(57)【要約】  電磁波を検出する検出器を用いる荷電粒子線装置において、試料室内の状況確認と、検出器による試料の観察とを同時に行うことができるものを提供する。荷電粒子線を用いて試料の観察を行う、荷電粒子線装置は、前記試料を観察するために用いられる部品と、電磁波を検出する検出器と、前記試料に電磁波を照射しつつ写真を撮影するチャンバスコープと、前記検出器、前記部品、および前記チャンバスコープの動作を制御する制御部と、を備え、前記制御部は、事前撮影モードおよび観察モードのいずれかで選択的に動作可能であり、前記制御部は、前記事前撮影モードにおいて、前記検出器による前記試料の観察の動作をしていない状態で、前記チャンバスコープに前記写真を撮影させ、前記制御部は、前記観察モードにおいて、前記チャンバスコープに前記電磁波を照射させず、前記写真に基づいて、前記試料と前記部品との位置関係を表すガイド画像を生成し、前記ガイド画像を出力する。
2020183596.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
荷電粒子線を用いて試料の観察を行う、荷電粒子線装置であって、
前記試料を観察するために用いられる部品と、
電磁波を検出する検出器と、
前記試料に電磁波を照射しつつ写真を撮影するチャンバスコープと、
前記検出器、前記部品、および前記チャンバスコープの動作を制御する制御部と、
を備え、
前記制御部は、事前撮影モードおよび観察モードのいずれかで選択的に動作可能であり、
前記制御部は、前記事前撮影モードにおいて、前記検出器による前記試料の観察の動作をしていない状態で、前記チャンバスコープに前記写真を撮影させ、
前記制御部は、前記観察モードにおいて、
‐前記チャンバスコープに前記電磁波を照射させず、
‐前記写真に基づいて、前記試料と前記部品との位置関係を表すガイド画像を生成し、
‐前記ガイド画像を出力する、
荷電粒子線装置。
【請求項２】
請求項１に記載の荷電粒子線装置において、前記ガイド画像は、前記写真において、前記部品を表す画像を重畳した画像である、荷電粒子線装置。
【請求項３】
請求項１に記載の荷電粒子線装置において、
前記荷電粒子線装置は、さらに、前記部品を移動させるための操作入力を受け付ける操作部を備え、
前記制御部は、前記観察モードにおいて、前記操作入力に応じて前記部品を移動させ、
前記ガイド画像は、さらに前記部品の位置に基づいて生成される、
荷電粒子線装置。
【請求項４】
請求項１に記載の荷電粒子線装置において、
前記荷電粒子線装置は、さらに、前記部品を移動させるための操作入力を受け付ける操作部を備え、
前記部品は、前記試料を回転させるステージを含み、
前記写真は、前記試料の複数の回転方位についてそれぞれ撮影される複数の写真を含み、
前記制御部は、前記観察モードにおいて、前記操作入力に応じて、前記写真のうち１つを選択し、
前記ガイド画像は、選択された前記写真に基づいて生成される、
荷電粒子線装置。
【請求項５】
請求項１に記載の荷電粒子線装置において、
前記制御部は、前記観察モードにおいて、さらに、
‐前記検出器に前記荷電粒子線の前記試料への照射の結果生じる電磁波を検出させ、
‐前記検出器の出力に基づいて、観察画像を生成する、
荷電粒子線装置。
【請求項６】
請求項１に記載の荷電粒子線装置において、前記ガイド画像を受信して表示する表示装置をさらに備える、荷電粒子線装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は荷電粒子線装置に関し、とくに荷電粒子線を用いて試料の観察を行うものに関する。
【背景技術】
【０００２】
荷電粒子線を用いて試料の観察を行う荷電粒子線装置には、電磁波を検出するものが含まれる。特許文献１には、このような荷電粒子線装置の例が記載されている。【０００３】
とくに、観察用の電磁波を検出するための検出器の例として、二次電子が残留ガス分子を電離する際に発生する励起光を検出するＵＶＤ（Ultra Variable-pressure Detector、高感度低真空検出器）、電子の衝突により発生するＸ線を検出するＥＤＳ（Energy Dispersive X-ray Spectrometry、エネルギー分散型Ｘ線分析）検出器、電磁波を検出することにより間接的に反射電子を検出するＢＳＥ（BackScattered Electron detector、反射電子検出器）、等がある。特許文献２には、ＵＶＤの構成の例が記載されている。【０００４】
