JP2004006219A - 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 - Google Patents
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Abstract
【課題】フレームレートの高速化を自動的にＯＮ／ＯＦＦして操作性を改善する。
【解決手段】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線を試料に照射し、試料から放出される二次電子または反射電子を１以上の検出器で検出しながら試料表面の所望の領域を走査することで、観察像を結像し表示部にて表示可能であって、さらに表示部にて表示される観察像の画像描画に要する速度を高速化するフレームレート高速化機能を備える電子顕微鏡であって、観察像の画像に対する所定の操作が指示されたとき、自動的にフレームレート高速化機能を実行させ、一定時間以上観察像の画像に対する操作がないとき、自動的にフレームレート高速化機能を停止する。
【選択図】 図３
【解決手段】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線を試料に照射し、試料から放出される二次電子または反射電子を１以上の検出器で検出しながら試料表面の所望の領域を走査することで、観察像を結像し表示部にて表示可能であって、さらに表示部にて表示される観察像の画像描画に要する速度を高速化するフレームレート高速化機能を備える電子顕微鏡であって、観察像の画像に対する所定の操作が指示されたとき、自動的にフレームレート高速化機能を実行させ、一定時間以上観察像の画像に対する操作がないとき、自動的にフレームレート高速化機能を停止する。
【選択図】 図３
Description
【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、収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（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。ＳＥＭはこの二次電子や反射電子を利用する。ＳＥＭ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】
ＳＥＭなどの電子顕微鏡は、１枚の観察像を取り込むのに要する時間（フレームレート）が遅い。また、１枚の観察像のままではＳ／Ｎ比が悪いため、複数の観察像を平均して表示する処理を行っている。その結果、観察像に何らかの変化を生じさせる場合、その変化が画像に反映されて再描画されるまでに数秒〜数十秒の時間がかかるという問題があった。例えば、観察像のフォーカスを最適値に調整する場合、変化させたフォーカス値が最適値かどうかは観察像を見て評価する必要がある。したがって、観察像の更新される速度が遅いと調整がし難くなり、また調整に時間がかかる。このため、通常は所定の簡略処理に基づいてフレームレートを高速化し、高速に再描画するフレームレート高速化機能を設け、この機能をＯＮにすることによって画像調整などを行っている。
【０００６】
例えば特許文献１には、電子レンズの焦点の最適条件を検出する自動焦点制御を短時間に行える走査電子顕微鏡が記載される。
【０００７】
【特許文献１】
特開平９−３０６４０７号公報
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、フレームレート高速化機能を使用するためには、フレームレート高速化スイッチを手動でＯＮ／ＯＦＦする操作が必要になり、この操作が面倒であるという問題があった。従来は図８のフローチャートに示すように、ステップＳ１でフレームレート高速化スイッチを押下して、フレームレートの高速化を開始し、ステップＳ２で画像のフォーカス調整など所望の操作を行った後、ステップＳ３でフレームレート高速化スイッチを再度押下してフレームレートの高速化を終了するといった一連の作業が必要であった。観察像に対して何らかの操作を加えることは電子顕微鏡の操作において極めて頻繁に行われており、操作者は画像調整の度に一々フレームレート高速化スイッチを押下して開始、終了しなければならず、非常に面倒であった。
【０００９】
本発明は、このような問題を解決するためになされたものである。本発明の目的は、電子顕微鏡の操作性を改善すべく、フレームレートの高速化をスムーズに行うことのできる電子顕微鏡、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。
【００１０】
【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線を試料に照射し、前記試料から放出される二次電子または反射電子を１以上の検出器で検出しながら試料表面の所望の領域を走査することで、観察像を結像し表示部にて表示可能であって、さらに前記表示部にて表示される観察像の画像描画に要する速度を高速化するフレームレート高速化機能を備える電子顕微鏡であって、観察像の画像に対する所定の操作が指示されたとき、自動的に前記フレームレート高速化機能を実行させ、一定時間以上観察像の画像に対する操作がないとき、自動的に前記フレームレート高速化機能を停止することを特徴とする。
【００１１】
また、本発明の請求項２に記載される電子顕微鏡は、前記請求項１に記載される特徴に加えて、前記観察像の画像に対する所定の操作が指示されたことを検出する操作検出手段と、前記観察像の画像に対する操作が一定時間以上ないことを検出する無操作検出手段とを備えることを特徴とする。
【００１２】
さらに、本発明の請求項３に記載される電子顕微鏡は、前記請求項１または２に記載される特徴に加えて、前記観察像の画像に対する所定の操作が、観察像のフォーカス調整、コントラスト調整、明るさ調整、拡大倍率調整、非点収差補正、観察視野の移動、スキャンローテーションの内の少なくともいずれか一であることを特徴とする。
【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、前記請求項１から３のいずれかに記載される特徴に加えて、フレームレート高速化が、電子線の走査領域を狭くする、電子線の走査速度を速くする、電子線の走査本数を間引く、観察像の平均回数を減らす、のいずれかであることを特徴とする。
【００１４】
また、本発明の請求項５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線を試料に照射し、前記試料から放出される二次電子または反射電子を１以上の検出器で検出しながら試料表面の所望の領域を走査することで、観察像を結像し表示部にて表示可能であって、さらに前記表示部にて表示される観察像の画像描画に要する速度を高速化するフレームレート高速化機能を備える電子顕微鏡であって、観察像の画像に対する操作を指示する操作手段と、前記フレームレート高速化機能をＯＮ／ＯＦＦするフレームレート高速化スイッチと、前記操作手段により観察像の画像に対する所定の操作が指示されたとき、前記フレームレート高速化スイッチをＯＮにする操作検出手段と、観察像の画像に対する操作が終了した時点から計時を開始し、次の操作が入力されたとき計時をクリアする一方、一定時間経過すると無操作を検出する計時手段と、前記計時手段が無操作を検出すると、前記フレームレート高速化スイッチをＯＦＦにする手段とを備えることを特徴とする。
【００１５】
さらに、本発明の請求項６に記載される電子顕微鏡は、前記請求項１から５のいずれかに記載される特徴に加えて、前記観察像の画像に対する所定の操作毎に、適用されるフレームレート高速化の手法を選択可能としてなることを特徴とする。
【００１６】
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６に記載される特徴に加えて、前記フレームレート高速化機能をＯＮ／ＯＦＦするフレームレート高速化スイッチに対し、前記観察像の画像に対する所定の操作毎に、適用されるフレームレート高速化の手法をそれぞれ割り当て可能であることを特徴とする。
【００１７】
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６に記載される特徴に加えて、複数の利用可能なフレームレート高速化手法毎に、それぞれフレームレート高速化スイッチを設けたことを特徴とする。
【００１８】
さらに、本発明の請求項９に記載される電子顕微鏡の操作方法は、所定の像観察条件に基づいて、電子銃に加速電圧を印加して電子線を試料に照射し、前記試料から放出される二次電子または反射電子を１以上の検出器で検出しながら試料表面の所望の領域を走査することで、観察像を結像し表示部にて表示可能であって、さらに前記表示部にて表示される観察像の画像描画に要する速度を高速化するフレームレート高速化機能を備える電子顕微鏡の操作方法であって、観察像の画像に対する所定の操作が指示されたことを検出するステップと、前記画像操作が検出されたとき、自動的に前記フレームレート高速化機能を実行させるステップと、一定時間以上観察像の画像に対する操作がないことを検出するステップと、前記画像操作のないことが検出されたとき、自動的に前記フレームレート高速化機能を停止するステップとを備えることを特徴とする。
【００１９】
さらにまた、本発明の請求項１０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線を試料に照射し、前記試料から放出される二次電子または反射電子を１以上の検出器で検出しながら試料表面の所望の領域を走査することで、観察像を結像し表示部にて表示可能であって、さらに前記表示部にて表示される観察像の画像描画に要する速度を高速化するフレームレート高速化機能を備える電子顕微鏡操作プログラムであって、コンピュータを観察像の画像に対する所定の操作が指示されたとき、自動的に前記フレームレート高速化機能を実行させる手段と、一定時間以上観察像の画像に対する操作がないとき、自動的に前記フレームレート高速化機能を停止する手段として機能させるための電子顕微鏡操作プログラムである。
【００２０】
さらにまた、本発明の請求項１１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１０に記載される前記電子顕微鏡操作プログラムを格納するものである。
【００２１】
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。
【００２２】
【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。
【００２３】
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。さらに、本発明を構成する各要素は、複数の要素を同一の部材で構成して一の部材で複数の要素を兼用する態様としてもよい。
【００２４】
本明細書において電子顕微鏡とこれに接続される操作、制御、表示、各種処理その他のためのコンピュータ、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−２３２ｘ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、１０００ＢＡＳＥ−Ｔ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、ＩＥＥＥ８０２．１１ｘなどの無線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。
