KR20210133293A - 하전 입자선 장치 - Google Patents
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Abstract
하전 입자선 장치에 관해서, 촬영 화상에 관한 화질 열화(劣化) 방지를 실현할 수 있는 기술을 제공한다. 하전 입자선 장치는, 하전 입자선을 시료에 조사하고, 시료의 정보를 화상화하는 촬상 장치와, 컴퓨터를 구비한다. 컴퓨터는, 같은 영역을 복수회 주사함에 의해 얻어지는 각 화상(주사 화상)을 기억하고, 각 화상을, 열화 화상을 포함하는 화상과 포함하지 않는 화상으로 분류하고, 열화 화상을 포함하지 않는 화상으로부터 화상 적산에 의해서 얻은 목적 화상을 보존한다. 하전 입자선 장치는, 주사 화상을 포함하는 촬상 장치로부터 얻은 정보, 분류 결과, 및 목적 화상 등의 데이터를 저장하는 데이터베이스를 구비한다. 하전 입자선 장치는, 주사 화상 중, 선택한 열화 화상을 포함하지 않는 화상에 대하여, 화상 적산을 실시함으로써, 랜덤 노이즈를 억제하여, 화질 열화를 방지한, S/N과 선예도(鮮銳度)가 높은 목적 화상을 얻는다.
Description
본 발명은, 하전 입자선 장치의 기술에 관한 것이며, 촬상 기술에 관한 것이다.
하전 입자선 장치로서, 주사형 전자현미경(SEM : Scanning Electron Microscope)이나 수속 이온빔(FIB : Focused Ion Beam) 장치 등이 있다. 하전 입자선 장치는, 대상으로 하는 시료에 하전 입자선을 조사함에 의해, 시료의 관찰이나 분석을 행한다. 예를 들면, 주사형 전자현미경은, 하전 입자선으로서 전자선을 이용하여, 가늘게 좁힌 전자선(프로브)을 시료 상에 주사함으로써 발생하는 2차 전자 및 반사 전자 등의 검출 신호를 화상화하는 장치이다.
상기 하전 입자선 장치의 화상화에 이용하는 검출 신호(예를 들면 시료의 조사면으로부터 방출된 2차 전자를 수집, 증폭한 후의 신호)는, 그 특성에 의해 노이즈 성분이 많아진다. 그 때문에, 같은 영역의 화상을 복수매 적산해서, 불규칙하게 발생하는 노이즈(랜덤 노이즈)를 억제하는 기술이 알려져 있다. 선행기술예로서, 특허문헌 1을 들 수 있다. 특허문헌 1에는, 랜덤 노이즈를 억제하는 적산 과정에서 위화감을 없애기 위해서, 적산 화상의 농담값을 정규화하고, 관찰하고 있는 시야의 밝기를 유지하는 정규화 적산을 실행하는 취지가 기재되어 있다.
일반적으로, SEM에 있어서의 촬영(기록 매체에 화상을 기록하는 것)에서는, 같은 영역을 복수회 주사함에 의해 얻어지는 각 화상(주사 화상으로 기재하는 경우가 있다)을 적산함으로써, 랜덤 노이즈를 억제한 목적 화상을 얻을 수 있다. 이 복수회 주사하는 시간은, 검출 신호량에 기여하기 때문에, 다이내믹 레인지가 넓어, 수십 밀리초∼수백 초를 요한다. 적산 화상을 생성하는 동안, SEM 및 대상으로 하는 시료 모두, 높은 정밀도로 안정적인 상태를 유지하지 않으면, 목적 화상에는, 샤프니스(선예도(鮮銳度))에 관해서 화질 열화(劣化)가 발생한다.
그러나, SEM 및 대상으로 하는 시료 모두, 빔 조사에 의한 시료의 상태 천이나, 거치 환경 하의 외란에 의해서, 소외(疎外)된다. 예를 들면, 빔 조사에 의한 시료의 상태 천이의 경우, 차지업(대전)이나 컨태미네이션(오염)에 의해서, 전자나 가스 분자가 모여서, 빔 조사를 방해한다. 거치 환경 하의 외란의 경우, 외란(음파나 전자파를 포함하는 거치 환경의 진동)이 경통(鏡筒)이나 스테이지에 전달되어, 시료 상을 주사하는 프로브의 위치가 어긋난다. 이 외에도, 열 드리프트나 스테이지 드리프트에 의해서, 주사할 때마다 시야 위치가 이동한다. 프로브 전류의 저하에 의해서, 2차 전자의 신호량이 감소한다. 진공도의 저하에 의해서, 프로브가 대기 중에 존재하는 가스와 충돌함에 의해 산란한다. 상기와 같은 각종 현상이 발생할 수 있다.
조작자인 유저는, 양호한 화질의 목적 화상을 얻기 위해서, 트라이 앤드 에러에 의해, 화질 열화 요인이 나타나기 어려운 하전 입자선 장치의 촬영 조건을 탐색한다. 이 트라이 앤드 에러는, 상정 이상의 조작 시간을 요해 버리는 경우도 있어, 시료의 손상이나 스루풋 저하를 일으키고 있다.
이들 현상의 영향을 받은 화상을 포함하는 주사 화상을, 적산해서 얻어지는 적산 화상은, 랜덤 노이즈에 관해서는 억제되지만, 선예도에 관해서 화질 열화가 발생한다. 특허문헌 2에서는, 동일한 시야로부터 순차 취득한 어느 화상과, 다음의 화상에서 일치하는 위치를 계산하고, 계산된 위치에서 적산하는 것이 기술되어 있다. 이 기술은, 화상마다의 드리프트에 의한 적산 화상의 화질 열화 방지에 유효하다. 그러나, 이 기술은, 1매의 화상 중에 발생한 미소한 드리프트에 의한 적산 화상의 화질 열화 방지에는, 유효하지는 않다.
이후, 이들과 같은 적산 화상의 화질을 열화시키는 요인을, 화질 열화 요인으로 호칭한다. 또한, 화질 열화 요인의 영향을 받은 화상을 열화 화상으로 호칭한다.
본 발명의 목적은, 하전 입자선 장치에 의해서 촬영하는 목적 화상에 대하여, 적산에 의해 랜덤 노이즈를 억제하면서, 화질 열화 요인에 의한 선예도에 관한 화질 열화 방지를 도모하는 것이다. 또한, 본 발명의 목적은, S/N과 선예도가 높은 목적 화상을 촬영하는 것이다. 상기 이외의 과제, 구성 및 효과 등에 대해서는, 발명을 실시하기 위한 형태의 설명에 있어서 명백해진다.
본 발명 중 대표적인 실시형태는, 이하에 나타내는 구성을 갖는다. 일 실시형태의 하전 입자선 장치는, 하전 입자선을 시료에 조사하고, 상기 시료의 정보를 화상화하는 촬상 장치와, 상기 촬상 장치를 이용해서 같은 영역을 복수회 주사함에 의해 얻어지는 각 화상(주사 화상)을 기억하는 메모리, 및 화상 처리를 실행하는 프로세서를 구비한 컴퓨터를 구비하고, 상기 컴퓨터는, 상기 같은 영역을 복수회 주사함에 의해 얻어지는 각 화상에 대하여, 열화 화상을 포함하는 제1 화상과, 열화 화상을 포함하지 않는 제2 화상으로 분류하고, 상기 열화 화상을 포함하지 않는 상기 제2 화상을 화상 적산하고, 상기 화상 적산에 의해서 얻어진 제3 화상을 목적 화상으로서 보존한다.
또한, 하전 입자선 장치는, 데이터베이스(DB)를 구비하고, 상기 데이터베이스는, 상기 각 화상과, 상기 각 화상에 수반하여 상기 촬상 장치로부터 얻어지는 정보(환경 정보를 포함한다)와, 상기 각 화상의 분류에 관한 선택 상태와, 상기 제3 화상을 포함하는 데이터가 저장되어 있다.
상기 컴퓨터는, 상기 분류를 포함하는 선택 처리나, 상기 데이터베이스에의 데이터의 기억 등을 행한다. 혹은, 상기 데이터베이스는, 상기 컴퓨터에 접속된 외부 장치에의 분산으로 해도 된다.
조작자인 유저는, 상기 선택 처리의 결과를 정정할 수 있다. 상기 유저는, 특히, 화질 열화 요인이 발생하고 있을 때의, 선택 처리의 결과를 확인할 필요가 있다. 화질 열화 요인 중, 환경 정보의 추이로부터 발생을 특정할 수 있는 요인이 있다. 그 때문에, 상기 컴퓨터는, 상기 주사 화상과, 상기 환경 정보의 그래프와, 상기 선택 처리의 결과(선택 상태)를 관련지어서 화면에 표시한다. 상기 그래프로 표시하는 항목은, 상기 유저가 열화 화상을 판단할 수 있는 항목이 바람직하다. 상기 항목은, 예를 들면, 촬영 타이밍, 프로브 전류, 진공도를 들 수 있다.
상기 유저는, 하전 입자선 장치에 의해서 촬영하는 목적 화상의 화질 열화의 유무를 확인할 수 있다. 화질 열화의 눈으로 보는 판정이 어려운 것이 있기 때문에, 상기 컴퓨터는, 상기 목적 화상의 화질 평가 지표값을 산출하고, 상기 목적 화상과 화질 평가 지표값을 나열해서 화면에 표시한다. 화상 평가값은, 그래프로 표시해도 된다. 이후, 화상의 품질을 평가하기 위하여 이용되는, 객관 평가법에 의거해서 얻어지는 값을, 화질 평가 지표값으로 호칭한다.
본 발명 중 대표적인 실시형태에 따르면, 하전 입자선 장치에 의해서 촬영하는 목적 화상에 대하여, 적산에 의해 랜덤 노이즈를 억제하면서, 화질 열화 요인에 의한 선예도에 관한 화질 열화 방지 또는 화질 개선을 도모할 수 있다. 또한, 본 발명 중 대표적인 실시형태에 따르면, S/N과 선예도가 높은 목적 화상을 촬영할 수 있다. 또한, 본 발명 중 대표적인 실시형태에 따르면, 관찰 중의 조작자의 촬영 조건 탐색에 의한 시료의 손상이나 스루풋 저하의 억제에 기여할 수 있다.
도 1은, 본 발명의 실시형태 1의 하전 입자선 장치의 구성을 나타내는 도면.
