JP2016177926A

JP2016177926A - 電子顕微鏡及び制御方法

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Publication number: JP2016177926A
Application number: JP2015055736A
Authority: JP
Inventors: 悠太池田; Yuta Ikeda
Original assignee: Jeol Ltd
Current assignee: Jeol Ltd
Priority date: 2015-03-19
Filing date: 2015-03-19
Publication date: 2016-10-06
Anticipated expiration: 2035-03-19
Also published as: JP6473019B2

Abstract

【課題】どの被排気室がどの真空ポンプにより排気されているかを把握させ易くすることが可能な電子顕微鏡等を提供すること。
【解決手段】電子顕微鏡は、複数の真空ポンプの動作状態を示す信号と、複数の真空バルブの開閉状態を示す信号を取得する信号取得部と、信号取得部で取得された信号に基づいて、各真空ポンプによって排気されている排気経路及び被排気室を真空ポンプごとに識別可能な態様で表す排気系統図ＥＦを表示部に表示させる制御を行う表示制御部とを含む。
【選択図】図２

Description

本発明は、電子顕微鏡及び制御方法に関する。

従来、真空排気装置の状態（バルブの開閉状態、真空ポンプの稼働状態）を排気系統図上で表示する手段を設けた電子顕微鏡が知られている（例えば、特許文献１）。

特開２００３−００７２４５号公報

従来の電子顕微鏡では、どのチャンバ（被排気室）がどの真空ポンプにより排気されているかを瞬時に把握することは困難であった。

本発明は、以上のような問題点に鑑みてなされたものであり、本発明のいくつかの態様によれば、どの被排気室がどの真空ポンプにより排気されているかを把握させ易くすることが可能な電子顕微鏡等を提供することができる。

（１）本発明に係る電子顕微鏡は、真空ポンプと、前記真空ポンプにより真空排気される被排気室と、前記真空ポンプと前記被排気室とを接続する排気経路と、前記排気経路に設けられた真空バルブとを備えた電子顕微鏡であって、複数の前記真空ポンプの動作状態を示す信号と、複数の前記真空バルブの開閉状態を示す信号を取得する信号取得部と、前記信号取得部で取得された信号に基づいて、各真空ポンプによって排気されている前記排気経路及び前記被排気室を前記真空ポンプごとに識別可能な態様で表す排気系統図を表示部に表示させる制御を行う表示制御部とを含む。

本発明によれば、どの被排気室がどの真空ポンプによって、また、どの排気経路によって排気されているかを瞬時に把握させ易くすることができる。

（２）本発明に係る電子顕微鏡では、複数の前記真空ポンプの動作状態及び複数の前記真空バルブの開閉状態の組み合わせに対応する前記排気系統図を前記組み合わせ毎に記憶する記憶部を更に含み、前記表示制御部は、前記記憶部に記憶された複数の前記排気系統図のうち、前記信号取得部で取得された信号に基づき特定される前記組み合わせに対応する前記排気系統図を前記表示部に表示させる制御を行ってもよい。

本発明によれば、排気系統図を表示するための処理負担を軽減することができる。

（３）本発明に係る電子顕微鏡では、前記表示制御部は、前記信号取得部で取得された信号に基づいて、排気系統図を電気回路図に変換したモデルにおいて、前記排気経路及び前記被排気室のそれぞれに対応する箇所の電圧を算出し、算出した電圧に基づいて、前記排気系統図において、各真空ポンプによって排気されている前記排気経路及び前記被排気室を真空ポンプごとに識別可能な態様で表示する制御を行ってもよい。

本発明によれば、複数の排気系統図を予め記憶部に格納しておく必要がないため、記憶
部の記憶容量を抑えることができる。

（４）本発明に係る制御方法は、真空ポンプと、前記真空ポンプにより真空排気される被排気室と、前記真空ポンプと前記被排気室とを接続する排気経路と、前記排気経路に設けられた真空バルブとを備えた電子顕微鏡の排気系統図を表示部に表示させる制御を行う制御方法であって、複数の前記真空ポンプの動作状態を示す信号と、複数の前記真空バルブの開閉状態を示す信号を取得する信号取得工程と、前記信号取得工程で取得された信号に基づいて、各真空ポンプによって排気されている前記排気経路及び前記被排気室を前記真空ポンプごとに識別可能な態様で表す排気系統図を表示部に表示させる制御を行う表示制御工程とを含む。

