(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定の像観察条件に基づいて、電子銃に加速電圧を印加して電子を試料に対して照射し、１以上の検出器で二次電子または反射電子を検出することで、試料の所望の位置を所望の観察倍率にて像観察可能な電子顕微鏡において、
前記電子顕微鏡は像観察条件を設定する画面である第１像観察モード画面において、少なくとも試料の特性を設定可能な第１像観察モード設定手段と、
前記第１像観察モード設定手段によって設定された条件に基づいて、試料の観察像を表示可能な第１表示部と、
前記第１表示部に表示される観察像を前記第１表示部上の所定の位置に移動可能な観察位置決め手段と、
前記第１表示部に表示される観察像の観察倍率を変更可能な観察倍率変更手段と、
前記第１像観察モード設定手段によって設定された条件に基づいて、前記観察位置決め手段および観察倍率変更手段によって設定された観察位置ならびに観察倍率において、少なくとも２種類の異なる加速電圧を有する２以上の像観察条件であって、各加速電圧を低い加速電圧から高い加速電圧に増加させる方向に変化させて取得された試料の観察像群を２以上の二次電子像として表示可能な第２表示部と、
前記第２表示部で表示される観察像群から所望の観察像を選択する選択手段と、
を備えており、
前記第２表示部が、観察位置決め手段および観察倍率変更手段によって設定された観察位置ならびに観察倍率において、少なくとも２種類の像観察条件で２以上の二次電子像による試料の観察像群を表示可能であることを特徴とする電子顕微鏡。
【請求項２】
所定の像観察条件に基づいて、電子銃に加速電圧を印加して電子を試料に対して照射し、１以上の検出器で二次電子または反射電子を検出することで、試料の所望の位置を所望の観察倍率にて像観察可能な電子顕微鏡において、
前記電子顕微鏡は像観察条件を設定する画面として第１像観察モード画面と第２像観察モード画面とを切替可能に備えており、さらに前記電子顕微鏡は、
前記第１像観察モード画面において、少なくとも試料の特性を設定可能な第１像観察モード設定手段と、
前記第１像観察モード設定手段によって設定された条件に基づいて、試料の観察像を表示可能な第１表示部と、
前記第１表示部に表示される観察像を前記第１表示部上の所定の位置に移動可能な観察位置決め手段と、
前記第１表示部に表示される観察像の観察倍率を変更可能な観察倍率変更手段と、
前記第１像観察モード設定手段によって設定された条件に基づいて、前記観察位置決め手段および観察倍率変更手段によって設定された観察位置ならびに観察倍率において、少なくとも２種類の異なる加速電圧を有する２以上の像観察条件であって、各加速電圧を低い加速電圧から高い加速電圧に増加させる方向に変化させて取得された試料の観察像群を２以上の二次電子像として表示可能な第２表示部と、
前記第２表示部で表示される観察像群から所望の観察像を選択可能な選択手段と、
前記第２像観察モード画面において、少なくとも試料上の電子線のスポットサイズ、加速電圧、検出器の種類、試料の位置、観察倍率を設定可能な第２像観察モード設定手段と、
前記第１像観察モード画面と前記第２像観察モード画面を切替可能なモード切替手段と、
を備えており、
前記第２表示部が、観察位置決め手段および観察倍率変更手段によって設定された観察位置ならびに観察倍率において、少なくとも２種類の像観察条件で２以上の二次電子像による試料の観察像群を表示可能であることを特徴とする電子顕微鏡。
【請求項３】
前記第１像観察モード設定手段が、試料の導電性に基づいて試料の特性を設定することを特徴とする請求項１または２に記載の電子顕微鏡。
【請求項４】
前記第１像観察モード設定手段が、試料の特性として導体のみの試料であるか、絶縁体又は半導体を含む試料であるかを選択可能に構成してなることを特徴とする請求項１または２に記載の電子顕微鏡。
【請求項５】
前記第１像観察モード設定手段が、導体のみに試料に対して設定される加速電圧よりも、絶縁体または半導体を含む試料に対して設定される加速電圧を低くすることを特徴とする請求項３又は４に記載の電子顕微鏡。
【請求項６】
前記第１像観察モード設定手段によって設定された試料の特性に応じた加速電圧と、スポットサイズを含む条件に基づいて、第１表示部に試料の観察像を表示可能に構成してなることを特徴とする請求項１から５のいずれか記載の電子顕微鏡。
【請求項７】
前記第１像観察モードにおいて前記選択手段により選択された観察像について、少なくともフォーカス、コントラスト、明るさのいずれかを調整可能な調整手段を備えることを特徴とする請求項１から６のいずれか記載の電子顕微鏡。
【請求項８】
前記２種類以上の二次電子像の内、１は加速電圧を５ｋＶ以下として得られた二次電子像であり、他の一は加速電圧を１０ｋＶ以上として得られた二次電子像であることを特徴とする請求項１から７のいずれか記載の電子顕微鏡。
【請求項９】
前記第２表示部で、二次電子像に加えて試料の観察像群を１種類以上の反射電子像として表示可能に構成してなることを特徴とする請求項１から８のいずれか記載の電子顕微鏡。
【請求項１０】
前記１種類以上の反射電子像の内、１は加速電圧を１０ｋＶ以上として得られた反射電子像であることを特徴とする請求項９に記載の電子顕微鏡。
【請求項１１】
前記第２像観察モードにおいて設定される非点収差を所定値とすることを特徴とする請求項２から１０のいずれか記載の電子顕微鏡。
【請求項１２】
前記第２像観察モードにおいて設定される光軸調整を、少なくとも加速電圧とスポットサイズとの関係に基づいて作成された相関テーブルに基づいて決定することを特徴とする請求項２から１１のいずれか記載の電子顕微鏡。
【請求項１３】
前記第１表示部または第２表示部において表示される観察像の観察倍率は、試料の全体を表示可能な倍率に自動的に調整されることを特徴とする請求項１から１２のいずれか記載の電子顕微鏡。
【請求項１４】
所定の像観察条件を設定するステップと、電子銃に加速電圧を印加するステップと、電子を試料に対して照射するステップと、１以上の検出器で二次電子または反射電子を検出するステップとを有する、試料の所望の位置を所望の観察倍率にて像観察可能な電子顕微鏡の操作方法において、
第１像観察モード画面において、少なくとも試料の特性を設定するステップと、
設定された条件に基づいて試料の観察像を第１表示部に表示するステップと、
前記第１表示部に表示される観察像を前記第１表示部上の所定の位置に移動するステップと、
前記第１表示部に表示される観察像の観察倍率を決定するステップと、
前記所定位置移動ステップで移動された所定の位置ならびに観察倍率決定ステップで決定された観察倍率において、少なくとも前記第１像観察モード画面で試料の特性を設定するステップにおいて設定された条件に基づいて、少なくとも２種類の異なる加速電圧を有する２以上の像観察条件であって、各加速電圧を低い加速電圧から高い加速電圧に増加させる方向に変化させて取得された試料の観察像群を２以上の二次電子像として第２表示部に表示するステップと、
前記第２表示部で表示される観察像群から所望の観察像を選択するステップと、
を備えることを特徴とする電子顕微鏡の操作方法。
【請求項１５】
所定の像観察条件を設定するステップと、電子銃に加速電圧を印加するステップと、電子を試料に対して照射するステップと、１以上の検出器で二次電子または反射電子を検出するステップとを有する、試料の所望の位置を所望の観察倍率にて像観察可能な電子顕微鏡の操作方法において、
像観察条件を設定する画面として第１像観察モード画面または第２像観察モード画面のいずれかを選択するステップと、
第２像観察モード画面を選択したとき、少なくとも試料上の電子線のスポットサイズ、加速電圧、検出器の種類、試料の位置、観察倍率を設定するステップと、
第１像観察モード画面を選択したとき、少なくとも試料の特性を設定するステップと、
設定された条件に基づいて試料の観察像を第１表示部に表示するステップと、
前記第１表示部に表示される観察像を前記第１表示部上の所定の位置に移動させるステップと、
前記第１表示部に表示される観察像の観察倍率を調整するステップと、
前記調整された観察倍率であって且つ前記移動された試料の所定の位置において、少なくとも２種類の異なる加速電圧を有する２以上の像観察条件であって、各加速電圧を低い加速電圧から高い加速電圧に増加させる方向に変化させて取得された試料の観察像群を２以上の二次電子像として第２表示部に表示するステップと、
前記第２表示部で表示される観察像群から所望の観察像を選択するステップと、
を備えることを特徴とする電子顕微鏡の操作方法。
【請求項１６】
前記少なくとも２種類の像観察条件が、加速電圧またはスポットサイズを変更した条件であることを特徴とする請求項１４または１５記載の電子顕微鏡の操作方法。
【請求項１７】
前記選択された所望の観察像について、少なくともフォーカス、コントラスト、明るさのいずれかを選択的に調整するステップを備えることを特徴とする請求項１４から１６のいずれか記載の電子顕微鏡の操作方法。
【請求項１８】
前記移動ステップまたは倍率調整ステップを、予め設定された規定値に基づいて自動的に行うことを特徴とする請求項１４から１７のいずれか記載の電子顕微鏡の操作方法。
【請求項１９】
前記観察位置決め手段が試料を載置する試料台を移動させる手段であることを特徴とする請求項１４から１８のいずれか記載の電子顕微鏡の操作方法。
【請求項２０】
前記観察位置決め手段が電子銃から照射される電子線の走査位置をシフトさせる手段であることを特徴とする請求項１４から１９のいずれか記載の電子顕微鏡の操作方法。
【請求項２１】
各ステップにおいて許容できない設定が入力されたとき、入力内容に誤りがある旨を警告することを特徴とする請求項１４から２０のいずれか記載の電子顕微鏡の操作方法。
【請求項２２】
各ステップにおいて所定の設定項目に対し設定できないよう制限項目を設けることを特徴とする請求項１４から２１のいずれか記載の電子顕微鏡の操作方法。
【請求項２３】
各ステップにおいて設定不要な設定項目は表示させないことを特徴とする請求項１４から２２のいずれか記載の電子顕微鏡の操作方法。
【請求項２４】
所定の像観察条件を設定するステップと、電子銃に加速電圧を印加するステップと、電子を試料に対して照射するステップと、１以上の検出器で二次電子または反射電子を検出するステップとを有する、試料の所望の位置を所望の観察倍率にて像観察可能な電子顕微鏡の操作方法において、
像観察条件を設定する画面として第１像観察モード画面または第２像観察モード画面のいずれかを選択するステップと、
