(57)【要約】 【課題】    ユーザの熟練を必要とせずに高コントラストな暗視野ＳＴＥＭ像を得るのに好適な走査電子顕微鏡に代表される電子線装置を提供する。【解決手段】  電子線装置に、検出散乱角αd又はこれに対応する数値（ＺコントラストＣz）を入力又は表示するためのＧＵＩ画面４０を設けた。また、最適な検出散乱角αdの条件を容易に見つけるためのアシスト機能として、検出散乱角αdの異なる複数のプリスキャン画像５２-ｎを取得して表示するためのプリスキャンウィンドウ画面５２を設け、複数のプリスキャン画像をその画像を取得したときの暗視野検出器１４の位置ｄ（検出散乱角αdの条件）と対応させて登録する手段を設けた。そして、プリスキャンウィンドウ画面５２のプリスキャン画面５２-ｎに表示されたプリスキャン画像の選択によって、対応する検出散乱角αdの観察条件を設定するようにした。【選択図】  図１
2006190567.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電子源から放出された電子線を加速する電子線加速手段と、
該電子線加速手段により加速された電子線を試料上に集束させる電子線集束手段と、
該電子線加速手段により加速された電子線を試料上で二次元的に走査する電子線走査手段と、
試料中で散乱した透過電子を検出する透過電子検出手段と、
該透過電子検出手段が検出する試料中で散乱した透過電子の検出散乱角を変化させるために、前記電子線集束手段に対する該透過電子検出手段の相対位置を移動させる移動手段と、
該透過電子検出手段の検出結果に基づき試料像を表示する表示手段と
を備えた電子線装置であって、
前記移動手段により移動させられる前記透過電子検出手段の移動位置を、当該移動位置で前記透過電子検出手段が検出可能な透過電子の検出散乱角、又は検出散乱角に対応する数値で指定する画面を前記表示手段に生成する画面制御手段
を備えていることを特徴とする電子線装置。
【請求項２】
電子源から放出された電子線を加速する電子線加速手段と、
該電子線加速手段により加速された電子線を試料上に集束させる電子線集束手段と、
該電子線加速手段により加速された電子線を試料上で二次元的に走査する電子線走査手段と、
試料中で散乱した透過電子を検出する透過電子検出手段と、
該透過電子検出手段が検出する試料中で散乱した透過電子の検出散乱角を変化させるために、前記電子線集束手段に対する該透過電子検出手段の相対位置を移動させる移動手段と、
該透過電子検出手段の検出結果に基づき試料像を表示する表示手段と
を備えた電子線装置であって、
前記移動手段により移動させられる前記透過電子検出手段の移動位置を、当該移動位置で前記透過電子検出手段が検出可能な透過電子の検出散乱角、又は検出散乱角に対応する数値で指定する画面を前記表示手段に生成する画面制御手段と、
該画面制御手段によって前記表示手段に生成された画面上で指定された所望の検出散乱角、又は検出散乱角に対応する数値に基づいて、前記移動手段を駆動制御する移動制御手段と
を備えていることを特徴とする電子線装置。
【請求項３】
前記画面制御手段は、前記透過電子検出手段の少なくとも２ヶ所以上の移動位置でそれぞれ取得した検出散乱角の異なる試料像を表示するプリスキャンウィンドウを前記表示手段に生成する
ことを特徴とする請求項１記載の電子線装置。
【請求項４】
前記画面制御手段は、前記透過電子検出手段の少なくとも２ヶ所以上の移動位置でそれぞれ取得した検出散乱角の異なる試料像を表示するプリスキャンウィンドウを前記表示手段に生成し、
前記移動制御手段は、前記画面制御手段により前記表示手段に生成されたプリスキャンウィンドウの検出散乱角の異なる試料像の中から選択された一の選択画像に基づいて、当該選択画像の検出散乱角、又は検出散乱角に対応する数値に該当する移動位置に前記透過電子検出手段を位置させるように前記移動手段を駆動制御する
ことを特徴とする請求項２記載の電子線装置。
【請求項５】
前記移動制御手段は、前記画面制御手段がプリスキャンウィンドウを前記表示手段に生成する場合に、前記透過電子検出手段を少なくとも２ヶ所以上の予め定められた移動位置で試料像を取得するために前記移動手段を駆動制御する
ことを特徴とする請求項３又は４記載の電子線装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子線装置に関し、特に試料の走査透過電子顕微鏡像（ＳＴＥＭ像）の観察が可能な走査電子顕微鏡及びその類似装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
一般に走査電子顕微鏡に代表される電子線装置は、電子線を試料上で走査し、試料から出てくる二次電子または反射電子を検出して走査電子顕微鏡像を得ている。
【０００３】
観察する試料が１００ｎｍ程度の薄膜の場合、走査した電子線のほとんどが試料を透過する。試料を透過した電子は、試料の局部的な状態、厚さ、原子の種類によってその強度、散乱角度が異なっている。この透過電子を検出して表示するとＳＴＥＭ像（走査透過電子顕微鏡像：Scanning Transmission Microscopy）を得ることができる。
【０００４】
ＳＴＥＭ像には、明視野像と暗視野像があり、それぞれ検出する信号が異なる。明視野像は、試料中で散乱することなく透過した電子のみを検出して得られる像で、暗視野像は、試料中で散乱しながら透過した電子を検出して得られる像である。
【０００５】
近年、半導体の微細化や多層構造化が進み、その断面の微細構造を評価、計測するためにＳＴＥＭ法が注目されている。特に、試料の原子番号の違いに起因するコントラスト（Ｚコントラスト）の観察が可能な暗視野ＳＴＥＭ法が注目されている。
【０００６】
暗視野ＳＴＥＭ像のＺコントラストでは、原子番号の大きいものがより明るく見える。暗視野ＳＴＥＭ法では、試料や目的に応じて散乱角の範囲を選択することで、より高コントラストな暗視野ＳＴＥＭ像（Ｚコントラスト）を得ることができる。一般的なＳＴＥＭ装置では、対物レンズと暗視野透過電子検出装置の間に、投射レンズを設けて、このレンズ電流を制御して透過電子の検出散乱角を制御している。
【０００７】
【特許文献１】特開２００４−２１４０６５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
ところで、加速電圧が５０ｋＶ以下の低加速ＳＴＥＭ法では、加速電圧１００ｋＶ以上の高加速ＳＴＥＭ法に比較して入射電子の波長が長いために、タングステン等の重い元素に対するＺコントラストを得るには、数１００ｍｒａｄ以上の大きな散乱角の暗視野透過電子の検出が必要となる。一方、観察対象が高分子や有機材料のように比較的軽元素の場合には、数１００ｍｒａｄ以下の小さい散乱角の暗視野透過電子の検出が必要となる。
【０００９】
しかしながら、従来のＳＴＥＭ装置では、検出散乱角を制御する投射レンズが試料から離れた位置にあるため、低加速ＳＴＥＭ法で必要な広範囲な検出散乱角の制御が困難であるという問題があった。
【００１０】
また、検出散乱角の表示や最適な検出散乱角を見つけるアシスト機能がなく、最適な条件の暗視野ＳＴＥＭ像を取得するには、ユーザの熟練が必要となる問題があった。
【００１１】