また、荷電粒子線装置には、試料室内に可視光を照射するチャンバスコープを備えるものがある。荷電粒子線装置の使用者は、チャンバスコープを用いて試料室内を確認しながら、装置の部品を移動させることができる。特許文献３には、このような荷電粒子線装置の例が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平１０−１７２４９０号公報
【特許文献２】特開２０１３−２２５５３０号公報
【特許文献３】国際公開第２０１７／２１６９４１号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
チャンバスコープは、主に可視光の照射を目的とする場合が多いが、可視光以外の波長を完全に抑制することはできない。このため、電磁波により試料を観察するタイプの検出器を用いる場合には、チャンバスコープによりノイズが発生する可能性がある。このようなノイズを回避するために、チャンバスコープの使用は、試料の観察を開始する前の段階に限られる。【０００７】
このように、電磁波を検出する検出器を用いる荷電粒子線装置では、試料室内の状況確認と、検出器による試料の観察とを同時に行うことができないという問題があった。【０００８】
この問題は、様々な弊害につながる可能性がある。たとえば、試料観察中に試料室内の状況確認ができないと、試料室内の部品の操作が適切に行えない。具体例として、対物レンズが試料に近づきすぎて接触し、対物レンズが損傷してしまう場合がある。【０００９】
この発明はこのような問題を解消するためになされたものであり、電磁波を検出する検出器を用いる荷電粒子線装置において、試料室内の状況確認と、検出器による試料の観察とを同時に行うことができるもの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】
【００１０】
この発明に係る荷電粒子線装置は、
荷電粒子線を用いて試料の観察を行う、荷電粒子線装置であって、
前記試料を観察するために用いられる部品と、
電磁波を検出する検出器と、
前記試料に電磁波を照射しつつ写真を撮影するチャンバスコープと、
前記検出器、前記部品、および前記チャンバスコープの動作を制御する制御部と、
を備え、
前記制御部は、事前撮影モードおよび観察モードのいずれかで選択的に動作可能であり、
前記制御部は、前記事前撮影モードにおいて、前記検出器による前記試料の観察の動作をしていない状態で、前記チャンバスコープに前記写真を撮影させ、
前記制御部は、前記観察モードにおいて、
‐前記チャンバスコープに前記電磁波を照射させず、
‐前記写真に基づいて、前記試料と前記部品との位置関係を表すガイド画像を生成し、
‐前記ガイド画像を出力する。
【発明の効果】
【００１１】
この発明に係る荷電粒子線装置によれば、事前にチャンバスコープにより写真を撮影しておき、観察中にはこの写真に基づいて試料と部品との位置関係を表すガイド画像を生成するので、試料室内の状況確認と、検出器による試料の観察とを同時に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】この発明の実施の形態１に係る荷電粒子線装置の構成を示す図である。
【図２】図１のＡ−Ａ’線に沿った部分断面図である。
【図３】図１の走査電子顕微鏡の制御に係る機能的構成の例を示すブロック図である。
【図４】図１の表示装置のより詳細な構成例である。
【図５】事前撮影モードにおける走査電子顕微鏡の動作の流れを表すフローチャートである。
【図６】観察モードにおける走査電子顕微鏡の動作の流れを表すフローチャートである。
【図７】ガイド画像の構成例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、この発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。
［実施例１］