도 2는, 실시형태 1의 하전 입자선 장치에서, 선택 처리를 포함하는 화질 열화 방지를 도모하는 촬영 기능의 처리 플로를 나타내는 도면.
도 3은, 실시형태 1의 하전 입자선 장치에서, 주사 전의 설정에 대하여, 유저 인터페이스로서 표시 장치에 표시되는 화면예를 나타내는 도면.
도 4는, 실시형태 1의 하전 입자선 장치에서, 주사 화상의 표시에 대하여, 유저 인터페이스로서 표시 장치에 표시되는 화면예를 나타내는 도면.
도 5는, 실시형태 1의 하전 입자선 장치에서, 적산 화상의 표시에 대하여, 유저 인터페이스로서 표시 장치에 표시되는 화면예를 나타내는 도면.
도 6은, 실시형태 1에서, 데이터베이스의 구성예를 나타내는 도면.
도 7은, 실시형태 1의 하전 입자선 장치에 있어서의, 화질 열화 방지를 도모하는 촬영 기능의 데이터 플로를 나타내는 도면.
도 8은, 실시형태 1의 하전 입자선 장치에서, 선택 처리에 대하여, 특징량과 기계 학습에 의한 분류의 예를 나타내는 도면.
도 9는, 본 발명의 실시형태 2의 하전 입자선 장치에 있어서의, 화질 열화 방지를 도모하는 관찰 기능의 데이터 플로를 나타내는 도면.
도 10은, 실시형태 2의 하전 입자선 장치에서, 오류 정정에 대하여, 유저 인터페이스로서 표시 장치에 표시되는 화면의 일례를 나타내는 도면.
도 2는, 실시형태 1의 하전 입자선 장치에서, 선택 처리를 포함하는 화질 열화 방지를 도모하는 촬영 기능의 처리 플로를 나타내는 도면.
도 3은, 실시형태 1의 하전 입자선 장치에서, 주사 전의 설정에 대하여, 유저 인터페이스로서 표시 장치에 표시되는 화면예를 나타내는 도면.
도 4는, 실시형태 1의 하전 입자선 장치에서, 주사 화상의 표시에 대하여, 유저 인터페이스로서 표시 장치에 표시되는 화면예를 나타내는 도면.
도 5는, 실시형태 1의 하전 입자선 장치에서, 적산 화상의 표시에 대하여, 유저 인터페이스로서 표시 장치에 표시되는 화면예를 나타내는 도면.
도 6은, 실시형태 1에서, 데이터베이스의 구성예를 나타내는 도면.
도 7은, 실시형태 1의 하전 입자선 장치에 있어서의, 화질 열화 방지를 도모하는 촬영 기능의 데이터 플로를 나타내는 도면.
도 8은, 실시형태 1의 하전 입자선 장치에서, 선택 처리에 대하여, 특징량과 기계 학습에 의한 분류의 예를 나타내는 도면.
도 9는, 본 발명의 실시형태 2의 하전 입자선 장치에 있어서의, 화질 열화 방지를 도모하는 관찰 기능의 데이터 플로를 나타내는 도면.
도 10은, 실시형태 2의 하전 입자선 장치에서, 오류 정정에 대하여, 유저 인터페이스로서 표시 장치에 표시되는 화면의 일례를 나타내는 도면.
이하, 본 발명의 실시형태를 도면에 의거해서 상세히 설명한다. 또, 전체 도면에 있어서 동일부에는 원칙적으로 동일 부호를 부여하고, 반복된 설명은 생략한다.
(실시형태 1)
도 1∼도 8을 이용해서, 본 발명의 실시형태 1의 하전 입자선 장치에 대하여 설명한다.
[하전 입자선 장치]
도 1은, 실시형태 1의 하전 입자선 장치(1)의 구성을 나타낸다. 이 하전 입자선 장치(1)는, SEM의 경우를 나타낸다. 하전 입자선 장치(1)는, 촬상 장치(10), 컴퓨터(20), 표시 장치(21), 및 조작 장치(22) 등으로 구성되어 있다. 유저인 조작자는, 표시 장치(21) 및 조작 장치(22) 등을 통해, 하전 입자선 장치(1)를 조작한다. 유저는, 표시 장치(21)의 화면에서, 예를 들면 시료(110)의 표면의 형상이나 구조를 관찰할 수 있다.
촬상 장치(10)는, SEM 본체이며, 공지 기술에 의한 구성을 적용 가능하다. 도 1의 구성예에서는, 촬상 장치(10)는, 전자총(101), 콘덴서 렌즈(102), 편향 코일(103), 대물 렌즈(104), 검출기(105), 시료실의 스테이지(106), 진공 펌프(107), 환경 센서(108) 등을 갖는다.
진공 펌프(107)에 의해서 시료실 내는 진공 상태로 된다. 환경 센서(108)는, 진공도, 온도, 진동, 전자파 등의 시료실 내의 상태를 계측하는 센서 그룹이며, 시료실 내의 도달 진공도의 확인 등에 이용된다. 스테이지(106) 상에는, 시료(110)가 배치된다. 스테이지(106)는, 적어도 하전 입자선 L1과 수직인 면내의 2방향(도시의 X방향, Y방향)으로 이동할 수 있고, 시야 위치의 이동이 가능하다. 전자총(101)은, 하전 입자선 L1을 발생하여 연직 방향(도시의 Z방향)으로 조사한다. 콘덴서 렌즈(102)와 대물 렌즈(104)는, 하전 입자선 L1을 집광한다. 편향 코일(103)은, 하전 입자선 L1을 도시의 X방향 및 Y방향으로 편향시킴으로써, 시료(110)의 표면에 대한 하전 입자선 L1의 주사를 실현한다. 검출기(105)는, 시료(110)로부터의 2차 전자 L2의 신호를 검출하고, 신호 증폭기로 증폭한 후, 컴퓨터(20)에 전송한다.
컴퓨터(20)는, SEM의 제어 장치이며, 촬상 장치(10)의 각부(各部)에 대한 구동 등의 제어를 행한다. 컴퓨터(20)는, 프로세서(201), 메모리(202), 입출력 인터페이스부(203) 등을 구비하고, 그들이 버스에 접속되어 있다.
입출력 인터페이스부(203)에는 표시 장치(21)나 조작 장치(22) 등이 접속되어 있다. 컴퓨터(20)는, 표시 장치(21)의 화면에, SEM의 기능을 이용하기 위한 그래피컬·유저·인터페이스(GUI)를 표시한다. 하전 입자선 장치(1)는, 조작 장치(22)를 통해, 유저의 입력 조작을 접수한다. 조작 장치(22)는, 키보드나 마우스 등이 있다.
촬상 장치(10)로부터 입출력 인터페이스부(203)에 신호가 전송될 때마다, 프로세서(201)는 메모리(202)에 2차원 화상을 구성한다. 하전 입자선 장치(1)는, GUI에 최신의 2차원 화상(관찰 화상으로 기재하는 경우가 있다)을 표시하는 관찰 기능을 갖는다. 또한, 프로세서(201)는, 목적 화상의 기억에 적합한 조건을 촬상 장치(10)에 설정하고, 화상 처리나 정보 부가 등을 행한다. 하전 입자선 장치(1)는, 이에 의해서 얻어진 목적 화상을 메모리(202)(기억 매체)에 보존하는 촬영 기능을 갖는다.
또, 상기 구성으로 한정하지 않으며, 입출력 인터페이스부(203)에 대하여, 외부의 스토리지나 서버 등의 장치가 통신으로 접속되고, 각각의 컴퓨터 자원을 이용해서 연산, 제어, 데이터의 기억 등을 행하는 구성으로 해도 된다. 또한, 복수의 유저나 복수의 표시 장치(21)가 존재해도 된다.
[처리 플로]
도 2는, 실시형태 1의 하전 입자선 장치(1)의 컴퓨터(20)에 의한, 선택 처리를 포함하는 화질 열화 방지를 도모하는 촬영 기능의 처리 플로를 나타내며, 스텝S1∼S9를 갖는다. 이하, 스텝의 순으로 설명한다.
스텝S1에서, 컴퓨터(20)는, 유저의 조작에 의거해서, 미리, 주사 전의 설정을 접수한다. 이 설정은, 예를 들면, 후술의 도 3의 GUI를 이용한다. 이 설정은, 디폴트 설정값을 이용해도 된다. 이 설정은, 주사 화상을 얻기 위한 주사 횟수 N의 설정을 포함한다. 하전 입자선 장치(1)는, 유저의 지시에 따라, 주사를 개시한다. 컴퓨터(20)는, 주사 전의 설정에 따라, 촬상 장치(10)의 주사를 제어한다. 또, 촬상 장치(10)에 주사 전에 설정해야만 하는 항목에 대해서는, 이 스텝S1에서 설정한다. 이 설정에서는, 예를 들면, 후술의 스텝S5와 스텝S7의 스킵을 설정하여, 주사를 개시하고 나서, 목적 화상을 보존할 때까지, 조작자인 유저가 개재하지 않는 것을 지정할 수 있다.
스텝S2에서, 컴퓨터(20)는, 1회의 주사에서 얻어진 화상과 환경 정보를 보존한다. 도 1의 촬상 장치(10)는, 컴퓨터(20)로부터의 제어에 따라서, 시료(110)의 표면에 대한 하전 입자선 L1의 주사를 하고, 검출기(105)에서 얻어진 신호가, 컴퓨터(20)에 전송된다. 프로세서(201)는, 신호가 전송될 때마다 2차원 화상을 구성하고, 메모리(202)에 기억한다. 프로세서(201)는, 주사 화상에 대하여, ID 등의 관리용의 정보, 및, 촬상 장치(10)로부터 얻어지는 환경 정보를 링크해서 데이터베이스(후술의 도 6의 주사 화상 DB)로 하고, 메모리(202)에 기억한다.
스텝S3에서, 컴퓨터(20)는, 주사 횟수 N에 의거해서, 하전 입자선 L1의 주사의 종료를 판정한다. 컴퓨터(20)는, 스텝S2의 실시 횟수가 N회에 달하여 있는지 판정한다. N회에 달하여 있다고 판정된 경우(Y)에는 스텝S4로 진행하고, 촬상 장치(10)의 주사를 종료시킨다. N회에 달하여 있지 않다고 판정된 경우(N)에는 스텝S2로 되돌아가서, 촬상 장치(10)의 주사를 속행시킨다.
