JP2003303567A - 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

Abstract

(57)【要約】 【課題】 電子顕微鏡の操作において最適な像観察条件
を容易に探し出せるようにする。 【解決手段】 像観察条件として、少なくとも試料上の
電子線のスポットサイズ、加速電圧、検出器の種類、試
料の位置、観察倍率を設定して観察像を撮像するステッ
プと、観察像に基づいて、複数の異なる像観察条件を自
動で設定するステップと、設定された像観察条件に基づ
いて複数の観察像を撮像するステップと、観察像取得手
段にて撮像された複数の観察像を第２表示部に同時に表
示するステップと、第２表示部において複数表示された
観察像から所望の観察像を選択するステップと、選択さ
れた観察像を拡大して第１表示部に表示するステップと
を備える。

Description

【発明の詳細な説明】

【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、集
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】走査型電子顕微鏡装置（Scanning Electro
n 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（Transm
ission 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。走査型
電子顕微鏡はこの二次電子や反射電子を利用する。走査
型電子顕微鏡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】

【発明が解決しようとする課題】しかしながらＳＥＭや
ＴＥＭなどの電子顕微鏡は、光学顕微鏡やデジタルマイ
クロスコープなどの拡大観察装置に比べ、操作が難しい
という問題があった。特に、観察像を撮像するための像
観察条件の設定項目が多いことに加えて、実際に観察像
を得るまでに時間がかかる。このため指定された像観察
条件に対してどのような観察像の画面が得られるかをリ
アルタイムに確認できず、ある設定条件がどのように観
察像の画面に反映されるかを把握することが困難であっ
た。特に電子顕微鏡の操作に詳しくない初心者は、像観
察条件のどの項目が画像にどのように影響を与えるかが
予測できないため、像観察条件を様々に変更しながら試
行錯誤的に観察像を模索することになる。このため電子
顕微鏡を初心者が操作することは困難であり、専門のオ
ペレータが操作することが多かった。

【０００６】また専門のオペレータは像観察条件の各項
目が観察像に及ぼす一般的な効果についてはある程度予
測できるものの、実際の像観察においては条件によって
変化するため、結局は実際に観察像を得て確認する作業
が必要となり、やはり試行錯誤的に最適条件を模索する
ことになる。したがって専門のオペレータにとっても、
様々な像観察条件で観察像がどのように変わるかを簡単
に確認できる操作性のよい電子顕微鏡が望まれていた。

【０００７】本発明は、このような状況に鑑みてなされ
たものである。本発明の目的は、電子顕微鏡の設定を容
易にすべく誘導機能を設けた電子顕微鏡、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。

【０００８】

【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
て加速電子を試料に照射し、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すること
で観察像を撮像する電子顕微鏡に関する。この電子顕微
鏡は、一の像観察条件で撮像された観察像に対して、複
数の異なる像観察条件を設定する像観察条件設定手段
と、前記像観察条件設定手段で設定された像観察条件に
基づいて複数の観察像を撮像する観察像取得手段と、前
記観察像取得手段にて撮像された複数の観察像を同時に
表示可能な第２表示部と、前記第２表示部にて表示され
た観察像から所望の観察像を選択する観察像選択手段
と、前記観察像選択手段によって選択された観察像を拡
大して表示可能な第１表示部とを備えることを特徴とす
る。

【０００９】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
記像観察条件設定手段が、複数の異なる像観察条件とし
て少なくとも加速電圧が変更された複数の加速電圧条件
の設定を自動的に行うことを特徴とする。

【００１０】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、前記像観察条件設定手段が、複数の異なる像観
察条件として検出器の選択を自動的に行うことを特徴と
する。

【００１１】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、前記第２表示部にて表示される複
数の観察像が、複数の二次電子像を含むことを特徴とす
る。

【００１２】さらにまた、本発明の請求項５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、前記第２表示部にて表示される複
数の観察像が、複数の反射電子像を含むことを特徴とす
る。

【００１３】さらにまた、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３のいずれかに記載
される特徴に加えて、前記第２表示部にて表示される複
数の観察像が、少なくとも一の二次電子像と少なくとも
一の反射電子像からなることを特徴とする。

【００１４】さらにまた、前記第２表示部にて表示され
る複数の観察像が、複数の二次電子像と少なくとも一の
反射電子像からなるよう構成してもよい。

【００１５】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１から６のいずれかに記載
される特徴に加えて、前記第２表示部にて表示される複
数の観察像が、複数の異なる加速電圧で撮像される際、
加速電圧の低いものから高いものへと順に撮像されるこ
とを特徴とする。

【００１６】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１から７のいずれかに記載
される特徴に加えて、前記第２表示部にて表示される複
数の観察像の撮像は、二次電子像を撮像した後反射電子
像を撮像する順に行われることを特徴とする。

【００１７】さらにまた、本発明の請求項９に記載され
る電子顕微鏡は、前記請求項１から８のいずれかに記載
される特徴に加えて、前記電子顕微鏡がさらに前記観察
像選択手段によって選択された観察像に対して、少なく
ともフォーカス、明るさ、コントラストのいずれかにつ
いて調整可能な調整手段を備えることを特徴とする。

【００１８】さらにまた、本発明の請求項１０に記載さ
れる電子顕微鏡は、前記請求項１から９のいずれかに記
載される特徴に加えて、前記電子顕微鏡がさらに前記第
２表示部にて表示される観察像の像観察条件を保存可能
な保存手段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１１に記載さ
れる電子顕微鏡は、前記請求項１０に記載される特徴に
加えて、前記保存手段で保存された像観察条件を複数呼
び出し、前記呼び出された複数の像観察条件に基づいて
複数の観察像を撮像し前記第２表示部に表示することを
特徴とする。

【００２０】さらにまた、本発明の請求項１２に記載さ
れる電子顕微鏡は、前記請求項１から１１のいずれかに
記載される特徴に加えて、前記第２表示部にて表示され
る観察像から所望の観察像を選択し、前記選択された観
察像の像観察条件に基づいて複数の像観察条件を新たに
設定し、複数の観察像を取得して前記第２表示部に表示
することを特徴とする。

【００２１】例えば、選択された観察像の加速電圧に基
づいて、この値を中心に変化させた複数の像観察条件を
新たに設定する。

【００２２】さらにまた、本発明の請求項１３に記載さ
れる電子顕微鏡の操作方法は、所定の像観察条件を設定
するステップと、前記像観察条件に基づいて電子銃に加
速電圧を印加して加速電子を試料に対して照射するステ
ップと、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、この情報に基づいて観察
像を撮像するステップと、前記撮像された観察像を表示
部に表示するステップとを有する電子顕微鏡の操作方法
であって、一の像観察条件で撮像された観察像に対し
て、複数の異なる像観察条件を設定するステップと、設
定された像観察条件に基づいて複数の観察像を撮像する
ステップと、前記観察像取得手段にて撮像された複数の
観察像を第２表示部に同時に表示するステップと、前記
第２表示部において複数表示された観察像から所望の観
察像を選択するステップと、前記選択された観察像を拡
大して第１表示部に表示するステップとを備えることを
特徴とする。

【００２３】さらにまた、本発明の請求項１４に記載さ
れる電子顕微鏡の操作方法は、所定の像観察条件を設定
するステップと、前記像観察条件に基づいて電子銃に加
速電圧を印加して加速電子を試料に対して照射するステ
ップと、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、この情報に基づいて観察
像を撮像するステップと、前記撮像された観察像を表示
部に表示するステップとを有する電子顕微鏡の操作方法
であって、像観察条件として、少なくとも試料上の電子
線のスポットサイズ、加速電圧、検出器の種類、試料の
位置、観察倍率を手動で設定して観察像を撮像するステ
ップと、前記観察像に基づいて、複数の異なる像観察条
件を自動で設定するステップと、設定された像観察条件
に基づいて複数の観察像を撮像するステップと、前記観
察像取得手段にて撮像された複数の観察像を第２表示部
に同時に表示するステップと、前記第２表示部において
複数表示された観察像から所望の観察像を選択するステ
ップと、前記選択された観察像を拡大して第１表示部に
表示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。

【００２４】さらにまた、本発明の請求項１５に記載さ
れる電子顕微鏡の操作方法は、所定の像観察条件を設定
するステップと、前記像観察条件に基づいて電子銃に加
速電圧を印加して加速電子を試料に対して照射するステ
ップと、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、この情報に基づいて観察
像を撮像するステップと、前記撮像された観察像を表示
部に表示するステップとを有する電子顕微鏡の操作方法
であって、一の像観察条件で撮像された観察像に対し
て、複数の異なる像観察条件を設定するステップと、設
定された像観察条件に基づいて複数の観察像を簡易撮像
するステップと、前記観察像取得手段にて簡易撮像され
た複数の簡易観察像を第２表示部に同時に表示するステ
ップと、前記第２表示部において複数表示された簡易観
察像から所望の簡易観察像を選択するステップと、前記
選択された簡易観察像の像観察条件に基づいて通常の撮
像を行うステップとを備えることを特徴とする。

【００２５】簡易撮像とは、最適な像観察条件で観察像
を得るために、通常の撮像を行う前に予備的に像観察条
件を一以上設定し、この像観察条件に基づいて一以上の
簡易観察像を撮像することをいう。

【００２６】さらにまた、本発明の請求項１６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、加速電子を試料に対し
て照射するステップと、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、この情報
に基づいて前記試料の観察像を撮像するステップと、前
記撮像された観察像を表示部に表示するステップとを有
する電子顕微鏡の操作方法であって、所定の像観察条件
として少なくとも試料の特性を設定するステップと、前
記試料の特性およびその他の条件に基づいて必要な像観
察条件を演算し、前記演算された像観察条件に基づいて
簡易撮像した簡易観察像を第１表示部に表示するステッ
プと、前記第１表示部に表示される簡易観察像に対し
て、少なくとも倍率調整と位置調整を必要に応じて行う
ステップと、前記倍率および位置において、新たな像観
察条件として少なくとも加速電圧または検出器を変更し
た１以上の簡易像観察条件を設定するステップと、前記
１以上の簡易像観察条件に基づいて簡易撮像した１以上
の簡易観察像をそれぞれ第２表示部に表示するステップ
と、前記第２表示部で表示される１以上の簡易観察像か
ら所望の簡易観察像を選択するステップと、前記選択さ
れた簡易観察像の簡易像観察条件に基づいて通常の撮像
を行い前記第１表示部に表示するステップとを備えるこ
とを特徴とする。

【００２７】さらにまた、本発明の請求項１７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、加速電子を試料に対し
て照射するステップと、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、この情報
に基づいて前記試料の観察像を撮像するステップと、前
記撮像された観察像を表示部に表示するステップとを有
する電子顕微鏡の操作方法であって、所定の像観察条件
として少なくとも試料の特性を設定するステップと、前
記試料の特性およびその他の条件に基づいて必要な像観
察条件を演算し、前記演算された像観察条件に基づいて
簡易撮像した簡易観察像を第１表示部に表示するステッ
プと、前記第１表示部に表示される簡易観察像に基づい
て、新たな像観察条件として少なくとも加速電圧または
検出器を変更した１以上の簡易像観察条件を設定するス
テップと、前記１以上の簡易像観察条件に基づいて簡易
撮像した１以上の簡易観察像をそれぞれ第２表示部に表
示するステップと、前記第２表示部で表示される１以上
の簡易観察像から所望の簡易観察像を選択するステップ
と、前記選択された簡易観察像に対して、少なくとも倍
率調整と位置調整を必要に応じて行うステップと、前記
倍率および位置において、前記選択された簡易観察像の
簡易像観察条件に基づいて通常の撮像を行い前記第１表
示部に表示するステップとを備えることを特徴とする。

【００２８】さらにまた、本発明の請求項１８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、加速電子を試料に対し
て照射するステップと、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、この情報
に基づいて前記試料の観察像を撮像するステップと、前
記撮像された観察像を表示部に表示するステップとを有
する電子顕微鏡の操作方法であって、所定の像観察条件
を設定し、前記像観察条件に基づいて撮像した観察像を
第１表示部に表示するステップと、前記第１表示部に表
示される観察像に対して、少なくとも倍率調整と位置調
整を必要に応じて行うステップと、前記倍率および位置
において、新たな像観察条件として少なくとも加速電圧
または検出器を変更した１以上の簡易像観察条件を設定
するステップと、前記１以上の簡易像観察条件に基づい
て簡易撮像した１以上の簡易観察像をそれぞれ第２表示
部に表示するステップと、前記第２表示部で表示される
１以上の簡易観察像から所望の簡易観察像を選択するス
テップと、前記選択された簡易観察像の簡易像観察条件
に基づいて通常の撮像を行い前記第１表示部に表示する
ステップとを備えることを特徴とする。

