TWI919246B

TWI919246B - 電子顯微鏡及處理方法

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Publication number: TWI919246B
Application number: TW113114455A
Authority: TW
Inventors: 央和
Original assignee: 日商日立全球先端科技股份有限公司
Priority date: 2023-06-26
Filing date: 2024-04-18
Publication date: 2026-03-21

Abstract

電子顯微鏡，具備：電子源，輸出電子線；平台，保持試料；電子光學系統鏡筒，調整相對於試料的電子線的照射方向及焦點位置；像差修正裝置，控制電子光學系統鏡筒帶有的像散像差；檢測器，檢測用來生成試料的由電子線而得的觀察圖像的電子線的強度訊號；及控制部。控制部，取得試料的由電子線而得的觀察圖像，針對由電子線而得的觀察圖像的複數個區域的各者進行圖像演算，藉此算出在前述複數個區域的各者的評估對於前述試料的相對性的像的焦點位置的偏離的程度的評估值，基於複數個區域的評估值求出在構成由電子線而得的觀察圖像的區域內的相對於電子線的方向之試料的位置的分布，基於在構成由電子線而得的觀察圖像的區域內的相對於電子線的方向之試料的位置的分布，求出表現試料的形狀的面函數，基於面函數而生成試料的立體形狀的資訊。

Description

電子顯微鏡及處理方法

本發明有關電子顯微鏡。

在運用了穿透電子顯微鏡(TEM；transmission electron microscope)及掃描穿透電子顯微鏡(STEM；scanning transmission electron microscope)等的電子顯微鏡之試料觀察中，必須相對於帶電粒子線的方向適當地調整試料的方向。例如，必須相對於帶電粒子線的方向將試料的表面設為略垂直或略平行。本說明書中，當不特別區分穿透電子顯微鏡及掃描穿透電子顯微鏡的情形下，記載為掃描穿透電子顯微鏡。

例如如圖7A所示，當試料的面相對於箭頭所示帶電粒子線的方向為垂直的面S平行的情形下，會取得如圖7B所示般的鮮明的觀察圖像。如圖7C所示，當試料的面相對於面S傾斜的情形下，會取得如圖7D所示不鮮明的觀察圖像。此一關係是奠基於試料內的構造所具有的界面相對於前述的試料的面垂直。在觀察對象內的構造及界面的方向受到適當地管理之半導體元件等觀察對象中，此一事實在多半情形下會成立。

當為具有單晶區域的試料的情形下，能夠運用對單晶區域照射帶電粒子線而得到的繞射圖案來辨明試料的面的傾斜。此方法無法適用於不具有單晶區域的試料。

作為掌握試料的表面的形狀之技術，已知有專利文獻1記載之技術(例如參照摘要)。 先前技術文獻 專利文獻

專利文獻1：日本特開2022-185757號公報

發明所欲解決之問題　　專利文獻1記載之技術係有關掃描電子顯微鏡之技術，為了掌握試料表面的形狀必須要複數個檢測部。此外，一般的掃描穿透電子顯微鏡的觀察像，如專利文獻1中記載的運用複數個檢測部而取得的資訊般，不會根據相對於試料的檢測器的角度關係而變化，因此難以直接適用專利文獻1記載之技術。

本發明提供一種技術，係生成用來調整相對於帶電粒子線的照射方向的試料的傾斜之資訊。 解決問題之技術手段

若示出本案中揭示的發明的代表性一例則如以下所述。亦即，一種電子顯微鏡，具備：電子源，輸出電子線；平台，保持試料；電子光學系統鏡筒，調整相對於前述試料的前述電子線的照射方向及焦點位置；像差修正裝置，控制前述電子光學系統鏡筒帶有的像散像差；檢測器，檢測用來生成前述試料的由電子線而得的觀察圖像的電子線的強度訊號；及控制部，控制前述電子光學系統鏡筒、前述像差修正裝置、前述平台及前述檢測器；前述控制部，取得前述試料的由電子線而得的觀察圖像，針對前述由電子線而得的觀察圖像的複數個區域的各者，進行圖像演算，藉此算出在前述複數個區域的各者的評估對於前述試料的相對性的像的焦點位置的偏離的程度的評估值，基於前述複數個區域的前述評估值，求出在構成前述由電子線而得的觀察圖像的區域內的相對於前述電子線的方向之前述試料的位置的分布，基於在構成前述由電子線而得的觀察圖像的區域內的相對於前述電子線的方向之前述試料的位置的分布，求出表現前述試料的形狀的面函數，基於前述面函數生成前述試料的立體形狀的資訊。 發明之效果