図１に、本発明の実施例１に係る荷電粒子線装置の構成例を示す。実施例１では、荷電粒子線装置は走査電子顕微鏡１００として構成されるが、他の荷電粒子線装置についても同様に本発明が適用可能である。走査電子顕微鏡１００は、荷電粒子線を用いて試料の観察を行うための装置である。
【００１４】
走査電子顕微鏡１００は、鏡筒１０１と、試料室１０２と、ステージユニット１０３と、架台１０４と、コンプレッサ１０５と、ロータリポンプ１０６と、パーソナルコンピュータ１０７と、表示装置１０８と、錘１０９と、コンプレッサ用電源ケーブル１１０と、空気圧調整チューブ１１１と、ロータリポンプ用電源ケーブル１１２と、フレキシブル配管１１３と、フレキシブル配管１１４と、検出器１１５と、制御部１１６とを備える。
【００１５】
鏡筒１０１は、電子銃等から放射される荷電粒子線を誘導するための構造である。試料室１０２は、観察対象の試料が配置される空間である。ステージユニット１０３は、試料を移動可能に固定するための構造である。架台１０４は、試料室１０２が固定される台である。
【００１６】
コンプレッサ１０５と、ロータリポンプ１０６と、錘１０９と、コンプレッサ用電源ケーブル１１０と、空気圧調整チューブ１１１と、ロータリポンプ用電源ケーブル１１２と、フレキシブル配管１１３と、フレキシブル配管１１４とは、試料室１０２を低真空とするための機構を構成する。
【００１７】
ロータリポンプ１０６は、試料室１０２内の空気を排出するための真空ポンプである。ロータリポンプ１０６は、ロータリポンプ用電源ケーブル１１２を介して電力を供給され、錘１０９を用いて制御される。錘１０９は、架台１０４およびロータリポンプ１０６に、それぞれフレキシブル配管１１３およびフレキシブル配管１１４を介して連結される。
【００１８】
コンプレッサ１０５は、コンプレッサ用電源ケーブル１１０を介して電力を供給され、ロータリポンプ１０６のバルブを開閉するための圧縮空気を送出する。圧縮空気は空気圧調整チューブ１１１を通って送出される。
【００１９】
パーソナルコンピュータ１０７は、演算手段（たとえばＣＰＵ）および記憶手段（たとえば半導体記憶装置および磁気ディスク装置等の記憶媒体）を備えるコンピュータであり、走査電子顕微鏡１００と使用者とのインタフェースとして機能する。パーソナルコンピュータ１０７の記憶手段には、パーソナルコンピュータ１０７の動作を規定するプログラムが格納されており、パーソナルコンピュータ１０７の演算手段は、このプログラムを実行することにより、本明細書に記載されるパーソナルコンピュータ１０７としての機能を実現する。
【００２０】
表示装置１０８は、走査電子顕微鏡１００に関する情報を表示する装置である。表示装置１０８は、パーソナルコンピュータ１０７に接続されるディスプレイ装置であってもよい。
【００２１】
検出器１１５は、電磁波を検出する装置である。検出器１１５が検出した電磁波に基づいて、試料Ｓの観察が行われる。検出器１１５は、電磁波を検出するものであれば任意の方式のものを用いることができる。たとえば、特許文献２等に記載されるＵＶＤであってもよく、ＥＤＳ検出器またはＢＳＥであってもよい。検出器１１５の具体的構成は、特許文献２または他の公知技術に基づき、当業者が適宜設計可能である。
【００２２】
制御部１１６は、走査電子顕微鏡１００の動作を制御する。制御部１１６は、演算手段および記憶手段を備えるマイクロコンピュータを備えてもよい。マイクロコンピュータの記憶手段には、制御部１１６の動作を規定するプログラムが格納されていてもよい。マイクロコンピュータの演算手段は、このプログラムを実行することにより、本明細書に記載される制御部１１６としての機能を実現してもよい。
【００２３】
図２は、図１のＡ−Ａ’線に沿った部分断面図である。試料室１０２に関して、ステージユニット１０３と、対物レンズ２０１と、チャンバスコープ２０３と、試料台２０４と、試料台受け２０５と、ステージ２０７と、Ｘ軸スプライン２０８と、Ｙ軸スプライン２０９とが配置される。
【００２４】
