JP3293739B2 - 走査電子顕微鏡 - Google Patents
走査電子顕微鏡Info
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Description
【０００１】
【発明の属する利用分野】本発明は走査電子顕微鏡に関
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。
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。
【０００２】
【従来の技術】走査電子顕微鏡における視野選択は低い
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。
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。
【０００３】従来、走査電子顕微鏡の視野選択を容易に
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。
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。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】ところで、電子顕微鏡
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。
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。
【０００５】本発明はこのような従来技術の問題点に鑑
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。
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。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明は、光学的撮像手
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。
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。
【０００７】すなわち、本発明は、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。
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。
【０００８】走査電子顕微鏡による像観察時に試料観察
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。
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。
【０００９】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。
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。
【００１０】
【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。
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。
【００１１】電子ビーム１は、高真空状態に保たれた通
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。
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。
【００１２】また、試料移動ステージ６ごと試料５を試
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。
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。
【００１３】図２及び図３は試料室と撮像装置の位置関
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。
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。
【００１４】走査電子顕微鏡による試料観察時には、図
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。
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。
【００１５】ここで、図２の状態での走査電子顕微鏡に
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。
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。
【００１６】次に、この走査電子顕微鏡による視野選択
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。
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。
【００１７】ここで図４に示すように、試料ステージ６
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。
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。
【００１８】次に、目的の試料５を試料ステージ６の試
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。
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。
【００１９】次に、図２に示しように、蓋部３２を閉じ
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。
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。
【００２０】図６の左に光学画像上に観察枠１４を表示
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。
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。
【００２１】上記の初期設定後は、観察枠１４の大きさ
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）。
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）。
【００２２】ここでは光学像と電子顕微鏡像は、完全に
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。
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。
【００２３】図９は、撮像装置で得られた画像と電子顕
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。
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。
【００２４】
【発明の効果】本発明によると、走査電子顕微鏡等にお
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。
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１】本発明による走査電子顕微鏡の一例を示す概略
図。
図。
【図２】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す図。
観察している状態を示す図。
【図３】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す図。
試料の光学像を撮像している状態を示す図。
【図４】試料台の中心点を表示装置の中心に合致させる
説明図。
説明図。
【図５】表示画素と移動量（寸法）を対応させる説明
図。
図。
【図６】観察枠による視野選択を説明する図。
【図７】操作フローチャートを示す図
【図８】光学像と電子顕微鏡像を同時表示する表示手段
の説明図。
の説明図。
【図９】色情報を含んだ電子顕微鏡の画像形成の例を示
す図
す図
１…電子ビーム、２…偏向コイル、３…対物レンズ、４
…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
…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
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 伊東 祐博 茨城県ひたちなか市大字市毛1040番地 株式会社 日立サイエンスシステムズ内 (56)参考文献 特開 平６−13011（ＪＰ，Ａ) 特開 平７−130321（ＪＰ，Ａ) 特開 昭57−205954（ＪＰ，Ａ) 特開 昭58−42151（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) H01J 37/22 502
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。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15248796A JP3293739B2 (ja) | 1996-06-13 | 1996-06-13 | 走査電子顕微鏡 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15248796A JP3293739B2 (ja) | 1996-06-13 | 1996-06-13 | 走査電子顕微鏡 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH103875A JPH103875A (ja) | 1998-01-06 |
| JP3293739B2 true JP3293739B2 (ja) | 2002-06-17 |
Family
ID=15541561
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP15248796A Expired - Lifetime JP3293739B2 (ja) | 1996-06-13 | 1996-06-13 | 走査電子顕微鏡 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3293739B2 (ja) |
Families Citing this family (14)
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|---|---|---|---|---|
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| CN101461026B (zh) | 2006-06-07 | 2012-01-18 | Fei公司 | 与包含真空室的装置一起使用的滑动轴承 |
| JP2009141090A (ja) * | 2007-12-06 | 2009-06-25 | Renesas Technology Corp | 走査型電子顕微鏡 |
| 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 |
| JP5537737B2 (ja) * | 2012-06-08 | 2014-07-02 | 株式会社日立ハイテクノロジーズ | 荷電粒子線装置 |
| 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 |
| JP6640497B2 (ja) * | 2015-09-01 | 2020-02-05 | 株式会社日立ハイテクサイエンス | 試料ホルダ及び試料ホルダ群 |
| WO2017090100A1 (ja) | 2015-11-25 | 2017-06-01 | 株式会社日立ハイテクノロジーズ | 荷電粒子線装置、荷電粒子線装置を用いた観察方法、及び、プログラム |
| CN110337707B (zh) * | 2017-02-13 | 2021-09-28 | 株式会社日立高新技术 | 带电粒子线装置 |
| TWI697658B (zh) * | 2019-03-05 | 2020-07-01 | 漢民科技股份有限公司 | 影像複合檢測系統 |
-
1996
- 1996-06-13 JP JP15248796A patent/JP3293739B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH103875A (ja) | 1998-01-06 |
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