【００２９】さらにまた、本発明の請求項１９に記載さ
れる電子顕微鏡の操作方法は、前記請求項１５から１８
のいずれかに記載される特徴に加えて、前記電子顕微鏡
の操作方法がさらに前記第２表示部で表示される１以上
の簡易観察像から所望の簡易観察像を選択した後、前記
選択された簡易観察像に対して、新たな像観察条件とし
て少なくとも加速電圧または検出器を変更した１以上の
簡易像観察条件を設定するステップと、前記１以上の簡
易像観察条件に基づいて簡易撮像した１以上の簡易観察
像をそれぞれ第２表示部に表示するステップと、前記第
２表示部で表示される１以上の簡易観察像から所望の簡
易観察像を選択するステップと、前記選択された簡易観
察像を第１表示部に表示するステップとを備えることを
特徴とする。

【００３０】さらにまた、本発明の請求項２０に記載さ
れる電子顕微鏡の操作方法は、前記請求項１５から１９
のいずれかに記載される特徴に加えて、前記簡易撮像が
予め設定された像観察条件に基づいて行われることを特
徴とする。

【００３１】さらにまた、本発明の請求項２１に記載さ
れる電子顕微鏡の操作方法は、前記請求項１３から２０
のいずれかに記載される特徴に加えて、前記電子顕微鏡
の操作方法がさらに、撮像された観察像のデータを印刷
するステップと、必要に応じて観察像のデータを保存す
るステップを備えることを特徴とする。

【００３２】さらにまた、本発明の請求項２２に記載さ
れる電子顕微鏡の操作方法は、前記請求項２１に記載さ
れる特徴に加えて、前記電子顕微鏡の操作方法がさら
に、前記印刷ステップの前に、選択された観察像に対し
て、新たな像観察条件として少なくとも加速電圧または
検出器を変更した１以上の簡易像観察条件を設定するス
テップと、前記１以上の簡易像観察条件に基づいて簡易
撮像した１以上の簡易観察像をそれぞれ第２表示部に表
示するステップと、前記第２表示部で表示される１以上
の簡易観察像から所望の簡易観察像を選択するステップ
と、前記選択された簡易観察像を第１表示部に表示する
ステップとを備えることを特徴とする。

【００３３】さらにまた、本発明の請求項２３に記載さ
れる電子顕微鏡の操作方法は、前記請求項１３から２２
のいずれかに記載される特徴に加えて、前記第２表示部
に表示される簡易観察像が、１以上の二次電子像または
１以上の反射電子像を含むことを特徴とする。

【００３４】さらにまた、本発明の請求項２４に記載さ
れる電子顕微鏡の操作方法は、前記請求項１３から２３
のいずれかに記載される特徴に加えて、前記電子顕微鏡
の操作方法がさらに像観察条件の履歴を保存するステッ
プを備え、必要に応じて履歴を呼び出し、履歴中から所
望の像観察条件を選択することで、選択された像観察条
件と同一の像観察条件にて撮像または簡易撮像が可能で
あることを特徴とする。

【００３５】さらにまた、本発明の請求項２５に記載さ
れる電子顕微鏡の操作方法は、前記請求項１３から２４
のいずれかに記載される特徴に加えて、前記電子顕微鏡
の操作方法がさらに必要に応じて像観察条件を保存する
ステップを備え、前記保存された像観察条件を必要に応
じて呼び出し、前記保存された像観察条件と同一の像観
察条件にて撮像または簡易撮像が可能であることを特徴
とする。

【００３６】さらにまた、本発明の請求項２６に記載さ
れる電子顕微鏡の操作方法は、前記請求項２４または２
５に記載される特徴に加えて、前記保存された像観察条
件から複数の像観察条件を選択し、前記選択された複数
の像観察条件に基づいて複数の観察像を簡易撮像して前
記第２表示部に表示可能であることを特徴とする。

【００３７】さらにまた、本発明の請求項２７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加速電子を観察
対象となる試料に照射し、前記試料から放出される二次
電子または反射電子を二次電子検出器または反射電子検
出器でそれぞれ検出し、検出された信号に基づいて前記
試料の観察像を撮像するよう構成された電子顕微鏡を操
作する電子顕微鏡操作プログラムである。この電子顕微
鏡操作プログラムは、一の像観察条件で撮像された観察
像に対して、複数の異なる像観察条件として、少なくと
も加速電圧が変更された複数の加速電圧の設定および検
出器の選択を自動的に行う像観察条件設定手段と、前記
像観察条件設定手段で設定された複数の像観察条件に基
づいて、加速電圧の低いものから高いものへと順に、複
数の観察像を簡易撮像する観察像取得手段と、前記観察
像取得手段にて簡易撮像された、少なくとも一の二次電
子像と少なくとも一の反射電子像とからなる複数の簡易
観察像を縮小して同時に表示可能な第２表示部と、前記
第２表示部において表示された複数の簡易観察像から所
望の簡易観察像を選択する観察像選択手段と、前記観察
像選択手段によって前記第２表示部から選択された簡易
観察像を拡大して表示可能な第１表示部と、前記第１表
示部において表示された観察像に対して、少なくともフ
ォーカス、明るさ、コントラストのいずれかについて、
必要に応じて調整可能な調整手段と、前記選択されかつ
必要に応じて調整された簡易観察像の像観察条件に基づ
いて通常の撮像を開始する撮像開始手段と、所望の像観
察条件を保存可能な保存手段とを備えることを特徴とす
る。

【００３８】さらにまた、本発明の請求項２８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２７に記載される前記電子顕微鏡操作プログラムを
格納している。

【００３９】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、Ｍ
Ｏ、ＤＶＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ−ＲＡＭ、ＤＶＤ−Ｒ、Ｄ
ＶＤ−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。

【００４０】

【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。

【００４１】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。

【００４２】本明細書において電子顕微鏡とコンピュー
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−２３２Ｃ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、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。

【００４３】以下の実施例では、図１のコンピュータ１
に電子顕微鏡操作プログラムをインストールして使用す
る例について説明する。イメージデータはアナログ信号
がＡＤ変換されデジタル信号として処理される。デジタ
ル信号の画像データは画像の劣化がなく、画調変更、画
像積算、疑似カラー化などが容易である。ただし、必ず
しもデジタル信号に変換する必要はなく、アナログ信号
の画像を扱うこともできる。

【００４４】本明細書においてコンピュータとは、電子
顕微鏡を接続したコンピュータに限られない。例えば、
操作者が電子顕微鏡の操作方法を習得するために、電子
顕微鏡と接続されないコンピュータに電子顕微鏡操作プ
ログラムをインストールして動作させる態様でも本発明
の電子顕微鏡操作プログラムは利用できる。またコンピ
ュータには電子顕微鏡操作プログラムをインストールし
た汎用または専用のコンピュータ、ワークステーショ
ン、端末その他の電子デバイスの他、電子顕微鏡操作機
能を組み込んだ専用装置のようなハードウェアや電子顕
微鏡そのものも含む。またプログラムとは、プラグイ
ン、オブジェクト、ライブラリ、アプレット、コンパイ
ラなどソフトウェアとして特定の機能を実現するあらゆ
る形態を包含する。

【００４５】以下の操作は、コンピュータまたは電子顕
微鏡に接続されたマウス、トラックボール、トラックポ
イント、ライトペン、デジタイザその他の入力手段から
行う。また、電子顕微鏡のコンソールに設けられた各種
操作ボタンやつまみを使用して操作、設定することも可
能である。

【００４６】また本明細書においてボタンを押下すると
は、ボタンがコンピュータのモニタ画面上に仮想的に構
成されたものである場合は、マウスなどの入力装置でク
リックすることにより擬似的に押すことを意味する。た
だ、この方法に限られず操作画面に応じて種々の機構が
利用できる。例えば、操作卓がタッチスクリーンやタッ
チパネル上に構成されている場合は、操作者が直接手で
触れることにより操作できる。あるいはライトペンなど
を使用して指定することもできるし、物理的な操作盤に
て構成されている場合は操作者が物理的に操作する。

【００４７】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。ＳＥ
Ｍ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。

【００４８】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。

【００４９】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。

【００５０】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。

【００５１】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。

【００５２】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１
７、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１
３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、走
査速度等を制御する。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２
０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。

【００５３】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。

【００５４】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ＬａＢ_６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。

【００５５】［試料台］観察位置の位置決めは、試料２
０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。

【００５６】ＳＥＭの観察像に影響を与える試料の条件
には、導電性の有無、導通を得ることなどを目的として
試料に付着された金蒸着の有無、水分等の揮発成分の有
無、表面の凹凸の有無および凹凸の細かさ、試料を構成
する物質が純物質か混合物か、構成物質の元素番号の大
小、などがある。これらの条件によって、所定の像観察
条件においてどのような画像イメージとなるかが決ま
る。しかしながら、現実の測定においては、これらの試
料の条件を全て把握することは困難である。電子顕微鏡
の操作者は、上記のような試料の条件に加えて、観察の
目的に応じてＳＥＭの像観察条件を決定している。観察
の目的とは、試料のどのような特徴を観察したいのかと
いうことであり、例えば、試料の凹凸を観察したい、試
料の組成の違いを観察したい、試料のごく表面を観察し
たいのか、あるいは試料の表面に付着した油分などを無
視した観察をしたいのか、またどのくらいの倍率で観察
したいのか、分解能を重視した観察をしたいか、あるい
はＳ／Ｎ比を重視した観察か、はたまた拡大さえできれ
ば良いのか、などの目的が考えられる。

【００５７】以上のような試料の特性と観察の目的を考
慮しながら、これに適した像観察条件を設定する。ＳＥ
Ｍの像観察条件には、加速電圧、検出器の種類、真空
度、倍率、スポットサイズ、試料の観察位置（試料台の
ＸＹＲ軸位置、試料の傾斜角度（試料台のＴ軸位置）、
試料と対物レンズとのワーキングデイスタンス（試料台
のＺ軸位置）対物レンズ絞り径などがある。その他、試
料のコンタミネーション、試料の損傷や蒸発による変形
なども考慮される。

【００５８】このような像観察条件に対し、電子顕微鏡
の操作者は観察しようとする試料の特性や観察の目的に
応じて、各項目を設定していく。手動で像観察条件を設
定する手順は、一般に以下のようになる。

【００５９】まず仮の像観察条件として、最も良いと予
想される像観察条件を一つ決めてＳＥＭを設定する。得
られた観察像の画像イメージに対し、倍率や位置決め、
フォーカスなど各調整項目を調整し、その像観察条件で
最適な画像とする。このようにして一の像観察条件に対
して観察像を取得する。ただ、この観察像が最適なもの
かどうかが判らないため、他の像観察条件の観察像と比
較しながら最適な像観察条件を試行錯誤的に探していく
必要がある。まず得られた観察像を後で比較できるよう
に、画像データを一時的に保存、印刷または記憶してお
く。そして、像観察条件を画像がより良くなると予想さ
れる条件に変更し、再度各調整項目を調整し別の像観察
条件での観察像を取得する。この観察像についても保
存、印刷などを行う。この動作を何回か繰り返し、複数
の像観察条件でそれぞれの観察像を取得する。そして、
複数の像観察条件の観察像を相互に比較し、最終的に最
適な像観察条件を決定する。また、この最適な像観察条
件にＳＥＭを再度設定し、調整して観察像を取得し、必
要に応じて所望の操作を行う。

【００６０】このように、最適な像観察条件は様々な条
件に設定して各々の画像を比較して決定するという試行
錯誤的な手法によらなければならず、極めて面倒でかつ
熟練を要する作業であった。ＳＥＭでの観察に熟練した
操作者であれば、像観察条件が観察像に与える影響がど
のようなものであるか、おおよその傾向を推測すること
はできるが、それでも実際に得られる画像は取得して確
認してみないと判らないため、熟練者であっても作業が
面倒であることに変わりはない。また撮像された観察像
に対して調整を行う作業が必要となり、このことも操作
の手間に拍車をかけていた。

