帶電粒子線顯微鏡以及該帶電粒子顯微鏡的控制方法

2023-06-10 14:21:01 4

專利名稱：帶電粒子線顯微鏡以及該帶電粒子顯微鏡的控制方法
技術領域：
本發明涉及具有通過利用了圖形用戶界面(以下簡稱為⑶I)的簡單的按鈕操作來變更觀察條件的功能的帶電粒子線顯微鏡及其控制方法。
背景技術：
在現有技術中，帶電粒子線顯微鏡或者應用了帶電粒子線顯微鏡的各種裝置的用 戶，僅限於研究機構中的研究者和製造業中的製造管理者或者分析擔當者等所謂的專家。但是，由於近年來的技術進步，能夠實現就性能而言非常低價的帶電粒子線顯微鏡，伴隨於此，向中小學校等教育現場或汽車修理工廠等、在現有技術中完全無法想像的場所進行的帶電粒子線顯微鏡的導入得到發展。因為這樣的場所中的帶電粒子線顯微鏡的用戶不是技術專家，所以對於上述低價的帶電粒子線顯微鏡，與其追求性能，不如追求操作的簡便。另ー方面，例如像專利文獻I所記載的那樣，近年來針對帶電粒子線顯微鏡，也發展了⑶I的導入，大部分的操作能夠通過顯示在監視器上的⑶I畫面來進行。因此，當前的帶電粒子線顯微鏡，與過去的帶電粒子線顯微鏡相比，可以說操作性大幅提高。在先技術文獻專利文獻專利文獻I JP特開2006-190567號公報發明要解決的課題在現有的帶電粒子線顯微鏡中使用的GUI畫面，是以由技術專家來使用為前提而設計的。因此，在現有技術中，顯示在Gn上的裝置的動作設定畫面，沿襲了由專家通過手エ操作進行的動作設定項目、動作調整項目或者設定順序，井置換為⑶I畫面。因此，顯示在GUI上的設定項目、調整項目非常多，而且在某設定項目中設定的控制參數和在其他設定項目中設定的控制參數彼此密切相關，調整非常繁雜。例如，帶電粒子線顯微鏡，通過切換一次帶電粒子線的照射條件，能夠取得更多地反映了觀察試樣的表面形狀的圖像或更多地反映了觀察試樣內的組成的圖像等、觀察條件不同的圖像。但是，為了將裝置調整為希望的觀察條件，例如若變更電子源的加速電壓，則伴隨加速電壓的變更會產生電子透鏡或偏向器的調整等、其他帶電粒子光學系統條件的變更作業。並且，顯示在現有的⑶I畫面上的動作設定項目或者動作調整項目，用帶電粒子線顯微鏡特有的專業術語來顯示。因此，在現有的帶電粒子線顯微鏡中使用的GUI畫面，很難說不具備與帶電粒子線顯微鏡相關的預備知識的用戶也能夠輕鬆地操作，存在裝置用戶需要非常長的時間才能習慣操作的問題。

發明內容
因此，本發明的目的在於，實現具有直觀且操作性優異的用戶界面的、如電視機或微型數位相機等家電設備一般的操作簡單的帶電粒子線顯微鏡。解決課題的手段為了實現即使不具備帶電粒子光學系統的專門知識也能夠操作的用戶界面，顯示在GUI上的按鈕、圖標等對象，廢棄了專業術語，全部採用了直觀地表示裝置用戶的使用目的的日常用語，例如「視野搜索」 「圖像確認」 「焦點(的調整)」 「觀察倍率(的變更)」 「觀察條件(的變更)」等這樣的日常用語。此外，設置了使為了實現按鈕、圖標所示的用戶使用目的而需要的一系列的處理匯總執行的単元。發明效果實現了直觀且操作性優異的用戶界面，並且實現了即使是不具備與帶電粒子顯微鏡相關的專門知識的初學者也能夠操作的帶電粒子顯微鏡。


