(57)【要約】【課題】  エラー等の不具合の発生時にエラー原因の手がかりを示すことのできる観察システム及び観察システムの制御方法を提供する。【解決手段】  装置本体１と装置本体１を制御する制御装置２とを有する観察システム及び当該観察システムの制御方法において、装置本体１を制御する制御信号データを経時的に記憶する信号記憶部３１と、装置本体１からの検出画像データを経時的に記憶する画像記憶部３２と、指定タイミングの前後に対応する制御信号データと検出画像データとを同期させて読み出すとともに、読み出した各データを表示手段に送信するデータ読み出し部３２とを有する。【選択図】図１
2005079048.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
装置本体と装置本体を制御する制御装置とを有する観察システムにおいて、装置本体を制御する制御信号データと装置本体からの検出画像データとを経時的に記憶し、指定タイミングの前後に対応する制御信号データと検出画像データとを同期させて読み出し、読み出した各データを表示手段に送信することを特徴とする観察システム。
【請求項２】
前記装置本体から発生するエラー信号の有無を検出し、エラー信号を検出した際には、エラー信号検出タイミングの前後に対応する制御信号データと検出画像データとを同期させて読み出すことを特徴とする請求項１記載の観察システム。
【請求項３】
前記装置本体から発生するエラー信号を検出したときには当該エラー信号に対するエラー検出信号データを経時的に記憶し、エラー信号検出タイミング後に対応するエラー検出信号データを検出画像データと同期させて読み出し、読み出した各データを表示手段に送信することを特徴とする請求項２記載の観察システム。
【請求項４】
装置本体と装置本体を制御する制御装置とを有する観察システムにおいて、装置本体を制御する制御信号データを経時的に記憶する信号記憶部と、装置本体からの検出画像データを経時的に記憶する画像記憶部と、指定タイミングの前後に対応する制御信号データと検出画像データとを同期させて読み出すとともに、読み出した各データを表示手段に送信するデータ読み出し部とを有することを特徴とする観察システム。
【請求項５】
前記装置本体から発生するエラー信号を検出するエラー信号検出部を有し、エラー信号を検出した際には、前記データ読み出し部によってエラー信号検出タイミングの前後に対応する制御信号データと検出画像データとを同期させて読み出すことを特徴とする請求項４記載の観察システム。
【請求項６】
前記装置本体から発生するエラー信号を検出したときには当該エラー信号に対するエラー検出信号データを経時的に前記信号記憶部により記憶し、前記データ読み出し部によってエラー信号検出タイミング後に対応するエラー検出信号データを検出画像データと同期させて読み出すとともに、読み出した各データを表示手段に送信することを特徴とする請求項５記載の観察システム。
【請求項７】
前記データ読み出し部により読み出された各データを、通信回線を介して表示装置に送信する通信制御部を有することを特徴とする請求項４乃至６何れかに記載の観察システム。
【請求項８】
前記データ読み出し部により読み出された各データを履歴として保存するデータ保存部を有することを特徴とする請求項４乃至７何れかに記載の観察システム。
【請求項９】
装置本体と装置本体を制御する制御装置とを有する観察システムの制御方法において、装置本体を制御する制御信号データと装置本体からの検出画像データとを経時的に記憶し、指定タイミングの前後に対応する制御信号データと検出画像データとを同期させて読み出し、読み出した各データを表示手段に送信することを特徴とする観察システムの制御方法。
【請求項１０】
前記装置本体から発生するエラー信号の有無を検出し、エラー信号を検出した際には、エラー信号検出タイミングの前後に対応する制御信号データと検出画像データとを同期させて読み出すことを特徴とする請求項９記載の観察システムの制御方法。
【請求項１１】
前記装置本体から発生するエラー信号を検出したときには当該エラー信号に対するエラー検出信号データを経時的に記憶し、エラー信号検出タイミング後に対応するエラー検出信号データを検出画像データと同期させて読み出し、読み出した各データを表示手段に送信することを特徴とする請求項１０記載の観察システムの制御方法。
【請求項１２】
装置本体と装置本体を制御する制御装置とを有する観察システムの制御方法において、装置本体を制御する制御信号データを経時的に記憶する信号記憶工程と、装置本体からの検出画像データを経時的に記憶する画像記憶工程と、指定タイミングの前後に対応する制御信号データと検出画像データとを同期させて読み出すデータ読み出し工程と、読み出した各データを表示手段に送信するデータ送信工程とを有することを特徴とする観察システムの制御方法。
【請求項１３】
前記装置本体から発生するエラー信号を検出するエラー信号検出工程を有し、エラー信号を検出した際には、前記データ読み出し工程によってエラー信号検出タイミングの前後に対応する制御信号データと検出画像データとを同期させて読み出すことを特徴とする請求項１２記載の観察システムの制御方法。
【請求項１４】
前記装置本体から発生するエラー信号を検出したときには当該エラー信号に対するエラー検出信号データを経時的に前記信号記憶工程により記憶し、前記データ読み出し工程によってエラー信号検出タイミング後に対応するエラー検出信号データを検出画像データと同期させて読み出すとともに、データ送信工程によって読み出した各データを表示手段に送信することを特徴とする請求項１３記載の観察システムの制御方法。
【請求項１５】
前記データ読み出し工程により読み出された各データを、前記データ送信工程において通信回線を介して表示装置に送信することを特徴とする請求項１２乃至１４何れかに記載の観察システムの制御方法。
【請求項１６】