【００２５】
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。また図２に、この電子顕微鏡を操作する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す。この電子顕微鏡操作プログラムは、図１のコンピュータ１にインストールされ、電子顕微鏡の像観察条件の設定や各種操作を行い、図２に示す観察像の表示を行う表示部を含むユーザインターフェース画面を、図１の表示部２８に表示する。
【００２６】
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。
【００２７】
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。
【００２８】
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。
【００２９】
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。
【００３０】
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、ビーム形状を制御する。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。
【００３１】
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。
【００３２】
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。
【００３３】
［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。
【００３４】
図３は、フレームレート高速化自動ＯＮ／ＯＦＦ機能を備える電子顕微鏡の構成の一例を示すブロック図である。この図に示す電子顕微鏡は、走査型電子顕微鏡であるＳＥＭ９１と、ＳＥＭ９１を操作する操作装置９２とが接続されている。操作装置９２はコンピュータなどを使用して実現できる。操作装置９２は、画像操作入力部９３と、制御部９４と、タイマ９５とを備える。画像操作入力部９３は、ＳＥＭ９１で撮像した観察像の画像に対し、操作者が所定の操作を行うための入力部であり、マウスやキーボード、タッチスクリーンなどで構成される。画像操作入力部９３から入力された画像操作の命令は、制御部９４を介してＳＥＭ９１に送られる。制御部９４は、画像操作入力部９３からの画像操作命令を検出すると、自動的にフレームレート高速化機能をＯＮに切り替えると共に、該当する操作を行うためにＳＥＭ９１に必要な命令を送信する。
【００３５】
［計時手段］
また、制御部９４にはタイマ９５が接続されている。タイマ９５は画像の操作に関する入力がない時間を計時する計時手段である。画像操作入力部９３からの画像操作命令が終了した時点から計時を開始し、所定の時間が経過するとタイムアップして入力がなかったことを制御部９４に通知する。計時の途中で画像操作入力部９３から画像操作命令が入力されると、計時を中止してタイマ９５をクリアし、画像操作の終了後に再び計時を開始する。制御部９４は、タイマ９５から所定時間操作がなかったことが通知されると、自動的にフレームレート高速化機能をＯＦＦに切り替え、必要な命令をＳＥＭ９１に送信する。これらの命令の送受信や信号のやりとりは、通信で行う場合に限られず、電気的な結線のみでもよい。
【００３６】
画像操作無入力の所定の時間は、例えば数秒から十数秒など、所望の時間に設定する。また、操作者はこの時間を自由に変更することができる。これによって、複数の画像操作を連続して行う場合に各画像操作同士の間隔に応じて無入力時間を設定できるので、画像操作の度毎にフレームレート高速化機能のＯＮ／ＯＦＦの切り替え動作が必要になって操作が重くなる事態を回避し、スムーズに操作できる。また、タイマ９５をＯＦＦにして、画像操作の終了後に計時を行うことなく直ちにフレームレートの高速化を終了することもできる。
【００３７】
なお、これらの部材は物理的なハードウェアでの構成に限られず、ソフトウェア的に実現することもできる。例えば、汎用もしくは専用のコンピュータ上で実行される画像処理操作プログラムにおいて、上記のタイマや制御部などの機能を実現することでも本発明の実施例を構成することができる。
【００３８】
［画像に対する操作］
本発明の実施例に係る電子顕微鏡の操作方法は、観察像の画像に変化を生じさせるような操作を行った場合に、これに連動してフレームレートの高速化を行う。画像に変化を生じさせる具体的な操作としては、フォーカスの調整、コントラスト調整、明るさ調整、拡大倍率調整、非点収差補正、観察視野の移動、スキャンローテーションなどがある。これらの操作は、図２の画面において、それぞれ該当するボタンを操作することで実行される。
【００３９】
［フォーカス調整］
フォーカスを調整するには図２においてフォーカスボタン６４を操作する。フォーカスボタンは６４は、第１フォーカスボタン６４Ａ、第２フォーカスボタン６４Ｂ、「オートフォーカス」ボタン６４Ｃで構成される。図２において左側の第１フォーカスボタン６４Ａを押下すると、図４に示すようにスライダ６８がサブウィンドウで表示される。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。このスライダ６８上に表示される矢印６８Ｂを入力手段により移動させると、フォーカスは連続的に変化する。例えばマウスでスライダ６８を右方向に移動させると焦点が絞られ、左に移動させると拡大される。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フォーカスがリアルタイムに変化する。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６８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６８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６８Ｃが表示されており、現在第１表示部４７において表示中のフォーカスが調整可能範囲のどの位置にあるかが表示される。マウスの右ボタンをクリックするとフォーカス調整が終了される。
【００４０】
また、第２フォーカスボタン６４Ｂを押下すると、第１表示部４７上でマウスにて指示した位置が中心となってフォーカス調整が実行される。さらに「オートフォーカス」ボタン６４Ｃ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。フォーカスボタンを操作すると、図１の電子顕微鏡において対物レンズ１９が操作され、その電流調整や移動によってフォーカス調整が実行される。
【００４１】
［コントラスト、明るさ調整］
同様にコントラスト調整、明るさ調整は、図２においてそれぞれ「コントラスト」ボタン６５、「明るさ」ボタン６６を操作してそれぞれ調整される。いずれも、上記と同様のスライダにて強弱を調整する。また「オートコントラスト」ボタン６５Ｂを押下すると、コントラストが最適値と思われる設定に自動調整される。コントラストまたは明るさの調整は、図１において信号検出および増幅によって実行される。さらに「オート調整」ボタン６５Ｃを押下すると、これらの設定すべてについて、演算による自動調整が試みられる。
【００４２】
［倍率調整］
拡大倍率の調整は、図２の倍率ボタンで行われる。図２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、上記と同様のスライダがサブウィンドウにて表示され、倍率は連続的に調整できる。
【００４３】
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、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。図２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。
【００４４】
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。拡大倍率の調整が操作されると、これに応じて図１の電子線偏向走査コイル１８が調整される。
【００４５】
［観察視野の移動］
また観察像の観察視野を所望の位置に移動させるには、移動ボタン６０を操作する。観察視野の移動には、試料台を物理的に移動させる方法やイメージシフトなどが利用できる。イメージシフトは、電子線の走査位置を移動させることにより観察像の観察視野を移動させるものである。また、試料台の移動と電子線の走査位置の移動を組み合わせることもできる。
【００４６】
図２の例では、観察位置の位置決めのため試料台を物理的に移動させる方法について説明する。図２では移動ボタン６０として、手のひら状のアイコンを付した第１移動ボタン６０Ａ、グリッド状のアイコンを付した第２移動ボタン６０Ｂ、矢印状のアイコンを付した第３移動ボタン６０Ｃ、および矩形状の領域のアイコンを付した第４移動ボタン６０Ｄの４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。
【００４７】
第２移動ボタン６０Ｂは画面の移動方向および移動速度を指定できる。第２移動ボタン６０Ｂ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５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。
【００４８】
第３移動ボタン６０Ｃは、指定した位置を中心に移動させることができる。第３移動ボタン６０Ｃ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。
【００４９】
第４移動ボタン６０Ｄは、拡大と移動を兼ねた操作を行う。第４移動ボタン６０Ｄを押下すると、図６に示すように第１表示部４７上でマウスにて所望の拡大領域を指定することができ、指定された領域が拡大表示される。
【００５０】
以上の観察位置の位置決めは、試料を載置した試料台３３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３３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。
【００５１】
上述のように、位置決めはこの方法に限られず、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。
【００５２】
さらに図２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。
【００５３】
さらにまた図２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。
【００５４】
［非点収差］
