WO2017179137A1 - 荷電粒子線装置 - Google Patents

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WO2017179137A1
WO2017179137A1 PCT/JP2016/061852 JP2016061852W WO2017179137A1 WO 2017179137 A1 WO2017179137 A1 WO 2017179137A1 JP 2016061852 W JP2016061852 W JP 2016061852W WO 2017179137 A1 WO2017179137 A1 WO 2017179137A1
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WO
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charged particle
particle beam
led
light
light emitting
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PCT/JP2016/061852
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English (en)
French (fr)
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佑吏 朝倉
邦夫 坂本
浩之 小室
達也 平戸
一樹 加島
Original Assignee
株式会社 日立ハイテクノロジーズ
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
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Publication date
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    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J37/00—Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
    • H01J37/02—Details
    • H01J37/22—Optical or photographic arrangements associated with the tube
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J37/00—Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
    • H01J37/26—Electron or ion microscopes; Electron or ion diffraction tubes
    • H01J37/28—Electron or ion microscopes; Electron or ion diffraction tubes with scanning beams

Definitions

  • the present invention relates to a charged particle beam apparatus.
  • a charged particle beam apparatus typified by a scanning electron microscope (hereinafter referred to as SEM), a transmission electron microscope (hereinafter referred to as TEM), a scanning transmission electron microscope (hereinafter referred to as STEM), the charge focused by an electrostatic lens or an electromagnetic lens.
  • SEM scanning electron microscope
  • TEM transmission electron microscope
  • STEM scanning transmission electron microscope
  • the particle beam is scanned on the sample to obtain desired information (for example, a sample image) from the sample.
  • timing charts of ON / OFF timing, Open / Close timing, and vacuum state of various sensors enable time measurement and comparison with reference data, and equipment maintenance and inspection. And a monitoring device for a vacuum device for making a judgment at the time of repairing the device.
  • Patent Document 1 there is a problem that it is difficult for a user to read information of a current device only by looking at a timing chart.
  • an object of the present invention is to provide a charged particle beam apparatus in which a user can easily grasp various information of the charged particle beam apparatus.
  • a charged particle beam apparatus includes a charged particle source that generates a charged particle beam for irradiating a sample, a column through which the charged particle beam passes, and an optical axis of the column.
  • a display unit having a plurality of light emitting elements.
  • the present invention it is possible to provide a charged particle beam apparatus that allows the user to easily grasp various information of the charged particle beam apparatus.
  • FIG. 1 is a schematic diagram of the internal structure of the SEM.
  • the SEM observes irregularities on the sample surface and the composition state of the sample by detecting various signals such as reflected electrons, secondary electrons, and X-rays generated by irradiating the sample with electrons accelerated by the acceleration voltage. It is a device to do.
  • the SEM 100 includes an electron gun 101 that generates an electron beam from an internal electron source, a column 102 that adjusts the convergence and irradiation position of the electron beam, a sample chamber 103 that contains a sample 108 and maintains a vacuum, and accelerated electrons collide with the sample.
  • a detector 104 for detecting secondary electrons and the like, a vacuum evacuation system 105, a stage 106 for placing the sample 108 and adjusting the position of the sample 108, and components constituting the SEM
  • the control unit 107 is provided.
  • the column 102 includes, for example, a first condenser lens 109, a second condenser lens 110, an X deflection coil 111, a Y deflection coil 112, an objective lens 113, and the like, but is not limited to the above configuration.
  • the evacuation system 105 includes a roughing pump 1051 that evacuates the column 102, the sample chamber 103, and the like, a main pump 1052, and a vacuum gauge 1053 that measures the degree of vacuum inside the SEM 100.
  • the roughing pump 1051 is a pump that roughly evacuates the SEM 100, and various pumps such as a rotary pump, a scroll pump, and a diaphragm pump can be employed.
  • the main pump 1052 is a pump that guides the roughly evacuated SEM 100 to a desired degree of vacuum, and a turbo molecular pump or the like is used.
  • the number of pumps is not limited to two, and an ion pump, a getter pump, or the like may be further provided.
  • the vacuum gauge 1053 is arranged in the column 102 and at two positions between the sample chamber 103 and the main pump 1052, and if necessary, an arbitrary number of vacuum gauges are provided at arbitrary positions of the apparatus. Also good.
  • the control unit 107 controls a light emitting element described later according to the state of the SEM 100.
  • a thermionic emission type using a filament or a field emission type using a tip with a sharp tip is used as the electron source of the electron gun 101. These electron sources cannot be used immediately after an instruction to generate an electron beam is issued from the control unit 107. Since an acceleration voltage of several tens of kV or more may be applied, a certain amount of time is required to stabilize the electron beam generated from the electron source. On the contrary, a certain amount of time is required when stopping the irradiation of the electron beam.
  • the control unit 107 determines that “the electron beam is stable” (or a predetermined time has elapsed). The SEM 100 cannot be operated until The user needs to wait in the meantime. The same applies when the user gives an instruction to “stop irradiation of electron beam” from the GUI.
  • the SEM vacuum cannot be released while the user is observing the sample, the user cannot directly grasp the state and conditions of the SEM being observed.
  • a glass window (viewport) in the sample chamber and grasping the SEM state by visual observation, only a limited range in the sample chamber can be visually observed.
  • light incident on the inside of the apparatus from the outside via the viewport may become a noise source.
  • the degree of vacuum, current value, and the like in the SEM state are not visually observable by the user.
  • a method of displaying the values on a GUI on a monitor via a sensor connected to the stage has been used.
  • the estimated time remaining until the operation of the SEM after the instruction of “electron beam irradiation start” or “electron beam irradiation stop” is made known to the user as follows. .
  • the control unit 107 calculates the remaining time until operation becomes possible from the values of various sensors or from the elapsed time from the instruction of “electron beam irradiation start” and “electron beam irradiation stop”.
  • the control unit 107 gives an instruction to display the remaining time on a separately provided monitor, and the monitor displays the value. Through the above steps, the user can grasp the guideline for the remaining time.
  • the column 102 is provided with a display unit having a plurality of light emitting elements in a direction along the optical axis of the electron beam (the optical axis of the column 102).
  • FIG. 2 shows an SEM provided with a display unit.
  • the SEM includes a display unit 200 having full-color LEDs 201, 202, 203, 204 arranged in the column 102 along the optical axis of the column 102.
  • the control unit 107 controls these LEDs 201, 202, 203, and 204 to display various light emission patterns on the display unit 200.
  • FIG. 2 shows an example in which four LEDs are provided, but the number of LEDs is not limited to four. Further, the LED is not limited to a full color, but may be one that emits light only in a single color or several colors, or may be provided with a color filter in front of the LED. Moreover, although the example which arrange
  • the light emitting element is not limited to the LED, and other light emitting elements such as a light bulb and a fluorescent tube can be employed. Further, the LEDs need only be arranged along the optical axis of the column, and may be arranged in the electron gun 101 or the sample chamber 103 in addition to the column 102. Furthermore, although the example in which the LED is provided on the front surface of the column 102 has been shown, it may be provided on another part (such as the side surface of the column 102). The LEDs may be provided in a plurality of rows instead of one row.
  • the control unit 107 receives a user's “electron beam irradiation start” instruction, and starts controlling the acceleration voltage applied to the electron gun 101 and each component of the column 102.
  • FIG. 3 shows a light emission pattern of each LED at the time of “electron beam irradiation start”.
  • the white circle in a figure shows the state which the LED is light-emitting
  • the black circle shows the state which the LED has light-extinguished.
  • the control unit 107 that has received the instruction “starting irradiation of electron beam” controls each LED according to the pattern 301 (P301). Thereafter, after a predetermined time (for example, 100 milliseconds) elapses, the control unit 107 controls each LED according to P302. Thereafter, the same control as P302 to P303 and P303 to P304 is repeated, and the process returns from P304 to P301 again.
  • the control unit 107 controls each LED until the SEM receives a user instruction.
  • each LED is arranged along the optical axis of the electron beam, the flow of the light emitting portion is in the same direction as the flow of the electron beam in the column 102. That is, by controlling the light emission of each LED according to the pattern of FIG. 3, it is possible to display each LED corresponding to the flow of the electron beam.
  • each LED visualizes the flow of the electron beam corresponding to the flow of the electron beam, so that even a user who is not familiar with the SEM can wait within the SEM in the standby time after the instruction of “Begin electron beam irradiation”. It becomes easy to grasp the phenomenon.
  • the light emission pattern of the LED is not limited to that shown in FIG.
  • a pattern in which the LEDs 201 and 202 simultaneously shine may be added between P301 and P302.
  • a period of time during which all LEDs are extinguished may be provided.
  • a pattern as shown in FIG. 4 may be used. For example, P401 is displayed for n seconds from the instruction of “Begin irradiation of electron beam”, P402 is set for the next m seconds, and when the SEM receives a user instruction, each LED is lit as in P405. As described above, each LED can be used as a kind of progress bar.
  • Example 2 describes a SEM that controls each LED according to an acceleration voltage or the like.
  • the resolution of SEM is improved when the acceleration voltage is high, but the sample is likely to be broken or charged. The opposite is true if the acceleration voltage is low. Further, the depth of the sample to which the irradiated electron beam reaches depends on the acceleration voltage. Therefore, the SEM is often used by changing the acceleration voltage of the electron beam depending on the sample to be observed and the observation method. However, the acceleration voltage cannot be grasped by human eyes, and the set value is displayed on the GUI of the monitor. Therefore, there are problems with the monitor and problems with users who are not familiar with SEM.
  • the control unit 107 causes each LED to emit light according to the pattern shown in FIG. 3 during the irradiation of the electron beam.
  • the transition time of each pattern varies according to the acceleration voltage. As an example of a numerical value, when the acceleration voltage is 1 kV, the transition time of each pattern is 100 milliseconds, and when the acceleration voltage is 10 kV, the transition time of each pattern is 10 milliseconds.
  • the higher the acceleration voltage the faster the flow of the light emitting portions of each LED.
  • the current acceleration voltage can be intuitively displayed to the user by visualizing the level of the acceleration voltage corresponding to the flow speed of the light emitting portion.
  • the SEM has a function of retarding and boosting that fluctuates the acceleration voltage of the electron before the electron irradiated from the electron gun 101 enters the sample 108.
  • the control unit 107 controls the light emission of each LED as follows. The control unit 107 performs control so that the transition time from P301 to P302, P302 to P303, and P303 to P304 is 50 milliseconds, and the transition time when returning from P304 to P301 is 200 milliseconds.