按照本發明的一個態樣，能夠生成用來調整相對於電子線的照射方向的試料的傾斜之資訊。前述以外的待解問題、構成及效果，將藉由以下實施例之說明而明瞭。

以下，運用圖面說明本發明之實施例。惟，本發明並非被限縮解釋於以下所示實施例之記載內容。所屬技術領域者自當輕易理解在不脫離本發明之思想或要旨之範圍內得變更其具體構成。

以下說明之發明的構成中，對於同一或類似的構成或機能標注同一符號，而省略重複的說明。

本說明書等中的「第1」、「第2」、「第3」等的表記係為了識別構成要素而標注，未必是限定數或順序。

圖面等中示意的各構成的位置、大小、形狀及範圍等，為便於理解發明，有時並不表示實際的位置、大小、形狀及範圍等。是故，本發明中，不限縮於圖面等中揭示的位置、大小、形狀及範圍等。 實施例 1

圖1為示意實施例1之掃描穿透電子顯微鏡(STEM)的構成的一例的圖。另，本發明亦能夠適用於穿透電子顯微鏡(TEM)。

STEM100由電子光學系統鏡筒101及控制系統102所構成。

電子光學系統鏡筒101具有電子源111、電極112、聚光透鏡113、聚光光圈114、軸調整偏向器115、像差修正裝置116、掃描偏向器117、對物透鏡118、平台119、對物光圈120、軸調整偏向器121、限制視野光圈122、成像透鏡123及檢測器124。

控制系統102由控制裝置141及計算機142所構成。控制系統102使用複數個控制電路來控制電子光學系統鏡筒101。更具體而言，控制系統102透過控制電路取得對象元件的值，此外透過控制電路對對象元件輸入值藉此造出任意的電子光學條件。電子光學條件例如為焦點位置、帶電粒子線(探針)的徑的大小及形狀、以及像差等。焦點位置能夠藉由調整對物透鏡118的電流而控制。像散像差能夠藉由調整像差修正裝置116的電流而控制。

控制系統102從藉由檢測器124檢測到的訊號而生成圖像。本實施例之控制系統102，係分析圖像，算出相對於帶電粒子線的方向垂直的面的試料的傾斜。又，本實施例之控制系統102，進行電子光學系統鏡筒101的控制，以用來減小相對於前述的面的試料的傾斜。

圖2為說明實施例1之控制系統102所執行的修正處理的一例的流程圖。圖3A及圖3B為說明實施例1之觀察圖像的一例的圖。

控制系統102，調整和電子光學條件相對應的調整參數，取得帶電粒子線的焦點位置相異的複數個觀察圖像(離焦(through focus)像)(步驟S101)。此時，控制系統102將調整參數與觀察圖像建立對應而保存。

這裡，如圖3A所示，設想試料相對於面S傾斜的情形。面S為垂直於帶電粒子線的方向的面。當照射了合焦於位置A的帶電粒子線的情形下，會取得圖3B所示般的觀察圖像。觀察圖像的位置A的像雖鮮明，但其他位置的像則不鮮明。

控制系統102運用複數個觀察圖像，生成有關在帶電粒子線的方向的試料的位置的試料位置資訊(步驟S102)。例如依以下般的手續生成試料位置資訊。

(S102-1)控制系統102選擇一個觀察圖像，將觀察圖像分割成複數個區域。

(S102-2)控制系統102針對各區域，算出評估像的焦點的偏離程度的評估值。本實施例中，算出和清晰度相對應的評估值。針對評估值的算出方法後述之。

(S102-3)控制系統102判定針對全部的觀察圖像是否已處理完成。當針對全部的觀察圖像尚未處理完成的情形下，控制系統102回到S102-1。

(S102-4)當針對全部的觀察圖像已處理完成的情形下，控制系統102基於各區域的評估值，算出會讓區域的評估值成為最大的對物透鏡118的電流。圖4為表示實施例1中的評估值及對物透鏡118的電流的關係的圖表。