非点収差の調整には、非点収差ボタン８９を操作する。図２の例では非点収差ボタン８９として、「非点Ｘ」ボタン８９Ａおよび「非点Ｙ」ボタン８９Ｂが設けられ、これらのボタンを操作することにより非点収差補正を行う。また「ＲＥＳＥＴ」ボタン８９Ｃを押下すると、設定がクリアされて初期設定に戻る。非点収差を調整すると、図１において非点収差補正コイル１７が操作される。
【００５５】
また、スキャンローテーションの調整には、電子線偏向走査コイル１８が調整される。
【００５６】
本発明の実施例は、以上の画像に対する操作が行われる場面において、これに連動して自動的にフレームレートの高速化を行って画像の表示が高速に行われるようにする。画像に対する操作を行う場合、画面を更新して再描画が必要になることが頻繁に生じる。特に、リアルタイムにコントラストや明るさ調整を行う場合は速い応答速度の表示が望まれる。このような場合にフレームレートを高速化して表示させると描画速度が向上し、使い勝手がよい。本発明の実施例では、フレームレートの高速化が必要な場面で、フレームレート高速化スイッチを操作しなくても、自動的にフレームレートが高速になるようにしている。フレームレートの高速化操作をしなくても済むため、ＳＥＭ操作時の手間が省け操作性が向上する。
【００５７】
本発明の実施例では、フレームレートの高速化が必要な操作として、上記の観察像の画像に対する操作を設定している。これらうち、いずれかの操作が行われると、自動的にフレームレートの高速化処理が開始される。また操作が終了すると、自動的にフレームレートの高速化処理も終了される。フレームレート高速化処理の終了は、フレームレートの高速化が必要な操作が終了したあと、ある一定の遅れ時間後に行う。これによって、フレームレートの高速化が不要な操作、例えば表示の速度よりも品質が求められる観察像の撮像などの操作を行うとき、フレームレート高速化機能を解除する必要もない。
【００５８】
ただ、フレームレートの高速化が必要な操作として、画像に対する操作のうちいずれを設定するかを操作者が任意に設定することもできる。例えば、フォーカス調整についてのみフレームレートの高速化を行わないように設定する。また、すべての操作でフレームレートの高速化の連動処理を行わないように設定することもできる。
【００５９】
フレームレートの高速化の設定画面の一例を図９に示す。図９において、自動でフレームレートの高速化処理を行うか否かを設定する高速化処理設定手段９６の一態様が、「自動高速処理」として設けられている。自動高速処理の欄には、自動で高速処理が適用されるパラメータが列挙されている。ユーザは各パラメータのチェックボックスをチェックすることによって、高速化処理が実行される項目を指定する。自動高速化処理が適用可能な項目としては、倍率調整、明るさ・コントラスト調整、フォーカス・非点調整、光軸調整、回転調整等が挙げられる。
【００６０】
さらに、図９の例では試料台の移動時に実行される高速化処理を設定するステージ移動時高速化処理設定手段９７が設けられている。ステージ移動時高速化処理設定手段９７は、ステージを移動させる際に、後述する平均回数の変更によって高速化を行っている。ここでは「ステージ移動時に平均回数を変更する」のチェックボックスをチェックすることによって、ステージ移動時の高速化処理をＯＮとし、さらに平均回数をいくらに変更するかを入力欄に入力する。入力欄はリストボックスであり、選択肢から所望の回数を入力する。あるいは所望の数値を直接入力可能としてもよい。
【００６１】
フレームレートの高速化のＯＮ／ＯＦＦ切替や、高速化が行われている期間は、何らかの表示を行うことでユーザに高速化の切替や実行を通知することができる。例えば高速化の実行中は、画面上に「高速化ＯＮ」などのテキストを表示したり、図形、フラグ、点滅、ハイライト、変色、反転、ビープ音といった視覚的、聴覚的な変化によってユーザに知らせることができる。あるいは、これらの表示を行うことなく、フレームレート高速化をユーザに意識させないこともできる。
【００６２】
またフレームレート高速化スイッチを電子顕微鏡操作画面に設けてもよい。フレームレート高速化スイッチをユーザインターフェース画面に設ける場合、フレームレート高速化機能が自動的にＯＮになった間は、ユーザインターフェース画面上でもフレームレート高速化スイッチが自動的に押下されてＯＮ状態であることを表示することができ、これによってユーザはフレームレート高速化機能がＯＮに切り替わったことを視覚的に確認できる。また、ユーザは必要に応じて適宜直接フレームレート高速化スイッチを操作して、手動でフレームレート高速化機能をＯＮ／ＯＦＦすることもできる。
【００６３】
［電子線の走査範囲を限定］
フレームレートを高速化する手法としては、以下の方法がある。
試料表面を走査する電子線の走査範囲を限定する。走査範囲が小さくなると、操作に要する時間が短くなるためその分高速化される。例えば、走査範囲の縦横を１／２にすると、フレームレートは４倍に高速化される。反面、走査範囲が狭くなるため、一度に観察できる範囲が狭くなるという欠点がある。
【００６４】
［電子線の走査速度を高速化］
試料表面を走査する電子線の走査速度を速くする。例えば走査速度を２倍にすると、フレームレートも２倍に高速化される。その分、得られる観察像のＳ／Ｎ比が悪くなる。
【００６５】
［電子線の走査本数を減らす］
試料表面を走査する電子線の走査本数を間引くことにより、走査に要する時間を短縮して高速化する。例えば走査本数を１／２にすると、フレームレートは２倍に高速化される。この方法では、間引きによって解像度が悪くなり観察像が粗くなる。
【００６６】
［画像の平均回数を制限］
試料表面を走査して観察像を得る動作を繰り返し、複数画像の平均で観察像を結像しているが、その平均を減らす、言い換えると一画面を生成するための画像の枚数を減らすことで、高速化を図ることができる。例えば、１６回の操作を行ってその平均を得ている場合、１／２の８回にすればフレームレートは２倍に高速化される。平均回数が減る分、Ｓ／Ｎ比が悪くなる欠点がある。平均回数は、図２において「動画平均回数」設定欄９０から任意に設定することもできる。また図２においては、自動フレームレート高速化スイッチとして「ＳＡ自動ＯＮ／ＯＦＦ」が設けられている。
【００６７】
それぞれ、何らかの要素を犠牲にしてフレームレートを高速化している。ただ、ここでは観察像の観察が目的でなく、例えばフォーカス調整値の評価が目的であるので、大きな問題とはならない。正規の観察像を取得する場合は、このようなフレームレートの高速化を解除して通常の撮像を行うため、詳細な画像イメージを取得することができる。このように、目的に応じて画像の再描画速度または品質のいずれを優先するかを選択する。
【００６８】
［フレームレート高速化手法の設定］
また、フレームレートを高速化する手法は、上記のいずれか一を選択するのみならず、複数の手法を場面に応じて使い分けることもできる。一般的な電子顕微鏡では、フレームレートを高速化する手段として予め設定された一の手法のみを用いて、高速化を必要とするすべての場面において同一の手法で高速化が行われていた。フレームレート高速化の手法は上述したように様々な手法が知られているが、ユーザはこれらの内で所望の高速化手法を選択することができなかった。また、フレームレートを高速化したい場面に応じて適切なフレームレート高速化手法は異なるが存在するが、場面に応じて最適な高速化手法を選択することもできなかった。これに対し本発明の実施例に係る電子顕微鏡では、高速化が必要な場面に応じて、それぞれに適した高速化手法を用いるよう設定、選択することもできる。
【００６９】
例えば、フォーカスの調整時においては、緻密な走査線で走査したＳ／Ｎ比の高い画像が適しており、視野が狭くても問題はない。したがってこの場合にフレームレートを高速化する手法としては、電子線の走査範囲を限定して走査領域を狭くする手法が望ましい。例えば、１２８０×９６０ドットの画像に対し、６４０×４８０ドットとするなど、縦横をそれぞれ１／２とすれば、面積は１／４に減縮されるので、処理時間も短縮できる。
【００７０】
一方、倍率の調整時においては、広い視野の画像が適しており、画質自体はきれいな画像でなくても良い。したがってこの場合にフレームレートを高速化する手法としては、電子線の走査速度を高速化する手法、電子線の走査本数を間引くあるいは減らす手法、観察像の平均回数を少なくする手法などが望ましい。例えば走査速度を高速化する例では、４フレーム／ｓを１６フレーム／ｓで走査することで４倍に高速化が図れる。また走査本数を間引く例では、縦方向の走査線を４８０から３２０、２４０に落とすことができる。あるいは観察像の平均回数を少なくする方法では、通常８回のところ、４回、２回などに変更する。高速化の程度は、固定値とする他、ユーザが変更することもできる。上記の例においてはフレームレート高速化設定画面において、ユーザが各高速化項目につき、プルダウンメニューから所望の値を選択する。このように、本発明の実施例ではフレームレート高速化が必要な場面に応じて最適な高速化手法を選択し、あるいは設定することが可能となる。
【００７１】
高速化が必要な場面毎に適切なフレームレート高速化手法を選択する方法としては、上記の様々な高速化手法をそれぞれ実行する専用のフレームレート高速化スイッチやボタンを複数設けておき、目的や場面に応じてユーザーが所望のスイッチを操作して選択する。例えば、走査領域を所定の範囲に狭くするＳＡ（Ｓｅｌｅｃｔｅｄ Ａｒｅａ）スイッチ、走査速度高速化スイッチ、観察像の平均回数制限スイッチの３つを操作画面に設ける。
【００７２】
また、一のフレームレート高速化スイッチに割り当てられる高速化手法が、場面毎に変更されるように設定してもよい。この場合は、高速化手法の設定画面において、場面毎に実行される高速化手法をユーザが各々設定する。例えば、フォーカスの調整、倍率の調整などの場面においていずれの高速化手法を用いるかをユーザが選択して登録しておく。あるいは、電子顕微鏡側で高速化が必要な場面毎に最適なフレームレート高速化手法を予め設定しておくこともできる。設定は装置側の初期値で固定する他、ユーザが割り当てを任意に変更可能としてもよい。これによって、ユーザは各々高速化が必要な場面毎に適した高速化手法でフレームレートの高速化を得られ、さらに上述した自動的に高速化を適用することによって高速化の種別、ＯＮ／ＯＦＦを意識することなく使用することができる。また、ユーザが場面毎に手動で所望の最適化手法を個別に指定して適用することもでき、ユーザの意図に応じた最適な高速化のメリットを享受することができる。
【００７３】
［動作の流れ］
本発明の実施例に係る電子顕微鏡の操作方法は、以下のようにしてフレームレートの高速化を自動的にＯＮ／ＯＦＦする。以下、この動作の流れを図７のフローチャートに基づいて説明する。
【００７４】
ステップＳ’１で、観察像の画像に対する何らかの操作が入力されたかどうかを判別する。入力があった場合はステップＳ’２に進み、入力があるまでステップＳ’１を繰り返す。ステップＳ’２ではフレームレートの高速化を自動的にＯＮにして、ステップＳ’３に進む。
【００７５】
ステップＳ’３では、所望の画像に対する操作を行う。例えばフォーカス調整や明るさなど、操作者は手動で調整、もしくは自動調整を開始する。なお、ここでは操作者が手動で入力部により調整する場合を説明しているが、電子顕微鏡やコンピュータが自動で画像に対する操作を行う場合にも適用できる。例えば簡易観察像を連続取得する場合の画像自動調整の際にフレームレートの高速化を行う。