스텝S4에서, 컴퓨터(20)는, 선택 처리의 실행에 의해, 주사 화상을, 열화 화상을 포함하는 것과 그렇지 않은 것으로 분류한다. 프로세서(201)는, 주사 화상 DB를 참조하여, 스텝S2에서 얻은 주사 화상에 대해서, 선택 처리를 실행한다. 선택 처리의 결과는, ID 등의 관리용의 정보를 링크해서 데이터베이스(후술의 도 6의 선택 상태 DB)로 하고, 메모리(202)에 기억한다. 선택 처리의 구체적인 실시예는, 후술의 [촬영 기능에 있어서의 데이터 플로]에서 기재한다.
스텝S5에서, 컴퓨터(20)는, 스텝S2∼스텝S4에서 얻어진 결과를 표시 장치(21)에 표시한다. 여기에서의 결과란, 주로, 주사 화상과 주사 중의 환경 정보, 그리고, 선택 처리의 출력인 선택 상태를 가리키며, 주사 화상 DB와 선택 상태 DB를 참조함으로써 얻어진다. 이 표시에는, 예를 들면, 후술의 도 4의 GUI를 이용한다.
또한, 조작자인 유저는, 스텝S4의 선택 처리에 의해서 결정된 선택 상태 중 적절하지 않은 항목이 있으면, 조작 장치(22)를 통해, GUI에 정정의 입력이 가능하다. 컴퓨터(20)는, 정정의 입력에 따라서, 선택 상태 DB를 갱신한다.
스텝S6에서, 컴퓨터(20)는, 적산 처리의 실행에 의해, 랜덤 노이즈를 억제한 적산 화상을 얻는다. 프로세서(201)는, 선택 상태 DB를 참조하여, 선택 상태가 선택인 화상에 대해서, 적산 처리를 실행한다. 적산 처리의 결과는, ID 등의 관리용의 정보, 및, 적산 화상을 평가하기 위한 화질 평가 지표값을 링크해서 데이터베이스(후술의 도 6의 적산 화상 DB)로 하고, 메모리(202)에 기억한다. 화질 평가 지표값은, 예를 들면, 라인 프로파일, 선예도, 입상(粒狀)도이고, 프로세서(201)는, 적산 화상에 대해서, 각각을 얻기 위하여 화상 처리를 실행한다. 적산 처리의 구체적인 실시예는, 후술의 [촬영 기능에 있어서의 데이터 플로]에서 기재한다.
스텝S7에서, 컴퓨터(20)는, 스텝S6에서 얻어진 결과를 표시 장치(21)에 표시한다. 여기에서의 결과란, 주로, 적산 처리의 출력인 적산 화상, 그리고, 적산 화상을 평가하기 위한 화질 평가 지표값을 가리키며, 적산 화상 DB를 참조함으로써 얻어진다. 이 표시에는, 예를 들면, 후술의 도 5의 GUI를 이용한다.
스텝S8에서, 컴퓨터(20)는, 스텝S6에서 얻어진 결과에, 조작자인 유저가 만족하고 있는지 그렇지 않은지 입력을 접수한다. 환언하면, 스텝S8은, 유저에 의한 재선택이 불요한지의 여부의 확인이다. 여기에서의 결과는, 스텝S7에서 표시 장치(21)에 표시하고 있다. 만족하고 있는 경우(Y)에는 스텝S8로 진행하고, 만족하고 있지 않은 경우(N)에는 스텝S5로 되돌아가서, 선택 상태를 다시 정정하는 것이 가능하다. 이 표시에는, 예를 들면, 후술의 도 5의 GUI를 이용한다.
스텝S9에서, 컴퓨터(20)는, 스텝S6에서 얻어진 적산 화상을 목적 화상으로서 기록 매체에 기록하고, 일련의 처리 플로를 종료한다. 목적 화상은, 유저가 임의로 지정한 장소, 명칭으로 보존할 수 있다. 기록 매체로서, 예를 들면, 컴퓨터(20)에 내장되어 있는 메모리(202)가 있다. 혹은, 입출력 인터페이스부(203)를 통해, 외부 스토리지(DVD, 플래시 메모리 등)나 네트워크 상의 스토리지에 기록할 수 있다. 또, 하전 입자선 장치(1)는, 기록하는 데이터에 대하여, 트레이서빌리티를 확보할 수 있도록 적산 화상 DB와 링크한 정보를 부가한다(그 정보는 필요하면 주사 화상 DB와 선택 상태 DB의 정보도 포함한다).
[촬영 기능에 있어서의 GUI]
도 3은, 실시형태 1의 하전 입자선 장치(1)의 주사 전의 설정에 대하여, 유저 인터페이스로서 표시 장치(21)에 표시되는 화면의 일례이다. 이 「주사 전의 설정」의 화면은, 「주사의 설정」의 항목(대응하는 각 설정부)으로서, 횟수 설정부(302), 간격 설정부(303), 해상도 설정부(304), 화소 체재 시간 설정부(305)를 갖는다.
주사 개시 버튼(301)은, 유저가 주사 개시를 지시할 수 있는 버튼이다. 주사 개시 버튼(301)의 압하에 의해, 하전 입자선 장치(1)는, 주사 전의 설정으로 되도록 촬상 장치(10)를 제어하여, 스텝S1로부터 스텝S2로 이행한다. 또한, 스텝S4까지 종료되면, 하전 입자선 장치(1)는, 도 4의 화면을 표시한다.
횟수 설정부(302)는, 주사 화상을 얻기 위한 주사 횟수를 지정할 수 있는 항목이다. 횟수 설정부(302)에서 설정한 N은, 스텝S3의 판정에 이용하는 N이다. 간격 설정부(303)는, 복수회의 주사에 대하여, 각 주사의 간격을 지정할 수 있는 항목이다. 하전 입자선 장치(1)는, 주사가 1회 완료했을 때에, 도 1의 시료(110)의 표면에 하전 입자선 L1이 조사되지 않도록 제어하고, 간격 설정부(303)에서 설정한 간격만큼 휴지한다. 이후, 하전 입자선 장치(1)는, 다시 주사를 시작하여, 주사와 휴지를 반복해서, 주사 화상을 얻는다. 해상도 설정부(304)는, 주사에 의해서 얻어지는 화상의 해상도를 지정할 수 있는 항목이다. 화소 체재 시간 설정부(305)는, 주사에 의해서 얻어지는 화상에 대하여, 1화소당 하전 입자선 L1이 조사되는 시간을 지정할 수 있는 항목이다. 하전 입자선 장치(1)는, 화소 체재 시간 설정부(305)에서 설정한 시간으로 주사할 수 있도록, 편향 코일(103)의 제어 신호를 설정한다.
도 3의 각 설정부는, GUI의 예로서 콤보 박스로 기재하고 있지만, 슬라이더나 프리셋 버튼 등으로도 대용할 수 있다.
도 4는, 실시형태 1의 하전 입자선 장치(1)의 주사 화상의 표시에 대하여, 유저 인터페이스로서 표시 장치(21)에 표시되는 화면의 일례이다. 이 화면의 특징으로서는, 주사 화상과 환경 정보의 그래프를 관련지어서 표시하는 점이 있다. 또한, 특징으로서는, 동(同) 시야에 있어서의 변화를 확인하기 위하여, 프레임 어드밴스의 표시가 가능한 점이 있다. 이상과 같이, 하전 입자선 장치(1)에 의하면, 화질 열화 요인을 감시할 수 있다.
도 4의 「선택 상태의 확인」의 화면은, 화상 표시부(101), 프레임 어드밴스 버튼(402), 선택부(403), 번호 표시부(404), 섬네일 표시부(405), 그래프 표시부(406), 스크롤 바(407), 선택수 라벨(408), 비선택수 라벨(409), 선두 설정부(410), 말미 설정부(411), 전체 선택 버튼(412), 전체 해제 버튼(413), 자동 선택 버튼(414), 화상 적산 버튼(415)을 갖는다.
화상 표시부(401)는, 주사 화상 중, 1매의 화상에 대하여, 세부를 확인할 수 있는 크기로 표시하는 부분이다. 도시의 예에서는, 화상 표시부(401)는, #4의 화상을 표시하고 있고, 이로 한정하지 않으며, 화상을 특정할 수 있는 정보를 부가해도 된다. 프레임 어드밴스 버튼(402)은, 프레임 어드밴스 표시를 하기 위한 버튼이다(또 프레임은 화상에 대응한다). 프레임 어드밴스 버튼(402)은, 좌측 화살표의 버튼 및 우측 화살표의 버튼이 있다. 하전 입자선 장치(1)는, 유저가 좌측 화살표의 버튼을 압하하면 1프레임 되돌아가고, 우측 화살표의 버튼을 압하하면 1프레임 진행하게 되도록, 화상 표시부(401)의 화상을 갱신한다. 오염되기 쉬운 시료가 촬영되었을 경우, 일정한 주사 횟수에 달하면, 화상의 콘트라스트가 저하한다. 오염의 영향이 없는 목적 화상을 얻기 위해서는, 유저는, 프레임 어드밴스 버튼(402)에 의해서, 화상 표시부(401)의 화상을 프레임 어드밴스로 갱신하고, 콘트라스트가 저하하는 타이밍을 확인한다. 이에 의해, 유저는, 시료 오염의 영향이 없는 화상을 선택할 수 있어, 원하는 목적 화상을 얻을 수 있다.
선택부(403)는, 화상의 분류에 관한 선택 상태를 나타내며, 스텝S4의 선택 처리에 의해서 결정된 선택 상태를 정정하기 위한 컨트롤(GUI 부품)이다. 예를 들면, 각 화상에 대하여, 체크가 있는 것을 「선택」, 체크가 없는 것을 「비선택」으로 하고, 유저가 선택부(403)를 압하함으로써, 선택부(403)의 체크의 상태가 반전한다. 도시의 예에서는, #2와 #3의 선택 상태는 「선택」, #1과 #4의 선택 상태는 「비선택」으로 되어 있다. 번호 표시부(404)는, 화상을 취득한 순번(예를 들면 #1 등으로 나타낸다)을 나타내는 부분이다. 섬네일 표시부(405)는, 주사 화상의 섬네일을, 취득한 순번대로 나열해서 표시하는 부분이다.
