JP3293739B2 - 走査電子顕微鏡 - Google Patents
走査電子顕微鏡Info
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Description
し、特に観察視野の選択を容易にした走査電子顕微鏡に
関する。
観察倍率で行われるため、電子ビームを偏向用電磁コイ
ルで大きく偏向する。しかし、電子レンズや絞り等によ
って試料上での電子ビーム偏向量が制限されるため、観
察倍率を十数倍以下とするのは困難である。
する方法として、電子顕微鏡内部に低倍率の光学顕微鏡
を組込み、その低倍率の光学顕微鏡で視野選択を行った
後に選択された視野を電子顕微鏡で拡大する方法や、低
倍率の光学顕微鏡の像を記憶し、記憶された像を表示し
た表示画像上で視野選択した座標位置に試料を移動させ
て電子顕微鏡で拡大観察する方法等が考えられている。
内部に光学顕微鏡を組込む方法は、装置の構造が複雑に
なり、高真空雰囲気中に光学顕微鏡を組込まなければな
らない点で技術上の困難がある。また、光学顕微鏡の像
を記憶し、ポイント指定した位置に電子顕微鏡の試料位
置を移動する方法は、電子顕微鏡が高倍率の場合に試料
移動して得られた像と光学顕微鏡の記憶画像との一致の
判断が困難となり、低倍率にする操作が必要である。
みてなされたもので、光学的撮像装置を用いて視野選択
を高精度かつ容易に行うことのできる走査電子顕微鏡を
提供することを目的とする。
段による低倍率の試料像に走査電子顕微鏡内の試料位置
と倍率に応じた観察枠を重ねて表示し、この観察枠に連
動して走査電子顕微鏡の試料移動と倍率設定を自動的に
行なうようにすることで前記目的を達成するものであ
る。
ムを試料上に走査するための偏向手段と、試料を移動さ
せるための試料移動手段と、試料の光学像を撮像する撮
像手段と、撮像手段によって撮像された画像を記憶する
画像メモリと、画像メモリに記憶された画像を表示する
画像表示手段と、画像表示手段に表示された試料の光学
像に重ねて観察枠を表示する手段と、制御手段とを備
え、制御手段は、観察枠に応じた電子顕微鏡像が得られ
るように試料移動手段及び偏向手段を制御することを特
徴とする。撮像手段は、試料室の外部に配置することが
できる。
位置及び倍率を変更したときは、その変更に応じて試料
の光学像に重ねて表示される観察枠の位置及び大きさを
変化させるようにすると操作性を向上することができ
る。画像表示手段は、試料の電子顕微鏡像と光学像を切
替えて表示するものであってもよいし、同時に表示する
ものであってもよい。
ねて表示すると、色情報を用いて観察視野の選択を容易
に行うことが可能となる。
に基づき詳述する。図1は、本発明による走査顕微鏡の
一例を示す模式図である。図中、1は電子ビーム、2は
電子ビームを試料上で面走査するための偏向コイルであ
り、X方向とY方向の偏向コイルを備えている。3は試
料上に電子ビーム1の焦点を結ばせるための対物レン
ズ、4は高真空状態に保たれた試料室、5は試料、6は
試料移動手段である。試料移動手段6は、試料移動のた
めの回転軸にモータ及びロータリエンコーダを取付けた
周知の構成のXYステージ(試料移動ステージ)からな
り、試料の座標位置を管理できるようになっている。7
は試料から発生する二次電子等の信号を検出する検出
器、8aは検出器7からの検出信号をデジタル化し画像
データとして記憶するための画像メモリ、8bは後述す
る光学的撮像装置によって撮像された試料の光学像を記
憶するための画像メモリである。9a,9bは画像メモ
リ8a,8bから出力される信号をアナログ信号に変換
して増幅するための回路である。10は制御回路、11
は画像メモリ8aと8bからの画像信号を切替えるため
の切替回路、12は画像表示装置、13は試料の光学像
を撮像するための光学顕微鏡等を備えた撮像装置を示し
ている。偏向コイル2、対物レンズ3、試料5の移動機
構6、画像メモリ8a,8b、切替回路11は、マイク
ロコンピュータ等を用いた制御回路10によって制御さ
れている。制御装置10にはマウスやキーボード等の入
力手段20が接続されている。
路を通り、偏向コイル2の磁場により偏向され、対物レ
ンズ3で試料5上に焦点を結ばれて試料5上を走査す
る。試料5に電子ビーム1が照射されると、試料5の形
状を反映して二次電子や反射電子等の試料信号が発生す
る。試料5から発生された試料信号は検出器7で検出さ
れ、画像メモリ8aでデジタル変換されて記憶された