第２像観察モード画面を選択したとき、少なくとも試料上の電子線のスポットサイズ、加速電圧、検出器の種類、試料の位置、観察倍率を設定するステップと、
第１像観察モード画面を選択したとき、少なくとも試料の導電性に基づいて試料の特性を設定するステップと、
設定された条件に基づいて試料の観察像を第１表示部に表示するステップと、
前記第１表示部に表示される観察像を、予め設定された規定値に基づいて自動的に前記第１表示部上の表示領域の縦横において略中央に移動させるステップと、
前記第１表示部に表示される観察像の観察倍率を、予め設定された規定値に基づいて自動的に調整するステップと、
前記調整された観察倍率であって且つ前記移動された略中央位置において、少なくとも加速電圧またはスポットサイズを変更し、かつ各加速電圧を低い加速電圧から高い加速電圧に増加させる方向に変化させて取得された２種類以上の二次電子像による試料の観察像を第２表示部に表示するステップと、
前記第２表示部で表示される観察像群から所望の観察像を選択するステップと、
前記選択された所望の観察像について、少なくともフォーカス、コントラスト、明るさのいずれかを選択的に調整するステップと、
を備えることを特徴とする電子顕微鏡の操作方法。
【請求項２５】
所定の像観察条件に基づいて、電子銃に加速電圧を印加して電子を試料に対して照射し、１以上の検出器で二次電子または反射電子を検出することで、試料の所望の位置を所望の観察倍率にて像観察可能な電子顕微鏡を操作するための電子顕微鏡操作プログラムにおいて、
前記電子顕微鏡は像観察条件を設定する画面である第１像観察モード画面において、少なくとも試料の特性を選択可能な第１像観察モードを設定する機能と、
前記第１像観察モードを設定する機能によって設定された条件に基づいて試料の観察像を表示可能な第１表示部に表示する機能と、
前記第１表示部に表示される観察像を前記第１表示部上の所定の位置に移動可能な観察位置決め機能と、
前記第１表示部に表示される観察像の観察倍率を変更する機能と、
前記観察を位置決めする機能および観察倍率を変更する機能によって設定された観察位置ならびに観察倍率において、少なくとも２種類の異なる加速電圧を有する２以上の像観察条件であって、各加速電圧を低い加速電圧から高い加速電圧に増加させる方向に変化させて取得された試料の観察像群を２以上の二次電子像として第２表示部に表示させる機能と、
前記第２表示部で表示される観察像群から所望の観察像を選択する機能と、
をコンピュータに実現させることを特徴とする電子顕微鏡操作プログラム。
【請求項２６】
所定の像観察条件に基づいて、電子銃に加速電圧を印加して電子を試料に対して照射し、１以上の検出器で二次電子または反射電子を検出することで、試料の所望の位置を所望の観察倍率にて像観察可能な電子顕微鏡を操作するための電子顕微鏡操作プログラムにおいて、
像観察条件を設定する画面として第２像観察モード画面と第１像観察モード画面とを切替可能なモード切替機能と、
前記第２像観察モード画面において、少なくとも試料上の電子線のスポットサイズ、加速電圧、検出器の種類、試料の位置、観察倍率を設定可能な第２像観察モード設定機能と、
前記第１像観察モード画面において、少なくとも試料の特性を設定可能な第１像観察モード設定機能と、
前記第１像観察モード設定機能によって設定された条件に基づいて試料の観察像を表示可能な第１表示部に表示する機能と、
前記第１表示部に表示される観察像を前記第１表示部上の所定の位置に移動可能な観察位置決め機能と、
前記第１表示部に表示される観察像の観察倍率を変更可能な観察倍率変更機能と、
前記観察位置決め機能および観察倍率変更機能によって設定された観察位置ならびに観察倍率において、少なくとも２種類の像観察条件であって、各加速電圧を低い加速電圧から高い加速電圧に増加させる方向に変化させて取得された試料の観察像群を２以上の二次電子像として表示可能な第２表示部に表示する機能と、
前記第２表示部で表示される観察像群から所望の観察像を選択する機能と、
をコンピュータに実現させることを特徴とする電子顕微鏡操作プログラム。
【請求項２７】
請求項２５または２６のいずれかに記載される前記電子顕微鏡操作プログラムを格納したコンピュータで読み取り可能な記録媒体。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は走査型、透過型などの電子顕微鏡およびその操作方法、電子顕微鏡操作プログラムならびにコンピュータで読み取り可能な記録媒体に関する。
【０００２】
【従来の技術】
今日、微小物体を拡大する拡大観察装置として、光学レンズを使った光学顕微鏡やデジタルマイクロスコープなどの他、電子レンズを使った電子顕微鏡が利用されている。電子顕微鏡は、電子の進行方向を自由に屈折させ、光学顕微鏡のような結像システムを電子光学的に設計したものである。電子顕微鏡には、試料や標本を透過した電子を電子レンズを用いて結像する透過型の他、試料表面で反射した電子を結像する反射型、集束電子線を試料表面上に走査して各走査点からの二次電子を用いて結像する走査型電子顕微鏡、加熱あるいはイオン照射によって試料から放出される電子を結像する表面放出型（電界イオン顕微鏡）などがある。
【０００３】
走査型電子顕微鏡装置（Scanning Electron Microscopy：ＳＥＭ）は、対象となる試料に細い電子線（電子プローブ）を照射した際に発生する二次電子や反射電子を、二次電子検出器、反射電子検出器などそれぞれの検出器を用いて取り出し、ブラウン管やＬＣＤなどの表示画面上に表示して、主として試料の表面形態を観察する装置である。一方、透過型電子顕微鏡（Transmission Electron Microscope：ＴＥＭ）は、薄膜試料に電子線を透過させ、その際に試料中で原子により散乱、回折された電子を電子回折パターンまたは透過電顕像として得ることによって主に物質の内部構造を観察できる。
【０００４】
電子線が固体試料に照射されたとき、電子のエネルギーによって固体中を透過するが、その際に試料を構成する原子核や電子との相互作用によって弾性的な衝突、弾性散乱やエネルギー損失を伴う非弾性散乱を生じる。非弾性散乱によって試料元素の殻内電子を励起したり、Ｘ線などを励起したり、また二次電子を放出し、それに相当するエネルギーを損失する。二次電子は衝突する角度によって放出される量が異なる。一方、弾性散乱によって後方に散乱し、試料から再び放出される反射電子は、原子番号に固有の量が放出される。走査型電子顕微鏡はこの二次電子や反射電子を利用する。走査型電子顕微鏡は電子を試料に照射し、放出される二次電子や反射電子を検出して観察像を結像している。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながらＳＥＭやＴＥＭなどの電子顕微鏡は、光学顕微鏡やデジタルマイクロスコープなどの拡大観察装置に比べ、設定項目や調整項目が多く、操作し難いという欠点があった。特に電子顕微鏡の操作に詳しくない初心者は、複雑な設定項目を駆使して最良の観察像を得ることが困難である。また仮に画像が結像できたとしてもそれが最適のものかどうか判断できず、微調整することができないし、その必要性の判断すら困難である。また電子顕微鏡によっては予め目的や試料に応じた像観察条件がプリセットされているものもあるが、試料の導電性などの特性に基づいて像観察条件を設定することの意義が理解できず、どれを選択すればよいのかも判らない。このため、電子顕微鏡の操作は熟練した専門のオペレータでなければできないような状態であった。特に、設定した条件で結像されたイメージが直ちに得られないため、画面を確認しながら設定条件を決定するといった作業ができないことが操作を困難にしていた。
【０００６】
一般の光学顕微鏡であれば、主な調整項目は試料の位置決めと倍率、フォーカス調整、明るさであり、これらを決定すれば観察像を得ることができる。また各調整項目を変更しても、その結果が反映された観察像が直ちに得られるため、調整の効果を目で確認しながら設定を変更することが可能であった。これに対し電子顕微鏡では設定、調整項目が多岐に渡る上、これらを変更した結果どのような観察像が得られるのか予測が難しく、実際に得られた画面を確認しなければならなかった。その上、設定を変更しても変更が反映された結像を得るまでに時間がかかるため、リアルタイムで調整の効果を確認することができなかった。例えばＳＥＭでは、観察対象の試料上で任意の一点からの信号を検出しながら領域全体を走査し、さらに検出された信号を画像処理することによって結像しているため、一枚の観察像を得るまでに数十秒の時間がかかる。よって、設定を変更すると再度観察像を得るために上記の動作をやり直す必要があり、観察像が得られるまで待たなければならなかった。このように、設定の効果を速やかに確認できないため、設定の調整が観察像に及ぼす効果を把握しづらくなり、電子顕微鏡の操作を困難なものとしていた。
【０００７】
さらにまた、加速電圧を上げすぎると試料にチャージアップが生じ、観察像を正しく取得できなくなる上、一旦チャージアップが発生するとこれを解除するために手間がかかるという問題もあった。このようなチャージアップの問題も、電子顕微鏡の操作を難しくする一因となっていた。以上のような様々な問題点があるため、結局操作者の経験に依るところが大きく、初心者が簡単に操作できる電子顕微鏡が望まれていた。
【０００８】
本発明は、このような状況に鑑みてなされたものである。本発明の目的は、電子顕微鏡の設定を容易にすべく誘導機能を設けた電子顕微鏡、電子顕微鏡の操作方法、電子顕微鏡操作プログラムおよびコンピュータで読み取り可能な記録媒体を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するために、本発明の請求項１に記載される電子顕微鏡は、所定の像観察条件に基づいて、電子銃に加速電圧を印加して電子を試料に対して照射し、１以上の検出器で二次電子または反射電子を検出することで、試料の所望の位置を所望の観察倍率にて像観察可能な電子顕微鏡において、前記電子顕微鏡は像観察条件を設定する画面である第１像観察モード画面において、少なくとも試料の特性を設定可能な第１像観察モード設定手段と、前記第１像観察モード設定手段によって設定された条件に基づいて、試料の観察像を表示可能な第１表示部と、前記第１表示部に表示される観察像を前記第１表示部上の所定の位置に移動可能な観察位置決め手段と、前記第１表示部に表示される観察像の観察倍率を変更可能な観察倍率変更手段と、前記第１像観察モード設定手段によって設定された条件に基づいて、前記観察位置決め手段および観察倍率変更手段によって設定された観察位置ならびに観察倍率において、少なくとも２種類の異なる加速電圧を有する２以上の像観察条件であって、各加速電圧を低い加速電圧から高い加速電圧に増加させる方向に変化させて取得された試料の観察像群を２以上の二次電子像として表示可能な第２表示部と、前記第２表示部で表示される観察像群から所望の観察像を選択する選択手段とを備えており、前記第２表示部が、観察位置決め手段および観察倍率変更手段によって設定された観察位置ならびに観察倍率において、少なくとも２種類の像観察条件で２以上の二次電子像による試料の観察像群を表示可能である。
