JP4711263B2 - 画像データ処理方法、画像データ処理装置、画像表示方法、画像表示装置、及び、荷電粒子ビーム装置 - Google Patents

Description

本発明は、画像データ処理方法、画像データ処理装置、画像表示方法、画像表示装置、粒子ビーム装置に係り、特にｎ×ｎ直交マトリクスに配置され、輪郭が正方形をなす原画像から、原画像の輪郭に内接し原画像に対して４５度傾斜させた正方形の領域に配置された画素を取り出して再配置し、前記原画像に対して４５度回転され、ｎ×ｎ直交マトリクスに伸張された回転伸張画像を得る画像データ処理方法、画像データ処理装置、画像表示方法、画像表示装置、及び、荷電粒子ビーム装置に関する。

従来、走査型電子顕微鏡等の荷電粒子ビーム装置１０は、図１２に示すように、鏡筒２０及び試料室３０を備えてなる。鏡筒２０内には、電子線を発生する電子線源２１、電子線源２１からの電子線を所定の方向に偏向する偏向器２２，２２、図示しない収束レンズ、及び反射電子線、二次電子線、荷電粒子を検出する検出器２３を備える。また、試料室３０には、試料台が配置され試料３１が載置されている。

このような荷電粒子ビーム装置１０において、試料室３０に配置される試料３１がシリコンウエハの場合には、観察位置の特定が容易なように、このシリコンウエハに設けられた切欠３１ａ等を荷電粒子ビーム装置１０の試料室３０の基準位置に合わせ、試料が荷電粒子ビーム装置１０に対して定めた方向に向くようにして配置される。そして、電子線の走査は、図１１及び図１２に示すように、上記荷電粒子ビーム装置１０の基準位置に対して平行な四角形の領域３３を選定して、この領域に平行に行われる。

ところで、試料３１のパターン３２も集積回路など幾何学的な形状をなしたものでは前記試料の切欠などを基準として作成されることから、試料のパターン３２と電子線の走査方向とが同一又は垂直になることが多い。

このような荷電粒子ビーム装置１０で得られる電子線像は、試料を電子線で走査することで得られた二次電子等を検出器で検出し、検出した二次電子線の数などの数値を明度とした像である。そのため、走査方向に対して平行な直線を持つパターン３２ａと、垂直なパターン３２ｂとでは、走査方向に対するパターンの配置方向によって、二次電子線の発生量に差がでてしまい、図１４に示すように像７１に明度の差が生じてしまう。同図に示した例では、試料３１のパターン３２ａに対応する像７１ａは暗く（細く表示されている）、パターン３２ｂに対応する像７１ｂは明るく（太く表示されている）なる。なお、図中符号７０は、領域３３の輪郭を示している。

このように、得られた像に明度に差があると、計測を目的とした荷電粒子ビーム装置１０では計測誤差が大きいものとなる。そこで、図１５に示すように、電子線の走査方向を上述の方向に対して４５度傾けた四角形の領域３４とし、電子線を同じ４５度傾けた方向に走査することがある。このような場合、電子線源２１は、図１６に示すように、パターン３２の各線を斜めに横切ることとなり、二次電子線の発生量が均等となり、像を均等な明度とすることができる（例えば、特許文献１段落０１３１〜０１３５参照）。

このようにすると、得られる像８１は、図１７（ａ）に示すように、パターンの配置方向にかかわらず均一なものとなる。ここで電子線を走査した領域は荷電粒子ビーム装置１０の基準線に対して４５度傾斜したものであるが、得られる像は電子線の走査方向を考慮していないため、像８１が傾きのない輪郭８０内で４５度傾いたものとして表示されることとなる。

上述のように、このようにして得られた像は、本来のパターン像を４５度に回転した像に相当するため、これを試料３１のパターン３２に対応するようにするためには、得られた像を図１７（Ｂ）に示すように逆方向に４５度回転するように並び替える必要がある。

特許文献２には、このような並べ替え処理が示されている。この例では、画像処理装置に並べ替え用のワークＲＡＭを備え、このワークＲＡＭに画像データを書き換えることにより、上述した並び替を行うようにしている。
特開２００５−２７７３９５号公報 特願平２−１４８３６９号公報

ところで、近年画像解像度が向上している他、撮像すべき領域も広くなってきており、処理すべき画像のデータサイズが増大化している。また、観察画面を動画でリアルタイムに表示することが求められるため、上述した並べ替えに要する時間を電子線が次の走査がなされるまでの間に行うことが必要となってきている。

しかしながら、上述した従来の方法で並び替えるには、大きなサイズのメモリを準備しなければならない他、異なるメモリ間でのデータのやりとりに時間がかかるという問題がある。