【００７６】
画像操作の終了後、ステップＳ’４に進み、計時手段であるタイマで計時をスタートさせる。そしてステップＳ’５に進み、計時の間に別の画像を操作する入力があればステップＳ’３に戻り該当する画像の操作を行う。画像操作の入力がなければステップＳ’６に進み、所定時間が経過したかどうか、ここではタイマがタイムアップしたかどうかを判別する。所定時間が経過していないときはステップＳ’５に戻り、画像の操作入力を待つ、タイマのタイムアップを待つというループを繰り返す。タイマがタイムアップしたとき、ステップＳ’７に進み、フレームレートの高速化を自動的にＯＦＦにして上記動作を終了する。これによって、画像に対する操作入力があれば自動的にフレームレートの高速化を機能させ、一定時間画像操作の入力がなければ自動的にフレームレートの高速化を停止することができる。操作者は一々フレームレート高速化スイッチを操作する必要がないので、特に意識することなく必要時に観察像の表示を高速にして操作しやすい環境が実現される。
【００７７】
なお、電子顕微鏡の操作部に別途フレームレート高速化スイッチを設け、操作者が必要に応じて手動でフレームレート高速化機能をＯＮ／ＯＦＦすることもできる。また、上記のフレームレート高速化自動切り替え機能自体をＯＮ／ＯＦＦするスイッチを設けてもよい。
【００７８】
［実施例２］
また、本発明の実施例２として、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他の例を図１０〜図１３に示す。これらの図に示す画面は、上記実施例とデザインは若干異なるものの、同じ機能を実現する。それぞれ図１０は図２に相当し、また図１１は図４、図１２は図５、図１３は図６の例にそれぞれ相当する。これらの図において、同一の符号は同一の機能を備えており、重複する説明は省略する。またこれらの図においては、自動フレームレート高速化スイッチとして「自動高速描画」欄９８が設けられている。
【００７９】
さらにこれらの図１０〜図１３においては、一部のボタンが若干変更されている。例えば第３倍率ボタン５５は「超低倍率」ボタンと表示されている。また、移動ボタン６０として、中心位置に移動させる中心移動ボタン、任意の位置に自由に移動可能な自由ボタン、マウス等で指定した矩形領域を一画面に拡大表示させる一画面ボタン、あるいは指定した矩形領域を拡大して表示する拡大表示ボタンの４つを備えている。これらの移動ボタン６０を利用して、所望の視野に移動し、拡大、縮小して観察位置を位置決めすることができる。
【００８０】
【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は、観察像の画像の表示速度を速くしたい場面で、自動的にフレームレートを高速化させることにより操作性のよい環境を実現する。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、画像に対する操作を検知して自動的にフレームレート高速化機能を実行すると共に、画像に対する操作の終了後には自動的にフレームレート高速化機能を終了するよう構成されているからである。これによって、操作者はフレームレート高速化スイッチを一々操作する必要から解放され、必要な場合には自動的にフレームレートの高速化によって表示速度を速くした表示を得ることができる。また、画像に対する操作がないと所定時間経過後にフレームレート高速化機能が自動的に解除されるため、操作者は高速化が不要な操作を行う際にフレームレート高速化スイッチを操作してＯＦＦにする必要もない。このように、必要時に自動的にフレームレートの高速化設定が行われるので、極めて操作性のよい電子顕微鏡とすることができる。
【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一例を示すイメージ図である。
【図３】本発明の他の実施例に係る電子顕微鏡の構成を示すブロック図である。
【図４】図２の電子顕微鏡操作プログラムにおいて、フォーカスを調整するユーザインターフェース画面の一例を示すイメージ図である。
【図５】図２の電子顕微鏡操作プログラムにおいて、第２移動ボタンを押下したユーザインターフェース画面の一例を示すイメージ図である。
【図６】図２の電子顕微鏡操作プログラムにおいて、第４移動ボタンを押下したユーザインターフェース画面の一例を示すイメージ図である。
【図７】本発明の一実施例に係る電子顕微鏡の操作方法を示すフローチャートである。
【図８】従来のフレームレートの高速化を利用する動作を示すフローチャートである。
【図９】フレームレートの高速化の設定画面の一例を示すイメージ図である。
【図１０】本発明の他の実施例に係る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一例を示すイメージ図である。
【図１１】図１０の電子顕微鏡操作プログラムにおいて、フォーカスを調整するユーザインターフェース画面の一例を示すイメージ図である。
【図１２】図１０の電子顕微鏡操作プログラムにおいて、第２移動ボタンを押下したユーザインターフェース画面の一例を示すイメージ図である。
【図１３】図１０の電子顕微鏡操作プログラムにおいて、第４移動ボタンを押下したユーザインターフェース画面の一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
４７・・・第１表示部
４８・・・第２表示部
５３・・・第１倍率ボタン
５４・・・第２倍率ボタン
５５・・・第３倍率ボタン
６０・・・移動ボタン
６０Ａ・・・第１移動ボタン
６０Ｂ・・・第２移動ボタン
６０Ｃ・・・第３移動ボタン
６０Ｄ・・・第４移動ボタン
６０Ｅ・・・拡大領域
６３・・・標的状グリッド
６４・・・フォーカスボタン
６４Ａ・・・第１フォーカスボタン
６４Ｃ・・・「オートフォーカス」ボタン
６４・・・第１フォーカスボタン
６５・・・「コントラスト」ボタン
６５Ｂ・・・「オートコントラスト」ボタン
６５Ｃ・・・「オート調整」ボタン
６６・・・「明るさ」ボタン
６８・・・スライダ
６８Ｂ・・・矢印
６８Ｃ・・・範囲表示部
８９・・・非点収差ボタン
８９Ａ・・・「非点Ｘ」ボタン
８９Ｂ・・・「非点Ｙ」ボタン
８９Ｃ・・・「ＲＥＳＥＴ」ボタン
９０・・・「動画平均回数」設定欄
９１・・・ＳＥＭ
９２・・・操作装置
９３・・・画像操作入力部
９４・・・制御部
９５・・・タイマ
９６・・・高速化処理設定手段
９７・・・ステージ移動時高速化処理設定手段
９８・・・「自動高速描画」欄
【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、収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（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。ＳＥＭはこの二次電子や反射電子を利用する。ＳＥＭ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】
ＳＥＭなどの電子顕微鏡は、１枚の観察像を取り込むのに要する時間（フレームレート）が遅い。また、１枚の観察像のままではＳ／Ｎ比が悪いため、複数の観察像を平均して表示する処理を行っている。その結果、観察像に何らかの変化を生じさせる場合、その変化が画像に反映されて再描画されるまでに数秒〜数十秒の時間がかかるという問題があった。例えば、観察像のフォーカスを最適値に調整する場合、変化させたフォーカス値が最適値かどうかは観察像を見て評価する必要がある。したがって、観察像の更新される速度が遅いと調整がし難くなり、また調整に時間がかかる。このため、通常は所定の簡略処理に基づいてフレームレートを高速化し、高速に再描画するフレームレート高速化機能を設け、この機能をＯＮにすることによって画像調整などを行っている。
【０００６】
例えば特許文献１には、電子レンズの焦点の最適条件を検出する自動焦点制御を短時間に行える走査電子顕微鏡が記載される。
【０００７】
【特許文献１】
特開平９−３０６４０７号公報
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、フレームレート高速化機能を使用するためには、フレームレート高速化スイッチを手動でＯＮ／ＯＦＦする操作が必要になり、この操作が面倒であるという問題があった。従来は図８のフローチャートに示すように、ステップＳ１でフレームレート高速化スイッチを押下して、フレームレートの高速化を開始し、ステップＳ２で画像のフォーカス調整など所望の操作を行った後、ステップＳ３でフレームレート高速化スイッチを再度押下してフレームレートの高速化を終了するといった一連の作業が必要であった。観察像に対して何らかの操作を加えることは電子顕微鏡の操作において極めて頻繁に行われており、操作者は画像調整の度に一々フレームレート高速化スイッチを押下して開始、終了しなければならず、非常に面倒であった。
【０００９】
本発明は、このような問題を解決するためになされたものである。本発明の目的は、電子顕微鏡の操作性を改善すべく、フレームレートの高速化をスムーズに行うことのできる電子顕微鏡、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。
【００１０】
【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線を試料に照射し、前記試料から放出される二次電子または反射電子を１以上の検出器で検出しながら試料表面の所望の領域を走査することで、観察像を結像し表示部にて表示可能であって、さらに前記表示部にて表示される観察像の画像描画に要する速度を高速化するフレームレート高速化機能を備える電子顕微鏡であって、観察像の画像に対する所定の操作が指示されたとき、自動的に前記フレームレート高速化機能を実行させ、一定時間以上観察像の画像に対する操作がないとき、自動的に前記フレームレート高速化機能を停止することを特徴とする。
【００１１】
また、本発明の請求項２に記載される電子顕微鏡は、前記請求項１に記載される特徴に加えて、前記観察像の画像に対する所定の操作が指示されたことを検出する操作検出手段と、前記観察像の画像に対する操作が一定時間以上ないことを検出する無操作検出手段とを備えることを特徴とする。
【００１２】
さらに、本発明の請求項３に記載される電子顕微鏡は、前記請求項１または２に記載される特徴に加えて、前記観察像の画像に対する所定の操作が、観察像のフォーカス調整、コントラスト調整、明るさ調整、拡大倍率調整、非点収差補正、観察視野の移動、スキャンローテーションの内の少なくともいずれか一であることを特徴とする。
【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、前記請求項１から３のいずれかに記載される特徴に加えて、フレームレート高速化が、電子線の走査領域を狭くする、電子線の走査速度を速くする、電子線の走査本数を間引く、観察像の平均回数を減らす、のいずれかであることを特徴とする。
【００１４】
