CN102668014B - 带电粒子线显微镜以及该带电粒子显微镜的控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明的带电粒子显微镜系统的特征在于，将带电粒子显微镜的操作项目限定于显示在GUI画面(2)上的控制按钮中的项目。若用户在带电粒子显微镜的GUI画面(2)上仅操作了一次与希望的观察条件相对应的控制按钮(41、42、43)，则能够根据所述观察条件，设定保存在表中的电子光学条件，并进行测定。由此，能够提供直观且容易操作的带电粒子显微镜用的图形用户界面环境。

Description

带电粒子线显微镜以及该带电粒子显微镜的控制方法

技术领域

本发明涉及具有通过利用了图形用户界面(以下简称为GUI)的简单的按钮操作来变更观察条件的功能的带电粒子线显微镜及其控制方法。

背景技术

在现有技术中，带电粒子线显微镜或者应用了带电粒子线显微镜的各种装置的用户，仅限于研究机构中的研究者和制造业中的制造管理者或者分析担当者等所谓的专家。但是，由于近年来的技术进步，能够实现就性能而言非常低价的带电粒子线显微镜，伴随于此，向中小学校等教育现场或汽车修理工厂等、在现有技术中完全无法想象的场所进行的带电粒子线显微镜的导入得到发展。因为这样的场所中的带电粒子线显微镜的用户不是技术专家，所以对于上述低价的带电粒子线显微镜，与其追求性能，不如追求操作的简便。

另一方面，例如像专利文献1所记载的那样，近年来针对带电粒子线显微镜，也发展了GUI的导入，大部分的操作能够通过显示在监视器上的GUI画面来进行。因此，当前的带电粒子线显微镜，与过去的带电粒子线显微镜相比，可以说操作性大幅提高。

在先技术文献

专利文献

专利文献1：JP特开2006-190567号公报

发明要解决的课题

在现有的带电粒子线显微镜中使用的GUI画面，是以由技术专家来使用为前提而设计的。因此，在现有技术中，显示在GUI上的装置的动作设定画面，沿袭了由专家通过手工操作进行的动作设定项目、动作调整项目或者设定顺序，并置换为GUI画面。因此，显示在GUI上的设定项目、调整项目非常多，而且在某设定项目中设定的控制参数和在其他设定项目中设定的控制参数彼此密切相关，调整非常繁杂。

例如，带电粒子线显微镜，通过切换一次带电粒子线的照射条件，能够取得更多地反映了观察试样的表面形状的图像或更多地反映了观察试样内的组成的图像等、观察条件不同的图像。但是，为了将装置调整为希望的观察条件，例如若变更电子源的加速电压，则伴随加速电压的变更会产生电子透镜或偏向器的调整等、其他带电粒子光学系统条件的变更作业。

并且，显示在现有的GUI画面上的动作设定项目或者动作调整项目，用带电粒子线显微镜特有的专业术语来显示。

因此，在现有的带电粒子线显微镜中使用的GUI画面，很难说不具备与带电粒子线显微镜相关的预备知识的用户也能够轻松地操作，存在装置用户需要非常长的时间才能习惯操作的问题。

发明内容

因此，本发明的目的在于，实现具有直观且操作性优异的用户界面的、如电视机或微型数码相机等家电设备一般的操作简单的带电粒子线显微镜。

解决课题的手段

为了实现即使不具备带电粒子光学系统的专门知识也能够操作的用户界面，显示在GUI上的按钮、图标等对象，废弃了专业术语，全部采用了直观地表示装置用户的使用目的的日常用语，例如“视野搜索”“图像确认”“焦点(的调整)”“观察倍率(的变更)”“观察条件(的变更)”等这样的日常用语。

此外，设置了使为了实现按钮、图标所示的用户使用目的而需要的一系列的处理汇总执行的单元。

发明效果

实现了直观且操作性优异的用户界面，并且实现了即使是不具备与带电粒子显微镜相关的专门知识的初学者也能够操作的带电粒子显微镜。

附图说明

图1是本发明的1实施方式中的带电粒子线显微镜系统的整体构成图。

图2是表示本发明的1实施方式中的带电粒子镜体的内部构成例的示意图。

图3是本发明的1实施方式中的带电粒子线显微镜系统的操作画面的构成例。

图4是表示观测条件模式和带电粒子光学系统的动作条件的关系的图。

图5是表示观察条件文件的构成例的图。

图6是本发明的1实施方式中的带电粒子线显微镜系统的整体动作流程图。

图7是表示应用程序、上层控制装置、控制电路间的协同动作的图。

图8是表示指令表的构成例的图。

图9是表示本发明中的带电粒子线显微镜的调整画面的构成例的图。

具体实施方式

(实施例1)