本実施形態に係る電子顕微鏡の構成の一例を示す図である。本実施形態の電子顕微鏡の表示部に表示される排気系統図の一例を示す図である。複数の真空バルブの開閉状態と複数の真空ポンプの動作状態の組み合わせの例を示す図である。排気系統図を電気回路図に変換したモデルの一例を示す図である。試料ホルダを予備排気室にセットして予備排気室の排気を行った後、試料ホルダを試料室に挿入するまでのシーケンスの流れを示すフローチャートである。図５に示すシーケンスにおける排気状態を示す排気系統図の表示例を示す図である。図５に示すシーケンスにおける排気状態を示す排気系統図の表示例を示す図である。図５に示すシーケンスにおける排気状態を示す排気系統図の表示例を示す図である。

以下、本発明の好適な実施形態について図面を用いて詳細に説明する。なお、以下に説明する実施形態は、特許請求の範囲に記載された本発明の内容を不当に限定するものではない。また以下で説明される構成の全てが本発明の必須構成要件であるとは限らない。

１．構成
図１は、本実施形態に係る電子顕微鏡の構成の一例を示す図である。ここでは、電子顕微鏡が、透過型電子顕微鏡（ＴＥＭ）の構成を有する場合について説明する。なお本実施形態の電子顕微鏡は図１の構成要素（各部）の一部を省略した構成としてもよい。

図１に示すように、電子顕微鏡１は、電子顕微鏡本体１０と、処理部１００と、操作部１１０と、表示部１２０と、記憶部１３０とを含む。

電子顕微鏡本体１０は、真空ポンプにより真空排気される被排気室である電子銃室１１、試料室１２、観察室１３及び予備排気室１４（試料交換室）と、本引き用の真空ポンプであるターボ分子ポンプ２０及び油拡散ポンプ２１と、粗引き用の真空ポンプであるロータリーポンプ２２、２３と、真空ポンプと被排気室とを接続する排気経路（図中実線で示す）と、真空バルブ３１〜４５を含む。

真空バルブ３１〜４２は排気経路（真空排気管）に設けられ、真空バルブ４３〜４５は
隣り合う被排気室間に設けられている。真空バルブ３２、３４、３９、４２は、大気（或いは、窒素ガス）が流入する大気開放用のバルブ（大気弁）である。真空バルブ３１〜４４は、電磁弁で構成され、真空バルブ制御装置５０によって制御される。なお、試料室１２と予備排気室１４の間に設けられた真空バルブ４５は、試料ホルダを試料室１２に挿入する操作が行われた場合に開状態となるバルブである。真空バルブ制御装置５０は、処理部１００からの制御信号に基づいて真空バルブ３１〜４４の開閉を制御し、また、真空バルブ３１〜４５の開閉状態を示す信号を処理部１００に出力する。

ターボ分子ポンプ２０は電子銃室１１と試料室１２を排気し、油拡散ポンプ２１は観察室１３と予備排気室１４を排気し、ロータリーポンプ２２は予備排気室１４を粗引き排気する。また、ロータリーポンプ２２は油拡散ポンプ２１の補助ポンプとして機能し、ロータリーポンプ２３はターボ分子ポンプ２０の補助ポンプとして機能する。各真空ポンプ（ターボ分子ポンプ２０、油拡散ポンプ２１及びロータリーポンプ２２、２３）は、真空ポンプ制御装置６０によって制御される。真空ポンプ制御装置６０は、処理部１００からの制御信号に基づいて各真空ポンプの駆動を制御し、また、各真空ポンプの動作状態を示す信号を処理部１００に出力する。

操作部１１０は、ユーザが操作情報を入力するためのものであり、入力された操作情報を処理部１００に出力する。操作部１１０の機能は、キーボード、マウス、ボタン、タッチパネルなどのハードウェアにより実現することができる。

表示部１２０は、処理部１００によって生成された画像を表示するものであり、その機能は、ＬＣＤ、ＣＲＴ、タッチパネルなどにより実現できる。

記憶部１３０は、処理部１００の各部としてコンピュータを機能させるためのプログラムや各種データを記憶するとともに、処理部１００のワーク領域として機能し、その機能はハードディスク、ＲＡＭなどにより実現できる。