また、本発明の請求項５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線を試料に照射し、前記試料から放出される二次電子または反射電子を１以上の検出器で検出しながら試料表面の所望の領域を走査することで、観察像を結像し表示部にて表示可能であって、さらに前記表示部にて表示される観察像の画像描画に要する速度を高速化するフレームレート高速化機能を備える電子顕微鏡であって、観察像の画像に対する操作を指示する操作手段と、前記フレームレート高速化機能をＯＮ／ＯＦＦするフレームレート高速化スイッチと、前記操作手段により観察像の画像に対する所定の操作が指示されたとき、前記フレームレート高速化スイッチをＯＮにする操作検出手段と、観察像の画像に対する操作が終了した時点から計時を開始し、次の操作が入力されたとき計時をクリアする一方、一定時間経過すると無操作を検出する計時手段と、前記計時手段が無操作を検出すると、前記フレームレート高速化スイッチをＯＦＦにする手段とを備えることを特徴とする。
【００１５】
さらに、本発明の請求項６に記載される電子顕微鏡は、前記請求項１から５のいずれかに記載される特徴に加えて、前記観察像の画像に対する所定の操作毎に、適用されるフレームレート高速化の手法を選択可能としてなることを特徴とする。
【００１６】
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６に記載される特徴に加えて、前記フレームレート高速化機能をＯＮ／ＯＦＦするフレームレート高速化スイッチに対し、前記観察像の画像に対する所定の操作毎に、適用されるフレームレート高速化の手法をそれぞれ割り当て可能であることを特徴とする。
【００１７】
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６に記載される特徴に加えて、複数の利用可能なフレームレート高速化手法毎に、それぞれフレームレート高速化スイッチを設けたことを特徴とする。
【００１８】
さらに、本発明の請求項９に記載される電子顕微鏡の操作方法は、所定の像観察条件に基づいて、電子銃に加速電圧を印加して電子線を試料に照射し、前記試料から放出される二次電子または反射電子を１以上の検出器で検出しながら試料表面の所望の領域を走査することで、観察像を結像し表示部にて表示可能であって、さらに前記表示部にて表示される観察像の画像描画に要する速度を高速化するフレームレート高速化機能を備える電子顕微鏡の操作方法であって、観察像の画像に対する所定の操作が指示されたことを検出するステップと、前記画像操作が検出されたとき、自動的に前記フレームレート高速化機能を実行させるステップと、一定時間以上観察像の画像に対する操作がないことを検出するステップと、前記画像操作のないことが検出されたとき、自動的に前記フレームレート高速化機能を停止するステップとを備えることを特徴とする。
【００１９】
さらにまた、本発明の請求項１０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線を試料に照射し、前記試料から放出される二次電子または反射電子を１以上の検出器で検出しながら試料表面の所望の領域を走査することで、観察像を結像し表示部にて表示可能であって、さらに前記表示部にて表示される観察像の画像描画に要する速度を高速化するフレームレート高速化機能を備える電子顕微鏡操作プログラムであって、コンピュータを観察像の画像に対する所定の操作が指示されたとき、自動的に前記フレームレート高速化機能を実行させる手段と、一定時間以上観察像の画像に対する操作がないとき、自動的に前記フレームレート高速化機能を停止する手段として機能させるための電子顕微鏡操作プログラムである。
【００２０】
さらにまた、本発明の請求項１１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１０に記載される前記電子顕微鏡操作プログラムを格納するものである。
【００２１】
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。
【００２２】
【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。
【００２３】
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。さらに、本発明を構成する各要素は、複数の要素を同一の部材で構成して一の部材で複数の要素を兼用する態様としてもよい。
【００２４】
本明細書において電子顕微鏡とこれに接続される操作、制御、表示、各種処理その他のためのコンピュータ、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−２３２ｘ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、１０００ＢＡＳＥ−Ｔ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、ＩＥＥＥ８０２．１１ｘなどの無線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。
【００２５】
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。また図２に、この電子顕微鏡を操作する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す。この電子顕微鏡操作プログラムは、図１のコンピュータ１にインストールされ、電子顕微鏡の像観察条件の設定や各種操作を行い、図２に示す観察像の表示を行う表示部を含むユーザインターフェース画面を、図１の表示部２８に表示する。
【００２６】
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。
【００２７】
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。
【００２８】
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。
【００２９】
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。
【００３０】
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、ビーム形状を制御する。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。
【００３１】
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。
【００３２】
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。
【００３３】
［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。
【００３４】
図３は、フレームレート高速化自動ＯＮ／ＯＦＦ機能を備える電子顕微鏡の構成の一例を示すブロック図である。この図に示す電子顕微鏡は、走査型電子顕微鏡であるＳＥＭ９１と、ＳＥＭ９１を操作する操作装置９２とが接続されている。操作装置９２はコンピュータなどを使用して実現できる。操作装置９２は、画像操作入力部９３と、制御部９４と、タイマ９５とを備える。画像操作入力部９３は、ＳＥＭ９１で撮像した観察像の画像に対し、操作者が所定の操作を行うための入力部であり、マウスやキーボード、タッチスクリーンなどで構成される。画像操作入力部９３から入力された画像操作の命令は、制御部９４を介してＳＥＭ９１に送られる。制御部９４は、画像操作入力部９３からの画像操作命令を検出すると、自動的にフレームレート高速化機能をＯＮに切り替えると共に、該当する操作を行うためにＳＥＭ９１に必要な命令を送信する。
【００３５】
［計時手段］
また、制御部９４にはタイマ９５が接続されている。タイマ９５は画像の操作に関する入力がない時間を計時する計時手段である。画像操作入力部９３からの画像操作命令が終了した時点から計時を開始し、所定の時間が経過するとタイムアップして入力がなかったことを制御部９４に通知する。計時の途中で画像操作入力部９３から画像操作命令が入力されると、計時を中止してタイマ９５をクリアし、画像操作の終了後に再び計時を開始する。制御部９４は、タイマ９５から所定時間操作がなかったことが通知されると、自動的にフレームレート高速化機能をＯＦＦに切り替え、必要な命令をＳＥＭ９１に送信する。これらの命令の送受信や信号のやりとりは、通信で行う場合に限られず、電気的な結線のみでもよい。
【００３６】
画像操作無入力の所定の時間は、例えば数秒から十数秒など、所望の時間に設定する。また、操作者はこの時間を自由に変更することができる。これによって、複数の画像操作を連続して行う場合に各画像操作同士の間隔に応じて無入力時間を設定できるので、画像操作の度毎にフレームレート高速化機能のＯＮ／ＯＦＦの切り替え動作が必要になって操作が重くなる事態を回避し、スムーズに操作できる。また、タイマ９５をＯＦＦにして、画像操作の終了後に計時を行うことなく直ちにフレームレートの高速化を終了することもできる。
【００３７】
なお、これらの部材は物理的なハードウェアでの構成に限られず、ソフトウェア的に実現することもできる。例えば、汎用もしくは専用のコンピュータ上で実行される画像処理操作プログラムにおいて、上記のタイマや制御部などの機能を実現することでも本発明の実施例を構成することができる。
【００３８】
［画像に対する操作］
本発明の実施例に係る電子顕微鏡の操作方法は、観察像の画像に変化を生じさせるような操作を行った場合に、これに連動してフレームレートの高速化を行う。画像に変化を生じさせる具体的な操作としては、フォーカスの調整、コントラスト調整、明るさ調整、拡大倍率調整、非点収差補正、観察視野の移動、スキャンローテーションなどがある。これらの操作は、図２の画面において、それぞれ該当するボタンを操作することで実行される。
【００３９】
［フォーカス調整］
フォーカスを調整するには図２においてフォーカスボタン６４を操作する。フォーカスボタンは６４は、第１フォーカスボタン６４Ａ、第２フォーカスボタン６４Ｂ、「オートフォーカス」ボタン６４Ｃで構成される。図２において左側の第１フォーカスボタン６４Ａを押下すると、図４に示すようにスライダ６８がサブウィンドウで表示される。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。このスライダ６８上に表示される矢印６８Ｂを入力手段により移動させると、フォーカスは連続的に変化する。例えばマウスでスライダ６８を右方向に移動させると焦点が絞られ、左に移動させると拡大される。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フォーカスがリアルタイムに変化する。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６８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６８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６８Ｃが表示されており、現在第１表示部４７において表示中のフォーカスが調整可能範囲のどの位置にあるかが表示される。マウスの右ボタンをクリックするとフォーカス調整が終了される。
【００４０】