以下，利用附图对实施例1进行说明。

在图1中，示出本实施例的带电粒子线显微镜的整体系统构成。图1所示的带电粒子线显微镜系统，由实际观察试样的显微镜装置11和实现针对该显微镜装置的用户界面功能的个人计算机1(以下简称为PC)构成。

带电粒子显微镜装置11包含如下部分而构成：由具备对被观察试样照射一次电子线并检测二次带电粒子的功能的带电粒子光学镜体14、和保存上述被观察试样的试样室15构成的显微镜本体；对提供给显微镜本体的控制电流或控制电压值进行控制的控制电路13；进一步对该控制电路13进行控制的上层控制装置12；连接有用于与上述PC连接的通信线路的通信端子10等。

上层控制装置12由保存用于对控制装置13进行控制的程序的存储器、和执行程序的处理器构成。

控制电路13由用于将从上层控制装置12发送的数字控制信号置换为带电粒子光学系统的控制电流乃至控制电压的数字-模拟变换器(DAC：Digital Analog Converter)、和用于对DAC进行控制的逻辑电路构成。因为具有能够实现电路的小型化、能够灵活地变更电路构成等优点，所以控制电路13由FPGA构成。

PC1包含如下部分而构成：显示由显微镜本体拍摄到的图像或显微镜本体的操作画面的GUI画面2；处理在PC1上被控制的各种信息的处理器7；保存由处理器1901执行的软件的存储器8；以及保存处理器暂时不使用的软件、数据的二次存储装置6；连接有用于与上述显微镜装置11连接的通信线路的通信端子9等。在存储器8内，保存后述的观察条件表格，并在将在GUI上输入的条件解释为控制电路13的控制条件时被处理器7参照。在实际的产品形态中，通过使用装置用户所准备的通用的个人计算机作为PC，并在事后安装观察条件表和其他必要的软件，来实现带电粒子显微镜装置的控制功能。

在图2中，示出了与带电粒子光学镜体14的内部构成相关的概要。本实施例的带电粒子线显微镜的带电粒子光学镜体14包含如下部分而构成：产生带电粒子线的带电粒子线源16；用于引出由带电粒子线源16产生的带电粒子的阴极17；以规定的能量来对所引出的带电粒子线进行加速并作为一次带电粒子线19而放射到试样29侧的阳极18；执行一次带电粒子线19的光轴调整的校正线圈20；用于对束电流量和束孔径角进行调整的聚焦透镜(第一聚光透镜21以及第二聚光透镜22)；执行一次带电粒子线的扫描的扫描线圈24；在试样上的束着落位置上除去一次带电粒子线所包含的象散成分的象散补正线圈25；使一次带电粒子线收敛于试样上的物镜26；束电流光圈27；检测通过一次带电粒子线的照射而产生的散射电子30的BSE检测器28等。

在聚焦透镜为强励磁的情况下，带电粒子束被缩小，因此带电粒子束(带电粒子线13)的探针直径变小且电流变少。因此输入到观察试样29的带电粒子束的探针直径变小，分辨率提高，因而能够得到反映了观察试样的表面形状的精细的观察像。

若在聚焦透镜为强励磁的状态下提高加速电压，则向观察试样29的入射角度成为锐角，因此从观察试样内部产生包含试样组成信息的散射电子23。因此，观察像成为包含试样内部组成信息的图像。

反之在聚焦透镜为弱励磁的情况下，带电粒子束的探针直径变大且电流增加。因此入射到观察试样29的带电粒子束的探针直径变大，因而分辨率降低，成为模糊的观察像。但是，因为入射到观察试样的电流量较多所以能够产生较多的散射电子23。此外，因为观察试样内所包含的特定X射线量也产生较多，所以观察像成为面向分析用途的图像。

本实施例的带电粒子线显微镜，出于能够简单地实现真空试样室的构造的目的，而采用了面向低价的SEM的低真空方式的SEM。低真空SEM是指，能够将试样室的压力提高至数十～数百Pa的SEM，作为检测器，使用BSE检测器或者ESD检测器(气体放大二次电子检测器)。