前記データ読み出し工程により読み出された各データを履歴として保存するデータ保存工程を有することを特徴とする請求項１２乃至１５何れかに記載の観察システムの制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、観察システム及び観察システムの制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
走査型電子顕微鏡等の観察装置本体（以下、装置本体という）と、この装置本体を制御する制御装置とを備える観察システムにおいて、観察動作の実行中に装置本体内でエラーが発生した際に、装置本体からのエラー信号を制御装置にて検出し、エラー信号を制御装置に設けられた表示装置に表示してオペレータに知らせるようにした観察システムがある。
【０００３】
このような観察システムの一例を図６に示す。図６は、従来技術における観察システムを示す概略構成図である。
【０００４】
同図において、１０１は走査型電子顕微鏡からなる装置本体であり、この装置本体１０１は制御装置１０２に接続されている、これにより、装置本体１０１は制御装置１０２により適宜制御される。
【０００５】
装置本体１０１は、電子銃１０３を有し、この電子銃１０３から放出されて加速された電子ビームＥＢは、集束レンズ１０４及び対物レンズ１０６により集束され、試料ステージ１１０に載置された試料１０９上に照射される。このとき、電子ビームＥＢは、走査コイル１０５により試料１０９上を走査される。なお、集束レンズ１０４、走査コイル１０５、及び対物レンズ１０６により電子光学系１５４が構成される。
【０００６】
このように電子ビームＥＢが照射された試料１０９からは、２次電子若しくは反射電子等の被検出電子が発生し、この被検出電子は検出器１０７，１０８により検出される。すなわち、試料１０９から発生した２次電子は２次電子検出器１０８によって検出され、また、試料１０９から発生した反射電子は反射電子検出器１０７によって検出される。ここで、２次電子検出器１０８は、円筒形状とされており、試料１０９に近接して配置されている。また、反射電子検出器１０７は、中央部に開口１０７ｂが設けられた円板形状とされており、２次電子検出器１０８に対して上側（対物レンズ１０６側）に配置されている。なお、当該開口１０７ｂは、試料１０９の観察時に電子ビームＥＢが通過するためのビーム通過孔としての役目を果たす。
【０００７】
試料１０９、試料ステージ１１０、２次電子検出器１０８、及び反射電子検出器１０７は、装置本体１０１を構成する試料室１１２の内部に設けられている。また、電子銃１０３、及び上記電子光学系１５４は、装置本体１０１を構成する鏡筒１１１に設けられている。そして、試料室１１２及び鏡筒１１１は、図示しない排気手段によりそれぞれ所定の真空度まで真空引きされるようになっている。
【０００８】
電子銃１０３、集束レンズ１０４、走査コイル１０５、及び対物レンズ１０６（各駆動要素１０３〜１０６）は、それぞれ対応する駆動制御部１０３ａ〜１０６ａに個別に接続されている。これら駆動制御部１０３ａ〜１０６ａから電力が供給されることにより、各駆動要素１０３〜１０６は所定の条件で駆動される。
【０００９】
反射電子検出器１０７及び２次電子検出器１０８は、それぞれ対応するプリアンプ（前置増幅器）１０７ａ，１０８ａに個別に接続されている。
【００１０】
装置本体１０１の各駆動制御部１０３ａ〜１０６ａは、制御装置１０２内の制御信号作成部１２３に接続されており、制御信号作成部１２３により作成された各制御信号によって適宜制御される。
【００１１】
また、各検出器１０７，１０８は、検出した被検出電子に応じて画像検出信号を作成する。そして、これら検出器１０７，１０８により作成された画像検出信号は、対応するプリアンプ１０７ａ、１０８ａにより一旦増幅される。プリアンプ１０７ａ，１０８ａにより増幅された画像検出信号は、制御装置１０２内の増幅器１２６に送られる。
【００１２】
増幅器１２６に送られた画像検出信号は、当該増幅器１２６により再度増幅されて画像形成部１２８に送られる。画像形成部１２８は、受けた画像検出信号に基づいて観察画像（検出画像）を作成し、当該観察画像をＬＣＤもしくはＣＲＴ等からなる表示部１２２に送る。表示部１２２は、受けた観察画像をその表示画面に表示する。表示部１２２の表示画面に表示された観察画像をオペレータが目視にて確認することにより、観察が行われる。
【００１３】
そして、観察時において、オペレータが観察条件を変更する際には、キーボードやジョイスティック等の操作端末からなる入力部１２１を操作して観察条件を変える。入力部１２１は制御装置１０２のＣＰＵ１２４に接続されており、入力部１２１の操作により設定された観察条件は、ＣＰＵ１２４に送られる。ＣＰＵ１２４は、入力部１２１で設定された観察条件での観察動作が装置本体１０１にて実行されるように、制御信号作成部１２３に対して対応する制御信号を作成するように指示する。これにより制御信号作成部１２３により作成された制御信号は、装置本体１０１において対応する駆動制御部１０３ａ〜１０６ａに送られる。
【００１４】
駆動制御部１０３ａ〜１０６ａは、制御信号作成部１２３からの制御信号に応じて、対応する駆動要素１０３〜１０６を駆動制御する。これにより、観察条件が変更された状態での観察動作が実行される。この観察条件の変更は、オペレータにより適宜必要な回数行われ、これに伴う観察動作が実行される。
【００１５】
ここで、駆動制御部１０３ａ〜１０６ａは、当該駆動制御部自体及び対応する駆動要素１０４〜１０６でエラーが発生した場合には、エラー信号を生成する。このとき、各駆動制御部１０３ａ〜１０６ａには制御装置１０２内のエラー信号検出部１２５が接続されているので、各駆動制御部１０３ａ〜１０６ａにて生成されたエラー信号はこのエラー信号検出部１２５により検出される。
【００１６】