後、回路9aにてアナログ変換され、切替回路11を経
て表示装置12に入力されて、表示装置12に画像を表
示する。ここで、試料5は移動機構6により目的とする
観察位置に移動でき、偏向コイル2の励磁電流を変化さ
せることにより拡大倍率を可変することができる。
料室4の外に引き出し、試料5を撮像装置13の下方に
位置づけることで、予め大気中にて試料の光学的な画像
を撮像できる。撮像装置13で撮像された光学像は、画
像メモリ8bでデジタル化されて記憶される。画像メモ
リ8bに記憶された画像は、切替回路11にて表示装置
12に切替表示が可能となっている。
係を説明する図であり、図2は試料室内に挿入された試
料を走査電子顕微鏡で観察している状態を示し、図3は
試料を試料室外に取り出して撮像装置によって試料の光
学像を撮像している状態を示している。撮像装置13
は、低倍率で試料の光学像を撮像できるものであり、こ
の例では試料室4に試料を出し入れするとき開閉される
蓋部32に回転軸35及びアーム36を介して取り付け
られている。
2に示すように、試料室4は蓋部32が閉じられて内部
が高真空に排気される。蓋部32に固定された試料移動
ステージ6を、蓋部の反対側に取り付けられたステージ
駆動モータ31で駆動することにより、電子ビーム1に
対して試料5を視野移動することができる。撮像装置1
3による試料5の光学像撮像時には、図3に示すよう
に、試料室4を開放して試料5を大気中に取り出す。試
料室4には案内レール33が固定され、蓋部32は軸受
部34を介してこの案内レール33に沿って移動するこ
とができる。蓋部32を案内レール33に沿って試料室
4から離すと、試料移動ステージ6及びその上の試料5
も蓋部32とともに移動して試料室外に取り出される。
そして、撮像装置13が取り付けられたアーム36を蓋
部32に固定された回転軸35の回りに回転させると、
撮像装置13は試料5の真上に位置する。
よる画像取り込み位置(電子ビーム1の照射位置)と、
図3の状態での撮像装置13による画像取り込み位置
(撮像装置13の光軸位置)が正確に一致するように、
アーム36の長さ及び回転軸35の回りの回転角は精密
に設計されている。したがって、図3のように試料室外
で試料5の光学像を撮像し、そのまま図2のように蓋部
32を閉め、走査電子顕微鏡の倍率を撮像装置13と同
じ倍率に設定して試料5の走査電子顕微鏡像を観察する
と、撮像装置13によって得られた光学像と同一視野の
電子顕微鏡像が得られる。
の方法について説明する。まず、図3に示すように、試
料移動ステージ6上に載置された試料5を撮像装置13
の下方に位置づけ、大気中にて撮像装置13で撮像され
た画像を表示装置12に表示する。オペレータは、表示
装置12に表示された試料の低倍の光学像を見ながら、
目的とする観察視野範囲を広く選択する。この大雑把な
観察視野の選択は、制御回路10によってステージ駆動
モータ31を駆動制御することで試料移動ステージ6を
位置決めして、撮像装置13の光軸に対して試料5を移
動させることで行うことができる。
上に設けられた試料を載置する試料台6aの中心点に印
をつけておき、この試料台6aの中心点を表示装置12
の中心位置(表示中心)に合わせたときの試料ステージ
6のX,Y座標を原点(X0,Y0)に校正する。その上
で、ステージ駆動モータ31の回転軸上のロータリエン
コーダにより回転量(パルス数)を制御回路10で計測
し、そのパルス数から試料の移動量に変換した現在値座
標を表示装置12に表示する。
料台6aの上に乗せ、表示装置12に試料5の光学画像
を表示する。この試料台6aには、後で電子顕微鏡の画
像との位置合せを容易にするために、図5に示すよう
に、試料台6aの中心からの距離と寸法を明確にした十
字のけがき線41,42を2箇所に入れておく。その十
字線41,42の位置座標を各々(X1,Y1)、
(X2,Y2)とし、長さをLとする。撮像装置13で得
られる画像は、電子顕微鏡の画像に比べ倍率を低くで
き、試料5の全体像が得られることや、色情報が含まれ
ていることにより、目的視野の認識が容易である。ここ
では、電子顕微鏡の最低倍率である十数倍以下であるよ
うに撮像装置13の倍率(実際の試料と表示装置上の試
料の大きさの比)を例えば、5倍として広い観察視野範
囲を選択した後、撮像装置13によって撮像された光学
画像を画像メモリ8bに記憶する。
て試料移動ステージ6と試料5を試料室4の内部に挿入
し、試料室4を真空排気した後、目的視野を拡大するた