在图3中，示出显示于图1所示的GUI画面2的操作画面的一例。在图3所示的GUI画面上，显示有“开始/停止”“视野搜索”“图像确认”“调整”“静止图像”等按钮。“开始/停止”按钮是用于打开、关闭带电粒子光学镜体的加速电压的按钮。此外，实际上，“开始/停止”按钮的“开始”“停止”的显示，根据加速电压为打开/关闭的状态而切换。这是因为考虑了用户的目识别性。“视野搜索”按钮，是在使显示图像的视野移动时被按下的按钮，若在该按钮被按下的状态下按下显示于GUI画面的上下左右的视野移动按钮34，则显微镜的视野向箭头的方向移动。该视野移动通过未图示的试样载物台的移动来执行。在按下了“视野搜索”按钮的状态下执行快速束扫描，虽然所显示的观察图像变乱但能够追随视野的移动，因此能够一边确认观察图像一边移动载物台。

若选择了“图像确认”按钮，则执行慢速束扫描，在观察图像3中显示精细的图像。“调整”按钮是在想要进行焦点调整或象散补正等、带电粒子光学镜体的调整的情况下按下的按钮，若选择了“调整”按钮，则束扫描区域的大小，与按下了“图像确认”的情况下的扫描区域相比被设定得较窄，并且执行快速扫描。若选择了“静止图像”按钮，则束扫描成为静止状态，在GUI画面上显示最后被扫描的图像(持续显示最后扫描的1帧的存储器图像)。

“观察倍率”按钮是用于对观察图像的视野倍率进行调整的按钮，视野倍率根据+-符号而增减。“观察倍率”按钮的右侧的“固定倍率”按钮是用于将视野倍率自动设定为规定的既定值的按钮，在图3所示的GUI画面中准备了1000倍、100倍这2个值。“明亮度”“对比度”的各按钮，是用于使显示图像的明亮度和对比度同样地根据+-符号而增减的按钮。“自动亮度”是使“明亮度”“对比度”的调整根据显微镜装置11所具有的默认的基准来自动调整的按钮。“焦点”按钮是用于使照射于试样的一次带电粒子线的合焦点位置根据+-符号而移动至过焦点侧/弱焦点侧的按钮。“复位”按钮45是用于将被移动的视野还原到原来的位置的按钮。

接着，利用以上说明了的图1～图3，对观察条件的变更功能进行说明。如图1所示，在本实施例的带电粒子显微镜系统的操作画面上，显示有观察条件按钮4。详细情况如图3所示，观察条件按钮4由“表面”按钮41、“通常”按钮42、“高亮度”按钮43的各按钮构成。装置用户在带电粒子线显微镜的图像观察中，通过点击配置于GUI画面2上的“表面”、“通常”、“高亮度”的各观察条件按钮4，能够切换为与观察目的相符的观察条件模式。伴随模式切换的带电粒子光学系统的工作条件，由带电粒子显微镜系统自动地变更。当前所选择的观察条件模式，为了与未选择的观察条件按钮相区别，因而按钮显示被点亮。此外，所选择的观察条件按钮4，在PC应用程序结束时被存储在PC上，当再次起动PC应用程序时，再现以前的观察条件模式的选择状态。

在本实施例的带电粒子显微镜系统中，“观察条件”如下所述，是指用于取得较多地包含试样的特定信息的图像的图像取得条件，通过调整束加速电压、束电流量以及束探针直径(到达试样上的一次带电粒子线的束点直径)，能够改变这些观察条件。例如，“表面”是指较多地包含观察试样的表面形状的信息的观察像，“通常”是指较多地包含观察试样的组成信息的观察像。在低加速电压即低能量的电子束入射到观察试样29的情况下，从观察试样的表面形状的附近产生散射电子23，在观察像中将会较多地包含试样的表面形状的信息。反之，在高加速电压即高能量的电子束入射到观察试样29的情况下，从观察试样内部产生散射电子23，从检测器28获得的信号将会成为较多地包含观察试样的组成信息的观察像。在“通常”模式的图像取得条件下增大束探针直径而得到的观察图像是“高亮度”，观察像比“通常”观察条件模式的像更明亮，因此将观察条件模式表现为“高亮度”。虽然因为探针直径变大所以图像分辨率降低，但由于能够较大地取得照射电流量，因此适合EDX(能量分散型X射线分光)分析，在连接了X射线分析设备的情况下，“高亮度”按钮变更为“分析”而被显示。

