JP2002352762A - 電子顕微鏡 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 試料観察再開時での作業効率の向上が充分に
図れるようにした電子顕微鏡を提供すること。 【解決手段】 電子銃制御装置１１、照射レンズ制御装
置１２、対物レンズ制御装置１３、拡大レンズ系制御装
置１４、それに試料ステージ制御装置１５からなる観察
条件設定装置を制御する制御装置１８を設け、或る試料
の画像データが指定されたとき、当該試料の観察条件デ
ータを呼出し、それに基づいて当該試料の画像データを
保存したときと同じ観察条件が自動的に電子顕微鏡上に
再現され、記憶された画像と同じ画像が忠実に再現され
るようにしたもの。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、試料の観察結果を
画像データとして保存する方式の電子顕微鏡に係り、特
に、同一試料について観察作業を繰り返すことが多い用
途に好適な電子顕微鏡に関する。

【０００２】

【従来の技術】電子顕微鏡による試料の観察作業では、
観察作業の開始に先立って、当該試料の観察に適した倍
率や電子線の加速電圧、観察モードなどの観察条件を設
定する必要がある。

【０００３】ここで、これらの観察条件は、例えば電子
銃を制御する装置、照射レンズを制御する装置、対物レ
ンズを制御する装置、拡大レンズ系を制御する装置、そ
れに試料ステージを制御する装置など、総称して観察条
件設定装置と呼ばれる装置により設定される。

【０００４】そして、この観察条件は、試料の観察結果
の評価に欠かせない情報の一部を占めており、従って、
画像を保存する場合には、記録した画像の観察条件も併
せて保存するのが望ましい。

【０００５】ところで、電子顕微鏡の観察結果を画像と
して記録する場合、写真フィルムなどの画像記録媒体に
実画像として保存する方法と、ＴＶカメラ(テレビジョ
ンカメラ)などにより画像データとしてメモリに保存す
る方法の何れかの方法が従来から一般的に採用されてい
る。

【０００６】ここで、何れの方法でも、記録した画像と
共に、その観察条件の記録が可能であるが、フィルムな
どに記録した場合には、記録領域に限りがあるため、全
ての観察条件を記録するのは難しい。一方、ＴＶカメラ
などによる画像データの場合は、記録領域の問題は少な
く、その観察条件も、直ちにリアルタイムで画像と共に
表示できる。

【０００７】そこで、従来技術では、例えば或る試料に
ついて観察作業中、何等かの理由で作業を中断した後、
観察作業を再開する場合は、画像データによる記録方法
を用い、画像と一緒に観察条件を表示させ、表示された
観察条件を見ながら、それをを参照してマニュアル(手
動)操作により電子顕微鏡に各条件を設定している。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】上記従来技術は、観察
作業再開時での観察条件の設定について配慮がされてお
らず、作業効率に問題があった。既に説明したように、
電子顕微鏡の使用に際しては、対象とする試料に応じて
所望の観察条件の設定を要するが、これにはかなり煩雑
な作業を要する。

【０００９】ここで、観察条件の設定に煩雑な作業を要
する理由は、上記したように、観察条件が、倍率や加速
電圧のほか、観察モードとして、例えば回折モード、高
分解能モード、ハイコントラストモード、極低倍モード
などを含み、条件が多岐にわたっているためである。

【００１０】ところで、或る試料について最初に観察を
開始する場合は、たとえ煩雑な作業であっても当然のこ
とで、やむを得ないが、しかし、従来技術では、たとえ
同一試料の場合でも、作業開始時には、その都度、マニ
ュアルによる観察条件の設定作業を、各観察条件設定装
置毎に要するので、作業効率が低下してしまうのであ
る。

【００１１】本発明の目的は、試料観察再開時での作業
効率の向上が充分に図れるようにした電子顕微鏡を提供
することにある。

【００１２】

【課題を解決するための手段】上記目的は、試料の観察
条件データを当該試料の画像データと一対一に対応させ
て保存する方式の電子顕微鏡において、電子顕微鏡の観
察条件設定手段を制御する制御手段を設け、前記制御手
段は、或る試料の画像データが指定されたとき、当該試
料の観察条件データを呼出し、それに基づいて、当該試
料の画像データを保存したときと同じ観察条件になるよ
うに、前記観察条件設定手段を制御するようにして達成
される。