  • This control makes it possible to visualize that the light emission time of the LED 204 closest to the bottom of the column 102, that is, the sample closest to the sample is long, and that the electron beam is decelerated immediately before the sample.
  • the light emission time of the LED corresponding to the portion where the acceleration voltage is high is shortened, and the light emission time of the LED corresponding to the portion where the acceleration voltage is low is lengthened. Thereby, it can be determined at a glance whether these functions are ON or where the acceleration voltage is fluctuating in the column 102.
  • the SEM has a function (pulse SEM) for irradiating a sample with an electron beam in a pulsed manner by switching application of an acceleration voltage or mechanically or electromagnetically blanking an electron beam inside the column 102. is there.
  • pulse SEM pulse SEM
  • the LED corresponding to the upstream from the blanking position does not blink, but the LED corresponding to the downstream from the blanking position is caused to emit light in a normal pattern. If controlled, the blanking position can also be visualized.
  • Example 3 describes an SEM that controls each LED according to the amount of current of an electron beam.
  • the SEM improves the S / N ratio if the electron beam irradiation amount (probe current amount) on the sample is large, but it tends to cause the sample to be broken or charged. The opposite is true if the amount of electron beam irradiation on the sample is small. Also, due to aberrations, the resolution tends to improve if the amount of electron beam irradiation on the sample is small. Further, the magnitude of the total amount (emission current amount) of the electron beam emitted from the electron source affects the lifetime of the electron source. However, the amount of current cannot be grasped by human eyes, and the set value is displayed on the GUI of the monitor. Therefore, there are problems regarding the monitor and problems for users who are not familiar with SEM.
  • Example 3 the control unit 107 changes the light amount of each LED according to the amount of current of the electron beam.
  • FIG. 5 shows a schematic diagram of the light amount of the LED according to the amount of current.
  • the white circle in the figure indicates that the LED emits light with a high light amount
  • the black circle indicates that the LED is off or emits light with a low light amount
  • the hatched circle indicates that the LED is medium The case where light is emitted with the amount of light is shown.
  • the control unit 107 changes the light amount of the LED 201 based on the value of the emission current Ie.
  • the value of the emission current Ie As an example of a numerical value, when the maximum value of Ie is normalized to 1, when Ie is almost 0, the LED is turned off or emits light with a low light amount, and when Ie is 0.5, light is emitted with a medium amount of light. When Ie is 1, light is emitted with a high amount of light.
  • LED to control is not restricted to LED201. The control may be based on the probe current amount instead of the emission current amount.
  • the light quantity of the LED increases as the emission current increases.
  • the current amount of current is intuitive to the user regardless of the monitor display. Can be displayed.
  • the amount of emission current is the total amount emitted from the electron source
  • the amount of probe current is the amount of irradiation of the electron beam on the sample.
  • the amount can also be visualized by the light quantity of the most downstream LED (LED 204).
  • the emission current amount and the probe current amount are measured by an ammeter (not shown).
  • Example 4 describes an SEM that controls each LED according to the temperature of a sample or the like.
  • the SEM observes the sample by evacuating the sample chamber. Therefore, when the sample contains moisture, the moisture contained in the sample evaporates, and it may be difficult to observe the shape of the sample itself. In such a sample, in order to prevent evaporation of moisture, a technique is known in which observation is performed while the sample is frozen in the sample chamber. In addition, when it is desired to measure the temperature characteristics of a sample regardless of the presence or absence of moisture, it is necessary to vary the temperature of the sample in the sample chamber. However, the temperature of the sample cannot be grasped by human eyes, and the set value is displayed on the GUI of the monitor. Therefore, there are problems related to the monitor and problems for users who are not familiar with SEM.
  • control unit 107 changes the emission color of each LED in accordance with the temperature of the sample 108 or the stage 106.
  • FIG. 6 shows a schematic diagram of the light emission amount of the LED according to the temperature of the sample.
  • the control unit 107 changes the emission color of the LED based on the value of a temperature sensor (not shown).
  • the LED 204 to be controlled is preferably the most downstream LED 204.
  • control unit 107 sets the LED 204 to blue when the sample temperature is ⁇ 10 ° C., turns white when the sample temperature is 20 ° C., and turns LED 204 when the sample temperature is 50 ° C. Control to emit red light.
  • the LED changes from a cold color to a warm color as the temperature of the sample increases.
  • each LED is arranged along the optical axis of the electron beam, and the temperature of the sample is visualized according to the emission color of the LED, so that the current sample temperature is displayed on the monitor for the user. It can be displayed intuitively.
  • the temperature of the sample not only the temperature of the sample but also the temperature of each component of the column 102 and the temperature of the electron gun 101 can be visualized, for example.
  • the electron source is a field emission type
  • a “baking” operation in which the entire SEM is heated may be performed, and it is effective to be able to display the temperature of each component of the column 102.
  • each LED is arranged at the position of each component.
  • the LED 201 is provided in the column 102 instead of the electron gun 101, but the LED 201 may be associated with the electron gun 101.
  • Example 5 describes a SEM that controls each LED according to an error.
  • the SEM can no longer generate an electron beam when the electron source reaches the end of its life, and it is necessary to replace the electron source.
  • the electron source is a tungsten filament
  • the tungsten filament breaks when used for a long time, so the problem of the lifetime of the electron source becomes significant.
  • the disconnection of the tungsten filament can be visually confirmed unlike the acceleration voltage and the current amount.
  • the state of the electron source of the SEM cannot be confirmed without releasing the vacuum of the SEM, the fact that the life of the electron source has expired is displayed on the GUI as an error message or error code. Therefore, even if it can be visually confirmed, there are problems regarding the aforementioned monitor and problems for users who are not accustomed to using the SEM.
  • the control unit 107 when the control unit 107 detects that the lifetime of the electron source has expired, the control unit 107 controls the light emission amount, the light emission color, and / or the blinking of the LED.
  • the control target in this case is desirably the most upstream LED (LED 201) corresponding to the position of the electron gun 101.
  • FIG. 7 shows a schematic diagram of LED control when it is detected that the lifetime of the electron source has expired.
  • the LED 201 emits white light.
  • the control unit 107 detects that the lifetime of the electron source has expired, the control unit 107 starts blinking the LED 201.
  • the light quantity of the LED 201 may be maximized, and the emission color of the LED 201 may be a warning color (yellow, red, etc.).
  • the LED 201 corresponding to the position of the electron gun 101 issues a warning.
  • each LED may issue a warning according to an error in another part.
  • the LED 202 is set as the control target
  • the LED 203 is set as the control target.
  • an error has occurred in the vacuum pumping system, for example, the main pump 1052
  • an error of a component that is not arranged in the column 102 can be displayed by changing the color and causing the LED to shine, for example.
  • the warning method by each LED can be changed according to the type of error.
  • Example 6 describes a charged particle beam apparatus that controls each LED according to an adjustment location.
  • the trajectory of the electron beam inside the column 102 is adjusted to an ideal trajectory.
  • the trajectory of the electron beam may deviate from the ideal trajectory due to external vibration, temperature change, age-related deterioration of the material of each electron optical element, adhesion of dirt, and the like.
  • an operation for returning the trajectory of the electron beam to the ideal is performed by electromagnetically adjusting each element in the column 102.
  • first condenser lens 109 and the second condenser lens 110 may be adjusted in order to adjust the probe current amount even if there is no deviation of the electron beam trajectory.
  • Example 6 the control unit 107 controls the light emission of each LED according to the adjustment target of the SEM.
  • FIG. 8 shows a light emission pattern of the LED being adjusted.
  • the control unit 107 causes the LED 201 corresponding to the position of the electron gun 101 to emit light when the user starts adjustment of the electron gun 101 (Gun). Similarly, the control unit 107 controls the LED 202 when the first condenser lens 109 is adjusted (C1), the LED 203 when the second condenser lens 110 is adjusted (C2), and the objective lens 113 When adjusted (Obj.), The LED 204 is caused to emit light.
  • each LED emits light according to the target that the user is currently adjusting.
  • the adjustment target is intuitively displayed to the user regardless of the display on the monitor. be able to.
  • the adjustment amount can be expressed by the light emission amount of each LED.
  • Example 7 describes a SEM that controls each LED according to the degree of vacuum.
  • the electron beam passes through a region where there are many gas molecules, scattering by the gas molecules occurs. Therefore, when the degree of vacuum inside the apparatus is low (pressure is high), the diameter of the electron beam cannot be focused to a desired value, the resolution is lowered, and in the worst case, it is impossible to obtain an image of the sample surface. . Further, when the degree of vacuum inside the electron gun 101 is low, the electron source is also affected. Specifically, when the electron source is a field emission type, gas molecules are likely to adhere to the electron source, thereby affecting the irradiation amount of the electron beam, the stability, the lifetime of the electron source, etc. Causes a discharge in the gun. A thermionic emission type electron source using a tungsten filament can be used at a lower degree of vacuum than a field emission type electron source, but if the degree of vacuum is too low, the time until the filament breaks is shortened.
  • Example 6 the control unit 107 controls the light emission of each LED according to the degree of vacuum of the SEM.
  • the degree of vacuum of the SEM is detected by the control unit 107 reading the measurement value of the vacuum gauge 1053.
  • FIG. 9 the light emission pattern of each LED according to a vacuum degree is shown.
  • the control unit 107 Before the SEM starts evacuation (Before Evac.), That is, when the inside of the apparatus is at atmospheric pressure, the control unit 107 causes each LED to emit light in orange. When evacuation is started (Evac.), The control unit 107 causes each LED to blink (flash). When the vacuum evacuation proceeds to some extent and the vacuum gauge 1053 can measure the degree of vacuum inside the SEM, the control unit 107 causes each LED to emit light without blinking.
  • the control unit 107 causes each LED to emit green light. As the degree of vacuum increases to 4000 Pa and 0.3 Pa (atmospheric pressure decreases), the control unit 107 changes each LED from light blue to deep blue.
  • the control unit 107 causes LEDs other than the LED 204 to emit light in deep blue, and causes the LED 204, which is an LED corresponding to the position of the sample chamber, to emit light in medium blue.
  • the emission color of the LED 204 is not limited to medium blue, and if the color is changed according to the degree of vacuum in the sample chamber 103, only the degree of vacuum in the sample chamber 103 changes ( The low vacuum observation mode) can be intuitively displayed to the user.
  • the emission color of each LED changes from orange close to the warning color to deep blue, which is a safe color.
  • the degree of vacuum of the electron gun 101, the degree of vacuum of the column 102, and the degree of vacuum of the sample chamber 103 can be individually displayed.