処理部１００は、電子顕微鏡本体の光学系や試料ステージを制御する処理、真空バルブ制御装置５０と真空ポンプ制御装置６０を制御する処理、透過電子顕微鏡像を取得する処理、表示制御処理等を行う。処理部１００の機能は、各種プロセッサ（ＣＰＵ、ＤＳＰ等）などのハードウェアや、プログラムにより実現できる。処理部１００は、信号取得部１０２、表示制御部１０４を含む。

信号取得部１０２は、真空バルブ３１〜４５の開閉状態を示す信号を真空バルブ制御装置５０から取得するとともに、各真空ポンプの動作状態を示す信号を真空ポンプ制御装置６０から取得する。

表示制御部１０４は、電子顕微鏡本体１０の真空排気系の排気系統図を表示部１２０に表示させる制御を行う。特に本実施形態の表示制御部１０４は、信号取得部１０２で取得された信号に基づいて、各真空ポンプによって排気されている排気経路及び被排気室（電子銃室１１、試料室１２、観察室１３、予備排気室１４）を真空ポンプごとに識別可能な態様で表す（例えば、真空ポンプごとに色分けして表示する）排気系統図を表示部１２０に表示させる制御を行う。すなわち、表示制御部１０４は、ターボ分子ポンプ２０によって排気されている排気経路及び被排気室と、油拡散ポンプ２１によって排気されている排気経路及び被排気室と、ロータリーポンプ２２、２３によって排気されている排気経路及び被排気室とを、真空ポンプごとに識別可能な態様で表す排気系統図を表示部１２０に表示させる。また、表示制御部１０４は、前記排気系統図において、大気開放されている排気経路及び被排気室を、大気開放されていない排気経路及び被排気室とは異なる態様で表示する。

また、複数の真空ポンプの動作状態及び複数の真空バルブ３１〜４５の開閉状態の組み合わせに対応する前記排気系統図を前記組み合わせ毎に記憶部１３０に記憶しておき、表示制御部１０４は、記憶部１３０に記憶された複数の前記排気系統図のうち、信号取得部１０２で取得された信号に基づき特定される前記組み合わせに対応する前記排気系統図を表示部１２０に表示させる制御を行ってもよい（第１の手法）。

また、表示制御部１０４は、信号取得部１０２で取得された信号に基づいて、排気系統図を電気回路図に変換したモデルにおいて前記排気経路及び前記被排気室のそれぞれに対応する箇所の電圧を算出し、算出した電圧に基づいて、前記排気系統図において、各真空ポンプによって排気されている前記排気経路及び前記被排気室を真空ポンプごとに識別可能な態様で表示する制御を行ってもよい（第２の手法）。

２．本実施形態の手法
次に本実施形態の手法について図面を用いて説明する。

図２は、本実施形態の電子顕微鏡１の表示部１２０に表示される排気系統図の一例を示す図である。

図２に示す排気系統図ＥＦにおいて、「Ｖ１」〜「Ｖ１５」は真空バルブ３１〜４５を示しており、閉状態の真空バルブは２つの三角形を組み合わせた図形で示され、開状態の真空バルブは円形で示されている。例えば、図２（Ａ）に示す排気系統図ＥＦでは、Ｖ１、Ｖ３、Ｖ５、Ｖ６、Ｖ８、Ｖ１０、Ｖ１１（真空バルブ３１、３３、３５、３６、３８、４０、４１）が開状態であり、それ以外の真空バルブが閉状態であることを示している。また、図２に示す排気系統図ＥＦにおいて、「ＴＭＰ」はターボ分子ポンプ２０を示し、「ＤＰ」は油拡散ポンプ２１を示し、「ＲＰ１」、「ＲＰ２」はロータリーポンプ２２、２３を示している。ここでは、全ての真空ポンプが動作していることを示している。

排気系統図ＥＦは、各真空ポンプによって排気されている排気経路及び被排気室を真空ポンプごとに識別可能な態様（真空ポンプごとに異なる態様）で表示する。すなわち、排気系統図ＥＦでは、ターボ分子ポンプ２０によって排気されている排気経路及び被排気室は第１の態様（図２に示す例では、左下斜線パターン）で表示され、油拡散ポンプ２１によって排気されている排気経路及び被排気室は第２の態様（図２に示す例では、縦線パターン）で表示され、ロータリーポンプ２２、２３によって排気されている排気経路及び被排気室は第３の態様（図２に示す例では、ドットパターン）で表示されている。また、排気系統図ＥＦでは、大気開放されている排気経路及び被排気室は第４の態様（図２に示す例では、交差斜線パターン）で表示されている。なお、各真空ポンプによって排気されている排気経路及び被排気室を、真空ポンプごとに異なる塗りつぶしパターンで表示することに代えて、真空ポンプごとに色分けして表示する場合には、例えば、第１の態様として青色で表示し、第２の態様として緑色で表示し、第３の態様として黄色で表示し、第４の態様として赤色で表示する。