エラー信号検出部１２５でエラー信号が検出されると、エラー信号検出部１２５は、発生したエラーを特定して対応するエラー検出信号を作成し、エラーメッセージ作成部１２９に当該エラー検出信号を送る。エラーメッセージ作成手段１２９は、受けたエラー検出信号に基づいてエラーメッセージ画像を作成し、表示部１２２に送る。表示部１２２は、受けたエラーメッセージ画像を表示画面に表示する。ここでのエラーメッセージ画像には、特定されたエラーに基づくエラー内容及びその対処方法が含まれている。
【００１７】
また、同時に、エラー信号検出部１２５は、上記エラー検出信号を停止信号作成部１２７に送る。停止信号作成部１２７は、受けたエラー検出信号に基づいて装置本体１０１の動作停止の要否を判断し、動作停止が必要である場合には停止信号を作成して装置本体１０１に送る。装置本体１０１に停止信号が送られると、装置本体１０１の動作が停止する。
【００１８】
このように、上述の構成からなる観察システムにおいては、装置本体１０１で発生したエラーは制御装置１０２内のエラー信号検出部１２５により特定され、対応するエラーメッセージ画像がエラーメッセージ作成部１２９にて作成されて表示部１２２により表示される。
【００１９】
しかしながら、装置本体１０１で発生したエラーに対応して表示されたエラーメッセージ画像をオペレータが確認し、当該エラーメッセージ画像に示された対処方法に基づいて対処しても、一旦はエラーが解除されるが、そのエラーの原因を取り除いたことにならない場合がある。例えば、装置本体１０１の電子銃１０３のフィラメントが経時的な消耗により切れた場合があり、以下、この例について説明する。
【００２０】
図７は、フィラメントを備えた電子銃１０３を示す概略構成図である。同図に示すように、電子銃１０３は内部にタングステン等からなるフィラメント２０１を備えており、このフィラメント２０１は配線２０５によって駆動制御部１０３ａに接続されている。これにより、フィラメント２０１には、配線２０５を介して駆動制御部１０３ａから所定のフィラメント電流が供給される。このように、フィラメント２０１に駆動制御部１０３ａよりフィラメント電流が供給されると、当該フィラメント２０１の先端部２０７から電子ビームＥＢとなる電子が放出される。このとき、フィラメント２０１は、駆動制御部１０３ａにより加速電圧に相当する所定の負電位が印加される。
【００２１】
フィラメント２０１の下方（図６における電子銃１０３に対して電子光学系１５４が位置する方向）にはアノード２０８が設けられており、このアノード２０８は接地電位とされている。よって、フィラメント２０１の先端部２０７で発生した電子はアノード２０８に向けて加速される。なお、アノード２０８には加速された電子が通過するための開口２０９が形成されている。
【００２２】
フィラメント２０１とアノード２０８との間には、ウエーネルト２０２が配置されている。このウエーネルト２０２は配線２０６によって駆動制御部１０３ａと接続されている。これにより、ウエーネルト２０２にはフィラメント２０１に対して例えば−１ｋＶ程度の負電位が印加される。このウエーネルト２０１は、フィラメント２０１の先端部２０７からアノード２０８に向けて放出される電子を制御する役割を有し、当該電子が通過するための開口２０３が形成されている。
【００２３】
このような構造からなる電子銃１０３のフィラメント２０１が経時的な消耗により切れた際には、フィラメント電流が流れなくなる。従って、駆動制御部１０３ａが、フィラメント２０１を流れるフィラメント電流を検出するようにしておき、フィラメント電流の検出量が微小となった時点でフィラメント２０１が切れたことが検知される。このとき、駆動制御部１０３ａは、フィラメント電流に異常を示すエラー信号を生成し、当該エラー信号は制御装置１０２内のエラー信号検出部１２５で検出される。その後、上述のごとく、エラー信号検出部１２５で検出されたエラー信号に対応するエラーメッセージ画像が表示部１２２に表示されることとなる。
【００２４】
ここで、電子銃１０３のフィラメント２０１が切れる原因として、（１）フィラメント自体の寿命による場合と、（２）フィラメントの消耗を大きく促進する要因がある場合とがある。
【００２５】
すなわち、まず、フィラメント２０１が良好な環境で使用され続けられているときには、上記（１）の場合のように、フィラメント２０１自体の寿命が経過した時点で当該フィラメント２０１が切れることとなる。また、フィラメント２０１が劣化した環境で使用され続けられているときには、上記（２）の場合のように、フィラメント２０１の消耗が大きく促進され、フィラメント２０１自体の寿命を経ずに当該フィラメント２０１が切れることとなる。
【００２６】
このような上記（２）の例として、図７において２０４で示す導電性の微小突起がウエーネルト２０２に形成された場合がある。この微小突起２０４は、フィラメント２０１とウエーネルト２０２との間で放電が生じたときに、ウエーネルト２０２におけるフィラメント２０１との対向面に形成される。このような微小突起２０４がウエーネルト２０２の当該対向面に存在したままの状態であると、フィラメント２０１と当該微小突起２０４との間でさらに放電が生じやすくなり、この放電に起因してフィラメント２０１の消耗が大きく促進される。この結果、フィラメント２０１は、それ自体の寿命（本来の寿命）を経過する前に切れることとなる。
【００２７】
なお、ここではエラーとして電子銃におけるフィラメント電流の異常を取り上げたが、電界放射型電子銃の例ではあるが電子銃内における放電をエラーとして取り上げたものもある（例えば、特許文献１参照）。
【００２８】
【特許文献１】特開平６−１２４６７９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００２９】
上記（１）の場合においては、フィラメント２０１が切れた際には、当該フィラメント２０１を新しいフィラメントと交換するのみでよい。しかしながら、上記（２）の場合においては、フィラメント２０１が切れた際には、当該フィラメント２０１を新しいフィラメントと交換するとともに、フィラメント２０１の消耗を大きく促進する要因を取り除く必要がある。つまり、当該要因を取り除かなければ、フィラメント２０１を新しいフィラメントと交換しても、交換後のフィラメント２０１がその要因により早めに消耗し、その寿命が経過することなく再度切れてしまうからである。
