JP2005183085A - 収差自動補正方法及び装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 試料をビームで走査して得られた画像データを記憶するメモリ35と、該メモリ35に記憶されている画像データを読み出して四辺ぼかし処理を行なう四辺ぼかし器24と、四辺ぼかし器24により四辺ぼかし処理を行なった画像データからプローブ形状を抽出するプローブ形状抽出手段25と、抽出されたプローブ形状からラインプロファイルを抽出するラインプロファイル抽出器28と、抽出されたラインプロファイルに対して特徴量抽出、収差算出、収差補正判断、フィードバック量設定を行なう補正量算出手段40と、該補正量算出手段40で得られたフィードバック量に基づき、収差補正器を補正する補正手段33と、を具備して構成される。
【選択図】 図1
Description
(2) 試料を荷電粒子ビームで走査して得られた画像データを記憶するメモリと、該メモリに記憶されている画像データを読み出して四辺ぼかし処理を行なう四辺ぼかし器と、該四辺ぼかし器により四辺ぼかし処理を行なった画像データからプローブ形状を抽出するプローブ形状抽出器と、抽出されたプローブ形状からラインプロファイルを抽出するラインプロファイル抽出器と、抽出されたラインプロファイルに対して特徴量抽出、収差算出、収差補正判断、フィードバック量設定を行なう補正量算出手段と、該補正量算出手段で得られたフィードバック量に基づき、収差補正器を補正する補正手段と、を具備することを特徴とする。
(3)請求項3記載の発明は、前記四辺ぼかし器により画像の四辺をぼかす量を自動調節して、プローブ形状に含まれるバックグラウンドノイズを除去することを特徴とする。
(2)請求項2記載の発明によれば、試料をビーム走査して得られた画像データに対して四辺ぼかし処理を行なうことで、得られた画像の周辺に生じているアーチファクトを除去できるので、プローブ形状を正確に求めることができ、このプローブ形状を基に補正量算出手段で補正量を算出するので、補正量を正確に算出することができ、オペレータが複雑な手順を意識することなく、簡単に自動補正することができる収差自動補正装置を提供することができる。
(3)請求項3記載の発明によれば、四辺ぼかし器により画像の四辺をぼかす量を自動調節して、プローブ形状に含まれるバックグラウンドノイズを除去することにより、プローブ形状に含まれるバックグラウンドノイズの平均的な大きさを最小にすることができる。
(a)四辺ぼかし器
画像のピクセルの値を、四辺に近いピクセルほど一定の値に近づけるようなフィルタをかけることによって四辺をぼかすものである。例えば、横mピクセル×縦nピクセルの2次元画像aij(i=0,1,…m−1;j=0,1,…n−1)の四辺をσedgeピクセル程度ぼかす場合、
1.
2.(2)式において、
3.(2)式において、
4.(2)式において、σx=σyとする。
5.(2)式において、ν=1とする。
6.(2)式において、ν→∞とする。即ち、
8.
9.(4)式において、
10.(4)式において
11.(4)式において、σx=σyとする。
12.(4)式において、σx:σy=m:nとする。
13.(4)式において、ν=1とする。
14.(4)式において、ν→∞とする。即ち、
(b)プローブ形状抽出器
アンダーフォーカスの場合を例にとって説明する。アンダーフォーカスの時の画像のフーリエ変換を、ジャストフォーカスの時の画像のフーリエ変換で除算し、ジャストフォーカスの時のプローブ形状の逆フーリエ変換を乗算して、フーリエ変換することによってアンダーフォーカスの時のプローブ形状が求まる。具体的には、アンダーフォーカス時のプローブ形状を抽出する時には、ジャストフォーカス時の画像とアンダーフォーカス時の画像を使用してプローブを抽出する。但し、ジャストフォーカスの時のプローブ形状は、アンダーフォーカスの時のプローブ形状に比べて十分小さいので、その形状の詳細が分かっている必要はない。具体的には、分解能を目安として実験的に決められた幅のガウス分布等で十分である。オーバーフォーカスの時のプローブ形状も同様にして求める。
(c)S/N調整器
(a)における四辺をぼかす量として複数通り試行しておき、それぞれに対して(b)のようにプローブ形状を求め、プローブ形状に含まれるバックグラウンドノイズの平均的な大きいεを求める。εが最小になるようなプローブ形状を採用する。εとしては、例えば最大値のα倍以下のピクセルの平均二乗根を用いる。ここで、αとは実験的に求められるパラメータである。