圖表的橫軸表示對物透鏡118的電流，縱軸表示評估值。此外，圖表的點表示從觀察圖像算出的評估值。曲線為對評估值擬合出的擬合函數(高斯函數)。控制系統102基於擬合函數，算出會讓評估值成為最大的對物透鏡118的電流(最佳電流)。

(S102-5)控制系統102基於各區域的最佳電流，算出各區域中對試料合焦的焦點位置。另，對物透鏡118的激磁電流與焦點之關係係訂為已事先定義。

(S102-6)控制系統102將各區域的焦點位置輸出作為試料位置資訊。各區域中的焦點位置，能夠用作為區域中的表示帶電粒子線的方向的試料的位置之資訊。

以上為步驟S102之處理的說明。

控制系統102基於試料位置資訊，算出試料的立體形狀(步驟S103)。這裡，所謂試料的立體形狀，表示根據試料的表面、試料的厚度方向中心面、或觀察條件而決定的和相對於試料的厚度方向的特定深度位置相對應的面的立體形狀。

圖5為說明實施例1中的試料的立體形狀的算出方法的一例的圖。控制系統102，運用RANSAC演算法等而如圖5所示對於各區域中對試料合焦的焦點位置予以擬合一面函數，藉此推定試料的立體形狀。當試料有孔的情形下，該區域的評估值會成為和其他區域大幅相異的值。藉由運用RANSAC演算法等的穩健擬合的手法，其擬合可剔除前述般的區域的評估值。另，本發明不限定於試料的立體形狀的推定方法。控制系統102，算出垂直於帶電粒子線的方向的面與試料之間的傾斜角。圖5中，算出二個傾斜角(X傾斜角、Y傾斜角)。

另，試料的立體形狀的推定所運用的面函數，當將和視野內的位置相對應的座標以X與Y這2種成分表示的情形下，除由X與Y的1次的係數所構成的項外，亦能夠運用包含由X與Y的2次以上的係數所構成的項之形式。在此情形下，X與Y的1次的係數對應至相對於各座標軸方向的試料面的線性的變化亦即傾斜量，2次以上的係數則對應至試料面的翹曲或撓曲。

當試料具有翹曲或撓曲的情形下，試料的傾斜在觀察視野內的每一區域可能會具有相異的值。在此情形下，除從前述的1次的係數求出試料全體的平均的傾斜量外，當欲對於試料上的局部性的區域正確地求出傾斜的情形下藉由運用2次以上的係數便能夠得到局部性的傾斜。如此，對於具有翹曲或撓曲的試料，能夠對成為觀察對象的局部區域正確地調整試料的傾斜。

此時，作為表示試料的翹曲或撓曲之方法，除藉由高次的多項式之方法外，亦能夠運用對於測定出的各區域中對試料合焦的焦點位置的分布的一部分進行內插等之手法。

控制系統102基於試料的立體形狀，算出最佳的傾斜控制角度(步驟S104)。例如當試料的立體形狀為略平面的情形下，控制系統102算出垂直於帶電粒子線的方向的面與試料面之間的傾斜角。圖5中，算出二個傾斜角(X傾斜角、Y傾斜角)。控制系統102，算出以二個傾斜角作為目標的傾斜角的差分值，作為最佳的傾斜控制角度。例如當試料的立體形狀不是略平面的情形下，控制系統102算出垂直於帶電粒子線的方向的面與使用者指定的局部區域所形成的面之間的傾斜角。

控制系統102基於最佳的傾斜控制角度及試料的立體形狀的資訊，修正平台119及焦點(步驟S105)。

控制系統102判定是否結束修正(步驟S106)。例如當修正的次數比規定值還大的情形下，控制系統102結束修正。此外，控制系統102，運用修正後取得的觀察圖像，算出相對於垂直於帶電粒子線的方向的面的試料的傾斜量，當傾斜量小的情形下結束修正。