【００１０】
また、本発明の請求項２に記載される電子顕微鏡は、所定の像観察条件に基づいて、電子銃に加速電圧を印加して電子を試料に対して照射し、１以上の検出器で二次電子または反射電子を検出することで、試料の所望の位置を所望の観察倍率にて像観察可能な電子顕微鏡において、前記電子顕微鏡は像観察条件を設定する画面として第１像観察モード画面と第２像観察モード画面とを切替可能に備えており、さらに前記電子顕微鏡は、前記第１像観察モード画面において、少なくとも試料の特性を設定可能な第１像観察モード設定手段と、前記第１像観察モード設定手段によって設定された条件に基づいて、試料の観察像を表示可能な第１表示部と、前記第１表示部に表示される観察像を前記第１表示部上の所定の位置に移動可能な観察位置決め手段と、前記第１表示部に表示される観察像の観察倍率を変更可能な観察倍率変更手段と、前記第１像観察モード設定手段によって設定された条件に基づいて、前記観察位置決め手段および観察倍率変更手段によって設定された観察位置ならびに観察倍率において、少なくとも２種類の異なる加速電圧を有する２以上の像観察条件であって、各加速電圧を低い加速電圧から高い加速電圧に増加させる方向に変化させて取得された試料の観察像群を２以上の二次電子像として表示可能な第２表示部と、前記第２表示部で表示される観察像群から所望の観察像を選択可能な選択手段と、前記第２像観察モード画面において、少なくとも試料上の電子線のスポットサイズ、加速電圧、検出器の種類、試料の位置、観察倍率を設定可能な第２像観察モード設定手段と、前記第１像観察モード画面と前記第２像観察モード画面を切替可能なモード切替手段とを備えており、前記第２表示部が、観察位置決め手段および観察倍率変更手段によって設定された観察位置ならびに観察倍率において、少なくとも２種類の像観察条件で２以上の二次電子像による試料の観察像群を表示可能である。
【００１１】
この所定の位置は、例えば第１表示部の略中央とすることができる。また試料の特性として、対象となる試料の導電性に基づいて決定することもできる。
【００１２】
さらに、本発明の請求項３に記載される電子顕微鏡は、前記第１像観察モード設定手段が、試料の導電性に基づいて試料の特性を設定できる。
【００１３】
さらにまた、本発明の請求項４に記載される電子顕微鏡は、前記第１像観察モード設定手段が、試料の特性として導体のみの試料であるか、絶縁体又は半導体を含む試料であるかを選択可能に構成できる。
【００１４】
さらにまた、本発明の請求項５に記載される電子顕微鏡は、前記第１像観察モード設定手段が、導体のみに試料に対して設定される加速電圧よりも、絶縁体または半導体を含む試料に対して設定される加速電圧を低くすることができる。
【００１５】
さらにまた、本発明の請求項６に記載される電子顕微鏡は、前記第１像観察モード設定手段によって設定された試料の特性に応じた加速電圧と、スポットサイズを含む条件に基づいて、第１表示部に試料の観察像を表示可能に構成できる。
【００１６】
この所定の位置は、例えば第１表示部の略中央とすることができる。また試料の特性として、対象となる試料の導電性に基づいて決定することもできる。
【００１７】
さらにまた、本発明の請求項７に記載される電子顕微鏡は、前記請求項１から６のいずれかに記載される特徴に加えて、前記第１像観察モードにおいて前記選択手段により選択された観察像について、少なくともフォーカス、コントラスト、明るさのいずれかを調整可能な調整手段を備えることを特徴とする。
【００１８】
さらにまた、本発明の請求項８に記載される電子顕微鏡は、前記請求項１から７のいずれかに記載される特徴に加えて、２種類以上の二次電子像の内、１は加速電圧を５ｋＶ以下として得られた二次電子像であり、他の一は加速電圧を１０ｋＶ以上として得られた二次電子像であることを特徴とする。
【００１９】
さらにまた、本発明の請求項９に記載される電子顕微鏡は、前記請求項１から８のいずれかに記載される特徴に加えて、前記第２表示部で、二次電子像に加えて試料の観察像群を１種類以上の反射電子像として表示可能に構成できる。
【００２０】
さらにまた、本発明の請求項１０に記載される電子顕微鏡は、前記請求項９に記載される特徴に加えて、前記１種類以上の反射電子像の内、１は加速電圧を１０ｋＶ以上として得られた反射電子像であることを特徴とする。
【００２１】
さらにまた、本発明の請求項１１に記載される電子顕微鏡は、前記請求項２から１０のいずれかに記載される特徴に加えて、前記第２像観察モードにおいて設定される非点収差を所定値とすることを特徴とする。
【００２２】
さらにまた、本発明の請求項１２に記載される電子顕微鏡は、前記請求項２から１１のいずれかに記載される特徴に加えて、前記第２像観察モードにおいて設定される光軸調整を、少なくとも加速電圧とスポットサイズとの関係に基づいて作成された相関テーブルに基づいて決定することを特徴とする。
【００２３】
さらにまた、本発明の請求項１３に記載される電子顕微鏡は、前記請求項１から１２のいずれかに記載される特徴に加えて、前記第１表示部または第２表示部において表示される観察像の観察倍率は、試料の全体を表示可能な倍率に自動的に調整されることを特徴とする。
【００２４】
また、本発明の請求項１４に記載される電子顕微鏡の操作方法は、所定の像観察条件を設定するステップと、電子銃に加速電圧を印加するステップと、電子を試料に対して照射するステップと、１以上の検出器で二次電子または反射電子を検出するステップとを有する、試料の所望の位置を所望の観察倍率にて像観察可能な電子顕微鏡の操作方法において、第１像観察モード画面において、少なくとも試料の特性を設定するステップと、設定された条件に基づいて試料の観察像を第１表示部に表示するステップと、前記第１表示部に表示される観察像を前記第１表示部上の所定の位置に移動するステップと、前記第１表示部に表示される観察像の観察倍率を決定するステップと、前記所定位置移動ステップで移動された所定の位置ならびに観察倍率決定ステップで決定された観察倍率において、少なくとも前記第１像観察モード画面で試料の特性を設定するステップにおいて設定された条件に基づいて、少なくとも２種類の異なる加速電圧を有する２以上の像観察条件であって、各加速電圧を低い加速電圧から高い加速電圧に増加させる方向に変化させて取得された試料の観察像群を２以上の二次電子像として第２表示部に表示するステップと、前記第２表示部で表示される観察像群から所望の観察像を選択するステップとを備えることを特徴とする。
【００２５】
さらに、本発明の請求項１５に記載される電子顕微鏡の操作方法は、所定の像観察条件を設定するステップと、電子銃に加速電圧を印加するステップと、電子を試料に対して照射するステップと、１以上の検出器で二次電子または反射電子を検出するステップとを有する、試料の所望の位置を所望の観察倍率にて像観察可能な電子顕微鏡の操作方法において、像観察条件を設定する画面として第１像観察モード画面または第２像観察モード画面のいずれかを選択するステップと、第２像観察モード画面を選択したとき、少なくとも試料上の電子線のスポットサイズ、加速電圧、検出器の種類、試料の位置、観察倍率を設定するステップと、第１像観察モード画面を選択したとき、少なくとも試料の特性を設定するステップと、設定された条件に基づいて試料の観察像を第１表示部に表示するステップと、前記第１表示部に表示される観察像を前記第１表示部上の所定の位置に移動させるステップと、前記第１表示部に表示される観察像の観察倍率を調整するステップと、前記調整された観察倍率であって且つ前記移動された試料の所定の位置において、少なくとも２種類の異なる加速電圧を有する２以上の像観察条件であって、各加速電圧を低い加速電圧から高い加速電圧に増加させる方向に変化させて取得された試料の観察像群を２以上の二次電子像として第２表示部に表示するステップと、前記第２表示部で表示される観察像群から所望の観察像を選択するステップとを備えることを特徴とする。
【００２６】
さらにまた、本発明の請求項１６に記載される電子顕微鏡の操作方法は、前記請求項１４または１５に記載される特徴に加えて、前記少なくとも２種類の像観察条件が、加速電圧またはスポットサイズを変更した条件であることを特徴とする。
【００２７】
さらにまた、本発明の請求項１７に記載される電子顕微鏡の操作方法は、前記請求項１４から１６のいずれかに記載される特徴に加えて、前記選択された所望の観察像について、少なくともフォーカス、コントラスト、明るさのいずれかを選択的に調整するステップを備えることを特徴とする。
【００２８】
さらにまた、本発明の請求項１８に記載される電子顕微鏡の操作方法は、前記請求項１４から１７のいずれかに記載される特徴に加えて、前記移動ステップまたは倍率調整ステップを、予め設定された規定値に基づいて自動的に行うことを特徴とする。
【００２９】
さらにまた、本発明の請求項１９に記載される電子顕微鏡の操作方法は、前記請求項１４から１８のいずれかに記載される特徴に加えて、前記観察位置決め手段が試料を載置する試料台を移動させる手段であることを特徴とする。
【００３０】
さらにまた、本発明の請求項２０に記載される電子顕微鏡の操作方法は、前記請求項１４から１９のいずれかに記載される特徴に加えて、前記観察位置決め手段が電子銃から照射される電子線の走査位置をシフトさせる手段であることを特徴とする。
【００３１】
さらにまた、本発明の請求項２１に記載される電子顕微鏡の操作方法は、前記請求項１４から２０のいずれかに記載される特徴に加えて、各ステップにおいて許容できない設定が入力されたとき、入力内容に誤りがある旨を警告することを特徴とする。
【００３２】
さらにまた、本発明の請求項２２に記載される電子顕微鏡の操作方法は、前記請求項１４から２１のいずれかに記載される特徴に加えて、各ステップにおいて所定の設定項目に対し設定できないよう制限項目を設けることを特徴とする。
【００３３】
さらにまた、本発明の請求項２３に記載される電子顕微鏡の操作方法は、前記請求項１４から２２のいずれかに記載される特徴に加えて、各ステップにおいて設定不要な設定項目は表示させないことを特徴とする。
【００３４】