そこで、本発明は、新たに大きなサイズのメモリを追加することなく、画像データが格納されたメモリ領域と同一のメモリ領域を用いて次の電子線の走査よりも速く並び替えが終了し、高速な並べ替えができる画像データ処理方法、画像データ処理装置、画像表示方法、画像表示装置、荷電粒子ビーム装置を提供することを目的とする。

請求項１の発明は、ｎ×ｎ直交マトリクスに配置され、輪郭が正方形をなす原画像から、原画像の輪郭に内接し原画像に対して４５度傾斜させた正方形の領域に配置された画素を取り出して再配置し、前記原画像に対して４５度回転され、ｎ×ｎ直交マトリクスに伸張された回転伸張画像を得るに際し、前記原画をなす各画素データが各画素データに対応するアドレスが付されたｎ×ｎのメモリ空間内に配置されてなり、回転伸張画像が前記メモリ空間に再配置される画像データの処理方法であって以下の処理を含むことを特徴とする。
ａ．原画像に内接し、原画像に対して４５度傾斜した正方形の抽出領域に含まれる画素を確定して抽出領域とすると共に、抽出領域以外の領域を画素データ格納可能な空領域とする抽出領域確定処理。
ｂ．前記抽出領域を形成する４辺のうちの所定の１辺に４５度方向に配置される斜行画素データ列を前記メモリ空間の空領域のうちメモリ領域の１辺側の空量域に移動して、移動した画素領域を空領域とすると共に、次の画素データ列として移動された斜行画素データ列に隣接した画素により形成される斜行画素データ列を前記空領域に移動し、この移動を前記抽出領域のすべての画素について行い、前記メモリ空間の１辺側にすべて画素データを隙間なく配置する斜行画素データ移動処理。
ｃ．移動された画素データ列を移動した順と逆順に前記メモリ空間のうち前記画素データがよせられた辺と対向する辺側に斜行画素データ列ごとに１列に配置し、このとき各画素間に空画素を配置し、すべての斜行画素データについてこれらの処理を行う画素データ展開処理。
ｄ．前記展開された画素データのうち空画素について周囲の画素から補完値を演算して格納する空画素補完処理。

請求項２の発明は、ｎ×ｎ直交マトリクスに配置され、輪郭が正方形をなす原画像から、原画像の輪郭に内接し原画像に対して４５度傾斜させた正方形の領域に配置された画素を取り出して再配置し、前記原画像に対して４５度回転され、ｎ×ｎ直交マトリクスに伸張された回転伸張画像を得るに際し、前記原画をなす各画素データが各画素データに対応するアドレスが付されたｎ×ｎのメモリ空間内に配置されてなり、回転伸張画像が前記メモリ空間に再配置される画像データの処理装置であって以下の手段を含むことを特徴とする。
ａ．原画像に内接し、原画像に対して４５度傾斜した正方形の抽出領域に含まれる画素を確定して抽出領域とすると共に、抽出領域以外の領域を画素データ格納可能な空領域とする抽出領域確定手段。
ｂ．前記抽出領域を形成する４辺のうちの所定の１辺に４５度方向に配置される斜行画素データ列を前記メモリ空間の空領域のうちメモリ領域の１辺側の空量域に移動して、移動した画素領域を空領域とすると共に、次の画素データ列として移動された斜行画素データ列に隣接した画素により形成される斜行画素データ列を前記空領域に移動し、この移動を前記抽出領域のすべての画素について行い、前記メモリ空間の１辺側にすべて画素データを隙間なく配置する斜行画素データ移動手段。
ｃ．移動された画素データ列を移動した順と逆順に前記メモリ空間のうち前記画素データがよせられた辺と対向する辺側に斜行画素データ列ごとに１列に配置し、このとき各画素間に空画素を配置し、すべての斜行画素データについてこれらの処理を行う画素データ展開手段。
ｄ．前記展開された画素データのうち空画素について周囲の画素から補完値を演算して格納する空画素補完手段。