  • the mechanical configuration of the SEM is different (for example, when a sample exchange chamber is provided)
  • the degree of vacuum can be displayed according to the configuration.
  • Example 8 describes an SEM that controls each LED according to the type of gas to be introduced.
  • gas may be introduced into the apparatus depending on various purposes.
  • nitrogen or argon when releasing the vacuum of the sample chamber 103, when introducing helium for confirming the vacuum leakage of the sample chamber 103, when introducing the atmosphere for low vacuum observation, Especially in TEM, when introducing hydrogen or oxygen for in-situ observation (in-situ observation), when introducing argon for ion beam generation in a combined device with an ion milling device, especially FIB alone or FIB
  • tungsten gas is introduced to produce a thin film in a combined device of SEM and SEM.
  • Example 8 the control unit 107 controls light emission of each LED according to the type of gas introduced into the SEM.
  • FIG. 10 is a schematic view of a charged particle beam apparatus according to the present embodiment, and FIG. 11 shows a light emission pattern of each LED.
  • the SEM according to the present example includes a gas introduction unit 114 in the sample chamber 103.
  • the gas introduction unit 114 may be, for example, nitrogen, helium, or an argon cylinder (a nozzle connected thereto), or may be a leak valve for introducing the atmosphere. It may be an electron beam or ion beam column provided with a gas supply source.
  • the control unit 107 causes each LED to emit light according to the type of gas to be introduced. Since the gas introduction unit 114 is provided in the sample chamber 103, the introduced gas first fills the sample chamber 103 and then enters the column 102. Therefore, the control unit 107 causes the LED 204 to emit light purple when the introduced gas is nitrogen (N 2 ). The control unit 107 causes all the LEDs to emit purple light when a sufficient time has elapsed from the start of operation of the gas introduction unit 114 (N 2 -Filled).
  • the behavior of the introduced gas inside the device can be expressed by the light emission of each LED.
  • the emission color of each LED may be independently controlled based on the amount of gas introduced and the gas pressure inside the apparatus (measured with a mass spectrometer (not shown)).
  • Each LED may express the behavior of the introduced gas inside the device by a change in the light emission amount or the light emission color (for example, when the gas pressure is low, light is emitted in light purple instead of purple).
  • the control unit 107 causes the LED 204 to emit yellow light when the gas introduced by the gas introduction unit 114 is argon. Thereafter, the behavior when a sufficient amount of time has passed, the change in the amount of luminescence and the luminescent color, and the like are the same as when nitrogen is introduced. When introducing other gases, other colors can be used. In addition, said luminescent color and light emission location are examples.
  • each LED is controlled based on the gas type introduced into the apparatus and its behavior.
  • the behavior of the introduced gas inside the apparatus can be intuitively displayed to the user regardless of the display on the monitor.
  • both columns may include LEDs.
  • Example 9 describes an SEM that controls each LED according to the movement of the visual field.
  • the field of view is moved in order to observe various positions of the sample.
  • the field of view is moved by driving the stage 106 with a motor, or by an image shift that changes the irradiation position of the electron beam by controlling the electron beam with the X-deflection coil 111, the Y-deflection coil 112, or other electron optical elements of the column 102. Done.
  • Example 9 the control unit 107 controls the light emission of each LED according to the movement of the field of view of the SEM.
  • FIG. 12 is a schematic diagram of the charged particle beam apparatus according to the present embodiment
  • FIG. 13 is a light emission pattern of each LED when the visual field is moved by image shift
  • FIG. 14 is a light emission pattern of each LED when the visual field is moved by moving the stage. Indicates.
  • FIG. 12 is a view showing an SEM provided with LEDs 205 and 206 in the column 102 in addition to FIG.
  • the LED 205 and the LED 206 are disposed on the left and right of the LED 203 and the LED 204 below the LED 203 and above the LED 204.
  • the arrangement of the LEDs 205 and 206 is not limited to the arrangement shown in FIG. 12, and any arrangement may be used as long as it is perpendicular to the column (that is, an arrangement that intersects the arrangement direction of the LEDs 201 to 204).
  • the control unit 107 causes each LED to emit green light when the field of view is moved by image shift.
  • the control unit 107 causes the LED 203 to emit green light when the field of view is moved in the forward direction with respect to the paper surface of FIG.
  • the control unit 107 causes the LED 204 to emit light green when moving the field of view in the depth direction with respect to the paper surface, the LED 205 when emitting right, and the LED 206 emitting green when moving left.
  • the field movement direction can be visualized by the correspondence between the light emitting LED and the field movement direction.
  • control unit 107 blinks each LED in white when the visual field is moved by the stage.
  • the control unit 107 blinks the LED 203 in white when moving the field of view toward the front of the paper.
  • the control unit 107 causes the LED 204 to blink in white when moving the field of view to the back with respect to the page, LED 205 when moving to the right, and LED 206 when moving to the left.
  • the moving direction of the visual field position can be expressed by the light emission of each LED.
  • the movement of the visual field is intuitive for the user regardless of the display on the monitor. Can be displayed.
  • the blinking speed of the LED and the light emission intensity may be changed according to the moving amount and moving speed. Further, for example, when moving the visual field to the right front, the LEDs 204 and 205 may emit light simultaneously.
  • the movement direction may be opposite to the movement direction of the stage or the beam movement direction due to image shift and the movement direction of the visual field. In that case, either moving direction may be used as a reference.
  • FIG. 15 shows a light emission pattern of each LED when the stage is rotated.
  • the white circle in a figure shows the state in which the LED is light-emitting in white
  • the black circle shows the state in which the LED is extinguished.
  • control unit 107 when rotating the stage in the reverse direction, the control unit 107 reverses the light emission pattern to cause each LED to emit light (P904 to P903, P903 to P902, P902 to P901, P901 to P904).
  • This control makes it possible to intuitively display the rotation direction of the stage regardless of the monitor display. Furthermore, the rotation speed of the stage can be intuitively displayed by changing the time for switching the pattern according to the rotation speed.
  • the above control can be applied to the case where the field of view is rotated by electro-optical control.
  • Example 10 describes an SEM that controls each LED according to the inclination of an electron beam.
  • the sample When observing a sample with an electron microscope, the sample may be irradiated with a tilted electron beam to obtain information on roughness and 3D shape. This is a function called beam tilt observation, and is realized by bending an electron beam by the X deflection coil 111 and the Y deflection coil 112.
  • Example 10 the control unit 107 controls the light emission of each LED according to the tilt direction of the electron beam.
  • FIG. 16 shows the light emission pattern of each LED.
  • the control unit 107 indicates the inclination direction of the electron beam by causing the LED 205 and LED 206 to emit light while causing the LED 201, LED 202, and LED 203 to shine white according to the inclination direction of the electron beam. Further, the control unit 107 indicates the size in the tilt direction by the emission colors of the LEDs 205 and 206. For example, if the tilt angle is less than 10 °, the light emission color of each LED is changed to be white if it is between 10 ° and 20 °, or green if it is between 20 ° and 30 °. Indicates the magnitude of the angle of inclination of the electron beam. In addition, said luminescent color and light emission location are examples.
  • each LED is controlled based on the tilt direction and the tilt angle of the electron beam.
  • the bending direction of the electron beam can be monitored for the user. Intuitive display is possible regardless of the display.
  • the above control can also be applied when the stage 106 is mechanically tilted.
  • Example 11 describes an SEM that controls each LED according to the vertical movement of the stage.
  • the stage When observing a sample with an electron microscope, the stage may be moved up and down to adjust the focal length to the sample.
  • the stage is moved when the stage 106 is provided with a motor, or when the motor is not provided, the observer directly moves the stage up and down by rotating a dial or the like.
  • Example 11 the control unit 107 controls light emission of each LED according to the movement of the stage.
  • FIG. 17 shows a light emission pattern of each LED.
  • the control unit 107 indicates the moving direction by blinking the LED 203 and the LED 204 in yellow according to the vertical movement direction of the stage. Further, the blinking speed is changed according to the moving speed.
  • said luminescent color and light emission location are examples.
  • the light emission of each LED is controlled based on the vertical movement direction and moving speed of the stage.
  • the vertical movement direction of the stage can be intuitively displayed to the user without depending on the display on the monitor.
  • the above control can also be applied when adjusting the focus by electro-optical control.
  • Example 12 describes a charged particle beam apparatus that controls each LED according to the state of an SEM that irradiates an electron beam under atmospheric pressure conditions.
  • the purpose of observing a sample that is not suitable for observation under vacuum is to use a very thin diaphragm with a thickness of several nanometers to several micrometers to form a column and a sample chamber.
  • a sample placed under atmospheric pressure conditions is irradiated with an electron beam.
  • the diaphragm is extremely thin, it is difficult to visually confirm the damage of the diaphragm. Even if the sample chamber is in an atmospheric pressure state, it is not desirable to open the sample chamber during observation, and it is desirable to be able to display the state of the sample chamber. Conventionally, the state in the sample chamber has been displayed using a GUI or the like, and thus problems related to the monitor described above and problems for users who are not familiar with SEM have occurred.
  • Example 12 the control unit 107 controls the light emission of each LED according to the state of the diaphragm.
  • FIG. 18 shows a schematic diagram of an SEM according to the present example, and
  • FIG. 19 shows a control pattern of each LED.
  • an SEM provided with a diaphragm 115 for isolating the column 102 and the sample chamber 103 in the sample chamber 103 is taken as an example.
  • the diaphragm 115 is made of, for example, silicon nitride, but any material can be used as long as it has an appropriate hardness and can sufficiently transmit an electron beam.
  • the LED 207 is further provided below the LED 204. In this embodiment, a rectangular LED is used and the shape of the diaphragm is imitated, but the shape is not limited.
  • the controller 107 indicates the presence or absence of the diaphragm 115 by turning on the LED 207 when the diaphragm 115 is introduced into the apparatus. Further, when the diaphragm is broken for some reason, the state of the diaphragm is indicated by lighting the LED 207 in red. LED207 exists in the most downstream among each LED, and represents the diaphragm by imitating a shape. In addition, said luminescent color and light emission location are examples.
  • the light emission of each LED is controlled based on the state of the diaphragm inside the apparatus.
  • Example 13 describes an SEM provided with LEDs along the optical axis of a column covered with a cover.
  • the SEM of Example 13 is provided with a light transmitting part in the cover.
  • a front view of the SEM is shown in FIG. 20 (a)
  • a side view is shown in FIG. 20 (b)
  • an internal view is shown in FIG. 20 (c).