また、第２フォーカスボタン６４Ｂを押下すると、第１表示部４７上でマウスにて指示した位置が中心となってフォーカス調整が実行される。さらに「オートフォーカス」ボタン６４Ｃ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。フォーカスボタンを操作すると、図１の電子顕微鏡において対物レンズ１９が操作され、その電流調整や移動によってフォーカス調整が実行される。
【００４１】
［コントラスト、明るさ調整］
同様にコントラスト調整、明るさ調整は、図２においてそれぞれ「コントラスト」ボタン６５、「明るさ」ボタン６６を操作してそれぞれ調整される。いずれも、上記と同様のスライダにて強弱を調整する。また「オートコントラスト」ボタン６５Ｂを押下すると、コントラストが最適値と思われる設定に自動調整される。コントラストまたは明るさの調整は、図１において信号検出および増幅によって実行される。さらに「オート調整」ボタン６５Ｃを押下すると、これらの設定すべてについて、演算による自動調整が試みられる。
【００４２】
［倍率調整］
拡大倍率の調整は、図２の倍率ボタンで行われる。図２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、上記と同様のスライダがサブウィンドウにて表示され、倍率は連続的に調整できる。
【００４３】
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、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。図２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。
【００４４】
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。拡大倍率の調整が操作されると、これに応じて図１の電子線偏向走査コイル１８が調整される。
【００４５】
［観察視野の移動］
また観察像の観察視野を所望の位置に移動させるには、移動ボタン６０を操作する。観察視野の移動には、試料台を物理的に移動させる方法やイメージシフトなどが利用できる。イメージシフトは、電子線の走査位置を移動させることにより観察像の観察視野を移動させるものである。また、試料台の移動と電子線の走査位置の移動を組み合わせることもできる。
【００４６】
図２の例では、観察位置の位置決めのため試料台を物理的に移動させる方法について説明する。図２では移動ボタン６０として、手のひら状のアイコンを付した第１移動ボタン６０Ａ、グリッド状のアイコンを付した第２移動ボタン６０Ｂ、矢印状のアイコンを付した第３移動ボタン６０Ｃ、および矩形状の領域のアイコンを付した第４移動ボタン６０Ｄの４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。
【００４７】
第２移動ボタン６０Ｂは画面の移動方向および移動速度を指定できる。第２移動ボタン６０Ｂ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５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。
【００４８】
第３移動ボタン６０Ｃは、指定した位置を中心に移動させることができる。第３移動ボタン６０Ｃ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。
【００４９】
第４移動ボタン６０Ｄは、拡大と移動を兼ねた操作を行う。第４移動ボタン６０Ｄを押下すると、図６に示すように第１表示部４７上でマウスにて所望の拡大領域を指定することができ、指定された領域が拡大表示される。
【００５０】
以上の観察位置の位置決めは、試料を載置した試料台３３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３３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。
【００５１】
上述のように、位置決めはこの方法に限られず、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。
【００５２】
さらに図２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。
【００５３】
さらにまた図２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。
【００５４】
［非点収差］
非点収差の調整には、非点収差ボタン８９を操作する。図２の例では非点収差ボタン８９として、「非点Ｘ」ボタン８９Ａおよび「非点Ｙ」ボタン８９Ｂが設けられ、これらのボタンを操作することにより非点収差補正を行う。また「ＲＥＳＥＴ」ボタン８９Ｃを押下すると、設定がクリアされて初期設定に戻る。非点収差を調整すると、図１において非点収差補正コイル１７が操作される。
【００５５】
また、スキャンローテーションの調整には、電子線偏向走査コイル１８が調整される。
【００５６】
本発明の実施例は、以上の画像に対する操作が行われる場面において、これに連動して自動的にフレームレートの高速化を行って画像の表示が高速に行われるようにする。画像に対する操作を行う場合、画面を更新して再描画が必要になることが頻繁に生じる。特に、リアルタイムにコントラストや明るさ調整を行う場合は速い応答速度の表示が望まれる。このような場合にフレームレートを高速化して表示させると描画速度が向上し、使い勝手がよい。本発明の実施例では、フレームレートの高速化が必要な場面で、フレームレート高速化スイッチを操作しなくても、自動的にフレームレートが高速になるようにしている。フレームレートの高速化操作をしなくても済むため、ＳＥＭ操作時の手間が省け操作性が向上する。
【００５７】
本発明の実施例では、フレームレートの高速化が必要な操作として、上記の観察像の画像に対する操作を設定している。これらうち、いずれかの操作が行われると、自動的にフレームレートの高速化処理が開始される。また操作が終了すると、自動的にフレームレートの高速化処理も終了される。フレームレート高速化処理の終了は、フレームレートの高速化が必要な操作が終了したあと、ある一定の遅れ時間後に行う。これによって、フレームレートの高速化が不要な操作、例えば表示の速度よりも品質が求められる観察像の撮像などの操作を行うとき、フレームレート高速化機能を解除する必要もない。
【００５８】
ただ、フレームレートの高速化が必要な操作として、画像に対する操作のうちいずれを設定するかを操作者が任意に設定することもできる。例えば、フォーカス調整についてのみフレームレートの高速化を行わないように設定する。また、すべての操作でフレームレートの高速化の連動処理を行わないように設定することもできる。
【００５９】
フレームレートの高速化の設定画面の一例を図９に示す。図９において、自動でフレームレートの高速化処理を行うか否かを設定する高速化処理設定手段９６の一態様が、「自動高速処理」として設けられている。自動高速処理の欄には、自動で高速処理が適用されるパラメータが列挙されている。ユーザは各パラメータのチェックボックスをチェックすることによって、高速化処理が実行される項目を指定する。自動高速化処理が適用可能な項目としては、倍率調整、明るさ・コントラスト調整、フォーカス・非点調整、光軸調整、回転調整等が挙げられる。
【００６０】
さらに、図９の例では試料台の移動時に実行される高速化処理を設定するステージ移動時高速化処理設定手段９７が設けられている。ステージ移動時高速化処理設定手段９７は、ステージを移動させる際に、後述する平均回数の変更によって高速化を行っている。ここでは「ステージ移動時に平均回数を変更する」のチェックボックスをチェックすることによって、ステージ移動時の高速化処理をＯＮとし、さらに平均回数をいくらに変更するかを入力欄に入力する。入力欄はリストボックスであり、選択肢から所望の回数を入力する。あるいは所望の数値を直接入力可能としてもよい。
【００６１】
フレームレートの高速化のＯＮ／ＯＦＦ切替や、高速化が行われている期間は、何らかの表示を行うことでユーザに高速化の切替や実行を通知することができる。例えば高速化の実行中は、画面上に「高速化ＯＮ」などのテキストを表示したり、図形、フラグ、点滅、ハイライト、変色、反転、ビープ音といった視覚的、聴覚的な変化によってユーザに知らせることができる。あるいは、これらの表示を行うことなく、フレームレート高速化をユーザに意識させないこともできる。
【００６２】
またフレームレート高速化スイッチを電子顕微鏡操作画面に設けてもよい。フレームレート高速化スイッチをユーザインターフェース画面に設ける場合、フレームレート高速化機能が自動的にＯＮになった間は、ユーザインターフェース画面上でもフレームレート高速化スイッチが自動的に押下されてＯＮ状態であることを表示することができ、これによってユーザはフレームレート高速化機能がＯＮに切り替わったことを視覚的に確認できる。また、ユーザは必要に応じて適宜直接フレームレート高速化スイッチを操作して、手動でフレームレート高速化機能をＯＮ／ＯＦＦすることもできる。
【００６３】
［電子線の走査範囲を限定］
フレームレートを高速化する手法としては、以下の方法がある。
試料表面を走査する電子線の走査範囲を限定する。走査範囲が小さくなると、操作に要する時間が短くなるためその分高速化される。例えば、走査範囲の縦横を１／２にすると、フレームレートは４倍に高速化される。反面、走査範囲が狭くなるため、一度に観察できる範囲が狭くなるという欠点がある。
【００６４】
［電子線の走査速度を高速化］
試料表面を走査する電子線の走査速度を速くする。例えば走査速度を２倍にすると、フレームレートも２倍に高速化される。その分、得られる観察像のＳ／Ｎ比が悪くなる。
【００６５】
［電子線の走査本数を減らす］
試料表面を走査する電子線の走査本数を間引くことにより、走査に要する時間を短縮して高速化する。例えば走査本数を１／２にすると、フレームレートは２倍に高速化される。この方法では、間引きによって解像度が悪くなり観察像が粗くなる。
【００６６】
［画像の平均回数を制限］
試料表面を走査して観察像を得る動作を繰り返し、複数画像の平均で観察像を結像しているが、その平均を減らす、言い換えると一画面を生成するための画像の枚数を減らすことで、高速化を図ることができる。例えば、１６回の操作を行ってその平均を得ている場合、１／２の８回にすればフレームレートは２倍に高速化される。平均回数が減る分、Ｓ／Ｎ比が悪くなる欠点がある。平均回数は、図２において「動画平均回数」設定欄９０から任意に設定することもできる。また図２においては、自動フレームレート高速化スイッチとして「ＳＡ自動ＯＮ／ＯＦＦ」が設けられている。
【００６７】
それぞれ、何らかの要素を犠牲にしてフレームレートを高速化している。ただ、ここでは観察像の観察が目的でなく、例えばフォーカス調整値の評価が目的であるので、大きな問題とはならない。正規の観察像を取得する場合は、このようなフレームレートの高速化を解除して通常の撮像を行うため、詳細な画像イメージを取得することができる。このように、目的に応じて画像の再描画速度または品質のいずれを優先するかを選択する。
【００６８】
［フレームレート高速化手法の設定］