本発明は、上記した課題を解決して、ユーザの熟練を必要とせずに高コントラストな暗視野ＳＴＥＭ像を得るのに好適な走査電子顕微鏡に代表される電子線装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記課題を解決するために、本発明は、電子源から放出された電子線を加速する電子線加速手段と、電子線加速手段により加速された電子線を試料上に集束させる電子線集束手段と、電子線加速手段により加速された電子線を試料上で二次元的に走査する電子線走査手段と、試料中で散乱した透過電子を検出する透過電子検出手段と、透過電子検出手段が検出する試料中で散乱した透過電子の検出散乱角を変化させるために、電子線集束手段に対する透過電子検出手段の相対位置を移動させる移動手段と、透過電子検出手段の検出結果に基づき試料像を表示する表示手段とを備えた電子線装置であって、移動手段により移動させられる透過電子検出手段の移動位置を、当該移動位置で透過電子検出手段が検出可能な透過電子の検出散乱角、又は検出散乱角に対応する数値で指定する画面を表示手段に生成する画面制御手段を備えていることを特徴とする。これにより、表示手段に、検出散乱角又はこの検出散乱角に対応する数値を表示するＧＵＩ（Graphical User Interface）画面や、透過電子検出手段の少なくとも２ヶ所以上の移動位置でそれぞれ取得した検出散乱角の異なる試料像を表示するプリスキャンウィンドウを生成し、試料や目的に応じて異なる暗視野ＳＴＥＭ像のＺコントラスト最適化のための透過電子検出手段の電子線集束手段に対する相対位置を、このＧＵＩ画面により検出散乱角又はこの検出散乱角に対応する数値で表示したり、設定したりすることができる。
【００１３】
また、本発明の電子線装置は、さらに、画面制御手段によって前記表示手段に生成された画面上で指定された所望の検出散乱角、又は検出散乱角に対応する数値に基づいて、移動手段を駆動制御する移動制御手段を備えていることを特徴とする。これにより、最適な観察条件を容易に見つけるためのアシスト機能として、ＧＵＩ画面上で所望の検出散乱角又はこの検出散乱角に対応する数値を設定したり、プリスキャンウィンドウに表示された透過電子検出手段の位置と対応させて取得された複数の試料像の中から所望の試料像を選択したりすることによって、移動手段を駆動して透過電子検出手段を該当する観察条件の移動位置に位置させることができる。
【発明の効果】
【００１４】
本発明の電子線装置によれば、暗視野ＳＴＥＭ像のＺコントラスト最適化のための透過電子検出手段の電子線集束手段に対する相対位置の把握や設定操作を、ＧＵＩ画面やプリスキャンウィンドウから検出散乱角又はこの検出散乱角に対応する数値に基づき行えるので、最適なＺコントラストでの暗視野ＳＴＥＭ像観察が容易に行うことができ、装置の操作性が向上する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、本発明による電子線装置の一実施の形態について、本発明をＳＴＥＭ像の観察が可能な走査電子顕微鏡に適用した場合を例に、図面を用いて説明する。
【００１６】
図１は、本発明による電子線装置の一実施の形態としての走査電子顕微鏡の概略構成図である。本実施の形態は、本発明による電子線装置を、インレンズタイプの走査電子顕微鏡に適用した場合を示している。
【００１７】
図１において、数ｋＶ（３〜６ｋＶ）の電圧が印加された引き出し電極３の電界により電界放出形電子銃２から放出された電子線１は、０.５〜３０ｋＶの電圧が印加されている陽極（電子線加速手段）４により加速され、第一の集束レンズ（Ｃ１レンズ）５によって集束され、対物レンズ絞り６でビームの不要な領域が除去される。対物レンズ絞り６を通過した電子線１は、第一の集束レンズ５とともに電子線集束手段を構成する第二の集束レンズ（Ｃ２レンズ）７と対物レンズ１１とにより細く絞られる。
【００１８】
この細く絞られた電子線１は、二段の偏向コイル（電子線走査手段）８により、対物レンズ１１内の上下磁極１２ａ，１２ｂ間に配置された１００ｎｍ程度の厚さの試料（薄膜試料）９上で、二次元的に走査される。試料９から出た二次電子（又は反射電子）は、対物レンズ１１の上方に設置された二次電子検出器（又は反射電子検出器）１０で検出される。二次電子検出器（又は反射電子検出器）１０で検出された電子は、図示せぬ増幅器で増幅され、偏向コイル８と同期したＣＲＴ（Cathode Ray Tube）又はＬＣＤ（Liquid Crystal Display）等により構成される表示器１８上で走査透過電子顕微鏡像（ＳＥＭ像）を形成する。
【００１９】
また、この走査電子顕微鏡では、円環形の暗視野検出器１４を、対物レンズ１１の下磁極１２ｂより下方に接近して配置し、この暗視野検出器１４で、試料９中で散乱した透過電子を検出し、表示器１８上で暗視野ＳＴＥＭ像を形成できるようになっている。
【００２０】
加えて、暗視野検出器１４の下方には、明視野検出器１７を配置し、暗視野検出器１４と明視野検出器１７との間には明視野絞り１６が備えられている。そして、円環形の暗視野検出器１４の中央の孔部分を抜け、明視野絞り１６の開口を通過した明視野信号（非散乱電子＋非弾性散乱電子）１５を、この明視野検出器１７で検出することにより、明視野ＳＴＥＭ像の観察も行うことができるようになっている。
【００２１】
その上で、この装置では、暗視野ＳＴＥＭ像のＺコントラストＣzを最適化するため、暗視野検出器１４を光軸に沿って対物レンズ１１（すなわち試料９）に対して近接・離間するように移動させる移動機構１９（図１では、その構成は図示省略する）を備えている。ユーザは、暗視野ＳＴＥＭ像の観察の際には、この移動機構１９を作動させて、暗視野検出器１４の検出散乱角αdを制御できる構成になっている。
【００２２】
図２は、本実施の形態の走査電子顕微鏡に用いられる暗視野検出器の移動機構の一実施例の構成図である。図２において、（ａ）は走査電子顕微鏡における移動機構部分の上面図であり、（ｂ）は同部分の側面図である。
【００２３】
本実施例では、暗視野検出器１４は、モータドライブ化された移動機構１９により、明視野検出器１７とともに一体的に光軸方向に沿って移動可能に構成されている。
【００２４】
この場合、暗視野検出器１４は、円形状の明視野検出器１７が備えられた移動部材２１に、支柱２０を介して一体的に支持され、明視野検出器１７とは移動部材２１（すなわち、明視野検出器１７）の軸方向に相互に離間して配置されている。また、この暗視野検出器１４と明視野検出器１７との間の空間には、明視野絞り１６が図示せぬ鏡体側面に固定されて配置されている。一方、移動部材２１は、その明視野検出器１７の配置側が装置外部に対して真空ベローズ２４により真空封じされた状態で、モータ２５により回転駆動されるネジ２６によってその軸方向に沿って移動できるようになっている。また、移動部材２１は、このネジ２６の回転駆動が停止された場合には、ネジ２６の軸方向に沿っての移動を停止し、その際に移動したネジ２６の軸方向位置に保持される。このネジ２６は、走査電子顕微鏡の光軸方向に沿って延び、暗視野検出器１４及び明視野検出器１７を走査電子顕微鏡の光軸方向に沿って移動自在に案内する。
【００２５】
ここで、前述した暗視野検出器１４の検出散乱角αdについて概説する。
【００２６】
図３は、本実施の形態の走査電子顕微鏡における暗視野検出器の検出散乱角を説明するための概念図である。
【００２７】
本実施の形態の走査電子顕微鏡の場合、対物レンズ１１の上下磁極１２ａ，１２ｂ間に配置された試料９を透過する電子の中、試料９中で散乱した透過電子は、対物レンズ１１に対して下方に配置されている円環形の暗視野検出器１４によって検出される。
【００２８】