【００６１】さらに初心者であれば、なおさら困難とな
る。試料の特性をすべて把握することができず、また各
条件や調整項目が直感的にどのような作用があるのかが
理解できない。さらに像観察条件の設定項目間に相関や
制限があることを理解できない。例えば、倍率が低いと
きはスポットサイズを大きく、逆に高いときは小さくし
なければならないこと、あるいは検出器に反射電子検出
器を使用するときは低加速電圧での観察ができないなど
の条件があるため、これらを理解しないと正しい設定が
できない。さらに対物レンズを試料に接触させて装置を
破損するおそれもある。対物レンズと試料との距離は、
近いほど対物レンズと試料との間の空気が少なくなるの
で一般に良い画像が得られるが、近づきすぎると対物レ
ンズが試料に接触して破損することが起こる。このよう
に設定条件の決定には経験と勘が必要となり、時間がか
かる上、最適値に調整しきれないなどの問題があった。

【００６２】これに対し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、熟練者でなくても
ＳＥＭの最適な観察条件を決定できる方法を提供する。
また熟練者に対しても、短時間で手間を掛けずにＳＥＭ
の最適な観察条件を決定できる方法を提供する。

【００６３】ＳＥＭで観察した観察像の評価は、次のよ
うな基準の複合で行われる。例えばチャージアップが画
像に表れているか、画質がソフトかざらざらしたハード
なものか、Ｓ／Ｎ比の良し悪し、分解能の高低、凹凸情
報が表現されているか、材質の遠いが表現されている
か、試料の情報源が浅いか深いか、角、突起の見え方、
立体感の有無などである。

【００６４】本発明の実施例では、これらの画像の評価
を、異なる像観察条件で得られた複数の観察像で実際に
比較して行い、最適な像観察条件を選択する。像観察条
件の設定や観察像の取得は自動的に行われる。これによ
って、手間をかけず短時間で、しかもＳＥＭに関する特
別な知識がなくても、最適な条件をイメージを見ながら
条件選択できる。

【００６５】これを実現するために、本発明の実施例で
はｅプレビューを実行する。ｅプレビューとは、最適な
観測条件を得るために電子顕微鏡もしくはコンピュータ
側で推奨の観測条件を簡易的に複数作成し、各々の観測
条件で観察像を取得し、複数の簡易観察像として一覧表
示するものである。まずＳＥＭの像観察条件の設定項目
の内、１つまたは複数を変化させた設定を、簡易的な像
観察条件として複数組準備しておく。例えば加速電圧や
検出器の種類を変更した複数の簡易像観察条件を自動的
に生成する。そして準備した複数組の簡易像観察条件を
順にＳＥＭに設定し、それぞれの条件で試料を連続的に
観察する。観察した複数の簡易観察像は一時的に保存
し、第２表示部で一覧表示する。一覧表示の際には、簡
易観察像を縮小して同時に表示させることができる。操
作者は、表示された複数の簡易観察像を比較し、最適と
思われる画像を選択する。また選択された画像に属する
簡易像観察条件をあらためてＳＥＭに設定し、通常の撮
像を行い観察像を取得する。

【００６６】なお、ｅプレビューで簡易的な撮像でな
く、通常の撮像を行うこともできる。この場合、各観察
像の描画に時間がかかるが、選択された観察像について
は再度撮像を行うことなく、そのままの画像データを利
用することができる。

【００６７】［ｅプレビューの動作の流れ］ｅプレビュ
ーの動作の流れを、図２７のフローチャートに基づいて
説明する。ｅプレビューに先立ち、上述の手順により予
めｅプレビューを行う複数の簡易像観察条件群を設定し
ているものとする。

【００６８】まずステップＳ’１で、複数の簡易像観察
条件から一の像観察条件を設定する。簡易像観察条件を
設定する順番は規定されており、加速電圧の低いものか
ら高いものへと順に、また先に二次電子検出器を使用
し、次いで反射電子検出器を使用する順で設定される。

【００６９】そして設定された簡易像観察条件に基づい
て、ステップＳ’２で簡易観察像を取得する。取得され
た簡易観察像に対して、画像の仮調整を行う。この調整
は自動的に行われる。調整された画像は、ステップＳ’
３で一時的に保存される。画像データはメモリや記録媒
体で保持される。以上のようにして、一の像観察条件に
対して一の簡易観察像を得る。

【００７０】ステップＳ’４で、簡易像観察条件がまだ
あるかどうか判定する。まだ簡易観察像を取得していな
い簡易像観察条件がある場合は、ステップＳ’１に戻り
上記のステップを繰り返す。上記の実施例では４つの簡
易観察像を得るために４つの簡易観察条件を用意してい
るので、ステップＳ’１〜ステップＳ’４のループが４
回繰り返されることになる。

【００７１】以上のようにしてすべての簡易像観察条件
に対して各々の簡易観察像を得られたらステップＳ’５
に進み、これらの簡易観察像を第２表示部に一覧表示す
る。

【００７２】以上のステップＳ’１〜５の一連の動作
は、装置側で自動的に行われる。このため操作者は特に
意識することなくステップＳ’５でｅプレビューの結果
として、一覧表示された簡易観察像を得ることができ
る。自動調整によってある程度の画像イメージを得るこ
とができるものの、最適な画像を得ることは一般に困難
である。ただ、ここでは観察像がどのような画像イメー
ジとなるか、全体が把握できれば足りるので、簡易的な
画像でも十分目的を達成することができる。簡易的な像
観察条件、簡易的な画像調整で簡易的な表示を行い、最
終的な像観察条件が決定されれば、それに基づいて最適
な画像イメージの観察像を得ることができる。また、こ
こでは拡大倍率が最高１万倍などに抑えられる。これに
よって全体像が把握でき、また後述する非点収差補正な
どを行わなくても十分な表示が可能となる。

【００７３】ステップＳ’６では、一覧表示された簡易
観察像の中から所望の画像イメージを選択し、これを取
得した簡易像観察条件を通常の像観察条件として設定す
る。これによってあらためて通常の撮像を行い、ステッ
プＳ’７では得られた観察像に対して必要な調整を行
う。ここでの調整は手動で行う。またこのようにして得
られた観察像に対し、必要に応じて印刷や保存など所望
の操作を行う。

【００７４】［複数回のｅプレビュー］また必要な場合
は、ｅプレビューを複数回行ってより良い観察像を取得
できる最適条件を探すこともできる。図２８に基づいて
説明すると、まずステップＳ”１でｅプレビューを行う
簡易像観察条件を複数生成する。そしてこの簡易像観察
条件群に基づいてｅプレビューを行う。ｅプレビュー動
作は、前記図２７のステップＳ’１〜ステップＳ’５の
手順と同様である。このようにして得られた簡易観察像
群が一覧表示された中から、ステップＳ”３で所望の画
像イメージを得ている簡易観察像を選択する。さらに、
再度ｅプレビューを行うかどうかをステップＳ”４で判
定する。再度ｅプレビューを行う目的としては、像観察
条件をより詳細に設定するために、条件の絞り込みを行
う場合や、所望の画像イメージが得られなかった場合に
別の条件でｅプレビューをやり直す場合などがある。ｅ
プレビューを再度行う場合は、ステップＳ”７にジャン
プして新たな簡易像観察条件群を設定する。その際、必
要に応じて試料の除電を行うことができる。簡易撮像に
よって試料がチャージアップする場合があるからであ
る。

【００７５】以上の手順によって最終的に所望の画像イ
メージの簡易観察像が得られれば、ステップＳ”６に進
み図２７のステップＳ’７と同様の調整作業を必要に応
じて行う。 ［複数回ｅプレビューを繰り返す場合の像観察条件の設
定］複数回ｅプレビューを繰り返す場合の像観察条件の
設定は、以下のようにして行う。

【００７６】あるパラメータの最適値を探すには、でき
るだけ細かい変化量で全範囲を検索し、各々について簡
易観察像を取得して比較検討する方法があるが、時間が
かかってしまう。そこでまず変化量を大きく取り粗く検
索してある程度領域を特定した上で、さらに細かく検索
する。これによって時間を短縮することができる。この
方法ではｅプレビューを複数回行うことになる。

【００７７】例えば、パラメータとしてチャージアップ
しない加速電圧の最大値を探す場合を考えると、まず１
回目のｅプレビューでは変化量を０．３ｋＶに設定し、
０．８ｋＶ、１．１ｋＶ、１．４ｋＶ、１．７ｋＶの４
つの加速電圧を簡易像観察条件群として設定する。その
結果、０．８ｋＶと１．１ｋＶではチャージアップが生
じず、１．４ｋＶ以上でチャージアップが生じた簡易観
察像が取得された。この場合は１．１ｋＶ〜１．４ｋＶ
の間でチャージアップが生じたことになるので、２回目
のｅプレビューでは変化量をより細かく０．１ｋＶに設
定して、最適な加速電圧の絞り込みを行う。そして２回
目のｅプレビューで１．１ｋＶ、１．２ｋＶ、１．３ｋ
Ｖ、１．４ｋＶのそれぞれについて簡易観察像を取得
し、１．３ｋＶまでチャージアップが生じず、１．４ｋ
Ｖでチャージアップしていることが明らかになれば、チ
ャージアップしない最大加速電圧として１．３ｋＶを得
ることができる。もちろん、各ｅプレビュー動作では除
電動作を行って試料にたまった電荷を除去しておくこと
はいうまでもない。またｅプレビューの回数を画面上に
表示させても良い。例えば図１５の画面で「ｅプレビュ
ー ２回目」などと表示させる。

【００７８】［ｅプレビューを行う際の条件］ｅプレビ
ューにおいては、各画像の調整は自動的に行う。これに
よって、複数の画像を取得する一連の動作を、操作者が
調整することなく完了でき、スムーズに迅速に行うこと
ができる。なお自動調整によれば、手動調整に比較する
と精度が若干低下する。ただ、ｅプレビューは簡易的な
撮像であり、最適な像観察条件を選択するための画像評
価ができる程度であれば足りるので、問題はない。

【００７９】各画像の一時保存は、フレームレートを上
げた画像で行う。これによって、複数の画像を取得する
時間を短縮することができる。通常、ＳＥＭで高精細な
画像を描画するには、一画像あたり３０秒〜１分間必要
になる。さらに一枚の画像ではＳ／Ｎ比が悪いため、通
常の撮像時には一画像１／４秒程度のフレームレートで
１０画像以上取得して、平均をかけて表示している。し
たがって、一画像を得るには２秒以上かかることにな
る。印刷用の詳細な観察像に至っては３０秒以上かかる
こともある。そこで本発明の実施例では、平均をかける
枚数を８枚や４枚に少なくしたり、試料に対する電子線
の走査範囲を狭くするなどの制限をかけたり、走査を間
引くなどの処理によってフレームレートを上げて、画像
を取得するまでの時間を短縮している。

【００８０】［非点収差補正］また、非点収差を行わな
いで済むように、最高倍率を制限する。これにより非点
収差補正の手間を省き、かつ処理時間を短縮することが
できる。非点収差補正については自動調整がうまく機能
しないことがあり、自動調整が失敗して画像が表れなく
なると画像評価に支障をきたし、手動調整が必要となっ
てしまう。そこで、ｅプレビューの段階ではあまり拡大
倍率を上げることができないように制限して、非点収差
補正の調整の必要性を減じさせる。例えば最高倍率を１
万倍に設定すると、非点収差は既定の初期値のままで十
分な画像評価レベルを維持することができる。自動調整
を行わなくても十分な画像を得られることで、調整作業
を省き簡単かつ迅速に進めることができる。あるいは、
各条件における非点収差補正の値を予めテーブルなどに
保持しておき、これを参照することで適切な非点収差補
正の値を設定するよう構成しても良い。

【００８１】［ｅプレビューの実行順序］ｅプレビュー
において複数の像観察条件にて簡易観察像を取得する際
に、各条件を実行する順序を考慮することが望ましい。 チャージアップの影響を受けない順序 加速電圧は、電圧値の低いものから高いものへと順に電
圧値を上げていくように低い順に設定する。一般に加速
電圧が高いほど試料がチャージアップしやすくなるた
め、低い電圧から徐々に電圧を上げていくことによっ
て、チャージアップの影響を少なくできる。

【００８２】［二次電子検出器から反射電子検出器へ］
検出器の種類を変更する場合は、まず二次電子検出器で
実行した後反射電子検出器に変更する。二次電子は遅い
加速電圧でも検出可能である。これに対し反射電子は低
い加速電圧では検出器まで到達しないので、一般に二次
電子に比して高い加速電圧が必要となる。したがって、
低い加速電圧で加速電子を照射する二次電子検出器の観
測を先に行い、その後反射電子検出器の測定を行う。