그래프 표시부(406)는, 촬상 장치(10)로부터 얻은 환경 정보를, 화상에 관련시킨 그래프로 해서 표시하는 부분이다. 도시의 예에서는, 그래프 표시부(406)는, 이미션 전류를 사각으로, 진공도를 동그라미로 플롯하고 있다. 섬네일 표시부(405)에서는 취득한 순번대로 화상을 나열하고 있으므로, 그래프 표시부(406)의 횡축은 시간을 나타내고, 종축은 환경 정보 각각의 수치를 나타내고 있다.
화질 열화 요인을 제거하고, SEM 및 대상으로 하는 시료 모두, 높은 정밀도로 안정적인 상태를 유지하는 것은 어려우며, 실제로는, 촬상 장치(10)의 환경 정보가 일정하게 되지 않는 경우가 있다. 상기와 같이 환경 정보를 그래프로 표시함으로써, 조작자인 유저가, 환경 정보의 변화를 참고로 해서, 선택 상태를 최적화할 수 있다.
스크롤 바(407)는, 섬네일 표시부(405)와 그래프 표시부(406)에 대하여, 도 4의 화면에 다 수용할 수 없는 정보를 필요에 따라서 표시하기 위한 것이다. 스크롤 바(407)에 있는 막대의 위치와, 섬네일 표시부(405) 및 그래프 표시부(406) 등의 표시 위치가 연동되어 있다. 섬네일 표시부(405)와 그래프 표시부(406)는, 취득한 순번대로 나열되어 있고, 유저가 막대를 좌측으로 움직이면 오래된 정보를, 막대를 우측으로 움직이면 새로운 정보를 표시한다.
선택수 라벨(408)은, 주사 화상 중, 선택 상태가 「선택」인 매수를 나타낸다. 랜덤 노이즈를 억제하기 위해서는, 적산 처리에 이용하는 화상의 매수가 기여한다. 그 때문에, 유저는, 선택수 라벨(408)을 참고로 함으로써, 적산 화상으로 되었을 때에 화상에 나타나는 랜덤 노이즈를 적산 처리 전에 상정할 수 있다. 비선택수 라벨(409)은, 주사 화상 중, 선택 상태가 「비선택」인 매수를 나타낸다. 유저는, 비선택수 라벨(409)에 의해서, 선택 상태를 「비선택」으로부터 「선택」으로 변경할 수 있는 나머지 매수를 예상할 수 있다.
선두 설정부(410)는, 적산 처리의 대상으로 되는 범위 중의 선두를 지정할 수 있는 항목이다. 예를 들면, 일정한 주사 횟수에 달할 때까지의 동안에는, 시야가 드리프트해 버리는 경우가 있다. 유저는, 일정한 주사 횟수에 달하기 전의 열화 화상을 적산 처리의 대상 외로 하기 위하여, 이 범위의 선두의 지정을 이용할 수 있다. 말미 설정부(411)는, 적산 처리의 대상으로 되는 범위 중의 말미를 지정할 수 있는 항목이다. 예를 들면, 일정한 주사 횟수에 달하면, 대전에 의해서 하얗게 떠올라 버리는 경우가 있다. 또는, 오염에 의해서 콘트라스트가 저하해 버리는 경우가 있다. 유저는, 일정한 주사 횟수에 달한 후의 열화 화상을 적산 처리의 대상 외로 하기 위하여, 이 범위의 말미의 지정을 이용할 수 있다.
전체 선택 버튼(412)은, 선택 상태를 일괄적으로 갱신할 수 있는 버튼이다. 유저가 전체 선택 버튼(412)을 압하하면, 하전 입자선 장치(1)는, 선택부(403)에 표시되는 모든 선택 상태를 「선택」으로 한다. 전체 해제 버튼(413)은, 선택 상태를 일괄적으로 갱신할 수 있는 버튼이다. 유저가 전체 해제 버튼(413)을 압하하면, 하전 입자선 장치(1)는, 선택부(403)에 표시되는 모든 선택 상태를 「비선택」으로 한다. 자동 선택 버튼(414)은, 선택 상태를 일괄적으로 갱신할 수 있는 버튼이다. 유저가 자동 선택 버튼(414)을 압하하면, 하전 입자선 장치(1)는, 선택 처리에 의해, 열화 화상을 포함하는 것은 선택 상태를 「비선택」으로 하고, 그렇지 않은 것은 선택 상태를 「선택」으로 한다. 이 처리는, 도 2의 스텝S4와 마찬가지이고, 선택 상태를 되돌릴 때에 이용된다.
화상 적산 버튼(415)은, 화상 적산을 실행할 수 있는 버튼이다. 유저가 화상 적산 버튼(415)을 압하하면, 하전 입자선 장치(1)는, 새롭게 선택 상태 ID(후술의 선택 상태 DB에서 기록되는 선택 상태를 관리하는 정보)를 취득하고, 선택부(403)의 선택 상태로 갱신한다. 단, 선두 설정부(410)의 선두의 화상으로부터 말미 설정부(411)의 말미의 화상까지의 범위 외는 「비선택」으로 한다. 하전 입자선 장치(1)는, 스텝S5로부터 스텝S6으로 이행하고, 선택 상태 DB를 참조해서 적산 처리를 실행한다. 또한, 하전 입자선 장치(1)는, 적산 처리의 종료 시에, 도 4의 화면을 닫고, 도 5의 화면을 연다.
도 5는, 실시형태 1의 하전 입자선 장치(1)의 적산 화상의 표시에 대하여, 유저 인터페이스로서 표시 장치(21)에 표시되는 화면의 일례를 나타낸다. 이 화면의 특징은, 화질을 판단하는 지표로서 화질 평가 지표값을 그래프로 표시하여, 정량적으로 평가할 수 있는 점과, 또한, 참고 데이터를 기록하고, 비교함에 의해, 상대적으로 평가할 수 있는 점이 있다. 참고 데이터란, 같은 주사 화상으로부터 선택 상태를 바꿔서 생성한 적산 화상, 및 그 적산 화상의 화질 평가 지표값이며, 화질을 판단하는 참고에 이용하는 데이터이다. 화질 평가 지표값은, 예로서, 라인 프로파일, 선예도, 입상도를 이용하는 경우에서 설명한다.
도 5의 「적산 화상의 표시」의 화면은, 참고 데이터(501), 생성 데이터(502), 보존 버튼(503), 적산 화상(504), 프로파일 위치(505), 라인 프로파일(506), 선예도(507), 입상도(508), 갱신 버튼(509), 재선택 버튼(510), 종료 버튼(511)을 갖는다.
참고 데이터(501)는, 미리 선택 상태가 다른 적산 화상을 참고 데이터로 설정해두고, 후술의 생성 데이터(502)와 비교해서 평가하기 위한 표시 영역이다. 하전 입자선 장치(1)는, 후술의 적산 화상 DB로부터, 참고 데이터로 설정되어 있는 데이터를 읽어들이고, GUI의 각 컨트롤에 표시한다. 또한, 하전 입자선 장치(1)는, 후술의 갱신 버튼(509)에 의해 참고 데이터가 설정되어 있지 않을 때, 모든 화상의 선택 상태를 「선택」, 또한, 적산 처리의 대상으로 되는 범위도 모든 화상으로서, 화상 적산한 것을 생성해두고, 참고 데이터로 설정해도 된다.
생성 데이터(502)는, 스텝S6의 적산 처리에서 생성한 적산 화상이, 목적 화상으로서 유저의 요구를 만족하고 있는지 확인하기 위한 표시 영역이다. 하전 입자선 장치(1)는, 후술의 적산 화상 DB로부터, 최후의 적산 처리에서 생성한 데이터를 읽어들이고, GUI의 각 컨트롤에 표시한다.
보존 버튼(503)은, 목적 화상으로서 적산 화상을 보존할 수 있는 버튼이다. 보존 버튼(503)은, 참고 데이터(501) 및 생성 데이터(502)에 각각 구비하고 있고, 각각의 적산 화상을 보존의 대상으로 할 수 있다. 예를 들면, 유저는, 상질(像質)의 평가가 높은 적산 화상을 설정해둠으로써, 최후의 적산 처리에서 생성한 데이터가, 목적 화상으로서 충분한 화질로 되지 않은 경우에도, 그때까지 설정해둔 참고 데이터(501)로부터 상질의 평가가 높은 적산 화상을, 목적 화상으로서 보존할 수 있다.
적산 화상(504)은, 적산 화상을 표시하는 영역이다. 도시의 예에서는, 참고 데이터(501)에 적산 화상 ID가 C1, 생성 데이터(502)에 적산 화상 ID가 C2인 적산 화상을 표시하고 있고, 화상을 특정할 수 있는 정보(적산 화상 ID)를 부가하고 있다. 또한, 화상을 특정할 수 있는 정보를 묘화하는 위치는, 적산 화상(504) 상이 아니어도 된다.
프로파일 위치(505)는, 후술의 라인 프로파일(506)의 위치를 지정하는 컨트롤이다. 도시의 예에서는, 프로파일 위치(505)는, SEM에서 일반적인 래스터 방식의 주사에 맞춰서, 상하로 이동해서 지정시키는 것이다. 라인 프로파일(506)의 위치의 지정 방법은, 이 외에도 마우스 드래그 등에 의한 지정 방법을 적용할 수 있다.
라인 프로파일(506)은, 적산 화상(504) 상에 그어져 있는 선 상에 있는 화소에 대하여, 횡축이 화소의 위치, 종축이 화소의 농담값을 나타낸 그래프이다. 도시의 예에서는, 문자 A 형상(흑색)에서는 최소값, 반대로 배경 영역(백색)에서는 최대값을 나타내고 있다. 최대값으로부터 최소값까지의 화소수가 적은 생성 데이터의 편이, 샤프니스가 높다고 판단할 수 있다. 또한, 최대값과 최소값의 차가 큰 생성 데이터의 편이, 콘트라스트가 높다고 판단할 수 있다.
선예도(507)는, 적산 화상(504)으로부터 계산된 샤프니스의 평가값이 봉상(棒狀) 형식으로 표시되어 있다. 예를 들면, 샤프니스의 평가 방법으로서 DR법을 이용한다. SEM에 있어서의 프로브의 강도 분포의 표준 편차를 σ로 하면, 샤프니스 R은, R=√2×σ로 표시된다.
입상도(508)는, 적산 화상(504)으로부터 계산된 입상도의 평가값이 봉상 형식으로 표시되어 있다. 예를 들면, 입상도의 평가 방법으로서 RMS 입상도를 이용한다. 이 경우, 입상도는, 하기의 식 1로 표시된다.