在图4中归纳示出以上所说明的各观察条件和带电粒子光学系统的动作条件之间的对应关系。例如，在本实施例的情况下，在“表面”观察条件模式下采用了加速电压5kV，在“通常”观察条件模式以及“高亮度”观察条件模式下采用了加速电压15kV。另外，图4所示的“低”“高”“大”“中”“小”这样的关系，是“表面”“通常”“高亮度”各观测条件间的相对比较，并不意味着加速电压或束电流量的绝对值大或者小。

通过各观察条件模式的选择，产生对加速电压、束电流量、探针直径的各项目进行调整的必要，但实际上伴随于此还产生调整其他项目的必要。现有的带电粒子线显微镜的GUI，被设计为个别地调整上述各项目，因此操作性非常差，但在本实施例的带电粒子线显微镜系统中，将伴随各观察条件模式的选择而产生的带电粒子光学系统的调整项目汇总为“观察条件文件”，并保存在存储器8或者二次存储装置6内。

因此，以下，对伴随加速电压、束电流量、探针直径的调整而产生的调整作业和观察条件文件进行说明。

首先，对上述“伴随而产生的调整作业”进行说明。在本实施例的情况下，在“表面”观察模式下加速电压被调整为5kV，在“通常”观察条件模式以及“高亮度”观察条件模式下加速电压被调整为15kV。加速电压通过改变阴极17和阳极18的电位差来调整。而且，束电流量虽然通常为固定，但在“高亮度”观察模式的情况下，使束电流量比其他2个条件还大。

若变更了带电粒子线源16的加速电压，则在聚焦透镜面上带电粒子线13的交叉点(束探针的成像位置)产生相对于光轴的垂直方向以及水平方向这2个方向的轴偏离。垂直方向的轴偏离需要通过聚焦透镜21或22的调整来补正，水平方向的轴偏离需要通过校正线圈20的调整来补正，因此，由于加速电压的变更，产生聚焦透镜和校正线圈调整的必要。

此外，若为了增大束电流量而增大了带电粒子线源电流，则由于库伦效应而探针直径变大。为了生成希望的探针直径的一次带电粒子线，需要通过聚光透镜的调整来调整孔径角。

并且，若变更观察条件来使加速电压、束电流量、探针直径变化，则出现不同量的象散。因此，伴随观察条件的变更，需要用于补正象散的象散补正线圈25的调整。

如上所述，若变更了观察条件，则不仅产生加速电压和带电粒子线源的调整作业，还产生聚光透镜、校正线圈、象散补正线圈等带电粒子光学系统的各构成要素的调整作业。现有的带电粒子线显微镜的GUI，被设计为按照每个像素个别地执行这些各构成要素的调整。在装置用户是专家的情况下，需要能够按照配合观察对象来调出装置的最高性能的方式进行调整，因此当然能够个别地调整各构成要素是为较好。但是，在装置用户不是专家的情况下，为了使用户不感到操作的负担，最好按照作为目的的每个观察条件对关联的带电粒子光学系统的各构成要素的调整作业进行汇总，并由装置自动执行。

因此，本实施例的带电粒子线显微镜系统，导入观察条件文件这一概念，将为了执行规定观察条件下的图像取得而最低限度所需的带电粒子光学系统的调整作业记述在观察条件文件中。若在GUI上的操作画面中指定了某观察条件，则PC侧读出符合所指定的观察条件的观察条件文件，将记述在文件中的内容变换为图1所示的上层控制装置12所能理解的控制指令并发送到带电粒子显微镜装置11侧。由此，能够通过GUI上的一次的操作，来完成相互关联的调整作业，实现了即使是非专家的用户也能够简单地进行操作的带电粒子显微镜系统。

在图5中，示出本实施例的观察条件文件的构成例。根据“表面”“通常”“高亮度”的各观察条件而准备了表1～3这3个表，在各表中，记载有在各自的观察条件下最低限度应设定的带电粒子光学系统的调整项目即加速电压、灯丝电流(带电粒子源电流)、聚光透镜的工作条件、向校正线圈的供给电流值、向象散补正线圈的供给电流值的各值。

有些情况下观察条件变更后所显示的观察像，与变更前的观察像相比亮度显著发生了变化。在这种情况下，通过按下显示在GUI画面的右侧的“自动亮度”按钮，来执行明亮度以及对比度的自动调整(ABCC：AutoBrightness Contrast Control)。在“自动亮度”按钮的右侧附有用于分别对明亮度和对比度进行手动调整的+-按钮，这是因为有些情况下想要个别地变更明亮度或者对比度的任意一者来调整画质。