さらに、本発明の請求項２４に記載される電子顕微鏡の操作方法は、所定の像観察条件を設定するステップと、電子銃に加速電圧を印加するステップと、電子を試料に対して照射するステップと、１以上の検出器で二次電子または反射電子を検出するステップとを有する、試料の所望の位置を所望の観察倍率にて像観察可能な電子顕微鏡の操作方法において、像観察条件を設定する画面として第１像観察モード画面または第２像観察モード画面のいずれかを選択するステップと、第２像観察モード画面を選択したとき、少なくとも試料上の電子線のスポットサイズ、加速電圧、検出器の種類、試料の位置、観察倍率を設定するステップと、第１像観察モード画面を選択したとき、少なくとも試料の導電性に基づいて試料の特性を設定するステップと、設定された条件に基づいて試料の観察像を第１表示部に表示するステップと、前記第１表示部に表示される観察像を、予め設定された規定値に基づいて自動的に前記第１表示部上の表示領域の縦横において略中央に移動させるステップと、前記第１表示部に表示される観察像の観察倍率を、予め設定された規定値に基づいて自動的に調整するステップと、前記調整された観察倍率であって且つ前記移動された略中央位置において、少なくとも加速電圧またはスポットサイズを変更し、かつ各加速電圧を低い加速電圧から高い加速電圧に増加させる方向に変化させて取得された２種類以上の二次電子像による試料の観察像を第２表示部に表示するステップと、前記第２表示部で表示される観察像群から所望の観察像を選択するステップと、前記選択された所望の観察像について、少なくともフォーカス、コントラスト、明るさのいずれかを選択的に調整するステップとを備えることを特徴とする。
【００３５】
また、本発明の請求項２５に記載される電子顕微鏡操作プログラムは、所定の像観察条件に基づいて、電子銃に加速電圧を印加して電子を試料に対して照射し、１以上の検出器で二次電子または反射電子を検出することで、試料の所望の位置を所望の観察倍率にて像観察可能な電子顕微鏡を操作するための電子顕微鏡操作プログラムにおいて、前記電子顕微鏡は像観察条件を設定する画面である第１像観察モード画面において、少なくとも試料の特性を選択可能な第１像観察モードを設定する機能と、前記第１像観察モードを設定する機能によって設定された条件に基づいて試料の観察像を表示可能な第１表示部に表示する機能と、前記第１表示部に表示される観察像を前記第１表示部上の所定の位置に移動可能な観察位置決め機能と、前記第１表示部に表示される観察像の観察倍率を変更する機能と、前記観察を位置決めする機能および観察倍率を変更する機能によって設定された観察位置ならびに観察倍率において、少なくとも２種類の異なる加速電圧を有する２以上の像観察条件であって、各加速電圧を低い加速電圧から高い加速電圧に増加させる方向に変化させて取得された試料の観察像群を２以上の二次電子像として第２表示部に表示させる機能と、前記第２表示部で表示される観察像群から所望の観察像を選択する機能とをコンピュータに実現させることを特徴とする。
【００３６】
さらに、本発明の請求項２６に記載される電子顕微鏡操作プログラムは、所定の像観察条件に基づいて、電子銃に加速電圧を印加して電子を試料に対して照射し、１以上の検出器で二次電子または反射電子を検出することで、試料の所望の位置を所望の観察倍率にて像観察可能な電子顕微鏡を操作するための電子顕微鏡操作プログラムにおいて、像観察条件を設定する画面として第２像観察モード画面と第１像観察モード画面とを切替可能なモード切替機能と、前記第２像観察モード画面において、少なくとも試料上の電子線のスポットサイズ、加速電圧、検出器の種類、試料の位置、観察倍率を設定可能な第２像観察モード設定機能と、前記第１像観察モード画面において、少なくとも試料の特性を設定可能な第１像観察モード設定機能と、前記第１像観察モード設定機能によって設定された条件に基づいて試料の観察像を表示可能な第１表示部に表示する機能と、前記第１表示部に表示される観察像を前記第１表示部上の所定の位置に移動可能な観察位置決め機能と、前記第１表示部に表示される観察像の観察倍率を変更可能な観察倍率変更機能と、前記観察位置決め機能および観察倍率変更機能によって設定された観察位置ならびに観察倍率において、少なくとも２種類の像観察条件であって、各加速電圧を低い加速電圧から高い加速電圧に増加させる方向に変化させて取得された試料の観察像群を２以上の二次電子像として表示可能な第２表示部に表示する機能と、前記第２表示部で表示される観察像群から所望の観察像を選択する機能とをコンピュータに実現させることを特徴とする。
【００３７】
さらにまた、本発明の請求項２７に記載されるコンピュータで読み取り可能な記録媒体は、前記請求項２５または２６に記載される電子顕微鏡操作プログラムを格納している。
【００３８】
記録媒体には、ＣＤ−ＲＯＭ、ＣＤ−Ｒ、ＣＤ−ＲＷやフレキシブルディスク、磁気テープ、ＭＯ、ＤＶＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ−ＲＡＭ、ＤＶＤ−Ｒ、ＤＶＤ−ＲＷ、ＤＶＤ＋ＲＷなどの磁気ディスク、光ディスク、光磁気ディスク、半導体メモリその他のプログラムを格納可能な媒体が含まれる。
【００３９】
ＳＥＭなどの電子顕微鏡で観察を行うためには、視野探しや条件設定など操作上不可欠なステップが存在する。本発明はこの点に着目し、必要なステップを画面毎に説明し、段階的に操作を誘導することで操作の簡単化を図るものである。操作の誘導にはフロー形式やウィザード形式が利用できる。設定項目に応じて複数の画面を用意し、これらを順次切り替えて表示させることで、像観察に必要な条件を一通り入力させる。各画面毎に説明文を表示させ、その画面において指定する必要のある項目を操作者に説明すると共に入力、選択を促す。入力された情報に基づいて、必要に応じて各設定値を演算、あるいは規定値を入力し、必要な項目が自動的に設定される。また画面毎に操作できる範囲や項目に制限を加えて誤入力、誤動作を防止することもできる。このように操作手順を誘導するオート観察モードに加えて、すべての設定項目を操作者が設定するマニュアル観察モードも用意し、操作者がこれらのモードを任意に切り替えることができる。
【００４０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。ただし、以下に示す実施の形態は、本発明の技術思想を具体化するための電子顕微鏡、電子顕微鏡の操作方法、電子顕微鏡操作プログラムおよびコンピュータで読み取り可能な記録媒体を例示するものであって、本発明は電子顕微鏡、電子顕微鏡の操作方法、電子顕微鏡操作プログラムおよびコンピュータで読み取り可能な記録媒体を以下のものに特定しない。
【００４１】
また、本明細書は特許請求の範囲に示される部材を、実施の形態の部材に特定するものでは決してない。なお、各図面が示す部材の大きさや位置関係などは、説明を明確にするため誇張していることがある。
【００４２】
本明細書において電子顕微鏡とコンピュータ、あるいはプリンタなどその他の周辺機器との接続は、例えばＩＥＥＥ１３９４、ＲＳ−２３２ＣやＲＳ−４２２、ＵＳＢなどのシリアル接続、パラレル接続、あるいは１０ＢＡＳＥ−Ｔ、１００ＢＡＳＥ−ＴＸなどのネットワークを介して電気的に接続して通信を行う。接続は有線を使った物理的な接続に限られず、無線ＬＡＮやＢｌｕｅｔｏｏｔｈなどの電波、赤外線、光通信などを利用した無線接続などでもよい。さらに観察像のデータ保存などを行うための記録媒体には、メモリカードや磁気ディスク、光ディスク、光磁気ディスク、半導体メモリなどが利用できる。
【００４３】
以下の実施例では、図１のコンピュータ１に電子顕微鏡操作プログラムをインストールして使用する例について説明する。イメージデータはアナログ信号がＡＤ変換されデジタル信号として処理される。デジタル信号の画像データは画像の劣化がなく、画調変更、画像積算、疑似カラー化などが容易である。ただし、必ずしもデジタル信号に変換する必要はなく、アナログ信号の画像を扱うこともできる。
【００４４】
本明細書においてコンピュータとは、電子顕微鏡を接続したコンピュータに限られない。例えば、操作者が電子顕微鏡の操作方法を習得するために、電子顕微鏡と接続されないコンピュータに電子顕微鏡操作プログラムをインストールして動作させる態様でも本発明の電子顕微鏡操作プログラムは利用できる。またコンピュータには電子顕微鏡操作プログラムをインストールした汎用または専用のコンピュータ、ワークステーション、端末その他の電子デバイスの他、電子顕微鏡操作機能を組み込んだ専用装置のようなハードウェアや電子顕微鏡そのものも含む。またプログラムとは、プラグイン、オブジェクト、ライブラリ、アプレット、コンパイラなどソフトウェアとして特定の機能を実現するあらゆる形態を包含する。
【００４５】
以下の操作は、コンピュータまたは電子顕微鏡に接続されたマウス、トラックボール、トラックポイント、ライトペン、デジタイザその他の入力手段から行う。また、電子顕微鏡のコンソールに設けられた各種操作ボタンやつまみを使用して操作、設定することも可能である。
【００４６】
また本明細書においてボタンを押下するとは、ボタンがコンピュータのモニタ画面上に仮想的に構成されたものである場合は、マウスなどの入力装置でクリックすることにより擬似的に押すことを意味する。ただ、この方法に限られず操作画面に応じて種々の機構が利用できる。例えば、操作卓がタッチスクリーンやタッチパネル上に構成されている場合は、操作者が直接手で触れることにより操作できる。あるいはライトペンなどを使用して指定することもできるし、物理的な操作盤にて構成されている場合は操作者が物理的に操作する。
【００４７】
以下の実施例ではＳＥＭについて説明する。但し、本発明はＴＥＭやその他の電子顕微鏡関連装置においても利用できる。本発明を具現化した一実施例に係るＳＥＭについて、図１に基づいて説明する。ＳＥＭは一般に加速電子の電子線を発生させ試料に到達させるまでの光学系と、試料を配置する試料室と、試料室内を真空にするための排気系と、像観察のための操作系で構成される。
【００４８】
光学系は、加速電子の電子線を発生させる電子銃７、加速電子の束を絞り込んで細束化するレンズ系、試料から発生する二次電子や反射電子を検出する検出器を備える。図１に示す走査型電子顕微鏡は、光学系として電子線を照射する電子銃７と、電子銃７から照射される電子線がレンズ系の中心を通過するように補正するガンアライメントコイル９と、電子線のスポットの大きさを細く絞る収束レンズ１２であるコンデンサレンズと、収束レンズ１２で収束された電子線を試料２０上で走査させる電子線偏向走査コイル１８と、走査に伴い試料２０から放出される二次電子を検出する二次電子検出器２１と、反射電子を検出する反射電子検出器２２を備える。
