JPH08153485A - 荷電粒子線の偏向角測定方法及び荷電粒子線装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】荷電粒子線照射領域よりも微細な荷電粒子線の
個々の軌道を求め、磁界による偏向角や荷電粒子線の入
射位置を求める画像処理方法及び装置を実現する。 【構成】磁界23と像面17の位置を変化させて２枚以上の
像を取得する。得られた像から特徴点を抽出し、３次元
空間に点を配置する。着目した点について、隣接する画
像から最近傍の点を探し出して線分で結ぶ。全ての点に
ついて線分を形成させ、３次元空間内での直線、すなわ
ち軌道を決定する。この軌道から磁界による偏向角や荷
電粒子線の入射位置を求める。 【効果】簡単な計算機処理で、荷電粒子線の磁界による
偏向角や荷電粒子線の磁界への入射位置を求めることが
できる。また、広い領域の磁界の情報を含んだ画像か
ら、空間の微細領域の磁界情報を抽出することができ
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は荷電粒子線の偏向角測定
方法及び荷電粒子線装置、更に詳しくいえば、荷電粒子
線が磁界あるいは電界等で偏向した荷電粒子線の軌道を
求め、荷電粒子線の偏向角を測定したり、それによって
磁界あるいは電界分布等を測定する方法及及びそれに使
用す荷電粒子線装置に係る。

【０００２】

【従来の技術】荷電粒子線の磁界による偏向を利用し
て、微小空間領域の磁界分布を測定する技術が報告され
ている。例えば、アイ・イー・イー・イー・トランスア
クション・オン・マグネティクス、２８巻、２号、１９
９２年、１０１７−１０２３頁に報告されているもので
は、電子線を使って磁界分布を測定している。ここで
は、細く絞った電子線を磁界発生試料面の近傍に通し、
その磁界中を通ることによって生じる電子線の偏向量を
２次元の位置検出器で検出し、磁界を測定している。得
られる偏向量は、電子線が通った経路に存在する磁界の
線積分値に相当する。測定の空間分解能は、磁界中を通
った電子線の断面積に依存する。

【０００３】上記で得られる情報は、空間中の線の部分
の情報である。被測定面の磁界分布を求めるには、空間
中の面の部分の情報が必要である。このため、上記電子
線は、磁界分布の測定面方向に走査され、それぞれの位
置での偏向量が細かく測定された。磁界を通過する電子
線のサンプリング距離間隔を一定にするために、走査は
一定の走査速度で行われ、検出器で検出される偏向量の
サンプリングが、一定の時間間隔で行われた。したがっ
て、電子線の入射位置の情報、すなわち被測定面のサン
プリング距離間隔は、時間情報に置き換えられたことに
なる。このように、電子線を走査して空間の被測定面に
おける磁界分布を測定する場合、偏向量は、そのデータ
を取得された時間で、測定された空間座標との対応付け
がなされていた。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上記従来の方法では、
走査という手法を用いることにより、測定された位置の
情報は、時間の情報に置き換えられていた。しかし、走
査は、空間内のサンプリング点数が増えると、一回の走
査で取得するデータ数が増え、測定時間が増加する。こ
のため、広い空間の測定や高空間分解能な測定のために
サンプリング点数が増える場合、測定時間が増加し、さ
らに、荷電粒子線の長時間照射による試料への電荷蓄積
や、試料の汚染が発生するめ、試料の正確な情報が得ら
れないという問題が生じていた。

【０００５】従って、本発明の目的は、試料への荷電粒
子線の照射時間を少なくし、試料への電荷蓄積や、試料
の汚染が少ない荷電粒子線を用いた試料の測定方法及び
荷電粒子線装置を実現することにある。本発明の他の目
的は磁界や電界による荷電粒子線の偏向を測定する信号
処理方法を実現することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明の荷電粒子線の偏向測定方法は、荷電粒子線
を参照試料の有限の大きさを有する面に照射し、上記参
照試料の像を結像させて参照像を形成し、上記荷電粒子
線の経路でかつ上記参照像の像面の近傍に被測定対象を
配置し、上記被測定対象によって歪んだ上記参照像の２
次元像を上記被測定対象と参照像の像面との間の距離を
変えて複数枚形成し、上記複数枚の２次元試料像の信号
を得て、上記２次元試料像のそれぞれの特徴点と、その
位置情報を検出し、検出された特徴点の各２次元試料像
の像面での位置情報及び上記複数の２次元試料像相互間
の距離情報を用いて、上記２次元試料像間の特徴点の相
互間を結ぶ線群の中で直線となるものを抽出し、上記抽
出された個々の直線を三次元空間における荷電粒子線の
個々の軌道とし、上記軌道より上記被測定試料を通過し
た上記荷電粒子線の上記被測定試料上の位置及び偏向角
を求める信号処理を行う。更に、必要によっては、求め
られた被測定対象上の位置及び偏向角の信号を用いて、
被測定対象の特性分布像を画像に表示する画像処理を行
う。

