３０５では、ブロック３０４で求めた。

ｐｐ　ｑの配列より、表面形状ｚ＝ｆ　（ｘ＋　ｙ）を
求める。ブロック３０６では結果をコンピュータ１１３
のメモリ中に格納する。

第４図は、第３図ブロック３０５の詳細を示す図である
。本積分処理は、基本的に、問題を解決するための手段
で述べて方法に従う。ブロック４０１では、基準高度ｚ
０、各小領域の境界の間隔を入力する。本実施例では、
例えば５０画素ごと、というように等間隔の境界を設定
する。また、その境界のうち１本はｙ軸であるように設
定する。

ブロック４０２では、ｙ軸上を積分する。ブロック４０
３では、ブロック４０１の指定に基づき、境界の位置を
計算する。ブロック４０４からブロック４１０は、各小
領域についてくり返す。これらの内容は、問題を解決す
るための手段で述べた方法と同じである。

なお、本実施例では、法線方向すなわちｐとｑを求める
のに、（３−１）、（３−２）のような式を用いている
。これには他の式を用いることも可能であり、 なども可能である。また１式ではなく、予め基準試料を
撮像しておき、面の法線方向と画像濃度の組の間の対応
を表の形にまとめておき、これを用いることもできる。

具体的には、基準試料として球状の試料を用いる。球の
上半球面には、すべての法線方向が含まれているので、
球試料を用いて、すべての法線方向を決められる。球が
方程式、ｚ＝　　ｒ　　（ｘ　　ｘｏ）　　　ｙ−ｙａ
　　　で表されるとき、　　　　　“ これより、球面の画像濃度の組Ａ工（１１Ｊ）　ｒＡｚ
　（１＋　ｊ）　＋　Ａａ　（ｌｙ　Ｊ）　＋　Ａ４　
（１１Ｊ）には、ｐ　（ＩＦ　ｊ）＋　ｑ　Ｃ１ｒ　Ｊ
）が対応することが基準試料を用いて整理できる。球面
上のすべての点につき、この関係を調べておく。対象試
料の各点の画像濃度の組Ａ１．Ａｚ　、　Ａ３　、Ａ４
が得られたら、この関係を用いて、法線方向を決定する
ことができる。

次に第２図ブロック２０１の２軸校正について、第５図
で説明する。具体的には、（３−１，）。

（３−２）式におけるｋの値を決めることである。

ｋの値はそのまま、最終的に計算される高度に比例する
。この値は、理想的には一定値をとるわけであるが、測
定条件等により変動することがあるので、形状が既知の
試料を用いて校正を行うことが必要になる。本実施例で
は、四角錐型の凹みであるヴィッカース圧痕を形状既知
試料として用いる。第５図（ａ）画面５０１にヴィッカ
ース圧痕５０２を表示する。前述の方法にてｋの値は仮
に指定して表面形状を計算し、カーソル５０３によって
指定された断面につき断面形状５０４を計算する。スチ
ール５０５により、現在のヴィッカース圧痕の深さの測
定値ａを知ることができる。第５図（ｂ）ではカーソル
５０６をヴィッカース圧痕の中央に移動し、その地点の
既知の高度すを入力する。ただし、カーソル５０３の地
点の高度がＯとしておくにれにより、ｋの値を、現在の
１倍すると、真の値となることがわかる。第５図（ｃ）
。こうして決定されたｋの値を、以後の計算では使用す
る。

次に第２図ブロック２０２のシェーディング補正のため
の測定につき説明する。この補正は、検出器の位置と試
料上の各点の位置関係などにより生じる画像の濃淡の不
均一を除去することを目的とする。平坦部を撮像した場
合、どの検出器の画像でも、画像濃度は均一になるはず
である。しかし、第６図（ａ）画面６０１のような不均
一が生じることがある。この画像が２次元配列ａ　（ｔ
。

ｊ）で表されたとする。この均一は、平坦部以外の他の
試料を同じ観測条件で撮像した場合にも、第６図（ｂ）
のように重なって生じる。この画像ｋｂ　（ｉ、ｊ）で
表す。画面中央の１＝ｌｏ＋Ｊ”　ｊｏの部分を基準に
とったとして、ｅ（ｊ、＋　ｊ）＝ａ　＜ｉ　＋　ｊ）
　／　ａ　（ｌｏｔ　ＪＯ）とすると、ｂ′（ｉｐ　ｊ
）＝ｂ　ｃｉ、ｊ）／ｅ　ｃｉ、ｊ）を計算すると、シ
ェーディングの補正が行われ、第６図（ｃ）のように、
濃淡の不均一が生じていない画像を得ることができる。