【００１３】このとき、前記画像データが、タグ領域を
含むＴＩＦ形式データとして保存され、前記観察条件デ
ータが前記タグ領域に保存されているようにしても良
く、同じく前記観察条件が、倍率と加速電圧に加えて、
回折モード、高分解能モード、ハイコントラストモー
ド、極低倍モードの何れかの観察モードを含むようにし
ても良く、更には、前記観察条件が、少なくとも試料ス
テージの座標位置を含むようにしても良い。

【００１４】

【発明の実施の形態】以下、本発明による電子顕微鏡に
ついて、図示の実施の形態により詳細に説明する。図１
は、本発明を透過型電子顕微鏡に適用した場合の一実施
形態で、図示のように、電子顕微鏡本体１の上端(図に
おいて)に電子銃２が設けられていて、この電子銃２か
ら放出された電子線Ｂが照射レンズ４により、試料ステ
ージ５に保持されている試料Ｓに照射されるようになっ
ている。

【００１５】そして、この試料Ｓを透過した電子線Ｂ
は、対物レンズ６と拡大レンズ系７によって拡大され、
ＴＶカメラ８に投影される。このとき電子銃２は、電子
銃制御装置１１により制御され、照射レンズ４と対物レ
ンズ６、それに拡大レンズ系７は夫々照射レンズ制御装
置１２、対物レンズ制御装置１３、拡大レンズ系制御装
置１４により制御され、また、試料ステージ５は試料ス
テージ制御装置１５により制御される。

【００１６】従って、これらの装置、すなわち、電子銃
制御装置１１、照射レンズ制御装置１２、対物レンズ制
御装置１３、拡大レンズ系制御装置１４、それに試料ス
テージ制御装置１５が、観察条件設定装置を構成してい
ることになる。

【００１７】ＴＶカメラ８は、シンチレータ板とＣＣＤ
などの撮像素子を備え、これに投影された電子線Ｂを光
に変換して各画素毎に検出し、検出された信号をＴＶカ
メラ制御装置１６に供給して時系列的な画像信号に変換
する。そして、この画像信号がモニタ１７に供給され、
ここで画像として表示される。また、このときＴＶカメ
ラ制御装置１６から出力された画像信号は、制御装置１
８にも供給され、ここでメモリに画像データとして記憶
し保存される。

【００１８】電子顕微鏡本体１の下端部はカメラ室９を
形成し、その中に蛍光板１０が設けてある。従って、図
示してない機構を用い、ＴＶカメラ８を電子線３の経路
から外すことにより、電子線Ｂによる試料Ｓの拡大画像
が蛍光板１０の面上で観察できる。

【００１９】ところで、ここまでは、普通の電子顕微鏡
とあまり変わらないが、この実施形態では、電子顕微鏡
の観察条件設定装置、すなわち電子銃制御装置１１、照
射レンズ制御装置１２、対物レンズ制御装置１３、拡大
レンズ系制御装置１４、それに試料ステージ制御装置１
５の夫々が、制御装置１８と所定の伝送線路で結合さ
れ、相互にデータの授受が行えるようになっていて、制
御装置１８により観察条件が設定できるように実行され
るように構成されている点で、従来技術とは大きく異な
っている。

【００２０】このため、制御装置１８は、例えば所定の
プログラムが搭載されたコンピュータを備え、これによ
り、上記した観察条件設定装置に供給して、それらを制
御するのに必要な制御データを生成することができるよ
うに構成されている。

【００２１】次に、図２のフローチャートにより、動作
について説明する。まず、この実施形態では、“画像記
録処理”と“画像呼出し処理”の２種の処理が制御装置
１８により実行される。

【００２２】ここで、“画像記録処理”とは、或る所望
の試料を観察するときの処理のことであり、次に“画像
呼出し処理”とは、或る所望の試料について観察を終わ
った後、同じ試料について、前回、観察したときと同じ
観察条件で、試料の同じ部分の画像を再現して観察する
ときの処理のことである。

【００２３】そして、図２のフローチャートでは、処理
Ａ１の後に続く処理Ａ２から処理Ａ４までが画像記録処
理で、処理Ａ５の後に続く処理Ａ６から処理Ａ９までが
画像呼出し処理であり、これらの処理は、何れも操作者
の意向に応じて、制御装置１８により実行される。

【００２４】まず、“画像記録処理”について説明す
る。始めに、操作者は、観察対象となる試料Ｓを準備
し、電子顕微鏡を操作して所定の観察条件を設定し、Ｔ
Ｖカメラ８により試料Ｓの所定の部分の拡大画像が撮像
されるようにする。このとき、モニタ１７に表示される
試料Ｓの拡大像を見ながら操作するのであるが、勿論、
蛍光板１０の画像を見てもよい。