  • the SEM includes a main body cover 116 that houses the vacuum exhaust system 105 and various circuits, a stage cover 117 that houses the stage 106, a column cover 118 that houses the column 101, and a translucent portion provided on the top of the column cover 118. 119.
  • the configuration of the cover is an example. All parts of the SEM may not be covered with the cover, or a separate cover may be provided.
  • the display unit 200 is provided inside the column cover 118 so that the user can observe the light emission of each LED through the light transmitting unit 119.
  • the state of the apparatus and the like can be intuitively displayed on the display unit 200 even with an SEM provided with a cover.
  • the display unit 200 may be provided in the column 102 as shown in FIG. In this case, the translucent part 119 is provided at a position facing the display part 200 of the column cover 118. Furthermore, as shown in FIG. 22, the display unit 200 may be provided directly on the column cover 118.
  • the light transmitting portion 119 may be provided in the main body cover 116 or the stage cover 117.
  • the present invention can be applied to charged particle beam apparatuses such as a TEM, a STEM, a focused ion beam apparatus (hereinafter referred to as FIB), and an ion milling apparatus.
  • the charged particle beam is an ion beam.
  • FIB or ion milling apparatus the charged particle beam is an ion beam.
  • each embodiment may be combined to express, for example, the degree of vacuum and the acceleration voltage simultaneously.
  • the target to be expressed using the LED may be switched according to the user's instruction, the passage of time, the current situation, and the like.
  • the light emission pattern, the light emission color, the light emission amount, and the like are examples, and are not limited to the description of the embodiments.
  • Example 2 “the higher the acceleration voltage is, the faster the flow of the light emission points of each LED” is.
  • the control of each LED can be changed.
  • the emission amount may be changed, or in the embodiment described as “changing the blinking speed”, the emission color may be changed. Combinations are possible.
  • DESCRIPTION OF SYMBOLS 101 Electron gun, 102 ... Column, 103 ... Sample chamber, 104 ... Detector, 105 ... Vacuum exhaust system, 1051 ... Roughing pump, 1052 ... Main pump, 1053 ... Vacuum gauge, 106 ... Stage, 107 ... Control part, DESCRIPTION OF SYMBOLS 108 ... Sample, 109 ... 1st condenser lens, 110 ... 2nd condenser lens, 111 ... X deflection coil, 112 ... Y deflection coil, 113 ... Objective lens, 114 ... Gas introduction part, 115 ... Diaphragm, 116 ... Main body Cover: 117 ... Stage cover, 118 ... Column cover, 119 ... Translucent part, 200 ... Display part, 201-207 ... LED

Landscapes

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Abstract

荷電粒子線装置の各種情報をユーザが容易に把握できる荷電粒子線装置を提供することを目的とする。　試料に対して照射するための荷電粒子線を発生する荷電粒子源（１０１）と、荷電粒子線が通過するカラム（１０２）と、カラムの光軸に沿って配置された複数の発光素子（２０１～２０４）を有する表示部（２００）と、を備える。荷電粒子線装置の状態に応じて発光素子を制御する制御部を備えてもよい。該制御部は、荷電粒子線の流れに対応した発光パターンに基づいて、発光素子を発光させてもよい。該発光パターンは、荷電粒子線装置内の物理量に対応するパターンであってもよい。該発光パターンは、複数の発光素子の発光箇所の流れが、荷電粒子線の流れに対応したパターンであってもよい。制御部は、荷電粒子線の加速電圧に対応して、発光素子の発光箇所の流れの速さを変化させてもよい。

Description

荷電粒子線装置
　本発明は、荷電粒子線装置に関する。
　走査電子顕微鏡（以下、ＳＥＭ）や透過電子顕微鏡（以下、ＴＥＭ）、走査透過電子顕微鏡（以下、ＳＴＥＭ）などに代表される荷電粒子線装置では、静電レンズや電磁レンズなどにより集束された荷電粒子線を試料上で走査して、試料から所望の情報（例えば試料像）を得る。
　ここで、特許文献１には、各種センサのＯＮ／ＯＦＦタイミング、Ｏｐｅｎ／Ｃｌｏｓｅタイミング、及び真空の状態をタイミングチャート化することで、時間計測や、リファレンスデータとの比較を可能とし、装置保守点検や装置修理時の判断を行う真空装置の監視装置が開示されている。
特開２００３－１０８２２３号公報
　特許文献１によれば、ユーザにとって、タイミングチャートを一瞥しただけでは、現状の装置の情報を読み取ることが困難、という課題がある。
　そこで、本発明の目的は、荷電粒子線装置の各種情報をユーザが容易に把握できる荷電粒子線装置を提供することにある。
　本発明の一実施形態にかかる荷電粒子線装置は、試料に対して照射するための荷電粒子線を発生する荷電粒子源と、荷電粒子線が通過するカラムと、カラムの光軸に沿って配置された複数の発光素子を有する表示部と、を備える。
　本発明によれば、荷電粒子線装置の各種情報をユーザが容易に把握できる荷電粒子線装置を提供することができる。
ＳＥＭの概略図 表示部を備えたＳＥＭの概略図 電子線照射時における発光パターンの一例 電子線照射時における発光パターンの別の例 電子線の電流量に応じた発光パターンの一例 試料等の温度に応じた発光パターンの一例 エラーに応じた発光パターンの一例 調整箇所に応じた発光パターンの一例 真空度に応じた発光パターンの一例 ガス導入部を備えたＳＥＭの概略図 導入するガス種に応じた発光パターンの一例 横方向にＬＥＤを備えたＳＥＭの概略図 視野の移動に応じた発光パターンの一例 視野の移動に応じた発光パターンの別の例 回転に応じた発光パターンの一例 電子線の傾斜に応じた発光パターンの一例 ステージの上下移動に応じた発光パターンの一例 隔膜を備えたＳＥＭの概略図 ＳＥＭの状態に応じた発光パターンの一例 カバーに透光部を備えたＳＥＭの概略図 カバーに透光部を備えたＳＥＭの別の概略図 カバーに表示部を備えたＳＥＭの概略図
　以下、荷電粒子線装置の一例として、ＳＥＭを用いて実施例を説明する。
　図１は、ＳＥＭの内部構造の概略図である。該ＳＥＭは、加速電圧により加速された電子を試料に照射することで生じる反射電子や二次電子、Ｘ線などの種々の信号を検出する事で、試料表面の凹凸や試料の組成状態を観察する装置である。
　ＳＥＭ１００は、内部の電子源から電子線を発生させる電子銃１０１、電子線の収束度・照射位置などを調整するカラム１０２、試料１０８を収容し真空を保つ試料室１０３、加速電子が試料に衝突する事で生じる二次電子等を検出する検出器１０４、真空排気系１０５、試料１０８を載置して該試料１０８の位置を調整するステージ１０６、及び、これらＳＥＭを構成する各構成要素に接続される制御部１０７を備える。