図２（Ａ）に示す排気系統図ＥＦは、電子銃室１１及び試料室１２をターボ分子ポンプ２０により排気し、観察室１３を油拡散ポンプ２１により排気し、予備排気室１４をロータリーポンプ２２により排気しているときの排気状態を表している。すなわち、図２（Ａ）に示す排気系統図ＥＦでは、ターボ分子ポンプ２０（ＴＭＰ）から電子銃室１１及び試料室１２までの排気経路と電子銃室１１及び試料室１２が第１の態様で表示され、油拡散ポンプ２１（ＤＰ）から観察室１３までの排気経路（及び、油拡散ポンプ２１からＶ７までの排気経路）と観察室１３が第２の態様で表示され、ロータリーポンプ２２（ＲＰ１）から予備排気室１４までの排気経路（及び、ロータリーポンプ２２から油拡散ポンプ２１
までの排気経路、ロータリーポンプ２３からターボ分子ポンプ２０までの排気経路）と予備排気室１４が第３の態様で表示されている。

図２（Ｂ）に示す排気系統図ＥＦは、電子銃室１１が大気開放され、試料室１２及び予備排気室１４が封じ切られ、観察室１３を油拡散ポンプ２１により排気しているときの排気状態を表している。すなわち、図２（Ｂ）に示す排気系統図ＥＦでは、Ｖ２（大気弁）から電子銃室１１までの排気経路（及び、Ｖ２からＶ１、Ｖ３までの経路）と電子銃室１１が第４の態様で表示され、油拡散ポンプ２１から観察室１３までの排気経路（及び、油拡散ポンプ２１からＶ７までの排気経路）と観察室１３が第２の態様で表示されている。また、封じ切られている試料室１２、予備排気室１４及び排気経路は、デフォルトの態様で表示（ここでは、塗りつぶしパターンなしで表示）されている。

このように、各真空ポンプによって排気されている排気経路及び被排気室を真空ポンプごとに識別可能な態様で表す排気系統図ＥＦを表示部１２０に表示することで、どの被排気室がどの真空ポンプによって、また、どの排気経路によって排気されているかを瞬時に把握させ易くすることができる。

２−１．第１の手法
次に、排気系統図ＥＦを表示（生成）するための第１の手法について説明する。第１の手法では、複数の真空ポンプの動作状態及び複数の真空バルブの開閉状態の組み合わせに対応する複数の排気系統図を予め作成して記憶部１３０に格納しておき、記憶部１３０に記憶された複数の排気系統図のうち、信号取得部１０２で取得された信号に基づき特定される前記組み合わせに対応する排気系統図を選択して表示部１２０に表示させる。

図３（Ａ）、図３（Ｂ）は、複数の真空バルブ（Ｖ１〜Ｖ１５）の開閉状態と複数の真空ポンプ（ＴＭＰ、ＤＰ、ＲＰ１、ＲＰ２）の動作状態の組み合わせの例を示す図である。

図２（Ａ）に示す排気系統図ＥＦは、図３（Ａ）に示すような各状態の組み合わせに対応する排気系統図として記憶され、図２（Ｂ）に示す排気系統図ＥＦは、図３（Ｂ）に示すような各状態の組み合わせに対応する排気系統図として記憶される。すなわち、信号取得部１０２で取得された信号において、複数の真空バルブの開閉状態と複数の真空ポンプの動作状態が図３（Ａ）に示す状態であった場合には、図２（Ａ）に示すような排気系統図ＥＦを選択して表示部１２０に表示させ、また、複数の真空バルブの開閉状態と複数の真空ポンプの動作状態が図３（Ｂ）に示す状態であった場合には、図２（Ｂ）に示すような排気系統図ＥＦを選択して表示部１２０に表示させる。また、信号取得部１０２で取得された信号において真空ポンプの動作状態や真空バルブの開閉状態が変化した場合には、表示中の排気系統図ＥＦを、変化後の状態に対応する排気系統図ＥＦに差し替えて表示する。第１の手法は、複数の真空ポンプの動作状態及び複数の真空バルブの開閉状態の組み合わせと排気系統図で表される排気状態とが１対１で対応しているため実現できる手法である。