第２図ブロック２０２ではｅ（１＋　Ｊ）を決定し、第
３図ブロック３０３では、ｂ’（ｉ、ｊ）の演算を行う
。ここでは、配列ｅ　（ｉｔ　Ｊ）を記憶して補正を行
う例を示したが、このｅ　（１？　Ｊ）がｉとｊの多項
式で表される場合には、ｅ（’ｘ、ｊ）を記憶しておく
のではなく、その多項式の係数を記憶しておき、このシ
ューディング補正を行うこともできる。すなわち、ｌ：
；（ｊ、、ｊ）が例えば次のｉとｊに関する双線形の多
項式で表されたとする。

ａ（ｘ＋ｊ）：α（ｉ−ｉｏ）十β（ｊ−ｊ、）＋γ（
ｉ−ｉ、）（ｊ−ｊｏ）＋１このα、β、γを用いるこ
とにより、 ｂ’　（Ｌｊ）＝ｂ（ｉ、ｊ）／（α（ｉ−ｉ、）＋β
（ｊ−ｊｏ）＋　ｙ　（ｉ−ｉｏ）（ｊ−ｊｏ）＋１）
として、ｂ’（１＋　ｊ）を計算し、補正することがで
きる。また、ｅ（１＋　ｊ）または、α、β。

γを低倍率撮像時に得ておけば、高倍撮像時には、ｅ（
ｉ、ｊ）やα、β、γを推定してこれを使うことができ
る。例えば、８倍で平坦部を撮像して得たα、β、γが
あるとき、を倍でのシューディング補正を行うのには、
１１．−”−β、１γを補正係数として用いることがで
きる。

次に第２図ブロック２０４の表示め詳細について第７図
、第８図を用い説明する。第３図ブロック３０６にて、
メモリに試料上の距離画像すなわち高さの２次元配列ｚ
　（ｉｐ　、））が格納されている。Ｚ（ｉ、ｊ）より
、第７図（ａ）の等高線表示、第７図（ｂ）の烏撤回表
示また、第７図（ｃ）の任意断面処理を行うことができ
る。任意断面処理は、画面７０１上のカーソル７０２に
て所望の断面を指定し、この断面上の高度をＺ　（ｒｙ
　Ｊ）より求めて断面表示するというものである。また
、第８図（ａ）の擬似カラー表示、第８図（ｂ）の−点
高度表示、鳥撤図表面貼り合わせ表示も選択できる。擬
似カラー表示は−Ｚ　（Ｘ＋　ｊ）の値により異なる色
を割りあてて表示するものであり、−点高度推定はカー
ソル８０］の場所の高度を２（ｉ、ｊ）から読みとり、
数値８０２を表示するものである。また、鳥撤図表面貼
り合わせ表示は、ｚ（ｌｙ　Ｊ）の表面を推定された方
向から見た光景を作成し、各点の濃淡は入力原画像のう
ち一枚の対応する濃淡を用いるというものである。また
、これらの表示のうちいくつかを、入力原画像と重畳し
て表示することにより、測定結果と原画に表示された試
料表面の位置の対応をはっきりさせることができる。す
なわち、等高線と原画を、任意断面高度と原画を重畳し
て表示する。また、原画像と擬似カラー表示を次のよう
にして重畳して表示を行う。一般に、カラー表示では、
赤緑青のの３原色を重ねて発色している。それぞれを、
ｆ　ｒ。

ｆｇ、ｆｂと書くと、明度はｆｒ＋ｆｇ＋ｆｂであり、
ｆｒ、ｆ、、ｆｂの割合により色相が決まる。例えば、
ｆｒ＝１０．　ｆｇ＝２０．ｆｂ＝３０は、ｆ、＝２０
、ｆｔ＝４０．ｆｂ＝６０と、色相は同じであり、明度
は半分である。そこで入力原画色のうち一枚の画像濃度
を明度にし、ｚ　（１１Ｊ）の値により色相を決定すれ
ば、擬似カラー表示と原画像が重畳されて表示されるこ
とになる。その他、ｚ　（ｉｔ　ｊ）を定数倍したもの
も表示できる。

ｚ　（ｘ＋　Ｊ）に１より大きい数をかけた場合には、
凹凸が強調され、１より小さい正の数をかけた場合には
凹凸が抑えられた表示がなされる。また、負の数をかけ
たものを表示すると、上下裏返しの表示が行われる。こ
れは、鳥轍図で凹部の底を観察する場合に有効である。

なお、本発明は、法線方向を求めてそれを積分する他の
手法にも適用できる。走査電子顕微鏡の複数の検出器の
画像の代りに、テレビカメラ等で対象物を撮影する際に
、光源の位置を変えた画像を用いることができる。この
場合、光源の位置を３か所以上変化させて、予め球状の
基準試料を観察しておく。前述したのと同様の方法で、
面の法線方向と各点の画像濃度の組との対応関係を調べ
ておき、対象試料に対しても同じく３か所以上の光源配
置で撮像し、各点の画像濃度の組から、試料表面の法線
方向を求める。