　カラム１０２は、例えば、第一のコンデンサレンズ１０９、第二のコンデンサレンズ１１０、Ｘ偏向コイル１１１、Ｙ偏向コイル１１２、対物レンズ１１３等を含むが、上記構成に限られるものではない。
　真空排気系１０５は、カラム１０２や試料室１０３等の真空排気を行う粗引きポンプ１０５１、メインポンプ１０５２と、ＳＥＭ１００内部の真空度を測定する真空計１０５３等を備える。
　粗引きポンプ１０５１は、ＳＥＭ１００の真空排気を粗く行うポンプであり、ロータリーポンプやスクロールポンプ、ダイヤフラムポンプなどの種々のポンプを採用できる。メインポンプ１０５２は、粗く真空排気されたＳＥＭ１００を所望の真空度に導くポンプであり、ターボ分子ポンプ等が用いられる。尚、ポンプの数は２個に限らず、更にイオンポンプやゲッターポンプ等を備えてもよい。また、真空計１０５３は、カラム１０２内部と、試料室１０３－メインポンプ１０５２間の２箇所に配置されているが、必要に応じて、装置の任意の箇所に任意の個数の真空計を備えてもよい。
　制御部１０７は、ＳＥＭ１００の状態に応じて後述の発光素子を制御する。
　電子銃１０１の電子源としては、フィラメントを用いた熱電子放出型のものや、先端を尖らせたチップを用いた電界放出型のものなどが用いられる。これらの電子源は、制御部１０７から電子線生成の指示が出た直後から使用できるわけではない。数十ｋＶ以上の加速電圧が印加される場合もあるため、電子源から生成される電子線が安定するためには、ある程度の時間が必要となる。逆に、電子線の照射を停止する場合も、ある程度の時間が必要となる。
　そのため、ユーザがモニタ上のグラフィックユーザインターフェース（以下、ＧＵＩ）から「電子線の照射開始」を指示しても、制御部１０７が「電子線が安定した」と判断する（もしくは所定の時間が経過する）までＳＥＭ１００の操作が不能である。ユーザは、その間待機する必要がある。ユーザがＧＵＩから「電子線の照射停止」を指示した場合も同様である。
　ここで、ユーザが試料を観察している最中はＳＥＭの真空を解除できないため、観察中のＳＥＭの状態や条件などをユーザが直接把握できない。試料室にガラス窓（ビューポート）を設け、目視によってＳＥＭの状態を把握する手法も存在するが、試料室内の限られた範囲しか目視できない。また、外部からビューポートを介して装置内部に入射した光が、何らかのノイズ源となる可能性もある。更に、ＳＥＭの状態のうち、真空度や電流値等は、ユーザの視覚によって目視できるものではない。これらの値を把握する必要がある場合は、ステージに接続されたセンサを介して、その値をモニタ上のＧＵＩに表示するなどの手法が用いられていた。
　従来の装置では、「電子線の照射開始」または「電子線の照射停止」の指示から、ＳＥＭの操作が可能になるまでの残り時間の目安は、次のようにしてユーザに把握させていた。まず、制御部１０７が各種センサの値から、または「電子線の照射開始」「電子線の照射停止」の指示からの経過時間から、操作可能となるまでの残り時間を算出する。次に、制御部１０７が、別途備えられたモニタにその残り時間を表示する指示を出し、モニタはその値を表示する。以上のステップによることで、ユーザは残り時間の目安を把握することが可能であった。
　しかし、この手法では、モニタの電源を立ち上げる必要があり、モニタを見ないと真空度が分からない（例えば、モニタの側面からＳＥＭを操作しているユーザは、真空度が分からない）という課題があった。更に、モニタに残り時間を表示する際は、何らかのＧＵＩ上に真空度を表示することとなる。ＧＵＩの表示言語と、ユーザの使用言語が乖離している場合、ユーザは残り時間を把握しづらいなどの課題があった。
　また、ＳＥＭを使い慣れないユーザにとっては、待機時間について、一体何のために待機しているか不明であり、待機中に装置内部で何が起こっているのかを把握することも困難であった。
　そこで本ＳＥＭでは、カラム１０２に、電子線の光軸（カラム１０２の光軸）に沿った方向に複数の発光素子を有する表示部を設ける。図２に、表示部を備えたＳＥＭを示す。
　該ＳＥＭは、カラム１０２に、該カラム１０２の光軸に沿って配置されたフルカラーＬＥＤ２０１、２０２、２０３、２０４を有する表示部２００を備える。制御部１０７は、これらのＬＥＤ２０１、２０２、２０３、２０４を制御して、様々な発光パターンを表示部２００に表示する。
　図２では、ＬＥＤを４個備える例を示すが、ＬＥＤの個数は４個に限られるものではない。また、ＬＥＤはフルカラーに限らず、単色や数色にのみ発光するものや、ＬＥＤの正面にカラーフィルターを備えるものでもよい。また、ＬＥＤは等間隔に配置する例を示しているが、不等間隔であってもよい。発光素子はＬＥＤに限らず、電球や蛍光管等、他の発光素子も採用できる。また、ＬＥＤはカラムの光軸に沿った配置であればよく、カラム１０２の他、電子銃１０１や試料室１０３に配置してもよい。更に、ＬＥＤはカラム１０２の正面に備える例を示したが、他の部位（カラム１０２の側面など）に備えてもよい。ＬＥＤは１列ではなく、複数列備えてもよい。
　制御部１０７は、ユーザの「電子線の照射開始」指示を受け、電子銃１０１に印加する加速電圧や、カラム１０２の各構成要素の制御を開始する。
　図３に、「電子線の照射開始」時の各ＬＥＤの発光パターンを示す。尚、図中の白い円はそのＬＥＤが発光している状態を示し、黒い円はそのＬＥＤが消灯している状態を示す。
　「電子線の照射開始」の指示を受けた制御部１０７は、各ＬＥＤをパターン３０１（Ｐ３０１）に従い制御する。その後、一定時間（例えば１００ミリ秒）経過後に、制御部１０７は、各ＬＥＤをＰ３０２に従い制御する。以下、Ｐ３０２からＰ３０３、Ｐ３０３からＰ３０４と同様の制御を繰り返し、Ｐ３０４からは再びＰ３０１に戻る。ＳＥＭがユーザの指示を受け付けるようになるまで、制御部１０７は各ＬＥＤを制御する。
　上記の制御中に、カラム１０２をユーザが目視すると、発光箇所が上部から下部へ流れるように見て取れる。各ＬＥＤは電子線の光軸に沿って配置されているため、この発光箇所の流れは、カラム１０２内での電子線の流れとほぼ同一の方向となる。即ち、各ＬＥＤの発光が図３のパターンに従い制御されることで、各ＬＥＤにより電子線の流れに対応して表示することができる。
　以上の構成によれば、「電子線の照射開始」の指示を出したユーザに対し、電子線が流れ始めたことを、モニタの表示によらず視覚により把握させることができる。また、各ＬＥＤが電子線の流れに対応して、電子線の流れを可視化することで、ＳＥＭを使い慣れないユーザにとっても、「電子線の照射開始」の指示後の待機時間において、ＳＥＭ内部での現象を把握することが容易となる。
　尚、ＬＥＤの発光パターンは、図３のものに限られないのは言うまでもない。例えばＰ３０１とＰ３０２の間に、ＬＥＤ２０１と２０２が同時に光るパターンを追加してもよい。Ｐ３０４からＰ３０１に戻る際に、ある程度の時間、どのＬＥＤも消灯している時間を設けてもよい。
　また、図４のようなパターンを用いても良い。例えば「電子線の照射開始」の指示からｎ秒間はＰ４０１、次のｍ秒間はＰ４０２・・・として、ＳＥＭがユーザの指示を受け付けるようになればＰ４０５のように各ＬＥＤを光らせるものである。以上のように、各ＬＥＤを一種のプログレスバーのように用いることもできる。
　実施例２では、加速電圧等に応じて各ＬＥＤを制御するＳＥＭについて説明する。
　ＳＥＭは、一般に、加速電圧が高ければ分解能が向上するが、試料の破壊や帯電を引き起こしやすくなる。加速電圧が低ければその逆となる。また、加速電圧の高低によって、照射された電子線が試料のどの深さまで到達するかも異なる。よって、ＳＥＭは、観察する試料や観察方法によって、電子線の加速電圧を変えて用いられることが多い。しかし、加速電圧は人間の目視によって把握できるものではなく、その設定値はモニタのＧＵＩ上に表示されていたため、前述のモニタに関する課題や、ＳＥＭを使い慣れないユーザに対する課題が生じていた。
　そこで、実施例２では、制御部１０７は、電子線の照射中に、図３に示したパターンに従い各ＬＥＤを発光させる。ここで、各パターンの遷移時間は、加速電圧に応じて変動する。数値の一例として、加速電圧が１ｋＶの場合は、各パターンの遷移時間は１００ミリ秒とし、加速電圧が１０ｋＶの場合は、各パターンの遷移時間は１０ミリ秒とする。
　上記の制御によれば、加速電圧が高くなるほど、各ＬＥＤの発光箇所の流れは速くなる。即ち、加速電圧の高低を、発光箇所の流れの速さに対応して可視化することで、ユーザに対して現在の加速電圧を直感的に表示することができる。
　また、ＳＥＭにおいては、電子銃１０１から照射された電子が試料１０８に入射するまでの間に、該電子の加速電圧を変動させる、リターディング、及び、ブースティングという機能がある。例えばリターディング機能を用いており、電子線が試料に照射される直前で減速されている場合、制御部１０７は次のように各ＬＥＤの発光を制御する。制御部１０７は、Ｐ３０１からＰ３０２、Ｐ３０２からＰ３０３、Ｐ３０３からＰ３０４への遷移時間は５０ミリ秒とし、Ｐ３０４からＰ３０１に戻る際の遷移時間は２００ミリ秒とする制御を行う。この制御によって、カラム１０２の一番下部、即ち一番試料に近いＬＥＤ２０４の発光時間が長くなり、電子線が試料直前で減速されていることを可視化することができる。ブースティング機能の場合は、加速電圧が高い部分に相当するＬＥＤの発光時間を短くし、加速電圧が低い部分に相当するＬＥＤの発光時間を長くする。これにより、これらの機能がＯＮとなっているのか、カラム１０２内部のどこで加速電圧が変動しているかを一目で判断できる。
　また、ＳＥＭにおいては、加速電圧の印加を切り替えることや、電子線をカラム１０２内部で機械的または電磁的にブランキングすることによって、電子線を試料にパルス的に照射する機能（パルスＳＥＭ）がある。ここで、各ＬＥＤをパルス周期に応じて明滅させることで、パルス機能のＯＮ／ＯＦＦ、パルス周期等を直感的に可視化できる。カラム１０２内部で電子線をブランキングしている場合は、ブランキング位置より上流に相当するＬＥＤは明滅させず、通常のパターンにて発光させ、ブランキング箇所より下流に相当するＬＥＤは明滅させるよう制御すれば、ブランキング位置をも可視化できる。
　電子線の光軸に沿って各ＬＥＤを配置し、上記の制御を行なうことで、現在の加速電圧等をモニタの表示によらず直感的に可視化することができる。
　実施例３では、電子線の電流量に応じて各ＬＥＤを制御するＳＥＭについて説明する。