請求項３の発明は、ｎ×ｎ直交マトリクスに配置され、輪郭が正方形をなす原画像から、原画像の輪郭に内接し原画像に対して４５度傾斜させた正方形の領域に配置された画素を取り出して再配置し、前記原画像に対して４５度回転され、ｎ×ｎ直交マトリクスに伸張された回転伸張画像を表示するに際し、前記原画をなす各画素データが各画素データに対応するアドレスが付されたｎ×ｎのメモリ空間内に配置されてなり、回転伸張画像が前記メモリ空間に再配置される画像データの処理方法であって以下の処理を含むことを特徴とする。
ａ．原画像に内接し、原画像に対して４５度傾斜した正方形の抽出領域に含まれる画素を確定して抽出領域とすると共に、抽出領域以外の領域を画素データ格納可能な空領域とする抽出領域確定処理。
ｂ．前記抽出領域を形成する４辺のうちの所定の１辺に４５度方向に配置される斜行画素データ列を前記メモリ空間の空領域のうちメモリ領域の１辺側の空量域に移動して、移動した画素領域を空領域とすると共に、次の画素データ列として移動された斜行画素データ列に隣接した画素により形成される斜行画素データ列を前記空領域に移動し、この移動を前記抽出領域のすべての画素について行い、前記メモリ空間の１辺側にすべて画素データを隙間なく配置する斜行画素データ移動処理。
ｃ．移動された画素データ列を移動した順と逆順に前記メモリ空間のうち前記画素データがよせられた辺と対向する辺側に斜行画素データ列ごとに１列に配置し、このとき各画素間に空画素を配置し、すべての斜行画素データについてこれらの処理を行う画素データ展開処理。
ｄ．前記展開された画素データのうち空画素について周囲の画素から補完値を演算して格納する空画素補完処理。

請求項４の発明は、画像データの表示装置において、ｎ×ｎ直交マトリクスに配置され、輪郭が正方形をなす原画像から、原画像の輪郭に内接し原画像に対して４５度傾斜させた正方形の領域に配置された画素を取り出して再配置し、前記原画像に対して４５度回転され、ｎ×ｎ直交マトリクスに伸張された回転伸張画像を表示するに際し、前記原画をなす各画素データが各画素データに対応するアドレスが付されたｎ×ｎのメモリ空間内に配置されてなり、回転伸張画像が前記メモリ空間に再配置される画像データの処理装置であって以下の手段を含むことを特徴とする。
ａ．原画像に内接し、原画像に対して４５度傾斜した正方形の抽出領域に含まれる画素を確定して抽出領域とすると共に、抽出領域以外の領域を画素データ格納可能な空領域とする抽出領域確定手段。
ｂ．前記抽出領域を形成する４辺のうちの所定の１辺に４５度方向に配置される斜行画素データ列を前記メモリ空間の空領域のうちメモリ領域の１辺側の空量域に移動して、移動した画素領域を空領域とすると共に、次の画素データ列として移動された斜行画素データ列に隣接した画素により形成される斜行画素データ列を前記空領域に移動し、この移動を前記抽出領域のすべての画素について行い、前記メモリ空間の１辺側にすべて画素データを隙間なく配置する斜行画素データ移動手段。
ｃ．移動された画素データ列を移動した順と逆順に前記メモリ空間のうち前記画素データがよせられた辺と対向する辺側に斜行画素データ列ごとに１列に配置し、このとき各画素間に空画素を配置し、すべての斜行画素データについてこれらの処理を行う画素データ展開手段。
ｄ．前記展開された画素データのうち空画素について周囲の画素から補完値を演算して格納する空画素補完手段。

請求項５の発明は、電子線源からの電子線を試料の所定範囲を走査して照射する電子光学系と、試料から発生する荷電粒子ビームを受け前記電子線の走査に対応させて試料の画像情報を得る演算処理装置とを備えた荷電粒子ビーム装置において、前記請求項２記載の画像処理装置、又は、請求項４記載の画像表示装置を備えると共に、前記演算処理装置には、前記ｎ×ｎのメモリ空間を備えた画像メモリを備え、前記画像処理装置又は画像表示装置は、画像メモリに格納された画像を原画像として処理を行うことを特徴とする荷電粒子ビーム装置である。

本発明によれば、新たに大きなサイズのメモリを追加することなく、短時間で画像を４５度回転させる並び替えを行うことができる。

以下、本発明に係る荷電粒子ビーム装置の実施の形態について説明する。図１は第１の実施の形態に係る荷電粒子ビーム装置の構造を示す断面図である。

本例に係る荷電粒子ビーム装置１０は、鏡筒２０、試料室３０及び制御手段４０を備えてなる。鏡筒２０内には、電子線を発生する電子線源２１、電子線源２１からの電子線を所定の方向に偏向する２台の偏向器２２，２２、図示しない収束レンズ、及び反射電子線、二次電子線、荷電粒子を検出する検出器２３を備える。また、試料室３０には、試料台が配置され試料３１が載置されている。