【０００７】上記被測定対象物は磁界及び電界で、被測
定対象の特性分布が磁界や電界の分布が代表的である
が、これらに限定されない。荷電粒子線の代わりに光線
や電波、電磁波、音波、超音波等の伝達手段を用い、電
界や磁界の代わりに伝達手段に偏向や反射、屈折、吸
収、散乱等を与えるものに対しても本発明を実施でき
る。上記参照試料はその明視野像、暗視野像、格子像あ
るいは回折像から特徴点が抽出できるコントラストを生
じるものであればよい。特徴点は粒子像、特殊パターン
上の点等が選ばれる。被測定対象物が磁界の時、空間的
に広がりを持つ磁界が、像面まで届かないようにする。

【０００８】上記複数の画像情報の特徴点から上記直線
を求めるため、次の信号処理を行う。三次元空間に存在
する個々の点について、隣接する２次元試料像内に含ま
れる最近傍の点を求め、着目した特徴点と求められた最
近傍の点の２点間を結ぶ線分を求める処理を少なくとも
可能性の高い複数の特徴点について行う。抽出された個
々の線分は、三次元空間で直線を形成するように補正さ
れる。

【０００９】また、上記本発明の方法を実施するため、
本発明の荷電粒子線装置は、有限の広がりをもつ荷電粒
子線を発生する荷電粒子線源と、上記荷電粒子線を上記
参照試料に照射する荷電粒子線照射手段と、上記参照試
料を通った荷電粒子線を結像させて像面を形成する像面
形成手段と、上記像面の近傍に磁界又は電界を発生する
被測定試料を保持する試料保持手段と、上記像面を複数
の所望の形成位置を変えて複数の試料像として結像させ
る結像手段と、上記試料像の信号を得る像取得手段と、
上記像取得手段の信号を記憶する像記憶手段と、上記像
記憶手段の信号を用いて上記被測定試料による上記荷電
粒子線の偏向角及びを上記荷電粒子線の上記被測定試料
への入射位置を求める信号処理手段で構成される。更に
求めた上記偏向角情報及び入射位置の情報を用いて被測
定対象の磁界又は電界分布像を得る映像信号処理手段を
付加してもよい。

【００１０】上記信号処理手段では、上述の測定方法で
述べた信号処理が実施される。上記像面形成手段及び結
像手段は、電子レンズで構成され、この焦点距離を変化
させることにより、像面形成手段によって形成される像
面と磁界との間の距離を変化させる。試料保持手段の好
ましい形態は磁界を発生するものをその磁界を１８０度
以上回転させる構成とする。像取得手段は光学カメラの
ように２次元の撮像装置である。上記像取得手段で得ら
れる画像は、像から特徴点の抽出の可能なコントラスト
が形成される像であり、参照試料の明視野像あるいは暗
視野像あるいは格子像あるいは回折像である。上記参照
試料の代わりに荷電粒子線のバイプリズムを用いても良
い。

【００１１】また、本発明の装置は、荷電粒子線現にか
え光線、電波、電磁波、音波、超音波等の一定の広がり
をもつビーム発生手段を用いてもよい。この時、被測定
物は偏向、反射、屈折、吸収、散乱、減衰等の上記ビー
ムの偏向を生じる場あるいは物質となる。