め、画像信号切替回路11を電子顕微鏡の画像に切替え
可能状態にする。この後、画像メモリ8bから先程記憶
した光学画像を呼出して表示装置12上に表示し、画像
上の十字線41の中心をマウス等でポイントすると、そ
の表示中心からの横方向の画素量をH1、縦方向の画素
量をV1として、(X1−X0)/H1、(Y1−Y0)/V
1から、画素に対する移動量が求まる。光学画像と電子
顕微鏡画像を全画面内で詳細に一致させるためには、十
字線41の中心座標から十字線42の中心座標までを移
動させ、同様に画素と移動量(座標値)を求めることで
視野のずれを補正できる。このように一度合わせた後
は、上記の光学画像上に観察枠を重ねて表示し、その観
察枠を視野領域とするために必要な試料ステージの移動
量及び倍率を演算し、制御回路10はその演算結果に基
づいて偏向コイル2及びステージ駆動モータ31を制御
することで観察枠で囲まれた部分に対応する電子顕微鏡
の画像に切替えることができる。
した状態の図を示し、右にその条件で切替えた電子顕微
鏡の画像を示す。観察枠14の入力は、マウスやキーボ
ード等の入力手段20を用いて、表示装置12の表示画
面上に表示される枠を観察しながら枠14の位置、大き
さを指し示すことで行われる。観察枠14に対応した倍
率を合わせるためには、図6で示すように表示装置12
の表示エリア全体の横方向の長さをA、縦方向の長さを
Bとして、観察枠の横方向長さをA′、縦方向長さを
B′とすると、電子顕微鏡の設定倍率は、(A/A′)
×5倍に設定すれば良い。ここでは撮像装置13の倍率
を5倍としたが、倍率をαとして1〜10倍の任意値と
すると、(A/A′)×α倍に電子顕微鏡の倍率を設定
しても構わない。ここで観察枠の縦横比A′/B′は、
表示エリアの縦横比A/Bになるように観察枠入力時に
自動的に設定されるようにする。
を任意に可変し、観察枠14に対する画像メモリ上の
X,Y画素の位置情報から、マイクロコンピュータ等を
用いる制御回路10により、位置と倍率を計算し、試料
移動ステージ6を移動させるステージ駆動モータ31及
び偏向コイル2を制御する。図7に、本システムを用い
た一連の操作フローチャートを示す。まず、図3に示し
たように試料5を試料室4の外に取り出し、大気中で撮
像装置13により試料5の光学画像を取り込む(S
1)。次に、図2に示したように、試料室4の蓋部32
を閉じて試料5を試料室4に入れ、試料室内を排気して
真空状態にする(S2)。続いて、走査電子顕微鏡像を
表示し(S3)、試料台6aに設けた基準マーク41,
42を用いて撮像装置13の画像と電子顕微鏡の画像位
置を合わせる(S4)。その後、撮像装置の画像上に観
察枠14を表示し(S5)、観察枠14で目的の視野を
選択して囲む(S6)。制御回路10は、観察枠14に
対応した位置と倍率を演算し、ステージ駆動モータ31
及び偏向コイル2を制御し、電子顕微鏡の画像に切替え
ることで所望の視野の電子顕微鏡像を得ることができる
(S7)。
切替わる表示方法としたが、図8に示すように、表示装
置12の表示エリアを2分割し、一方に撮像装置13の
記憶画像45を表示し、もう一方に電子顕微鏡の画像4
6を同時表示しても良い。目的とする電子顕微鏡の画像
の視野が得られた後、制御回路10による制御条件を変
えて電子顕微鏡の倍率や観察視野位置を変更した場合
は、逆に画像メモリ8bから再生される撮像装置の画像
に重ねて表示される観察枠14の位置及び大きさをその
変更に合わせて変化させて表示するようにすると、操作
性を向上させることができる。
微鏡で得られたが像を合成して表示することのできる走
査電子顕微鏡の例を示す。図9において、図1と同じ機
能部分には図1と同じ符号を付してその詳細な説明を省
略する。撮像装置13の倍率を十数倍以上に拡大して、
電子顕微鏡の画像と倍率の等しい撮像装置13の画像を
画像メモリ8bに記憶する。そして、合成回路15にて
画像メモリ8aに記憶された電子顕微鏡の画像と、画像
メモリ8bに記憶された撮像装置13の画像を合成する
ことにより、色情報の無い電子顕微鏡の画像に撮像装置
13で得られた色情報が入り、画像表示装置12に電子
顕微鏡の特徴である焦点深度の深い、かつ色の付いた画
像が得られる。この時の撮像装置13の画像情報は、撮
像装置の焦点深度の浅い画像成分を除去するために、輝
度情報を除いた色情報のみを使用しても良い。
ける煩わしい操作の一つである観察視野の選択が容易と
なり、操作性が向上する。
図。
観察している状態を示す図。
試料の光学像を撮像している状態を示す図。