另，控制系統102亦可取得一個觀察圖像後，算出該圖像的各區域的評估值。亦即，亦可和觀察圖像的取得並行而算出評估值。藉此，能夠實現有效率的演算。

用來算出傾斜角的基準的面，是訂為垂直於帶電粒子線的方向的面，惟即使運用和此相異的面作為基準的面仍能夠得到同等的效果。作為例子，將相對於垂直於帶電粒子線的方向的面而言傾斜已知的一定角度的面訂為基準面而算出的傾斜角，藉由從算出的傾斜角減去已知的一定角度，便能夠實質地用作為相對於垂直於帶電粒子線的方向的面的傾斜角。像這樣，角度的基準的訂定方式有任意性，因此用來算出傾斜角的基準的面不限定於垂直於帶電粒子線的方向的面，而能夠由使用者任意設定。作為任意設定的基準的面的例子，除垂直於帶電粒子線的方向的面外，可舉出平台的設計上的基準水平面、電子光學系統鏡筒的設計上的中心軸等。

這裡，說明評估值的算出方法。本實施例中，係運用套用了小波(wavelet)變換的觀察圖像來算出評估清晰度的評估值。小波變換，是將圖像變換成改變縮放及位置而重疊的小波(局部性的小的波/基底)。因此，能夠保持圖像的位置資訊而評估局部性的頻率資訊。

說明小波變換。縮放函數φ(x)及小波函數ψ(x)訂為滿足式(1)及式(2)所示的Two Scale關係。

任意的函數f_j(x)如式(3)所示能夠分解為二個函數。

這裡，j為小波變換的層(level)，s^(j)為層j的縮放係數，w^(j)為層j的小波係數。s^(j)及w^(j)如式(4)及式(5)般表示。

這裡p_k為縮放濾波器，q_k為小波濾波器，它們具有正交鏡像濾波器這樣已知的關係。已知在幾個條件下成立的複數種濾波器，代表性的可舉出多貝西(Daubechie)。作為例子，式(6)、式(7)示意支撐(support)為4的多貝西小波。

p_k作用成為低通濾波器，q_k作用成為高通濾波器，因此展開函數f_j(x)而得到的係數s^(j)、w^(j)分別對應至f_j(x)的低頻成分、高頻成分。進一步對s^(j)再度套用濾波器p_k、q_k，藉此得到s^(j+1)、w^(j+1)。反覆此，藉此便能夠將f_j(x)以式(8)所示形式展開。

得到的g(x)各自的成分，對應至解析度各差2倍的周期的頻率成分。此即藉由離散小波變換之多重解析度分析。以下，示意將藉由離散小波變換之多重解析度分析套用到二維的排列f(m、n)的例子。若將f(m、n)視為層0的縮放函數s⁽⁰⁾(m、n)，則沿m軸的變換如式(9)、式(10)般示意。

進一步對得到的s^(j+1 ^、 ^x)(m、n)、w^(j+1 ^、 ^x)(m、n)沿n軸變換，則得到如式(11)、式(12)、式(13)、式(14)所示般的4個成分。

上述4個成分，如式(15)、式(16)、式(17)、式(18)般表示。

s^(j+1)(m、n)為s^(j)(m、n)的低頻成分，w^(j+1 ^、 ^h) (m、n)為沿m軸的方向(橫方向)，w^(j+1 ^、 ^v)(m、n)為沿n軸的方向(縱方向)，w^(j+1 ^、 ^d)(m、n)為對角方向的高頻成分。

控制系統102基於w^(j+1 ^、 ^h)(m、n)及/或w^(j+1 ^、 ^v)(m、n)，算出各區域的評估值。

圖6A、圖6B及圖6C為說明實施例1之控制系統102所做的評估值的算出方法的圖。

圖6A示意觀察圖像600，圖6B示意觀察圖像的層1的橫小波變換圖像(1HL)601，圖6C示意觀察圖像的層1的縱小波變換圖像(1LH)602。

橫小波變換圖像601為由w⁽¹ ^、 ^h)(m、n)所構成的圖像，示意橫方向中的觀察圖像600的高頻成分(圖像的變化)。縱小波變換圖像602為由w⁽¹ ^、 ^v)(m、n)所構成的圖像，示意縱方向中的觀察圖像600的高頻成分(圖像的變化)。橫小波變換圖像(1HL)601及縱小波變換圖像(1LH)602中，從亮區域往暗區域的變化以亮線示意，變化愈大線愈亮(接近白色)。從暗區域往亮區域的變化以暗線示意，變化愈大線愈暗(接近黑色)。