圖I是本發明的I實施方式中的帶電粒子線顯微鏡系統的整體構成圖。圖2是表示本發明的I實施方式中的帶電粒子鏡體的內部構成例的示意圖。圖3是本發明的I實施方式中的帶電粒子線顯微鏡系統的操作畫面的構成例。圖4是表示觀測條件模式和帶電粒子光學系統的動作條件的關係的圖。圖5是表示觀察條件文件的構成例的圖。圖6是本發明的I實施方式中的帶電粒子線顯微鏡系統的整體動作流程圖。圖7是表示應用程式、上層控制裝置、控制電路間的協同動作的圖。圖8是表示指令表的構成例的圖。圖9是表示本發明中的帶電粒子線顯微鏡的調整畫面的構成例的圖。
具體實施例方式(實施例I)以下，利用附圖對實施例I進行說明。在圖I中，示出本實施例的帶電粒子線顯微鏡的整體系統構成。圖I所示的帶電粒子線顯微鏡系統，由實際觀察試樣的顯微鏡裝置11和實現針對該顯微鏡裝置的用戶界面功能的個人計算機I (以下簡稱為PC)構成。帶電粒子顯微鏡裝置11包含如下部分而構成由具備對被觀察試樣照射一次電子線並檢測二次帶電粒子的功能的帶電粒子光學鏡體14、和保存上述被觀察試樣的試樣室15構成的顯微鏡本體；對提供給顯微鏡本體的控制電流或控制電壓值進行控制的控制電路13 ;進ー步對該控制電路13進行控制的上層控制裝置12 ;連接有用於與上述PC連接的通信線路的通信端子10等。上層控制裝置12由保存用於對控制裝置13進行控制的程序的存儲器、和執行程序的處理器構成。控制電路13由用於將從上層控制裝置12發送的數字控制信號置換為帶電粒子光學系統的控制電流乃至控制電壓的數字-模擬變換器(DAC :Digital Analog Converter) >和用於對DAC進行控制的邏輯電路構成。因為具有能夠實現電路的小型化、能夠靈活地變、更電路構成等優點，所以控制電路13由FPGA構成。PCl包含如下部分而構成顯示由顯微鏡本體拍攝到的圖像或顯微鏡本體的操作畫面的⑶I畫面2 ;處理在PCl上被控制的各種信息的處理器7 ;保存由處理器1901執行的軟體的存儲器8 ;以及保存處理器暫時不使用的軟體、數據的二次存儲裝置6 ;連接有用於與上述顯微鏡裝置11連接的通信線路的通信端子9等。在存儲器8內，保存後述的觀察條件表格，並在將在GUI上輸入的條件解釋為控制電路13的控制條件時被處理器7參照。在實際的產品形態中，通過使用裝置用戶所準備的通用的個人計算機作為PC，並在事後安裝觀察條件表和其他必要的軟體，來實現帶電粒子顯微鏡裝置的控制功能。在圖2中，示出了與帶電粒子光學鏡體14的內部構成相關的概要。本實施例的帶電粒子線顯微鏡的帶電粒子光學鏡體14包含如下部分而構成產生帶電粒子線的帶電粒 子線源16 ;用於引出由帶電粒子線源16產生的帶電粒子的陰極17 ;以規定的能量來對所引出的帶電粒子線進行加速並作為一次帶電粒子線19而放射到試樣29側的陽極18 ;執行一次帶電粒子線19的光軸調整的校正線圈20 ;用於對束電流量和束孔徑角進行調整的聚焦透鏡(第一聚光透鏡21以及第ニ聚光透鏡22);執行一次帶電粒子線的掃描的掃描線圈24 ;在試樣上的束著落位置上除去一次帶電粒子線所包含的象散成分的象散補正線圈25 ；使一次帶電粒子線收斂於試樣上的物鏡26 ;束電流光圈27 ;檢測通過一次帶電粒子線的照射而產生的散射電子30的BSE檢測器28等。在聚焦透鏡為強勵磁的情況下，帶電粒子束被縮小，因此帶電粒子束(帶電粒子線13)的探針直徑變小且電流變少。因此輸入到觀察試樣29的帶電粒子束的探針直徑變小，解析度提高，因而能夠得到反映了觀察試樣的表面形狀的精細的觀察像。若在聚焦透鏡為強勵磁的狀態下提高加速電壓，則向觀察試樣29的入射角度成為銳角，因此從觀察試樣內部產生包含試樣組成信息的散射電子23。因此，觀察像成為包含試樣內部組成信息的圖像。