第１の手法によれば、予め用意した複数の排気系統図から信号取得部１０２で取得された信号に対応する排気系統図を選択するだけでよいため、排気系統図を表示するための処理負担を軽減することができる。

２−２．第２の手法
次に、排気系統図ＥＦを表示（生成）するための第２の手法について説明する。第２の手法では、どの被排気室がどの真空ポンプで排気されているかを求めるために、電子顕微鏡１の排気系統図を電気回路図に変換したモデルを利用する。

図４は、電子顕微鏡１の排気系統図を電気回路図に変換したモデル（電気回路モデル）の一例を示す図である。電気回路モデルＥＭでは、「電圧」が排気系統図における「圧力」（真空度）に対応し、大気圧に近いほど（圧力が高いほど）電圧が高くなり、高真空に近いほど（圧力が低いほど）電圧が低くなるように回路を設定している。

電気回路モデルＥＭでは、各真空ポンプは電圧源に置き換えられ、例えば、高真空ポンプであるターボ分子ポンプ（ＴＭＰ）は１Ｖの電圧源に、中真空ポンプである油拡散ポンプ（ＤＰ）は１０Ｖの電圧源に、低真空ポンプであるロータリーポンプ（ＲＰ１、ＰＲ２）は１００Ｖの電圧源に、また、大気（Ａｉｒ）は１０００Ｖの電圧源に置き換えられる。なお、電圧源は有限の内部抵抗を持つものとする。また、真空ポンプが動作していない場合には、当該真空ポンプに対応する電圧源の電圧を０Ｖとする。

また、電気回路モデルＥＭでは、各真空バルブ（Ｖ１〜Ｖ１２）はスイッチに置き換えられ、真空バルブの開閉状態に応じて対応するスイッチが開閉する（真空バルブが開状態のとき対応するスイッチが閉状態となり、真空バルブが閉状態のとき対応するスイッチが開状態となる）ように設定している。

また、電気回路モデルＥＭでは、各真空バルブの開閉状態がいかなる状態であっても、電気的に浮いた状態とならないように設定しており、例えば、電気的に浮いてしまう箇所は抵抗等を用いてグランドに接地する。また、真空ポンプが直列に接続されている場合には、高真空側ポンプ（ＴＭＰ、ＤＰ）に対応する電圧源のマイナス側を接地する。低真空側ポンプ（ＲＰ１、ＲＰ２）に対応する電圧源は、抵抗等を介して高真空側ポンプに対応する電圧源のマイナス側に接続される。この抵抗端電圧が高真空側ポンプの背圧を示す電圧となる。なお、ターボ分子ポンプ（ＴＭＰ）が動作していないとき、図中Ｓ１は閉状態、図中Ｓ２は開状態となり、ターボ分子ポンプ（ＴＭＰ）が動作しているとき、図中Ｓ１は開状態、Ｓ２は閉状態となる。

第２の手法では、信号取得部１０２で取得された信号に基づき特定される各真空ポンプの動作状態及び各真空バルブの開閉状態を、電気回路モデルＥＭの各電圧源の電圧と各スイッチの開閉状態に反映させて、電気回路モデルＥＭにおいて各被排気室に対応する箇所（電子銃室１１に対応する箇所Ｐ_Ｇ、試料室１２に対応する箇所Ｐ_Ｃ、観察室１３に対応する箇所Ｐ_Ｄ、予備排気室１４に対応する箇所Ｐ_Ｓ）の電圧と、各排気経路に対応する適当な箇所の電圧を算出する。そして、各箇所について算出した電圧が、高真空（ＴＭＰによる排気）に対応する電圧範囲（例えば、０より大で１以下）であるか、中真空（ＤＰによる排気）に対応する電圧範囲（例えば、１より大で１０以下）であるか、低真空（ＲＰ１、ＲＰ２による排気）に対応する電圧範囲（例えば、１０より大で１００以下）であるか、或いは大気圧に対応する電圧範囲（例えば、１００より大）であるかを判定し、判定結果に基づいて、排気系統図ＥＦにおいて、各真空ポンプによって排気されている排気経路及び被排気室を真空ポンプごとに識別可能な態様で表示する制御を行う。