対物レンズ２０１は、荷電粒子線２０６を試料Ｓの特定の走査部位に収束させるためのレンズである。試料台２０４は、試料Ｓを支持または固定するための構造である。試料台受け２０５は、試料台２０４を支持または固定するための構造である。ステージ２０７は、試料台受け２０５を支持または固定するための構造である。ステージ２０７は回転可能に構成され、試料Ｓを回転させることができる。Ｘ軸スプライン２０８およびＹ軸スプライン２０９は、ステージ２０７を移動させまたはステージ２０７の姿勢を変化させるための接続部品である。
【００２５】
走査電子顕微鏡１００は、試料Ｓを観察するために、上述の様々な部品を用いる。観察に用いられる部品の例として、検出器１１５、対物レンズ２０１、試料台２０４、試料台受け２０５、ステージ２０７、Ｘ軸スプライン２０８、Ｙ軸スプライン２０９、等が挙げられる。これらの部品は、走査電子顕微鏡１００の構成要素の例である。
【００２６】
チャンバスコープ２０３は、試料Ｓに電磁波を照射しつつ写真を撮影する装置である。本実施例では、チャンバスコープ２０３は可視光による写真を撮影する。チャンバスコープ２０３は、たとえば白色ＬＥＤを備える。このため、チャンバスコープ２０３は主に可視光を照射するが、可視光以外の波長（たとえば紫外線、Ｘ線等）についても完全には抑制できない場合がある。また、チャンバスコープ２０３が放射する可視光またはその他の波長の光が、検出器１１５によってノイズとして検出される場合がある。
【００２７】
チャンバスコープ２０３は、たとえば試料室１０２内の写真を撮影する。この写真は、上述の様々な部品を視野に含む。写真の撮影は、試料Ｓが試料室１０２内に（より具体的には、たとえば試料台２０４上に）配置された状態で行われる。具体的な撮影処理については図５を参照して後述する。
【００２８】
図３は、走査電子顕微鏡１００の制御に係る機能的構成の例を示すブロック図である。制御部１１６は、走査電子顕微鏡１００の構成要素または部品（ステージユニット１０３、コンプレッサ１０５、ロータリポンプ１０６、パーソナルコンピュータ１０７、検出器１１５、チャンバスコープ２０３、ステージ２０７、Ｘ軸スプライン２０８、Ｙ軸スプライン２０９、等）と通信できるように、またはこれらの動作を制御できるように、接続されている。制御部１１６は、これらの構成要素および部品との間で情報を送受信し、各構成要素または部品の動作を制御することにより、走査電子顕微鏡１００全体の動作を制御する。
【００２９】
図４に、表示装置１０８のより詳細な構成例を示す。表示装置１０８は、観察画像表示エリア４０１と、画像調整項目エリア４０２と、ガイド画像表示エリア４０３と、を表示することができる。これらのエリアにおける表示は、たとえばパーソナルコンピュータ１０７の制御に従って行われる。
【００３０】
観察画像表示エリア４０１には、試料Ｓを観察した結果が表示される。たとえば、検出器１１５が検出したデータに基づいて構成される画像が表示される。画像調整項目エリア４０２には、走査電子顕微鏡１００を制御するためのＧＵＩ（Graphical User Interface）が表示される。走査電子顕微鏡１００の使用者は、このＧＵＩに対して操作入力を行うことにより、走査電子顕微鏡１００の動作を制御することができる。ガイド画像表示エリア４０３には、チャンバスコープ２０３が撮影した写真に基づくガイド画像が表示される。ガイド画像の詳細については図７を参照して後述する。
【００３１】
以上のように構成される走査電子顕微鏡１００の動作を、以下に説明する。
走査電子顕微鏡１００は、複数の動作モードのいずれかに従って動作できるよう構成されている。動作モードは、検出器１１５を用いて試料Ｓを観察するための観察モードと、観察前にチャンバスコープ２０３を用いて試料の写真を撮影するための事前撮影モードとを含む。走査電子顕微鏡１００は、少なくともこれら２つのモードのいずれかで選択的に動作可能である。
【００３２】
各モードにおける動作は、たとえば制御部１１６によって制御され、制御部１１６が各構成要素または各部品を動作させることによって実現される。なお、各モードの動作について、全体を自動的に進行させる必要はなく、制御部１１６は、各モードの動作中に、処理を進行させるにあたり、使用者からの指示または操作を要求してもよい。
【００３３】