反之在聚焦透鏡為弱勵磁的情況下，帶電粒子束的探針直徑變大且電流增加。因此入射到觀察試樣29的帶電粒子束的探針直徑變大，因而解析度降低，成為模糊的觀察像。但是，因為入射到觀察試樣的電流量較多所以能夠產生較多的散射電子23。此外，因為觀察試樣內所包含的特定X射線量也產生較多，所以觀察像成為面向分析用途的圖像。本實施例的帶電粒子線顯微鏡，出於能夠簡單地實現真空試樣室的構造的目的，而採用了面向低價的SEM的低真空方式的SEM。低真空SEM是指，能夠將試樣室的壓カ提高至數十 數百Pa的SEM，作為檢測器，使用BSE檢測器或者ESD檢測器(氣體放大二次電子檢測器)。在圖3中，示出顯示於圖I所示的⑶I畫面2的操作畫面的一例。在圖3所示的⑶I畫面上，顯示有「開始/停止」 「視野捜索」 「圖像確認」 「調整」 「靜止圖像」等按鈕。「開始/停止」按鈕是用於打開、關閉帶電粒子光學鏡體的加速電壓的按鈕。此外，實際上，「開始/停止」按鈕的「開始」 「停止」的顯示，根據加速電壓為打開/關閉的狀態而切換。這是因為考慮了用戶的目識別性。「視野捜索」按鈕，是在使顯示圖像的視野移動時被按下的按鈕，若在該按鈕被按下的狀態下按下顯示於GUI畫面的上下左右的視野移動按鈕34，則顯微鏡的視野向箭頭的方向移動。該視野移動通過未圖示的試樣載物臺的移動來執行。在按下了「視野搜索」按鈕的狀態下執行快速束掃描，雖然所顯示的觀察圖像變亂但能夠追隨視野的移動，因此能夠一邊確認觀察圖像ー邊移動載物臺。若選擇了「圖像確認」按鈕，則執行慢速束掃描，在觀察圖像3中顯示精細的圖像。「調整」按鈕是在想要進行焦點調整或象散補正等、帶電粒子光學鏡體的調整的情況下按下的按鈕，若選擇了「調整」按鈕，則束掃描區域的大小，與按下了「圖像確認」的情況下的掃描區域相比被設定得較窄，並且執行快速掃描。若選擇了 「靜止圖像」按鈕，則束掃描成為靜止狀態，在GUI畫面上顯示最後被掃描的圖像(持續顯示最後掃描的I幀的存儲器圖像)。「觀察倍率」按鈕是用於對觀察圖像的視野倍率進行調整的按鈕，視野倍率根據+_符號而增減。「觀察倍率」按鈕的右側的「固定倍率」按鈕是用於將視野倍率自動設定為規定的既定值的按鈕，在圖3所示的⑶I畫面中準備了 1000倍、100倍這2個值。「明亮度」「對比度」的各按鈕，是用於使顯示圖像的明亮度和對比度同樣地根據+_符號而增減的按鈕。「自動亮度」是使「明亮度」 「對比度」的調整根據顯微鏡裝置11所具有的默認的基
準來自動調整的按鈕。「焦點」按鈕是用於使照射於試樣的一次帶電粒子線的合焦點位置根據+_符號而移動至過焦點側/弱焦點側的按鈕。「復位」按鈕45是用於將被移動的視野還原到原來的位置的按鈕。接著，利用以上說明了的圖I 圖3，對觀察條件的變更功能進行說明。如圖I所示，在本實施例的帶電粒子顯微鏡系統的操作畫面上，顯示有觀察條件按鈕4。詳細情況如圖3所示，觀察條件按鈕4由「表面」按鈕41、「通常」按鈕42、「高亮度」按鈕43的各按鈕構成。裝置用戶在帶電粒子線顯微鏡的圖像觀察中，通過點擊配置於⑶I畫面2上的「表面」、「通常」、「高亮度」的各觀察條件按鈕4，能夠切換為與觀察目的相符的觀察條件模式。伴隨模式切換的帶電粒子光學系統的工作條件，由帶電粒子顯微鏡系統自動地變更。當前所選擇的觀察條件模式，為了與未選擇的觀察條件按鈕相區別，因而按鈕顯示被點亮。此外，所選擇的觀察條件按鈕4，在PC應用程式結束時被存儲在PC上，當再次起動PC應用程式吋，再現以前的觀察條件模式的選擇狀態。