説明図。
図。
の説明図。
す図
…試料室、5…試料、6…試料移動ステージ、6a…試
料台、7…検出器、8a…電子顕微鏡用画像メモリ、8
b…撮像装置用画像メモリ、9a,9b…アナログ変換
回路、10…制御回路、11…画像信号切替え回路、1
2…表示装置、13…撮像装置、14…観察枠、15…
画像信号合成回路、20…入力手段、31…ステージ駆
動モータ、32…蓋部、33…案内レール、34…軸受
部、35…回転軸、36…アーム
Claims (5)
- 【請求項1】 集束された電子ビームを試料上に走査す
るための偏向手段と、試料の光学像を撮像する撮像手段
と、前記試料が配置された状態において前記撮像手段で
撮像された試料を前記電子ビームの照射位置に移動さ
せ、前記電子ビームのもとで前記試料を移動させる試料
移動手段と、前記撮像手段によって撮像された画像を記
憶する画像メモリと、前記画像メモリに記憶された画像
を表示する画像表示手段と、前記画像表示手段に表示さ
れた前記試料の光学像に重ねて観察枠を表示する手段
と、制御手段とを備え、 前記制御手段は、前記観察枠に応じた電子顕微鏡像が得
られるように前記試料移動手段及び前記偏向手段を制御
することを特徴とする走査電子顕微鏡。 - 【請求項2】 請求項1に記載の走査電子顕微鏡におい
て、電子顕微鏡像観察時の試料観察位置及び倍率に応じ
て前記観察枠の位置及び大きさを変化させることを特徴
とする走査電子顕微鏡。 - 【請求項3】 請求項2に記載の走査電子顕微鏡におい
て、前記画像表示手段は試料の電子顕微鏡像と光学像を
同時に表示することを特徴とする走査電子顕微鏡。 - 【請求項4】 請求項1に記載の走査電子顕微鏡におい
て、試料の光学像の色情報を電子顕微鏡像に重ねて表示
することを特徴とする走査電子顕微鏡。 - 【請求項5】 請求項1〜4のいずれか1項に記載の走
査電子顕微鏡において、前記試料の光学像を撮像する撮
像手段は試料室の外部に配置されていることを特徴とす
る走査電子顕微鏡。
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JP15248796A JP3293739B2 (ja) | 1996-06-13 | 1996-06-13 | 走査電子顕微鏡 |
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JPH103875A JPH103875A (ja) | 1998-01-06 |
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Family Applications (1)
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JP15248796A Expired - Lifetime JP3293739B2 (ja) | 1996-06-13 | 1996-06-13 | 走査電子顕微鏡 |
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JP5325522B2 (ja) * | 2008-10-15 | 2013-10-23 | 株式会社堀場製作所 | 複合型観察装置 |
JP5205306B2 (ja) * | 2009-02-27 | 2013-06-05 | 株式会社日立ハイテクノロジーズ | 走査型電子顕微鏡 |
JP5047318B2 (ja) * | 2010-03-05 | 2012-10-10 | 株式会社日立ハイテクノロジーズ | 電子顕微鏡画像と光学画像を重ねて表示する方法 |
JP5690086B2 (ja) * | 2010-07-02 | 2015-03-25 | 株式会社キーエンス | 拡大観察装置 |
JP5422506B2 (ja) * | 2010-07-08 | 2014-02-19 | 株式会社キーエンス | 拡大観察装置及び拡大観察方法、拡大観察用プログラム並びにコンピュータで読み取り可能な記録媒体 |
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JP6730008B2 (ja) * | 2015-06-16 | 2020-07-29 | アオイ電子株式会社 | 微小試料台、その製造方法および微小試料の取付方法 |
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