【００８３】さらに、加速電圧を変更すると、最適な像
観察条件も変わってしまうので調整作業を再度やり直す
必要がある。逆に加速電圧が一定であれば調整作業は一
度行えば再設定は不要となる。このため、まず二次電子
検出器の測定を行った後、同じ加速電圧で反射電子検出
器に切り替えた場合は、同じ加速電圧で他の設定項目を
変更しない場合は調整作業が不要になる。したがって、
自動調整の作業を省いて時間を短縮できる。

【００８４】［ｅプレビュー用の簡易像観察条件群の設
定］複数の簡易像観察条件を設定する方法には、以下の
方法がそれぞれ利用できる。 （１）簡易像観察条件の数と、その内容を固定値とす
る。例えば、簡易像観察条件を２つとし、その内容は検
出器を二次電子検出器と反射電子検出器にそれぞれ設定
する。その他の項目は、それぞれの検出器に適した条件
とする。 （２）変化させる項目を指定する。例えば、加速電圧の
みを変化させる条件を指定した場合、０．５ｋＶ、１．
０ｋＶ、２．０ｋＶ、５．０ｋＶ、１５ｋＶ、２０ｋ
Ｖ、などに設定する。変化量は一定値としても良いし、
増減させたり不規則な値を指定することもできる。その
他の項目は、それぞれの値に適した条件とする。

【００８５】（３）予め複数の設定を用意しておく。観
察する試料や観察の目的などに応じて選択できるよう
に、それぞれの条件に適した簡易像観察条件を提示して
選択させる。例えば、試料が絶縁物である、あるいはチ
ャージアップ確認用の設定として、加速電圧を０．５ｋ
Ｖ、０．８ｋＶ、１．１ｋＶ、１．５ｋＶにそれぞれ変
更する設定群、あるいは導体試料の観察用に加速電圧と
検出器の組み合わせによる設定として、二次電子検出器
で加速電圧１ｋＶ、５ｋＶ、２０ｋＶ、および反射電子
検出器で２０ｋＶの設定群、または倍率決定用に倍率の
みを１００倍、１０００倍、１００００倍にそれぞれ変
更する設定群、あるいは真空度決定用に真空度を２００
ｐａ、１００ｐａ、５０ｐａ、１０ｐａにそれぞれ変更
する設定群など、一または複数の設定項目に対し条件を
変更した設定群を用意しておく。

【００８６】（４）特定の設定項目のみを連続的に変更
するのでなく、特定の試料や観察目的に適するようすべ
ての設定項目が調整された像観察条件を複数用意し、所
望の条件を選択する。操作者は所望の条件の選択肢を選
択し、それぞれの条件で簡易観察像を得ることができ
る。特定のパラメータから最適な値を探すのでなく、ま
ずどのような画像が得られるかを検討するのに適してい
る。例えば、試料が繊維である場合に適した条件、分解
能を重視した条件、試料ダメージを軽減した条件、生物
系の試料に適した条件、低倍率向けの条件、試料のコン
タミネーションが少ない条件など、それぞれの条件に適
した簡易像観察条件を準備する。各条件には、それぞれ
すべての設定項目が含まれている。

【００８７】（５）以前に行った像観察条件を使用す
る。従前使用した観察像やその像観察条件を記録、保持
しておき、これらを呼び出すことでその条件を設定でき
るようにする。例えば、撮像した観察像を保存したフォ
ルダの中から所望の画像を選択し、その画像を観察した
ときの条件をコピーして同一の簡易像観察条件に設定す
る。この方法では、従前使用した像観察条件を記録、保
持しておく必要がある。後に選択しやすいように、例え
ば取得した画像データをサムネイルで表示させて、どの
ような画像や条件であったかをイメージで思い出させる
ようにしたり、画像やその像観察条件に日付や試料その
他の説明を名前を付けて保存することで、後で選択、検
索する際に利用しやすくできる。

【００８８】（６）操作者がすべての条件を任意に設定
できる。図４に示すような従来型のマニュアル設定であ
る。 （７）前回使用した簡易像観察条件に基づいて、新たな
条件群を生成する。例えば、直前に行った像観察条件が
加速電圧２．０ｋＶの場合、この値の前後の値となるよ
うに加速電圧を変更した設定条件とする。例えば、マニ
ュアル観察モードで取得した観察像に対し、微調整を行
うような場合に利用できる。

【００８９】［ｅプレビューの使用形態］図２９の例で
は、オート観察モードでのｅプレビューの使用について
説明する。オート観察モードでは、後述するようにガイ
ダンス機能によって操作者に対し操作を誘導する。

【００９０】［ステップＳ１１ 試料の材質選択］まず
試料の材質を選択する。これに応じて仮の像観察条件を
設定し、この設定に基づき電子線の照射を開始し、仮の
観察像を取得する。仮の観察像は調整しやすいように、
最初は低倍率で第１表示部に表示させる。

【００９１】［ステップＳ１２ 観察位置決め］次に、
仮の観察像に基づいて、観察位置の位置決めと倍率調整
を行う。

【００９２】［ステップＳ１３ ｅプレビュー］ステッ
プＳ１２で位置決めと倍率調整された仮の観察像に基づ
いて、複数の像観察条件を演算する。演算された像観察
条件に基づいてｅプレビューを実施し、複数の簡易観察
像を取得し、これらを第２表示部に同時に一覧表示す
る。

【００９３】［ステップＳ１４ 各種操作］表示された
簡易観察像の中から、所望の簡易観察像を選択し、選択
された簡易観察像の像観察条件を設定し通常の撮像を行
う。このようにして得られた観察像に対し、所望の操作
を行う。例えば、画像の印刷、保存、寸法測定などを行
う。

【００９４】また図３０の例では、マニュアル観察モー
ドで操作者が像観察条件を設定した後、ｅプレビューを
行う。

【００９５】［ステップＳ２１ 像観察条件を手動設
定］まず操作者が最適と思われる像観察条件を手動で設
定する。図４のマニュアル観察モードを選択し、設定項
目として検出器の種類、試料室内の真空度、加速電圧、
スポットサイズを設定する。これらの像観察条件を設定
した後、電子線の照射を開始し、観察像を取得する。さ
らに観察像に対して、観察位置の位置決めと倍率調整を
必要に応じて行う。

【００９６】［ステップＳ２２ ｅプレビュー］現在表
示中の観察像に対して、さらに像観察条件を変更したｅ
プレビューを実施する。手動で最適と思われる条件に設
定して得られた観察像が、本当に最適なものなのか判断
することは困難であり、もっと良い画像にできないか、
様々な条件に変更して試行錯誤しながら最適な条件を模
索することがある。このような場合にｅプレビューを実
行して、設定項目を変更した複数の像観察条件を自動的
に設定し、それぞれの簡易観察像を簡単に取得すること
ができる。ｅプレビューの結果第２表示部に一覧表示さ
れた簡易観察像を比較検討し、操作者は所望の簡易観察
像を選択し、必要に応じてさらに調整を行う。

【００９７】［ステップＳ２３ 所望の観察像が得られ
たか］また、ステップＳ２２のｅプレビューにより得ら
れた観察像に対し、さらにｅプレビューを行うこともで
きる。このｅプレビューは、上記ステップＳ２２と同様
の条件群を設定する他、前回のｅプレビューと異なる条
件、例えば加速電圧の設定幅を小さくするなど、より詳
細な条件に変更することができる。ｅプレビューを繰り
返し行うことによって、さらに細かく最適条件を模索す
ることができる。これによって、熟練した操作者であっ
ても様々な条件を自動的に設定してそれぞれの条件にお
ける観察像を確認、比較できるので、最適条件の検索を
容易に行うことができる。

【００９８】このステップは任意であり、ｅプレビュー
の回数は１回のみ行うように構成しても良いし、あるい
は２回以上何回でも行えるように構成することもでき
る。

【００９９】［ステップＳ２４ 各種操作］以上のよう
にして所望の観察像が得られたら、上記と同様に所望の
操作を行う。

【０１００】［従前の像観察条件を選択］また図３１に
示すように、以前に像観察を行った像観察条件を使って
撮像し、さらにｅプレビューを行うことができる。例え
ば、像観察の履歴を記録しておき、過去に使用した条件
の中から所望の条件を使って撮像する。履歴は、電子顕
微鏡もしくはコンピュータが撮像の度に自動的に記録す
るよう予め設定しておく。保存は自動でなく操作者が任
意に行うようにしてもよい。また保存形態は、所定のデ
ータ量として古いデータを順に消去する一時保存として
も、すべてのデータを保持する永久保存としても良い。
記録された履歴データは保存されているので、必要に応
じて呼び出すことができる。また履歴の各々のデータに
対し、撮像した日時や使用された回数などの属性を共に
記憶しておくこともできる。これを使えば、履歴のデー
タを日付順、使用頻度順などでソートしたり、検索する
といった処理も可能となる。検索は像観察条件の設定内
容からも可能で、例えば加速電圧２０ｋＶ以上の条件を
抽出するといった処理も考えられる。また各々の像観察
条件で取得された観察像のデータとの関連付けも可能で
ある。例えば観察像のイメージデータの保存場所を記憶
しておき、必要に応じて観察像を呼び出したり、イメー
ジデータを縮小してアイコン表示させることで、操作者
がイメージで選択、あるいは以前の操作を思い起こし易
くするといった使い勝手面での改善も可能である。

【０１０１】さらに図３２のフローチャートは、オート
観察モードでのｅプレビューの他の使用形態を示す。こ
の例では、位置決めや倍率調整の前にｅプレビューを行
うことにより、適切な条件で撮像された観察像を先に取
得しておき、綺麗な画像に基づいて位置決めなどの調整
を行うものである。これによって、より正確な調整が可
能となり、最適画像の取得後に再調整する手間が軽減さ
れる。

【０１０２】［ステップＳ４１ 試料の材質選択］試料
の材質を選択する。これに応じて仮の像観察条件を設定
し、この設定に基づき電子線の照射を開始し、仮の観察
像を取得する。仮の観察像は調整しやすいように、最初
は低倍率で第１表示部に表示させる。

【０１０３】［ステップＳ４２ ｅプレビュー］調整前
に低倍率表示された仮の観察像に基づいて、複数の像観
察条件を演算する。演算された像観察条件に基づいてｅ
プレビューを実施し、複数の簡易観察像を取得し、これ
らを第２表示部に同時に一覧表示する。

【０１０４】［ステップＳ４３ 観察位置決め］表示さ
れた簡易観察像の中から、所望の簡易観察像を選択し、
この簡易観察像に対して観察位置の位置決めと倍率調整
を行う。この時点で所望の簡易観察像が選択されている
ので、操作者は綺麗な画像で調整を行える。

【０１０５】［ステップＳ４４ 各種操作］必要に応じ
て、調整された観察像に対し所望の操作を行う。

【０１０６】さらにまた、予め設定された条件に基づい
てｅプレビューを行うこともできる。様々な試料に対し
て適切と思われる像観察条件を予め複数登録しておき、
操作者に選択させ、あるいは電子顕微鏡やコンピュータ
が試料の種別や像観察条件を自動検出することにより、
規定値での像観察を行う。初期設定での観測となるた
め、調整のとれた画像が得られるとは限らないが、操作
者は所望の条件設定を選択するのみであるので、極めて
簡単にある程度の画像を得ることができる。また必要に
応じてさらに上述のようなｅプレビューなどで調整を加
えることが可能であることはいうまでもない。

【０１０７】［所望の操作の前にｅプレビュー］図３３
の例は、保存や印刷などの操作の前にｅプレビューを行
うものである。例えば、ディスプレイなど表示部の画面
上では十分な画像が得られているが、印刷や保存の前に
さらに良い画質としておきたいような場合にｅプレビュ
ーを行い、より望ましい画像を選択、調整する。また、
印刷に適した画像、保存に適した画像とするように個別
の調整を加えても良い。

【０１０８】［モード］この電子顕微鏡は、操作を簡単
とするように設定を誘導するガイダンス機能を持たせた
第１像観察モード画面と、従来型の設定が可能な第２像
観察モード画面を備える。第１像観察モード画面は、電
子顕微鏡の操作に慣れていなくてもある程度の観察像を
取得できるように、必要項目の設定を誘導して自動であ
る程度の設定を可能とする、いわばイージーモードであ
る。第１像観察モードは図２に示す電子顕微鏡操作プロ
グラムのメニュー画面において、「オート観察」４０と
表記される。なお図２および図４以降は、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イメージ
図を示している。