在本實施例的帶電粒子顯微鏡系統中，「觀察條件」如下所述，是指用於取得較多地包含試樣的特定信息的圖像的圖像取得條件，通過調整束加速電壓、束電流量以及束探針直徑(到達試樣上的一次帶電粒子線的束點直徑)，能夠改變這些觀察條件。例如，「表面」是指較多地包含觀察試樣的表面形狀的信息的觀察像，「通常」是指較多地包含觀察試樣的組成信息的觀察像。在低加速電壓即低能量的電子束入射到觀察試樣29的情況下，從觀察試樣的表面形狀的附近產生散射電子23，在觀察像中將會較多地包含試樣的表面形狀的信息。反之，在高加速電壓即高能量的電子束入射到觀察試樣29的情況下，從觀察試樣內部產生散射電子23,從檢測器28獲得的信號將會成為較多地包含觀察試樣的組成信息的觀察像。在「通常」模式的圖像取得條件下増大束探針直徑而得到的觀察圖像是「高亮度」，觀察像比「通常」觀察條件模式的像更明亮，因此將觀察條件模式表現為「高亮度」。雖然因為探針直徑變大所以圖像解析度降低，但由於能夠較大地取得照射電流量，因此適合EDX(能量分散型X射線分光)分析，在連接了 X射線分析設備的情況下，「高亮度」按鈕變更為「分析」而被顯示。在圖4中歸納示出以上所說明的各觀察條件和帶電粒子光學系統的動作條件之間的對應關係。例如，在本實施例的情況下，在「表面」觀察條件模式下採用了加速電壓5kV，在「通常」觀察條件模式以及「高亮度」觀察條件模式下採用了加速電壓15kV。另外，圖4所示的「低」 「高」 「大」 「中」 「小」這樣的關係，是「表面」 「通常」 「高亮度」各觀測條件間
的相對比較，並不意味著加速電壓或束電流量的絕對值大或者小。通過各觀察條件模式的選擇，產生對加速電壓、束電流量、探針直徑的各項目進行調整的必要，但實際上伴隨於此還產生調整其他項目的必要。現有的帶電粒子線顯微鏡的GUI，被設計為個別地調整上述各項目，因此操作性非常差，但在本實施例的帶電粒子線顯微鏡系統中，將伴隨各觀察條件模式的選擇而產生的帶電粒子光學系統的調整項目匯總為「觀察條件文件」，並保存在存儲器8或者二次存儲裝置6內。因此，以下，對伴隨加速電壓、束電流量、探針直徑的調整而產生的調整作業和觀察條件文件進行說明。首先，對上述「伴隨而產生的調整作業」進行說明。在本實施例的情況下，在「表面」觀察模式下加速電壓被調整為5kV，在「通常」觀察條件模式以及「高亮度」觀察條件模式下加速電壓被調整為15kV。加速電壓通過改變陰極17和陽極18的電位差來調整。而且，束電流量雖然通常為固定，但在「高亮度」觀察模式的情況下，使束電流量比其他2個條件還大。若變更了帶電粒子線源16的加速電壓，則在聚焦透鏡面上帶電粒子線13的交叉點(束探針的成像位置)產生相對於光軸的垂直方向以及水平方向這2個方向的軸偏離。垂直方向的軸偏離需要通過聚焦透鏡21或22的調整來補正，水平方向的軸偏離需要通過校正線圈20的調整來補正，因此，由於加速電壓的變更，產生聚焦透鏡和校正線圈調整的必要。