如上述般，藉由層j+1的低頻成分圖像((j+1)LL)的小波變換，能夠得到層j+2的橫小波變換圖像((j+2)HL)及縱小波變換圖像((j+2)LH)。更高的層的圖像，示意更低的空間頻率(解析度)的資訊。

在試料內，尤其在包含邊緣這類的構造的區域，當焦點對合的情形下像的強度變化會變得急劇，小波變換係數的絕對值會變大。反之當焦點偏離的情形下，會運用比焦點對合的條件還廣的區域的資訊來得到像的強度，因此結果而言該區域中的像的強度變化會成為相對地平緩，小波變換係數的絕對值會變小。由此事實，小波變換係數的絕對值，其大小示意焦點的偏離的程度。

本實施例中，控制系統102基於任意的層j+1的橫小波變換係數及/或縱小波變換係數，決定區域的評估值。例如，控制系統102算出層1的橫小波變換係數的絕對值作為觀察圖像的橫評估值，算出層1的縱小波變換係數的絕對值作為觀察圖像的縱評估值。控制系統102運用橫評估值及縱評估值而決定觀察圖像的綜合評估值。作為綜合評估值，亦可直接運用橫評估值或縱評估值。惟，當試料主要只在一方向具有構造的變化的情形下，或像散像差偏離最佳條件的情形下，若欲求出最佳的條件理想是運用橫評估值及縱評估值雙方來算出綜合評估值，代表性的例子是算出兩者的積作為觀察圖像的綜合評估值。

另，小波變換係數的絕對值，可在已除去噪訊的資料，或運用類神經網路、壓縮感知(compressed sensing)等技術而套用了資訊的復原處理的像中決定。此外，作為得到小波變換係數的方法已知有複數種演算法，惟本發明中不問其種類。

另，綜合評估值亦可為橫評估值、縱評估值、或藉由橫評估值與縱評估值的和、幾何平均、算術平均等而求出的值。

另，評估值亦可運用微分濾波器、Sobel濾波器、Prewitt濾波器、Laplacian濾波器、核心(kernel)濾波器、離散小波變換、傅立葉變換、離散餘弦變換、及相關(correlation)函數等而算出。

另，能夠利用運用具有像散像差的帶電粒子線而得到的觀察圖像來實現同樣的處理。在此情形下，當帶電粒子線的形狀與像差修正裝置116的電流之關係性為事前已知的情形下，能夠由該關係生成試料位置資訊。

另，亦可不利用運用穿透的電子線而得到的觀察圖像。例如，亦可具備計測反射電子或二次電子的檢測器，運用該檢測器來取得修正用的觀察圖像。

按照實施例1，即使是不具有單晶區域的試料，仍能夠算出試料的立體形狀，更能夠算出試料的傾斜。此外，能夠高速地執行減小相對於前述的面的試料的傾斜之自動修正。 實施例 2

實施例2中，和實施例1相異之處在於運用少數的觀察圖像來生成試料位置資訊。以下，以和實施例1之差異為中心，說明實施例2。

實施例2之掃描穿透電子顯微鏡的構成如同實施例1。此外，實施例2之控制系統102所執行的處理的流程如同實施例1。惟，試料位置資訊的生成方法相異。

這裡，說明從一個觀察圖像生成試料位置資訊的方法。首先，控制系統102將觀察圖像分割成複數個區域，算出各區域的評估值。評估值的算出方法如同實施例1。控制系統102，算出相鄰的區域的評估值的變化的程度。評估值的變化的程度，和在帶電粒子線的照射方向的試料的位置的高低差有相關關係。相對於距焦點位置的偏離而言的評估值的變化的相關關係，能夠依理論方式或實驗方式求出。是故，控制系統102基於該相關關係，從評估值的變化的程度生成觀察視野內的試料的相對的高度關係，作為試料位置資訊。另，這裡所稱的相關關係亦包含線性以外的相關關係。