【００３０】
従来の観察システムにおいては、電子銃１０３のフィラメント２０１が切れてこれに対応するエラー信号を検出した際に、フィラメント電流の異常を示すエラーメッセージが表示されるのみであるため、オペレータの方で上記（１）及び上記（２）のいずれの場合が原因となっているかまでは把握することはできなかった。
【００３１】
この為、上記（１）及び上記（２）のいずれの場合においても、その対処としてはフィラメント２０１を新しいものと交換することのみとなり、上記（２）の場合であったときには上記要因を取り除くことができず、交換後の新しいフィラメント２０１が寿命を経ずに早めに切れる可能性が高くなり、一旦エラーは解除されるものの当該エラーの原因を取り除いたこととならない。
【００３２】
本発明はこのような点に鑑みてなされたものであり、エラー等の不具合の発生時にその不具合の原因の手がかりを示すことのできる観察システム及び観察システムの制御方法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】
【００３３】
本発明に基づく観察システムは、装置本体と装置本体を制御する制御装置とを有する観察システムであって、装置本体を制御する制御信号データと装置本体からの検出画像データとを経時的に記憶し、指定タイミングの前後に対応する制御信号データと検出画像データとを同期させて読み出し、読み出した各データを表示手段に送信することを特徴とする。
【００３４】
また、本発明に基づく他の観察システムは、装置本体と装置本体を制御する制御装置とを有する観察システムであって、装置本体を制御する制御信号データを経時的に記憶する信号記憶部と、装置本体からの検出画像データを経時的に記憶する画像記憶部と、指定タイミングの前後に対応する制御信号データと検出画像データとを同期させて読み出すとともに、読み出した各データを表示手段に送信するデータ読み出し部とを有することを特徴とする。
【００３５】
さらに、本発明に基づく観察システムの制御方法は、装置本体と装置本体を制御する制御装置とを有する観察システムの制御方法であって、装置本体を制御する制御信号データと装置本体からの検出画像データとを経時的に記憶し、指定タイミングの前後に対応する制御信号データと検出画像データとを同期させて読み出し、読み出した各データを表示手段に送信することを特徴とする。
【００３６】
そして、本発明に基づく他の観察システムの制御方法は、装置本体と装置本体を制御する制御装置とを有する観察システムの制御方法であって、装置本体を制御する制御信号データを経時的に記憶する信号記憶工程と、装置本体からの検出画像データを経時的に記憶する画像記憶工程と、指定タイミングの前後に対応する制御信号データと検出画像データとを同期させて読み出すデータ読み出し工程と、読み出した各データを表示手段に送信するデータ送信工程とを有することを特徴とする。
【発明の効果】
【００３７】
本発明の観察システムにおいては、装置本体を制御する制御信号データと装置本体からの検出画像データとを経時的に記憶し、指定タイミングの前後に対応する制御信号データと検出画像データとを同期させて読み出し、読み出した各データを表示手段に送信する。具体的には、装置本体を制御する制御信号データを経時的に記憶する信号記憶部と、装置本体からの検出画像データを経時的に記憶する画像記憶部と、指定タイミングの前後に対応する制御信号データと検出画像データとを同期させて読み出すとともに、読み出した各データを表示手段に送信するデータ読み出し部とを有する。
【００３８】
また、本発明の観察システムの制御方法においては、装置本体を制御する制御信号データと装置本体からの検出画像データとを経時的に記憶し、指定タイミングの前後に対応する制御信号データと検出画像データとを同期させて読み出し、読み出した各データを表示手段に送信する。具体的には、装置本体を制御する制御信号データを経時的に記憶する信号記憶工程と、装置本体からの検出画像データを経時的に記憶する画像記憶工程と、指定タイミングの前後に対応する制御信号データと検出画像データとを同期させて読み出すデータ読み出し工程と、読み出した各データを表示手段に送信するデータ送信工程とを有する。
【００３９】
これにより、不具合の発生タイミングの前後に対応する制御信号データと検出画像データとを同期させて読み出し、表示手段に当該データを送信することができる。よって、オペレータまたはメンテナンス者等の担当者は、当該データに対応して表示装置に表示された表示画像を見ることにより、不具合の発生前後における制御信号と検出画像とを同期させて確認することができるので、制御信号及び検出画像とからその不具合の原因の手がかりを得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４０】
以下、図面を参照して本発明における最良の実施の形態について説明する。
【００４１】
図１は、本発明における観察システムを示す概略構成図である。同図において、１は走査電子顕微鏡からなる装置本体であり、この装置本体１は制御装置２に接続されている。これにより、装置本体１は制御装置２により適宜制御される。
【００４２】
装置本体１０１は、電子銃３を有し、この電子銃３から放出されて加速された電子ビームＥＢは、集束レンズ４及び対物レンズ６により集束され、試料ステージ１０に載置された試料９上に照射される。このとき、電子ビームＥＢは、走査コイル５により試料９上を走査される。なお、集束レンズ４、走査コイル５、及び対物レンズ６により電子光学系５４が構成される。
【００４３】