此外，若為了增大束電流量而增大了帶電粒子線源電流，則由於庫倫效應而探針直徑變大。為了生成希望的探針直徑的一次帶電粒子線，需要通過聚光透鏡的調整來調整孔徑角。並且，若變更觀察條件來使加速電壓、束電流量、探針直徑變化，則出現不同量的象散。因此，伴隨觀察條件的變更，需要用於補正象散的象散補正線圈25的調整。如上所述，若變更了觀察條件，則不僅產生加速電壓和帶電粒子線源的調整作業，還產生聚光透鏡、校正線圈、象散補正線圈等帶電粒子光學系統的各構成要素的調整作業。現有的帶電粒子線顯微鏡的GUI，被設計為按照每個像素個別地執行這些各構成要素的調整。在裝置用戶是專家的情況下，需要能夠按照配合觀察對象來調出裝置的最高性能的方式進行調整，因此當然能夠個別地調整各構成要素是為較好。但是，在裝置用戶不是專家的情況下，為了使用戶不感到操作的負擔，最好按照作為目的的每個觀察條件對關聯的帶電粒子光學系統的各構成要素的調整作業進行匯總，並由裝置自動執行。因此，本實施例的帶電粒子線顯微鏡系統，導入觀察條件文件這ー概念，將為了執行規定觀察條件下的圖像取得而最低限度所需的帶電粒子光學系統的調整作業記述在觀察條件文件中。若在GUI上的操作畫面中指定了某觀察條件，則PC側讀出符合所指定的觀察條件的觀察條件文件，將記述在文件中的內容變換為圖I所示的上層控制裝置12所能理解的控制指令並發送到帶電粒子顯微鏡裝置11側。由此，能夠通過GUI上的一次的操作，來完成相互關聯的調整作業，實現了即使是非專家的用戶也能夠簡單地進行操作的帶電粒子顯微鏡系統。在圖5中，示出本實施例的觀察條件文件的構成例。根據「表面」「通常」「高亮度」的各觀察條件而準備了表I 3這3個表，在各表中，記載有在各自的觀察條件下最低限度應設定的帶電粒子光學系統的調整項目即加速電壓、燈絲電流(帶電粒子源電流)、聚光透鏡的工作條件、向校正線圈的供給電流值、向象散補正線圈的供給電流值的各值。有些情況下觀察條件變更後所顯示的觀察像，與變更前的觀察像相比亮度顯著發生了變化。在這種情況下，通過按下顯示在GUI畫面的右側的「自動亮度」按鈕，來執行明亮度以及對比度的自動調整(ABCC:Auto Brightness Contrast Control)。在「自動亮度」按鈕的右側附有用於分別對明亮度和對比度進行手動調整的+-按鈕，這是因為有些情況下想要個別地變更明亮度或者對比度的任意一者來調整畫質。ABCC,具體來說，通過對連接於BSE檢測器的放大器的増益進行調整來 執行。另夕卜，在本實施例中，明亮度以及對比度的調整流程沒有包含在觀察條件文件中。這是因為，通過ABCC執行的調整，是使觀察條件變更後的觀察像的明亮度和對比度接近於變更前的觀察像的明亮度和對比度的調整，因此，若不取得一次像，則前置放大器的增益調整量不確定。此外，是因為還可能存在在觀察條件變更的前後觀察像的亮度不太變化的情況。因此，根據變更前的觀察條件而取得的二次帶電粒子信號的信號數據，被保存在存儲器8內直到觀察條件下一次被變更為止，在觀察條件變更後，在執行ABCC時被調用，與觀察條件變更後所取得的二次帶電粒子信號的亮度值(信號強度)進行比較。由此，前置放大器的增益調整量確定，觀察像的明亮度和對比度被適當地調整。另外，當然也可以將明亮度以及對比度的自動調整流程記述在觀察條件文件中，在此情況下，只要將記述ABCC的執行流程的新的文件(例如，稱作ABCC執行文件)追加到觀察條件文件中，並在原有的「表面」 「通常」 「高亮度」的各觀察條件表的末尾追加「參照ABCC執行文件」這一條件即可。接著，利用圖6 圖8，對本實施例的帶電粒子線顯微鏡系統的動作進行說明。首先，在圖6中，示出本實施例的帶電粒子線顯微鏡系統的整體動作的流程圖。若接通了 PCl和帶電粒子顯微鏡裝置11的電源，並啟動了系統，則首先，將觀察條件文件5被從二次存儲裝置6讀入到存儲器8中(S601)，並設定觀察條件表格(S602)。