ABCC，具体来说，通过对连接于BSE检测器的放大器的增益进行调整来执行。另外，在本实施例中，明亮度以及对比度的调整流程没有包含在观察条件文件中。这是因为，通过ABCC执行的调整，是使观察条件变更后的观察像的明亮度和对比度接近于变更前的观察像的明亮度和对比度的调整，因此，若不取得一次像，则前置放大器的增益调整量不确定。此外，是因为还可能存在在观察条件变更的前后观察像的亮度不太变化的情况。

因此，根据变更前的观察条件而取得的二次带电粒子信号的信号数据，被保存在存储器8内直到观察条件下一次被变更为止，在观察条件变更后，在执行ABCC时被调用，与观察条件变更后所取得的二次带电粒子信号的亮度值(信号强度)进行比较。由此，前置放大器的增益调整量确定，观察像的明亮度和对比度被适当地调整。

另外，当然也可以将明亮度以及对比度的自动调整流程记述在观察条件文件中，在此情况下，只要将记述ABCC的执行流程的新的文件(例如，称作ABCC执行文件)追加到观察条件文件中，并在原有的“表面”“通常”“高亮度”的各观察条件表的末尾追加“参照ABCC执行文件”这一条件即可。

接着，利用图6～图8，对本实施例的带电粒子线显微镜系统的动作进行说明。首先，在图6中，示出本实施例的带电粒子线显微镜系统的整体动作的流程图。

若接通了PC1和带电粒子显微镜装置11的电源，并启动了系统，则首先，将观察条件文件5被从二次存储装置6读入到存储器8中(S601)，并设定观察条件表格(S602)。接着，在PC的显示器上显示GUI画面(S603)，成为等待装置用户的观察条件的指定的状态。若在GUI上指定了观测条件(S604)，则在所指定的观测条件下执行图像的取得处理，在GUI上的图像显示区域中显示观察图像(S605)。之后，带电粒子线显微镜系统在作为空闲状态的等待输入状态(S606)和输入操作的有无的确认步骤(S607)间循环，但在画面上持续显示观察图像。

若在GUI画面上进行了某些操作，则流程转移到S607的下游侧，执行带电粒子光学系统的动作状态的确认流程(S608～S613)。在一系列的确认流程的最初，检查带电粒子线源的发射状态和加速电压(S608)，在加速电压降低的情况下，执行使加速电压复原至规定值的处理(S609)。之后，执行扫描条件的变更有无的检查(S610)、观察倍率的变更有无的检查(S612)的各检查，在存在变更的情况下，在步骤611或步骤613中进行规定的变更处理。“扫描条件的变更”是指针对图3所示的“图像确认”、“调整”、“静止图像”的各按钮操作的扫描条件的变更。

若带电粒子光学系统的动作状态的确认流程完成，则执行在S607中输入的条件是否为变更观察条件的条件的判断步骤(S614)，在是变更观察条件的条件的情况下，执行向在GUI中输入的观察条件的变更控制(S615)，进一步执行操作是否结束的判定步骤(S616)。S614中的判断结果，在不是变更观察条件的条件的情况下，直接执行S616。

S616的判断结果，在操作没有结束的情况下，返回S605在变更后的观察条件下取得图像，并显示在GUI上的观察图像显示区域中。在操作结束的情况下，当前时间点的带电粒子光学系统的工作条件以及所指定的观察条件的数据被写出到二次存储装置6(S617)，系统被关闭。此时GUI画面的显示也消失(S618)。写出到二次存储装置的上述条件，在下次起动系统时被参照，上次结束时的观察条件模式被复原。

接着，利用图7、图8对在步骤615中执行的观察条件的变更处理进行详述。

在图7中，用PC1-上层控制装置12-控制电路13间的时序图示出了在图6的步骤615中执行的观察条件变更处理的详细内容。如图7所示，观察条件变更处理，基本上通过如下方式来执行：由处理器7读出与在GUI上指定的观察条件相对应的观察条件文件，将记载在文件中的带电粒子光学系统的调整条件发送到带电粒子显微镜装置11，将带电粒子显微镜装置侧的上层控制装置12所接收到的调整条件传输到控制电路13并进行DA变换，生成向带电粒子光学镜体的控制电流或者控制电压，并提供给带电粒子光学镜体。