図５は、事前撮影モードにおける走査電子顕微鏡１００の動作の流れを表すフローチャートである。図５の処理の実行は、使用者からの、事前撮影モードの動作を開始するための指示が入力されることに応じて開始される。使用者は、たとえば、試料Ｓを試料台２０４に乗せ、その試料台２０４を試料台受け２０５にセットした状態で、事前撮影モードの動作を開始するための指示を入力する。
【００３４】
事前撮影モードにおいて、まずロータリポンプ１０６が、試料室１０２内を真空にするための排気を開始する（ステップＳ５０１）。次に、チャンバスコープ２０３が、試料室１０２内の写真を撮影する（ステップＳ５０２）。撮影の光軸の向きは任意に設計可能であるが、たとえば荷電粒子線２０６の軸に直交する向きとすることができる。
【００３５】
ステップＳ５０２は、ステップＳ５０１の実行直後に（すなわち、排気動作中に、または試料室１０２内の気圧が十分に低下する前に）実行すると全体の処理時間が短縮できるが、排気動作が完了した後に、または試料室１０２内の気圧が十分に低下した後に、ステップＳ５０２を実行してもよい。
【００３６】
ステップＳ５０２で撮影された写真は、所定の画像形式（たとえば公知のＪＰＧ形式等）に変換され、パーソナルコンピュータ１０７へと送信される。パーソナルコンピュータ１０７は、この写真を受信して記憶手段に格納する。また、パーソナルコンピュータ１０７は、受信した写真を表示装置１０８のガイド画像表示エリア４０３に表示してもよい。
【００３７】
次に、ステージ２０７がＲ軸の周りに回転する（ステップＳ５０３）。ここで、ステージ２０７は、所定の最高回転速度まで加速される。
【００３８】
ステージ２０７が回転している状態で、チャンバスコープ２０３が、試料Ｓの写真を撮影する（ステップＳ５０４）。撮影対象は試料Ｓを含む空間であり、試料室１０２内に配置される部品を含んでもよい。このような部品は、たとえば、対物レンズ２０１、試料台２０４、ステージ２０７、等を含む。また、このような部品は、検出器１１５を含んでもよい。撮影の光軸の向きは任意に設計可能であるが、たとえば荷電粒子線２０６の軸に直交する向きとすることができる。
【００３９】
ステップＳ５０４で撮影された写真は、所定の画像形式（たとえば公知のＪＰＧ形式等）に変換され、パーソナルコンピュータ１０７へと送信される。パーソナルコンピュータ１０７は、この写真を受信して記憶手段に格納する。また、パーソナルコンピュータ１０７は、受信した写真を表示装置１０８のガイド画像表示エリア４０３に表示してもよい。
【００４０】
撮影後、チャンバスコープ２０３が試料Ｓの全方位から（すなわち３６０°全範囲において）写真を撮影したか否かが判定される（ステップＳ５０５）。撮影が済んでいない方位がある場合には、ステップＳ５０４が繰り返され、全方位について撮影が済んでいる場合には、図５の処理は終了する。
【００４１】
撮影の角度間隔は適宜設計可能である。たとえば４方位（９０°間隔）、１６方位（２２．５°間隔）、３６０方位（１°間隔）、等としてもよい。このようにして、試料Ｓの複数の回転方位についてそれぞれ写真が撮影され、結果として複数の写真が生成される。
【００４２】
事前撮影モードでは、検出器１１５の動作が抑制される。たとえば、事前撮影モードにおいて検出器１１５は電磁波を検出せず、したがって試料Ｓの観察は行われない。このため、チャンバスコープ２０３が動作していても、そのノイズは検出器１１５による観察に影響を与えない。このために、走査電子顕微鏡１００の制御部１１６は、ステップＳ５０２よりも前に、検出器１１５による試料Ｓの観察の動作を停止する処理を行ってもよい。これにより、事前撮影モードでは、走査電子顕微鏡１００を、検出器１１５による試料Ｓの観察の動作をしていない状態にすることができる。
【００４３】
図６は、観察モードにおける走査電子顕微鏡１００の動作の流れを表すフローチャートである。図６の処理の実行は、使用者からの、観察モードの動作を開始するための指示が入力されることに応じて開始される。使用者は、たとえば、事前撮影モードにおける処理が完了した状態で、観察モードの動作を開始するための指示を入力する。
【００４４】
観察モードにおいて、まずチャンバスコープ２０３の動作が停止する（ステップＳ６０１）。すなわち、観察モードにおいて、チャンバスコープ２０３は電磁波を照射しない。このため、チャンバスコープ２０３による撮影のための電磁波の照射によるノイズが、検出器１１５による観察に影響を与えるという事態は回避される。