制御手段４０は、偏向器２２，２２での電子線の偏向状態を制御する偏向制御装置４４、検出器２３からの信号と偏向制御装置４４からの走査信号とに基づいて画像信号を作成する演算処理装置４１、ＣＲＴやＬＣＤからなり演算処理装置４１からの信号に基づいて観察像を表示する画像表示装置４２を備えている。本例では、演算処理装置４１は、図示しないＣＰＵ、ＲＯＭ，ＲＡＭを備え、予め格納されたプログラムに基づいて、前記基板電流の信号から観察画像を獲得して、画像メモリ４３に格納する。また、偏向制御装置４４は、偏向器２２，２２を制御して、電子線の走査範囲、電子線の走査方向を設定することができるものである。また、演算処理装置４１には、画像メモリ４３が内蔵されており、本例ではこの画像メモリ４３に設定されたｎ×ｎのメモリ空間６０において所定の画像処理を行う。

また、本例では、画像メモリ４３には画像データ処理装置５０が接続されており、画像データ処理装置５０は、この画像メモリ４３以外のメモリを使用することなく、ｎ×ｎ直交マトリクスに配置され、輪郭が正方形をなす原画像から、原画像の輪郭に内接し原画像に対して４５度傾斜させた正方形の領域に配置された画素を取り出して再配置し、前記原画像に対して４５度回転され、ｎ×ｎ直交マトリクスに伸張された回転伸張画像を作成する。

以下本例に係る荷電粒子ビーム装置１０の画像データ処理装置５０について説明する。図２は図１に示した画像処理装置の構成を示すブロック図である。なお、本例では、画像データ処理装置５０は図示しないＣＰＵ、ＲＯＭ，ＲＡＭを備え、予め格納されたプログラムに基づいて以下の処理を実行する。

本例では、画像データ処理装置５０は、抽出領域確定手段５１と斜行画素データ移動手段５２と、画素データ展開手段５３と、空画素補完手段５４とを備えてなる。

抽出領域確定手段５１は、原画像に内接し、原画像に対して４５度傾斜した正方形の抽出領域に含まれる画素を確定して抽出領域とすると共に、抽出領域以外の領域を画素データ格納可能な空領域とする。

斜行画素データ移動手段５２は、前記抽出領域を形成する４辺のうちの所定の１辺に４５度方向に配置される斜行画素データ列を前記メモリ空間の空領域のうちメモリ領域の１辺側の空量域に移動して、移動した画素領域を空領域とすると共に、次の画素データ列として移動された斜行画素データ列に隣接した画素により形成される斜行画素データ列を前記空領域に移動し、この移動を前記抽出領域のすべての画素について行い、前記メモリ空間の１辺側にすべて画素データを隙間なく配置する。

画素データ展開手段５３は、移動された画素データ列を移動した順と逆順に前記メモリ空間のうち前記画素データがよせられた辺と対向する辺側に斜行画素データ列ごとに１列に配置し、このとき各画素間に空画素を配置し、すべての斜行画素データについてこれらの処理を行う。

空画素補完手段５４は、前記展開された画素データのうち空画素について周囲の画素から補完値を演算して格納する。

画像データ処理装置５０はこれらの構成により、画像メモリ４３のメモリ空間６０と画像データを授受し画像処理を実行する。以下画像データ処理装置５０の動作について説明する。

図３は図１に示した画像処理装置の作動を示すフローチャート、図４は図１に示した画像処理装置の作動における画素データの移動状態を示す該略図である。

まず、抽出領域確定手段５１で抽出領域の確定を行う（ＳＴ１）。この処理では、荷電粒子ビーム装置１０において、試料３１の領域所定領域を走査し、図４（ａ）に示すようにｎ×ｎマトリクス状のメモリ空間６０に画像データを展開しこれを原画像とする。次に、図４（ｂ）に示すように、メモリ空間６０において原画像の輪郭に内接し４５度傾斜した正方形の領域を設定し、この抽出領域に含まれる画素を確定して抽出領域６１とする（ＳＴ１）。また、抽出領域６１以外の領域をデータ書き込み可能な空量域とする。

次に斜行画素データ移動手段５２で斜行画素データ列の移動を行う（ＳＴ２）。この処理は、図４（ｃ）に示すように、前記抽出領域６１を形成する４辺のうちの所定の１辺（この例では右下の１辺）に４５度方向に配置される斜行画素データ列７０を前記メモリ空間の空領域のうちメモリ領域６０の空量域下辺側に隙間なく移動するものである。この際原画像に対して抽出領域６１は４５度傾斜しているから、画素は斜め方向に連続することとなり、この斜めに並んだ斜行画素データを順次移動していく。この際、斜行画素データ列７０のうち奇数番（例えば図４（ｃ）中データ列７０−１,７０−３…）の列は、メモリ空間６０の一方側（右側データ列８０ａ側（図４ｅ参照））、偶数番（例えば図４（ｃ）中データ列１０−２…）の列はメモリ空間６０の他方（左側データ列８０ｂ側（図４ｅ参照））に移動して新たにデータ列８０を形成する。図４（ｃ）、（ｄ）に示した例では、斜行データ列７０−１はデータ列８０−１ａ、斜行データ列７０−２はデータ列８０−１ｂを形成する。このとき、メモリ空間６０に配置されている斜行画素データ列７０が順次データ列８０に変換されるとき、斜行画素データ列７０は順次空画素とされていき、順次データ列８０が格納される領域に原画像が残っていることはない。