【０１０９】一方第２像観察モード画面は、通常の設定
画面であって電子顕微鏡の操作に習熟した者が詳細な設
定を行い、最適な観察像を得ることができるいわばプロ
モードである。第２像観察モードは図２において「マニ
ュアル観察」４１と表記される。マニュアル観察モード
の画面例を図４に示す。マニュアル観察モードにおいて
は、すべての設定項目を操作者が設定する。この画面で
は、設定を誘導するガイダンスがなく、どのタイミング
でどの操作をするべきかの判断を操作者が行って操作が
できるように、いつでもすべての操作ができる。

【０１１０】［像観察条件］ＳＥＭで観察像を得るため
に必要な条件である像観察条件は、例えば加速電圧にお
いては電子銃高圧電源３などを調整することで、試料に
応じて適切な加速電圧値を決定すること、電子銃から照
射される電子線を、試料上で所望のスポットサイズ（入
射電子線束の直径）に設定することなどである。加速電
圧やスポットサイズ以外の像観察条件としては、検出器
として二次電子検出器あるいは反射電子検出器などのい
ずれを選択するか、試料室３１内の真空度、倍率、試料
の観察位置すなわち試料台のＸ、Ｙ、Ｒ軸位置、試料の
傾斜角度すなわち試料台のＴ軸位置、ワーキングディス
タンスすなわち試料台のＺ軸位置、対物絞り径などがあ
る。

【０１１１】調整項目には、一度調整すればよい項目
と、像観察条件を変更するたびに調整する必要のある項
目がある。例えば、フィラメントを加熱して電子銃から
熱電子を発生させるための電流値の調整は、電子顕微鏡
の操作開始時に一度調整すればよい。これに対し、取得
された観察像を調整する項目としては、フォーカス、コ
ントラスト、ブライトネス（明るさ）、非点収差補正、
光軸調整（ガンアライメント）などがある。一般に高倍
率になると、各項目の調整が難しくなり、調整をしない
場合と調整した場合の画像との差が顕著になる。操作者
は画面上から必要なボタンやメニューを操作して各項目
を設定する。

【０１１２】電子顕微鏡の操作者は必要に応じてオード
観察モードとマニュアル観察モードを切り替えて設定す
ることができる。切替には、図４において下部に設けら
れた「オート観察」タブ４２、「マニュアル観察」タブ
４３を選択することにより行う。マニュアル観察モード
からオード観察モードへの切替、あるいはマニュアル観
察モードからオート観察モードへの切替は、随時行うこ
とができる。これによって、例えばオート観察モードで
ある程度の観察像を取得した後、マニュアル観察モード
に切り替えて最適な設定に調整してより詳細な観察像を
得るといった使用形態が可能となる。

【０１１３】［オート観察モードの操作方法］以下、本
発明の一実施例に係る電子顕微鏡の操作方法として、オ
ート観察モードによる像観察を図３のフローチャート、
図６〜１５、図２４〜図２６の操作画面に基づいて説明
する。なおこれらの図面は、コンピュータもしくは電子
顕微鏡に表示されるユーザインターフェース画面の一例
を示している。各画面のデザインやレイアウト、画面や
ボタンの配置、配色やアイコンの形状などは必要に応じ
て適宜変更できることはいうまでもない。

【０１１４】まず電子顕微鏡操作プログラムを起動する
と、図１のコンピュータ１の画面上に図２の選択画面が
表示される。選択画面においては、各々の操作を選択す
るためのボタンが、操作内容の説明と共に表示される。
操作者はこの中から所望の操作を選択し、選択ボタンを
押下する。ここで「オート観察」４０を押下すると、図
６の画面になりオート観察モードが開始される。オート
観察モードでは、ガイダンス機能によって必要な設定項
目が画面毎に示される。必要に応じて、設定項目の説明
をテキストや音声、イラストや写真などの静止画、アニ
メーションなどの動画などを単独もしくは組み合わせて
説明する。また必要な設定項目については点滅やハイラ
イト表示、反転などによって強調させることもできる。
加えて、適宜メッセージを表示して注意を促すこともで
きる。例えば、オート観察モードに移行する際に図５の
ようなメッセージ画面を表示し、操作者に対し注意すべ
き事項を確認させることができる。

【０１１５】さらに、各設定項目において許容できない
設定が入力されたとき、入力内容に誤りがある旨を知ら
せる警告手段を設けても良い。警告はテキストでメッセ
ージを表示させる方式の他、警告音を発したり音声メッ
セージを再生させるなどの方法が利用できる。また特定
の項目に設定や変更ができないように制限をかけて、誤
動作を防止することもできる。さらにまた、設定の不要
な操作項目は画面に表示させないようにしても良い。

【０１１６】操作者は各画面で設定終了後に「次へ」ボ
タンを押下して次画面の設定項目に進むという操作を繰
り返す。これによって段階的に必要な設定を順次行っ
て、最終的に観察像を得ることができる。設定画面を前
の画面に戻りたい場合は、「ひとつ前にもどる」ボタン
を押下する。これによって、設定をやり直すことができ
る。

【０１１７】［ステップＳ１ 試料の材質を選択する］
図６は試料分類画面であり、操作者に試料の材質を選択
させる試料分類欄４４を設ける。像観察の対象となる試
料が導体のみからなるのか、あるいは絶縁体や半導体を
含むのかをラジオボタンにより選択する。試料の導電性
に応じて、加速電圧とスポットサイズが決定される。導
電性のある試料の場合はチャージアップのおそれがない
が、絶縁体や半導体を含む場合は電荷がたまってチャー
ジアップが生じるおそれがあるため、加速電圧を上げす
ぎないように注意する必要があるからである。ここでの
選択に従って加速電圧とスポットサイズの両方を電子顕
微鏡あるいはコンピュータ側が自動的に決定する。

【０１１８】ここでの設定は、次画面で位置決めを行う
ための観察像を取得するための設定であって、最適な観
察像を取得するためのものでない。観察像を得るために
は何らかの条件で電子線を照射しなければならないが、
この時点では最適な条件を判断することはできない。こ
こでは、位置決めが行える程度に全体像が判別できる観
察像が取得できるように、観察像の品質を優先せず、観
察像の取得を目標とした安全値に加速電圧およびスポッ
トサイズを設定する。さらに像の全体を得られるよう倍
率を低めに設定する。試料の材質を選択すると、「次
へ」ボタン４５がグレーアウトした状態から選択可能に
なる。「次へ」ボタン４５を押下すると、図７の位置決
め画面に移行し、設定された加速電圧に基づいて電子線
の照射を開始し、低倍率での像観察を行う。

【０１１９】なお、前回行った像観察条件と同じ条件で
観察を行う場合は、「前回の像観察条件を使用する」欄
４６をチェックする。この欄をチェックして「次へ」ボ
タン４５を押下すると、ガイダンスを省略して直ちに像
観察に進むことができる。

【０１２０】［簡易的な加速電圧およびスポットサイズ
の決定手法］ここで、電子顕微鏡またはコンピュータが
簡易的に加速電圧とスポットサイズを決定する手法につ
いて説明する。簡易的な観察とはいっても、いくつかの
条件を満たすことが望ましい。例えば、チャージアップ
し易い試料を観察する場合は、チャージアップしない条
件での観察とする必要がある。また試料が熱変形や蒸発
といった損傷を受けやすい場合は、試料に損傷を与えな
いような条件としなければならない。これらに加えて、
可能な限りきれいに観察できるように条件を設定する必
要がある。さらに加速電圧とスポットサイズのみなら
ず、実際に観察像を結像するためには、観察に必要なす
べてのパラメータを設定しなければならない。

【０１２１】簡易的に加速電圧とスポットサイズを決定
する手法には、以下の手順が利用できる。 ［試料の特性］まず試料の導電率を指定する。例えば試
料の導電性の有無を選択する。または半導体か、あるい
はこれらが混在した試料かを選択させる。

【０１２２】さらに試料の耐熱性を指定する。試料が熱
で変形しやすい性質かどうか、水分など蒸発しやすい成
分が含まれているかどうかを指定する。金属のような安
定した試料であれば、電子線を照射しても問題がない
し、不安定な試料であれば電子線照射によって試料にダ
メージを与えるおそれがある。このため、試料の性質に
応じて電子線照射の条件を調整する。

【０１２３】また試料の構造を指定する。例えば試料が
塊状なのか、紛状体なのか、粒状体なのか、繊維のよう
な細長いものの集合体なのかを指定し、それぞれに応じ
た条件の設定を仮設定候補群として用意しておく。また
試料が塊状である場合、表面に微細な凹凸を有している
のか、平坦なのか、あるいは表面に金蒸着などによるコ
ーティングその他の前処理が施されているかといったさ
らに詳細な条件を指定させ、それぞれに適した条件を用
意しておく。

【０１２４】さらにまた、予め観察目的に応じた設定群
を用意しておき、観察目的を指定させることで自動的に
対応する設定値をセットする。例えば、Ｘ線元素分析を
行うのか、試料を構成する組成の分布を確認するのか、
凹凸状体を確認するのか、試料表面に付着する薄い油分
などを透かして確認するのか、といった目的を選択さ
せ、予め用意されたそれぞれに適した設定群を利用す
る。

【０１２５】以上のようにして簡易的に設定された加速
電圧とスポットサイズに応じて、他の像観測条件のパラ
メータを設定する。例えば、光軸の調整、すなわち光学
系を通っている線で光学系のレンズ、絞りなどの中心を
連ねる直線を調整するには、加速電圧とスポットサイズ
の関係に応じて適切な光軸調整値を予めテーブルとして
備えておき、テーブルを参照することで該当する光軸調
整を行わせる。

【０１２６】なお、加速電圧とスポットサイズの設定
は、両者を調整する方法とする以外にも、いずれか一方
を固定値として、他方を調整する方法としてもよい。

【０１２７】また別に、上記の手法でなく加速電圧およ
びスポットサイズの両方を固定値で観察させることもで
きる。その際、上述のように加速電圧およびスポットサ
イズは最適画像の取得を主眼とするのでなく、観察像の
取得を主眼とした無難な設定とすることが望ましい。

【０１２８】［ステップＳ２ 観察位置決めおよび倍率
調整を行う］図７は位置決め画面であり、操作者に観察
位置の位置決めと拡大倍率を手動で設定させる。図７の
画面は、主たる表示を行うための第１表示部４７と、第
１表示部４７での表示を設定するための補助的な第２表
示部４８を備える。また画面上には各種の設定ボタンが
配置される。各ボタンはツールチップ機能により、図８
に示すようにマウスポインタをボタンの上に重ね合わせ
ることにより各ボタンの機能説明やヒントがチップ画面
４９に表示される。さらに、マウスポインタが重ね合わ
せられたボタンや項目には、枠を表示したりボタンが押
下されたイメージを表示するなどして強調表示し、現在
選択しようとしている項目を明確にすることもできる。

【０１２９】第２表示部４８は、タブを選択することに
より広域画像５０、ｅプレビュー５１のいずれかを表示
内容を切り替える。図７の例では、第２表示部４８には
図６の入力および設定に基づいて、観察像の全体を表示
される「広域画像５０」が選択されている。一方第１表
示部４７には、第２表示部４８に対して設定や処理がな
された画像が表示される。図８の例では、第２表示部４
８の一部が拡大されて表示されている。

【０１３０】［倍率調整］図７の第１表示部４７におい
て拡大倍率を決定する。操作者は第１表示部４７で表示
される観察像を確認しながら、所望の倍率を決定する。
図７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。

【０１３１】倍率の変更は、倍率調整手段である倍率ボ
タンで行う。図７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、図９の
画面となってスライダ５６がサブウィンドウにて表示さ
れる。このスライダ５６上に表示される矢印５７を入力
手段により移動させると、倍率は連続的に変化する。例
えばマウスでスライダ５６を右方向に移動させると拡大
され、左に移動させると縮小される。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リアルタイム
に拡大、縮小表示される。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５６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５６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５８が表示されており、現在第１表示部４７
において表示中の倍率が拡大縮小範囲のどの位置にある
かが表示される。

【０１３２】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、図１０に示すようにド
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。

【０１３３】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。

【０１３４】第１表示部４７でイメージを拡大表示する
と、図１１に示すように、第１表示部４７の拡大イメー
ジが第２表示部４８においてどの部分を拡大しているか
が第２表示部４８上に矩形状の枠５９で囲まれた領域で
表示される。これによって現在どの位置が表示されてい
るかを確認することができると共に、第２表示部４８を
確認しながら所望の位置に移動させることができる。図
７の例では、手のひら状のアイコンを付した移動ボタン
として、第１〜３移動ボタン６０、６１、６２の３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。