また、ゴルフボールのように表面に規則的なパターンが
あることが知られているものは、画像上のそのパターン
の歪具合より面の法線方向を知ることができた。その法
線分布を用いることもできる。

また、走査電子顕微鏡に固定された１個の検出器を用い
、試料台を回転させて、試料に対する検出器の位置を相
対的に変化させることにより、本実施例の４枚の入力画
像を求めることもできる。

また同様に、検出器が、試料室中で試料の回りで回転で
きるものを用いれば、同様に実施例の４枚の入力画像を
用いることかで奮る。

［発明の効果コ 本発明によれば、法線分布に含まれる誤差による歪が累
積しないので、歪の少い表面形状が得られるという効果
がある。第９図（ａ）は、従来の技術の手法を、四角錘
の凹みに適用した処理結果を等高線表示したものである
。また、第９図（ｂ）は、本発明の技術を適用したもの
である。第９図（ａ）では大きな歪が左上、右下に出て
いるが、第９図（ｂ）では、これが生じていない。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例である走査電子顕微鏡を用い
た本体測定装置のハードウェア構成図、第２図は、本実
施例の機能メニューの図、第３図及び第４図は、それぞ
れ本発明の一実施例のソフトウェアの流れ図、第５図は
Ｚ軸校正の説明図。 第６図はシューディング補正の説明図、第７図及び第８
図は表示方法の説明図、第９図は測定結果の図である。 羊／図 礫４固 第 国 第 区 ｇ 口 躬 ？ 回 （ａ＋　　Ｆｉｔ喉入カラー（屹ポ 扇 面 （ｂ順準Ｕｆｉ去オ＼ （Ｃｌ体屯前泡局組λ 番 り 図 Ｃａ） （ｂ）