このように電子ビームＥＢが照射された試料９からは、２次電子若しくは反射電子等の被検出電子が発生し、この被検出電子は検出器７，８により検出される。すなわち、試料９から発生した２次電子は２次電子検出器８によって検出され、また、試料９から発生した反射電子は反射電子検出器７によって検出される。ここで、２次電子検出器８は、円筒形状とされており、試料９に近接して配置されている。また、反射電子検出器７は、中央部に開口７ｂが設けられた円板形状とされており、２次電子検出器８に対して上側（対物レンズ６側）に配置されている。なお、当該開口７ｂは、試料９の観察時に電子ビームＥＢが通過するためのビーム通過孔としての役目を果たす。
【００４４】
試料９、試料ステージ１０、２次電子検出器８、及び反射電子検出器７は、装置本体１を構成する試料室１２の内部に設けられている。また、電子銃３、及び上記電子光学系５４は、装置本体１を構成する鏡筒１１に設けられている。そして、試料室１２及び鏡筒１１は、図示しない排気手段によりそれぞれ所定の真空度まで真空引きされるようになっている。
【００４５】
電子銃３、集束レンズ４、走査コイル５、及び対物レンズ６（各駆動要素３〜６）は、それぞれ対応する駆動制御部３ａ〜６ａに個別に接続されている。これら駆動制御部３ａ〜６ａから電力が供給されることにより、各駆動要素３〜６は所定の条件で駆動される。
【００４６】
反射電子検出器７及び２次電子検出器８は、それぞれ対応するプリアンプ（前置増幅器）７ａ，８ａに個別に接続されている。
【００４７】
装置本体１の各駆動制御部３ａ〜６ａは、制御装置２内の制御信号作成部２３に接続されており、制御信号作成部２３により作成された各制御信号によって適宜制御される。
【００４８】
また、各検出器７，８は、検出した被検出電子に応じて画像検出信号を作成する。そして、これら検出器７，８により作成された画像検出信号は、対応するプリアンプ７ａ，８ａにより一旦増幅される。プリアンプ７ａ，８ａにより増幅された画像検出信号は、制御装置２内の増幅器２６に送られる。
【００４９】
増幅器２６に送られた画像検出信号は、当該増幅器２６により再度増幅されて画像形成部２８に送られる。画像形成部２８は、受けた画像検出信号に基づいて観察画像（検出画像）を作成し、当該観察画像をＬＣＤもしくはＣＲＴ等からなる表示部２２に送る。表示部２２は、受けた観察画像をその表示画面に表示する。表示部２２の表示画面に表示された観察画像をオペレータが目視にて確認することにより、観察が行われる。
【００５０】
そして、観察時において、オペレータが観察条件を変更する際には、キーボードやジョイスティック等の操作端末からなる入力部２１を操作して観察条件を変える。入力部２１は制御装置２のＣＰＵ２４に接続されており、入力部２１の操作により設定された観察条件は、ＣＰＵ２４に送られる。ＣＰＵ２４は、入力部２１で設定された観察条件での観察動作が装置本体１にて実行されるように、制御信号作成部２３に対して対応する制御信号を作成するように指示する。これにより制御信号作成部２３により作成された制御信号は、装置本体１において対応する駆動制御部３ａ〜６ａに送られる。
【００５１】
駆動制御部３ａ〜６ａは、制御信号作成部２３からの制御信号に応じて、対応する駆動要素３〜６を駆動制御する。これにより、観察条件が変更された状態での観察動作が実行される。この観察条件の変更は、オペレータにより適宜必要な回数行われ、これに伴う観察動作が実行される。
【００５２】
ここで、駆動制御部３ａ〜６ａは、当該駆動制御部自体及び対応する駆動要素４〜６でエラーが発生した場合には、エラー信号を生成する。このとき、各駆動制御部３ａ〜６ａには制御装置２内のエラー信号検出部２５が接続されているので、各駆動制御部３ａ〜６ａにて生成されたエラー信号はこのエラー信号検出部２５により検出される。
【００５３】
エラー信号検出部２５でエラー信号が検出されると、エラー信号検出部２５は、発生したエラーを特定し、これに対する（対応する）エラー検出信号を作成し、エラーメッセージ作成部２９に当該エラー検出信号を送る。エラーメッセージ作成手段２９は、受けたエラー検出信号に基づいてエラーメッセージ画像を作成し、表示部２２に送る。表示部２２は、受けたエラーメッセージ画像を表示画面に表示する。ここでのエラーメッセージ画像には、特定されたエラーに基づくエラー内容及びその対処方法が含まれている。
【００５４】
また、同時に、エラー信号検出部２５は、上記エラー検出信号を停止信号作成部２７に送る。停止信号作成部２７は、受けたエラー検出信号に基づいて装置本体１の動作停止の要否を判断し、動作停止が必要である場合には停止信号を作成して装置本体１に送る。装置本体１に停止信号が送られると、装置本体１の動作が停止する。
【００５５】
このような従来技術における観察システムと同様の構成の他に、本発明では、信号記憶部３１が設けられており、制御信号作成部２３において作成された制御信号（制御信号データ）及びエラー検出部２５で作成されたエラー検出信号（エラー検出信号データ）は信号記憶部３１によって経時的に記憶される。
【００５６】
また、画像検出信号に基づいて画像形成部２８により形成された観察画像は、画像フォーマット変換部３６を介して画像記憶部３３に送られ、画像記憶部３３により検出画像（検出画像データ）として記憶される。このとき、画像形成部２８により形成された観察画像は画像フォーマット変換部３６に一旦送られ、画像フォーマット変換部３６によりデータが圧縮され、これによりフォーマットが変換される。このようにフォーマットが変換された画像データは、検出画像として経時的に記憶される。
【００５７】
信号記憶部３１に記憶された制御信号及びエラー検出信号と、画像記憶部３３に記憶された検出画像は、データ読み出し部３２により読み出される。例えば、信号記憶部３１及び画像記憶部３３の記憶容量には制限があるのであるので、両記憶部３１，３３において一定時間が経過した記憶データは、データ読み出し部３２により適宜読み出され、履歴保存部３５に転送されて履歴として保存される。なお、この履歴保存部３５は、ハードディスク等の記憶容量の大きな記憶媒体から構成される。