另，當像的暈散的大小相對於焦點位置的偏離量而言是對稱地變化的情形下，雖難以從一個觀察圖像判斷試料的位置的上下關係，但能夠求出傾斜角的絕對值。因此，藉由與基於求出的傾斜角而調整控制內容之其他的輔助性的資訊組合，便能夠從試料面的資訊修正試料的傾斜量。

另一方面，控制系統102藉由從複數個觀察圖像生成試料位置資訊，而統整各試料位置資訊，便能夠輸出作為表示包含上下關係在內的觀察視野內的相對的高度的關係之試料位置資訊。

另，若運用具有對焦以外的像差成分的光學系統，則能夠從一個觀察圖像生成表示包含高度的上下關係在內的觀察視野內的相對的高度的關係之試料位置資訊。作為具體的例子，當光學系統具有二重(two-fold)對稱的像散像差的情形下，算出橫評估值及縱評估值作為區域的評估值。當光學系統具有像散像差的情形下，帶電粒子線的形狀在最小模糊圓(disk of least confusion)前後的區域會相異。是故，帶電粒子線在比最小模糊圓還上游側照射至試料而得到的像，與帶電粒子線在比最小模糊圓還下游側照射而得到的像中，評估值當中像的暈散的方向會成為相異。藉由利用這樣的特性，便能夠求出觀察視野內的相對的高度的上下關係。

按照實施例2，能夠從少的觀察圖像算出試料的立體形狀。此外，能夠高速地執行減小相對於前述的面的試料的傾斜量之自動修正。

另，本發明並非由上述實施例所限定，還包含各式各樣的變形例。此外，例如上述實施例是為了淺顯地說明本發明而詳細地說明構成，並非限定於一定要具備所說明之所有構成。此外，針對各實施例的構成的一部分，可追加/刪除/置換其他構成。

此外，上述的各構成、功能、處理部、處理手段等，它們的一部分或全部，例如亦可藉由以積體電路設計等而由硬體來實現。此外，本發明亦能夠藉由實現實施例的機能之軟體的程式碼來實現。在此情形下，將記錄了程式碼的記憶媒體提供給電腦，該電腦具備的處理器讀出記憶媒體中存儲的程式碼。在此情形下，從記憶媒體被讀出的程式碼本身會實現前述的實施例的機能，其程式碼本身、及記憶著其之記憶媒體構成本發明。作為用來供給這樣的程式碼之記憶媒體，例如可運用軟碟、CD-ROM、DVD-ROM、硬碟、SSD(Solid State Drive)、光碟、光磁碟、CD-R、磁帶、非揮發性的記憶卡、ROM等。

此外，實現本實施例記載的機能之程式碼，例如能夠以組譯器、C/C++、perl、Shell、PHP、Python、Java等廣範圍的程式或描述語言來建置。

又，亦可設計成將實現實施例的機能之軟體的程式碼透過網路配送，藉此將其存儲於電腦的硬碟或記憶體等記憶手段或CD-RW、CD-R等記憶媒體，而由電腦具備的處理器讀出該記憶手段或該記憶媒體中存儲的程式碼並執行。

上述的實施例中，控制線或資訊線係示意說明上認為有必要者，未必示意製品上所有控制線或資訊線。亦可設計成所有的構成相互連接。

100:掃描穿透電子顯微鏡(STEM) 101:電子光學系統鏡筒 102:控制系統 111:電子源 112:電極 113:聚光透鏡 114:聚光光圈 115:軸調整偏向器 116:像差修正裝置 117:掃描偏向器 118:對物透鏡 119:平台 120:對物光圈 121:軸調整偏向器 122:限制視野光圈 123:成像透鏡 124:檢測器 141:控制裝置 142:計算機 600:觀察圖像 601:橫小波變換圖像 602:縱小波變換圖像 A:位置 S:面