[식 1]
갱신 버튼(509)은, 참고 데이터(501)를 갱신할 수 있는 버튼이다. 유저가 갱신 버튼(509)를 압하하면, 하전 입자선 장치(1)는, 참고 데이터(501)에 링크한 후술의 적산 화상 ID에, 생성 데이터(502)에 링크한 후술의 적산 화상 ID를 설정한다.
재선택 버튼(510)은, 스텝S5로 되돌아갈 수 있는 버튼이다. 유저가 재선택 버튼(510)을 압하하면, 하전 입자선 장치(1)는, 도 5의 화면을 닫고, 도 4의 화면을 다시 표시한다. 예를 들면, 스텝S6의 적산 처리에서 생성한 적산 화상에, 유저에 의해 화질 열화가 확인되었을 때에는, 선택 상태를 바꿔서, 다시 적산 화상을 생성하기 위하여, 재선택 버튼(510)을 이용할 수 있다.
여기에서는, 유저에게 화질 열화의 유무를 판단시키고 있지만, 유저의 판단이 개재하지 않고, 프로세서(201)가 화질 열화의 유무를 판정하는 것도 가능하다. 예를 들면, 프로세서(201)는, 복수의 화상(주사 화상)을 모두 선택해서 화상 적산한 화상인 기준의 적산 화상과, 현상(現狀)의 적산 화상을 비교한 화질 평가 지표값이, 20% 이상 향상하고 있는 경우에는, 적산 화상에 화질 열화가 없는 것으로 하고, 처리 플로를 종료시킨다.
또한, 예를 들면, 이하와 같이 해도 된다. 프로세서(201)는, 유저의 조작에 관계없이, 복수의 화상을 모두 선택해서 화상 적산한 적산 화상을 생성하고, 또한, 복수의 화상으로부터 각 화상을 선택이나 비선택으로 한 각 패턴에 따른 각 적산 화상을 생성한다. 프로세서(201)는, 그들 복수의 적산 화상을 비교해서 화질을 평가한다. 프로세서(201)는, 평가의 결과에 의거해서, 복수의 적산 화상에서 선택한 적산 화상을 보존하고, 처리 플로를 종료시킨다.
종료 버튼(511)은, 도 5의 화면을 닫고, 실시형태 1의 하전 입자선 장치(1)의 컴퓨터(20)에 의한, 선택 처리를 포함하는 화질 열화 방지를 도모하는 촬영 기능의 처리 플로를 종료할 수 있는 버튼이다.
[데이터베이스]
도 6은, 실시형태 1의 하전 입자선 장치(1)에 구비하는 데이터베이스를 나타낸다. 이 데이터베이스는, 주사 화상 DB(610), 선택 상태 DB(620), 및 적산 화상 DB(630)의 3개로 구성되어 있다.
주사 화상 DB(610)는, 주사 화상과, 주사할 때마다 촬상 장치(10)로부터 얻어지는 환경 정보를 포함하는 정보와, 관리용의 정보를 링크해두기 위한 데이터베이스이며, 이하의 속성을 갖는다. 주사 화상 DB(610)는, 주사 화상 ID(611), 번호(612), 화상 파일(613), 촬영 타이밍(614), 프로브 전류(615), 진공도(616)를 갖는다.
주사 화상 ID(611)는, 주사 화상을 관리하는 정보이다. 도 2의 스텝S1에서, 하전 입자선 장치(1)는, 새로운 고유의 값을 할당하여, 주사 화상을 특정하는 키인 주사 화상 ID(611)로 한다. 이 키에 의해, 선택 상태 DB(620)에 관련짓는다. 번호(612)는, 화상을 얻은 순번이다. 번호(612)는, 주사 화상 중에서, 1회의 주사에서 얻어진 화상을 특정하기 위한 관리용의 정보이다. 하전 입자선 장치(1)는, 스텝S2에서 화상을 얻을 때마다, 카운트업한 값을 할당하여, 번호(612)로 한다. 선택 상태 DB(620)에도 마찬가지의 속성을 갖는다. 화상 파일(613)은, 스텝S2에서 얻어진 각 화상(주사 화상)이다. 도시의 예에서는, 화상 파일(613)은, 화상의 실태가 아닌, 기록 매체에의 보존처의 정보인 파일의 패스 정보로 하고 있다. 이로 한정하지 않으며, 화상 파일(613)은, 화상의 실태, 또는, 그것을 압축한 것이어도 된다.
촬영 타이밍(614)은, 화상을 얻은 시간을 나타낸다. 도시의 예에서는, 촬영 타이밍(614)은, 최초로 얻은 화상을 기준(0)으로 하고, 같은 영역을 복수회 주사함에 의해 얻어지는 각 화상(주사 화상)을 얻은 타이밍을 경과 시간으로 나타내고 있다. 이로 한정하지 않으며, 촬영 타이밍(614)은, 시각으로 표현해도 된다. 프로브 전류(615)는, 도 1의 하전 입자선 장치(1)가 시료(110)에 조사하는 하전 입자선 L1의 전류량이다. 프로브 전류(615)는, 전자총(101), 콘덴서 렌즈(102), 및 대물 렌즈(104)의 각각의 제어값 등으로부터 산출할 수 있다. 진공도(616)는, 진공 펌프(107)에 의해서 진공 상태로 되어 있는 시료실 내의 대기압이다. 진공도(616)는, 시료실 내에 부착되어 있는 환경 센서(108)로 계측할 수 있다.
촬영 타이밍(614), 프로브 전류(615), 및 진공도(616)는, 촬상 장치(10)에서 화상을 취득했을 때의 환경 정보의 예이다. 예를 들면, 프로브 전류(615)가 저하하면, 2차 전자 L2의 신호량이 감소하여, 화상이 어두워진다. 또는, 진공도(616)가 저하하면, 집광되어 있는 하전 입자선 L1이 대기에 의해 산란하여, 화상이 블러링된다. 이와 같이, 상질에 관계하는 환경 정보는, 선택 처리에 이용할 수 있다. 그 때문에, 하전 입자선 장치(1)는, 환경 정보를 화상과 링크해서 데이터베이스에 기록한다. 촬상 장치(10)에 의해, 이 외에도 상질에 관계하는 환경 정보가 있을 경우, 하전 입자선 장치(1)는, 환경 센서(108)와 주사 화상 DB(610)의 속성에, 대응하는 항목을 추가해서, 기록 등을 행한다.
선택 상태 DB(620)는, 전술의 분류에 관한 선택 상태와, 관리용의 정보를 링크해두기 위한 데이터베이스이며, 이하의 속성을 갖는다. 선택 상태 DB(620)는, 선택 상태 ID(621), 주사 화상 ID(611), 번호(612), 선택 상태(612)를 갖는다.
선택 상태 ID(621)는, 선택 상태를 관리하는 정보이다. 도 2의 스텝S4에서는, 하전 입자선 장치(1)는, 선택 처리의 실행에 있어서, 새로운 고유의 값을 할당하여, 선택 상태를 특정하는 키인 선택 상태 ID(621)로 한다. 스텝S5에서는, 하전 입자선 장치(1)는, 선택 상태의 정정을 확정했을 때에, 새로운 고유의 값을 할당한다. 이 때문에, 주사 화상 ID(611)에 대해서, 복수의 선택 상태 ID(621)가 존재할 수 있다. 이 선택 상태 ID(621)에 의해 적산 화상 DB(630)에 관련짓는다. 선택 상태(622)는, 상태로서, 적산 처리의 입력을 나타내는 「선택」, 혹은, 그렇지 않은 것을 나타내는 「비선택」을 갖고, 각 상태는 판별할 수 있는 값으로 표현되어도 된다. 도시의 예에서는, 「선택」을 1, 「비선택」을 0으로 하고 있다.
적산 화상 DB(630)는, 적산 화상과, 적산 화상을 평가하기 위한 화질 평가 지표값과, 관리용의 정보를 링크해두기 위한 데이터베이스이며, 이하의 속성을 갖는다. 적산 화상 DB(630)는, 적산 화상 ID(631), 선택 상태 ID(621), 화상 파일(632), 라인 프로파일(633), 해상도(634), 입상도(635)를 갖는다.
적산 화상 ID(631)는, 적산 화상을 관리하는 정보이다. 도 2의 스텝S6에서, 하전 입자선 장치(1)는, 새로운 고유의 값을 할당하여, 적산 화상을 특정하는 키인 적산 화상 ID(631)로 한다. 화상 파일(632)은, 스텝S6에서 얻어진 적산 화상이다. 도시의 예에서는, 화상 파일(632)은, 화상의 실태가 아닌, 기록 매체에의 보존처의 정보인 파일의 패스 정보로 하고 있다. 이로 한정하지 않으며, 화상 파일(632)은, 화상의 실태, 또는, 그것을 압축한 것이어도 된다.
라인 프로파일(633)은, 농담값에 의한 수치열의 집합이다. 도시의 예에서는, 라인 프로파일(633)은, 집합의 실태가 아닌, 기록 매체에의 보존처의 정보인 파일의 패스 정보로 하고 있다. 이로 한정하지 않으며, 라인 프로파일(633)은, 집합의 실태, 또는, 그것을 압축한 것이어도 된다. 선예도(634)는, 계산된 샤프니스의 지표값이다. 입상도(635)는, 계산된 입상도의 지표값이다.
라인 프로파일(633), 선예도(634), 및 입상도(635)는, 적산 화상을 평가하기 위한 화질 평가 지표값이다. 예를 들면, 구조물의 에지를 화상의 눈으로 봄에 의해 평가하는 것이 어려울 경우에, 라인 프로파일을 이용함으로써, 평가할 수 있는 경우가 있다. 적산 화상 DB(630)에는, 이 외에도 상질의 판단에 적절한 화질 평가 지표값이 있으면, 속성을 추가해서 기록한다. 필요하면, 도 5의 화면에, 추가한 화질 평가 지표값에 대응시켜서, 그래프로 표시할 수 있는 컨트롤을 추가한다.
[촬영 기능에 있어서의 데이터 플로]
도 7은, 실시형태 1의 하전 입자선 장치(1)의 화질 열화 방지를 도모하는 촬영 기능에 있어서의 데이터베이스와, 선택 처리와, 적산 처리의 관계를 나타내는 데이터 플로를 나타낸다.