【００１２】

【作用】本発明では、走査を行わず、荷電粒子線源から
放射された一定の広がりをもつ荷電粒子線を有限の大き
さをもつ参照試料に照射する。参照試料を通った荷電粒
子線は散乱するので、これを電子レンズにより収束さ
せ、結像させる。像はその結像の方式や条件により、明
視野像、暗視野像、格子像あるいは回折像戸なる。これ
が参照像となる。次に、荷電粒子線の経路で、かつ上記
参照像面の近傍に磁界等の被測定試料を配置するので、
磁界等によって荷電粒子線が偏向され参照像が歪む。こ
の様にして歪んだ参照像を磁界と像面の間の距離を変え
て複数枚得て、２次元の撮像装置によって２次元画像信
号とし、記憶手段に記憶し、その後は信号処理手段の演
算処理を行うことになる。これにより、走査が不要にな
り、被測定試料に荷電粒子線を照射する時間は短縮さ
れ、上記解決すべき課題の欄に述べたような、電荷の蓄
積や試料の汚染の問題は解決される。

【００１３】荷電粒子線の偏向角、磁界及び電界等の強
度分布等は以下の原理によって求められる。被測定対象
によって偏向された荷電粒子線は被測定対象の存在しな
い領域で直線である。従って、磁界等の被測定対象を固
定し、参照像の歪んだ参照像（試料像）を一軸方向に結
像位置を変えて複数個形成すると、上記試料像の平面の
２次元と上記一軸方向の一次元とで形成される三次元空
間に上記複数の試料像面が平行に配置された状態が想定
される。

【００１４】複数の試料像の特徴点は、荷電粒子線の試
料像面の通過点である。従って、複数の試料像面のそれ
ぞれから一つずつの特徴点を選び、それらを結んだもの
が一直線状に表れるものは、磁界等によって偏向を受け
た荷電粒子線の軌道と見なすことができる。本発明で
は、まず上記複数の特徴点に対応する直線群を試料像面
上の２次元情報及び複数の試料像面間の距離の情報から
求め、その各直線群の三次元空間における位置、角度
（参照像に対する）及び磁界等の被測定試対象と直線群
との交点の位置情報を求める。

【００１５】上記直線群の偏向角と直線群の被測定試料
面との交点の位置情報が求まれば、被測定試料面の各交
点の位置における上記被測定対象の特性が求められる。
例えば、被測定対象の特性が磁界で荷電粒子が電子線で
あれば、電子線の磁界によるローレンツ力による偏向角
は磁界の強さに比例するので、被測定試料面での磁界分
布が求められる。

【００１６】以上の原理は、上記荷電粒子が直進波道
で、被測定試料が上記直進波道を偏向する特性をもつ場
合にも適用できる。

【００１７】

【実施例】図１は本発明による荷電粒子線装置の一実施
例の構成を示すブロック図である。 本実施例では、荷
電粒子線として電子線を用い、空間の磁界を照射し、磁
界による荷電粒子線の偏向によって歪んだ複数の画像か
ら特徴点を抽出し、着目した特徴点と隣接する像から最
近傍の特徴点を選びこれを直線で結ぶ処理を行い、電子
線の偏向角を求めるとともに、求められた偏向角から空
間の磁界分布を測定した。

【００１８】電子源１１から放射された電子線１２は、
レンズ１３を通り参照試料１４に照射される。参照試料
１４を透過し、散乱した電子は、レンズ１５と絞り１６
を通って像面１７に像を形成する。像面１７には、参照
試料１４の散乱コントラスト像（以下参照像と略称）が
得られる。参照像は、絞り１６の形状や位置により、参
照試料１４の明暗の特徴点として識別きる明視野像ある
いは暗視野像となる。従って、参照試料１４はそのコン
トラスト像に粒子のような明暗のコントラストが複数含
まれるように選択される。

【００１９】像面１７の近傍に測定対象物である磁界２
３を発生する試料を試料保持手段２２で保持し、磁界２
３を生じさる。磁界２３は空間的な広がりがあるが、像
面１７部には存在しない。像面１７に形成された像は、
磁界２３の影響を受け、磁界２３のないときの参照像と
比較すると歪んだ像（以下、試料像と略称）となる。像
面１７に形成された試料像は、レンズ１８によって拡大
され、カメラ等の撮像手段１９によって２次元画像信号
に変換される。撮像手段１９で得られた２次元画像信号
は、記憶手段２０に記憶され、処理手段２１から読みだ
される。なお、図１では磁界２３が像面の上側にある場
合で示したが、磁界２３が像面の下側にある場合でも同
様に歪んだ試料像が得られる。この場合、磁界２３が同
じであれば歪みの方向は逆になる。