但是，由于观察条件文件以人们能够理解的形式被记述，因此观察条件文件的内容，需要被变换为上层控制装置12能够理解的形式。本实施例的带电粒子线显微镜系统，采取了如下构成：使PC侧具备该变换功能，将观察条件文件的内容变换为上层控制装置12的执行指令，并将变换后的指令发送到显微镜装置侧。在此，指令是指，安装于PC的软件(应用程序)和上层控制装置12间的数据通信规则。观察条件文件向指令的变换功能(以下，称作指令变换)，通过安装前述的带电粒子显微镜装置的控制用软件来实现。虽然原理上也可以使显微镜装置侧具备变换功能，但需要在上层控制装置12或者控制电路13中搭载通用处理器(CPU等)，若考虑低成本化的要求则不现实，因此在本实施例中，以应用程序的形式使PC侧具备观察条件文件向指令的变换功能。该应用程序，以保存在CDROM或USB存储器等记录介质中的形式发布给用户或者在市场上流通。

在图8(A)～(C)中，以表格的形式示出了对指令的概念进行说明的示意图。指令从概念上来说，是由在纵方向上排列了调整项目(例如加速电压等、带电粒子光学系统的某构成要素的控制参数)，在横方向上排列了对应的调整项目的设定值的矩阵(以下，称作指令表)来表现的。在图8所示的指令表中，具有如下构造：在表的第1行，从上开始依次排列有加速电压、灯丝电流、聚光透镜的设定电流、校正线圈的设定电流、象散补正线圈的设定电流的各调整项目，在横方向上，设置有5比特的能够保存与各调整项目相对应的设定值的区域。为了容易理解，在图8中，在第1行的设定项目栏中一并记载了“加速电压”、“灯丝电流”这样的词语，但实际上，在设定项目栏中只保存了与各项目相对应的标识符，而并不是保存了词语。指令表的哪一行的信息与哪个设定项目相对应这样的规则，在PC侧和上层控制装置12侧共有，因此，只要从PC侧向显微镜装置侧发送表格，则能够发送观察条件文件的内容。

在处理器7上进行动作的应用程序，若读出了观察文件，则在与记载在观察文件中的设定项目相对应的表格的位置上，写入从文件读出的设定项目的设定值。例如，若假设从观察条件文件读出的设定值，针对聚光透镜是用8AB7F这一16进制的5比特代码列表示的数值，针对其他设定项目是0，则在图8(A)所示的PC侧的指令表中，在标识符＝3、即设定在指令表的第3行的聚光透镜的设定值栏中写入“8AB7F”这一数值，在其他设定值栏中写入数值“0”。另外，因为数值数据用2进制或16进制的代码列来表示，所以也存在被称作参数的情况。

若指令表的更新作业结束，则处理器7经由通信端子9将指令表发送到显微镜装置侧。

上层控制装置12将从应用程序发送来的数据，展开到图8(B)(C)所示的指令接收表中，并计算上次接收到的指令表(图8(B))和这次接收到的指令表(图8(C))的差。然后，提取出在上次接收到的指令表和这次接收到的指令表中存在差异的调整项目，作为应变更动作条件的带电粒子光学系统的构成要素而采用。

若接收到的指令表的解释结束，则上层控制装置12调用与应变更动作条件的构成要素相对应的处理函数，并基于读出的调整值来生成针对控制电路13的控制信号。将该处理称作输入输出控制(I/O控制)。

在图7所示的时序图中，在从应用程序(PC)侧发送的指令表格在上层控制装置12中被解释之后，首先判断是否需要对加速电压的I/O控制。在指令表格为图8所示的内容的情况下，因为加速电压的调整值没有变更，所以不执行对加速电压的I/O控制，而判断可否进行对灯丝电流的I/O控制。在需要对加速电压的I/O控制的情况下，生成对加速电压的控制信号，并发送到控制电路13侧。控制电路13侧从接收到的控制信号中读取加速电压的调整值，在DAC中生成模拟的控制电压信号，并提供给带电粒子光学镜体内的阴极17或阳极18。同时，若确认了加速电压已被变更为规定值，则将确认信号(Ack信号)返回到上层控制装置12侧。

以下以相同的要领，由上层控制装置12来执行是否需要对灯丝电流、聚光透镜电流、校正线圈电流、象散补正线圈的各项目进行I/O控制的判定，并根据需要对控制电路13发送控制信号。与各调整项目相关的I/O控制的执行顺序，基本上按照观察条件文件上的观察项目的记载顺序来执行，但也可以在观察条件表中记载表示各调整项目的调整顺序(I/O控制的执行顺序)的信息。