また、フレームレートを高速化する手法は、上記のいずれか一を選択するのみならず、複数の手法を場面に応じて使い分けることもできる。一般的な電子顕微鏡では、フレームレートを高速化する手段として予め設定された一の手法のみを用いて、高速化を必要とするすべての場面において同一の手法で高速化が行われていた。フレームレート高速化の手法は上述したように様々な手法が知られているが、ユーザはこれらの内で所望の高速化手法を選択することができなかった。また、フレームレートを高速化したい場面に応じて適切なフレームレート高速化手法は異なるが存在するが、場面に応じて最適な高速化手法を選択することもできなかった。これに対し本発明の実施例に係る電子顕微鏡では、高速化が必要な場面に応じて、それぞれに適した高速化手法を用いるよう設定、選択することもできる。
【００６９】
例えば、フォーカスの調整時においては、緻密な走査線で走査したＳ／Ｎ比の高い画像が適しており、視野が狭くても問題はない。したがってこの場合にフレームレートを高速化する手法としては、電子線の走査範囲を限定して走査領域を狭くする手法が望ましい。例えば、１２８０×９６０ドットの画像に対し、６４０×４８０ドットとするなど、縦横をそれぞれ１／２とすれば、面積は１／４に減縮されるので、処理時間も短縮できる。
【００７０】
一方、倍率の調整時においては、広い視野の画像が適しており、画質自体はきれいな画像でなくても良い。したがってこの場合にフレームレートを高速化する手法としては、電子線の走査速度を高速化する手法、電子線の走査本数を間引くあるいは減らす手法、観察像の平均回数を少なくする手法などが望ましい。例えば走査速度を高速化する例では、４フレーム／ｓを１６フレーム／ｓで走査することで４倍に高速化が図れる。また走査本数を間引く例では、縦方向の走査線を４８０から３２０、２４０に落とすことができる。あるいは観察像の平均回数を少なくする方法では、通常８回のところ、４回、２回などに変更する。高速化の程度は、固定値とする他、ユーザが変更することもできる。上記の例においてはフレームレート高速化設定画面において、ユーザが各高速化項目につき、プルダウンメニューから所望の値を選択する。このように、本発明の実施例ではフレームレート高速化が必要な場面に応じて最適な高速化手法を選択し、あるいは設定することが可能となる。
【００７１】
高速化が必要な場面毎に適切なフレームレート高速化手法を選択する方法としては、上記の様々な高速化手法をそれぞれ実行する専用のフレームレート高速化スイッチやボタンを複数設けておき、目的や場面に応じてユーザーが所望のスイッチを操作して選択する。例えば、走査領域を所定の範囲に狭くするＳＡ（Ｓｅｌｅｃｔｅｄ Ａｒｅａ）スイッチ、走査速度高速化スイッチ、観察像の平均回数制限スイッチの３つを操作画面に設ける。
【００７２】
また、一のフレームレート高速化スイッチに割り当てられる高速化手法が、場面毎に変更されるように設定してもよい。この場合は、高速化手法の設定画面において、場面毎に実行される高速化手法をユーザが各々設定する。例えば、フォーカスの調整、倍率の調整などの場面においていずれの高速化手法を用いるかをユーザが選択して登録しておく。あるいは、電子顕微鏡側で高速化が必要な場面毎に最適なフレームレート高速化手法を予め設定しておくこともできる。設定は装置側の初期値で固定する他、ユーザが割り当てを任意に変更可能としてもよい。これによって、ユーザは各々高速化が必要な場面毎に適した高速化手法でフレームレートの高速化を得られ、さらに上述した自動的に高速化を適用することによって高速化の種別、ＯＮ／ＯＦＦを意識することなく使用することができる。また、ユーザが場面毎に手動で所望の最適化手法を個別に指定して適用することもでき、ユーザの意図に応じた最適な高速化のメリットを享受することができる。
【００７３】
［動作の流れ］
本発明の実施例に係る電子顕微鏡の操作方法は、以下のようにしてフレームレートの高速化を自動的にＯＮ／ＯＦＦする。以下、この動作の流れを図７のフローチャートに基づいて説明する。
【００７４】
ステップＳ’１で、観察像の画像に対する何らかの操作が入力されたかどうかを判別する。入力があった場合はステップＳ’２に進み、入力があるまでステップＳ’１を繰り返す。ステップＳ’２ではフレームレートの高速化を自動的にＯＮにして、ステップＳ’３に進む。
【００７５】
ステップＳ’３では、所望の画像に対する操作を行う。例えばフォーカス調整や明るさなど、操作者は手動で調整、もしくは自動調整を開始する。なお、ここでは操作者が手動で入力部により調整する場合を説明しているが、電子顕微鏡やコンピュータが自動で画像に対する操作を行う場合にも適用できる。例えば簡易観察像を連続取得する場合の画像自動調整の際にフレームレートの高速化を行う。
【００７６】
画像操作の終了後、ステップＳ’４に進み、計時手段であるタイマで計時をスタートさせる。そしてステップＳ’５に進み、計時の間に別の画像を操作する入力があればステップＳ’３に戻り該当する画像の操作を行う。画像操作の入力がなければステップＳ’６に進み、所定時間が経過したかどうか、ここではタイマがタイムアップしたかどうかを判別する。所定時間が経過していないときはステップＳ’５に戻り、画像の操作入力を待つ、タイマのタイムアップを待つというループを繰り返す。タイマがタイムアップしたとき、ステップＳ’７に進み、フレームレートの高速化を自動的にＯＦＦにして上記動作を終了する。これによって、画像に対する操作入力があれば自動的にフレームレートの高速化を機能させ、一定時間画像操作の入力がなければ自動的にフレームレートの高速化を停止することができる。操作者は一々フレームレート高速化スイッチを操作する必要がないので、特に意識することなく必要時に観察像の表示を高速にして操作しやすい環境が実現される。
【００７７】
なお、電子顕微鏡の操作部に別途フレームレート高速化スイッチを設け、操作者が必要に応じて手動でフレームレート高速化機能をＯＮ／ＯＦＦすることもできる。また、上記のフレームレート高速化自動切り替え機能自体をＯＮ／ＯＦＦするスイッチを設けてもよい。
【００７８】
［実施例２］
また、本発明の実施例２として、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他の例を図１０〜図１３に示す。これらの図に示す画面は、上記実施例とデザインは若干異なるものの、同じ機能を実現する。それぞれ図１０は図２に相当し、また図１１は図４、図１２は図５、図１３は図６の例にそれぞれ相当する。これらの図において、同一の符号は同一の機能を備えており、重複する説明は省略する。またこれらの図においては、自動フレームレート高速化スイッチとして「自動高速描画」欄９８が設けられている。
【００７９】
さらにこれらの図１０〜図１３においては、一部のボタンが若干変更されている。例えば第３倍率ボタン５５は「超低倍率」ボタンと表示されている。また、移動ボタン６０として、中心位置に移動させる中心移動ボタン、任意の位置に自由に移動可能な自由ボタン、マウス等で指定した矩形領域を一画面に拡大表示させる一画面ボタン、あるいは指定した矩形領域を拡大して表示する拡大表示ボタンの４つを備えている。これらの移動ボタン６０を利用して、所望の視野に移動し、拡大、縮小して観察位置を位置決めすることができる。
【００８０】
【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は、観察像の画像の表示速度を速くしたい場面で、自動的にフレームレートを高速化させることにより操作性のよい環境を実現する。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、画像に対する操作を検知して自動的にフレームレート高速化機能を実行すると共に、画像に対する操作の終了後には自動的にフレームレート高速化機能を終了するよう構成されているからである。これによって、操作者はフレームレート高速化スイッチを一々操作する必要から解放され、必要な場合には自動的にフレームレートの高速化によって表示速度を速くした表示を得ることができる。また、画像に対する操作がないと所定時間経過後にフレームレート高速化機能が自動的に解除されるため、操作者は高速化が不要な操作を行う際にフレームレート高速化スイッチを操作してＯＦＦにする必要もない。このように、必要時に自動的にフレームレートの高速化設定が行われるので、極めて操作性のよい電子顕微鏡とすることができる。
【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一例を示すイメージ図である。
【図３】本発明の他の実施例に係る電子顕微鏡の構成を示すブロック図である。
【図４】図２の電子顕微鏡操作プログラムにおいて、フォーカスを調整するユーザインターフェース画面の一例を示すイメージ図である。
【図５】図２の電子顕微鏡操作プログラムにおいて、第２移動ボタンを押下したユーザインターフェース画面の一例を示すイメージ図である。
【図６】図２の電子顕微鏡操作プログラムにおいて、第４移動ボタンを押下したユーザインターフェース画面の一例を示すイメージ図である。
【図７】本発明の一実施例に係る電子顕微鏡の操作方法を示すフローチャートである。
【図８】従来のフレームレートの高速化を利用する動作を示すフローチャートである。
【図９】フレームレートの高速化の設定画面の一例を示すイメージ図である。
【図１０】本発明の他の実施例に係る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一例を示すイメージ図である。
【図１１】図１０の電子顕微鏡操作プログラムにおいて、フォーカスを調整するユーザインターフェース画面の一例を示すイメージ図である。
【図１２】図１０の電子顕微鏡操作プログラムにおいて、第２移動ボタンを押下したユーザインターフェース画面の一例を示すイメージ図である。
【図１３】図１０の電子顕微鏡操作プログラムにおいて、第４移動ボタンを押下したユーザインターフェース画面の一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
４７・・・第１表示部
４８・・・第２表示部
５３・・・第１倍率ボタン
５４・・・第２倍率ボタン
５５・・・第３倍率ボタン
６０・・・移動ボタン
６０Ａ・・・第１移動ボタン
６０Ｂ・・・第２移動ボタン
６０Ｃ・・・第３移動ボタン
６０Ｄ・・・第４移動ボタン
６０Ｅ・・・拡大領域
６３・・・標的状グリッド
６４・・・フォーカスボタン
６４Ａ・・・第１フォーカスボタン
６４Ｃ・・・「オートフォーカス」ボタン
６４・・・第１フォーカスボタン
６５・・・「コントラスト」ボタン
６５Ｂ・・・「オートコントラスト」ボタン
６５Ｃ・・・「オート調整」ボタン
６６・・・「明るさ」ボタン
６８・・・スライダ
６８Ｂ・・・矢印
６８Ｃ・・・範囲表示部
８９・・・非点収差ボタン
８９Ａ・・・「非点Ｘ」ボタン
８９Ｂ・・・「非点Ｙ」ボタン
８９Ｃ・・・「ＲＥＳＥＴ」ボタン
９０・・・「動画平均回数」設定欄
９１・・・ＳＥＭ
９２・・・操作装置
９３・・・画像操作入力部
９４・・・制御部
９５・・・タイマ
９６・・・高速化処理設定手段
９７・・・ステージ移動時高速化処理設定手段
９８・・・「自動高速描画」欄
Claims (11)