【００４５】
次に、表示装置１０８は、ガイド画像表示エリア４０３に、試料室１０２内の写真を表示する（ステップＳ６０２）。この写真は、ステップＳ５０２で撮影された写真である。具体的な処理としては、パーソナルコンピュータ１０７が、記憶手段に格納されていた画像（写真を表す画像）を取得し、その画像を表示装置１０８に表示させる。
【００４６】
次に、表示装置１０８は、ガイド画像表示エリア４０３に、試料Ｓの写真を表示する（ステップＳ６０３）。この写真は、ステップＳ５０４で撮影された写真である。具体的な処理としては、パーソナルコンピュータ１０７が、記憶手段に格納されていた画像（写真を表す画像）を取得し、その画像を表示装置１０８に表示させる。
【００４７】
ここで、試料Ｓの写真は、走査電子顕微鏡１００の各部品の状態に合わせて表示される。たとえば、試料Ｓの写真が複数の方位について格納されている場合には、制御部１１６またはパーソナルコンピュータ１０７が、その時点でのステージ２０７の状態（たとえば方位）に最もよく適合するものを選択する。その場合には、たとえば、ステップＳ５０４において写真が撮影された方位と、ステップＳ６０３の実行時点での方位との差分が最も小さくなる写真が選択される。
【００４８】
また、ステップＳ６０３において、走査電子顕微鏡１００は、試料室１０２内の写真および試料Ｓの写真に、各部品の画像を重畳して表示する。
【００４９】
図７に、ステップＳ６０３実行後の、ガイド画像表示エリア４０３の表示内容の例を示す。ステップＳ６０２において表示される試料室１０２内の写真と、ステップＳ６０３において表示される試料Ｓの写真とが、重畳して表示されている。
【００５０】
説明の便宜上、ステップＳ６０２において表示される試料室１０２内の写真を全体写真Ｐ１と称し、ステップＳ６０３において表示される試料Ｓの写真を試料写真Ｐ２と称する。試料写真Ｐ２が重畳される位置は、全体写真Ｐ１と試料写真Ｐ２とで試料Ｓの位置が一致するように設計される。このような位置は、走査電子顕微鏡１００の構成およびチャンバスコープ２０３の位置等に基づき、当業者が適切に決定することができる。
【００５１】
試料写真Ｐ２は試料Ｓの画像Ｓａを含む。また、全体写真Ｐ１および試料写真Ｐ２は、走査電子顕微鏡１００の様々な部品のうち１つ以上のものについて、その部品を表す画像を含んでもよい。たとえば図７の例では、試料写真Ｐ２はさらに試料台２０４の画像２０４ａを含む。全体写真Ｐ１は、検出器１１５の画像（二次電子検出器の画像１１５ａ、ＥＤＳ検出器の画像１１５ｂ、ＢＳＥの画像１１５ｃ、等）と、対物レンズ２０１の画像２０１ａと、ステージ２０７の画像２０７ａとを含む。
【００５２】
ここで、試料Ｓの画像Ｓａは、図５の処理において撮影された写真（試料写真Ｐ２）による画像であるが、他の画像（画像１１５ａ、１１５ｂ、１１５ｃ、２０１ａ、２０４ａ、２０７ａ）は、図５の処理において撮影された写真である必要はなく、事前に準備された画像であってもよい。事前に準備される画像は、図５よりも前の処理において撮影された写真であってもよく、いわゆるコンピュータグラフィックス画像であってもよく、２次元座標上で幾何学的に描画される画像であってもよく、疑似的な３次元座標上で幾何学的に描画される画像であってもよい。
【００５３】
試料Ｓ以外の画像は、試料Ｓに関わらず共通の画像を用いることができ、事前に制御部１１６の記憶手段またはパーソナルコンピュータ１０７の記憶手段に格納しておくことができる。試料Ｓ以外の画像を表示する位置は、走査電子顕微鏡１００の構成および対応する各部品の位置等に基づき、当業者が適切に決定することができる。
【００５４】
このようにして、制御部１１６は、全体写真Ｐ１および試料写真Ｐ２に基づき、部品を表す画像を適切に重畳させて、図７に示すようなガイド画像を生成する。このようにして生成されたガイド画像は、試料Ｓと各部品との位置関係を表す画像であるということができる。制御部１１６はこのガイド画像を出力する。出力はたとえばパーソナルコンピュータ１０７に対して行われ、最終的には表示装置１０８がガイド画像を受信してガイド画像表示エリア４０３に表示する。