ここで、図３において、試料９中で散乱した透過電子の散乱角をαで表わすと、その透過電子の中、暗視野検出器１４の円環形の検出面に到る透過電子は、散乱角αが最小散乱角αminから最大散乱角αmaxまでの範囲の透過電子になる。したがって、暗視野検出器１４の検出散乱角αdは、最小散乱角αdminから検出最大散乱角αdmaxまでの散乱角範囲で表わされる。この検出散乱角αdについては、上述した円環形の暗視野検出器１４の構成により、検出最小散乱角αdmin又は検出最大散乱角αdmaxの何れか一方によって特定することが可能である。
【００２９】
ところで、この暗視野検出器１４は、図２で説明した移動機構１９の作動によって、光軸方向に沿った位置ｄが制御されるようになっている。具体的には、移動機構１９は、制御用のＰＣ（Personal Computer）３０からの通信によって供給される制御コマンドに基づき、図２に示したモータ２５を駆動制御することによって、暗視野検出器１４の光軸上における対物レンズ１１の下磁極１２ｂからの位置ｄ、すなわち試料９と暗視野検出器１４との距離を、予め定められた所定移動範囲（例えば、５ｃｍ）内で制御する。
【００３０】
したがって、この予め定められた所定移動範囲内で、暗視野検出器１４は、光軸上で対物レンズ１１に対して接近して位置する場合には、散乱角αが大きな透過電子を良好に検出することができ、光軸上で対物レンズ１１に対して離間して位置する場合には、散乱角αが小さな透過電子を良好に検出することができる。
【００３１】
これにより、上述した検出最小散乱角αdmin或いは検出最大散乱角αdmaxによって特定される暗視野検出器１４の検出散乱角αd、又はこの検出散乱角αdに対応するＺコントラストＣzのレベルは、暗視野検出器１４の光軸上における位置ｄに対応して検出可能である。また、反対に、暗視野検出器１４の光軸上における位置ｄも、上述した検出最小散乱角αdmin或いは検出最大散乱角αdmaxによって特定可能な暗視野検出器１４の検出散乱角αd、又はこの検出散乱角αdに対応するＺコントラストＣzのレベルに対応して検出可能である。
【００３２】
そのため、ＰＣ（制御装置）３０では、その制御対象である暗視野検出器１４の光軸上における位置ｄ毎に対応させて、暗視野検出器１４の検出散乱角αd、又は検出散乱角αdに対応する数値（例えばＺコントラストＣzのレベル）を求めたり、暗視野検出器１４の検出散乱角αd、又は例えば検出散乱角αdに対応する数値（例えばＺコントラストＣzのレベル）毎に対応させて、暗視野検出器１４の光軸上における位置ｄを求めたりすることができるようになっている。
【００３３】
本実施の形態の走査電子顕微鏡においては、暗視野検出器１４の所望の検出散乱角αdを特定するための検出最小散乱角αdmin又は検出最大散乱角αdmaxの入力に基づき、この所望の検出散乱角αdに対応した暗視野検出器１４の光軸上における位置ｄをＰＣ３０で求め、この求めた光軸上における位置ｄに暗視野検出器１４を位置させるように、図２に示した移動機構１９に制御コマンドを供給して移動機構１９を駆動制御することができる構成になっている。この結果、本実施の形態の走査電子顕微鏡では、暗視野検出器１４を、所望の検出散乱角αd、又はこの所望の検出散乱角αdに対応するＺコントラストＣzのレベルに対応した光軸上の位置ｄに位置させることができる。
【００３４】
そのために、本実施の形態の走査電子顕微鏡では、ＰＣ３０は、暗視野ＳＴＥＭ像の観察制御に関して、移動機構１９等の走査電子顕微鏡各部を制御するための観察制御手段を備えている。
【００３５】
この観察制御手段は、例えば、観察演算部、移動機構制御部、ＧＵＩ制御部、プリスキャンウィンドウ制御部を有して構成されている。
【００３６】
観察演算部は、ユーザがＰＣ３０の操作入力機器から入力する等して、検出散乱角αdとして検出最小散乱角αdmin又は検出最大散乱角αdmaxの中の何れか一方が供給された場合は、検出散乱角αdとしての検出最小散乱角αdmin又は検出最大散乱角αdmaxの中の何れか他方を求め、検出最小散乱角αdminから検出最大散乱角αdmaxまでの検出可能な散乱角範囲を求める構成を備えている。
【００３７】
また、観察演算部は、ユーザがＰＣ３０の操作入力機器から入力する等して、検出散乱角αdとして設定した暗視野検出器１４の検出最小散乱角αdmin或いは検出最大散乱角αdmax、又はこの検出散乱角αdに対応するＺコントラストＣzのレベルが供給された場合は、この供給された検出散乱角αd、又はこの検出散乱角αdに対応するＺコントラストＣzのレベルを基に、ユーザがＰＣ３０の操作入力機器から入力する等して設定したフォーカス条件（例えば、試料９の対物レンズ１１内における光軸上の配置や、試料９自体の厚み等の条件）を考慮して、この検出散乱角αd又はこの検出散乱角αdに対応するＺコントラストＣzのレベルに対応した、暗視野検出器１４の光軸上における位置ｄを計算する構成を備えている。
【００３８】
さらに、観察演算部は、移動機構１９から供給される暗視野検出器１４の光軸上における位置ｄを基に、上述したフォーカス条件を考慮して、この位置ｄに対応した、暗視野検出器１４の検出散乱角αd、又はこの検出散乱角αdに対応するＺコントラストＣzのレベルを計算する構成を備えている。なお、暗視野検出器１４の光軸上における位置ｄは、例えば、移動機構１９に備えられた、ネジ２６の回転量（回転数）等を利用して暗視野検出器１４の光軸上における位置ｄを検出する位置検出手段により検出される。
【００３９】
なお、観察演算部の構成は、上述のように、その都度、直接計算して求める構成に代えて、次に述べるような構成を採用することも可能である。
【００４０】
例えば、予めＰＣ３０のメモリ内に、フォーカス条件を考慮した暗視野検出器１４の光軸上の位置ｄ、検出散乱角αdを規定するための検出最小散乱角をαdmin又は検出最大散乱角αdmaxの中の少なくともいずれか、及びこの検出散乱角αdに対応するＺコントラストＣzのレベルといった３者の数値の相互対応関係を記録した観察データ関係テーブルを予め記憶して備えておき、観察演算部が、暗視野検出器１４の移動位置ｄ、暗視野検出器１４の検出散乱角αd、又はこの検出散乱角αdに対応する数値の中の何れか１種類の供給されたデータを基に、この供給された１種類のデータに対応する残りの２種類のデータを、この観察データ関係テーブルから読み出して求めるようにすることも可能である。
【００４１】
移動機構制御部は、暗視野検出器１４を、現在位置する光軸上の位置ｄから観察演算部が演算した光軸上の移動位置ｄad（ｄc）に移動させるための移動機構１９に対する制御コマンドを生成し、この制御コマンドを移動機構１９に供給して移動機構１９を駆動制御する。
【００４２】
ＧＵＩ制御部は、走査透過電子顕微鏡像（ＳＥＭ像）が形成される表示器１８の表示画面上に、ユーザに対し、検出最小散乱角αdmin又は検出最大散乱角αdmaxによって特定される暗視野検出器１４の検出散乱角αd、又はこの検出散乱角αdに対応するＺコントラストＣzのような数値の設定案内用のＧＵＩ画面（ＧＵＩウィンドウ）を表示制御したり、このＧＵＩ画面で入力された暗視野検出器１４の検出散乱角αd、又はこの検出散乱角αdに対応するＺコントラストＣzのレベルを観察演算部に入力として供給したり、また、この観察演算部への入力供給によって観察演算部で演算された暗視野検出器１４の検出散乱角αd、又は検出散乱角αdに対応するＺコントラストＣzのレベルの供給を受け、これを表示器１８のＧＵＩ画面上に表示したりする。
【００４３】
プリスキャンウィンドウ制御部は、表示器１８上に、通常のＳＥＭ像表示画面よりも画面サイズが小さいスキャンウィンドウ（プリスキャンウィンドウ）を１乃至複数生成して、暗視野ＳＴＥＭ像観察の際、ユーザが注目したい試料９の観察箇所を指定して、このスキャンウィンドウ上にこの指定観察箇所の暗視野ＳＴＥＭ像を表示制御する。