【００５８】
また、データ読み出し部３２は、必要に応じて、信号記憶部３１に記憶された信号データ（制御信号及びエラー検出信号）と画像記憶部３３に記憶された画像データ（検出画像）とを同期させて読み出し、当該信号データと画像データとを画像処理部３０に送る。画像処理部３０では、受けた信号データ及び画像データを基に画像処理を行い、参照用画像を作成して表示部２２に送る。表示部２２は、画像処理部３０からの参照用画像を表示する。なお、画像処理部３０と表示部２２とにより表示手段が構成されている。
【００５９】
さらに、必要があれば、データ読み出し部３２により同期させて読み出された上記信号データと上記画像データは通信制御部３４に送られる。通信制御部３４は、ＬＡＮ等の通信回線４１に接続されており、受けた信号データ及び画像データを通信データとして通信回線に送る。ここで、通信回線４１は、図示しないインターネットサーバを介してインターネット（図示せず）に接続されている。従って、この観察システムは、通信回線４１、インターネットサーバ、及びインターネットを介して外部に置かれた制御端末と通信可能とされている。ここで、当該制御端末は、上記に相当する表示手段を備えている。なお、特に図示していないが、制御装置２内の上記各構成ブロック２５〜３６は、ＣＰＵ２４により制御される。
【００６０】
このような構成からなる観察システムにおいて、装置本体１にてエラーが発生した場合に、当該観察システムの制御方法ついて以下に説明する。具体的には、観察動作中に電子銃３のフィラメントが切れたことにより生じるフィラメント電流の異常が発生した場合について説明する。
【００６１】
観察動作においては、電子銃３からの電子ビームＥＢは、上記電子光学系５４により制御されて試料９上に照射される。電子ビームＥＢの照射に伴って、試料９上から発生した上記被検出電子は、対応する検出器７，８により検出される。
【００６２】
このとき、制御装置２内のＣＰＵ２４は制御信号作成部２３を制御し、この制御信号作成部２３は、装置本体１の各駆動制御部３ａ〜６ａを駆動制御するための制御信号を作成し、当該制御信号を各駆動制御部３ａ〜６ａに送る。これにより、装置本体１の各駆動要素３〜６は、対応する駆動制御部３ａ〜６ａにより駆動制御され、観察動作が実行される。
【００６３】
制御装置２内の制御信号作成部２３にて作成された上記制御信号は、信号記憶部３１にも送られ、この信号記憶部３１により経時的に記憶される。
【００６４】
検出器７，８は、検出した被検出電子に応じて画像検出信号を作成し、作成された画像検出信号は対応するプリアンプ７ａ，８ａにより一旦増幅され、制御装置２の増幅器２６に送られる。増幅器２６に送られた画像検出信号は、再度増幅されて画像形成部２８に送られて観察画像（検出画像）が作成され、当該観察画像は表示部２２にて表示される。ここでの観察画像の一例としては、例えば、図２（ａ）に示すような画像となる。画像形成部２８にて形成された観察画像は、画像フォーマット変換部３６にて画像フォーマットが変換され、検出画像データとして画像記憶部３３に経時的に記憶される。
【００６５】
ここで、本発明の観察システムにおける電子銃３の構造は、従来技術における電子銃１０３（図７参照）と同様である。すなわち、この電子銃３は、内部にタングステン等からなるフィラメント２０１を備えており、このフィラメント２０１は配線２０５によって駆動制御部３ａに接続されている。これにより、フィラメント２０１には、配線２０５を介して駆動制御部３ａから所定のフィラメント電流が供給される。このように、フィラメント２０１に駆動制御部３ａよりフィラメント電流が供給されると、当該フィラメント２０１の先端部２０７から電子ビームＥＢとなる電子が放出される。このとき、フィラメント２０１は、駆動制御部３ａにより加速電圧に相当する所定の負電位が印加される。
【００６６】
フィラメント２０１の下方（図１における電子銃３に対して電子光学系５４が位置する方向）にはアノード２０８が設けられており、このアノード２０８は接地電位とされている。よって、フィラメント２０１の先端部２０７で発生した電子はアノード２０８に向けて加速される。なお、アノード２０８には加速された電子が通過するための開口２０９が形成されている。
【００６７】
フィラメント２０１とアノード２０８との間には、ウエーネルト２０２が配置されている。このウエーネルト２０２は配線２０６によって駆動制御部３ａと接続されている。これにより、ウエーネルト２０２にはフィラメント２０１に対して例えば−１ｋＶ程度の負電位が印加される。このウエーネルト２０１は、フィラメント２０１の先端部２０７からアノード２０８に向けて放出される電子を制御する役割を有し、当該電子が通過するための開口２０３が形成されている。
【００６８】
このような構造からなる電子銃３のフィラメント２０１が経時的な消耗により切れた際には、フィラメント電流が流れなくなるので、フィラメント電流の異常が駆動制御部３ａにより検知される。駆動制御部３ａは、フィラメント電流の異常を検知すると、当該異常を示すエラー信号を生成し、そのエラー信号を制御装置２内のエラー信号検出部２５に送る。
【００６９】
エラー信号検出部２５は、エラー信号の有無を検出し、エラー信号を検出した際には、検出したエラー信号から装置本体１で発生したエラーとしてフィラメント電流の異常を特定し、当該異常に対するエラー検出信号を作成し、エラーメッセージ作成部２９に送る。エラーメッセージ作成部２９は、受けたエラー検出信号に基づいて、フィラメント電流の異常を示すエラーメッセージ画像を作成し、表示部２２に送る。表示部２２は、受けたエラーメッセージ画像を表示する。
【００７０】
また、エラー信号検出部２５は、作成した上記エラー検出信号を信号記憶部３１に送る。信号記憶部３１は、当該エラー検出信号を経時的に記憶する。
【００７１】