【００２０】次に、電子レンズ１５の焦点距離を変え、
試料像の像面１７を移動させる。この像面１７の移動の
様子を模式的に図２に示した。説明の便宜のため、像面
１７をＸ−Ｙ面とし、像面１７の移動方向をＸ−Ｙ面に
垂直な方向をＺ方向とする。像面１７がＺ方向に移動
し、磁界２３と像面１７との距離がＵ１からＵ２に変化
すると、像面１７に形成される像は変化する。電子線１
２が磁界２３によって偏向を受けていれば歪み、磁界２
３からの距離が大きくなると歪み量は大きくなる。例え
ば図１は参照試料１４の粒子が、図２の像面１７に描か
れた白丸（特徴点）で観察されたとする。像面がＵ１か
らＵ２へ連続的に動けば、この白丸はその位置が動いて
いるかのように観察される。また、実際には、像面１７
の移動に伴い、形成される像の倍率も変化するが、図２
では倍率の変化は省略した。像面１７の位置を変化させ
て、さらに、図１のレンズ１８の焦点距離も変えて、上
述と同様に撮像手段１９で２次元画像信号を得る。撮像
手段１９で得た２次元の画像信号を記憶手段２０に記憶
する。処理手段２１は記憶手段２０の情報を使用して以
下に説明する信号処理を行う。なお、図２では磁界２３
の下の像面１７を下方に移動させたが、像面１７を上方
に移動させてもよく、また、磁界２３の上側に像面１７
を形成させて、これを利用してもよい。さらに、像面１
７の移動が磁界２３を横切っても、座標と正負の方向が
正しく得られていれば以下の処理ができる。

【００２１】図３、図４及び図５は記憶手段２０及び処
理手段２１の情報処理方法を説明するための図である。
図３は上述の方法によって像面１７の位置を変化させて
得られた３枚の試料像を示した。試料像Ａ、Ｂ及びＣの
像面は、上記レンズ１８の焦点距離も変えて磁界２３に
近い方から順に得た像を表す。像面中の白丸の点Ａｐ，
Ａｑ…Ｃｒ等は参照試料１４によって形成される像の中
の特徴点（粒子）である。これらの試料像Ａ、Ｂ及びＣ
は撮像手段２０を介して記憶手段２０に２次元の画像信
号として格納される。試料像Ａは、磁界２３のほぼ中心
平面から距離Ｓ０だけ離れた像面位置で結像させた像で
あり、試料像Ｂは、試料像Ａから距離Ｓ１だけ離れた像
面位置で結像させた像であり、試料像Ｃは、試料像Ｂか
ら距離Ｓ２だけ離れた像面位置で結像させた像である。
図３では説明を簡単にするため、試料象Ａ、Ｂ及びＣに
は、それぞれ着目した３つの粒子（特徴点）のみを描い
た。

【００２２】次に、記憶手段２０に記憶された試料像
Ａ、Ｂ及びＣの２次元画像信号について、処理手段２１
で以下の処理を行った。まず、３次元空間を用意し、こ
こに得られた試料像Ａ、Ｂ及びＣの画像を図４に示した
ように距離Ｓ１、Ｓ２だけ離して配置する。すなわち、
試料像内の各粒子の点の位置情報をＸ，Ｙ，Ｚの３次元
情報として表し、各試料像Ａ、Ｂ及びＣから特徴的な点
を抽出しておく。図４では、特徴点を×印で示した。こ
こで、試料像Ａの特徴点Ａｐに着目して、隣接する試料
像Ｂの中の各特徴点Ｂｐ，Ｂｑ，Ｂｒと試料像Ａの特徴
点Ａｐの間の距離を計算する。この中で、特徴点Ａｐに
最も近い特徴点Ｂｐを探し出す。特徴点ＡｐとＢｐの２
点間を直線で結び、線分を形成させ、さらにこのような
処理を試料像Ａの他の特徴点Ａｑ，Ａｒの全ての特徴点
に対して行う。また同様に試料像Ｂの特徴点Ｂｑ，Ｂｒ
にも着目し、隣接する試料像Ｃの中から最近傍の点を抽
出して、上述と同様に線分を求める信号処理を処理を行
う。上述のようにして求められた隣接した試料像間すな
わち試料像ＡとＢ及び試料像ＢとＣの特徴点間を結んだ
線分から、３次元空間全体の中で一本の直線になる線分
を求める信号処理を行う。