【００４４】
そして、上記した観察制御手段を備えた本実施の形態の走査電子顕微鏡では、表示器１８上に表示出力する暗視野ＳＴＥＭ像に関して、図４に示すようなＧＵＩ画面（ＧＵＩウィンドウ）４０を設けることにより、検出散乱角αdのレベル表示・レベル設定、及びこの検出散乱角αdに対応する数値としてのＺコントラストＣzのレベル表示・レベル設定を実現している。
【００４５】
図４は、本実施の形態の走査電子顕微鏡により表示されるＧＵＩ画面の一例を示した図である。
【００４６】
本実施例によるＧＵＩ画面４０は、検出最小散乱角αdmin又は検出最大散乱角αdmaxによって特定される暗視野検出器１４の検出散乱角αdの入力表示用の窓４１、検出散乱角αdに対応する数値としてのＺコントラストＣzの入力表示用の窓４２、Ｚコントラストレベル調整用のスライドバー４３、登録ボタン（Ｇｏボタン）４４、及び閉じボタン（Ｃｌｏｓｅボタン）４５を備えて形成され、検出散乱角αd及びＺコントラストＣzの設定案内用のウィンドウ画面を構成する。
【００４７】
散乱角入力表示用の窓４１は、暗視野検出器１４の検出散乱角αdを特定するための検出最小散乱角αdmin又は検出最大散乱角αdmaxを、例えばＰＣ３０のキーボード、マウス等といった操作入力機器の操作によって数値入力するためのものである。なお、図４に示した状態においては、散乱角入力表示用の窓４１は、検出最小散乱角αdminの入力受付状態になっており、最小散乱角入力表示用の窓４１minの表示“ＭＩＮ”が、最大散乱角入力表示用の窓４１maxの表示“ＭＡＸ”に対して高輝度表示状態になって、入力可能状態になっていることを表わしている。本実施の形態の走査電子顕微鏡の場合は、その構成から、検出散乱角αdは暗視野検出器１４の円環形の検出面の大きさで決まるため、図示したＧＵＩ画面４０では、検出散乱角αdの特定に必要な最小散乱角αdmin又は検出最大散乱角αdmaxの中のいずれか一方の窓（４１min又は４１max）のみを入力できるようにしてある。
【００４８】
Ｚコントラスト入力表示用の窓４２は、検出散乱角αdに対応する数値として、試料の原子番号の違いに起因するＺコントラストＣzのレベル（例えば、０〜１００）を、同じく上述した操作入力機器の操作によって数値入力するためのものである。
【００４９】
また、Ｚコントラストレベル調整用のスライドバー４３は、このＺコントラストＣzのレベル（０〜１００）を直接数値入力ではなく、上述した操作入力機器を用いたスライドボタン４３ｃのスライドバー４３における移動に応じて、相対的に調整入力するためのものである。
【００５０】
本実施例では、このＺコントラストＣzの値の大小を、高コントラストな暗視野ＳＴＥＭ像を得るためには、重い元素の場合は大きな散乱角αの暗視野透過電子の検出が必要であり、逆に軽元素の場合は小さい散乱角αの暗視野透過電子の検出が必要であることに関連させて、暗視野検出器１４の予め定められた所定移動範囲内で、暗視野検出器１４が光軸方向に最も試料９から離れた位置にあって検出散乱角αdが最も小さい場合をＺコントラストＣz のレベル“０”とし、暗視野検出器１４が光軸方向に最も試料９に近い位置にあって検出散乱角αdが最も大きい場合をＺコントラストのレベル“１００”として表わし、高コントラストな暗視野ＳＴＥＭ像を得ることができる元素の軽重に対応させて、検出散乱角αdに対応する数値としてのＺコントラストＣzのレベルの小大を定めている。
【００５１】
なお、本実施形態の走査電子顕微鏡の以下の説明においては、便宜的に、上記のように定めたＺコントラストＣzに基づいて説明するが、検出散乱角αdに対応する数値としてのＺコントラストＣzの具体例としては、上述した表記に限るものではない。
【００５２】
登録ボタン（Ｇｏボタン）４４は、例えば上述した操作入力機器によって、散乱角入力表示用の窓４１、Ｚコントラスト入力表示用の窓４２、又はＺコントラストレベル調整用のスライドバー４３の何れかを使用して、ＧＵＩ画面４０上で入力した検出最小散乱角αdmin或いは検出最大散乱角αdmax、又はＺコントラストＣzのレベルを、上述したような観察制御手段を備えるＰＣ３０に登録することによって、この登録した検出最小散乱角αdmin或いは検出最大散乱角αdmaxの一方に対応する他方及びＺコントラストＣzのレベルについての演算、又は登録したＺコントラストＣzのレベルに対応する検出最小散乱角αdmin及び検出最大散乱角αdmaxについての演算を前述した観察演算部に指示し、この観察演算部による演算結果を、ＧＵＩ画面４０上の残りの対応する表示用の窓４１，４２，スライドバー４３に表示させるものである。
【００５３】
さらに、本実施の形態の走査電子顕微鏡の場合は、この登録した検出最小散乱角αdmin或いは検出最大散乱角αdmax、又はＺコントラストＣzのレベルに対応する暗視野検出器１４の光軸上における移動位置ｄの演算を前述した観察演算部に加えて指示し、観察演算部が演算した暗視野検出器１４の光軸上における移動位置ｄを移動機構制御部に供給するとともに、移動機構制御部に暗視野検出器１４をこの移動位置ｄに移動させる制御コマンドを生成させて、移動機構１９に通信指示させるものにもなっている。
【００５４】
閉じボタン（Ｃｌｏｓｅボタン）４５は、表示器１８の画面上に表示出力されているＧＵＩ画面４０を閉じるためのものである。なお、このＧＵＩ画面４０を開くこと自体は、表示器１８の画面上に表示されているツールバー等のマニュアル操作により、又はＰＣ３０によって制御される走査電子顕微鏡の所定状態の検出に応動させて開くことができる構成になっている。
【００５５】
そして、本実施例による検出散乱角αd及びＺコントラストＣzの設定調整用のＧＵＩ画面４０では、ＰＣ３０に備えられているＧＵＩ制御部によって、その散乱角入力表示用の窓４１、Ｚコントラストレベル入力表示用の窓４２、Ｚコントラストレベル調整用のスライドバー４３は、後述するようにその設定及び表示が相互にリンクした構成になっている。
【００５６】
そのために、ＧＵＩ制御部では、本実施例の場合、ＺコントラストＣzのレベルが試料９に対しての光軸方向に関しての暗視野検出器１４の位置ｄに対応していることから、ＺコントラストＣzのレベルといった観察条件から、ＰＣ３０内の観察演算部から対応する検出散乱角αdや暗視野検出器１４の移動位置ｄを演算又は取得する。
【００５７】
このように構成された、検出散乱角αd及びＺコントラストの設定調整用のＧＵＩ画面４０の作用について説明する。本実施例のＧＵＩ画面４０によれば、３通りの検出散乱角αdについての設定方法が実現可能な構成になっている。
【００５８】
まず、第１の検出散乱角αdについての設定方法として、検出散乱角αdを直接、数値指定する方法がある。この場合、ユーザは、例えばＰＣ３０のキーボード、マウス等といった操作入力機器の操作によって、ＧＵＩ画面４０の検出最小散乱角入力表示用の窓４１min又は検出最大散乱角入力表示用の窓４１maxの何れか一方を入力可能状態（高輝度表示状態）にした上で、検出最小散乱角αdmin又は検出最大散乱角αdmaxのレベルを数値設定する。その上で、ユーザは、ＰＣ３０のキーボード、マウス等といった操作入力機器の操作によって、ＧＵＩ画面４０の登録ボタン（Ｇｏボタン）４４を画面上で押釦操作する。
【００５９】