[圖1]示意實施例1之掃描穿透電子顯微鏡的構成的一例的圖。　　[圖2]說明實施例1之控制系統所執行的修正處理的一例的流程圖。　　[圖3A]說明實施例1之觀察圖像的一例的圖。　　[圖3B]說明實施例1之觀察圖像的一例的圖。　　[圖4]表示實施例1中的評估值及對物透鏡的電流的關係的圖表。　　[圖5]說明實施例1中的試料的立體形狀的算出方法的一例的圖。　　[圖6A]說明實施例1之控制系統所做的評估值的算出方法的圖。　　[圖6B]說明實施例1之控制系統所做的評估值的算出方法的圖。　　[圖6C]說明實施例1之控制系統所做的評估值的算出方法的圖。　　[圖7A]說明待解問題的圖。　　[圖7B]說明待解問題的圖。　　[圖7C]說明待解問題的圖。　　[圖7D]說明待解問題的圖。

Claims

一種電子顯微鏡，其特徵為，具備：　　電子源，輸出電子線；　　平台，保持試料；　　電子光學系統鏡筒，調整相對於前述試料的前述電子線的照射方向及焦點位置；　　像差修正裝置，控制前述電子光學系統鏡筒帶有的像散像差；　　檢測器，檢測用來生成前述試料的由電子線而得的觀察圖像的電子線的強度訊號；及　　控制部，控制前述電子光學系統鏡筒、前述像差修正裝置、前述平台及前述檢測器；　　前述控制部，係　　取得前述試料的由電子線而得的觀察圖像，　　針對前述由電子線而得的觀察圖像的複數個區域的各者，進行圖像演算，藉此算出在前述複數個區域的各者的評估對於前述試料的相對性的像的焦點位置的偏離的程度的評估值，　　基於前述複數個區域的前述評估值，求出在構成前述由電子線而得的觀察圖像的區域內的相對於前述電子線的方向之前述試料的位置的分布，　　基於在構成前述由電子線而得的觀察圖像的區域內的相對於前述電子線的方向之前述試料的位置的分布，求出表現前述試料的形狀的面函數，基於前述面函數生成前述試料的立體形狀的資訊。
如請求項1記載之電子顯微鏡，其中，　　前述控制部基於前述試料的立體形狀的資訊，算出前述試料的一區域所形成的面與基準面之間的傾斜。
如請求項2記載之電子顯微鏡，其中，　　前述控制部基於前述傾斜的算出結果，以使得前述傾斜變小之方式控制前述平台。
如請求項2記載之電子顯微鏡，其中，　　前述控制部，係　　改變前述電子線的焦點位置及前述平台上的前述試料的位置的至少其中一者，藉此取得複數個前述觀察圖像，　　針對前述複數個觀察圖像的各者，算出前述複數個區域的前述評估值，　　基於前述複數個觀察圖像的各者的前述複數個區域的前述評估值，生成前述複數個區域的各者中的表示在前述電子線的照射方向的前述試料的位置之試料位置資訊，　　基於前述試料位置資訊，推定前述試料的立體形狀，　　基於前述推定的結果，生成前述試料的立體形狀的資訊。
如請求項4記載之電子顯微鏡，其中，　　前述控制部，係　　將前述電子光學系統鏡筒的調整參數與前述觀察圖像建立對應而保持，　　針對前述複數個觀察圖像的各者，算出表示一個前述觀察圖像的前述複數個區域的像的清晰度之指標來作為前述評估值，　　分析對於前述複數個觀察圖像的前述複數個區域的前述評估值與前述調整參數之關係，藉此辨明會讓前述評估值成為最大或最小的前述調整參數的值，　　基於辨明出的前述調整參數的值，生成前述試料位置資訊。
如請求項1記載之電子顯微鏡，其中，　　前述檢測器為檢測穿透前述試料的電子的強度訊號的檢測器，　　構成在前述由電子線而得的觀察圖像的區域內的相對於前述電子線的方向之前述試料的位置的分布，係為　　根據前述電子顯微鏡的觀察條件而決定的在相對於前述電子線的方向之前述試料的厚度方向上的特定的深度位置的分布。
如請求項1記載之電子顯微鏡，其中，　　前述控制部運用具有像散像差的前述電子光學系統鏡筒而取得前述觀察圖像。