すなわち、算出された電圧が、高真空に対応する電圧範囲となった箇所に対応する排気経路や被排気室については、ターボ分子ポンプ（ＴＭＰ）で排気されているとして第１の態様で表示し、中真空に対応する電圧範囲となった箇所に対応する排気経路や被排気室については、油拡散ポンプ（ＤＰ）によって排気されているとして第２の態様で表示し、低真空に対応する電圧範囲となった箇所に対応する排気経路や被排気室については、ロータリーポンプ（ＲＰ１、ＲＰ２）によって排気されているとして第３の態様で表示し、大気圧に対応する電圧範囲となった箇所に対応する排気経路や被排気室については、大気開放されているとして第４の態様で表示する。また、算出された電圧が０Ｖとなった箇所に対応する排気経路や被排気室については、封じ切られた領域であるとして、デフォルトの態
様で表示する。

例えば、複数の真空バルブの開閉状態と複数の真空ポンプの動作状態が図３（Ａ）に示す状態であった場合には、電気回路モデルＥＭにおいてＰ_Ｇ、Ｐ_Ｃの電圧は１Ｖ、Ｐ_Ｄの電圧は１０Ｖ、Ｐ_Ｓの電圧は１００Ｖと算出されるため、排気系統図ＥＦでは、Ｐ_Ｇに対応する電子銃室１１とＰ_Ｃに対応する試料室１２は第１の態様で表示され、Ｐ_Ｄに対応する観察室１３は第２の態様で表示され、Ｐ_Ｓに対応する予備排気室１４は第３の態様で表示される（図２（Ａ））。また、複数の真空バルブの開閉状態と複数の真空ポンプの動作状態が図３（Ｂ）に示す状態であった場合には、電気回路モデルＥＭにおいてＰ_Ｇの電圧は１０００Ｖ、Ｐ_Ｃの電圧は０Ｖ、Ｐ_Ｄの電圧は１０Ｖ、Ｐ_Ｓの電圧は０Ｖと算出されるため、排気系統図ＥＦでは、Ｐ_Ｇに対応する電子銃室１１は第４の態様で表示され、Ｐ_Ｃに対応する試料室１２とＰ_Ｓに対応する予備排気室１４はデフォルトの態様で表示され、Ｐ_Ｄに対応する観察室１３は第２の態様で表示される（図２（Ｂ））。

第２の手法によれば、複数の真空ポンプの動作状態及び複数の真空バルブの開閉状態の組み合わせに対応する複数の排気系統図を記憶部１３０に格納しておく必要がないため、記憶部１３０の記憶容量を抑えることができる。

なお、排気系統図を生成する手法は、上述した第１及び第２の手法に限られない。例えば、排気系統図において、動作中の真空ポンプから閉状態の真空バルブまでの経路に存在する排気経路と被排気室を当該真空ポンプに対応する（固有の）態様で表示する制御を、動作中の真空ポンプごとに行うことで、各真空ポンプによって排気されている前記排気経路及び前記被排気室を真空ポンプごとに識別可能な態様で表示する制御を行ってもよい。

３．排気系統図の表示例
図５は、試料ホルダを予備排気室１４にセットして予備排気室１４の排気を行った後、試料ホルダを試料室１２に挿入するまでの排気シーケンスの流れを示すフローチャートである。また、図６〜図８に、このシーケンスにおける排気状態を示す排気系統図ＥＦの表示例を示す。ここでは、電子顕微鏡本体１０において、油拡散ポンプ２１（ＤＰ）とロータリーポンプ２３（ＲＰ２）を省略し、油拡散ポンプ２１に代えてターボ分子ポンプ２０（ＴＭＰ）が観察室１３の排気と予備排気室１４の本引き排気を行うように構成した場合を例にとって説明する。

図６（Ａ）は、試料ホルダを予備排気室１４にセットする前の状態において表示部１２０に表示される排気系統図ＥＦを示す図である。図６に示すように、この状態では、電子銃室１１、試料室１２及び観察室１３がターボ分子ポンプ（ＴＭＰ）により排気されており、予備排気室１４は大気開放状態となっている。

まず、処理部１００は、予備排気室１４に設けられたセンサからの信号に基づいて、予備排気室１４に試料ホルダがセットされたか否かを判断する（図５のステップＳ１０）。試料ホルダがセットされた場合（ステップＳ１０のＹ）には、処理部１００は、真空バルブ３１（Ｖ１）を閉状態とする制御を行って、試料室１２を封じ切り、また、真空バルブ４２（Ｖ１２）を閉状態とする制御を行う（ステップＳ１２）。図６（Ｂ）は、この状態において表示部１２０に表示される排気系統図ＥＦを示す図である。図中「ＳＨ」は試料ホルダを示している。