(d)ノイズ除去器
(c)で求められたプローブ形状に含まれるバックグラウンドノイズを除去するものである。その方法としては、例えば以下に示すようにする。
(e)ラインプロファイル抽出器
(d)でノイズを除去されたアンダーフォーカス、オーバーフォーカスの時のプローブ形状を横mピクセル、縦nピクセルの2次元画像で表してpu,ij,po,ij(i=0,1,…,m−1;j=0,1,…,n−1)とおく。pu,ijの重心
fu,kl(k=0,1,…,N−1;l=0±1,±2,…)とおく。ただし、l=0が重心の位置に対応する。ここで、fu,klの“u”はアンダーフォーカスを、“k”は方向を、“l”は位置をそれぞれ示している。そして、オーバープロファイルの場合についても、po,ijのラインプロファイルも同様にとってfo,klとおく。
(f)ラインプロファイル特徴量抽出器
(e)で求まったラインプロファイルfu,klから次の量を求める。
(g)収差算出器
(f)で求まったラインプロファイルの特徴量μ,σ,ρから次の各収差を表わすパラメータC0〜C11を求め、各収差を表わす目安として使用する。
(h)収差補正判断器
収差補正判断器31は、補正すべき収差がまだ残っているかどうかを判断する。例えば、
(i)フィードバック量設定器
収差算出器30からの出力C0〜C11のうち、収差補正判断器31で指定された収差を補正するために収差補正器22に加えるべき場を求める。例として、図6に示すように、4段の電極(又は磁極)を備えた収差補正器で2段目にx方向のラインイメージ、3段目にy方向のラインイメージが作られている場合を考える。
1.得られた画像信号から四辺ぼかし器を用いて四辺をぼかしているので、アーチファクトを除去することができ、この結果、抽出されるプローブ形状が好ましい形状になり、結果的に優れた補正演算を行なうことができる。
2.収差補正の手順を自動化したので、手動での収差補正の方法を知らない一般のオペレータでも高分解能の像が得られる。
3.(11)式〜(22)式に示されるように、収差をμ,σ,ρのフーリエ成分として表したので、2つ以上の収差が同時にある場合でも、それらを独立に定量化できる。
4.複数の収差を同時に補正できるので、高速に自動補正できる。
5.定量化された収差から、大きいものだけを選択的に補正できるため、システムのハンチングが生じにくい。
6.フィードバックゲイン行列が対角行列になるような場を用いたので、各々の収差を独立に制御することが容易になる。
22 収差補正器
23 検出器
24 四辺ぼかし器
25 プローブ形状抽出器
26 S/N調整器
27 ノイズ除去器
28 ラインプロファイル抽出器
29 ラインプロファイル特徴量抽出器
30 収差算出器
31 収差補正判断器
32 フィードバック量設定器
33 収差補正器用電源
35 メモリ
Claims (3)
- 試料を荷電粒子ビームで走査して得られた画像データを一旦メモリに記憶し(ステップ1)、
該メモリに記憶されている画像データを読み出して四辺ぼかし処理を行ない(ステップ2)、
四辺ぼかし処理を行なった画像データからプローブ形状を抽出し(ステップ3)、
抽出されたプローブ形状からラインプロファイルを抽出し(ステップ4)、
得られたラインプロファイルに対して特徴量抽出、収差算出、収差補正判断、フィードバック量設定を行ない(ステップ5)、
得られたフィードバック量に基づき、収差補正器を補正する(ステップ6)、
ことを特徴とする収差自動補正方法。 - 試料を荷電粒子ビームで走査して得られた画像データを記憶するメモリと、
該メモリに記憶されている画像データを読み出して四辺ぼかし処理を行なう四辺ぼかし器と、
該四辺ぼかし器により四辺ぼかし処理を行なった画像データからプローブ形状を抽出するプローブ形状抽出器と、
抽出されたプローブ形状からラインプロファイルを抽出するラインプロファイル抽出器と、
抽出されたラインプロファイルに対して特徴量抽出、収差算出、収差補正判断、フィードバック量設定を行なう補正量算出手段と、
該補正量算出手段で得られたフィードバック量に基づき、収差補正器を補正する補正手段と、
を具備することを特徴とする収差自動補正装置。 - 前記四辺ぼかし器により画像の四辺をぼかす量を自動調節して、プローブ形状に含まれるバックグラウンドノイズを除去することを特徴とする請求項2記載の収差自動補正装置。
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