このような処理をすべての斜行データ列７０に行うと、図４（ｅ）に示すように、メモリ空間６０の下側半分に、データ列８０ａ，８０ｂが形成される。この際、移動した斜行データ列の画素領域を空領域とする。

次に画素データ展開手段５３で画素データの展開を行う（ＳＴ３）。この処理は、図４（ｆ）に示すように、データ列８０ａ，８０ｂのデータを移動した順と逆の順に前記メモリ空間のうち前記画素データがよせられた辺と対向する辺即ち上辺側に斜行画素データ列ごとに１列に配置し、このとき各画素間に空画素を配置するものである。

即ち、１列のデータ列の画素間に空画素を挿入し、メモリ空間６０の上側から１列ずつ配置していくのである。例えば図４（ｆ）に示すように、データ列８０−ｍｂの画素間に空画素データを挿入し、これを新たなデータ列９０ｍとしてメモリ空間６０に配置する。次に、データ列８０−ｍ−１の画素間に空画素データを挿入し、データ９０−ｍ−１として、上記データ列９０−ｍの下ラインに格納する。以下順次、すべての斜行画素データについてこれらの処理を行う。このとき空画素を配置して伸張したデータは、本画像の配置を配慮して空画素が隣り合うデータ列で千鳥状に配置されるようにする必要がある。これにより、図４（ｇ）に示すように、抽出領域６１の画素データは、各画素間に空画素が市松模様状に配置された状態ですべてメモリ空間６０に展開される。

そして、空画素補完手段５４で前記展開された画素データのうち空画素について周囲の画素から補完値を演算して格納する（ＳＴ４）。この処理は、前の処理（ＳＴ３）で市松模様状に配置した空画素に周囲に配置された画素の平均値を算出して入力するものである。空画素としては、周囲にデータを有する画素が４つある場合、３つある場合、２つある場合がある。それぞれの場合において空画素には、４つの画素の平均値、３つの画素の平均値、２つの画素の平均値を書き込むようにする。これにより、図４（ｈ）に示すようにメモリ空間６０に画素列１００が書き込まれることとなる。

この処理をメモリ空間６０が８×８の場合で示すと以下の通りである。この例では、メモリ空間６０には、荷電粒子ビーム装置１０で走査した画像(グラデーション像)が格納されており、この像を元画像とする。この元画像に内接する正方形の領域を４５度並び替え目的画像を得る。

まず、抽出領域を確定する（ＳＴ１）。この例では、図５に示すように、元画像を構成する画素に１から６４と番号をつけることができ、上記傾斜した正方形の領域には、左上左斜め方向に４、１１、１８、２５、左下右斜め方向に３３、４２、５１、６０、右下右斜め方向に６１、５４、４７、４０、右上左斜め方向に３２、２３、１４、５の画素で囲まれた内側の画素が抽出される。このように、ｎを偶数とすると、抽出される画素は偶数となり、第１行では２画素、第２行では４画素、第３行では６画素、第４行では８画素、第５行では６画素、第６行では、４画素、第７行では２画素、第８行では０画素となる。

次に、斜行データを移動する（ＳＴ２）。まず、目的の像の末尾ラインを画像空間の末尾から下に格納していく。図６に示すように、画素５３を６１の画像空間に、画素４６を６２の画像空間に、画素３９を６３の画像空間に、画素３２を６４の画像空間に格納する。

次に画素５２を５７の画像空間に、画素４５を５８の画像空間に、画素３８を５９の画像空間に、画素３１を６０の画像空間に並び替える。

このような移動を順次行い、偶数ライン、奇数ラインの処理を抽出されたすべての斜行データに対し行うと下記図８に示すように、抽出された画素が領域の下方に隙間なく配置されたものが得られる。
本例では、画素４４を５３の画像空間に、画素３７を５４の画像空間に、画素３０を５５の画像空間に、画素２３を５６の画像空間に並び替え（第２の偶数ライン）、画素４３を４９の画像空間に、画素３６を５０の画像空間に、画素２９を５１の画像空間に、画素２２を５２の画像空間に並び替え（第２の奇数ライン）、画素３５を４５の画像空間に、画素２８を４６の画像空間に、画素２１を４７の画像空間に、画素１４を４８の画像空間に並び替え（第３の偶数ライン）、画素３４を４１の画像空間に、画素２７を４２の画像空間に、画素２０を４３の画像空間に、画素１３を４４の画像空間に並び替え（第３の奇数ライン）、画素２６を３７の画像空間に、画素１９を３８の画像空間に、画素１２を３９の画像空間に、画素５を４０の画像空間に並び替え（第４の偶数ライン）、
画素２５を３３の画像空間に、画素１８を３４の画像空間に、画素１１を３５の画像空間に、画素４を３６の画像空間に並び替ている（第４の奇数ライン）。