환경 정보(701)는, 주사 화상 DB(610)에 기록되어 있는 촬영 타이밍(614), 프로브 전류(615), 및 진공도(616)의 집합 데이터이다. 주사 화상(702)은, 주사 화상 DB(610)에 기록되어 있는 화상 파일(613)의 집합 데이터이다. 비선택 화상(703)은, 선택 상태 DB(620)에 기록되어 있는 선택 상태(622)가 「비선택」(0)으로 되어 있는 화상 파일의 집합 데이터이다. 선택 화상(704)은, 선택 상태 DB(620)에 기록되어 있는 선택 상태(622)가 「선택」(1)로 되어 있는 화상 파일의 집합 데이터이다. 적산 화상(705)은, 적산 화상 DB(630)에 기록되어 있는 화상 파일(632)의 하나이다.
선택 처리(706)는, 도 2에 있어서의 스텝S4에 해당하며, 프로세서(201)에 의해서 실행된다. 선택 처리(706)는, 환경 정보(701)와 주사 화상(702)을 입력하고, 목적 화상을 생성하기 위하여 필요한 화상인 선택 화상(704)과, 그렇지 않은 화상인 비선택 화상(703)의 2개로 분류하는 처리이다. 여기에서, 목적 화상을 생성하기 위하여 필요한 화상은, 열화 화상이 포함되어 있지 않은 주사 화상(702)을 가리킨다. 실시형태 1에서는, 주어진 데이터 세트를, 문턱값 등의 기준도 없이, 자동적인 분류를 행하기 위해서, 이 선택 처리(706)에는, 비지도의 기계 학습을 적용한다. 예를 들면, 비지도의 기계 학습 중, k 평균법을 적용한다. k 평균법은, 클러스터의 평균을 이용하여, 주어진 클러스터수 k개로 분류할 수 있다. 컴퓨터(20)는, 우선, 2개의 클러스터를 랜덤으로 설정하고, 주사 화상(702) 각각을 유사도가 높은 쪽의 클러스터에 소속시키고, 클러스터마다 무게 중심을 클러스터에 설정한다. 컴퓨터(20)는, 다시, 주사 화상(702) 각각을 유사도가 높은 쪽의 클러스터에 소속시키고, 클러스터마다 무게 중심을 클러스터에 설정한다. 컴퓨터(20)는, 이것을 반복함으로써, 성질이 비슷한 2개의 클러스터에 수속시키고, 2개의 클러스터를 선택 화상(704)과 비선택 화상(703)으로 한다. 유사도나 무게 중심은, 주사 화상 각각으로부터 구한 특징량으로부터 산출할 수 있다.
또한, 복수의 화질 열화 요인이 발생하고 있는 경우에는, k 평균법의 확장 알고리즘을 이용한다. 이 확장 알고리즘은, 정의되어 있는 모든 특징 공간의 분포에 대하여, 클러스터수를 자동 추정하는 방법이다. 이 방법에서는, 얻어진 주사 화상(702)마다, 발생한 화질 열화 요인에 대응하는 특징만으로 분류되고, 분류된 3개 이상의 클러스터 중, 기준 화상을 포함한 클러스터를, 열화 화상이 포함되어 있지 않은 주사 화상(702)으로 한다. 컴퓨터(20)는, 스텝S2를 개시하고 나서 촬상 장치(10)가 안정될 때까지의 시간을 파라미터로서 기억해두고, 안정된 타이밍에 얻은 화상을, 기준 화상으로 한다. 혹은, 유저가 GUI에 의해서 기준 화상을 지정해도 된다.
예를 들면, 일정한 주사 횟수에 달하면, 대전에 의해서 화상 전역이 하얗게 되는 경우가 있다. 또는, 오염에 의해서 화상 전역이 까맣게 되는 경우가 있다. 이들 현상에 의해 1회의 주사에서 얻어지는 화상의 콘트라스트는 저하하고 있다. 그 때문에, 콘트라스트를 특징량으로 한 k 평균법에 의해, 콘트라스트를 유지하고 있는 화상과, 콘트라스트가 저하해 버린 화상으로 분류할 수 있다.
도 8의 (a)의 상측에는, 주사 화상을, 취득한 시간 t1∼t5로 나열하고 있고, 주사 화상의 취득을 끝낸 시간이 시간 t5이다. 하측에는, 나열된 화상으로부터 산출된 콘트라스트를 종축으로 한 그래프를 나타낸다. 주사 화상의 추이를 보면, 시간 t1∼t3에서 흑색이었던 구조물(본 예에서는 문자 A 형상을 갖는 구조물)이, 시간 t4부터 점점 하얗게 되고 있다. 이 그래프에서는, 시간 t4부터 콘트라스트가 저하해가는 추이가 나타나 있고, 콘트라스트를 특징량으로 한 k 평균법에 의해, 클러스터 C1과 클러스터 C2로 나타내는 2개의 클러스터로 분류할 수 있다. 또, 십자는 각 클러스터의 무게 중심을 나타내고, 클러스터에 소속되는 것을 파선으로 둘러싸고 있다. 도시의 예에서는 시간 t1에 취득한 화상을 기준 화상으로 하고 있고, 그 기준 화상을 포함하는 클러스터 C1을, 열화 화상이 포함되어 있지 않은 주사 화상으로 판단할 수 있다. 이와 같이, 실시형태 1에 의하면, 주사 화상을 얻을 때마다 변동하는 콘트라스트에도, 문턱값 등의 설정이 필요 없이 분류할 수 있다.
이 외에도, 주사 완료까지 진동에 의해서 화상이 변형되어 버렸을 경우, 주사 화상 중 변형 없이 구조가 파악된 화상과 각 화상의 상관값을 특징량으로 함으로써, k 평균법에 의해, 변형이 없는 구조에 유사한 화상과 변형되어 버린 화상으로 분류할 수 있다.
도 8의 (b)는, 도 8의 (a)에 있어서의 그래프의 종축을 상관값으로 한 것이다. 시간 t1의 상관값은, 같은 화상의 상관이기 때문에, 최대값으로 된다. 시간 t2와 시간 t4와 시간 t5의 상관값은, 구조물에 변형도 없기 때문에, 동 정도의 값으로 된다. 시간 t3의 구조물만 변형되어 버렸기 때문에, 상관값이 낮아지는 것이 나타나 있고, 상관값을 특징량으로 한 k 평균법에 의해, 클러스터 C3과 클러스터 C4의 2개의 클러스터로 분류할 수 있다. 도시의 예에서는, 시간 t1에 취득한 화상을 기준 화상으로 하고 있고, 그 기준 화상을 포함하는 클러스터 C3을, 열화 화상이 포함되어 있지 않은 주사 화상으로 판단할 수 있다.
상기한 예에서는, 1회의 주사에서 얻어지는 화상에 포함되는 정보로부터 특징량을 구했지만, 환경 정보(701)에 포함되는, 촬영 타이밍(614), 프로브 전류(615), 및 진공도(616) 등을 특징량으로 정의해도 된다. 마찬가지로 1회의 주사에서 얻어지는 화상 및 환경 정보와, 그 다음의 1회의 주사에서 얻어지는 화상 및 환경 정보의 관계성, 예를 들면, 프로브 전류의 미분값 등을, 특징량으로 정의해도 된다.
이와 같이, 프로세서(201)는, 도 7의 선택 처리(706)에, 화질 열화 요인마다 적합한 특징을 정의한 기계 학습을 이용함으로써, 열화 화상이 포함되어 있지 않은 주사 화상(702)만 선택 화상(704)으로 할 수 있다.
도 7의 적산 처리(707)는, 도 2에 있어서의 스텝S6에 해당하며, 프로세서(201)에 의해서 실행된다. 적산 처리(707)는, 선택 화상(704)을 입력하고, 적산 화상(705)을 출력한다. 적산 처리(707)는, 입력으로 되는 화상의 집합 데이터에 관해서, 화소마다의 농담값을 적산하고, 적산 화상(705)의 해당하는 화소의 농담값으로 한다. 이에 의해, 랜덤 노이즈를 억제한 목적 화상인 적산 화상(705)이 얻어진다. 적산 처리(707)는, 이로 한정하지 않으며, 특허문헌 1에 기재된 정규화 적산도 적용 가능하다.
또한, 적산 처리(707)는, 특허문헌 2에 기재된 드리프트 보정 처리로 불리는, 화상의 위치 맞춤을 하면서, 화소마다의 농담값을 적산하는 것을 포함한다. 화질 열화 방지를 도모하는 촬영 기능에 있어서, 드리프트 보정 처리에 의해 잘못된 위치로 위치 맞춤되어 버릴 경우, 하전 입자선 장치(1)는, 도 2의 스텝S5에서, 원인으로 되는 화상의 선택 상태(622)를 변경하고, 적산 처리(707)의 입력으로부터 제외함으로써, 정밀도를 향상할 수 있다.
(실시형태 2)
도 9 및 도 10을 이용해서, 본 발명의 실시형태 2의 하전 입자선 장치에 대하여 설명한다. 실시형태 2에 있어서의 기본적인 구성은 실시형태 1과 마찬가지이며, 이하에서는, 실시형태 2에 있어서의 실시형태 1과는 다른 구성 부분에 대하여 설명한다. 실시형태 2의 하전 입자선 장치는, 종래대로의 관찰 기능과는 별개로, 유저가 현재 관찰하고 있는 시료(110)(도 1)의 관찰 화상에 관해서, 화상 선택 및 화상 적산을 적용한 관찰 기능을 갖는다. 이에 의해, 모니터(표시 장치(21))에 표시되는 관찰 화상에 대하여, 화질 열화 방지를 도모한다.
[관찰 기능에 있어서의 데이터 플로]
도 9는, 실시형태 2의 하전 입자선 장치의 구성으로서, 실시형태 1의 하전 입자선 장치(1)와의 차이인 데이터 플로를 나타낸다. 실시형태 2에서는, 도 9의 환경 정보(701)와, 주사 화상(702)과, 적산 화상(705)은, 리얼타임으로 갱신하는 관찰 기능에 대하여 나타내기 위하여, 집합 데이터가 아닌, 현재(최신)의 값, 혹은, 화상으로 하고 있다. 예를 들면, 환경 정보(701)는, 현재의 취득값을 흑색 테두리로, 과거의 취득값을 회색 테두리로 나타내고 있다. 그리고, 실시형태 2에서는, 전술의 도 7의 적산 화상(705)은, 관찰 화상으로서 리얼타임으로 갱신하기 위하여, 갱신 전의 화상을 데이터베이스에서 장기간 기억해둘 필요는 없다. 또한, 실시형태 2에 있어서의 관찰 기능의 데이터 플로에서는, 유저에 대해서, 관찰 화상의 표시나, 촬상 장치(10)에의 조건의 설정 등을 구하기 위하여, 컴퓨터(20)와, 표시 장치(21)와, 조작 장치(22)의 관련을 추가하고 있다.