次に、処理部１００は、真空バルブ３８（Ｖ８）を閉状態とし、真空バルブ４０（Ｖ１０）を開状態とする制御を行って、予備排気室１４の粗引きを開始する（ステップＳ１４）。図７（Ａ）は、この状態において表示部１２０に表示される排気系統図ＥＦを示す図である。図７（Ａ）に示す排気系統図ＥＦを見ると、ロータリーポンプ（ＲＰ）から予備
排気室１４までの排気経路と予備排気室１４が第３の態様（ドットパターン）で表示されているため、予備排気室１４がロータリーポンプ（ＲＰ）によって排気されていることが分かる。

次に、処理部１００は、信号取得部１０２で取得された信号に基づいて、真空バルブ４５（Ｖ１５）が開状態となった（すなわち、試料ホルダを試料室１２に挿入する操作が行われた）か否かを判断し（ステップＳ１６）、開状態となった場合（ステップＳ１６のＹ）には、ステップＳ２８に移行する。真空バルブ（Ｖ１５）が開状態となっていない場合（ステップＳ１６のＮ）には、処理部１００は、予備排気室１４に設けられた真空計からの信号に基づいて予備排気室１４の粗引きが完了したか否かを判断し（ステップＳ１８）、完了していない場合（ステップＳ１８のＮ）には、粗引きを継続する。

予備排気室１４の粗引きが完了した場合（ステップＳ１８のＹ）には、処理部１００は、真空バルブ３７、３８（Ｖ７、Ｖ８）を開状態とし、真空バルブ４０（Ｖ１０）を閉状態とする制御を行って、予備排気室１４の本引きを開始する（ステップＳ２０）。図７（Ｂ）は、この状態において表示部１２０に表示される排気系統図ＥＦを示す図である。図７（Ｂ）に示す排気系統図ＥＦを見ると、ターボ分子ポンプ（ＴＭＰ）から予備排気室１４までの排気経路と予備排気室１４が第１の態様（左下斜線パターン）で表示されているため、予備排気室１４がターボ分子ポンプ（ＴＭＰ）で排気されていることが分かる。

次に、処理部１００は、真空バルブ（Ｖ１５）が開状態となったか否かを判断し（ステップＳ２２）、開状態となった場合（ステップＳ２２のＹ）には、ステップＳ２８に移行する。真空バルブ（Ｖ１５）が開状態となっていない場合（ステップＳ２２のＮ）には、処理部１００は、予備排気室１４に設けられた真空計からの信号に基づいて予備排気室１４の本引きが完了したか否かを判断し（ステップＳ２４）、完了していない場合（ステップＳ２４のＮ）には、本引きを継続する。

予備排気室１４の本引きが完了した場合（ステップＳ２４のＹ）には、処理部１００は、真空バルブ（Ｖ１５）が開状態となったか否かを判断し（ステップＳ２６）、開状態となった場合（ステップＳ２６のＹ）には、試料室１２に設けられた真空計からの信号に基づいて、試料室１２の真空度が正常（高真空）であるか否かを判断する（ステップＳ２８）。

試料室１２の真空度が正常でない場合（ステップＳ２８のＮ）には、処理部１００は、真空バルブ（Ｖ１）を開状態とし、真空バルブ３５（Ｖ５）を閉状態とする制御を行って、ターボ分子ポンプ（ＴＭＰ）により試料室１２を排気する（ステップＳ３０）。次に、処理部１００は、試料室１２の真空度が正常となったか否かを判断し（ステップＳ３２）、正常でない場合（ステップＳ３２のＮ）には、試料室１２の排気を継続する。試料室１２の真空度が正常となった場合（ステップＳ３２のＹ）には、処理部１００は、真空バルブ３５（Ｖ５）を開状態とする制御を行って、ターボ分子ポンプ（ＴＭＰ）により全ての被排気室を排気する（ステップＳ３４）。次に、処理部１００は、各被排気室に設けられた真空計からの信号に基づいて、全ての被排気室の真空度が正常であるか否かを判断し（ステップＳ３６）、真空度が正常となるまで排気を継続する。