【００５５】
なお、図６および図７にはとくに示さないが、観察モードにおける走査電子顕微鏡１００の動作は、公知の走査電子顕微鏡が試料の観察を行う際の動作と同様に設計することができる。たとえば、観察モードにおいて、検出器１１５が荷電粒子線２０６の試料Ｓへの照射の結果生じる電磁波を検出することにより、試料Ｓを観察することができる。制御部１１６は、検出器１１５の出力に基づいて試料Ｓの観察画像を生成する。観察画像は、表示装置１０８の観察画像表示エリア４０１に表示されてもよいし、他の出力装置に対して出力されてもよい。
【００５６】
試料Ｓの観察に係る動作については、図６の処理の完了後に、または図６の処理の実行中に、任意のタイミングで、公知の動作等に基づき、実行されるよう設計することが可能である。とくに、使用者は、ステップＳ６０１より後に観察処理を行うことにより、チャンバスコープ２０３によるノイズを回避することができる。
【００５７】
また、ガイド画像表示エリア４０３には、試料Ｓと各部品との位置関係を表すガイド画像が表示されており、これは観察画像表示エリア４０１とは別の表示エリアとして構成されているので、使用者は、検出器１１５を用いた観察作業中であっても、可視光による写真に基づくガイド画像を確認することができる。
【００５８】
とくに、本実施例では、ガイド画像は、チャンバスコープ２０３によって撮影された全体写真Ｐ１に部品を表す画像を重畳して構成されているので、試料Ｓの観察中すなわちチャンバスコープ２０３が利用できない時間中であっても、使用者はあたかもチャンバスコープ２０３を利用しているかのような位置確認が行える。
【００５９】
このように、本発明の実施例１に係る走査電子顕微鏡１００によれば、試料室１０２内の状況確認と、検出器１１５による試料Ｓの観察とを同時に行うことができる。
【００６０】
実施例１において、以下のような変形を施すことができる。
実施例１のステップＳ６０３において、使用者は部品を移動させることが可能であってもよい。たとえば、走査電子顕微鏡１００は、各部品を移動させるための操作入力を受け付ける操作部を備えてもよい。このような操作部は、たとえば、画像調整項目エリア４０２に表示されるＧＵＩを用いて構成することができる。そして、制御部１１６は、操作入力に応じて各部品を移動させてもよい。
【００６１】
そのような場合には、各部品の移動に伴い、各部品の画像の表示位置を変更してもよい。より具体的には、ガイド画像内において各部品の画像が表示される位置が、各部品の実際の位置に応じて決定されてもよい。言い換えると、ガイド画像は、各部品の位置に基づいて生成されるものであってもよい。たとえば、使用者が操作部を介して対物レンズ２０１を試料Ｓに近づける操作を行った場合に、対物レンズ２０１の移動量に応じて、ガイド画像上で、対物レンズ２０１の画像２０１ａが試料Ｓの画像Ｓａに近づいてもよい。
【００６２】
このようにすると、使用者による不適切な操作を防止することができる。従来の構成では、使用者が不注意等により観察画像のみを見ながら対物レンズを操作し、誤って対物レンズを試料に接触させてしまう事故が起きる可能性があるが、実施例１の変形例によれば、ガイド画像表示エリア４０３に対物レンズ２０１と試料Ｓとの位置関係が表示されており、対物レンズ２０１の移動に伴ってこの位置関係が変化するので、使用者は容易にこの位置関係を把握することができ、使用者の不注意による事故を抑制することができる。
【００６３】
このような位置関係の動的表示は、対物レンズ２０１以外の部品についても可能である。たとえば、ステージ２０７の操作について同様の処理を行えば、ステージ２０７の高さ位置、傾き、左右位置、前後位置等を取得し、これらを反映したガイド画像が表示される。
【００６４】
また、制御部１１６は、操作入力に応じて、ガイド画像に含まれる全体写真Ｐ１または試料写真Ｐ２（あるいは双方）を選択してもよい。たとえば、ステップＳ５０４において複数方位の写真が撮影されている場合には、それらの写真のうちから、操作入力に最も整合する状態に対応する写真１枚を、試料写真Ｐ２として選択することができる。
【００６５】