接著，在PC的顯示器上顯示GUI畫面(S603)，成為等待裝置用戶的觀察條件的指定的狀態。若在GUI上指定了觀測條件(S604)，則在所指定的觀測條件下執行圖像的取得處理，在GUI上的圖像顯示區域中顯示觀察圖像(S605)。之後，帶電粒子線顯微鏡系統在作為空閒狀態的等待輸入狀態(S606)和輸入操作的有無的確認步驟(S607)間循環，但在畫面上持續顯示觀察圖像。若在⑶I畫面上進行了某些操作，則流程轉移到S607的下遊側，執行帶電粒子光學系統的動作狀態的確認流程(S608 S613)。在一系列的確認流程的最初，檢查帶電粒子線源的發射狀態和加速電壓(S608)，在加速電壓降低的情況下，執行使加速電壓復原至規定值的處理(S609)。之後，執行掃描條件的變更有無的檢查(S610)、觀察倍率的變更有無的檢查(S612)的各檢查，在存在變更的情況下，在步驟611或步驟613中進行規定的變更處理。「掃描條件的變更」是指針對圖3所示的「圖像確認」、「調整」、「靜止圖像」的各按鈕操作的掃描條件的變更。若帶電粒子光學系統的動作狀態的確認流程完成，則執行在S607中輸入的條件是否為變更觀察條件的條件的判斷步驟(S614)，在是變更觀察條件的條件的情況下，執行向在GUI中輸入的觀察條件的變更控制(S615)，進ー步執行操作是否結束的判定步驟(S616)。S614中的判斷結果，在不是變更觀察條件的條件的情況下，直接執行S616。S616的判斷結果，在操作沒有結束的情況下，返回S605在變更後的觀察條件下取得圖像，並顯示在⑶〗上的觀察圖像顯示區域中。在操作結束的情況下，當前時間點的帶電粒子光學系統的工作條件以及所指定的觀察條件的數據被寫出到二次存儲裝置6 (S617)，系統被關閉。此時⑶I畫面的顯示也消失(S618)。寫出到二次存儲裝置的上述條件，在下次起動系統時被參照，上次結束時的觀察條件模式被復原。接著，利用圖7、圖8對在步驟615中執行的觀察條件的變更處理進行詳述。在圖7中，用PCl-上層控制裝置12-控制電路13間的時序圖示出了在圖6的步驟615中執行的觀察條件變更處理的詳細內容。如圖7所示，觀察條件變更處理，基本上通過如下方式來執行由處理器7讀出與在GUI上指定的觀察條件相對應的觀察條件文件，將記載在文件中的帶電粒子光學系統的調整條件發送到帶電粒子顯微鏡裝置11，將帶電粒子 顯微鏡裝置側的上層控制裝置12所接收到的調整條件傳輸到控制電路13並進行DA變換，生成向帶電粒子光學鏡體的控制電流或者控制電壓，並提供給帶電粒子光學鏡體。但是，由於觀察條件文件以人們能夠理解的形式被記述，因此觀察條件文件的內容，需要被變換為上層控制裝置12能夠理解的形式。本實施例的帶電粒子線顯微鏡系統，採取了如下構成使PC側具備該變換功能，將觀察條件文件的內容變換為上層控制裝置12的執行指令，並將變換後的指令發送到顯微鏡裝置側。在此，指令是指，安裝於PC的軟體(應用程式)和上層控制裝置12間的數據通信規則。觀察條件文件向指令的變換功能(以下，稱作指令變換)，通過安裝前述的帶電粒子顯微鏡裝置的控制用軟體來實現。雖然原理上也可以使顯微鏡裝置側具備變換功能，但需要在上層控制裝置12或者控制電路13中搭載通用處理器(CPU等)，若考慮低成本化的要求則不現實，因此在本實施例中，以應用程式的形式使PC側具備觀察條件文件向指令的變換功能。該應用程式，以保存在CDROM或USB存儲器等記錄介質中的形式發布給用戶或者在市場上流通。