　ＳＥＭは、一般に、試料に対する電子線の照射量（プローブ電流量）が多ければＳ／Ｎ比が向上するが、試料の破壊や帯電を引き起こしやすくなる。試料に対する電子線の照射量が少なければ、その逆となる。また、収差の関係から、試料に対する電子線の照射量が少なければ、分解能は向上する傾向にある。更に、電子源から放出する電子線の総量（エミッション電流量）の大小は、電子源の寿命に影響する。しかし、電流量は人間の目視によって把握できるものではなく、その設定値はモニタのＧＵＩ上に表示されていたため、前述のモニタに関する課題や、ＳＥＭを使い慣れないユーザに対する課題が生じていた。
　そこで、実施例３では、制御部１０７は、電子線の電流量に応じて、各ＬＥＤの光量を変化させる。図５に、電流量に応じたＬＥＤの光量の模式図を示す。図中の白い円はＬＥＤが高い光量で発光している状態を示し、黒い円はＬＥＤが消灯しているまたは低い光量で発光している状態を示し、ハッチングされた円はＬＥＤが中程度の光量で発光している場合を示す。
　本実施例では、制御部１０７は、エミッション電流Ｉｅの値に基づき、ＬＥＤ２０１の光量を変化させる。数値の一例として、Ｉｅの最大値を１として規格化した場合、Ｉｅがほぼ０の場合は、ＬＥＤを消灯または低い光量で発光させ、Ｉｅが０．５の場合は中程度の光量で発光させ、Ｉｅが１の場合は高い光量で発光させる。また、制御するＬＥＤはＬＥＤ２０１に限られない。エミッション電流量ではなく、プローブ電流量に基づく制御でもよい。
　上記の制御によれば、エミッション電流が高くなるほど、ＬＥＤの光量は高くなる。即ち、電子線の光軸に沿って各ＬＥＤを配置し、電流量の大小を光量の大小に対応して可視化することで、ユーザに対して現在の電流量をモニタの表示によらず直感的に表示することができる。
　また、エミッション電流量は電子源から放出する総量であり、プローブ電流量は試料に対する電子線の照射量であることに鑑み、エミッション電流量については最上流のＬＥＤ（ＬＥＤ２０１）の光量で、プローブ電流量は最下流のＬＥＤ（ＬＥＤ２０４）の光量で可視化することも可能である。
　尚、エミッション電流量やプローブ電流量は、図示しない電流計により計測される。
　実施例４では、試料等の温度に応じて各ＬＥＤを制御するＳＥＭについて説明する。
　ＳＥＭは、その試料室の内部を真空にして試料の観察を行なう。そのため、試料が水分を含む場合は、試料に含まれる水分が蒸発してしまい、試料そのものの形状の観察が困難な場合がある。そのような試料において、水分の蒸発を防ぐため、試料室内部で試料を凍結させたまま観察を行なう手法が知られている。また、水分の有無にかかわらず、試料の温度特性を測定したい場合は、試料室内部で試料の温度を可変させる必要がある。しかし、試料の温度は人間の目視によって把握できるものではなく、その設定値はモニタのＧＵＩ上に表示されていたため、前述のモニタに関する課題や、ＳＥＭを使い慣れないユーザに対する課題が生じていた。
　そこで、実施例４では、制御部１０７は、試料１０８またはステージ１０６の温度に応じて、各ＬＥＤの発光色を変化させる。
　図６に、試料の温度に応じたＬＥＤの発光量の模式図を示す。本実施例では、制御部１０７は、図示しない温度センサの値に基づき、ＬＥＤの発光色を変化させる。ここで、測定対象は試料またはステージの温度であるため、制御するＬＥＤは最下流のＬＥＤ２０４が望ましい。
　制御部１０７は、数値の一例として、試料の温度が－１０℃の場合はＬＥＤ２０４を青色に、試料の温度が２０℃の場合はＬＥＤ２０４を白色に、試料の温度が５０℃の場合はＬＥＤ２０４を赤色に発光させる制御を行なう。
　上記の制御によれば、試料の温度が高くなるほど、ＬＥＤは寒色から暖色へと変化する。即ち、電子線の光軸に沿って各ＬＥＤを配置し、試料の温度の高低を、ＬＥＤの発光色に対応して可視化することで、ユーザに対して現在の試料の温度をモニタの表示によらず直感的に表示することができる。
　また、試料の温度に限らず、例えばカラム１０２の各構成要素の温度や、電子銃１０１の温度を可視化することもできる。特に電子源が電界放出型である場合、ＳＥＭ全体を高熱とする「ベーキング」作業が行われる場合があり、カラム１０２の各構成要素の温度を表示可能であることは有効である。この場合、各構成要素と各ＬＥＤの位置を対応させて光らせることが望ましい。
　尚、「各構成要素と各ＬＥＤの位置を対応」と記載したが、各ＬＥＤが各構成要素の位置に配置されることが必要なわけではない。例えば、ＬＥＤ２０１は電子銃１０１ではなくカラム１０２に備えられているが、ＬＥＤ２０１を電子銃１０１に対応させてもよい。
　実施例５では、エラーに応じて各ＬＥＤを制御するＳＥＭについて説明する。
　ＳＥＭは、電子源が寿命を迎えると、もはや電子線を生成することは不可能であり、電子源を交換する必要がある。特に電子源がタングステンフィラメントである場合、タングステンフィラメントは長時間の使用により断線するため、電子源の寿命の問題が顕著となる。タングステンフィラメントの断線は、加速電圧や電流量と異なり、目視確認できる。しかし、ＳＥＭの電子源の状態は、ＳＥＭの真空を解除しなければ確認できないため、電子源の寿命が尽きたことは、ＧＵＩ上にエラーメッセージやエラーコードとして表示される。よって、目視確認できても、前述のモニタに関する課題や、ＳＥＭを使い慣れないユーザに対する課題が生じていた。
　そこで、実施例５では、制御部１０７は、電子源の寿命が尽きたことを検出した場合に、ＬＥＤの発光量、発光色及び／又は明滅を制御する。この場合の制御対象は、電子銃１０１の位置に相当する最上流のＬＥＤ（ＬＥＤ２０１）とすることが望ましい。
　図７に、電子源の寿命が尽きたことを検出した場合のＬＥＤの制御の模式図を示す。通常時（電子源の寿命が残っている場合）は、ＬＥＤ２０１は白色に発光している。電子源の寿命が尽きたことを制御部１０７が検出した場合、制御部１０７は、ＬＥＤ２０１の明滅を開始する。この場合、ＬＥＤ２０１の光量を最大化してもよいし、ＬＥＤ２０１の発光色を警告色（黄色や赤色など）にしてもよい。
　上記の制御によれば、電子源の寿命が尽きた際に、電子銃１０１の位置に相当するＬＥＤ２０１が警告を発する。電子線の光軸に沿って各ＬＥＤを配置し、上記の制御を行なうことで、ユーザに対して、電子源の寿命が尽きたことをモニタの表示によらず直感的に表示することができる。
　また、電子源に限らず、他の箇所のエラーに応じて各ＬＥＤが警告を発するようにしてもよい。この場合、例えば第一のコンデンサレンズ１０９にエラーが生じている場合はＬＥＤ２０２を、第二のコンデンサレンズ１１０にエラーが生じている場合はＬＥＤ２０３を制御対象とすることで、エラーが生じている箇所を可視化することができる。真空排気系、例えばメインポンプ１０５２にエラーが生じている場合は、他のエラーが生じた場合と色を変えてＬＥＤを光らせるなどで、カラム１０２内部に配置されない部品のエラーをも表示できる。更に、エラーの種類に応じて、各ＬＥＤによる警告方法を変化させることもできる。
　実施例６では、調整箇所に応じて各ＬＥＤを制御する荷電粒子線装置について説明する。
　ＳＥＭがその性能を最大限に発揮するために、カラム１０２内部の電子線の軌道は、理想的な軌道に調整されている。しかし、外部の振動や温度変化、各電子光学要素の材質の径年劣化、汚れの付着等により、電子線の軌道が、理想の軌道から外れることがある。このような場合に、カラム１０２内部の各要素を電磁気的に調整することで、電子線の軌道を理想に戻す作業が行われる。
　また、電子線の軌道のずれがなくとも、プローブ電流量を調整するために、第一のコンデンサレンズ１０９及び第二のコンデンサレンズ１１０などを調整することがある。
　ここで、各要素の調整の際には、ユーザがＧＵＩから調整量を指示していたため、前述のモニタに関する課題が生じていた。また、ＳＥＭを使い慣れないユーザにとっては、現在調整している対象が何であるのかを把握することが困難であった。
　そこで、実施例６では、制御部１０７は、ＳＥＭの調整対象に応じて、各ＬＥＤの発光を制御する。図８に、調整中のＬＥＤの発光パターンを示す。
　制御部１０７は、ユーザが電子銃１０１の調整を開始したとき（Ｇｕｎ）には、電子銃１０１の位置に相当するＬＥＤ２０１を発光させる。同様に、制御部１０７は、第一のコンデンサレンズ１０９が調整されているとき（Ｃ１）はＬＥＤ２０２を、第二のコンデンサレンズ１１０が調整されているとき（Ｃ２）はＬＥＤ２０３を、対物レンズ１１３が調整されているとき（Ｏｂｊ．）はＬＥＤ２０４を発光させる。
　上記の制御によれば、ユーザが現在調整中である対象に応じ、各ＬＥＤが発光する。電子線の光軸に沿って各ＬＥＤを配置し、調整対象の位置を各ＬＥＤの発光に対応して可視化することで、ユーザに対して調整対象をモニタの表示によらず直感的に表示することができる。
　また、例えば各レンズの励磁を調整している場合（各レンズのコイルに流す電流量を調整している場合）などは、調整量を各ＬＥＤの発光量で表すこともできる。
　実施例７では、真空度に応じて各ＬＥＤを制御するＳＥＭについて説明する。
　電子線は、気体分子が多い領域を通過すると、気体分子による散乱が生じる。そのため、装置内部の真空度が低い（圧力が高い）場合は電子線の径を所望の値まで集束できず、分解能が低下し、最悪の場合は試料表面の画像を得ることが不可能となる。また、電子銃１０１内部の真空度が低い場合は、電子源にも影響を及ぼす。具体的には、電子源が電界放出型の場合は、電子源にガス分子が付着しやすくなることによって、電子線の照射量、安定度、電子源の寿命等に影響し、場合によっては電子銃内での放電を引き起こす。タングステンフィラメントを用いた熱電子放出型の電子源は、電界放出型の電子源よりも低い真空度で用いることができるが、真空度があまりに低いとフィラメントが断線するまでの時間が短くなる。
　一方、ＳＥＭにおいては、電子銃１０１及びカラム１０２の真空度は高く保ちつつ、試料室１０３の真空度を低くして試料の観察（いわゆる低真空観察）が行なわれる場合がある。低真空観察によって、含水試料や、帯電しやすい試料を観察しやすくなるなどのメリットがある。
　以上のことから、ＳＥＭにおいては、ＳＥＭ内部の真空度を確認し、把握することが重要となる。しかし、真空度は人間の目視によって把握できるものではなく、その設定値はモニタのＧＵＩ上に表示されていたため、前述のモニタに関する課題や、ＳＥＭを使い慣れないユーザに対する課題が生じていた。