【０１３５】第２移動ボタン６１は、指定した位置を中
心に移動させることができる。第２移動ボタン６１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。

【０１３６】さらに第３移動ボタン６２は画面の移動方
向および移動速度を指定できる。第３移動ボタン６２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１２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。

【０１３７】以上の観察位置の位置決めは、試料を載置
した試料台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。

【０１３８】観察像の位置決めや観察視野の移動には、
試料台を物理的に移動させる方法に限られず、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（イメージシフト）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。

【０１３９】［フォーカス調整］また、必要に応じてフ
ォーカス、コントラスト、明るさをそれぞれ「フォーカ
ス」ボタン６４、「コントラスト」ボタン６５、「明る
さ」ボタン６６で調整する。「フォーカス」ボタン６４
を押下すると、図１３に示すように第１表示部４７に枠
６７で囲まれた領域が指定されると共にスライダ６８が
サブウィンドウで表示される。上記と同様にスライダ６
８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。このとき、枠６７で囲まれた領域のみ
がフォーカス調整され、枠外の領域は変化しないため、
フォーカス調整の効果が対比されて容易に確認できる。
マウスの右ボタンをクリックしてフォーカス調整を終了
すると、枠６７が消えて第１表示部４７全体の領域でフ
ォーカス調整が実行される。同様に「コントラスト」ボ
タン６５もスライダにてコントラストを調整し、また
「明るさ」ボタン６６も同様にスライダにて明るさ調整
を行うことができる。

【０１４０】さらに、これらフォーカス、コントラス
ト、明るさの調整を自動で行わせることができる。「Ａ
ｕｔｏ ＦＣＢ」ボタン６９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。

【０１４１】さらに図７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／Ｏ
ＦＦを切り替えることができる。

【０１４２】さらにまた図７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。

【０１４３】以上のようにして位置決めと倍率調整が行
われた後、「次へ」ボタン７２を押下すると図１４の画
面に切り替わる。

【０１４４】［ステップＳ３ 像観察条件を選択する］
図１４の画面では、上記で決定された観測位置と調整に
おいて、像観察条件を選択する。ここでは複数の観測条
件を設定して複数の観察像を取得するｅプレビューを行
うか、一の像観察条件のみを選択して一の観察像を取得
するかのいずれかを指定する。ｅプレビューを行う場合
は、「ｅプレビューを行います」欄７２にチェックを入
れる。図１４〜１５では、Ａ〜Ｄの４つの簡易観察像を
取得して第２表示部４８に表示する例を示している。簡
易観察像Ａ〜Ｄを取得するための観測条件は、電子顕微
鏡あるいはコンピュータ側が観測対象の試料に適してい
ると予測される観測条件の候補群から選択される。特
に、二次電子検出器または反射電子検出器のいずれを使
用するか、さらに加速電圧をいくらに設定するかが重要
な要因となる。図１５の例では、簡易観察像Ａ〜Ｄの
内、Ａ〜Ｃの３枚が二次電子像、Ｄの１枚が反射電子像
を示している。ただし、この例に限定されるものでな
く、すべてを二次電子像あるいはすべてを反射電子像と
してもよいし、あるいは二次電子像を１枚として残りを
反射電子像としてもよい。いずれの検出器を使用するか
は、像観察条件や像観察の目的、操作者の意図などに応
じて適宜設定される。

【０１４５】図１４の例では、簡易観察像Ａの観測条件
は最表面の細かい凹凸情報を取得することを主眼に設定
され、簡易観察像Ｃはノイズを抑えて観測することを主
眼に設定され、簡易観察像ＢはＡとＣの中間の条件で設
定されている。また簡易観察像Ｄは、試料の材質の違い
を判断することを主眼に設定されている。

【０１４６】加速電圧は、チャージアップを避けるため
に増加させる方向に観測条件を変化させて観測する。簡
易観察像をＡ〜Ｄの順に取得する場合は、後になるほど
加速電圧は高くなる。また二次電子検出器で検出した
後、反射電子検出器で観測する。例えば簡易観察像Ｄは
反射電子検出器を使用している。

【０１４７】ｅプレビューの例を図１６〜図２３に示
す。図１６〜図１９は試料として一円玉を倍率１００倍
で測定したものであり、図２０〜図２３はガラスエポキ
シ基板に設けられたスルーホールの断面を倍率５００倍
で観測したものである。図１６は二次電子検出器を用い
て加速電圧２ｋＶで観察したものであり、表面の細かい
凹凸まで観測できることが判る。また図１７は同じく二
次電子検出器にて加速電圧５ｋＶとした例、図１８は二
次電子検出器にて加速電圧２０ｋＶとして観察した例を
示す。特に図１８においては表面の薄い油分を透かして
試料の凹凸が観察できる。このように検出器として二次
電子検出器を使用すると、表面の凹凸が観測できる。さ
らに図１９は反射電子検出器にて同じく加速電圧２０ｋ
Ｖとして観察した例であり、アルミニウムの隙間にたま
ったゴミの組成の相違が確認できる。このように反射電
子検出器では、表面の凹凸でなく試料の組成が明らかと
なる。

【０１４８】また図２０〜図２３は、すべて二次電子検
出器を使って加速電圧を上昇させながら観察した例であ
り、図２０は０．８ｋＶ、図２１は１．２ｋＶ、図２２
は１．６ｋＶ、図２３は２．０ｋＶとしている。これら
の図から、加速電圧の上昇に伴いチャージアップが発生
し、結像が乱れていることが確認できる。

【０１４９】ただ、これらの設定は一例であって、試料
や観察目的に応じて適宜変更できることは言うまでもな
い。例えばすべてを二次電子検出器で測定したり、反射
電子検出器での観測を増やす、あるいは簡易観察像の枚
数を増減する。

【０１５０】一方、ｅプレビューを行わない場合は、そ
の下の像観察条件選択欄７３から所望の像観察条件を選
択する。像観察条件選択欄７３の選択肢は、電子顕微鏡
あるいはコンピュータ側が最適と思われる観測条件の組
み合わせを自動的に演算して提示する。ここでは、像観
察条件選択欄７３の選択肢が、上記ｅプレビューの各簡
易観察像Ａ〜Ｄに対応している。操作者は所望の観測条
件を選択して「次へ」ボタン７４を押下すると、第２表
示部４８において選択された観測条件で結像された簡易
観察像が一枚表示される。この場合、一枚だけの描画で
あるため、プレビューが短時間で済むというメリットが
ある。選択する観測条件が決まっている場合、例えば類
似の試料を観測したことがあり、そのときの観測条件と
同じ条件を設定する場合や既に観測した試料を再度観測
する場合などに利用できる。

【０１５１】ｅプレビューを行うためチェックを入れる
と、その下の像観察条件選択欄７３がグレーアウトして
選択できなくなる。このように、不要な設定項目は選択
できないようにすることで、誤動作を防止することがで
きる。

【０１５２】［条件選択］「ｅプレビューを行います」
欄７２を選択して「次へ」ボタン７４を押下すると、図
１５の条件選択画面となり、ｅプレビュー動作が開始さ
れる。このとき第２表示部４８は、複数の簡易観察像を
表示する「ｅプレビュー」５１に切り替えられている。
ｅプレビュー動作により、順次簡易観察像が描画されて
いく。各簡易観察像の描画には数秒〜数十秒を要する。
各簡易観察像は、それぞれの観測条件に応じて特徴のあ
る観察像が表示されている。操作者は、第２表示部４８
で表示される簡易観察像の中から、所望の画像を選択す
る。

【０１５３】図１５の例では４枚の簡易観察像ＡＢＣＤ
が表示されており、各プレピュー画面にマウスのポイン
タを重ね合わせると説明がチップ表示される。例えば
「Ａ低解像度だが試料に優しい （加速電圧２ｋ
Ｖ）」、「Ｂ ＡとＣの間 （加速電圧 ５ｋＶ）」、
「Ｃ 高解像度だが試料にきつい （加速電圧２０ｋ
Ｖ）」、「Ｄ 材質の違いが判りやすい （反射電子
２０ｋＶ）」といった、簡易観察像の番号、特徴、加速
電圧などが表示される。

【０１５４】マウスなどで簡易観察像をクリックして選
択すると、選択された観察像が第１表示部４７に表示さ
れるので、拡大画像でさらに詳細を確認できる。このよ
うにして所望の簡易観察像を選択した後、「次へ」ボタ
ン７５を押下すると、図２４の観察画面に進む。

【０１５５】なお、ｅプレビュー動作にはすべての簡易
観察像が表示し終わるまである程度時間がかかるため、
操作者は所望の簡易観察像が表示された時点で、まだ他
の簡易観察像が表示されていなくても所望の簡易観察像
を選択して、次へ進むことができる。あるいは未だ表示
されていない簡易観察像であっても選択することができ
る。例えば、既に同一あるいは類似の試料で観察を行っ
たことがあり、最適な条件を知っている、あるいは予測
できる場合などは、ｅプレビューで表示される簡易観察
像を確認しなくとも、直ちにＡ〜Ｄの所望の番号を指定
すれば、指定された簡易像観察条件が観察条件としてＳ
ＥＭに設定される。これらの機能によって、設定に要す
る時間を大幅に短縮できる。

【０１５６】なお非点収差の補正については自動調整が
うまく機能しないことがあり、仮に自動調整が失敗して
簡易観察像が得られない場合は他の簡易観察像との比較
ができなくなる。このため、非点収差についてはあえて
補正しない方法が利用できる。例えば、非点収差は初期
値を使用する、適当と思われる所定値に固定する、また
は非点収差の補正を行わないで済むように、他の像観察
条件、例えば検出器の種類、加速電圧、スポットサイズ
などに応じて非点収差の値を予めテーブルに設定してお
き、テーブルを参照することで適切な非点収差の値を設
定する。あるいは、拡大倍率を例えば最大１万倍に制限
するなど、倍率を制限することによって非点収差が生じ
るおそれを回避することもできる。

【０１５７】［ステップＳ４ 画像を撮像し所望の操作
を行う］以上のようにして選択された簡易観察像の条件
に基づいて、第１表示部４７上に観察像が表示される。
得られた観察像に対して、さらに調整を加えることがで
きる。調整可能な項目には、上述と同様の倍率や位置決
め、フォーカス調整、コントラスト調整、明るさ調整な
どがある。

【０１５８】所望の観察像が得られると、さらに得られ
た画像に対して所望の操作を行う。例えば、画像の撮影
や保存、印刷、寸法測定などがある。図２４の画面で
「撮影」ボタン７６を押下すると、表示中の観察像を取
り込み、画像データがデジタル信号でコンピュータのハ
ードディスクなどの記録媒体に保存される。「撮影」ボ
タン７６の下部には「きれい」または「速い」のいずれ
かを選択するラジオボタン７７が設けられている。「き
れい」を選択すると、観察像がより高精細な画像データ
として保存される。ここで「きれい」とは、試料に照射
する電子線の走査を時間をかけて行い（例えば６０
秒）、二次電子または反射電子のＳ／Ｎ比の良い信号を
取り込むことであり、また「速い」とは、試料に照射す
る電子線の走査を短時間で行い（例えば３０秒）、それ
によって処理時間を優先して信号を取り込むことであ
る。「速い」を選択すると、画像データの精度は若干低
下するが、より高速に保存が行われる。保存する画像デ
ータの画素数は使用目的に応じて６４０×４８０画素、
１２８０×９６０画素、５１２×５１２画素、１０２４
×１０２４画素、２０４８×２０４８画素など任意のサ
イズが利用できる。

【０１５９】さらに必要に応じて次の操作を選択する。
「撮影」ボタン７６を再度押下すると再撮影を行うこと
ができる。また図２４の画面右下に設けられた「メニュ
ーに戻る」ボタン７８を押下すると、図２のメニュー画
面に戻る。その左隣には「印刷」ボタン７９が設けら
れ、コンピュータ１もしくは電子顕微鏡に接続されたプ
リンタ２９で印刷を行うことができる。さらにその左隣
には「除電」ボタン８０が設けられており、試料がチャ
ージアップした状態で除電を行うことができる。

【０１６０】［試料交換］また、試料を交換して像観察
を行う場合は、画面左に設けられた「試料交換」ボタン
８１を押下すると改めてガイダンス手順が最初から開始
される。