次に、画素データの展開を行う（ＳＴ３）。本例では、下方に格納したデータから、奇数ライン・偶数ラインそれぞれ間に空画素を挿入しながら画素データを展開する。本例では、奇数ラインと偶数ラインとでは展開の内容を異なるものとしている。これは、抽出した領域は原画像の１／２の面積であるため、抽出した領域の画像を拡大すると共に、隣接するライン間での１／２画素の位相差を補正するためである。

奇数ラインの展開は、次のように行う。図９に示すように、第４の奇数ラインにある画素２５、１８、１１、４を第１行の画像空間に１番目の画素から格納し、１画素ごと空けて奇数番目に順に格納する。

次に、偶数ラインの展開は、次のように行う。図１０に示すように、第４の偶数ラインにある画素２６、１９、１２、５を第２行の画像空間に最初に１画素空けて、偶数番目に順に格納する。
なお、図９、図１０で空画素とした画像空間を、Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ｅ、Ｆ、Ｇ、Ｈ、・・・で示す。

そして、空画素の補完を行う（ＳＴ４）。この処理では、図９及び図１０にＡ、Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ｅ、Ｆ、Ｇ、Ｈ、・・・として示した画像空間に、その点の４方（３方、または２方）の平均値を格納する。像をすべて展開すると図１１に示す像が得られる。

即ち、図１１において、例えば図１０の画素Ａに該当する画像空間には、その画素の３方（下左右の画像空間）に格納された画素２５、１８、２６の平均値（この例では２５，１８，２６の平均値２３を記載してある）を格納し、図１０の画素Ｆに該当する画像空間には、その画素の４方（上下左右）の画像空間に格納された画素１８、２７、２６、１９の平均値（この例１８，２７，２６，１９の平均値２３．５の四捨五入値２４が記入してある）を格納する。この演算を画像空間Ａ、Ｂ、Ｄ、Ｅ、Ｆ、Ｇ、Ｈ、・・・で行い、演算された画素を画像空間に格納し、画素を展開することができる

このように、本例に係る荷電粒子ビーム装置１０によれば、演算処理装置４１に配置した画像メモリ４３内でのデータ移動で４５度に傾けた画像を逆回転して試料の配置方向に沿った画像を高速に並べ替えることができる。なお本例では、最終的に得られた像（図１７（ｂ））は元の像の√２倍の大きさになる。このため、このような処理を行う場合は、変換された像で得られた結果を（１／√２）倍するか、元画像を予め（１／√２）倍とする調整を行う必要がある。

以上説明したように、本例に係る荷電粒子ビーム装置によれば、他のワークメモリを必要とすることなく、１つの画像メモリだけで処理を行うことができる他、処理が高速に実行されるため、オペレータに試料に対して電子線を４５度の角度で走査していることを意識させることなく試料の配置に対応した動画及び静止画を表示し、そのまま調整及び計測が可能となる。

なお、上記例において画素の並び替えは、抽出した画像空間を右下から左上に向かって、画素の並び替えを行ったが、この画素の並び替えはこれに限定されず、抽出した画像空間の右上から左下に向かって画素の並び替えを行ってもよく、任意の画素から並び替えを行ってもよい。

また、斜行画素データ移動における画像データの移動、画素データ展開における画像展開を、水平方向の行ごとに移動、展開を行ったが、これに限定されず、垂直方向の列ごとに移動、展開を行ってもよい。

また、上記実施の形態では、荷電粒子ビーム装置を例として説明したが、これに限定されず、ビデオ画像、テレビジョン画像、携帯電話の表示画面に写し出される画像、パソコン画面に写し出される画像など様々な画像信号を処理する画像データ処理装置、画像表示装置にも適用することができる。

そして、上記例においては、画素データの展開処理（ＳＴ３）と空画素の補完処理（ＳＴ４）は別のステップで行うようにしたが、これらの処理は同じステップで行うことができる。