如請求項1記載之電子顯微鏡，其中，　　前述控制部基於前述試料的立體形狀的資訊，以相對於前述試料的一區域所形成的面而言成為略垂直之方式來控制前述電子線的照射方向。
一種處理方法，係電子顯微鏡所執行的處理方法，其特徵為，　　前述電子顯微鏡，具有：　　電子源，輸出電子線；　　平台，保持試料；　　電子光學系統鏡筒，調整相對於前述試料的前述電子線的照射方向及焦點位置；　　像差修正裝置，控制前述電子光學系統鏡筒帶有的像散像差；　　檢測器，檢測用來生成前述試料的由電子線而得的觀察圖像的電子線的強度訊號；及　　控制部，控制前述電子光學系統鏡筒、前述像差修正裝置、前述平台及前述檢測器；　　前述處理方法，包含：　　第1步驟，係前述控制部取得前述試料的由電子線而得的觀察圖像；　　第2步驟，係前述控制部針對前述由電子線而得的觀察圖像的複數個區域的各者，進行圖像演算，藉此算出在前述複數個區域的各者的評估對於前述試料的相對性的像的焦點位置的偏離的程度的評估值；　　第3步驟，係前述控制部基於前述複數個區域的前述評估值，求出在構成前述由電子線而得的觀察圖像的區域內的相對於前述電子線的方向之前述試料的位置的分布；　　第4步驟，係前述控制部基於在構成前述由電子線而得的觀察圖像的區域內的相對於前述電子線的方向之前述試料的位置的分布，求出表現前述試料的形狀的面函數；　　第5步驟，係前述控制部基於前述面函數生成前述試料的立體形狀的資訊。
如請求項9記載之處理方法，其中，　　包含：前述控制部基於前述試料的立體形狀的資訊，算出前述試料的一區域所形成的面與基準面之間的傾斜之步驟；及　　前述控制部以使得前述傾斜變小之方式控制前述平台之步驟。
如請求項10記載之處理方法，其中，　　前述第1步驟包含：前述控制部改變前述電子線的焦點位置及前述平台上的前述試料的位置的至少其中一者，藉此取得複數個前述觀察圖像之步驟，　　前述第2步驟，包含：　　前述控制部針對前述複數個觀察圖像的各者，算出前述複數個區域的前述評估值之步驟；　　前述第3步驟，包含：　　前述控制部基於前述複數個觀察圖像的各者的前述複數個區域的前述評估值，生成前述複數個區域的各者中的表示在前述電子線的照射方向的前述試料的位置之試料位置資訊之步驟；　　前述第5步驟，包含：　　前述控制部基於前述試料位置資訊，推定前述試料的立體形狀之步驟；及　　前述控制部基於前述推定的結果，生成前述試料的立體形狀的資訊之步驟。
如請求項11記載之處理方法，其中，　　前述第1步驟包含：前述控制部將前述電子光學系統鏡筒的調整參數與前述觀察圖像建立對應而保持之步驟，　　前述第2步驟，包含：　　前述控制部針對前述複數個觀察圖像的各者，算出表示一個前述觀察圖像的前述複數個區域的像的清晰度之指標來作為前述評估值之步驟；　　前述控制部分析對於前述複數個觀察圖像的前述複數個區域的前述評估值與前述調整參數之關係，藉此辨明會讓前述評估值成為最大或最小的前述調整參數的值之步驟；及　　前述控制部基於辨明出的前述調整參數的值，生成前述試料位置資訊之步驟。
如請求項9記載之處理方法，其中，　　前述檢測器為檢測穿透前述試料的電子的強度訊號的檢測器，　　在構成前述由電子線而得的觀察圖像的區域內的相對於前述電子線的方向之前述試料的位置的分布，係為　　根據前述電子顯微鏡的觀察條件而決定的在相對於前述電子線的方向之前述試料的厚度方向上的特定的深度位置的分布。
如請求項9記載之處理方法，其中，　　前述第1步驟包含：前述控制部運用具有像散像差的前述電子光學系統鏡筒而取得前述觀察圖像之步驟。
如請求項9記載之處理方法，其中，　　包含：前述控制部基於前述試料的立體形狀的資訊，以相對於前述試料的一區域所形成的面而言成為略垂直之方式來控制前述電子線的照射方向之步驟。