例えば、ＧＵＩ制御部がＧＵＩ画面４０の検出最小散乱角入力表示用の窓４１minが入力可能状態（高輝度表示状態）になっている場合に、ＰＣ３０のキーボード、マウス等といった操作入力機器から数値が設定登録されると、ＧＵＩ制御部はこの数値を散乱角入力表示用の窓４１の対応する窓４１minに表示する。また、観察演算部は、この設定登録された数値を検出最小散乱角αdminとして、例えば前述したフォーカス条件を考慮した暗視野検出器１４の光軸上の位置ｄ、検出散乱角αdを規定するための検出最小散乱角をαdmin、同じく検出散乱角αdを規定するための検出最大散乱角αdmax、及びこの検出散乱角αdに対応するＺコントラストＣzのそれぞれ値の相互対応関係を記録した観察データ関係テーブルから、この設定登録された数値を検出最小散乱角αdminとする場合の対応する暗視野検出器１４の光軸上の位置ｄ（＝ｄad）、検出最大散乱角αdmax、及びＺコントラストＣzの値を読み出し、この読み出した検出最大散乱角αdmax及びＺコントラストＣzの値をＧＵＩ制御部に供給するとともに、同じく読み出した暗視野検出器１４の光軸上の位置ｄを移動機構制御部に供給する。なお、観察演算部は、この読み出したＺコントラストＣzの値をＧＵＩ制御部に供給する際、ＺコントラストＣzのレベル（０〜１００）単位とＧＵＩ制御部によるＺコントラストレベル調整用のスライドバー４３上におけるスライドボタン４３ｃの座標レベル単位とが予め一致していない場合は、読み出したＺコントラストＣzの値をスライドボタン４３ｃの座標レベル単位に変換した座標数値を演算し、この座標数値も読み出したＺコントラストＣzの値と併せてＧＵＩ制御部に供給する構成になっている。
【００６０】
そして、ＧＵＩ制御部は、観察演算部からこの演算された検出最大散乱角αdmax及びＺコントラストＣzの値の供給を受けて、検出最大散乱角αdmaxの値をＧＵＩ画面４０の検出最大散乱角入力表示用の窓４１maxに表示する一方、ＺコントラストＣzの値をＺコントラストレベル入力表示用の窓４２に表示するとともに、Ｚコントラストレベル調整用のスライドバー４３のスライドボタン４３ｃをこのＺコントラストＣzの値に対応するバー位置に移動させて表示し直す。
【００６１】
また、移動機構制御部は、観察演算部からこの演算された暗視野検出器１４の光軸上の位置ｄの供給を受けて、移動位置ｄに移動させるための移動機構１９に対する制御コマンドを生成し、この制御コマンドを移動機構１９に供給することにより、移動機構１９を駆動制御する。
【００６２】
これにより、表示器１８の画面上には、この設定入力された数値からなる検出最小散乱角αdminに基づく検出散乱角αdの走査透過電子顕微鏡像（ＳＴＥＭ像）が形成され、さらにそのＧＵＩ画面４０上には、その際における検出最小散乱角αdmin、検出最大散乱角αdmax、及びＺコントラストＣzのそれぞれ値が対応する表示用の窓４１，４２，スライドバー４３に表示される。
【００６３】
次に、第２の検出散乱角αdについての設定方法として、ＺコントラストＣzのレベルを直接、数値指定する方法がある。この場合、ユーザは、例えばＰＣ３０のキーボード、マウス等といった操作入力機器の操作によって、ＧＵＩ画面４０のＺコントラスト入力表示用の窓４２を入力可能状態（高輝度表示状態）にした上で、ＺコントラストＣzのレベル（０〜１００）を数値設定する。その上で、ユーザは、ＰＣ３０のキーボード、マウス等といった操作入力機器の操作によって、ＧＵＩ画面４０の登録ボタン（Ｇｏボタン）４４を画面上で押釦操作する。
【００６４】
例えば、ＧＵＩ制御部がＧＵＩ画面４０のＺコントラスト入力表示用の窓４２が入力可能状態（高輝度表示状態）になっている場合に、ＰＣ３０のキーボード、マウス等といった操作入力機器の操作に基づき数値が設定登録されると、ＧＵＩ制御部はこの数値をＺコントラスト入力表示用の窓４２に表示する。また、観察演算部は、この設定登録されたＺコントラストＣzの数値を基に、前述した観察データ関係テーブルから、それぞれ対応する暗視野検出器１４の光軸上の位置ｄ（＝ｄad）、検出最小散乱角αdmin、及び検出最大散乱角αdmaxの値を読み出し、この読み出した検出最小散乱角αdmin及び検出最大散乱角αdmaxの値をＧＵＩ制御部に供給するとともに、同じく読み出した暗視野検出器１４の光軸上の位置ｄを移動機構制御部に供給する。
【００６５】
そして、ＧＵＩ制御部は、観察演算部からこの演算された検出最小散乱角αdmin、及び検出最大散乱角αdmaxの値の供給を受けて、これらの値をＧＵＩ画面４０の検出最大散乱角入力表示用の窓４１maxに表示するとともに、Ｚコントラストレベル調整用のスライドバー４３のスライドボタン４３ｃを設定入力されたＺコントラストＣzの値に対応するバー位置に移動させて表示し直す。
【００６６】
また、移動機構制御部は、観察演算部からこの演算された暗視野検出器１４の光軸上の移動位置ｄの供給を受けて、この移動位置ｄに移動させるための移動機構１９に対する制御コマンドを生成し、この制御コマンドを移動機構１９にすることにより、移動機構１９を駆動制御する。
【００６７】
これにより、表示器１８の画面上には、この設定入力された数値からなるＺコントラストＣzのレベルに基づく検出散乱角αdの走査透過電子顕微鏡像（ＳＴＥＭ像）が形成され、さらにそのＧＵＩ画面４０上には、その際における検出最小散乱角αdmin、検出最大散乱角αdmax、及びＺコントラストＣzのそれぞれ値が対応する表示用の窓４１，４２，スライドバー４３に表示される。
【００６８】
次に、第３の検出散乱角αdについての設定方法として、ＺコントラストＣzをスライドボタン４３ｃの移動に応じて、相対的に調整入力する方法がある。この場合、ユーザは、例えばＰＣ３０のキーボード、マウス等といった操作入力機器の操作によって、ＧＵＩ画面４０のＺコントラストレベル調整用のスライドバー４３を入力可能状態（高輝度表示状態）にした上で、そのスライドボタン４３ｃをスライドバー４３上の所望の位置に移動させる。その上で、ユーザは、ＰＣ３０のキーボード、マウス等といった操作入力機器の操作によって、ＧＵＩ画面４０の登録ボタン４４を画面上で押釦操作する。
【００６９】
例えば、ＧＵＩ制御部がＧＵＩ画面４０のＺコントラストレベル調整用のスライドバー４３が入力可能状態（高輝度表示状態）になっている場合に、ＰＣ３０のキーボード、マウス等といった操作入力機器からスライドボタン４３ｃのスライドバー４３上の所在位置が設定登録されると、ＧＵＩ制御部はこの所在位置に対応するスライドバー４３上の座標数値を観察演算部に供給する。観察演算部は、この設定登録されたスライドバー４３上の座標数値を必要に応じてＺコントラストＣzの数値に変換し、これを基に前述した観察データ関係テーブルから、それぞれスライドバー４３上のスライドボタン４３ｃの所在位置に対応する暗視野検出器１４の光軸上の位置ｄ（＝ｄad）、検出最小散乱角αdmin、及び検出最大散乱角αdmaxの値を読み出し、この読み出した検出最小散乱角αdmin及び検出最大散乱角αdmaxの値をＧＵＩ制御部に供給するとともに、同じく読み出した暗視野検出器１４の光軸上の位置ｄを移動機構制御部に供給する。
【００７０】
そして、ＧＵＩ制御部は、観察演算部からこの演算された検出最大散乱角αdmax及びＺコントラストＣzの値の供給を受けて、検出最大散乱角αdmaxの値をＧＵＩ画面４０の検出最大散乱角入力表示用の窓４１maxに表示する一方、ＺコントラストＣzの値をＺコントラストレベル入力表示用の窓４２に表示する。
【００７１】
また、移動機構制御部は、観察演算部からこの演算された暗視野検出器１４の光軸上の位置ｄの供給を受けて、移動位置ｄに移動させるための移動機構１９に対する制御コマンドを生成し、この制御コマンドを移動機構１９に供給することにより、移動機構１９を駆動制御する。
【００７２】