【０１６１】［自分で条件設定］また、オート観察モー
ドにおいても、ガイダンス機能による案内を停止させる
ことができる。「自分で条件設定」ボタン８２を押下す
ると、図２５の画面が表示され、ガイダンス機能により
入力される設定項目がすべてこの画面から入力可能にな
る。これによって、ガイダンス機能で提示される設定順
序に拘わらず、操作者は任意の設定項目を指定できる。
例えば、何度かオート観察モードを使用した結果操作手
順が把握できた操作者が、一画面で像観察条件を設定で
きるように望む場合などに利用できる。この場合におい
ても、すべての像観察条件をマニュアルで設定すること
なく、所定の項目のみ入力することで観察像を得ること
ができ便利に使用できる。

【０１６２】具体的には、「試料の分類」欄８３で試料
が導体のみまたは絶縁体を含むものかを、ラジオボタン
で指定する。「観察条件」欄８４で様々な像観察条件の
中から所望の像観察条件をラジオボタンで選択する。像
観察条件を選択後、「上の条件に設定する」ボタン８５
を押下すると、像観察条件に応じた検出器、加速電圧お
よびスポットサイズが各条件欄に自動的に入力される。
また各条件欄にはドロップダウンメニューが設けられ、
表示される選択肢から所望のものに変更することもでき
る。さらに「ｅプレビューを実行」ボタン８６を押下す
るとｅプレビューが開始され、第２表示部４８でタブが
ｅプレビュー５１に切り替えられてｅプレビューの簡易
観察像の描画が順次作成されて表示される。所望の簡易
観察像を選択すると、第１表示部４７にその画像が表示
される。

【０１６３】またガイダンス機能による誘導型の観測条
件設定を使用したい場合は、「オート条件設定」ボタン
８７を押下すると、図６の画面に戻る。

【０１６４】［像観察条件の保存、呼び出し］像観察条
件は保存することができ、保存された設定は後に読み込
んで利用することができる。また、予め電子顕微鏡また
はコンピュータが様々な試料や観察目的に応じて推奨の
加速電圧、スポットサイズ、倍率など一連の像観察条件
を予めプリセットしておき、呼び出すこともできる。操
作者は状況に応じて適切な設定を適宜呼び出し、必要に
応じて変更、調整して利用できる。

【０１６５】以上の例では、試料として一円玉を使用
し、簡易観察像には二次電子像を３枚と反射電子像を１
枚表示させている。これに対し図２６は、上記と同様の
手順で試料として図２０〜２３のガラスエポキシ基板を
観察する際にｅプレビューを行った例を示す。図２６で
は、すべての簡易観察像は二次電子像を表示している。
このように、第２表示部４８で表示させる簡易観察像
は、二次電子像と反射電子像とを組み合わせて表示させ
る他、二次電子像のみ、もしくは反射電子像のみを表示
させることもできる。

【０１６６】以上の実施例では、ｅプレビューによって
４枚の簡易観察像を撮像する例を説明したが、簡易観察
像は２枚や３枚としても良いし、５枚、６枚あるいはそ
れ以上設けることもできる。簡易観察像をいくつ表示さ
せるかは、各簡易観察像の描画に要する時間や像観察条
件などに応じて決定される。

【０１６７】

【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によれ
ば、最適な像観察条件を容易に探し出すことができる。
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、所定の条件に従って複数の観察像
を自動的に取得して表示させ、その中から所望の画像を
操作者に選択させることにより、容易に好ましい像観察
条件が設定できるからである。特に、複雑な設定を指定
することなく像観察条件を選択できるため、操作が極め
て容易で、また実際に各条件の画像イメージを確認して
対比することにより選択できるため、電子顕微鏡の操作
経験の少ない操作者でも、画面イメージに基づいて操作
でき、最適な像観察条件を得ることができる。また観察
像の取得を簡易的に行って表示時間を短縮できるので、
条件を変更した観察像をスムーズに表示でき、像観察条
件と観察像の関係を把握しやすくなる。そのため電子顕
微鏡の操作に慣れた操作者にとっても、条件の変更を確
認して所望の条件に設定できるという極めて優れた特長
を実現する。またｅプレビューを複数回行って条件の絞
り込みや再設定なども可能で、より詳細な条件にチュー
ニングする作業も容易となる。

【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走査型電子顕微鏡操作
プログラムのメニュー画面を示すイメージ図である。

【図３】本発明の一実施例に係る電子顕微鏡の操作方法
であるオート観察モードによる像観察のステップを示す
フローチャートである。

【図４】本発明の一実施例に係る走査型電子顕微鏡操作
プログラムのマニュアル観察モードを示すイメージ図で
ある。

【図５】操作上の注意点を促すメッセージ画面の一例を
示すイメージ図である。

【図６】本発明の一実施例に係る走査型電子顕微鏡操作
プログラムにおいて、オート観察モードの試料分類画面
を示すイメージ図である。

【図７】本発明の一実施例に係る走査型電子顕微鏡操作
プログラムにおいて、オート観察モードの位置決め画面
を示すイメージ図である。

【図８】本発明の一実施例に係る走査型電子顕微鏡操作
プログラムにおいて、ツールチップ機能を示すイメージ
図である。

【図９】図７の位置決め画面において、第１倍率ボタン
を操作した状態を示すイメージ図である。

【図１０】図７の位置決め画面において、第２倍率ボタ
ンにてドロップダウンメニューを表示した状態を示すイ
メージ図である。

【図１１】図７の位置決め画面において、第１表示部で
拡大イメージを表示する状態を示すイメージ図である。

【図１２】図７の位置決め画面において、第３移動ボタ
ンを操作した状態を示すイメージ図である。

【図１３】図７の位置決め画面において、フォーカス調
整を行う状態を示すイメージ図である。

【図１４】本発明の一実施例に係る走査型電子顕微鏡操
作プログラムにおいて、オート観察モードのｅプレビュ
ー画面を示すイメージ図である。

【図１５】本発明の一実施例に係る走査型電子顕微鏡操
作プログラムにおいて、オート観察モードの条件選択画
面を示すイメージ図である。

【図１６】倍率１００倍で一円玉を二次電子検出器を用
いて加速電圧２ｋＶで観察したイメージ図である。

【図１７】倍率１００倍で一円玉を二次電子検出器を用
いて加速電圧５ｋＶで観察したイメージ図である。

【図１８】倍率１００倍で一円玉を二次電子検出器を用
いて加速電圧２０ｋＶで観察したイメージ図である。

【図１９】倍率１００倍で一円玉を反射電子検出器を用
いて加速電圧２０ｋＶで観察したイメージ図である。

【図２０】倍率５００倍でガラスエポキシ基板断面を二
次電子検出器を用いて加速電圧０．８ｋＶで観察したイ
メージ図である。

【図２１】倍率５００倍でガラスエポキシ基板断面を二
次電子検出器を用いて加速電圧１．２ｋＶで観察したイ
メージ図である。

【図２２】倍率５００倍でガラスエポキシ基板断面を二
次電子検出器を用いて加速電圧１．６ｋＶで観察したイ
メージ図である。

【図２３】倍率５００倍でガラスエポキシ基板断面を二
次電子検出器を用いて加速電圧２．０ｋＶで観察したイ
メージ図である。

【図２４】本発明の一実施例に係る走査型電子顕微鏡操
作プログラムにおいて、オート観察モードの観察画面を
示すイメージ図である。

【図２５】本発明の一実施例に係る走査型電子顕微鏡操
作プログラムにおいて、オート観察モードの「自分で条
件設定」画面を示すイメージ図である。

【図２６】本発明の一実施例に係る走査型電子顕微鏡操
作プログラムにおいて、図２０〜２３のガラスエポキシ
基板をオート観察モードで観察する際にｅプレビューを
行った例を示すイメージ図である。

【図２７】ｅプレビューの動作の流れを示すフローチャ
ートである。

【図２８】ｅプレビューを複数回行う動作の流れを示す
フローチャートである。

【図２９】オート観察モードでのｅプレビューの一使用
形態を示すフローチャートである。

【図３０】マニュアル観察モードでのｅプレビューの一
使用形態を示すフローチャートである。

【図３１】従前の像観察条件を使ってプレビューを行う
使用形態を示すフローチャートである。

【図３２】マニュアル観察モードでのｅプレビューの他
の使用形態を示すフローチャートである。

【図３３】所望の操作の前にｅプレビューを行う使用形
態を示すフローチャートである。

【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 ４０・・・「オート観察」 ４１・・・「マニュアル観察」 ４２・・・「オート観察」タブ ４３・・・「マニュアル観察」タブ ４４・・・試料分類欄 ４５・・・「次へ」ボタン ４６・・・「前回の像観察条件を使用する」欄 ４７・・・第１表示部 ４８・・・第２表示部 ４９・・・チップ画面 ５０・・・広域画像 ５１・・・ｅプレビュー ５３・・・第１倍率ボタン ５４・・・第２倍率ボタン ５５・・・第３倍率ボタン ５６・・・スライダ ５７・・・矢印 ５８・・・範囲表示部 ５９・・・枠 ６０・・・第１移動ボタン ６１・・・第２移動ボタン ６２・・・第３移動ボタン ６３・・・標的状グリッド ６４・・・「フォーカス」ボタン ６５・・・「コントラスト」ボタン ６６・・・「明るさ」ボタン ６７・・・枠 ６８・・・スライダ ６９・・・「Ａｕｔｏ ＦＣＢ」ボタン ７０・・・ＳＥＭ観察ＯＮ／ＯＦＦボタン ７１・・・全画面ボタン ７２・・・「ｅプレビューを行います」欄 ７３・・・像観察条件選択欄 ７４・・・「次へ」ボタン ７５・・・「次へ」ボタン ７６・・・「撮影」ボタン ７７・・・ラジオボタン ７８・・・「メニューに戻る」ボタン ７９・・・「印刷」ボタン ８０・・・「除電」ボタン ８１・・・「試料交換」ボタン ８２・・・「自分で条件設定」ボタン ８３・・・「試料の分類」欄 ８４・・・「観察条件」欄 ８５・・・「上の条件に設定する」ボタン ８６・・・「ｅプレビューを実行」ボタン ８７・・・「オート条件設定」ボタン