【００２５】このときの操作は、図１には示されていな
いが、例えばキーボードなど所定の入力機器を用いて行
われ、電子銃制御装置１１と照射レンズ制御装置１２、
対物レンズ制御装置１３、それに拡大レンズ系制御装置
１４に夫々所定の制御データを入力し、所望の加速電圧
と倍率、所望の観察モードが得られるようにする。

【００２６】また、これと共に、試料ステージ制御装置
１５にも制御データを入力し、試料Ｓの所望の部分が観
察視野になるように、試料ステージ５を動かす。この結
果、所望の試料Ｓについて、所望の観察条件による所望
の部分(座標)の画像が得られる。

【００２７】従って、ここまでは通常の電子顕微鏡によ
る観察の場合と同じであるが、この実施形態では、こう
して所望の試料Ｓについて、所望の観察条件による所望
の部分の画像が得られたら、ここで、操作者は、この画
像を制御装置１８に記録させるのに必要な所定の操作を
実行する(処理Ａ１)。なお、この操作もキーボードなど
所定の入力機器を用いて行う。

【００２８】そこで、制御装置１８は、まずＴＶカメラ
８から取り込んだ画像信号をＴＩＦ形式(ＴＩＦＦ)のデ
ータに変換する(処理Ａ２)。そして、このＴＩＦ形式に
変換された画像データをメモリに記憶し、保存する(処
理Ａ３)。

【００２９】一方、この画像データの保存と並行して、
制御装置１８は、電子銃制御装置１１、照射レンズ制御
装置１２、対物レンズ制御装置１３、それに拡大レンズ
制御装置１４から、このときの画像の観察条件をデータ
として取り込む。また、試料ステージ制御装置１５から
も、同じく、このとき観察している試料Ｓの座標位置を
データとして取り込む。

【００３０】そして、これら観察条件と座標位置を表わ
すデータを、このときの画像データのタグデータとし
て、ＴＩＦ形式のタグ領域に記憶させる(処理Ａ４)。従
って、この実施形態によれば、“画像記録処理”を実行
することにより、或る所望の試料について観察を行った
後は、その画像データと共に、その画像の観察条件がＴ
ＩＦ形式のタグ領域に全て記憶され、保存されることに
なる。

【００３１】そして、この結果、或る試料について、そ
の観察を行った後は、その画像データを読出すだけで、
その画像の観察条件もデータとして一緒に読出せること
になる。

【００３２】次に、“画像呼出し処理”について説明す
る。この画像呼出し処理は、操作者が或る所望の試料を
選定し、それを試料Ｓとして試料ステージ５に載置し、
制御装置１８に所定の指示を入力することにより開始さ
れる。このときの所定の指示とは、いま、ここで選定し
た試料Ｓについて、上記した画像記録処理により既にＴ
ＩＦ形式として保存されている画像データを指定するも
のである。

【００３３】従って、このときの所望の試料について
は、上記した画像記録処理により既にＴＩＦ形式の画像
データが保存されているものに限られる。なお、このよ
うな状況は、例えば或る試料について観察作業中、何等
かの理由により作業を中断し、その後、同じ試料につい
て観察作業を再開した場合などが該当する。

【００３４】こうして画像呼出し処理が開始されると、
制御装置１８から指定された試料の画像データが呼び出
される(処理Ａ５)。そこで、制御装置１８は、この画像
データをモニタ１７に供給し、モニタ面に保存されてい
る観察像を表示させ(処理Ａ６)、希望している画像デー
タが正しく呼び出されたか否かが確認できるようにす
る。このとき、このＴＩＦ形式の画像データには、その
タグ領域に、対応する試料の観察条件と座標位置がタグ
データとして付属して保存されている。

【００３５】そこで、制御装置１８は、この画像データ
からタグデータを呼び出し(処理Ａ７)、このタグデータ
の中の加速電圧や倍率などの観察条件を表わすデータ
は、電子銃制御装置１１と各レンズ制御装置１２〜１４
に供給し、制御にフィードバックさせる(処理Ａ８)。

【００３６】すなわち、電子銃制御装置１１と照射レン
ズ制御装置１２、対物レンズ制御装置１３、それに拡大
レンズ系制御装置１４に夫々タグデータの中の対応する
制御データを入力し、これによりタグデータで指示され
た加速電圧と倍率が得られ、観測モード(例えば回折モ
ード、高分解能モード、ハイコントラストモード、極低
倍モードなど)が得られるように制御するのである。