これにより、表示器１８の画面上には、この設定入力された数値からなる検出最小散乱角αdminに基づく検出散乱角αdの走査透過電子顕微鏡像（ＳＴＥＭ像）が形成され、さらにそのＧＵＩ画面４０上には、その際における検出最小散乱角αdmin、検出最大散乱角αdmax、及びＺコントラストＣzのそれぞれ値が対応する表示用の窓４１，４２，スライドバー４３に表示される。
【００７３】
一方、図５は、本実施の形態の走査電子顕微鏡により表示されるプリスキャンウィンドウ画面の一例を示した図である。
【００７４】
図５において、図５（ａ）は、表示器１８上に表示された通常のＺコントラスト調整前の暗視野ＳＴＥＭ像の表示画面５０上で、例えばＰＣ３０のキーボード、マウス等といった操作入力機器を用いてユーザがスキャンウィンドウの観察範囲指定操作を行って、試料９の所望の観察箇所を指定して観察範囲指定用のスキャンウィンドウ５１を設定した状態を示している。図５（ｂ）は、その後にユーザがプリスキャンウィンドウの表示操作を行って、表示器１８上にプリスキャンウィンドウ画面５２（図示の例では、４つのプリスキャン画面５２-１〜５２-４を有する）が表示された状態を示したものである。
【００７５】
本実施例では、各プリスキャン画面５２-１〜５２-４は、観察画面部５３と検出散乱角αdの調整画面部５４とを有して形成されている。そして、検出散乱角αdの調整画面部５４としては、前述のＧＵＩ画面４０におけるＺコントラストレベル調整用のスライドバー４３と同様なスライドボタン５５ｃを有するスライドバー５５が設けられている。なお、プリスキャンウィンドウ画面５２は、表示器１８上に通常のＺコントラスト調整前のＳＴＥＭ像表示画面５０とともに表示器１８に同時に表示されてもよいし、表示器１８上に通常のＺコントラスト調整前のＳＥＭ像表示画面５０に代えて表示器１８に表示されてもよい。
【００７６】
次に、本実施形態の走査電子顕微鏡において、暗視野ＳＴＥＭ像観察でプリスキャンウィンドウ画面５２を使用した検出散乱角αdについての設定方法を、図６に基づき説明する。
【００７７】
図６は、本実施形態の走査電子顕微鏡によるプリスキャンウィンドウを用いた検出散乱角の設定制御についてのフローチャートである。
【００７８】
図６において、ユーザは、走査電子顕微鏡の対物レンズ１１の上下磁極１２ａ，１２ｂ間に試料９を配置し（ステップＳ10）、ＰＣ３０の操作入力機器を所定操作してＳＴＥＭ像の観察を開始する（ステップＳ20）。この状態においては、暗視野検出器１４は、光軸上の予め定められた初期位置又は前回観察時の観察終了位置に位置しているものとする。
【００７９】
そして、ユーザは、暗視野ＳＴＥＭ像の観察を行う場合は、ＰＣ３０の操作入力機器を所定操作して、表示器１８の画面上の表示を暗視野ＳＴＥＭ像の表示に切り換える（ステップＳ30）。その上で、ユーザは、表示器１８の画面上に表示された暗視野ＳＴＥＭ像を確認し、試料や目的に応じてそのＺコントラストＣzは最適化か否かを判断する（ステップＳ40）。
【００８０】
ユーザは、表示器１８の画面上に表示された暗視野ＳＴＥＭ像が試料や目的に合った最適化なものであると判断した場合は、その表示器１８の画面上に取得された暗視野ＳＴＥＭ像の観察を続行する（ステップＳ120）。
【００８１】
ところが、ユーザが表示器１８の画面上に表示された暗視野ＳＴＥＭ像が試料や目的に合った最適化なものではないと考える場合は、ＰＣ３０の操作入力機器を所定操作して、図５で説明したプリスキャンウィンドウの設定操作を行う（ステップＳ50）。
【００８２】
プリスキャンウィンドウの設定操作がなされると、ＰＣ３０における観察制御手段のプリスキャンウィンドウ制御部は、次のような制御を行う。
【００８３】
プリスキャンウィンドウ制御部は、例えば、ＧＵＩ制御部に対して、表示器１８に対しての前述した観察範囲指定用のスキャンウィンドウ５１の表示やプリスキャン条件設定用のＧＵＩ画面（図示省略）の表示を指示すること等によって、プリスキャン条件の設定をユーザに案内する。ここで、観察範囲指定用のスキャンウィンドウ５１は、通常の暗視野ＳＴＥＭ像の表示画面５０による観察面積よりも小さい観察面積になっている。
【００８４】
この案内に基づき、ユーザは、ＰＣ３０のキーボード、マウス等といった操作入力機器の操作し、現在表示されている暗視野ＳＴＥＭ像の表示画面５０上でこのスキャンウィンドウ５１を注目したい所望箇所に移動させることによってその観察範囲を設定し、例えばＧＵＩ画面で表示される観察レベル範囲、観察箇所数等といった個別条件に変更があればその値を変更し、観察レベル範囲、観察箇所数等等といった個別条件を設定する（ステップＳ60）。なお、以下では、プリスキャン条件として、観察範囲が、図５（ａ）に示したようにスキャンウィンドウ５１によって設定され、観察レベル範囲がＺコントラストＣzのレベルで“０〜１００”に、観察箇所数が“４”に設定された場合を例に説明する。
【００８５】
プリスキャンウィンドウ制御部は、これらの設定されたプリスキャン条件の登録操作を基に、暗視野ＳＴＥＭ像のプリスキャンを実行する（ステップＳ70）。
【００８６】
この場合、プリスキャンウィンドウ制御部は、観察レベル範囲“０〜１００”と観察箇所数が“４”とから、観察レベル範囲“０〜１００”をほぼ３等分したＺコントラストＣzのレベル“０”，“３３”，“６７”，“１００”をプリスキャン画面５２-１〜５２-４の取得のための暗視野検出器１４の移動位置として設定し、前述した移動機構制御部に、まず、暗視野検出器１４をＺコントラストＣzのレベル“０”に対応する光軸上の位置ｄへ移動させるための制御コマンドの生成を指示する。移動機構制御部は、この生成した制御コマンドを移動機構１９に供給し、移動機構１９は暗視野検出器１４をＺコントラストＣzのレベル“０”に対応した光軸上の位置ｄに移動させる。そして、移動機構制御部は、移動機構１９から制御コマンドに基づく移動完了報告を受信すると、この移動完了報告をプリスキャンウィンドウ制御部に転送する。
【００８７】
プリスキャンウィンドウ制御部は、この移動完了報告を受けて、ＧＵＩ制御部から取得した暗視野ＳＴＥＭ像の表示画面５０上の少なくともスキャンウィンドウ５１部分についての暗視野ＳＴＥＭ像を取得するために必要な電子線１の走査を電子線走査手段としての偏向コイル８により行わせるために、例えば、図示せぬ偏向コイル８を駆動制御する図示せぬ電子線走査制御手段に対し、スキャンウィンドウ５１部分の座標データを走査範囲情報として供給し、電子線１の走査範囲を制限して試料９をプリスキャンする。
【００８８】
また、プリスキャンウィンドウ制御部は、その際における暗視野検出器１４のスキャンウィンドウ５１部分の電子線１の走査（プリスキャン）に対応した出力に基づき、このスキャンウィンドウ５１部分の暗視野ＳＴＥＭ像を取得して、ＰＣ３０のメモリ内に形成されたプリスキャン画面蓄積用の記憶領域（図示省略）に記憶する。
【００８９】
この際、プリスキャンウィンドウ制御部は、この取得したスキャンウィンドウ５１部分の暗視野ＳＴＥＭ像を、当該スキャンウィンドウ５１部分の暗視野ＳＴＥＭ像を取得した際の、ＺコントラストＣzのレベル（この場合は“０”）、暗視野検出器１４の光軸上の位置ｄ、暗視野検出器１４の検出散乱角αd（検出最小散乱角αdmin又は検出最大散乱角αdmaxの中の少なくとも一方）といった取得関連情報と対応づけて、プリスキャン画面蓄積用の記憶領域に記憶する。
【００９０】