　そこで、実施例６では、制御部１０７は、ＳＥＭの真空度に応じて、各ＬＥＤの発光を制御する。ＳＥＭの真空度は、制御部１０７が、真空計１０５３の測定値を読み取ることで検出する。図９に、真空度に応じた各ＬＥＤの発光パターンを示す。
　ＳＥＭが真空排気を開始する前（Ｂｅｆｏｒｅ　Ｅｖａｃ．）、即ち装置内部が大気圧である場合、制御部１０７は、各ＬＥＤを橙色に発光させる。真空排気が開始される（Ｅｖａｃ．）と、制御部１０７は、各ＬＥＤを明滅（点滅）させる。真空排気がある程度進み、真空計１０５３によりＳＥＭ内部の真空度を測定可能になれば、制御部１０７は各ＬＥＤを明滅させず発光させる。
　数値の一例として、真空度が１００００Ｐａの場合、制御部１０７は、各ＬＥＤを緑色に発光させる。真空度が４０００Ｐａ、０．３Ｐａと向上していく（気圧が低くなっていく）につれ、制御部１０７は、各ＬＥＤを薄青色から深青色へと変化させる。
　また、ＳＥＭが低真空観察を行なう場合（Ｌ．Ｖ．Ｏｂｓｅｒｖｅ）は、電子銃１０１及びカラム１０２の真空度は高く、試料室１０３のみ真空度が低い。そこで制御部１０７は、各ＬＥＤのうちＬＥＤ２０４以外のＬＥＤは深青色に発光させ、試料室の位置に相当するＬＥＤであるＬＥＤ２０４を中程度の青（Ｍｉｄｄｌｅ　Ｂｌｕｅ）に発光させる。ここでＬＥＤ２０４の発光色は、中程度の青に限定されるものではなく、試料室１０３の真空度に応じて変化させるものとすれば、試料室１０３の真空度のみが変化していること（低真空観察モードであること）を、ユーザに直感的に表示することができる。
　上記の制御によれば、ＳＥＭ内部の真空度が向上するにつれ、各ＬＥＤの発光色は、警告色に近い橙色から、安全色である深青色へと変化する。電子線の光軸に沿って各ＬＥＤを配置し、上記の制御を行なうことで、ユーザに対して、ＳＥＭ内部の真空度をモニタの表示によらず直感的に表示することができる。
　尚、真空計とＬＥＤの個数によっては、例えば電子銃１０１の真空度、カラム１０２の真空度、試料室１０３の真空度を個別に表示することができる。ＳＥＭの機械的構成が異なる場合（例えば試料交換室を備える場合など）は、その構成に応じて真空度を表示することもできる。
　実施例８では、導入するガス種に応じて各ＬＥＤを制御するＳＥＭについて説明する。
　ＳＥＭ等の荷電粒子線装置では、種々の目的に応じて、装置内部にガスを導入する場合がある。一例として、試料室１０３の真空を解除する際に窒素やアルゴンを導入する場合や、試料室１０３の真空漏れの確認のためヘリウムを導入する場合、低真空観察のために大気を導入する場合、特にＴＥＭにおいて、その場観察（ｉｎ－ｓｉｔｕ観察）を行なうため水素や酸素を導入する場合、イオンミリング装置との複合型装置において、イオンビーム生成のためアルゴンを導入する場合、特にＦＩＢ単体もしくはＦＩＢとＳＥＭとの複合型装置において、薄膜を生成するためタングステンガスを導入する場合などが例として挙げられる。
　しかし、導入するガス種は人間の目視によって把握できるものではなく、導入ガスの種類はモニタのＧＵＩ上に表示されていたため、前述のモニタに関する課題や、ＳＥＭを使い慣れないユーザに対する課題が生じていた。
　そこで、実施例８では、制御部１０７は、ＳＥＭへの導入ガス種に応じて、各ＬＥＤの発光を制御する。図１０に、本実施例にかかる荷電粒子線装置の概略図を、図１１に各ＬＥＤの発光パターンを示す。
　本実施例にかかるＳＥＭは、試料室１０３にガス導入部１１４を備える。ガス導入部１１４は、例えば窒素やヘリウム、アルゴンボンベ（に接続されたノズル）であってもよいし、大気を導入するためのリークバルブでもよい。ガス供給源を備えた電子ビームまたはイオンビームカラムなどであってもよい。
　制御部１０７は、ガス導入部１１４の作動が開始したら、導入するガス種によって各ＬＥＤを発光させる。ガス導入部１１４は試料室１０３に備えられているため、導入されたガスはまず試料室１０３に充満し、その後カラム１０２内部へと侵入する。そこで、制御部１０７は、導入ガスが窒素の場合（Ｎ２）は、ＬＥＤ２０４を紫色に発光させる。制御部１０７は、ガス導入部１１４の作動開始から十分に時間が経過すれば（Ｎ２－Ｆｉｌｌｅｄ）、ＬＥＤ全てを紫色に発光させる。
　上記制御によれば、導入ガスの装置内部での挙動を各ＬＥＤの発光により表現することができる。更に、ガスの導入量や、装置内部のガス圧（図示しない質量分析計などで測定する）に基づき、各ＬＥＤの発光色を独立に制御してもよい。各ＬＥＤは、発光量や発光色の変化（たとえばガス圧が低い場合は、紫色ではなく薄紫色に発光するなど）によって、導入ガスの装置内部での挙動を表現してもよい。
　制御部１０７は、ガス導入部１１４により導入されるガスがアルゴンの場合は、ＬＥＤ２０４を黄色に発光させる。その後、十分に時間が経過した際の挙動や、発光量や発光色の変化等は、窒素導入時と同様である。その他のガスを導入する場合は、その他の色を用いることができる。尚、上記の発光色や発光箇所は一例である。
　上記の制御によれば、装置内部に導入されたガス種と、その挙動に基づき、各ＬＥＤの発光が制御される。電子線の光軸に沿って各ＬＥＤを配置し、上記の制御を行なうことで、ユーザに対して、装置内部の導入ガスの挙動をモニタの表示によらず直感的に表示することができる。
　尚、ガス導入部が例えばイオンビームカラムであり、装置全体としてはカラムを２本以上備える場合、両方のカラムにＬＥＤを備えるものとしてもよい。
　実施例９では、視野の移動に応じて各ＬＥＤを制御するＳＥＭについて説明する。
　電子顕微鏡で試料を観察する際、試料の様々な位置を観察するため、その視野を移動することが行なわれる。ここで視野の移動は、ステージ１０６のモータによる駆動や、Ｘ偏向コイル１１１、Ｙ偏向コイル１１２その他カラム１０２の電子光学要素により電子線を制御することで電子線の照射位置を変えるイメージシフトなどで行なわれる。
　イメージシフトによる視野移動の場合、視野の移動は目視で確認できないため、視野の移動している方向や移動量は、像を確認しなければ分からないという課題があった。
　ステージによる視野移動の場合も、ステージは試料室１０３内部に存在するため目視による確認が不可能である。
　そこで、実施例９では、制御部１０７は、ＳＥＭの視野の移動に応じて、各ＬＥＤの発光を制御する。図１２に、本実施例にかかる荷電粒子線装置の概略図を、図１３にイメージシフトによる視野移動時の各ＬＥＤの発光パターンを、図１４にステージ移動による視野移動時の各ＬＥＤの発光パターンを示す。
　図１２は、図１に加え、カラム１０２に更にＬＥＤ２０５、ＬＥＤ２０６を備えるＳＥＭを示す図である。ＬＥＤ２０５、ＬＥＤ２０６は、ＬＥＤ２０３の下方かつＬＥＤ２０４の上方に、ＬＥＤ２０３とＬＥＤ２０４の左右に配置されている。尚、ＬＥＤ２０５及びＬＥＤ２０６の配置は、図１２に示した配置に限らず、カラムに対し垂直方向（即ち、ＬＥＤ２０１～２０４の配置方向に交差するような配置）であれば、その配置は問わない。
　制御部１０７は、イメージシフトによる視野移動の際に、各ＬＥＤを緑色に発光させる。制御部１０７は、視野を図１２の紙面に対して手前方向に移動させる場合は、ＬＥＤ２０３を緑色に発光させる。制御部１０７は、視野を紙面に対して奥方向に移動させる場合はＬＥＤ２０４を、右方向の場合はＬＥＤ２０５を、左方向の場合はＬＥＤ２０６を緑色に発光させる。発光しているＬＥＤと、視野移動方向が対応することにより、視野移動方向を可視化することができる。
　また、制御部１０７は、ステージによる視野移動の際に、各ＬＥＤを白色に点滅させる。発光パターンの一例として、制御部１０７は、視野を紙面に対して手前方向に移動させる場合は、ＬＥＤ２０３を白色に点滅させる。制御部１０７は、視野を紙面に対して奥方向に移動させる場合はＬＥＤ２０４を、右方向に移動させる場合はＬＥＤ２０５を、左方向に移動させる場合はＬＥＤ２０６を白色に点滅させる。
　上記制御によれば、視野位置の移動方向を各ＬＥＤの発光により表現することができる。電子線の光軸に沿って各ＬＥＤを配置し、視野移動を表現する各ＬＥＤを配置し、上記の制御を行なうことで、ユーザに対して、視野の移動をモニタの表示によらず直感的に表示することができる。
　更に、移動量や移動スピードに応じて、ＬＥＤの点滅速度、発光強度を変化させてもよい。また、例えば視野を右手前に移動させる際には、ＬＥＤ２０４と２０５を同時に発光させてもよい。
　尚、ステージの移動方向やイメージシフトによるビームの移動方向と、視野の移動方向とで、移動方向が真逆になる場合がある。その場合、どちらの移動方向を基準としてもよい。
　更に、図１５に、ステージ回転時の各ＬＥＤの発光パターンを示す。尚、図中の白い円はそのＬＥＤが白色に発光している状態を示し、黒い円はそのＬＥＤが消灯している状態を示す。ステージ回転の指示を受けた制御部１０７は、各ＬＥＤをパターン９０１（Ｐ９０１）に従い制御する。その後、一定時間（例えば２００ミリ秒）経過後に、制御部１０７は、各ＬＥＤをパターン９０２（Ｐ９０２）に従い制御する。以下Ｐ９０２からＰ９０３、Ｐ９０３からＰ９０４と同様の制御を繰り返し、Ｐ９０４からは再びＰ９０１に戻る。
　また、制御部１０７は、ステージを逆方向に回転させる場合は、上記の発光パターンを逆転させて、各ＬＥＤを発光させる（Ｐ９０４からＰ９０３、Ｐ９０３からＰ９０２、Ｐ９０２からＰ９０１、Ｐ９０１からＰ９０４）。
　この制御により、ステージの回転方向をモニタの表示によらず直感的に表示することができる。更に、回転速度に応じてパターンが切り替わる時間を変化させることで、ステージの回転速度を直感的に表示することができる。
　上記制御は、電子光学的な制御により、視野を回転させる場合にも適用できる。
　実施例１０では、電子線の傾斜に応じて各ＬＥＤを制御するＳＥＭについて説明する。
　電子顕微鏡で試料を観察する際、ラフネスや３Ｄ形状の情報を得るために、電子線を傾けて試料に対し照射することがある。これはビームチルト観察と呼ばれる機能で、Ｘ偏向コイル１１１、Ｙ偏向コイル１１２によって電子線を曲げることで実現される。
　しかし、電子線は人間の目視によって把握できるものではなく、電子線の曲げ方向はモニタ上のＧＵＩに表示されていたため、前述のモニタに関する課題や、ＳＥＭを使い慣れないユーザに対する課題が生じていた。
　そこで、実施例１０では、制御部１０７は、電子線の傾斜方向に応じて、各ＬＥＤの発光を制御する。図１６に各ＬＥＤの発光パターンを示す。