【００３７】また、試料ステージ制御装置１５には、タ
グデータの中の座標位置を表わすデータを供給して、同
じく制御にフィードバックさせる(処理Ａ９)。すなわ
ち、試料ステージ制御装置１５にタグデータの中の座標
位置データを入力し、試料Ｓのタグデータで指示された
部分が観察視野になるように、試料ステージ５を動かす
のである。

【００３８】この結果、この実施形態の場合、試料の画
像データを指定するだけで、電子顕微鏡は自動的にその
試料の画像データを保存したときと同じ観察条件にさ
れ、試料ステージ５も自動的に同じ座標位置に設定され
ることになる。

【００３９】従って、この実施形態によれば、例えば試
料Ｓの観察中、何等かの理由により観察作業を中断した
場合でも、その後、同じ試料Ｓの観察作業を再開したと
きには、直ちに中断前と全く同じ状態が電子顕微鏡上に
自動的に再現できることになり、この結果、観察作業を
効率良く進めることができる。

【００４０】ここで、従来技術の場合、例えば所定のホ
ルダーの画像データに対応する格納場所にリンクして観
察条件を記憶しているが、この場合、他のＰＣ(パソコ
ン)や記録媒体に画像を移動すると、リンクデータは切
り離されてしまい、画像から観察条件を呼び出すこと
は、ほぼ不可能である。

【００４１】しかし、上記実施形態では、画像データを
ＴＩＦ形式のデータに変換し、観察条件をタグ領域に保
存するようにしているので、常に対応する観察条件の保
存が確実に得られる上、画像データの呼出しだけで対応
する観察条件データも同時に得られることになり、且つ
保存可能なデータ量の制約が少ないので、完全な観察条
件の再現が容易である。

【００４２】なお、以上の実施形態では、本発明を透過
型電子顕微鏡に適用した場合について説明したが、本発
明は、例えば走査型電子顕微鏡など、他の形式の電子顕
微鏡にも適用可能なことは言うまでもない。ここで走査
型電子顕微鏡の場合は、試料ステージの座標位置データ
の保存に代えて、試料面に対する電子ビームの照射座標
データを保存し、電子ビーム走査制御装置にフィードバ
ックしてやればよい。

【００４３】

【発明の効果】本発明によれば、記録画像とその画像の
観察条件を完全に合致させることができる。また、記録
画像の表示と同時に、自動的に観察条件が電子顕微鏡に
フィードバックされるので、記録された画像を、容易
に、しかも忠実に電子顕微鏡上に再現することができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による電子顕微鏡の一実施形態を示す概
略構成図である。

【図２】本発明の一実施形態の動作を説明するためのフ
ローチャートである。

【符号の説明】

１ 電子顕微鏡本体 ２ 電子銃 ４ 照射レンズ ５ 試料ステージ ６ 対物レンズ ７ 拡大レンズ系 ８ ＴＶカメラ ９ カメラ室 １０ 蛍光板 １１ 電子銃制御装置 １２ 照射レンズ制御装置 １３ 対物レンズ制御装置 １４ 拡大レンズ系制御装置 １５ 試料ステージ制御装置 １６ ＴＶカメラ制御装置 １７ モニタ １８ 制御装置 Ｂ 電子線 Ｓ 試料

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 長沖 功 茨城県ひたちなか市大字市毛882番地 株 式会社日立製作所計測器グループ内 Ｆターム(参考） 5C033 SS04 SS06 SS10

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 試料の観察条件データを当該試料の画像
   データと一対一に対応させて保存する方式の電子顕微鏡
   において、 電子顕微鏡の観察条件設定手段を制御する制御手段を設
   け、 前記制御手段は、或る試料の画像データが指定されたと
   き、当該試料の観察条件データを呼出し、それに基づい
   て、当該試料の画像データを保存したときと同じ観察条
   件になるように、前記観察条件設定手段を制御するよう
   に構成されていることを特徴とする電子顕微鏡。
2. 【請求項２】 請求項１に記載の発明おいて、 前記画像データがタグ領域を含むＴＩＦ形式データとし
   て保存され、前記観察条件データが前記タグ領域に保存
   されていることを特徴とする電子顕微鏡。
3. 【請求項３】 請求項１に記載の発明において、 前記観察条件が、倍率と加速電圧に加えて観察モードを
   含み、この観測モードには、回折モード、高分解能モー
   ド、ハイコントラストモード、極低倍モードの何れかで
   あることを特徴とする電子顕微鏡。
4. 【請求項４】 請求項１に記載の発明において、 前記観察条件が、少なくとも試料ステージの座標位置を
   含むことを特徴とする電子顕微鏡。