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、２変数の一価連続で微分可能な関数のそれぞれの変
   数の微分係数、あるいは、近似的に微分係数とみなせる
   量の、ある範囲の一次元的分布から元の関数を推定する
   際に、その対象領域をいくつかの短冊状の小領域に分割
   し、それぞれの境界上を一次元方向に積分（あるいは微
   分係数を逐次的に加算）することにより境界内の相対的
   な関数の推定値を求めた後に、境界に直交する方向に各
   小領域内を一次元的に積分（あるいは微分係数を逐次的
   に加算）することにより各境界間の相対的関数値の差を
   決定し、境界の間の小領域の一次元的積分結果と境界上
   で計算した関数の推定値の不一致については、これが一
   致するように小領域内にて推定値の調整を行なうことに
   よる二次元的法線分布より表面形状を計算する演算部を
   有する走査電子顕微鏡。 ２、上記関数は試料の表面形状すなわち高度の分布であ
   るところの第一項の二次元的法線分布より表面形状を計
   算する請求項１記載の走査電子顕微鏡。 ３、上記微分係数は法線の成分であるところの第二項の
   二次元的法線分布より表面形状を計算する請求項１記載
   の走査電子顕微鏡。 ４、上記法線は、３個あるいはそれ以上の二次電子検出
   器を持つ走査電子顕微鏡において、それぞれの検出器の
   信号で作成したそれぞれの画像の同一場所の画像濃度の
   組より、演算式、あるいは、予め基準試料を用いて準備
   しておいた法線方向画像濃度の関係より求めたものであ
   るところの二次元的法線分布より表面形状を計算する請
   求項３記載の走査電子顕微鏡。 ５、上記二次電子検出器の代わりに反射電子検出器を用
   いるところの二次元的法線分布より表面形状を計算する
   請求項４記載の走査電子顕微鏡。 ６、上記法線は、１個の二次電子検出器を持つ走査電子
   顕微鏡において、試料台を回転して相対的に試料に対す
   る検出器の位置が異なる３枚以上の画像を作成し、それ
   ぞれの画像の同一場所の画像濃度の組より、演算式、あ
   るいは、予め基準試料を用いて準備しておいた法線方向
   と画像濃度の関係より求めたものであるところの二次元
   的法線分布より表面形状を形計する請求項３記載の走査
   電子顕微鏡。 ７、上記二次電子検出器の代わりに反射電子検出器を用
   いるところの二次元的法線分布より表面形状を計算する
   請求項６記載の走査電子顕微鏡。 ８、上記法線は、１個の試料室内部で位置を変えられる
   二次電子検出器を持つ走査電子顕微鏡において、検出器
   の位置を変化させて３枚以上の画像を作成し、それぞれ
   の画像の同一場所の画像濃度の組より、演算式、あるい
   は、予め基準試料を用いて準備しておいた法線方向と画
   像濃度の関係より求めたものであるところの二次元的法
   線分布より表面形状を計算する請求項３記載の走査電子
   顕微鏡。 ９、上記二次電子検出器の代わりに反射電子検出器を用
   いるところの二次元的法線分布より表面形状を計算する
   請求項８記載の走査電子顕微鏡。 １０、上記法線は、４個の二次電子検出器を持つ走査電
   子顕微鏡において、それぞれの検出器の信号で作成した
   それぞれの画像の同一場所の画像濃度の演算式より求め
   たものであるところの二次元的法線分布より表面形状を
   計算する請求項３記載の走査電子顕微鏡。 １１、上記二次電子検出器の代わりに反射電子検出器を
   用いるところの二次元的法線分布より表面形状を計算す
   る請求項１０記載の走査電子顕微鏡。 １２、上記法線は、視点と対象物の位置関係を変えずに
   光源位置のみ変化させた３枚以上の画像上の同一の点の
   画像濃度の組より、予め基準試料を同一の条件で観察し
   ておき表の形にまとめておいた法線方向と画像濃度の関
   係より求めたものであるところの二次元的法線分布より
   表面形状を計算する請求項３記載の走査電子顕微鏡。 １３、上記法線は、規則的なパターンを表面に持つ対象
   試料を観察した一枚の画像上の、その規則パターンの歪
   より求めたものであるところの二次元的法線分布より表
   面形状を計算する請求項３記載の走査電子顕微鏡。 １４、３個あるいはそれ以上の二次電子検出器を持つ走
   査電子顕微鏡において、二次元的法線分布より表面形状
   を計算する装置を備え、演算結果の表面形状の鳥瞰図、
   等高線表示図、一断面の高度図を入力画像と場所を対応
   させて重畳して表示する走査電子顕微鏡。 １５、上記二次電子検出器の代わりに反射電子検出器を
   用いる請求項１４記載の走査電子顕微鏡。 １６、３個あるいはそれ以上の二次電子検出器を持つ走
   査電子顕微鏡において、二次元的法線分布より表面形状
   を計算する装置を備え、演算結果の表面高度を高度に応
   じた擬似カラー表示で表わす走査電子顕微鏡。 １７、上記二次電子検出器の代わりに反射電子検出器を
   用いる請求項１６記載の走査電子顕微鏡。 １８、３個あるいはそれ以上の二次電子検出器を持つ走
   査電子顕微鏡において、二次元的法線分布より表面形状
   を計算する装置を備え、演算結果の表面高度の表示に際
   して、計算された表面高度を色相に対応させ明度は原画
   のうち一枚の画像濃度をそのまま使用する擬似カラー表
   示で表わす走査電子顕微鏡。 １９、上記二次電子検出器の代わりに反射電子検出器を
   用いる請求項１８記載の走査電子顕微鏡。 ２０、一枚あるいは複数枚の画像の情報より画像中の距
   離情報の表示方法において、原画像のうち一枚の濃淡を
   明度に、計算された距離を色相にそれぞれ対応させて表
   示することを特徴とする擬似カラー表示装置。 ２１、一枚あるいは複数枚の画像の情報より画像中の各
   点について定義される量の表示方法において、原画像の
   うち一枚の濃淡を明度に、計算された各点について定義
   される量を色相にそれぞれ対応させて表示することを特
   徴とする擬似カラー表示装置。 ２２、走査電子顕微鏡において二次元的法線分布を求め
   てからこれを積分することにより表面形状を求める装置
   を備え、形状既知の試料を用いて測定を行ない、その結
   果により縦方向のスケールの校正を行なう走査電子顕微
   鏡。 ２３、上記形状既知試料は４角錘型の凹みである請求項
   ２２記載の走査電子顕微鏡。 ２４、上記４角錘型の凹みはヴィッカース圧痕である請
   求項記載の走査電子顕微鏡。 ２５、走査電子顕微鏡において二次元的法線分布を求め
   てからこれを積分することにより表面形状を求める装置
   を備え、試料平坦部を撮影してその画像を用いて撮像系
   に生じている濃淡の不均一を推定して、入力画像の濃淡
   のむらを補正する走査電子顕微鏡。 ２６、上記画像上の濃淡の不均一は画像上の位置座標の
   多項式である請求項２５記載の走査電子顕微鏡。 ２７、上記画像上の濃淡の不均一は他の倍率で求めた入
   力画像の濃淡むらから倍率の比に従い縮小拡大すること
   により求めたものである請求項２６記載の走査電子顕微
   鏡。