【００２３】図５は３次元空間全体の中で一本の直線に
なる線分を荷電粒子が磁界２３によって偏向された電子
線の軌道として、被測定磁界２３の強度分布を求める信
号処理を説明するための概念的斜視図を示す。試料像Ａ
の位置からＺ軸の負方向すなわち電子源側に、距離Ｓ０
だけ離れた位置に試料面Ｓ（計測すべき磁界の位置）を
仮想し、上記３次元空間で求められた直線ｐ，ｍ，ｎを
試料面Ｓまで延長する信号処理を行う。この直線ｐ，
ｍ，ｎを磁界２３によって偏向された電子線の軌道と
し、上記直線ｐ，ｍ，ｎが試料面Ｓと交わる位置を電子
線の磁界への入射位置とする。また、３次元空間の直線
ｐ，ｍ，ｎと、電子線１２の入射方向との傾きの比較を
行い、角度差θを電子線の磁界２３による偏向角θとし
た。

【００２４】図６は３枚以上の試料像間の特徴点を結ぶ
直線分を求める信号処理の概念斜視図を示す。まず、試
料像１７Ａと１７Ｂとから求められた線分ｕ及びｖが試
料像１７Ｂと１７Ｃとから求められた線分ｍ及びｎとを
それぞれ結び、これらが直線とを構成する要素であるか
判定する処理を行う。直線とならないときは、線分ｕ、
ｖを形成する試料像１７Ａの特徴点Ｅａ，Ｅｂについ
て、２番目に近い点を試料像１７Ｂの特徴点の中から探
す。この結果、特徴点Ｅａについては特徴点Ｆｂ、特徴
点Ｅｂについては特徴点Ｆａが選ばれる。この点間を結
び、破線の線分を形成させ、線分Ｅａ−Ｆｂ及びＥｂ−
Ｆａを使って、試料像１７Ｂと１７Ｃとから求められた
線分ｍ及びｎと３次元空間全体の中で直線になるかどう
か調べる。これによって、図６のように点線部を含む直
線が形成される。従って、線分ｕ、ｖの代わりに点線の
線分を採用して３次元空間の中で一本の直線として処理
する。

【００２５】以上の信号処理によって、試料面１７Ｓの
２次元平面における電子線の入射位置及びその入射位置
での上記磁界２３による３次元の偏向角θの情報が得ら
れる。上記入射位置及び偏向角θの情報は、さらに、試
料保持手段２２の回転機能を用い、各角度での像に対し
ても上記の処理を繰返して得られる。これらの３次元の
偏向角θと位置情報及びコンピュータ断層映像手法の演
算処理を用いることにより、試料空間の断面での磁界の
ベクトル分布像を求める。

【００２６】図７は本発明による荷電粒子線装置の他の
実施例の構成を示す図である。図において、図１と同一
機能構成部分については図１と同じ番号を付し説明を省
く。本実施例は画像処理に用いる像として、図１のレン
ズ１５を調整し、像面に回折像を形成し、これを利用し
たものである。回折像では、規則性のある回折パターン
を用い、パターン中の輝点を複数の試料像における特徴
点とした。複数の試料像における特徴点を結ぶ直線を求
める信号処理及び求めた直線から試料の偏向角、照射線
の入射位置、分布像等を求めるの画像処理は、図１の実
施例の場合と同じである。

【００２７】図８は本発明による荷電粒子線装置の更に
他の実施例の構成を示す図である。本実施例は参照試料
１４の代わりに電子線のバイプリズム８１を利用したも
のである。図８ではバイプリズム８１は一つしか描かれ
ていないが、図９に示したように二つのバイプリズム８
１−１及び８１−２が互いに直交するように構成しても
よい。バイプリズム８１は設置された線状電極２４を挟
み、線状電極２４に平行に平板電極２５が配置され、線
状電極２４と平板電極２５とが異なる電位なるように構
成される。二つのバイプリズム８１−１及び８１−２が
互いに直交するように構成することによって格子状のパ
ターンが像面１７に形成される。被測定試料として磁界
を配置すると、上記格子の状のパターンに歪みが発生す
る。前述の画像処理に用いる特徴点として格子の交わる
個所を用いる。この歪みを利用して、上記と同じように
電子線の軌道を求める処理ができ、従って被測定試料の
磁界分布等の測定、更にそれを画像変換する処理にも用
いることができる。