在圖8(A) (C)中，以表格的形式示出了對指令的概念進行說明的示意圖。指令從概念上來說，是由在縱方向上排列了調整項目(例如加速電壓等、帶電粒子光學系統的某構成要素的控制參數)，在橫方向上排列了對應的調整項目的設定值的矩陣(以下，稱作指令表)來表現的。在圖8所示的指令表中，具有如下構造在表的第I行，從上開始依次排列有加速電壓、燈絲電流、聚光透鏡的設定電流、校正線圈的設定電流、象散補正線圈的設定電流的各調整項目，在橫方向上，設置有5比特的能夠保存與各調整項目相對應的設定值的區域。為了容易理解，在圖8中，在第I行的設定項目欄中ー並記載了「加速電壓」、「燈絲電流」這樣的詞語，但實際上，在設定項目欄中只保存了與各項目相對應的標識符，而並不是保存了詞語。指令表的哪一行的信息與哪個設定項目相對應這樣的規則，在PC側和上層控制裝置12側共有，因此，只要從PC側向顯微鏡裝置側發送表格，則能夠發送觀察條件文件的內容。在處理器7上進行動作的應用程式，若讀出了觀察文件，則在與記載在觀察文件中的設定項目相對應的表格的位置上，寫入從文件讀出的設定項目的設定值。例如，若假設從觀察條件文件讀出的設定值，針對聚光透鏡是用8AB7F這ー 16進位的5比特代碼列表示的數值，針對其他設定項目是0，則在圖8(A)所示的PC側的指令表中，在標識符=3、即設定在指令表的第3行的聚光透鏡的設定值欄中寫入「8AB7F」這ー數值，在其他設定值欄中寫入數值「O」。另外，因為數值數據用2進位或16進位的代碼列來表示，所以也存在被稱作參數的情況。若指令表的更新作業結束，則處理器7經由通信端子9將指令表發送到顯微鏡裝置側。上層控制裝置12將從應用程式發送來的數據，展開到圖8 (B) (C)所示的指令接收表中，並計算上次接收到的指令表(圖8(B))和這次接收到的指令表(圖8(C))的差。然後，提取出在上次接收到的指令表和這次接收到的指令表中存在差異的調整項目，作為應變更動作條件的帶電粒子光學系統的構成要素而採用。若接收到的指令表的解釋結束，則上層控制裝置12調用與應變更動作條件的構成要素相對應的處理函數，並基於讀出的調整值來生成針對控制電路13的控制信號。將該處理稱作輸入輸出控制(I/O控制)。 在圖7所示的時序圖中，在從應用程式(PC)側發送的指令表格在上層控制裝置12中被解釋之後，首先判斷是否需要對加速電壓的I/o控制。在指令表格為圖8所示的內容的情況下，因為加速電壓的調整值沒有變更，所以不執行對加速電壓的I/O控制，而判斷可否進行對燈絲電流的I/O控制。在需要對加速電壓的I/O控制的情況下，生成對加速電壓的控制信號，並發送到控制電路13側。控制電路13側從接收到的控制信號中讀取加速電壓的調整值，在DAC中生成模擬的控制電壓信號，並提供給帶電粒子光學鏡體內的陰極17或陽極18。同時，若確認了加速電壓已被變更為規定值，則將確認信號(Ack信號)返回到上層控制裝置12偵U。以下以相同的要領，由上層控制裝置12來執行是否需要對燈絲電流、聚光透鏡電流、校正線圈電流、象散補正線圈的各項目進行I/O控制的判定，並根據需要對控制電路13發送控制信號。與各調整項目相關的I/O控制的執行順序，基本上按照觀察條件文件上的觀察項目的記載順序來執行，但也可以在觀察條件表中記載表示各調整項目的調整順序(I/O控制的執行順序)的信息。以上，通過本實施例的顯微鏡系統，實現了即使是初學者也能夠簡單地操作的、操作性非常高的帶電粒子線顯微鏡。