- 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線を試料に照射し、前記試料から放出される二次電子または反射電子を１以上の検出器で検出しながら試料表面の所望の領域を走査することで、観察像を結像し表示部にて表示可能であって、さらに前記表示部にて表示される観察像の画像描画に要する速度を高速化するフレームレート高速化機能を備える電子顕微鏡であって、
観察像の画像に対する所定の操作が指示されたとき、自動的に前記フレームレート高速化機能を実行させ、一定時間以上観察像の画像に対する操作がないとき、自動的に前記フレームレート高速化機能を停止することを特徴とする電子顕微鏡。 - 前記観察像の画像に対する所定の操作が指示されたことを検出する操作検出手段と、
前記観察像の画像に対する操作が一定時間以上ないことを検出する無操作検出手段と、
を備えることを特徴とする請求項１記載の電子顕微鏡。 - 前記観察像の画像に対する所定の操作が、観察像のフォーカス調整、コントラスト調整、明るさ調整、拡大倍率調整、非点収差補正、観察視野の移動、スキャンローテーションの内の少なくともいずれか一であることを特徴とする請求項１または２記載の電子顕微鏡。
- フレームレート高速化が、電子線の走査領域を狭くする、電子線の走査速度を速くする、電子線の走査本数を間引く、観察像の平均回数を減らす、のいずれかであることを特徴とする請求項１から３のいずれか記載の電子顕微鏡。
- 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線を試料に照射し、前記試料から放出される二次電子または反射電子を１以上の検出器で検出しながら試料表面の所望の領域を走査することで、観察像を結像し表示部にて表示可能であって、さらに前記表示部にて表示される観察像の画像描画に要する速度を高速化するフレームレート高速化機能を備える電子顕微鏡であって、
観察像の画像に対する操作を指示する操作手段と、
前記フレームレート高速化機能をＯＮ／ＯＦＦするフレームレート高速化スイッチと、
前記操作手段により観察像の画像に対する所定の操作が指示されたとき、前記フレームレート高速化スイッチをＯＮにする操作検出手段と、
観察像の画像に対する操作が終了した時点から計時を開始し、次の操作が入力されたとき計時をクリアする一方、一定時間経過すると無操作を検出する計時手段と、
前記計時手段が無操作を検出すると、前記フレームレート高速化スイッチをＯＦＦにする手段と、
を備えることを特徴とする電子顕微鏡。 - 前記観察像の画像に対する所定の操作毎に、適用されるフレームレート高速化の手法を選択可能と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。
- 前記フレームレート高速化機能をＯＮ／ＯＦＦするフレームレート高速化スイッチに対し、前記観察像の画像に対する所定の操作毎に、適用されるフレームレート高速化の手法をそれぞれ割り当て可能であることを特徴とする請求項６記載の電子顕微鏡。
- 複数の利用可能なフレームレート高速化手法毎に、それぞれフレームレート高速化スイッチを設けたことを特徴とする請求項６記載の電子顕微鏡。
- 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線を試料に照射し、前記試料から放出される二次電子または反射電子を１以上の検出器で検出しながら試料表面の所望の領域を走査することで、観察像を結像し表示部にて表示可能であって、さらに前記表示部にて表示される観察像の画像描画に要する速度を高速化するフレームレート高速化機能を備える電子顕微鏡の操作方法であって、
観察像の画像に対する所定の操作が指示されたことを検出するステップと、
前記画像操作が検出されたとき、自動的に前記フレームレート高速化機能を実行させるステップと、
一定時間以上観察像の画像に対する操作がないことを検出するステップと、
前記画像操作のないことが検出されたとき、自動的に前記フレームレート高速化機能を停止するステップと、
を備えることを特徴とする電子顕微鏡の操作方法。 - 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線を試料に照射し、前記試料から放出される二次電子または反射電子を１以上の検出器で検出しながら試料表面の所望の領域を走査することで、観察像を結像し表示部にて表示可能であって、さらに前記表示部にて表示される観察像の画像描画に要する速度を高速化するフレームレート高速化機能を備える電子顕微鏡操作プログラムであって、コンピュータを
観察像の画像に対する所定の操作が指示されたとき、自動的に前記フレームレート高速化機能を実行させる手段と、
一定時間以上観察像の画像に対する操作がないとき、自動的に前記フレームレート高速化機能を停止する手段と、
して機能させるための電子顕微鏡操作プログラム。 - 請求項１０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。
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Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007018930A (ja) * | 2005-07-08 | 2007-01-25 | Hitachi High-Technologies Corp | 半導体検査装置 |
| JP2015127771A (ja) * | 2013-12-27 | 2015-07-09 | 株式会社キーエンス | 拡大観察装置、拡大画像観察方法、拡大画像観察プログラム及びコンピュータで読み取り可能な記録媒体 |
| JP2018113171A (ja) * | 2017-01-12 | 2018-07-19 | 日本電子株式会社 | 荷電粒子ビーム装置のフォーカス調整方法、および荷電粒子ビーム装置 |
| CN111246084A (zh) * | 2020-01-09 | 2020-06-05 | 西安万像电子科技有限公司 | 控制帧率方法和装置 |
Citations (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS57168459A (en) * | 1981-04-10 | 1982-10-16 | Hitachi Ltd | Scanning electron microscope and similar device |
| JPH02291649A (ja) * | 1989-02-21 | 1990-12-03 | Nikon Corp | 荷電粒子線装置 |
| JPH05343019A (ja) * | 1992-06-03 | 1993-12-24 | Hitachi Ltd | 荷電粒子線装置およびその観察方法 |
| JPH0652817A (ja) * | 1992-03-31 | 1994-02-25 | Topcon Corp | 走査型電子顕微鏡の自動ブライトネスコントラスト調整装置 |
| JPH09306407A (ja) * | 1996-05-20 | 1997-11-28 | Hitachi Ltd | 走査電子顕微鏡 |
| JPH1154079A (ja) * | 1997-08-04 | 1999-02-26 | Ikegami Tsushinki Co Ltd | 電子顕微鏡操作連動型テレビカメラ |
| JP2000323082A (ja) * | 1999-05-11 | 2000-11-24 | Hitachi Ltd | 透過電子顕微鏡 |
| JP2000331637A (ja) * | 1999-05-19 | 2000-11-30 | Hitachi Ltd | 電子顕微方法及びそれを用いた電子顕微鏡並び生体試料検査方法及び生体検査装置 |
-
2002
- 2002-11-07 JP JP2002324463A patent/JP2004006219A/ja active Pending
Patent Citations (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS57168459A (en) * | 1981-04-10 | 1982-10-16 | Hitachi Ltd | Scanning electron microscope and similar device |
| JPH02291649A (ja) * | 1989-02-21 | 1990-12-03 | Nikon Corp | 荷電粒子線装置 |
| JPH0652817A (ja) * | 1992-03-31 | 1994-02-25 | Topcon Corp | 走査型電子顕微鏡の自動ブライトネスコントラスト調整装置 |
| JPH05343019A (ja) * | 1992-06-03 | 1993-12-24 | Hitachi Ltd | 荷電粒子線装置およびその観察方法 |
| JPH09306407A (ja) * | 1996-05-20 | 1997-11-28 | Hitachi Ltd | 走査電子顕微鏡 |
| JPH1154079A (ja) * | 1997-08-04 | 1999-02-26 | Ikegami Tsushinki Co Ltd | 電子顕微鏡操作連動型テレビカメラ |
| JP2000323082A (ja) * | 1999-05-11 | 2000-11-24 | Hitachi Ltd | 透過電子顕微鏡 |
| JP2000331637A (ja) * | 1999-05-19 | 2000-11-30 | Hitachi Ltd | 電子顕微方法及びそれを用いた電子顕微鏡並び生体試料検査方法及び生体検査装置 |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007018930A (ja) * | 2005-07-08 | 2007-01-25 | Hitachi High-Technologies Corp | 半導体検査装置 |
| JP4537277B2 (ja) * | 2005-07-08 | 2010-09-01 | 株式会社日立ハイテクノロジーズ | 半導体検査装置 |
| US7916926B2 (en) | 2005-07-08 | 2011-03-29 | Hitachi High-Technologies Corporation | Semiconductor inspection apparatus |
| JP2015127771A (ja) * | 2013-12-27 | 2015-07-09 | 株式会社キーエンス | 拡大観察装置、拡大画像観察方法、拡大画像観察プログラム及びコンピュータで読み取り可能な記録媒体 |
| JP2018113171A (ja) * | 2017-01-12 | 2018-07-19 | 日本電子株式会社 | 荷電粒子ビーム装置のフォーカス調整方法、および荷電粒子ビーム装置 |
| CN111246084A (zh) * | 2020-01-09 | 2020-06-05 | 西安万像电子科技有限公司 | 控制帧率方法和装置 |
| CN111246084B (zh) * | 2020-01-09 | 2023-08-01 | 西安万像电子科技有限公司 | 控制帧率方法和装置 |
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