オペレータは、表示部２２に表示されたエラーメッセージ画像を目視にて確認すると、入力部２１を介して制御装置２を操作し、信号記憶部３１及び画像記憶部３３に記憶された各データを読み出すようにする。具体的には、まず、オペレータが当該エラーを指定することにより、制御装置２内でのこれに対応するエラー信号検出タイミングが指定されることなる。そして、制御装置２内のデータ読み出し部３２が、当該タイミング（指定タイミング）の前後に対応する信号記憶部３１に記憶された信号データと、画像記憶部３３に記憶された画像データとを同期させて読み出す。
【００７２】
データ読み出し部３２により読み出された各データは、画像処理部３０に送られて画像処理され、参照用画像が作成され、当該参照用画像は表示部２２に表示される。
【００７３】
このとき、電子銃３のフィラメント２０１が切れた原因が、フィラメント自体の寿命による場合（上記（１）の場合）には、画像記憶部３３には図２に示すような画像データが経時的に記憶されている。ここで、図２は、フィラメント２０１がそれ自体の寿命により切れた場合での経時的な検出画像を示す。すなわち、図２（ａ）はフィラメント２０１が切れることによりエラーが発生する直前の検出画像を示し、また、図２（ｂ）は当該エラーが発生した直後の検出画像を示す。
【００７４】
エラー発生直前での検出画像は、図２（ａ）に示すごとく、正常な観察画像となっているが、エラー発生直後での検出画像は、図２（ｂ）に示すごとく、画像全体が暗部となった画像となっている。これは、フィラメントが切れると、電子ビームが試料に照射されなくなるので、検出器にて被検出電子が検出されることがなく、試料の画像が検出されない状態となることを示す。
【００７５】
そこで、エラー発生直前での制御信号データと画像データとを、それぞれ信号記憶部３１と画像記憶部３３とからデータ読み出し部３２により同期して読み出す。また、エラー発生直後での制御信号データ及びエラー検出信号データと画像データとを、それぞれ信号記憶部３１と画像記憶部３３とからデータ読み出し部３２により同期して読み出す。
【００７６】
上記により読み出された各データは、データ読み出し部３２から表示装置の一部である画像処理部３０に送信される。画像処理部３０は、エラー発生直前とエラー発生直後での各画像データに、対応する制御信号データとエラー検出信号データの有無及び当該データとを付加して、エラー発生前後での各参照用画像を作成する。これらの参照用画像は、表示部２２によって表示される。ここで、図３に当該参照用画像を示す。図３（ａ）はエラー発生直前の参照用画像であり、また、図３（ｂ）はエラー発生直後の参照用画像である。
【００７７】
オペレータは、エラー発生前後での参照用画像を確認する。上記の場合においては、エラー発生直前まで観察画像が正常に検出されており、エラー発生直後において観察画像が全く検出されなくなったという点と、エラー発生前後において制御信号の変化がないという点とが把握される。これにより、まず、フィラメント電流の異常が、フィラメント２０１が切れたことに起因するということがわかる。さらに、この場合では、エラー発生直前まで観察画像が正常に検出されていたので、電子銃３のフィラメント２０１が切れた原因が、フィラメント自体の寿命によるものである可能性が高いという手がかりを得ることができる。このときには、単に電子銃３のフィラメント２０１を新しいフィラメントと交換すればよい。
【００７８】
これに対して、電子銃３のフィラメント２０１が切れた原因がフィラメントの消耗を大きく促進する要因がある場合、例えば電子銃３のウエーネルト２０２に上記の微小突起２０４が形成されていた場合（上記（２）の場合）には、画像記憶部３３には図４に示すような画像データが経時的に記憶されている。ここで、図４は、フィラメント２０１が上記微小突起２０４との放電に起因して切れた場合での経時的な検出画像を示す。すなわち、図４（ａ）はフィラメント２０１が切れることによりエラーが発生する直前の検出画像を示し、また、図４（ｂ）は当該エラーが発生した直後の検出画像を示す。
【００７９】
この場合、エラー発生直前での検出画像は、図４（ａ）に示すごとく、ノイズ成分（同図中での水平方向の多数の線分）Ｎを有する観察画像となっており、エラー発生直後での検出画像は、図４（ｂ）に示すごとく、画像全体が暗部となった画像となっている。
【００８０】
上述と同様に、エラー発生直前での制御信号データと画像データとを、それぞれ信号記憶部３１と画像記憶部３３とからデータ読み出し部３２により同期して読み出す。また、エラー発生直後での制御信号データ及びエラー検出信号データと画像データとを、それぞれ信号記憶部３１と画像記憶部３３とからデータ読み出し部３２により同期して読み出す。
【００８１】
そして、画像処理部３０により、エラー発生直前とエラー発生直後での各画像データに、対応する制御信号データとエラー検出信号データの有無とを付加して、エラー発生前後での各参照用画像を作成する。これらの参照用画像は、表示部２２によって表示される。ここで、図５に当該参照用画像を示す。図５（ａ）はエラー発生直前の参照用画像であり、また、図５（ｂ）はエラー発生直後の参照用画像である。
【００８２】
オペレータは、エラー発生前後での参照用画像を確認する。上記の場合においては、エラー発生直前においてノイズＮを有する観察画像が検出されており、エラー発生直後において観察画像が全く検出されなくなったという点と、エラー発生前後において制御信号の変化がないという点とが把握される。これにより、まず、フィラメント電流の異常が、フィラメント２０１が切れたことに起因するということがわかる。そして、この場合では、エラー発生直前においてノイズＮを有する観察画像が検出されていたので、電子銃３のフィラメント２０１が切れた原因が、フィラメント自体の寿命によるものではなく、フィラメントの消耗を大きく促進する要因によるものでる可能性が高いという手がかりを得ることができる。
【００８３】