【００２８】以上本発明の実施例について説明したが、
本発明が上記実施例に限定されるものではない。例え
ば、参照試料には微少の通過孔をもつマスクを用いても
よい。また、荷電粒子線の代わりに光線や電波、電磁
波、音波や超音波等の有限の広がりをもち直進するビー
ムを用い、被測定対象を上記磁界や電界の代わりに上記
ビームに偏向や屈折、吸収、散乱、減衰を与えるもので
も実施できる。

【００２９】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の測定方法
においては、線走査をすること無く広がりをもつ荷電粒
子線を用いて複数の画像の特徴点をデータとして抽出
し、これを３次元空間に並べて求められる直線を荷電粒
子線の軌道とする処理であり、被測定試料に荷電粒子線
を照射する時間が短縮でき、蓄積電荷あるいは試料の汚
染による測定精度の低下をぼうしできる。また、画像中
の特徴点を扱うため、広い領域の磁界の情報を含んだ画
像から、微細領域の磁界情報を抽出することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による荷電粒子線装置の一実施例の構成
図

【図２】図１に示す実施例の動作原理説明のための像面
の移動を説明する図

【図３】図１に示す実施例の動作原理説明のための複数
の試料像図

【図４】図３の複数の試料像を３次元空間に配置した図

【図５】本発明の偏向角測定方法の一実施例の処理を説
明する図

【図６】本発明の偏向角測定方法の他の実施例の処理を
説明する図

【図７】本発明による荷電粒子線装置の他の実施例の構
成図

【図８】本発明による荷電粒子線装置の更に他の実施例
の構成図

【図９】図８の実施例の要部を拡大した斜視図

【符号の説明】

１１…電子源 １９…撮像手段 １２…電子線 ２０…記憶手段 １３…レンズ ２１…処理手段 １４…参照試料 ２２…試料保持手
段 １５…レンズ ２３…磁界 １６…絞り ８１…電子線バイ
プリズム １７…像面 １８…レンズ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 黒田 勝広 東京都国分寺市東恋ケ窪１丁目280番地 株式会社日立製作所中央研究所内 (72)発明者 中島 真人 東京都調布市入間町３−14−18 (72)発明者 斎藤 英雄 東京都八王子市暁町２−31−15