そして、プリスキャンウィンドウ制御部は、上述したようなＺコントラストＣzのレベル“０”についてのプリスキャンを完了すると、本例の場合は、前述した設定条件に基づき、ＺコントラストＣzのレベル“３３”，“６７”，“１００”それぞれについても順次プリスキャンを行い、これらプリスキャン毎に取得されるスキャンウィンドウ５１部分の暗視野ＳＴＥＭ像を、その際の取得関連情報と対応づけて、ＰＣ３０のメモリ内に形成されたプリスキャン画面蓄積用の記憶領域に順次記憶していく。
【００９１】
その上で、プリスキャンウィンドウ制御部は、前述した設定条件それぞれのスキャンウィンドウ５１部分の暗視野ＳＴＥＭ像の取得が完了する毎に、又は前述した設定条件全てについてスキャンウィンドウ５１部分の暗視野ＳＴＥＭ像の取得が完了すると、図５（ｂ）に示した如くのプリスキャンウィンドウ画面５２を、前述したメモリ内におけるプリスキャンウィンドウのための記憶領域に記憶されている情報を基にして生成し、表示器１８の画面上に表示する。
【００９２】
プリスキャンウィンドウ画面５２は、観察条件（観察レベル範囲“０〜１００”と観察箇所数が“４”）に基づき取得した、ＺコントラストＣzのレベル“０”，“３３”，“６７”，“１００”それぞれに対応した４つのプリスキャン画面５２-１〜５２-４を有し、各画面５２-１〜５２-４の観察画面部５３には、プリスキャンウィンドウ画面制御用の画像記憶領域に記憶されている対応するスキャンウィンドウ５１部分の暗視野ＳＴＥＭ像が表示され、検出散乱角αdの調整画面部５４としてのスライドバー５５には、そのスライドボタン５５ｃが、この暗視野ＳＴＥＭ像に対応づけて記憶されている取得関連情報に基づき、それぞれＺコントラストＣzのレベル“０”，“３３”，“６７”，“１００”に対応位置させて表示されるようになっている。
【００９３】
これにより、ユーザは、表示器１８上に表示されたプリスキャンウィンドウ画面５２における各プリスキャン画面５２-１〜５２-４それぞれの観察画面部５３に表示されているスキャンウィンドウ５１部分の暗視野ＳＴＥＭ像を見比べながら、試料や目的に合ったＺコントラストＣzが最適な暗視野ＳＴＥＭ像があるか否かを判断する（ステップＳ80）。
【００９４】
ユーザは、試料や目的に合ったＺコントラストＣzが最適な暗視野ＳＴＥＭ像がプリスキャンウィンドウ画面５２のプリスキャン画面５２-１〜５２-４の中から得られた場合は、ＰＣ３０のキーボード、マウス等といった操作入力機器を用いて該当するプリスキャン画面５２-ｎ（ｎは、１〜４の何れか）をプリスキャンウィンドウ画面５２上で選択する（ステップＳ90）。
【００９５】
具体例として、図５（ｂ）に示したプリスキャン画面５２-２がユーザにより選択された場合を想定すると、プリスキャンウィンドウ制御部は、移動機構制御部にプリスキャン画面５２-２の対応する取得関連情報（ＺコントラストＣzのレベル“３３”等）に基づいて、当該取得関連情報によって規定される光軸上の位置ｄへ暗視野検出器１４を移動させるための制御コマンドの生成を、移動機構制御部に指示する（ステップＳ100）。
【００９６】
この場合、プリスキャンウィンドウ制御部は、その制御コマンドの生成指示と一緒に選択されたプリスキャン画面５２-２に対応する取得関連情報（ＺコントラストＣzのレベル“３３”等）を移動機構制御部に供給し、移動機構制御部は、ＺコントラストＣzのレベルが“３３”に対応する光軸上における移動位置ｄへ暗視野検出器１４を移動させる制御コマンドを生成して、移動機構１９に供給する。これにより、移動機構１９は、例えば、プリスキャン完了後に暗視野検出器１４が待機している光軸上における移動位置ｄ（例えば、ＺコントラストＣzのレベル“１００”に対応する光軸上における移動位置ｄ）と、移動機構制御部から供給された制御コマンドによる移動位置ｄ（ＺコントラストＣzのレベルが“３３”に対応する光軸上における移動位置ｄ）と異なる場合は、暗視野検出器１４を移動機構制御部から供給された制御コマンドによる移動位置ｄに移動させる。
【００９７】
これにより、表示器１８上に表示された通常のＺコントラスト調整前の暗視野ＳＴＥＭ像の表示画面５０が、選択したプリスキャン画面５２-２の設定条件であるＺコントラストＣzのレベル“３３”による通常の暗視野ＳＴＥＭ像の画面に切り換え表示され、このＺコントラストＣzのレベル“３３”による最適な暗視野ＳＴＥＭ像の観察が開始されることになる（ステップＳ120）。
【００９８】
これに対して、試料や目的に合ったＺコントラストＣzが最適な画像をプリスキャンウィンドウ画面５２のプリスキャン画面５２-１〜５２-４の中から得られなかった場合は、ユーザは、最適なＺコントラストＣzに近いプリスキャン画面５２-ｎ（ｎは、１〜４の何れか）を選択し、ＰＣ３０のキーボード、マウス等といった操作入力機器を用いて、その調整画面部５４におけるスライドバー５５のスライドボタン５５ｃを移動操作して、ＺコントラストＣzのレベルを調整する（ステップＳ110）。
【００９９】
具体例として、図５（ｂ）に示したプリスキャン画面５２-３が選択され、その調整画面部５４におけるスライドバー５５のスライドボタン５５ｃが移動調整された場合を想定する。
【０１００】
プリスキャンウィンドウ制御部は、プリスキャン画面５２-３の調整画面部５４におけるスライドバー５５のスライドボタン５５ｃが、ユーザのＰＣ３０のキーボード、マウス等といった操作入力機器を用いて指定されると、まず、選択されたプリスキャン画面５２-３に対応する取得関連情報（ＺコントラストＣzのレベル“６７”等）を移動機構制御部に供給し、移動機構制御部は、ＺコントラストＣzのレベルが“６７”に対応する光軸上における移動位置ｄへ暗視野検出器１４を移動させる制御コマンドを生成して、移動機構１９に供給する。これにより、移動機構１９は、例えば、プリスキャン完了後に暗視野検出器１４が待機している光軸上における移動位置ｄ（例えば、ＺコントラストＣzのレベル“１００”に対応する光軸上における移動位置ｄ）と、移動機構制御部から供給された制御コマンドによる移動位置ｄ（ＺコントラストＣzのレベルが“６７”に対応する光軸上における移動位置ｄ）と異なる場合は、暗視野検出器１４を移動機構制御部から供給された制御コマンドによる移動位置ｄに移動させる。
【０１０１】
また、プリスキャンウィンドウ制御部は、この暗視野検出器１４の移動と合わせて、プリスキャン画面５２-３の観察画面部５３の表示を、ＰＣ３０のメモリ内に形成されたプリスキャン画面蓄積用の記憶領域に記憶されているＺコントラストＣzのレベル“６７”に対応して取得されたスキャンウィンドウ５１部分の暗視野ＳＴＥＭ像に代えて、暗視野検出器１４により現在取得されるスキャンウィンドウ５１部分の暗視野ＳＴＥＭ像の表示に切り換える。
【０１０２】
これにより、プリスキャン画面５２-３のスライドバー５５のスライドボタン５５ｃがユーザにより指定されることにより、プリスキャン画面５２-３の観察画面部５３には、ＺコントラストＣzのレベルが“６７”に対応する光軸上における移動位置ｄに移動した後の暗視野検出器１４により現在取得されるスキャンウィンドウ５１部分の暗視野ＳＴＥＭ像が表示されることになる。
【０１０３】