ここで、「操作入力に最も整合する状態に対応する写真」を選択するための基準は、当業者が適宜設計することができる。たとえば使用者が、操作入力として、操作部を介してステージ２０７を回転させる操作を行った場合には、ステージ２０７の実際の方位に最も近い方位において撮影された写真を選択することができる。
【００６６】
このような変形例によれば、試料Ｓの方位によって観察可能な情報が変化する場合において、より効率的に試料Ｓを観察することができる。たとえば、試料Ｓに凹凸があると、試料Ｓを配置する方位によっては試料Ｓの構造の一部が他の部分によって遮蔽され、十分な観察データが得られない場合がある。このような場合であっても、上記変形例によれば、遮蔽による影響が最も小さくなる方位まで試料Ｓを回転させ、そこで観察を行うことができる。なお、この回転動作の過程において、詳細な観察動作は不要であり、使用者は単にガイド画像表示エリア４０３を見ながらステージ２０７を回転させれば良いので、試料Ｓの適切な方位への回転は容易である。
【００６７】
実施例１では、ガイド画像に全体写真Ｐ１および試料写真Ｐ２の双方を用いたが、これらはいずれか一方のみであってもよい。とくに、図７の例では試料写真Ｐ２のサイズが全体写真Ｐ１のサイズに比べて小さいが、試料写真Ｐ２を図７の全体写真Ｐ１と同じサイズで撮影するようにすれば、全体写真Ｐ１を使用する必要はない。
【００６８】
また、試料写真Ｐ２を用いないよう変形してもよい。その場合には、ステップＳ５０３〜Ｓ５０５は省略可能である。このような変形例は、ステージ２０７が回転しないような構成や、ステージ２０７が回転しても影響のない試料を観察する場合に有効である。
【００６９】
実施例１では、制御部１１６とパーソナルコンピュータ１０７とはそれぞれ異なるハードウェアからなるコンピュータとして構成されるが、ハードウェアの構成単位は任意に変更可能である。たとえば、制御部１１６およびパーソナルコンピュータ１０７の全機能を単一のコンピュータにおいて実装してもよいし、制御部１１６またはパーソナルコンピュータ１０７の機能をさらに複数のコンピュータに分散してもよい。
【符号の説明】
【００７０】
１００…走査電子顕微鏡（荷電粒子線装置）
１０１…鏡筒
１０２…試料室
１０３…ステージユニット
１０４…架台
１０５…コンプレッサ
１０６…ロータリポンプ
１０７…パーソナルコンピュータ
１０８…表示装置
１０９…錘
１１０…コンプレッサ用電源ケーブル
１１１…空気圧調整チューブ
１１２…ロータリポンプ用電源ケーブル
１１３，１１４…フレキシブル配管
１１５…検出器（部品）
１１５ａ，１１５ｂ，１１５ｃ…画像
１１６…制御部
２０１…対物レンズ（部品）
２０１ａ…画像
２０３…チャンバスコープ
２０４…試料台（部品）
２０４ａ…画像
２０５…試料台受け（部品）
２０６…荷電粒子線
２０７…ステージ（部品）
２０７ａ…画像
２０８…Ｘ軸スプライン（部品）
２０９…Ｙ軸スプライン（部品）
４０１…観察画像表示エリア
４０２…画像調整項目エリア（操作部）
４０３…ガイド画像表示エリア
Ｓ…試料
Ｓａ…画像
Ｐ１…全体写真（写真）
Ｐ２…試料写真（写真）
【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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【手続補正書】
【提出日】令和3年3月16日(2021.3.16)
【手続補正１】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図５】
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【手続補正２】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図６】
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【国際調査報告】
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2020183596.tif 000013
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