実施例に係る荷電粒子ビーム装置の構成を示すブロック図である。 図１に示した画像処理装置の構成を示すブロック図である。 図１に示した画像処理装置の作動を示すフローチャートである。 図１に示した画像処理装置の作動における画素データの移動状態を示す該略図である。 図１に示した画像処理装置の抽出領域の確定動作を示す模式図である。 図１に示した画像処理装置の抽出領域の確定動作を示す模式図である。 図１に示した画像処理装置の斜行画素データ列の移動動作を示す模式図である。 図１に示した画像処理装置の斜行画素データ列の移動結果を示す模式図である。 図１に示した画像処理装置の画素データ展開動作を示す模式図である。 図１に示した画像処理装置の画素データ展開動作を示す模式図である。 図１に示した画像処理装置の空画素補完動作の完了状態を示す模式図である。 従来の荷電粒子ビーム装置とその試料の走査範囲を示す模式図である。 図１１に示した試料の走査状態を示す図である。 図１１に示した荷電粒子ビーム装置で得られる画像を示す模式図である。 従来の荷電粒子ビーム装置とその試料の走査範囲を示す模式図である。 図１４に示した試料の走査状態を示す図である。 図１４に示した荷電粒子ビーム装置で得られる画像を示す図であり、（ａ）は得られた画像を示す模式図、（Ｂ）は画素の並べ替え後の画像を示す模式図である。

符号の説明

１０・・・荷電粒子ビーム装置
２０・・・鏡筒
２０・・・画素
２１・・・電子線源
２２・・・偏向器
２３・・・検出器
３０・・・試料室
３１・・・試料
４０・・・制御手段
４１・・・演算処理装置
４２・・・画像表示装置
４３・・・画像メモリ
５０・・・画像データ処理装置
５１・・・抽出領域確定手段
５２・・・斜行画素データ移動手段
５３・・・画素データ展開手段
５４・・・空画素補完手段

Claims (5)