도 9의 선택 처리(901)는, 실시형태 1의 선택 처리(701)와 마찬가지의 역할을 가지며, 열화 화상이 포함되어 있지 않은 주사 화상(702)과, 그 이외의 화상으로 분류한다. 동적으로 다양한 시야를 취할 수 있는 관찰 화상에 있어서, 현재의 주사 화상(702)인 1매를 분류하기 위해서는, 과거의 주사 화상(702)과 올바른 선택 상태(622)가 필요해진다. 그래서, 실시형태 2의 하전 입자선 장치는, 후술의 학습 데이터 DB(903)를 미리 학습하고, 과거의 주사 화상(702)에 의거해서 분류하는 지도의 기계 학습을, 선택 처리(901)에 적용한다. 예를 들면, 지도의 기계 학습 중, 컨볼루션 뉴럴 네트워크(CNN)를 이용하는 방식을 적용한다. 이 방식은, CNN을 이용해서, 화상 등의 데이터로부터 특징을 알아내어, 지도에 따른 분류를 행한다. 이 경우, 선택 처리(901)는, 현재의 주사 화상(702)인 1매의 농담값을 입력하고, 선택 화상(704) 및 비선택 화상(703)에 대응하는 각 유닛으로부터 출력이 얻어진다. CNN의 학습에서는, 과거의 주사 화상(702)인 1매의 농담값을 순번대로 입력하고, 얻어지는 유닛으로부터의 출력과, 올바른 선택 상태(622)에 대응하는 유닛으로부터의 출력의 오차에 의거해서, 웨이트(weight)를 갱신한다. CNN의 학습은, 이것을 반복함으로써, 화상으로부터 특징을 알아내어, 선택 화상(704)과 비선택 화상(703)의 분류가 가능해진다. 또, 비선택 화상(703)에 대응하는 유닛은, 화상 열화 요인마다 존재해도 된다.
도 9의 적산 처리(902)는, 실시형태 1의 선택 처리(701)와 마찬가지의 역할을 가지며, 선택 화상(704)으로부터, 랜덤 노이즈를 억제한 적산 화상(705)을 얻는다. 동적으로 다양한 시야를 취할 수 있는 관찰 화상에 있어서, 시야가 다른 화상의 집합 데이터로 되었을 경우에, 실시형태 1과 마찬가지의 처리를 해버리면, 응답성을 손상시켜 버린다. 그래서, 일반적으로 리커시브 필터로 불리는, 형광체의 잔광 특성을 모의한 필터를 적용한다. 이것은, 화소의 농담값을 적산할 때에, 새로운 화상일수록 그 비중이 커지도록, 비중을 바꿔서 적산하는 방법이다. 이에 의해, 응답성을 손상시키지 않고, 랜덤 노이즈를 억제한 적산 화상(705)이 얻어진다.
학습 데이터 DB(903)는, 선택 상태 DB(620)와 마찬가지의 형식의 데이터를 갖는 DB이다. 학습 데이터 DB(903)는, 후술의 오류 정정(904)에 의해서, 올바른 선택 상태(622)와 과거의 주사 화상(702)을 링크하고 있다. 정밀도 향상을 위하여, 학습 데이터 DB(903)는, 촬상 장치(10)에서 관찰하고 있는 시료(110), 편향 코일(103) 등으로 결정되는 광학 조건, 및 검출기(105)의 종류 등으로 분할해도 된다. 이 경우, 선택 처리(901)에는, 분할된 학습 데이터 DB(903) 중, 일치하는 조건에서 학습한 기계 학습을 이용한다.
오류 정정(904)은, 실시형태 2의 화질 열화 방지를 도모하는 관찰 기능의 사용 후, 정지한 상태에서 실행된다. 오류 정정(904)의 처리는, 유저에 의한 오류의 정정의 조작에 의거해서 실행된다. 하전 입자선 장치는, 이 관찰 기능의 사용 중에 추가된 선택 상태 DB(620)의 비선택 화상(703)과, 선택 화상(704)을 입력으로 하고, 조작 장치(22) 등으로부터의 유저 입력에 의해서, 오류가 있는 선택 상태(622)를 정정하고, 학습 데이터 DB(903)에 추가한다. 오류 정정(904)을 행한 후에, 실시형태 2의 관찰 기능을 다시 기동할 때마다, 학습 데이터 DB(903)가 축적되어, 정밀도와 범용성이 높아지는 것을, 기대할 수 있다.
또한, 이 관찰 기능의 사용 중에 추가된 선택 상태 DB(620)의 비선택 화상(703)과, 선택 화상(704)을 입력으로 함으로써, 학습 데이터 DB(903)의 작성의 작업은, 오류가 있는 선택 상태(622)의 정정만으로 된다. 즉, 실시형태 2에 의하면, 적산 처리(902)의 정밀도에 의존하지만, 학습 데이터 DB(903)의 작성의 작업을 줄이는 것을 기대할 수 있다.
[관찰 기능에 있어서의 GUI]
도 10은, 실시형태 2의 하전 입자선 장치에 있어서의 도 9의 오류 정정(904)에 대하여, 유저 인터페이스로서 표시 장치(21)에 표시되는 화면의 일례를 나타낸다. 도 10의 「오류의 정정」의 화면은, 선택 화상란(1001), 비선택 화상란(1002), 화상 표시부(1003), 정정부(1004), 번호 표시부(1005), 갱신 버튼(1006), 캔슬 버튼(1007)을 갖는다.
선택 화상란(1001)은, 입력인 선택 화상(704)(도 9)을 열거해서 표시하는 란이다. 비선택 화상란(1002)은, 입력인 비선택 화상(703)(도 9)을 열거해서 표시하는 란이다. 화상 표시부(1003)는, 비선택 화상(703) 또는 선택 화상(704)인 각 화상을 표시하는 영역이다.
정정부(1004)는, 화상의 선택 상태의 오류에 대해서 유저에 의한 정정의 입력이 가능한 부분이다. 예를 들면, 정정부(1004)에 있어서의 엑스 표시(x)는, 선택 상태가 잘못되어 있기 때문에 정정하는 것을 나타내고, 무표시는, 선택 상태를 정정하지 않는 것을 나타낸다. 유저가 정정부(1004)를 압하함으로써, 엑스 표시와 무표시가 반전한다. 도시의 예에서는, #5와 #6의 화상은, 정정부(1004)가 엑스 표시의 상태이며, 정정하는 것을 나타낸다. 번호 표시부(1005)는, 그 화상을 취득한 순번을 나타낸다.
갱신 버튼(1006)은, 도 9의 학습 데이터 DB(903)를 새로운 데이터로 갱신할 수 있는 버튼이다. 유저가 갱신 버튼(1006)을 압하하면, 하전 입자선 장치는, 선택 상태 DB(620)로부터 학습 데이터 DB(903)에 추가되어 있지 않은 분의 데이터를 복제하고, 정정부(1004)에의 입력의 상태에 따라서, 선택 상태(622)를 정정한다. 하전 입자선 장치는, 작성한 데이터를 학습 데이터 DB(903)에 추가하고, 도 10의 화면을 닫는다. 하전 입자선 장치는, 학습 데이터 DB(903)를 갱신할 때에는, 촬상 장치(10)에서 관찰하고 있는 시료(110), 편향 코일(103) 등으로 결정되는 광학 조건, 및 검출기(105)의 종류 등으로 분할하기 위하여, 카테고리를 설정하는 화면을 표시하고, 유저에게 입력을 촉구해도 된다. 캔슬 버튼(1007)은, 갱신을 캔슬할 수 있는 버튼이다. 유저가 캔슬 버튼(1007)을 압하하면, 하전 입자선 장치는, 학습 데이터 DB(903)를 갱신하지 않고, 도 10의 화면을 닫는다.
[화질 열화 방지를 도모하는 관찰 기능]
실시형태 2의 하전 입자선 장치에 대하여, 예를 들면 중량물의 운반에 의한 바닥 진동이, 촬상 장치(10)에 전달되었다고 가정한다. 이 경우, 시료 상을 주사하는 프로브의 위치가 어긋나고, 현재의 주사 화상(702)(도 9)인 1매의 화상에는, 변형이 발생한다. 여기에서, 종래대로의 관찰 기능의 경우에는, 리커시브 필터가 적용된 적산 처리(902)(도 9)에 의해, 현재의 주사 화상(702)인 1매의 화상의 비중을 크게 해서 적산하므로, 모니터(표시 장치(21))에는, 미세 구조의 윤곽이 이중인 관찰 화상이 표시된다.
한편, 실시형태 2에 있어서의 상기 화상 선택 및 화상 적산을 적용한 관찰 기능의 경우에는, 학습 데이터 DB(903)를 미리 학습하고, 과거의 주사 화상(702)(도 9)에 의거해서, 현재의 주사 화상(702)인 1매의 화상을, 열화 화상으로 분류할 수 있다. 이에 의해, 현재의 주사 화상(702)인 1매의 화상은, 적산 처리(902)의 대상 외로 되기 때문에, 모니터(표시 장치(21))에는, 미세 구조의 윤곽이 이중이 아닌 관찰 화상이 표시된다.
조작자인 유저는, 미세 구조의 윤곽이 이중이 아닌 관찰 화상을 표시하고 싶을 경우, 종래대로의 관찰 기능으로부터, 실시형태 2의 화상 선택 및 화상 적산을 적용한 관찰 기능으로, 전환 조작(905)(도 9)을 행한다.
선택 처리(901)에 의해, 선택 상태(622)가 비선택으로밖에 되지 않을 경우, 모니터(표시 장치(21))의 관찰 화상이 갱신되지 않게 되므로, 유저는, 화상 선택 및 화상 적산을 적용한 관찰 기능으로부터, 종래대로의 관찰 기능으로, 전환 조작(905)을 행한다. 혹은, 일정한 기간을 초과해서, 선택 상태(622)가 비선택으로밖에 되지 않을 경우, 프로세서(201)는, 화상 선택 및 화상 적산을 적용한 관찰 기능으로부터, 종래대로의 관찰 기능으로, 자동적으로 전환을 행해도 된다.