具体的な要因の一例として、電子銃３のウエーネルト２０２に形成された上記微小突起２０４を介した放電に起因するものがあり、当該放電によって画面にノイズＮが発生した可能性が高いということをオペレータが知っていたときには、当該オペレータが電子銃３のフィラメント２０１を新しいフィラメントと交換するとともに、電子銃３のウエーネルト２０２の洗浄を行って当該微小突起２０４を除去するようにすればよい。
【００８４】
なお、具体的な要因に関するこのような知識をそのオペレータが持ち合わせていないときには、データ読み出し部３２により同期させて読み出された上記信号データと上記画像データとを、通信制御部３４を用いて装置本体１のメンテナンスを担当する外部の制御端末に送信し、当該制御端末を操作しているメンテナンス者の指示を得ることもできる。すなわち、当該オペレータは、電子銃３のウエーネルト２０２に形成された上記微小突起の存在がエラーの要因となるという知識を知らなくても、通信回線４１、インターネットサーバ、及びインターネットを介して、外部のメンテナンス者の制御端末に上記信号データと上記画像データとを送信し、当該メンテナンス者が当該信号データと画像データとを確認することにより、そのエラーの要因を把握し、その対処方法を当該オペレータに知らせることができる。そして、オペレータは、その対処方法の指示に従ってその処置を行えばよい。
【００８５】
このように、本発明においては、エラー等の不具合発生時に、当該不具合の発生タイミングの前後に対応する制御信号データと検出画像データとを同期させて読み出し、表示手段に当該データを表示することができる。これにより、オペレータもしくはメンテナンス者は、制御信号及び検出画像とから不具合の原因の手がかりを得ることができる。よって、制御装置２の表示部２２に表示された各参照用画像をオペレータもしくはメンテナンス者が確認することにより、適切な対処を実施することができる。
【００８６】
なお、上述の例においては、装置本体１においてエラーが発生した場合について説明したが、本発明は必ずしもエラーが発生した場合に限定されるものではない。
【００８７】
例えば、図１に示す構成からなる観察システムを用いた観察中において、２次電子検出モードから反射電子検出モードに切り換えた際に、装置本体１の反射電子検出器７が起動されていないために生じる観察画像の不検出時にも適用される。
【００８８】
すなわち、装置本体１の２次電子検出器８を用いて２次電子検出モードにて観察を行った直後に、反射電子検出器７を用いた反射電子検出モードにて観察を行うことが実施されることがある。このとき、２次電子検出器８は観察当初から起動されているのに対して、反射電子検出器７が起動されていなかった際には、反射電子検出モードに切り換えた直後に観察画像を検出することができなくなり、画像としては全体が暗部となった画像となる。
【００８９】
このときには、装置本体１側においてエラー信号は生成されることはないが、制御装置２の表示部２２を見ているオペレータは、反射電子検出モードによる観察が正常に行われていないということがわかる。
【００９０】
この場合においては、まず、オペレータは制御信号の変化を指定するように制御装置２を操作する。これにより、制御装置２内での制御信号の変化タイミングが指定されることとなる。ここでは、制御信号の変化は、２次電子検出モードから反射電子検出モードへの切換に伴う制御信号の変化となる。
【００９１】
そして、制御装置２内のデータ読み出し部３２が、当該タイミング（指定タイミング）の前後に対応する信号記憶部３１に記憶された制御信号データと画像記憶部３３に記憶された画像データとを同期させて読み出す。
【００９２】
データ読み出し部３２により読み出された各データは、画像処理部３０に送られて画像処理され、参照用画像が作成され、当該参照用画像は表示部２２に表示される。
【００９３】
オペレータは、制御信号の変化（２次電子検出モードから反射電子検出モードへの切換）前後に対応する各参照用画像を確認することにより、当該モード切替時に観察画像が全く検出されなくなったことを把握することができる。そして、この場合には、反射電子検出器８が起動されていないということが原因となっている可能性が高いということを推測することができ、反射電子検出器８を起動するという対処を実施すればよい。
【００９４】
この場合においても、観察画像が検出されないという不具合発生時に、当該不具合の発生タイミングの前後に対応する制御信号データと検出画像データとを同期させて読み出し、表示手段に当該データを表示することができる。これにより、オペレータもしくはメンテナンス者は、制御信号及び検出画像とから不具合の原因の手がかりを得ることができる。よって、制御装置２の表示部２２に表示された各参照用画像をオペレータもしくはメンテナンス者が確認することにより、適切な対処を実施することができる。
【図面の簡単な説明】
【００９５】
【図１】本発明における観察システムを示す概略構成図である。
【図２】フィラメントが切れた場合での第１の経時的な検出画像を示す図である。
【図３】図２に対応する参照用画像を示す図である。
【図４】フィラメントが切れた場合での第２の経時的な検出画像を示す図である。
【図５】図４に対応する参照用画像を示す図である。
【図６】従来技術における観察システムを示す概略構成図である。
【図７】フィラメントを備えた電子銃を示す概略構成図である。
【符号の説明】
【００９６】
１…装置本体、２…制御装置、３…電子銃、４…集束レンズ、５…走査コイル、６…対物レンズ、７…反射電子検出器、８…２次電子検出器、９…試料、３１…信号記憶部、３２…データ読み出し部、３３…画像記憶部
【図１】
2005079048.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
2005079048.tif 000007
【図６】
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【図７】
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