以上，通过本实施例的显微镜系统，实现了即使是初学者也能够简单地操作的、操作性非常高的带电粒子线显微镜。另外，在以上的说明中，与“表面”“通常”“高亮度”这3个对应地准备观察条件文件，但当然通过增加或减少观察条件文件的数量，能够适当设定除此之外的观测条件。此外，当然不仅能够应用于低真空SEM，而且还能够应用于通常的高真空SEM。

(实施例2)

在本实施例中，对具备观察条件表格的修正功能的带电粒子线显微镜的构成例进行说明。在以下的说明中，对于硬件和软件的主要部分采用与实施例1的带电粒子显微镜系统通用的部分，省略关于重复部分的说明。

记载在观察条件表中的设定值，基本上保持初始设定的默认值不变来使用，但在进行带电粒子光学镜体的时效变化(劣化)或机器差的调整时等，存在想要改变记载在表格中的设定值的情况。因此，在本实施例中，具备观察条件表格的调整用的对话画面，在表格的调整时通过在GUI上调用对话画面，能够调整表格的内容。

在图9中，示出在图3的GUI上显示的观察条件表格的变更对话画面的构成例。图9的上侧的图，表示调用了观察条件文件调整对话画面91的状态下的GUI画面，下侧图表示观察条件文件调整对话画面91的放大图。

在本实施例中，图9所示的对话画面采用了如下构成：不从GUI上直接调用，而是在暂时返回到在个人计算机上进行动作的OS的指令提示画面之后，若不输入用于调用调整对话画面的特殊的指令，则不进行调用。这是为了防止没有专门知识的用户随便改写观察条件表格。此外，因为观察图像和对话画面显示在同一GUI上，所以能够一边对观察图像进行观察一边调整设定值。

在图9的下侧的图所示的本实施例的观察条件文件调整对话画面91中，在显示在画面上的设定值输入栏94中直接输入或者使用下拉键95来输入设定值。在设定值输入栏的左侧，显示表示对应的设定项目的名称的设定项目显示栏93。能够输入到设定值输入栏94的数值，设置有上限值/下限值，不能输入不合适的设定值。由此，能够防止设定超过装置限度的过剩的电压值/电流值。这些上限值/下限值，保存在二次存储装置6中，在系统起动时被读出，并保存在存储器8内，由图1所示的GUI合成部进行参照。此外，进行调整的观察条件文件，能够通过点击标签92来进行变更。标签92的名称能够适当变更，若进行变更则显示在GUI画面中的观察条件按钮4的各按钮的名称连动地被变更。以上所说明的GUI上的功能以及其所伴随的画面显示处理，全部通过图3的GUI控制部来执行。

基本上，作为观察条件文件的调整用对话画面，只要存在与观察条件文件的记载项目相对应的设定值输入栏94，则基本上发挥功能，但若具备以下这样的附加功能则很便利。

在图9(B)所示的本实施例的对话画面中，虽然只显示了以图5的观察条件文件的设定项目为基准的加速电压、灯丝电流、聚光透镜电流、校正线圈电流、象散补正线圈电流的设定项目显示栏以及设定值输入栏，但通过Add按钮98的操作，还能够追加针对上述以外的构成要素的设定项目显示栏以及设定值输入栏。反之，通过Delete按钮99的操作，还能够删除不使用的设定项目显示栏以及设定值输入栏。项目显示栏以及设定值输入栏的删除操作，通过在点击了Delete按钮99之后，按下设定项目显示栏或者设定值输入栏的任意一个，并按下Enter按钮101来执行。

在观察条件文件调整对话画面91中设定的各观察条件的各带电粒子光学系统条件的值被写入到观察条件设定表中，并作为应用程序的参照数据而被保持在存储器8上，但通过点击Write按钮97来记录到二次存储装置6中。若点击Close按钮100，则观察条件文件调整对话画面91被关闭，返回到原来的GUI画面(图3所示的画面)。此时，调整结束后的对话画面中的设定值和观察条件文件被保存在二次存储装置中。

本实施例的对话画面，假定从厂商派遣的工程师在显微镜的时效变化(例如电子源的更换等)的补正或机器差补正时使用。在这种情况下，若能够调用并参照过去的设定值则很便利。因此，当在点击Write按钮或者Close按钮时在二次存储装置中保存对话画面上的设定值时，保存了变更后的设定值的日期时间数据也会相应地保存，若点击了Read按钮96，则过去设定值的一览表与日期时间数据对应地被一览显示。用户从被一览显示的一览表中选择符合意图的日期时间的设定值，并点击Enter按钮101，从而过去的设定值被显示在设定值输入栏94中。