【００４９】
試料室には、試料台、試料導入装置、Ｘ線検出用分光器などが備えられる。試料台はＸ、Ｙ、Ｚ移動、回転、傾斜機能を備える。
【００５０】
排気系は、加速電子の電子線が気体成分通過中に極力エネルギーを失うことなく試料に到達するために必要で、ロータリーポンプ、油拡散ポンプが主として用いられる。
【００５１】
操作系は二次電子像、反射電子像、Ｘ線像などを表示、観察しながら照射電流の調整、焦点合わせなどを行う。二次電子像などの出力は、アナログ信号であれば写真機によるフィルム撮影が一般的であったが、近年は画像をデジタル信号に変換した出力が可能となり、データの保存や画像処理、印刷のなどの多種多様な処理が可能である。図１のＳＥＭは、二次電子像や反射電子像などの観察像を表示する表示部２８と印刷のためのプリンタ２９を備える。また操作系は、像観察条件として少なくとも加速電圧またはスポットサイズを設定するために必要な設定項目の設定手順を誘導する誘導手段を備える。
【００５２】
図１に示すＳＥＭは、コンピュータ１と接続され、コンピュータ１を電子顕微鏡の操作を行うコンソールとして使用し、また必要に応じて像観察条件や画像データを保存したり、画像処理や演算を行う。図１に示すＣＰＵやＬＳＩなどで構成される中央演算処理部２は、走査型電子顕微鏡を構成する各ブロックを制御する。電子銃高圧電源３を制御することにより、フィラメント４、ウェーネルト５、アノード６からなる電子銃７より電子線を発生させる。電子銃７から発生された電子線８は、必ずしもレンズ系の中心を通過するとは限らず、ガンアライメントコイル９をガンアライメントコイル制御部１０によって制御することで、レンズ系の中心を通過するように補正を行う。次に、電子線８は収束レンズ制御部１１によって制御される収束レンズ１２であるコンデンサコイルによって細く絞られる。収束された電子線８は、電子線８を偏向する非点収差補正コイル１７、電子線偏向走査コイル１８、対物レンズ１９、および電子線８のビーム開き角を決定する対物レンズ絞り１３を通過し、試料２０に至る。非点収差補正コイル１７は非点収差補正コイル制御部１４によって制御され、走査速度等を制御する。同様に電子線偏向走査コイル１８は電子線偏向走査コイル制御部１５によって、対物レンズ１９は対物レンズ制御部１６によって、それぞれ制御され、これらの作用によって試料上を走査する。試料２０上を電子線８が走査することにより、試料２０から二次電子、反射電子等の情報信号が発生され、この情報信号は二次電子検出器２１、反射電子検出器２２によりそれぞれ検出される。検出された二次電子の情報信号は二次電子検出増幅部２３を経て、また反射電子の情報信号は反射電子検出器２２で検出されて反射電子検出増幅部２４を経て、それぞれＡ／Ｄ変換器２５、２６によりＡ／Ｄ変換され、画像データ生成部２７に送られ、画像データとして構成される。この画像データはコンピュータ１に送られ、コンピュータ１に接続されたモニタなどの表示部２８にて表示され、必要に応じてプリンタ２９にて印刷される。
【００５３】
排気系ポンプ３０は、試料室３１内部を真空状態にする。排気系ポンプ３０に接続された排気制御部３２が真空度を調整し、試料２０や観察目的に応じて高真空から低真空まで制御する。
【００５４】
電子銃７はあるエネルギーをもった加速電子を発生させるソースとなる部分で、Ｗ（タングステン）フィラメントやＬａＢ６フィラメントを加熱して電子を放出させる熱電子銃の他、尖状に構成したＷの先端に強電界を印加して電子を放出させる電界放射電子銃がある。レンズ系には、収束レンズ、対物レンズ、対物レンズ絞り、電子線偏向走査コイル、非点収差補正コイルなどが装着されている。収束レンズは電子銃で発生した電子線をさらに収斂して細くする。対物レンズは最終的に電子プローブを試料に焦点合わせするためのレンズである。対物レンズ絞りは収差を小さくするために用いられる。検出器には、二次電子を検出する二次電子検出器と反射電子を検出する反射電子検出器がある。二次電子はエネルギーが低いのでコレクタにより捕獲され、シンチレータにより光電子に変換されて、光電子倍増管で信号増幅される。一方、反射電子の検出にはシンチレータあるいは半導体型が用いられる。
【００５５】
［試料台］
観察位置の位置決めは、試料２０を載置した試料台３３を物理的に移動させて行う。この場合は観察位置決め手段が試料台３３で構成される。試料台３３は試料２０の観察位置を調整可能なように様々な方向への移動、調整が可能である。移動、調整の方向は、試料台の観察位置を移動、調整させるため、試料台のＸ軸方向、Ｙ軸方向、Ｒ軸方向への移動および微調整が可能である他、試料の傾斜角度を調整するために試料台のＴ軸方向の調整、ならびに対物レンズと試料との距離（ワーキングディスタンス）を調整するために試料台のＺ軸方向の調整が可能である。
【００５６】
［モード］
この電子顕微鏡は、操作を簡単とするように設定を誘導するガイダンス機能を持たせた第１像観察モード画面と、従来型の設定が可能な第２像観察モード画面を備える。第１像観察モード画面は、電子顕微鏡の操作に慣れていなくてもある程度の観察像を取得できるように、必要項目の設定を誘導して自動である程度の設定を可能とする、いわばイージーモードである。第１像観察モードは図２に示す電子顕微鏡操作プログラムのメニュー画面において、「オート観察」４０と表記される。なお図２および図４以降は、電子顕微鏡操作プログラムのユーザインターフェース画面のイメージ図を示している。
【００５７】
一方第２像観察モード画面は、通常の設定画面であって電子顕微鏡の操作に習熟した者が詳細な設定を行い、最適な観察像を得ることができるいわばプロモードである。第２像観察モードは図２において「マニュアル観察」４１と表記される。マニュアル観察モードの画面例を図４に示す。マニュアル観察モードにおいては、すべての設定項目を操作者が設定する。この画面では、設定を誘導するガイダンスがなく、どのタイミングでどの操作をするべきかの判断を操作者が行って操作ができるように、いつでもすべての操作ができる。
【００５８】
［像観察条件］
ＳＥＭで観察像を得るために必要な条件である像観察条件は、例えば加速電圧においては電子銃高圧電源３などを調整することで、試料に応じて適切な加速電圧値を決定すること、電子銃から照射される電子線を、試料上で所望のスポットサイズ（入射電子線束の直径）に設定することなどである。加速電圧やスポットサイズ以外の像観察条件としては、検出器として二次電子検出器あるいは反射電子検出器などのいずれを選択するか、試料室３１内の真空度、倍率、試料の観察位置すなわち試料台のＸ、Ｙ、Ｒ軸位置、試料の傾斜角度すなわち試料台のＴ軸位置、ワーキングディスタンスすなわち試料台のＺ軸位置、対物絞り径などがある。
【００５９】
調整項目には、一度調整すればよい項目と、像観察条件を変更するたびに調整する必要のある項目がある。例えば、フィラメントを加熱して電子銃から熱電子を発生させるための電流値の調整は、電子顕微鏡の操作開始時に一度調整すればよい。これに対し、取得された観察像を調整する項目としては、フォーカス、コントラスト、ブライトネス、非点収差補正、光軸調整（ガンアライメント）などがある。操作者は画面上から必要なボタンやメニューを操作して各項目を設定する。
【００６０】
電子顕微鏡の操作者は必要に応じてオード観察モードとマニュアル観察モードを切り替えて設定することができる。切替には、図４において下部に設けられた「オート観察」タブ４２、「マニュアル観察」タブ４３を選択することにより行う。マニュアル観察モードからオード観察モードへの切替、あるいはマニュアル観察モードからオート観察モードへの切替は、随時行うことができる。これによって、例えばオート観察モードである程度の観察像を取得した後、マニュアル観察モードに切り替えて最適な設定に調整してより詳細な観察像を得るといった使用形態が可能となる。
【００６１】
［オート観察モードの操作方法］
以下、本発明の一実施例に係る電子顕微鏡の操作方法として、オート観察モードによる像観察を図３のフローチャート、図６〜１５、図２４〜図２６の操作画面に基づいて説明する。なおこれらの図面は、コンピュータもしくは電子顕微鏡に表示されるユーザインターフェース画面の一例を示している。各画面のデザインやレイアウト、画面やボタンの配置、配色やアイコンの形状などは必要に応じて適宜変更できることはいうまでもない。
【００６２】
まず電子顕微鏡操作プログラムを起動すると、図１のコンピュータ１の画面上に図２の選択画面が表示される。選択画面においては、各々の操作を選択するためのボタンが、操作内容の説明と共に表示される。操作者はこの中から所望の操作を選択し、選択ボタンを押下する。ここで「オート観察」４０を押下すると、図６の画面になりオート観察モードが開始される。オート観察モードでは、ガイダンス機能によって必要な設定項目が画面毎に示される。必要に応じて、設定項目の説明をテキストや音声、イラストや写真などの静止画、アニメーションなどの動画などを単独もしくは組み合わせて説明する。また必要な設定項目については点滅やハイライト表示、反転などによって強調させることもできる。加えて、適宜メッセージを表示して注意を促すこともできる。例えば、オート観察モードに移行する際に図５のようなメッセージ画面を表示し、操作者に対し注意すべき事項を確認させることができる。
【００６３】
さらに、各設定項目において許容できない設定が入力されたとき、入力内容に誤りがある旨を知らせる警告手段を設けても良い。警告はテキストでメッセージを表示させる方式の他、警告音を発したり音声メッセージを再生させるなどの方法が利用できる。また特定の項目に設定や変更ができないように制限をかけて、誤動作を防止することもできる。さらにまた、設定の不要な操作項目は画面に表示させないようにしても良い。
【００６４】
操作者は各画面で設定終了後に「次へ」ボタンを押下して次画面の設定項目に進むという操作を繰り返す。これによって段階的に必要な設定を順次行って、最終的に観察像を得ることができる。設定画面を前の画面に戻りたい場合は、「ひとつ前にもどる」ボタンを押下する。これによって、設定をやり直すことができる。
【００６５】
［ステップＳ１  試料の材質を選択する］
図６は試料分類画面であり、操作者に試料の材質を選択させる試料分類欄４４を設ける。像観察の対象となる試料が導体のみからなるのか、あるいは絶縁体や半導体を含むのかをラジオボタンにより選択する。試料の導電性に応じて、加速電圧とスポットサイズが決定される。導電性のある試料の場合はチャージアップのおそれがないが、絶縁体や半導体を含む場合は電荷がたまってチャージアップが生じるおそれがあるため、加速電圧を上げすぎないように注意する必要があるからである。ここでの選択に従って加速電圧とスポットサイズの両方を電子顕微鏡あるいはコンピュータ側が自動的に決定する。