1 : 하전 입자선 장치
10 : 촬상 장치
20 : 컴퓨터
201 : 프로세서
202 : 메모리
21 : 표시 장치
22 : 조작 장치
10 : 촬상 장치
20 : 컴퓨터
201 : 프로세서
202 : 메모리
21 : 표시 장치
22 : 조작 장치
Claims (12)
- 하전 입자선을 시료에 조사하고, 상기 시료의 정보를 화상화하는 촬상 장치와,
상기 촬상 장치를 이용해서 같은 영역을 복수회 주사함에 의해 얻어지는 각 화상을 기억하는 메모리, 및 화상 처리를 실행하는 프로세서를 구비한 컴퓨터
를 구비하고,
상기 컴퓨터는,
상기 같은 영역을 복수회 주사함에 의해 얻어지는 각 화상에 대하여, 열화(劣化) 화상을 포함하는 제1 화상과, 열화 화상을 포함하지 않는 제2 화상으로 분류하고,
상기 열화 화상을 포함하지 않는 상기 제2 화상을 화상 적산하고,
상기 화상 적산에 의해서 얻어진 제3 화상을 목적 화상으로서 보존하는,
하전 입자선 장치. - 제1항에 있어서,
상기 컴퓨터는,
화질 열화 요인마다 특징에 의거한 비지도의 기계 학습을 이용해서, 상기 제1 화상과, 상기 제2 화상으로 분류하는,
하전 입자선 장치. - 제1항에 있어서,
유저의 입력을 접수하는 조작 장치, 및 그래피컬·유저·인터페이스를 표시하는 표시 장치를 구비하고,
상기 컴퓨터는,
상기 목적 화상을 얻기 위한 상기 유저의 조작에 관한 정보를 상기 표시 장치의 화면에 표시하고,
상기 화면에 대한 상기 유저의 조작에 의거해서, 상기 제1 화상과, 상기 제2 화상으로 분류하는,
하전 입자선 장치. - 제3항에 있어서,
상기 컴퓨터는, 상기 화면에, 상기 각 화상과 상기 각 화상의 분류에 관한 선택 상태를 일람(一覽) 표시하는,
하전 입자선 장치. - 제3항에 있어서,
상기 컴퓨터는, 상기 화면에, 상기 각 화상 및 상기 선택 상태를, 환경 정보의 그래프와 관련지어서 표시하는,
하전 입자선 장치. - 제3항에 있어서,
상기 컴퓨터는, 상기 표시 장치의 화면에, 상기 제3 화상을 표시하고,
상기 화면에 대한 상기 유저의 조작에 의거해서, 상기 유저에게 상기 제3 화상을 평가시키고, 상기 목적 화상으로서 보존하는,
하전 입자선 장치. - 제6항에 있어서,
상기 컴퓨터는, 상기 제3 화상의 화상 평가 지표값을 산출하고, 상기 화상 평가 지표값을 상기 화면에 상기 제3 화상과 관련지어서 표시하는,
하전 입자선 장치. - 제6항에 있어서,
상기 컴퓨터는, 상기 화면에, 상기 화상 적산에 의해서 얻은, 비교 대상으로 되는 복수의 적산 화상을 나열해서 표시하고, 상기 화면에 대한 상기 유저의 조작에 의거해서, 상기 복수의 적산 화상을 비교해서 평가시키고, 상기 유저가 상기 복수의 적산 화상에서 선택한 상기 제3 화상을 상기 목적 화상으로서 보존하는,
하전 입자선 장치. - 제1항에 있어서,
데이터베이스를 구비하고,
상기 데이터베이스는, 상기 각 화상과, 상기 각 화상에 수반하여 상기 촬상 장치로부터 얻어지는 정보와, 상기 각 화상의 분류에 관한 선택 상태와, 상기 제3 화상을 포함하는 데이터가 저장되어 있는,
하전 입자선 장치. - 제3항에 있어서,
상기 컴퓨터는,
과거에 얻은 상기 제1 화상과, 상기 제2 화상을 입력으로 한 지도의 기계 학습을 이용해서, 현재의 주사 화상인 상기 각 화상에, 상기 열화 화상을 포함하는지 판정하고,
상기 열화 화상을 포함하지 않는다고 판정한 상기 제2 화상을 상기 화상 적산하고,
상기 화상 적산에 의해서 얻은 상기 제3 화상을, 상기 표시 장치의 화면에 표시하는,
하전 입자선 장치. - 제10항에 있어서,
상기 컴퓨터는,
상기 지도의 기계 학습에 관한 오류 정정을 행하기 위한 정보를 상기 표시 장치의 화면에 표시하고,
상기 화면에 대한 상기 유저의 조작에 의거해서, 또는, 상기 기계 학습의 모델에 의한 판단에 의거해서, 상기 과거에 얻은 상기 제1 화상과, 상기 제2 화상을 입력으로 한 상기 지도의 기계 학습을 행하게 하는,
하전 입자선 장치. - 제1항에 있어서,
상기 컴퓨터는, 상기 유저의 조작에 관계없이, 상기 같은 영역을 복수회 주사함에 의해 얻어지는 각 화상에 대하여, 모두 선택해서 상기 화상 적산을 해서 생성한 적산 화상과, 상기 각 화상을 선택이나 비선택으로 하는 각 패턴에 따라서 상기 화상 적산을 해서 생성한 각 적산 화상을 비교해서 화질을 평가하고, 상기 평가에 의거해서, 이들 복수의 적산 화상에서 선택한 적산 화상을, 상기 목적 화상으로서 보존하는,
하전 입자선 장치.
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Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2000294185A (ja) * | 1999-04-05 | 2000-10-20 | Canon Inc | 分析装置および透過電子顕微鏡 |
| JP2001256480A (ja) * | 2000-03-09 | 2001-09-21 | Hitachi Ltd | 画像自動分類方法及び装置 |
| WO2003044821A1 (fr) * | 2001-11-21 | 2003-05-30 | Hitachi High-Technologies Corporation | Procede d'imagerie d'echantillon et systeme de faisceau de particules chargees |
| WO2017090204A1 (ja) | 2015-11-27 | 2017-06-01 | 株式会社日立ハイテクノロジーズ | 荷電粒子線装置及び荷電粒子線装置における画像処理方法 |
| JP2019008599A (ja) * | 2017-06-26 | 2019-01-17 | 株式会社 Ｎｇｒ | 順伝播型ニューラルネットワークを用いた画像ノイズ低減方法 |
Family Cites Families (15)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6538249B1 (en) * | 1999-07-09 | 2003-03-25 | Hitachi, Ltd. | Image-formation apparatus using charged particle beams under various focus conditions |
| JP4301385B2 (ja) * | 2000-06-30 | 2009-07-22 | 株式会社ホロン | 画像処理装置および記録媒体 |
| JP4065847B2 (ja) | 2001-11-21 | 2008-03-26 | 株式会社日立ハイテクノロジーズ | 試料像形成方法及び荷電粒子線装置 |
| JP4383950B2 (ja) * | 2004-04-23 | 2009-12-16 | 株式会社日立ハイテクノロジーズ | 荷電粒子線調整方法、及び荷電粒子線装置 |
| JP4315971B2 (ja) | 2006-11-09 | 2009-08-19 | 三洋電機株式会社 | 撮像装置 |
| US20090112644A1 (en) | 2007-10-24 | 2009-04-30 | Isom Pamela K | System and Method For Implementing a Service Oriented Architecture in an Enterprise |
| US8126197B2 (en) * | 2007-11-29 | 2012-02-28 | Certifi-Media Inc. | Method for image quality assessment using quality vectors |
| JP5164754B2 (ja) * | 2008-09-08 | 2013-03-21 | 株式会社日立ハイテクノロジーズ | 走査型荷電粒子顕微鏡装置及び走査型荷電粒子顕微鏡装置で取得した画像の処理方法 |
| JP5948074B2 (ja) * | 2012-02-13 | 2016-07-06 | 株式会社日立ハイテクノロジーズ | 画像形成装置及び寸法測定装置 |
| JP2014207110A (ja) * | 2013-04-12 | 2014-10-30 | 株式会社日立ハイテクノロジーズ | 観察装置および観察方法 |
| JP2015094973A (ja) | 2013-11-08 | 2015-05-18 | 株式会社リコー | 画像処理装置、画像処理方法、画像処理プログラム、及び記録媒体 |
| JP2016178037A (ja) * | 2015-03-20 | 2016-10-06 | 株式会社日立ハイテクノロジーズ | 荷電粒子ビーム装置及び荷電粒子ビーム装置を用いた画像の生成方法並びに画像処理装置 |
| US10169873B2 (en) * | 2017-03-23 | 2019-01-01 | International Business Machines Corporation | Weakly supervised probabilistic atlas generation through multi-atlas label fusion |
| US10169852B1 (en) * | 2018-07-03 | 2019-01-01 | Nanotronics Imaging, Inc. | Systems, devices, and methods for providing feedback on and improving the accuracy of super-resolution imaging |
| CN112602020A (zh) * | 2018-08-15 | 2021-04-02 | Asml荷兰有限公司 | 利用机器学习从原始图像自动选择高品质平均扫描电镜图像 |
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Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2000294185A (ja) * | 1999-04-05 | 2000-10-20 | Canon Inc | 分析装置および透過電子顕微鏡 |
| JP2001256480A (ja) * | 2000-03-09 | 2001-09-21 | Hitachi Ltd | 画像自動分類方法及び装置 |
| WO2003044821A1 (fr) * | 2001-11-21 | 2003-05-30 | Hitachi High-Technologies Corporation | Procede d'imagerie d'echantillon et systeme de faisceau de particules chargees |
| WO2017090204A1 (ja) | 2015-11-27 | 2017-06-01 | 株式会社日立ハイテクノロジーズ | 荷電粒子線装置及び荷電粒子線装置における画像処理方法 |
| JP2019008599A (ja) * | 2017-06-26 | 2019-01-17 | 株式会社 Ｎｇｒ | 順伝播型ニューラルネットワークを用いた画像ノイズ低減方法 |
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