1. ｎ×ｎ直交マトリクスに配置され、輪郭が正方形をなす原画像から、原画像の輪郭に内接し原画像に対して４５度傾斜させた正方形の領域に配置された画素を取り出して再配置し、前記原画像に対して４５度回転され、ｎ×ｎ直交マトリクスに伸張された回転伸張画像を得るに際し、前記原画をなす各画素データが各画素データに対応するアドレスが付されたｎ×ｎのメモリ空間内に配置されてなり、回転伸張画像が前記メモリ空間に再配置される画像データの処理方法であって以下の処理を含むことを特徴とする画像データの処理方法。
   ａ．原画像に内接し、原画像に対して４５度傾斜した正方形の抽出領域に含まれる画素を確定して抽出領域とすると共に、抽出領域以外の領域を画素データ格納可能な空領域とする抽出領域確定処理。
   ｂ．前記抽出領域を形成する４辺のうちの所定の１辺に４５度方向に配置される斜行画素データ列を前記メモリ空間の空領域のうちメモリ領域の１辺側の空量域に移動して、移動した画素領域を空領域とすると共に、次の画素データ列として移動された斜行画素データ列に隣接した画素により形成される斜行画素データ列を前記空領域に移動し、この移動を前記抽出領域のすべての画素について行い、前記メモリ空間の１辺側にすべて画素データを隙間なく配置する斜行画素データ移動処理。
   ｃ．移動された画素データ列を移動した順と逆順に前記メモリ空間のうち前記画素データがよせられた辺と対向する辺側に斜行画素データ列ごとに１列に配置し、このとき各画素間に空画素を配置し、すべての斜行画素データについてこれらの処理を行う画素データ展開処理。
   ｄ．前記展開された画素データのうち空画素について周囲の画素から補完値を演算して格納する空画素補完処理。
2. ｎ×ｎ直交マトリクスに配置され、輪郭が正方形をなす原画像から、原画像の輪郭に内接し原画像に対して４５度傾斜させた正方形の領域に配置された画素を取り出して再配置し、前記原画像に対して４５度回転され、ｎ×ｎ直交マトリクスに伸張された回転伸張画像を得るに際し、前記原画をなす各画素データが各画素データに対応するアドレスが付されたｎ×ｎのメモリ空間内に配置されてなり、回転伸張画像が前記メモリ空間に再配置される画像データの処理装置であって以下の手段を含むことを特徴とする画像データの処理装置。
   ａ．原画像に内接し、原画像に対して４５度傾斜した正方形の抽出領域に含まれる画素を確定して抽出領域とすると共に、抽出領域以外の領域を画素データ格納可能な空領域とする抽出領域確定手段。
   ｂ．前記抽出領域を形成する４辺のうちの所定の１辺に４５度方向に配置される斜行画素データ列を前記メモリ空間の空領域のうちメモリ領域の１辺側の空量域に移動して、移動した画素領域を空領域とすると共に、次の画素データ列として移動された斜行画素データ列に隣接した画素により形成される斜行画素データ列を前記空領域に移動し、この移動を前記抽出領域のすべての画素について行い、前記メモリ空間の１辺側にすべて画素データを隙間なく配置する斜行画素データ移動手段。
   ｃ．移動された画素データ列を移動した順と逆順に前記メモリ空間のうち前記画素データがよせられた辺と対向する辺側に斜行画素データ列ごとに１列に配置し、このとき各画素間に空画素を配置し、すべての斜行画素データについてこれらの処理を行う画素データ展開手段。
   ｄ．前記展開された画素データのうち空画素について周囲の画素から補完値を演算して格納する空画素補完手段。
3. ｎ×ｎ直交マトリクスに配置され、輪郭が正方形をなす原画像から、原画像の輪郭に内接し原画像に対して４５度傾斜させた正方形の領域に配置された画素を取り出して再配置し、前記原画像に対して４５度回転され、ｎ×ｎ直交マトリクスに伸張された回転伸張画像を表示するに際し、前記原画をなす各画素データが各画素データに対応するアドレスが付されたｎ×ｎのメモリ空間内に配置されてなり、回転伸張画像が前記メモリ空間に再配置される画像データの処理方法であって以下の処理を含むことを特徴とする画像データの表示方法。
   ａ．原画像に内接し、原画像に対して４５度傾斜した正方形の抽出領域に含まれる画素を確定して抽出領域とすると共に、抽出領域以外の領域を画素データ格納可能な空領域とする抽出領域確定処理。
   ｂ．前記抽出領域を形成する４辺のうちの所定の１辺に４５度方向に配置される斜行画素データ列を前記メモリ空間の空領域のうちメモリ領域の１辺側の空量域に移動して、移動した画素領域を空領域とすると共に、次の画素データ列として移動された斜行画素データ列に隣接した画素により形成される斜行画素データ列を前記空領域に移動し、この移動を前記抽出領域のすべての画素について行い、前記メモリ空間の１辺側にすべて画素データを隙間なく配置する斜行画素データ移動処理。
   ｃ．移動された画素データ列を移動した順と逆順に前記メモリ空間のうち前記画素データがよせられた辺と対向する辺側に斜行画素データ列ごとに１列に配置し、このとき各画素間に空画素を配置し、すべての斜行画素データについてこれらの処理を行う画素データ展開処理。
   ｄ．前記展開された画素データのうち空画素について周囲の画素から補完値を演算して格納する空画素補完処理。
4. ｎ×ｎ直交マトリクスに配置され、輪郭が正方形をなす原画像から、原画像の輪郭に内接し原画像に対して４５度傾斜させた正方形の領域に配置された画素を取り出して再配置し、前記原画像に対して４５度回転され、ｎ×ｎ直交マトリクスに伸張された回転伸張画像を表示するに際し、前記原画をなす各画素データが各画素データに対応するアドレスが付されたｎ×ｎのメモリ空間内に配置されてなり、回転伸張画像が前記メモリ空間に再配置される画像データの処理装置であって以下の手段を含むことを特徴とする画像データの表示装置。
   ａ．原画像に内接し、原画像に対して４５度傾斜した正方形の抽出領域に含まれる画素を確定して抽出領域とすると共に、抽出領域以外の領域を画素データ格納可能な空領域とする抽出領域確定手段。
   ｂ．前記抽出領域を形成する４辺のうちの所定の１辺に４５度方向に配置される斜行画素データ列を前記メモリ空間の空領域のうちメモリ領域の１辺側の空量域に移動して、移動した画素領域を空領域とすると共に、次の画素データ列として移動された斜行画素データ列に隣接した画素により形成される斜行画素データ列を前記空領域に移動し、この移動を前記抽出領域のすべての画素について行い、前記メモリ空間の１辺側にすべて画素データを隙間なく配置する斜行画素データ移動手段。
   ｃ．移動された画素データ列を移動した順と逆順に前記メモリ空間のうち前記画素データがよせられた辺と対向する辺側に斜行画素データ列ごとに１列に配置し、このとき各画素間に空画素を配置し、すべての斜行画素データについてこれらの処理を行う画素データ展開手段。
   ｄ．前記展開された画素データのうち空画素について周囲の画素から補完値を演算して格納する空画素補完手段。
5. 電子線源からの電子線を試料の所定範囲を走査して照射する電子光学系と、試料から発生する荷電粒子ビームを受け前記電子線の走査に対応させて試料の画像情報を得る演算処理装置とを備えた荷電粒子ビーム装置において、
   前記請求項２記載の画像処理装置、又は、請求項４記載の画像表示装置を備えると共に、
   前記演算処理装置には、前記ｎ×ｎのメモリ空間を備えた画像メモリを備え、
   前記画像処理装置又は画像表示装置は、画像メモリに格納された画像を原画像として処理を行うことを特徴とする荷電粒子ビーム装置。