　制御部１０７は、電子線の傾斜方向に応じて、ＬＥＤ２０１、ＬＥＤ２０２、ＬＥＤ２０３を白色に光らせながら、ＬＥＤ２０５、ＬＥＤ２０６を発光させることで、電子線の傾斜方向を示す。また、制御部１０７は、その傾斜方向の大きさを、ＬＥＤ２０５、ＬＥＤ２０６の発光色により示す。例えば傾斜角度が１０°未満であるならば白色、１０°から２０°の間であるならば青色、２０°から３０°の間であるならば緑色というように各ＬＥＤの発光色を変化させることによって、電子線の傾斜角度の大きさを示す。尚、上記の発光色や発光箇所は一例である。
　上記の制御によれば、電子ビームの傾斜方向とその傾斜角度に基づき、各ＬＥＤの発光が制御される。電子線の光軸に沿って各ＬＥＤを配置し、更に電子ビームの傾斜方向を表現する各ＬＥＤを配置し、上記の制御を行うことで、ユーザに対して、電子ビームの曲げ方向をモニタの表示に拠らず直感的に表示することができる。
　上記制御は、ステージ１０６を機械的に傾斜させる場合にも適用できる。
　実施例１１では、ステージの上下移動に応じて各ＬＥＤを制御するＳＥＭについて説明する。
　電子顕微鏡で試料を観察する際、試料までの焦点距離を調整するために、ステージを上下に移動させることがある。ここで、ステージの移動は、ステージ１０６にモータを備えた場合はその駆動や、モータを備えない場合は観察者が直接ステージをダイヤルの回転などによって上下動させることで行われる。
　ステージの上下動は、真空チャンバ内で行われるため、その位置を目視で確認できない。そのため前述のモニタに関する課題が発生していた。
　そこで、実施例１１では、制御部１０７は、ステージの移動に応じて各ＬＥＤの発光を制御する。図１７に各ＬＥＤの発光パターンを示す。
　制御部１０７は、ステージの上下動方向に応じて、ＬＥＤ２０３、ＬＥＤ２０４を黄色に点滅させることでその移動方向を示す。また、その移動速度に応じて点滅速度を変更する。尚、上記の発光色や発光箇所は一例である。
　上記の制御によれば、ステージの上下動方向、移動速度に基づき、各ＬＥＤの発光が制御される。電子線の光軸に沿って各ＬＥＤを配置し、上記の制御を行うことで、ユーザに対して、ステージの上下動方向をモニタの表示に拠らず直感的に表示することができる。
　上記制御は、電子光学的な制御により、フォーカスを調整する場合にも適用できる。
　実施例１２では、大気圧条件下に対して電子線を照射するＳＥＭの状態に応じて、各ＬＥＤを制御する荷電粒子線装置について説明する。
　ＳＥＭを始めとする荷電粒子線装置には、真空下での観察に適さない試料を観察することを目的とし、数ナノメートルから数マイクロメートル程度の厚さの極薄の隔膜によりカラムと試料室を隔離し、大気圧条件に置かれた試料に電子線を照射する場合がある。
　しかし、隔膜は極薄のため、目視で隔膜の破損を確認することは困難である。また、試料室内が大気圧状態であったとしても観察中に試料室を開放するのは望ましくなく、試料室内部の状態を表示できることが望ましい。従来は、試料室内の状態はＧＵＩなどにより表示されていたため、前述のモニタに関する課題や、ＳＥＭを使い慣れないユーザに対する課題が生じていた。
　そこで、実施例１２では、制御部１０７は、この隔膜の状態に応じて各ＬＥＤの発光を制御する。図１８に本実施例にかかるＳＥＭの概略図を、図１９に各ＬＥＤの制御パターンを示す。
　ここでは、試料室１０３にカラム１０２と試料室１０３を隔離するための隔膜１１５を備えるＳＥＭを例に挙げる。隔膜１１５は例えば窒化シリコンを材料とされるが、適切な硬度を持ち、電子線を十分に通す材料であるならば材料は問わない。加えて実施例においては、ＬＥＤ２０４の更に下にＬＥＤ２０７を備える。本実施例では長方形のＬＥＤとし、隔膜の形状を模したが、その形状は問わない。
　制御部１０７は、隔膜１１５を装置に導入した時にＬＥＤ２０７を点灯させることで、隔膜１１５の有無を示す。また、何らかの理由で隔膜が破損した際には、ＬＥＤ２０７を赤色に点灯させることで隔膜の状態を示す。ＬＥＤ２０７は、各ＬＥＤのうち最下流に存在し、形状を模すことで、隔膜を表現している。尚、上記の発光色や発光箇所は一例である。
　上記の制御によれば、装置内部の隔膜の状態に基づき、各ＬＥＤの発光が制御される。上記の制御を行うことで、ユーザに対して、隔膜の有無、並びにその状態を直感的に表示することができる。
　実施例１３では、カバーにより覆われた、カラムの光軸に沿ってＬＥＤを備えるＳＥＭについて説明する。
　ＳＥＭにおいては、音波、温度変化、風圧、電磁場等の外部環境によるノイズを低減することや、可動部の触手の防止等を目的として、装置の全部又は一部をカバーで覆う場合がある。カバー内部に表示部２００を設けると、ユーザはカバーにより表示部２００を観取することができない。
　そこで、実施例１３のＳＥＭは、カバーに透光部を設ける。該ＳＥＭの正面図を図２０（ａ）に、側面図を図２０（ｂ）に、内部図を図２０（ｃ）に示す。
　ＳＥＭは、真空排気系１０５や各種回路を内装する本体カバー１１６と、ステージ１０６を内装するステージカバー１１７と、カラム１０１を内装するカラムカバー１１８と、カラムカバー１１８の上部に設けられた透光部１１９とを備える。尚、カバーの構成は一例である。ＳＥＭの全部品がカバーに覆われていなくともよいし、別途のカバーを備えてもよい。表示部２００は、ユーザが、透光部１１９を介して各ＬＥＤの発光を観取できるよう、カラムカバー１１８の内部に備えられる。
　上記の構成によれば、カバーを備えたＳＥＭであっても、装置の状態等を表示部２００によって直感的に表示することができる。
　尚、図２１に示すように、表示部２００をカラム１０２に設けてもよい。この場合は、透光部１１９は、カラムカバー１１８の表示部２００に対向する位置に設けられる。さらに、図２２に示すように、表示部２００をカラムカバー１１８に直接設けてもよい。
　ここでは、透光部１１９をカラムカバー１１８に設ける例を説明したが、本体カバー１１６やステージカバー１１７に透光部１１９を設けてもよい。
　以上、実施例に従い本発明を説明したが、本発明は上記の実施例に限られるものではない。実施例では、ＳＥＭを例として説明したが、本発明は、ＴＥＭ、ＳＴＥＭ、集束イオンビーム装置（以下、ＦＩＢ）、イオンミリング装置などの荷電粒子線装置一般に対して適用できる。ＦＩＢやイオンミリング装置の場合は、荷電粒子線はイオンビームとなる。各種装置において、光軸に沿って複数の発光素子を配置することにより、電子線の流れや、真空度、加速電圧、電流量、温度その他の物理量を表現することができる。
　また、各実施例を複合させ、例えば真空度と加速電圧を同時に表現してもよい。ユーザの指示や、時間経過、現在の状況などにより、ＬＥＤを用いて表現する対象を切替えてもよい。
　上記の各実施例において、発光パターン、発光色、発光量等は一例を示したものであり、実施例の記載に限られない。例えば実施例２において「加速電圧が高くなるほど、各ＬＥＤの発光箇所の流れは速くなる」としたが、その逆に、加速電圧が高くなるほど各ＬＥＤの発光箇所の流れを遅くしてもよい。その他の実施例においても同様に、各ＬＥＤの制御は変更可能である。例えば「発光色を変化させる」と説明した実施例において、発光量を変化させてもよいし、「点滅速度を変更する」と説明した実施例において、発光色を変化させてもよく、種々の組み合わせが可能である。
１０１…電子銃、１０２…カラム、１０３…試料室、１０４…検出器、１０５…真空排気系、１０５１…粗引きポンプ、１０５２…メインポンプ、１０５３…真空計、１０６…ステージ、１０７…制御部、１０８…試料、１０９…第一のコンデンサレンズ、１１０…第二のコンデンサレンズ、１１１…Ｘ偏向コイル、１１２…Ｙ偏向コイル、１１３…対物レンズ、１１４…ガス導入部、１１５…隔膜、１１６…本体カバー、１１７…ステージカバー、１１８…カラムカバー、１１９…透光部、２００…表示部、２０１－２０７…ＬＥＤ

Claims (16)

  1. 　試料に対して照射するための荷電粒子線を発生する荷電粒子源と、
    　前記荷電粒子線が通過するカラムと、
    　前記カラムの光軸に沿って配置された複数の発光素子を有する表示部と、を備える荷電粒子線装置。
  2. 前記荷電粒子線装置の状態に応じて前記発光素子を制御する制御部を更に備える、請求項１記載の荷電粒子線装置。
  3. 　前記制御部は、前記荷電粒子線の流れに対応した発光パターンに基づいて、前記発光素子を発光させる、請求項２記載の荷電粒子線装置。
  4. 　前記発光パターンは、前記荷電粒子線装置内の物理量に対応するパターンである、請求項３記載の荷電粒子線装置。
  5. 　前記発光パターンは、前記複数の発光素子の発光箇所の流れが、前記荷電粒子線の流れに対応したパターンである、請求項３記載の荷電粒子線装置。
  6. 　前記制御部は、前記荷電粒子線の加速電圧に対応して、前記発光素子の発光箇所の流れの速さを変化させる、請求項３又は４記載の荷電粒子線装置。
  7. 　前記制御部は、前記荷電粒子線の電流量に対応して、前記発光素子の発光量を変化させる、請求項２記載の荷電粒子線装置。
  8. 　前記制御部は、前記荷電粒子線装置内部の温度に対応して、前記発光素子の発光色を変化させる、請求項２記載の荷電粒子線装置。
  9. 　前記制御部は、前記荷電粒子線装置内部の真空度に対応して、前記発光素子の発光色を変化させる、請求項２記載の荷電粒子線装置。
  10. 　前記複数の発光素子は、更に、前記カラムの光軸の垂直方向に配置され、
    　前記制御部は、前記荷電粒子線装置の要素の移動に対応して、前記複数の発光素子を制御する、請求項２記載の荷電粒子線装置。
  11. 　前記荷電粒子線装置の要素の移動は、前記荷電粒子線の視野の移動または前記荷電粒子線の傾斜角の移動である、請求項１０記載の荷電粒子線装置。
  12. 　前記制御部は、現在の状態表示の対象となっている前記荷電粒子線装置の部位に対応して、前記複数の発光素子の発光箇所を制御する、請求項２記載の荷電粒子線装置。
  13. 　前記制御部は、前記部位が前記荷電粒子源の場合、前記複数の発光素子のうち、最も上流の発光素子を発光させる、請求項１２記載の荷電粒子線装置。
  14. 　荷電粒子線の光軸に沿って配置された複数の発光素子を、荷電粒子線装置の状態に応じて発光させる、荷電粒子線装置。
  15. 　荷電粒子線の光軸に沿って配置された複数の発光素子を、荷電粒子線装置の状態に応じた発光パターンで発光させる、荷電粒子線装置の制御方法。
  16. 　前記発光パターンは、前記荷電粒子線の流れに対応したパターンである、請求項１５記載の荷電粒子線装置の制御方法。
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