Claims (28)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 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加速電子を試料に照射し、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
   器で検出することで観察像を撮像する電子顕微鏡であっ
   て、 一の像観察条件で撮像された観察像に対して、複数の異
   なる像観察条件を設定する像観察条件設定手段と、 前記像観察条件設定手段で設定された像観察条件に基づ
   いて複数の観察像を撮像する観察像取得手段と、 前記観察像取得手段にて撮像された複数の観察像を同時
   に表示可能な第２表示部と、 前記第２表示部にて表示された観察像から所望の観察像
   を選択する観察像選択手段と、 前記観察像選択手段によって選択された観察像を拡大し
   て表示可能な第１表示部と、を備えることを特徴とする
   電子顕微鏡。
2. 【請求項２】 前記像観察条件設定手段が、複数の異な
   る像観察条件として少なくとも加速電圧が変更された複
   数の加速電圧条件の設定を自動的に行うことを特徴とす
   る請求項１記載の電子顕微鏡。
3. 【請求項３】 前記像観察条件設定手段が、複数の異な
   る像観察条件として検出器の選択を自動的に行うことを
   特徴とする請求項１または２記載の電子顕微鏡。
4. 【請求項４】 前記第２表示部にて表示される複数の観
   察像が、複数の二次電子像を含む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。
5. 【請求項５】 前記第２表示部にて表示される複数の観
   察像が、複数の反射電子像を含む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。
6. 【請求項６】 前記第２表示部にて表示される複数の観
   察像が、少なくとも一の二次電子像と少なくとも一の反
   射電子像からな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。
7. 【請求項７】 前記第２表示部にて表示される複数の観
   察像が、複数の異なる加速電圧で撮像される際、加速電
   圧の低いものから高いものへと順に撮像されることを特
   徴とする請求項１から６のいずれか記載の電子顕微鏡。
8. 【請求項８】 前記第２表示部にて表示される複数の観
   察像の撮像は、二次電子像を撮像した後反射電子像を撮
   像する順に行われることを特徴とする請求項１から７の
   いずれか記載の電子顕微鏡。
9. 【請求項９】 前記電子顕微鏡はさらに、前記観察像選
   択手段によって選択された観察像に対して、少なくとも
   フォーカス、明るさ、コントラストのいずれかについて
   調整可能な調整手段を備えることを特徴とする請求項１
   から８のいずれか記載の電子顕微鏡。
10. 【請求項１０】 前記電子顕微鏡はさらに、前記第２表
    示部にて表示される観察像の像観察条件を保存可能な保
    存手段を備えることを特徴とする請求項１から９のいず
    れか記載の電子顕微鏡。
11. 【請求項１１】 前記保存手段で保存された像観察条件
    を複数呼び出し、前記呼び出された複数の像観察条件に
    基づいて複数の観察像を撮像し前記第２表示部に表示す
    ることを特徴とする請求項１０記載の電子顕微鏡。
12. 【請求項１２】 前記第２表示部にて表示される観察像
    から所望の観察像を選択し、前記選択された観察像の像
    観察条件に基づいて複数の像観察条件を新たに設定し、
    複数の観察像を取得して前記第２表示部に表示すること
    を特徴とする請求項１から１１のいずれか記載の電子顕
    微鏡。
13. 【請求項１３】 所定の像観察条件を設定するステップ
    と、前記像観察条件に基づいて電子銃に加速電圧を印加
    して加速電子を試料に対して照射するステップと、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、この情報に基づいて観察像を撮像する
    ステップと、前記撮像された観察像を表示部に表示する
    ステップとを有する電子顕微鏡の操作方法であって、 一の像観察条件で撮像された観察像に対して、複数の異
    なる像観察条件を設定するステップと、 設定された像観察条件に基づいて複数の観察像を撮像す
    るステップと、 前記観察像取得手段にて撮像された複数の観察像を第２
    表示部に同時に表示するステップと、 前記第２表示部において複数表示された観察像から所望
    の観察像を選択するステップと、 前記選択された観察像を拡大して第１表示部に表示する
    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。
14. 【請求項１４】 所定の像観察条件を設定するステップ
    と、前記像観察条件に基づいて電子銃に加速電圧を印加
    して加速電子を試料に対して照射するステップと、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、この情報に基づいて観察像を撮像する
    ステップと、前記撮像された観察像を表示部に表示する
    ステップとを有する電子顕微鏡の操作方法であって、 像観察条件として、少なくとも試料上の電子線のスポッ
    トサイズ、加速電圧、検出器の種類、試料の位置、観察
    倍率を手動で設定して観察像を撮像するステップと、 前記観察像に基づいて、複数の異なる像観察条件を自動
    で設定するステップと、 設定された像観察条件に基づいて複数の観察像を撮像す
    るステップと、 前記観察像取得手段にて撮像された複数の観察像を第２
    表示部に同時に表示するステップと、 前記第２表示部において複数表示された観察像から所望
    の観察像を選択するステップと、 前記選択された観察像を拡大して第１表示部に表示する
    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。
15. 【請求項１５】 所定の像観察条件を設定するステップ
    と、前記像観察条件に基づいて電子銃に加速電圧を印加
    して加速電子を試料に対して照射するステップと、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、この情報に基づいて観察像を撮像する
    ステップと、前記撮像された観察像を表示部に表示する
    ステップとを有する電子顕微鏡の操作方法であって、 一の像観察条件で撮像された観察像に対して、複数の異
    なる像観察条件を設定するステップと、 設定された像観察条件に基づいて複数の観察像を簡易撮
    像するステップと、 前記観察像取得手段にて簡易撮像された複数の簡易観察
    像を第２表示部に同時に表示するステップと、 前記第２表示部において複数表示された簡易観察像から
    所望の簡易観察像を選択するステップと、 前記選択された簡易観察像の像観察条件に基づいて通常
    の撮像を行う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。
16. 【請求項１６】 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、加速電子を試料に対して照射するス
    テップと、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、この情報に基づいて前
    記試料の観察像を撮像するステップと、前記撮像された
    観察像を表示部に表示するステップとを有する電子顕微
    鏡の操作方法であって、 所定の像観察条件として少なくとも試料の特性を設定す
    るステップと、 前記試料の特性およびその他の条件に基づいて必要な像
    観察条件を演算し、前記演算された像観察条件に基づい
    て簡易撮像した簡易観察像を第１表示部に表示するステ
    ップと、 前記第１表示部に表示される簡易観察像に対して、少な
    くとも倍率調整と位置調整を必要に応じて行うステップ
    と、 前記倍率および位置において、新たな像観察条件として
    少なくとも加速電圧または検出器を変更した１以上の簡
    易像観察条件を設定するステップと、 前記１以上の簡易像観察条件に基づいて簡易撮像した１
    以上の簡易観察像をそれぞれ第２表示部に表示するステ
    ップと、 前記第２表示部で表示される１以上の簡易観察像から所
    望の簡易観察像を選択するステップと、 前記選択された簡易観察像の簡易像観察条件に基づいて
    通常の撮像を行い前記第１表示部に表示するステップ
    と、 を備えることを特徴とする電子顕微鏡の操作方法。
17. 【請求項１７】 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、加速電子を試料に対して照射するス
    テップと、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、この情報に基づいて前
    記試料の観察像を撮像するステップと、前記撮像された
    観察像を表示部に表示するステップとを有する電子顕微
    鏡の操作方法であって、 所定の像観察条件として少なくとも試料の特性を設定す
    るステップと、 前記試料の特性およびその他の条件に基づいて必要な像
    観察条件を演算し、前記演算された像観察条件に基づい
    て簡易撮像した簡易観察像を第１表示部に表示するステ
    ップと、 前記第１表示部に表示される簡易観察像に基づいて、新
    たな像観察条件として少なくとも加速電圧または検出器
    を変更した１以上の簡易像観察条件を設定するステップ
    と、 前記１以上の簡易像観察条件に基づいて簡易撮像した１
    以上の簡易観察像をそれぞれ第２表示部に表示するステ
    ップと、 前記第２表示部で表示される１以上の簡易観察像から所
    望の簡易観察像を選択するステップと、 前記選択された簡易観察像に対して、少なくとも倍率調
    整と位置調整を必要に応じて行うステップと、 前記倍率および位置において、前記選択された簡易観察
    像の簡易像観察条件に基づいて通常の撮像を行い前記第
    １表示部に表示するステップと、を備えることを特徴と
    する電子顕微鏡の操作方法。
18. 【請求項１８】 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、加速電子を試料に対して照射するス
    テップと、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、この情報に基づいて前
    記試料の観察像を撮像するステップと、前記撮像された
    観察像を表示部に表示するステップとを有する電子顕微
    鏡の操作方法であって、 前記第２像観察モード画面において、少なくとも試料上
    の電子線のスポットサイズ、加速電圧、検出器の種類、
    試料の位置、観察倍率を設定可能な第２像観察モード設
    定手段と、 所定の像観察条件を設定し、前記像観察条件に基づいて
    撮像した観察像を第１表示部に表示するステップと、 前記第１表示部に表示される観察像に対して、少なくと
    も倍率調整と位置調整を必要に応じて行うステップと、 前記倍率および位置において、新たな像観察条件として
    少なくとも加速電圧または検出器を変更した１以上の簡
    易像観察条件を設定するステップと、 前記１以上の簡易像観察条件に基づいて簡易撮像した１
    以上の簡易観察像をそれぞれ第２表示部に表示するステ
    ップと、 前記第２表示部で表示される１以上の簡易観察像から所
    望の簡易観察像を選択するステップと、 前記選択された簡易観察像の簡易像観察条件に基づいて
    通常の撮像を行い前記第１表示部に表示するステップ
    と、を備えることを特徴とする電子顕微鏡の操作方法。
19. 【請求項１９】 前記電子顕微鏡の操作方法はさらに、
    前記第２表示部で表示される１以上の簡易観察像から所
    望の簡易観察像を選択した後、前記選択された簡易観察
    像に対して、新たな像観察条件として少なくとも加速電
    圧または検出器を変更した１以上の簡易像観察条件を設
    定するステップと、 前記１以上の簡易像観察条件に基づいて簡易撮像した１
    以上の簡易観察像をそれぞれ第２表示部に表示するステ
    ップと、 前記第２表示部で表示される１以上の簡易観察像から所
    望の簡易観察像を選択するステップと、 前記選択された簡易観察像を第１表示部に表示するステ
    ップと、 を備えることを特徴とする請求項１５から１８のいずれ
    か記載の電子顕微鏡の操作方法。
20. 【請求項２０】 前記簡易撮像が予め設定された像観察
    条件に基づいて行われることを特徴とする請求項１５か
    ら１９のいずれか記載の電子顕微鏡の操作方法。
21. 【請求項２１】 前記電子顕微鏡の操作方法はさらに、
    撮像された観察像のデータを印刷するステップと、 必要に応じて観察像のデータを保存するステップを備え
    ることを特徴とする請求項１３から２０のいずれか記載
    の電子顕微鏡の操作方法。
22. 【請求項２２】 前記電子顕微鏡の操作方法はさらに、
    前記印刷ステップの前に、 選択された観察像に対して、新たな像観察条件として少
    なくとも加速電圧または検出器を変更した１以上の簡易
    像観察条件を設定するステップと、 前記１以上の簡易像観察条件に基づいて簡易撮像した１
    以上の簡易観察像をそれぞれ第２表示部に表示するステ
    ップと、 前記第２表示部で表示される１以上の簡易観察像から所
    望の簡易観察像を選択するステップと、 前記選択された簡易観察像を第１表示部に表示するステ
    ップと、を備えることを特徴とする請求項２１記載の電
    子顕微鏡の操作方法。
23. 【請求項２３】 前記第２表示部に表示される簡易観察
    像が、１以上の二次電子像または１以上の反射電子像を
    含むことを特徴とする請求項１３から２２のいずれか記
    載の電子顕微鏡の操作方法。
24. 【請求項２４】 前記電子顕微鏡の操作方法はさらに、
    像観察条件の履歴を保存するステップを備え、 必要に応じて履歴を呼び出し、履歴中から所望の像観察
    条件を選択することで、選択された像観察条件と同一の
    像観察条件にて撮像または簡易撮像が可能であることを
    特徴とする請求項１３から２３のいずれか記載の電子顕
    微鏡の操作方法。
25. 【請求項２５】 前記電子顕微鏡の操作方法はさらに、
    必要に応じて像観察条件を保存するステップを備え、 前記保存された像観察条件を必要に応じて呼び出し、前
    記保存された像観察条件と同一の像観察条件にて撮像ま
    たは簡易撮像が可能であることを特徴とする請求項１３
    から２４のいずれか記載の電子顕微鏡の操作方法。
26. 【請求項２６】 前記保存された像観察条件から複数の
    像観察条件を選択し、前記選択された複数の像観察条件
    に基づいて複数の観察像を簡易撮像して前記第２表示部
    に表示可能であることを特徴とする請求項２４または２
    ５記載の電子顕微鏡。
27. 【請求項２７】 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加速電子を観察対象となる試料に
    照射し、前記試料から放出される二次電子または反射電
    子を二次電子検出器または反射電子検出器でそれぞれ検
    出し、検出された信号に基づいて前記試料の観察像を撮
    像するよう構成された電子顕微鏡を操作する電子顕微鏡
    操作プログラムであって、前記電子顕微鏡操作プログラ
    ムは、 一の像観察条件で撮像された観察像に対して、複数の異
    なる像観察条件として、少なくとも加速電圧が変更され
    た複数の加速電圧の設定および検出器の選択を自動的に
    行う像観察条件設定手段と、 前記像観察条件設定手段で設定された複数の像観察条件
    に基づいて、加速電圧の低いものから高いものへと順
    に、複数の観察像を簡易撮像する観察像取得手段と、 前記観察像取得手段にて簡易撮像された、少なくとも一
    の二次電子像と少なくとも一の反射電子像とからなる複
    数の簡易観察像を縮小して同時に表示可能な第２表示部
    と、 前記第２表示部において表示された複数の簡易観察像か
    ら所望の簡易観察像を選択する観察像選択手段と、 前記観察像選択手段によって前記第２表示部から選択さ
    れた簡易観察像を拡大して表示可能な第１表示部と、 前記第１表示部において表示された観察像に対して、少
    なくともフォーカス、明るさ、コントラストのいずれか
    について、必要に応じて調整可能な調整手段と、 前記選択されかつ必要に応じて調整された簡易観察像の
    像観察条件に基づいて通常の撮像を開始する撮像開始手
    段と、 所望の像観察条件を保存可能な保存手段と、を備えるこ
    とを特徴とする電子顕微鏡操作プログラム。
28. 【請求項２８】 請求項２７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。