【００６６】
ここでの設定は、次画面で位置決めを行うための観察像を取得するための設定であって、最適な観察像を取得するためのものでない。観察像を得るためには何らかの条件で電子線を照射しなければならないが、この時点では最適な条件を判断することはできない。ここでは、位置決めが行える程度に全体像が判別できる観察像が取得できるように、観察像の品質を優先せず、観察像の取得を目標とした安全値に加速電圧およびスポットサイズを設定する。さらに像の全体を得られるよう倍率を低めに設定する。試料の材質を選択すると、「次へ」ボタン４５がグレーアウトした状態から選択可能になる。「次へ」ボタン４５を押下すると、図７の位置決め画面に移行し、設定された加速電圧に基づいて電子線の照射を開始し、低倍率での像観察を行う。
【００６７】
なお、前回行った像観察条件と同じ条件で観察を行う場合は、「前回の像観察条件を使用する」欄４６をチェックする。この欄をチェックして「次へ」ボタン４５を押下すると、ガイダンスを省略して直ちに像観察に進むことができる。
【００６８】
［簡易的な加速電圧およびスポットサイズの決定手法］
ここで、電子顕微鏡またはコンピュータが簡易的に加速電圧とスポットサイズを決定する手法について説明する。簡易的な観察とはいっても、いくつかの条件を満たすことが望ましい。例えば、チャージアップし易い試料を観察する場合は、チャージアップしない条件での観察とする必要がある。また試料が熱変形や蒸発といった損傷を受けやすい場合は、試料に損傷を与えないような条件としなければならない。これらに加えて、可能な限りきれいに観察できるように条件を設定する必要がある。さらに加速電圧とスポットサイズのみならず、実際に観察像を結像するためには、観察に必要なすべてのパラメータを設定しなければならない。
【００６９】
簡易的に加速電圧とスポットサイズを決定する手法には、以下の手順が利用できる。
［試料の特性］
まず試料の導電率を指定する。例えば試料の導電性の有無を選択する。または半導体か、あるいはこれらが混在した試料かを選択させる。
【００７０】
さらに試料の耐熱性を指定する。試料が熱で変形しやすい性質かどうか、水分など蒸発しやすい成分が含まれているかどうかを指定する。金属のような安定した試料であれば、電子線を照射しても問題がないし、不安定な試料であれば電子線照射によって試料にダメージを与えるおそれがある。このため、試料の性質に応じて電子線照射の条件を調整する。
【００７１】
また試料の構造を指定する。例えば試料が塊状なのか、紛状体なのか、粒状体なのか、繊維のような細長いものの集合体なのかを指定し、それぞれに応じた条件の設定を仮設定候補群として用意しておく。また試料が塊状である場合、表面に微細な凹凸を有しているのか、平坦なのか、あるいは表面に金蒸着などによるコーティングその他の前処理が施されているかといったさらに詳細な条件を指定させ、それぞれに適した条件を用意しておく。
【００７２】
さらにまた、予め観察目的に応じた設定群を用意しておき、観察目的を指定させることで自動的に対応する設定値をセットする。例えば、Ｘ線元素分析を行うのか、試料を構成する組成の分布を確認するのか、凹凸状体を確認するのか、試料表面に付着する薄い油分などを透かして確認するのか、といった目的を選択させ、予め用意されたそれぞれに適した設定群を利用する。
【００７３】
以上のようにして簡易的に設定された加速電圧とスポットサイズに応じて、他の像観測条件のパラメータを設定する。例えば、光軸の調整、すなわち光学系を通っている線で光学系のレンズ、絞りなどの中心を連ねる直線を調整するには、加速電圧とスポットサイズの関係に応じて適切な光軸調整値を予めテーブルとして備えておき、テーブルを参照することで該当する光軸調整を行わせる。
【００７４】
なお、加速電圧とスポットサイズの設定は、両者を調整する方法とする以外にも、いずれか一方を固定値として、他方を調整する方法としてもよい。
【００７５】
また別に、上記の手法でなく加速電圧およびスポットサイズの両方を固定値で観察させることもできる。その際、上述のように加速電圧およびスポットサイズは最適画像の取得を主眼とするのでなく、観察像の取得を主眼とした無難な設定とすることが望ましい。
【００７６】
［ステップＳ２  観察位置決めおよび倍率調整を行う］
図７は位置決め画面であり、操作者に観察位置の位置決めと拡大倍率を手動で設定させる。図７の画面は、主たる表示を行うための第１表示部４７と、第１表示部４７での表示を設定するための補助的な第２表示部４８を備える。また画面上には各種の設定ボタンが配置される。各ボタンはツールチップ機能により、図８に示すようにマウスポインタをボタンの上に重ね合わせることにより各ボタンの機能説明やヒントがチップ画面４９に表示される。さらに、マウスポインタが重ね合わせられたボタンや項目には、枠を表示したりボタンが押下されたイメージを表示するなどして強調表示し、現在選択しようとしている項目を明確にすることもできる。
【００７７】
第２表示部４８は、タブを選択することにより広域画像５０、ｅプレビュー５１のいずれかを表示内容を切り替える。図７の例では、第２表示部４８には図６の入力および設定に基づいて、観察像の全体を表示される「広域画像５０」が選択されている。一方第１表示部４７には、第２表示部４８に対して設定や処理がなされた画像が表示される。図８の例では、第２表示部４８の一部が拡大されて表示されている。
【００７８】
［倍率調整］
図７の第１表示部４７において拡大倍率を決定する。操作者は第１表示部４７で表示される観察像を確認しながら、所望の倍率を決定する。図７の例では、倍率値は第２表示部４８で表示されるサイズに対して第１表示部４７で表示されるサイズの割合を示す相対値となっている。例えば第２表示部４８と同じイメージが第１表示部４７に表示されるとき、倍率は「１」となる。ただ、倍率の表示はこの例に限られず、例えば試料の大きさとの絶対的な拡大率で表示しても良い。
【００７９】
倍率の変更は、倍率調整手段である倍率ボタンで行う。図７の例では第１〜第３倍率ボタン５３、５４、５５の３つが備えられている。虫眼鏡状のアイコンが付された第１倍率ボタン５３を押下すると、図９の画面となってスライダ５６がサブウィンドウにて表示される。このスライダ５６上に表示される矢印５７を入力手段により移動させると、倍率は連続的に変化する。例えばマウスでスライダ５６を右方向に移動させると拡大され、左に移動させると縮小される。この指定に追従して、第１表示部４７で表示される観察像はリアルタイムに拡大、縮小表示される。なお電子顕微鏡あるいはコンピュータ側の演算処理能力によって描画速度は変動し、若干遅れて表示されることがある。このときマウスのポインタはスライダ５６上に合わせる必要はなく、マウスを左右方向に移動させるのみでスライダ５６を操作できる。またサブウィンドウの右上には、拡大縮小が可能な範囲表示部５８が表示されており、現在第１表示部４７において表示中の倍率が拡大縮小範囲のどの位置にあるかが表示される。
【００８０】
また第２倍率ボタン５４は倍率を数値で表示する。第２倍率ボタン５４は、図１０に示すようにドロップダウンメニューで所定の倍率を選択することができ、また任意の倍率値を数値で直接入力することもできる。第１倍率ボタン５３または第３倍率ボタン５５で倍率を変更した場合でも、第２倍率ボタン５４は現在第１表示部４７で表示されている観察像の倍率を表示する。
【００８１】
さらに第３倍率ボタン５５である「最低倍率」ボタンを押下すると、所定の最低倍率（例えば「１」）が設定される。これによって、直ちに全体像の表示に復帰することができる。
【００８２】
第１表示部４７でイメージを拡大表示すると、図１１に示すように、第１表示部４７の拡大イメージが第２表示部４８においてどの部分を拡大しているかが第２表示部４８上に矩形状の枠５９で囲まれた領域で表示される。これによって現在どの位置が表示されているかを確認することができると共に、第２表示部４８を確認しながら所望の位置に移動させることができる。図７の例では、手のひら状のアイコンを付した移動ボタンとして、第１〜３移動ボタン６０、６１、６２の３つを備えている。第１移動ボタン６０をマウスでクリックすると、第１表示部４７上でカーソルが手のひら状に変形し、所望の位置にてマウスの左ボタンを押下してドラッグすることにより、直接画面を把持して移動させることができる。所望の位置に移動させた後に左ボタンをリリースすれば移動状態は解除される。
【００８３】
第２移動ボタン６１は、指定した位置を中心に移動させることができる。第２移動ボタン６１を押下すると、第１表示部４７上でクリックした任意の位置を中央とするイメージが表示されるように、自動的に移動される。
【００８４】
さらに第３移動ボタン６２は画面の移動方向および移動速度を指定できる。第３移動ボタン６２を押下すると、第１表示部４７上でカーソルが標的状に変化する。さらにこの状態で左ボタンを押下し続ける間、図１２のような標的状グリッド６３が表示される。標的状グリッド６３は第１表示部４７のほぼ中央に表示され、標的状グリッド６３の中心に対してマウスのポインタなどが位置する方向に画面は移動する。また中心からの距離に従って移動速度は変化し、中心に近いほど移動は遅く、離れるほど速く移動する。これによって所望の方向への画面移動が容易に操作できる。
【００８５】
以上の観察位置の位置決めは、試料を載置した試料台を物理的に移動させて行う。移動ボタンの操作に従って、試料台はＸ方向、Ｙ方向に移動される。ただ、第２表示部４８にて表示されている範囲内で移動させるときは、試料台を移動させなくとも表示は可能である。
【００８６】
観察像の位置決めや観察視野の移動には、試料台を物理的に移動させる方法に限られず、例えば電子銃から照射される電子線の走査位置をシフトさせる方法（イメージシフト）も利用できる。あるいは両者を併用する方法も利用できる。あるいはまた、広い範囲で一旦画像データを取り込み、データをソフトウェア的に処理する方法も利用できる。この方法では、一旦データが取り込まれてデータ内で処理されるため、ソフトウェア的に観察位置を移動させることが可能で、試料台の移動や電子線の走査といったハードウェア的な移動を伴わないメリットがある。予め大きな画像データを取り込む方法としては、例えば様々な位置の画像データを複数取得し、これらの画像データをつなぎ合わせることで広い面積の画像データを取得する方法がある。あるいは、低倍率で画像データを取得することによって、取得面積を広く取ることができる。
【００８７】
［フォーカス調整］