Claims (15)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】荷電粒子線を参照試料の有限の大きさを有
   する面に照射し、上記参照試料の像を結像させて像面を
   形成し、上記荷電粒子線の経路でかつ上記像面の近傍に
   被測定対象を配置し、上記被測定対象によって歪んだ２
   次元試料像を上記被測定対象と像面との間の距離を変え
   て複数枚を形成し、上記２次元試料像の信号を得る第１
   ステップと、上記複数枚の２次元試料像のそれぞれの特
   徴点の位置情報を検出する第２のステップと、上記第２
   のステップで得られた特徴点の位置情報及び上記複数の
   平行な２次元の試料像相互間の距離情報を用いて、上記
   複数の２次元試料像の特徴点の相互間を結ぶ線群の中で
   直線となるものを抽出する第３ステップと、上記抽出さ
   れた個々の直線を３次元空間における荷電粒子線の個々
   の軌道とし上記軌道より上記被測定対象を通過した上記
   荷電粒子線の上記被測定対象上の位置及び偏向角を求め
   る信号処理ステップとをもつことを特徴とする荷電粒子
   線の偏向角測定方法。
2. 【請求項２】上記第３ステップで直線となるものの抽出
   は、着目した特徴点が含まれる試料像に隣接する他の試
   料像の特徴点の中から、上記着目した特徴点の最近傍の
   点を求め、上記着目した特徴点と求められた最近傍の特
   徴点を結ぶ線分を求める線分抽出処理行うことを特徴と
   する請求項１記載の荷電粒子線の偏向角測定方法。
3. 【請求項３】上記線分抽出処理が第１と第２の試料像間
   及び第２及び第３の試料像間で行い、第２の試料像の着
   目する特徴点と第１の試料像の特徴点とがなす第１の直
   線が上記第２の試料像の着目する特徴点と第３の試料像
   の特徴点とがなす第２の直線とが上記３次元空間内で直
   線を構成する要素であるかどうか判断する第１処理と、
   第１処理によって得た第１の直線と第２の直線が直線の
   ときは、上記第１及び第３の試料像間の求めるべき直線
   とし、第１処理によって第１の直線と第２の直線が直線
   とならないときは、上記第２の試料像の着目する特徴点
   と上記第１又は第３の試料像の他の特徴点で結ぶ直線で
   上記第２の直線又は上記第１の直線と直線をなす第１又
   は第３の試料像の他の特徴点を求める補正を行って直線
   を形成させる第２処理を含むことを特徴とする請求項２
   に記載の荷電粒子線の偏向角測定方法。
4. 【請求項４】上記荷電粒子線が電子ビームで、上記被測
   定対象が磁界又は電界のいずれかであることを特徴とす
   る請求項１ないし３のいずれかの一に記載の荷電粒子線
   の偏向角測定方法。
5. 【請求項５】請求項１、２又は３記載の荷電粒子線の偏
   向角測定方法において、上記荷電粒子線の代わりに光
   線、電波、電磁波、音波又は超音波のいずれか直進波を
   用い、上記被測定対象が上記直進する波を偏向する場又
   は物質ときの直進波の偏向角を測定することを特徴とす
   る直進波の偏向角測定方法。
6. 【請求項６】上記第１ないし４のいずれかの一に記載の
   信号処理ステップで得られた上記被測定試料上の位置及
   び偏向角を表す信号を用いて上記被測定対象の特性の分
   布画像に変換する画像信号処理ステップをもつことを特
   徴とする荷電粒子線を使用した画像処理方法。
7. 【請求項７】荷電粒子線を発生する荷電粒子線源と、上
   記荷電粒子線を有限の広がりをもって参照試料に照射す
   る荷電粒子線照射手段と、上記参照試料を通った荷電粒
   子線を結像させて像面を形成する像面形成手段と、上記
   像面の近傍で磁界又は電界を発生する被測定試料を保持
   する試料保持手段と、上記像面を複数の所望の形成位置
   を変えて複数の試料像として結像させる結像手段と、上
   記試料像の信号を得る像取得手段と、上記像取得手段の
   信号を記憶する像記憶手段と、上記像記憶手段の信号を
   用いて上記被測定試料による上記荷電粒子線の偏向角を
   求める信号処理手段を具備したことを特徴とする荷電粒
   子線装置。
8. 【請求項８】上記信号像処理手段は、上記複数の試料像
   の各平面及び上記複数の試料像間の距離で形成される３
   次元空間における試料像の特徴点を用いて偏向された上
   記荷電粒子線の直線軌道を求め、上記直線軌道の角度を
   求める処理を行う演算処理手段含むことを特徴とする請
   求項７記載の荷電粒子線装置。
9. 【請求項９】上記像面形成手段は上記像面と上記磁界あ
   るいは電界との間の距離を可変できるように構成された
   ことを特徴とする請求項７又は８記載の荷電粒子線装
   置。
10. 【請求項１０】上記像面形成手段及び結像手段は電子レ
    ンズで構成されたことを特徴とする請求項７ないし９の
    いずれかの一に記載の荷電粒子線装置。
11. 【請求項１１】上記像取得手段が２次元の撮像装置であ
    ることを特徴とする請求項７ないし９のいずれかの一に
    記載の荷電粒子線装置。
12. 【請求項１２】上記試料保持手段が上記被測定試料から
    発生する磁界あるいは電界を１８０度以上回転させる様
    に構成されたことを特徴とする請求項７ないし９のいず
    れかの一に記載の荷電粒子線装置。
13. 【請求項１３】上記参照試料が、その明視野像、暗視野
    像、格子像及び回折像のいずれかが上記試料像から特徴
    点を抽出できるコントラストが形成するもので構成され
    たことを特徴とする請求項７ないし９のいずれかの一に
    記載の荷電粒子線装置。
14. 【請求項１４】請求項１３記載の荷電粒子線装置におい
    て、参照試料の代わりに荷電粒子線のバイプリズムを用
    いたことを特徴とする荷電粒子線装置。
15. 【請求項１５】上記個々の軌道から、配置された磁界あ
    るいは電界による荷電粒子線の個々の偏向角及び荷電粒
    子線の磁界あるいは電界への入射位置を求め、上記偏向
    角及び上記入射位置から空間の磁界分布像あるいは電界
    分布像を得る信号処理手段を付加したことを特徴とする
    荷電粒子線装置。