一方、試料室１２の真空度が正常である場合（ステップＳ２８のＹ）には、処理部１００は、真空バルブ（Ｖ１）を開状態とする制御を行う（ステップＳ３８）。図８は、上記シーケンスが完了した状態において表示部１２０に表示される排気系統図ＥＦを示す図である。

上記シーケンスによれば、試料ホルダが予備排気室１４にセットされた場合に、真空バ
ルブ（Ｖ１）を閉状態として試料室１２を封じ切る（ステップＳ１２）ことで、予備排気室１４の粗引き中や本引き中に試料ホルダを試料室に挿入する操作（誤操作）が行われた場合（ステップＳ１６のＹ、ステップＳ２２のＹ）に発生する大気流入を試料室１２だけにとどめることができ、高真空ポンプ（ターボ分子ポンプ）や高電圧が印加された電子銃への大気流入によるダメージの発生を防止することができる。また、上記誤操作によって試料室１２に大気が流入した場合に、圧力が高くなった試料室１２を優先して排気する（ステップＳ３０）ことで、全ての被排気室の真空度を迅速に正常な状態に復帰させることができる。

なお、本発明は、上述の実施の形態に限定されるものではなく、種々の変形が可能である。本発明は、実施の形態で説明した構成と実質的に同一の構成（例えば、機能、方法及び結果が同一の構成、あるいは目的及び効果が同一の構成）を含む。また、本発明は、実施の形態で説明した構成の本質的でない部分を置き換えた構成を含む。また、本発明は、実施の形態で説明した構成と同一の作用効果を奏する構成又は同一の目的を達成することができる構成を含む。また、本発明は、実施の形態で説明した構成に公知技術を付加した構成を含む。

１電子顕微鏡、１０電子顕微鏡本体、１１電子銃室、１２試料室、１３観察室、１４予備排気室、２０ターボ分子ポンプ、２１油拡散ポンプ、２２，２３ロータリーポンプ、３１〜４５真空バルブ、５０真空バルブ制御装置、６０真空ポンプ制御装置、１００処理部、１０２信号取得部、１０４表示制御部、１１０操作部、１２０表示部、１３０記憶部

Claims

真空ポンプと、前記真空ポンプにより真空排気される被排気室と、前記真空ポンプと前記被排気室とを接続する排気経路と、前記排気経路に設けられた真空バルブとを備えた電子顕微鏡であって、
複数の前記真空ポンプの動作状態を示す信号と、複数の前記真空バルブの開閉状態を示す信号を取得する信号取得部と、
前記信号取得部で取得された信号に基づいて、各真空ポンプによって排気されている前記排気経路及び前記被排気室を前記真空ポンプごとに識別可能な態様で表す排気系統図を表示部に表示させる制御を行う表示制御部とを含む、電子顕微鏡。
請求項１において、
複数の前記真空ポンプの動作状態及び複数の前記真空バルブの開閉状態の組み合わせに対応する前記排気系統図を前記組み合わせ毎に記憶する記憶部を更に含み、
前記表示制御部は、
前記記憶部に記憶された複数の前記排気系統図のうち、前記信号取得部で取得された信号に基づき特定される前記組み合わせに対応する前記排気系統図を前記表示部に表示させる制御を行う、電子顕微鏡。
請求項１において、
前記表示制御部は、
前記信号取得部で取得された信号に基づいて、排気系統図を電気回路図に変換したモデルにおいて、前記排気経路及び前記被排気室のそれぞれに対応する箇所の電圧を算出し、算出した電圧に基づいて、前記排気系統図において、各真空ポンプによって排気されている前記排気経路及び前記被排気室を前記真空ポンプごとに識別可能な態様で表示する制御を行う、電子顕微鏡。
真空ポンプと、前記真空ポンプにより真空排気される被排気室と、前記真空ポンプと前記被排気室とを接続する排気経路と、前記排気経路に設けられた真空バルブとを備えた電子顕微鏡の排気系統図を表示部に表示させる制御を行う制御方法であって、
複数の前記真空ポンプの動作状態を示す信号と、複数の前記真空バルブの開閉状態を示す信号を取得する信号取得工程と、
前記信号取得工程で取得された信号に基づいて、各真空ポンプによって排気されている前記排気経路及び前記被排気室を前記真空ポンプごとに識別可能な態様で表す排気系統図を表示部に表示させる制御を行う表示制御工程とを含む、制御方法。