また、必要に応じてフォーカス、コントラスト、明るさをそれぞれ「フォーカス」ボタン６４、「コントラスト」ボタン６５、「明るさ」ボタン６６で調整する。「フォーカス」ボタン６４を押下すると、図１３に示すように第１表示部４７に枠６７で囲まれた領域が指定されると共にスライダ６８がサブウィンドウで表示される。上記と同様にスライダ６８をマウスなどで左右に移動させて枠内の領域のフォーカス調整を行う。このとき、枠６７で囲まれた領域のみがフォーカス調整され、枠外の領域は変化しないため、フォーカス調整の効果が対比されて容易に確認できる。マウスの右ボタンをクリックしてフォーカス調整を終了すると、枠６７が消えて第１表示部４７全体の領域でフォーカス調整が実行される。同様に「コントラスト」ボタン６５もスライダにてコントラストを調整し、また「明るさ」ボタン６６も同様にスライダにて明るさ調整を行うことができる。
【００８８】
さらに、これらフォーカス、コントラスト、明るさの調整を自動で行わせることができる。「Ａｕｔｏ  ＦＣＢ」ボタン６９を押下すると、第１表示部４７にて表示中のイメージに最適な条件を画像処理にて演算し、自動的に調整されたイメージが第１表示部４７上に表示される。
【００８９】
さらに図７の画面は、ＳＥＭ観察がＯＮであることを示すＳＥＭ観察ＯＮ／ＯＦＦボタン７０が左上に表示されており、このボタンを押下するとＯＮ／ＯＦＦを切り替えることができる。
【００９０】
さらにまた図７の画面右上には、全画面ボタン７１を備えており、画面全体を第１表示部４７の領域として使用することができる。
【００９１】
以上のようにして位置決めと倍率調整が行われた後、「次へ」ボタン７２を押下すると図１４の画面に切り替わる。
【００９２】
［ステップＳ３  像観察条件を選択する］
図１４の画面では、上記で決定された観測位置と調整において、像観察条件を選択する。ここでは複数の観測条件を設定して複数の観察像を取得するｅプレビューを行うか、一の像観察条件のみを選択して一の観察像を取得するかのいずれかを指定する。ｅプレビューを行う場合は、「ｅプレビューを行います」欄７２にチェックを入れる。図１４〜１５では、Ａ〜Ｄの４つの簡易観察像を取得して第２表示部４８に表示する例を示している。簡易観察像Ａ〜Ｄを取得するための観測条件は、電子顕微鏡あるいはコンピュータ側が観測対象の試料に適していると予測される観測条件の候補群から選択される。特に、二次電子検出器または反射電子検出器のいずれを使用するか、さらに加速電圧をいくらに設定するかが重要な要因となる。図１５の例では、簡易観察像Ａ〜Ｄの内、Ａ〜Ｃの３枚が二次電子像、Ｄの１枚が反射電子像を示している。ただし、この例に限定されるものでなく、すべてを二次電子像あるいはすべてを反射電子像としてもよいし、あるいは二次電子像を１枚として残りを反射電子像としてもよい。いずれの検出器を使用するかは、像観察条件や像観察の目的、操作者の意図などに応じて適宜設定される。
【００９３】
図１４の例では、プレビュー画像Ａの観測条件は最表面の細かい凹凸情報を取得することを主眼に設定され、プレビュー画像Ｃはノイズを抑えて観測することを主眼に設定され、プレビュー画像ＢはＡとＣの中間の条件で設定されている。またプレビュー画像Ｄは、試料の材質の違いを判断することを主眼に設定されている。
【００９４】
加速電圧は、チャージアップを避けるために増加させる方向に観測条件を変化させて観測する。プレビュー画像をＡ〜Ｄの順に取得する場合は、後になるほど加速電圧は高くなる。また二次電子検出器で検出した後、反射電子検出器で観測する。例えばプレビュー画像Ｄは反射電子検出器を使用している。
【００９５】
ｅプレビューの例を図１６〜図２３に示す。図１６〜図１９は試料として一円玉を倍率１００倍で測定したものであり、図２０〜図２３はガラスエポキシ基板に設けられたスルーホールの断面を倍率５００倍で観測したものである。図１６は二次電子検出器を用いて加速電圧２ｋＶで観察したものであり、表面の細かい凹凸まで観測できることが判る。また図１７は同じく二次電子検出器にて加速電圧５ｋＶとした例、図１８は二次電子検出器にて加速電圧２０ｋＶとして観察した例を示す。特に図１８においては表面の薄い油分を透かして試料の凹凸が観察できる。このように検出器として二次電子検出器を使用すると、表面の凹凸が観測できる。さらに図１９は反射電子検出器にて同じく加速電圧２０ｋＶとして観察した例であり、アルミニウムの隙間にたまったゴミの組成の相違が確認できる。このように反射電子検出器では、表面の凹凸でなく試料の組成が明らかとなる。
【００９６】
また図２０〜図２３は、すべて二次電子検出器を使って加速電圧を上昇させながら観察した例であり、図２０は０．８ｋＶ、図２１は１．２ｋＶ、図２２は１．６ｋＶ、図２３は２．０ｋＶとしている。これらの図から、加速電圧の上昇に伴いチャージアップが発生し、結像が乱れていることが確認できる。
【００９７】
ただ、これらの設定は一例であって、試料や観察目的に応じて適宜変更できることは言うまでもない。例えばすべてを二次電子検出器で測定したり、反射電子検出器での観測を増やす、あるいはプレビュー画像の枚数を増減する。
【００９８】
一方、ｅプレビューを行わない場合は、その下の像観察条件選択欄７３から所望の像観察条件を選択する。像観察条件選択欄７３の選択肢は、電子顕微鏡あるいはコンピュータ側が最適と思われる観測条件の組み合わせを自動的に演算して提示する。ここでは、像観察条件選択欄７３の選択肢が、上記ｅプレビューの各プレビュー画像Ａ〜Ｄに対応している。操作者は所望の観測条件を選択して「次へ」ボタン７４を押下すると、第２表示部４８において選択された観測条件で結像されたプレビュー画像が一枚表示される。この場合、一枚だけの描画であるため、プレビューが短時間で済むというメリットがある。選択する観測条件が決まっている場合、例えば類似の試料を観測したことがあり、そのときの観測条件と同じ条件を設定する場合や既に観測した試料を再度観測する場合などに利用できる。
【００９９】
ｅプレビューを行うためチェックを入れると、その下の像観察条件選択欄７３がグレーアウトして選択できなくなる。このように、不要な設定項目は選択できないようにすることで、誤動作を防止することができる。
【０１００】
［条件選択］
「ｅプレビューを行います」欄７２を選択して「次へ」ボタン７４を押下すると、図１５の条件選択画面となり、ｅプレビュー動作が開始される。このとき第２表示部４８は、複数のプレビュー画像を表示する「ｅプレビュー」５１に切り替えられている。ｅプレビュー動作により、順次プレビュー画像が描画されていく。各プレビュー画像の描画には数秒〜数十秒を要する。各プレビュー画像は、それぞれの観測条件に応じて特徴のある観察像が表示されている。操作者は、第２表示部４８で表示されるプレビュー画像の中から、所望の画像を選択する。
【０１０１】
図１５の例では４枚のプレビュー画像ＡＢＣＤが表示されており、各プレピュー画面にマウスのポインタを重ね合わせると説明がチップ表示される。例えば「Ａ  低解像度だが試料に優しい  （加速電圧２ｋＶ）」、「Ｂ  ＡとＣの間  （加速電圧  ５ｋＶ）」、「Ｃ  高解像度だが試料にきつい  （加速電圧２０ｋＶ）」、「Ｄ  材質の違いが判りやすい  （反射電子  ２０ｋＶ）」といった、プレビュー画像の番号、特徴、加速電圧などが表示される。
【０１０２】
マウスなどでプレビュー画像をクリックして選択すると、選択された観察像が第１表示部４７に表示されるので、拡大画像でさらに詳細を確認できる。このようにして所望のプレビュー画像を選択した後、「次へ」ボタン７５を押下すると、図２４の観察画面に進む。
【０１０３】
なお、ｅプレビュー動作にはすべてのプレビュー画像が表示し終わるまで時間がかかるため、操作者は所望のプレビュー画像が表示された時点で、まだ他のプレビュー画像が表示されていなくても所望のプレビュー画面を選択して、次へ進むことができる。
【０１０４】
なお非点収差の補正については自動調整がうまく機能しないことがあり、仮に自動調整が失敗してプレビュー画像が得られない場合は他のプレビュー画像との比較ができなくなる。このため、非点収差についてはあえて補正しない方法が利用できる。例えば、非点収差は初期値を使用する、適当と思われる所定値に固定する、または非点収差の補正を行わないで済むように、他の像観察条件、例えば検出器の種類、加速電圧、スポットサイズなどに応じて非点収差の値を予めテーブルに設定しておき、テーブルを参照することで適切な非点収差の値を設定する。あるいは、拡大倍率を例えば最大１万倍に制限するなど、倍率を制限することによって非点収差が生じるおそれを回避することもできる。
【０１０５】
［ステップＳ４  画像を撮像し所望の操作を行う］
以上のようにして選択されたプレビュー画像の条件に基づいて、第１表示部４７上に観察像が表示される。得られた観察像に対して、さらに調整を加えることができる。調整可能な項目には、上述と同様の倍率や位置決め、フォーカス調整、コントラスト調整、明るさ調整などがある。
【０１０６】
所望の観察像が得られると、さらに得られた画像に対して所望の操作を行う。例えば、画像の撮影や保存、印刷、寸法測定などがある。図２４の画面で「撮影」ボタン７６を押下すると、表示中の観察像を取り込み、画像データがデジタル信号でコンピュータのハードディスクなどの記録媒体に保存される。「撮影」ボタン７６の下部には「きれい」または「速い」のいずれかを選択するラジオボタン７７が設けられている。ここで「きれい」とは、試料に照射する電子線の走査を時間をかけて行い（例えば６０秒）、二次電子または反射電子のＳ／Ｎ比の良い信号を取り込むことであり、また「速い」とは、試料に照射する電子線の走査を短時間で行い（例えば３０秒）、それによって処理時間を優先して信号を取り込むことである。「きれい」を選択すると、観察像がより高精細な画像データとして保存される。「速い」を選択すると、画像データの精度は若干低下するが、より高速に保存が行われる。保存する画像データの画素数は使用目的に応じて６４０×４８０画素、１２８０×９６０画素、５１２×５１２画素、１０２４×１０２４画素、２０４８×２０４８画素など任意のサイズが利用できる。
【０１０７】
さらに必要に応じて次の操作を選択する。「撮影」ボタン７６を再度押下すると再撮影を行うことができる。また図２４の画面右下に設けられた「メニューに戻る」ボタン７８を押下すると、図２のメニュー画面に戻る。その左隣には「印刷」ボタン７９が設けられ、コンピュータ１もしくは電子顕微鏡に接続されたプリンタ２９で印刷を行うことができる。さらにその左隣には「除電」ボタン８０が設けられており、試料がチャージアップした状態で除電を行うことができる。