その後、プリスキャンウィンドウ制御部は、スライドバー５５のスライドボタン５５ｃがユーザのＰＣ３０のキーボード、マウス等といった操作入力機器を用いて移動操作されると、ＧＵＩ制御部から供給されるそのスライドバー５５上での移動量に基づき、ＺコントラストＣzのレベルを当初の“６７”から増加又は減少変化させてＺコントラストＣzのレベルを更新し、この更新したＺコントラストＣzのレベルを、プリスキャン画面５２-３の取得のための暗視野検出器１４の移動位置として設定し、移動機構制御部にこの更新したＺコントラストＣzのレベルに対応する光軸上の位置ｄへ移動させるための制御コマンドの生成を指示する。これにより、移動機構１９は、例えば、プリスキャン完了後に暗視野検出器１４が待機している光軸上における移動位置ｄ（この場合、ＺコントラストＣzのレベル“６７”に対応する光軸上における移動位置ｄ）と、新たに移動機構制御部から供給された制御コマンドによる移動位置ｄ（ＺコントラストＣzのレベルが“６７”に対して増減された数値に対応する光軸上における移動位置ｄ）と異なる場合は、暗視野検出器１４を移動機構制御部から新たに供給された制御コマンドによる移動位置ｄに移動させる。
【０１０４】
そして、プリスキャンウィンドウ制御部は、この移動完了報告を受けて、ＧＵＩ制御部から取得した暗視野ＳＴＥＭ像の表示画面５０上の少なくともスキャンウィンドウ５１部分についての暗視野ＳＴＥＭ像を取得するために必要な電子線１の走査を電子線走査手段としての偏向コイル８により行わせるために、例えば、図示せぬ偏向コイル８を駆動制御する図示せぬ電子線走査制御手段に対し、スキャンウィンドウ５１部分の座標データを走査範囲情報として供給し、電子線１の走査範囲を制限して試料９をプリスキャンする。
【０１０５】
この結果、プリスキャン画面５２-３の観察画面部５３には、ユーザのＰＣ３０のキーボード、マウス等といった操作入力機器を用いて移動操作して調整したＺコントラストＣzのレベルに対応し、この調整したＺコントラストＣzに対応する光軸上の移動位置ｄに位置した暗視野検出器１４によって取得されるスキャンウィンドウ５１部分の暗視野ＳＴＥＭ像が追従して表示されるようになる。
【０１０６】
したがって、ユーザは、選択したプリスキャン画面５２-３上で、最適なＺコントラストＣzのスキャンウィンドウ５１部分の暗視野ＳＴＥＭ像がプリスキャン画面５２-３で得られた段階で、ＰＣ３０のキーボード、マウス等といった操作入力機器を用いてプリスキャン画面５２-３をプリスキャンウィンドウ画面５２上で再度選択することにより、暗視野検出器１４のスライドボタン５５ｃの操作に基づく移動が完了し（ステップＳ110）、表示器１８上に表示された通常のＺコントラスト調整前の暗視野ＳＴＥＭ像の表示画面５０が、選択したプリスキャン画面５２-３のスライドバー５５のスライドボタン５５ｃによって調整されたＺコントラストＣzのレベルによる試料９全体の暗視野ＳＴＥＭ像の表示画面５０に切り換え表示され、このＺコントラストＣzによる暗視野ＳＴＥＭ像の観察が開始されることになる（ステップＳ120）。
【０１０７】
これにより、試料９の材料（構成元素・厚さ）にもよるが、ＺコントラストＣz、検出散乱角αdの範囲、又は暗視野検出器１４の位置ｄによって、暗視野ＳＴＥＭ像が大きく変化して最適なＺコントラストの暗視野ＳＴＥＭ画像を選択するのが難しい場合であっても、図５（ｂ）に示したプリスキャンウィンドウ画面５２を用い、そのプリスキャン画面５２-１〜５２-４の中から最適なプリスキャン画面５２-ｎを選択したり、さらにこの選択したプリスキャン画面５２-ｎのＺコントラストのレベルを調整したりすることによって、容易かつ迅速に最適なＺコントラストＣzの暗視野ＳＴＥＭ画像を取得することができる。
【０１０８】
すなわち、従来、ユーザは、暗視野検出器１４の移動位置ｄを手動で変更して、Ｚコントラスト調整前の試料９全体の暗視野ＳＴＥＭ像の表示画面５０を、手動で変更した移動位置ｄに対応した試料９全体の暗視野ＳＴＥＭ像の表示画面５０に切り換えて、変更後の暗視野ＳＴＥＭ像が最適なＺコントラストＣzであるかを判断していたが、上述のようなプリスキャンウィンドウ画面５２を用いることにより、そのスキャンウィンドウ５１で指定されるプリスキャン画面５２-ｎが通常の試料９全体の暗視野ＳＴＥＭ像の表示画面５０よりも小さい画面で済むことになり、その走査や画像処理等のために要する時間を短縮することができるとともに、複数のプリスキャン画面５２-ｎによる暗視野ＳＴＥＭ像を見比べて最適なＺコントラストＣzを判断することができるので、試料９全体の最適なＺコントラストＣzの暗視野ＳＴＥＭ像を得るまでの手間を軽減することができる。
【０１０９】
なお、上述した実施の形態の走査電子顕微鏡の場合は、暗視野検出器１４の光軸上における移動位置を４ヶ所プリスキャンしてプリスキャン画面５２-１〜５２-４を取得する構成としているが、観察レベル範囲“０〜１００”や観察箇所数“４”等といった観察条件はユーザが任意に事前設定できる構成とすることも可能であり、例えば観察箇所数の場合は、２ヶ所以上なら何ヶ所でもよい。
【０１１０】
また、上述した実施の形態の走査電子顕微鏡の場合は、プリスキャンウィンドウ画面５２における各プリスキャン画面５２-ｎの調整画面部５４は、スライドバー５５を備えて構成したが、図４で説明したＧＵＩ画面４０のような、検出最小散乱角αdmin又は検出最大散乱角αdmaxの値の入力部を備えた構成であってもよい。
【０１１１】
さらに、上述した実施の形態の走査電子顕微鏡の場合は、各プリスキャン画面５２-ｎの調整画面部５４は、各プリスキャン画面５２-ｎにスキャンウィンドウ５１部分の対応する暗視野ＳＴＥＭ像が表示された後、表示された暗視野ＳＴＥＭ像のＺコントラストＣzを調整するために操作される構成としたが、各プリスキャン画面５２-ｎの観察画面部５３にスキャンウィンドウ５１部分の対応する暗視野ＳＴＥＭ像が表示される前に操作され、各プリスキャン画面５２-ｎの観察画面部５３に表示するスキャンウィンドウ５１部分の対応する暗視野ＳＴＥＭ像のＺコントラストＣzを設定登録するために利用されてもよい。
【０１１２】
以上、本発明の電子線装置については、上記したように種々の変形例が考えられるものであり、その具体的な構成については、前述した実施の形態の具体的な構成に限定されるものではない。
【図面の簡単な説明】
【０１１３】
【図１】本発明による電子線装置の一実施の形態としての走査電子顕微鏡の概略構成図である。
【図２】本実施の形態の走査電子顕微鏡に用いられる暗視野検出器の移動機構の一実施例の構成図である。
【図３】本実施の形態の走査電子顕微鏡における暗視野検出器の検出散乱角を説明するための概念図である。
【図４】本実施の形態の走査電子顕微鏡により表示されるＧＵＩ画面の一例を示した図である。
【図５】本実施の形態の走査電子顕微鏡により表示されるプリスキャンウィンドウ画面の一例を示した図である。
【図６】本実施形態の走査電子顕微鏡によるプリスキャンウィンドウを用いた検出散乱角の設定制御についてのフローチャートである。
【符号の説明】
【０１１４】
１  電子線
２  電界放出形電子銃
３  引き出し電極
４  陽極
５  第一の集束レンズ（Ｃ１レンズ）
６  対物レンズ絞り
７  第二の集束レンズ（Ｃ２レンズ）
８  偏向コイル
９  試料（薄膜試料）
１０  二次電子検出器
１１  対物レンズ
１４  暗視野検出器
１６  明視野絞り
１７  明視野検出器
１８  表示器
１９  移動機構
２５  モータ
３０  ＰＣ
４０  ＧＵＩ画面
４１  検出散乱角αdの入力表示用の窓
４２  ＺコントラストＣzの入力表示用の窓
４３  Ｚコントラストレベル調整用のスライドバー
４４  登録ボタン（Ｇｏボタン）
５０  ＳＥＭ像表示画面
５１  スキャンウィンドウ
５２  プリスキャンウィンドウ画面
５３  観察画面部
５４  調整画面部
５５  スライドバー
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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