以上所说明的附加功能以及其所伴随的画面显示处理也全部通过图3的GUI控制部来执行。

通过本实施例的观察条件文件调整对话画面，实现了具备改写观察条件文件的内容的功能的带电粒子显微镜系统，能够实现还能够应对时效变化和机器差调整等的带电粒子显微镜系统。

【符号说明】

1        个人计算机

2        GUI画面

3        观察图像

4        观察条件按钮

5        观察条件表格

6        二次存储装置

7        处理器

8        存储器

9        带电粒子光学镜体

9、10    通信端子

11       显微镜装置

12       上层控制装置

13       控制电路

14       带电粒子光学镜体

15       试样室

16       带电粒子线源

17       阴极

18       阳极

19       带电粒子线

20       校正线圈

21       第一聚光透镜

22       第二聚光透镜

24     扫描线圈

25     象散补正线圈

26     物镜

27     束电流光圈

28     BSE检测器

29     观察试样

30     散射电子

33     复位按钮

34     视野移动按钮

41     表面按钮

42     通常按钮

43     高亮度按钮

91     观察条件文件调整对话画面

92     标签

93     设定项目显示栏

94     设定值输入栏

95     下拉键

96     Read按钮

97     Write按钮

98     Add按钮

99     Delete按钮

100    Close按钮

101    Enter按钮

Claims (7)

1.一种带电粒子显微镜系统，其特征在于，具备：

扫描带电粒子显微镜，其具备带电粒子光学镜体和对该带电粒子光学镜体进行控制的控制装置；

显示画面，其显示图形用户界面，该图形用户界面具备显示所述带电粒子显微镜中的观察图像的观察图像显示区域；和

计算机，其执行在该图形用户界面上被指定的操作，

在所述图形用户界面上显示如下按钮：

用于将所述带电粒子光学镜体的加速电压导通、截止的开始/停止按钮；

用于对显示在所述显示画面上的所述带电粒子显微镜观察图像的视野进行移动的视野搜索按钮；

显示比点击所述视野搜索按钮时更高精度的图像的图像确认按钮；

在进行所述带电粒子光学镜体的调整时被点击的调整按钮；

使所述带电粒子光学镜体中的电子束扫描成为静止状态的静止按钮；和

包括表面按钮、通常按钮、以及高亮度按钮这3个按钮在内的观察条件按钮，

在点击所述视野搜索按钮时，实施比点击所述图像确认按钮时更快的束扫描，

在点击所述调整按钮时，实施比点击所述图像确认按钮时更快的束扫描，并且束扫描区域的大小被设定为比点击图像确认按钮时更窄，

在点击所述静止按钮时，所述束扫描成为静止状态，在所述观察图像显示区域中显示最后被扫描的图像，

在点击所述表面按钮时，将所述加速电压设定为比点击所述通常按钮以及所述高亮度按钮时更低，并且将束电流量设定为比点击所述通常按钮以及所述高亮度按钮时更小，

在点击所述高亮度按钮时，将所述加速电压设定为比点击所述通常按钮以及所述表面按钮时更高，并且将束电流量设定为比点击所述通常按钮以及所述表面按钮时更大。

2.根据权利要求1所述的带电粒子显微镜系统，其特征在于，

在所述观察图像显示区域中显示视野移动按钮，通过点击该视野移动按钮，从而所述观察画面的视野向由所述视野移动按钮所示的方向移动。

3.根据权利要求1所述的带电粒子显微镜系统，其特征在于，

所述开始/停止的显示，根据所述加速电压的导通/截止的状态来切换。

4.根据权利要求1所述的带电粒子显微镜系统，其特征在于，

在所述图形用户界面上显示用于对观察图像的视野倍率进行调整的观察倍率按钮。

5.根据权利要求2所述的带电粒子显微镜系统，其特征在于，

在所述图形用户界面上显示将因所述视野移动按钮的操作而产生的观察图像的视野移动还原的复位按钮。

6.根据权利要求1所述的带电粒子显微镜系统，其特征在于，

在点击所述通常按钮时，将所述加速电压设定为比点击所述表面按钮时更高，并且将束电流量设定为比点击所述表面按钮时更大且比点击所述高亮度按钮时更小。

7.根据权利要求1所述的带电粒子显微镜系统，其特征在于，

在所述扫描带电粒子显微镜中连接了能量分散型X射线分光设备的情况下，所述图形用户界面上的高亮度按钮变更为分析来进行显示。