【０１０８】
［試料交換］
また、試料を交換して像観察を行う場合は、画面左に設けられた「試料交換」ボタン８１を押下すると改めてガイダンス手順が最初から開始される。
【０１０９】
［自分で条件設定］
また、オート観察モードにおいても、ガイダンス機能による案内を停止させることができる。「自分で条件設定」ボタン８２を押下すると、図２５の画面が表示され、ガイダンス機能により入力される設定項目がすべてこの画面から入力可能になる。これによって、ガイダンス機能で提示される設定順序に拘わらず、操作者は任意の設定項目を指定できる。例えば、何度かオート観察モードを使用した結果操作手順が把握できた操作者が、一画面で像観察条件を設定できるように望む場合などに利用できる。この場合においても、すべての像観察条件をマニュアルで設定することなく、所定の項目のみ入力することで観察像を得ることができ便利に使用できる。
【０１１０】
具体的には、「試料の分類」欄８３で試料が導体のみまたは絶縁体を含むものかを、ラジオボタンで指定する。「観察条件」欄８４で様々な像観察条件の中から所望の像観察条件をラジオボタンで選択する。像観察条件を選択後、「上の条件に設定する」ボタン８５を押下すると、像観察条件に応じた検出器、加速電圧およびスポットサイズが各条件欄に自動的に入力される。また各条件欄にはドロップダウンメニューが設けられ、表示される選択肢から所望のものに変更することもできる。さらに「ｅプレビューを実行」ボタン８６を押下するとｅプレビューが開始され、第２表示部４８でタブがｅプレビュー５１に切り替えられてｅプレビューのプレビュー画像の描画が順次作成されて表示される。所望のプレビュー画像を選択すると、第１表示部４７にその画像が表示される。
【０１１１】
またガイダンス機能による誘導型の観測条件設定を使用したい場合は、「オート条件設定」ボタン８７を押下すると、図６の画面に戻る。
【０１１２】
［像観察条件の保存、呼び出し］
像観察条件は保存することができ、保存された設定は後に読み込んで利用することができる。また、予め電子顕微鏡またはコンピュータが様々な試料や観察目的に応じて推奨の加速電圧、スポットサイズ、倍率など一連の像観察条件を予めプリセットしておき、呼び出すこともできる。操作者は状況に応じて適切な設定を適宜呼び出し、必要に応じて変更、調整して利用できる。
【０１１３】
以上の例では、試料として一円玉を使用し、ｅプレビュー画像には二次電子像を３枚と反射電子像を１枚表示させている。これに対し図２６は、上記と同様の手順で試料として図２０〜２３のガラスエポキシ基板を観察する際にｅプレビューを行った例を示す。図２６では、すべてのプレビュー画像は二次電子像を表示している。このように、第２表示部４８で表示させるプレビュー画像は、二次電子像と反射電子像とを組み合わせて表示させる他、二次電子像のみ、もしくは反射電子像のみを表示させることもできる。
【０１１４】
以上の実施例では、ｅプレビューによって４枚のプレビュー画像を撮像する例を説明したが、プレビュー画像は２枚や３枚としても良いし、５枚、６枚あるいはそれ以上設けることもできる。プレビュー画像をいくつ表示させるかは、各プレビュー画像の描画に要する時間や像観察条件などに応じて決定される。
【０１１５】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の電子顕微鏡、電子顕微鏡の操作方法、電子顕微鏡操作プログラムおよびコンピュータで読み取り可能な記録媒体によれば、電子顕微鏡の操作経験の少ない操作者でも、像観察条件を設定して観察像を得ることができる。それは、本発明の電子顕微鏡、電子顕微鏡の操作方法、電子顕微鏡操作プログラムおよびコンピュータで読み取り可能な記録媒体が、像観察条件の設定を案内する誘導機能を備え、必要な項目を自動的に設定しているからである。これによって、最低限の観察像は容易に得ることができ、操作者はさらに必要な調整を行って所望の観察像とすることが可能となる。このように従来設定が困難で操作に熟練を要していた電子顕微鏡の操作性を改善し、特別な知識がなくても容易に像観察条件の設定を行える電子顕微鏡が実現される。
【０１１６】
このようにガイダンス機能によって設定を誘導し、適切な条件を演算して提示するなどして設定作業を支援することで、操作に慣れていない初心者でも観察像を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例に係る走査型電子顕微鏡の構成を示すブロック図である。
【図２】本発明の一実施例に係る走査型電子顕微鏡操作プログラムのメニュー画面を示すイメージ図である。
【図３】本発明の一実施例に係る電子顕微鏡の操作方法であるオート観察モードによる像観察のステップを示すフローチャートである。
【図４】本発明の一実施例に係る走査型電子顕微鏡操作プログラムのマニュアル観察モードを示すイメージ図である。
【図５】操作上の注意点を促すメッセージ画面の一例を示すイメージ図である。
【図６】本発明の一実施例に係る走査型電子顕微鏡操作プログラムにおいて、オート観察モードの試料分類画面を示すイメージ図である。
【図７】本発明の一実施例に係る走査型電子顕微鏡操作プログラムにおいて、オート観察モードの位置決め画面を示すイメージ図である。
【図８】本発明の一実施例に係る走査型電子顕微鏡操作プログラムにおいて、ツールチップ機能を示すイメージ図である。
【図９】図７の位置決め画面において、第１倍率ボタンを操作した状態を示すイメージ図である。
【図１０】図７の位置決め画面において、第２倍率ボタンにてドロップダウンメニューを表示した状態を示すイメージ図である。
【図１１】図７の位置決め画面において、第１表示部で拡大イメージを表示する状態を示すイメージ図である。
【図１２】図７の位置決め画面において、第３移動ボタンを操作した状態を示すイメージ図である。
【図１３】図７の位置決め画面において、フォーカス調整を行う状態を示すイメージ図である。
【図１４】本発明の一実施例に係る走査型電子顕微鏡操作プログラムにおいて、オート観察モードのｅプレビュー画面を示すイメージ図である。
【図１５】本発明の一実施例に係る走査型電子顕微鏡操作プログラムにおいて、オート観察モードの条件選択画面を示すイメージ図である。
【図１６】倍率１００倍で一円玉を二次電子検出器を用いて加速電圧２ｋＶで観察したイメージ図である。
【図１７】倍率１００倍で一円玉を二次電子検出器を用いて加速電圧５ｋＶで観察したイメージ図である。
【図１８】倍率１００倍で一円玉を二次電子検出器を用いて加速電圧２０ｋＶで観察したイメージ図である。
【図１９】倍率１００倍で一円玉を反射電子検出器を用いて加速電圧２０ｋＶで観察したイメージ図である。
【図２０】倍率５００倍でガラスエポキシ基板断面を二次電子検出器を用いて加速電圧０．８ｋＶで観察したイメージ図である。
【図２１】倍率５００倍でガラスエポキシ基板断面を二次電子検出器を用いて加速電圧１．２ｋＶで観察したイメージ図である。
【図２２】倍率５００倍でガラスエポキシ基板断面を二次電子検出器を用いて加速電圧１．６ｋＶで観察したイメージ図である。
【図２３】倍率５００倍でガラスエポキシ基板断面を二次電子検出器を用いて加速電圧２．０ｋＶで観察したイメージ図である。
【図２４】本発明の一実施例に係る走査型電子顕微鏡操作プログラムにおいて、オート観察モードの観察画面を示すイメージ図である。
【図２５】本発明の一実施例に係る走査型電子顕微鏡操作プログラムにおいて、オート観察モードの「自分で条件設定」画面を示すイメージ図である。
【図２６】本発明の一実施例に係る走査型電子顕微鏡操作プログラムにおいて、図２０〜２３のガラスエポキシ基板をオート観察モードで観察する際にｅプレビューを行った例を示すイメージ図である。
【符号の説明】
１・・・コンピュータ
２・・・中央演算処理部
３・・・電子銃高圧電源
４・・・フィラメント
５・・・ウェーネルト
６・・・アノード
７・・・電子銃
８・・・電子線
９・・・ガンアライメントコイル
１０・・・ガンアライメントコイル制御部
１１・・・収束レンズ制御部
１２・・・収束レンズ
１３・・・対物レンズ絞り
１４・・・非点収差補正コイル制御部
１５・・・電子線偏向走査コイル制御部
１６・・・対物レンズ制御部
１７・・・非点収差補正コイル
１８・・・電子線偏向走査コイル
１９・・・対物レンズ
２０・・・試料
２１・・・二次電子検出器
２２・・・反射電子検出器
２３・・・二次電子検出増幅部
２４・・・反射電子検出増幅部
２５・・・Ａ／Ｄ変換器
２６・・・Ａ／Ｄ変換器
２７・・・画像データ生成部
２８・・・表示部
２９・・・プリンタ
３０・・・排気系ポンプ
３１・・・試料室
３２・・・排気制御部
３３・・・試料台
４０・・・「オート観察」
４１・・・「マニュアル観察」
４２・・・「オート観察」タブ
４３・・・「マニュアル観察」タブ
４４・・・試料分類欄
４５・・・「次へ」ボタン
４６・・・「前回の像観察条件を使用する」欄
４７・・・第１表示部
４８・・・第２表示部
４９・・・チップ画面
５０・・・広域画像
５１・・・ｅプレビュー
５３・・・第１倍率ボタン
５４・・・第２倍率ボタン
５５・・・第３倍率ボタン
５６・・・スライダ
５７・・・矢印
５８・・・範囲表示部
５９・・・枠
６０・・・第１移動ボタン
６１・・・第２移動ボタン
６２・・・第３移動ボタン
６３・・・標的状グリッド
６４・・・「フォーカス」ボタン
６５・・・「コントラスト」ボタン
６６・・・「明るさ」ボタン
６７・・・枠
６８・・・スライダ
６９・・・「Ａｕｔｏ  ＦＣＢ」ボタン
７０・・・ＳＥＭ観察ＯＮ／ＯＦＦボタン
７１・・・全画面ボタン
７２・・・「ｅプレビューを行います」欄
７３・・・像観察条件選択欄
７４・・・「次へ」ボタン
７５・・・「次へ」ボタン
７６・・・「撮影」ボタン
７７・・・ラジオボタン
７８・・・「メニューに戻る」ボタン
７９・・・「印刷」ボタン
８０・・・「除電」ボタン
８１・・・「試料交換」ボタン
８２・・・「自分で条件設定」ボタン
８３・・・「試料の分類」欄
８４・・・「観察条件」欄
８５・・・「上の条件に設定する」ボタン
８６・・・「ｅプレビューを実行」ボタン
８７・・・「オート条件設定」ボタン
【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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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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