另外，在以上的說明中，與「表面」 「通常」 「高亮度」這3個對應地準備觀察條件文件，但當然通過增加或減少觀察條件文件的數量，能夠適當設定除此之外的觀測條件。此外，當然不僅能夠應用於低真空SEM，而且還能夠應用於通常的高真空SEM。(實施例2)在本實施例中，對具備觀察條件表格的修正功能的帶電粒子線顯微鏡的構成例進行說明。在以下的說明中，對於硬體和軟體的主要部分採用與實施例I的帶電粒子顯微鏡系統通用的部分，省略關於重複部分的說明。記載在觀察條件表中的設定值，基本上保持初始設定的默認值不變來使用，但在進行帶電粒子光學鏡體的時效變化(劣化)或機器差的調整時等，存在想要改變記載在表格中的設定值的情況。因此，在本實施例中，具備觀察條件表格的調整用的對話畫面，在表格的調整時通過在GUI上調用對話畫面，能夠調整表格的內容。在圖9中，示出在圖3的GUI上顯示的觀察條件表格的變更對話畫面的構成例。圖9的上側的圖，表示調用了觀察條件文件調整對話畫面91的狀態下的⑶I畫面，下側圖表示觀察條件文件調整對話畫面91的放大圖。在本實施例中，圖9所示的對話畫面採用了如下構成不從GUI上直接調用，而是在暫時返回到在個人計算機上進行動作的OS的指令提示畫面之後，若不輸入用於調用調整對話畫面的特殊的指令，則不進行調用。這是為了防止沒有專門知識的用戶隨便改寫觀察條件表格。此外，因為觀察圖像和對話畫面顯示在同一⑶I上，所以能夠ー邊對觀察圖像進行觀察ー邊調整設定值。在圖9的下側的圖所 示的本實施例的觀察條件文件調整對話畫面91中，在顯示在畫面上的設定值輸入欄94中直接輸入或者使用下拉鍵95來輸入設定值。在設定值輸入欄的左側，顯示表示對應的設定項目的名稱的設定項目顯示欄93。能夠輸入到設定值輸入欄94的數值，設置有上限值/下限值，不能輸入不合適的設定值。由此，能夠防止設定超過裝置限度的過剩的電壓值/電流值。這些上限值/下限值，保存在二次存儲裝置6中，在系統起動時被讀出，並保存在存儲器8內，由圖I所示的CTI合成部進行參照。此外，進行調整的觀察條件文件，能夠通過點擊標籤92來進行變更。標籤92的名稱能夠適當變更，若進行變更則顯示在GUI畫面中的觀察條件按鈕4的各按鈕的名稱連動地被變更。以上所說明的GUI上的功能以及其所伴隨的畫面顯示處理，全部通過圖3的GUI控制部來執行。基本上，作為觀察條件文件的調整用對話畫面，只要存在與觀察條件文件的記載項目相對應的設定值輸入欄94，則基本上發揮功能，但若具備以下這樣的附加功能則很便利。在圖9 (B)所示的本實施例的對話畫面中，雖然只顯示了以圖5的觀察條件文件的設定項目為基準的加速電壓、燈絲電流、聚光透鏡電流、校正線圈電流、象散補正線圈電流的設定項目顯示欄以及設定值輸入欄，但通過Add按鈕98的操作，還能夠追加針對上述以外的構成要素的設定項目顯示欄以及設定值輸入欄。反之，通過Delete按鈕99的操作，還能夠刪除不使用的設定項目顯示欄以及設定值輸入欄。項目顯示欄以及設定值輸入欄的刪除操作，通過在點擊了 Delete按鈕99之後，按下設定項目顯示欄或者設定值輸入欄的任意ー個，並按下Enter按鈕101來執行。在觀察條件文件調整對話畫面91中設定的各觀察條件的各帶電粒子光學系統條件的值被寫入到觀察條件設定表中，並作為應用程式的參照數據而被保持在存儲器8上，但通過點擊Write按鈕97來記錄到二次存儲裝置6中。若點擊Close按鈕100，則觀察條件文件調整對話畫面91被關閉，返回到原來的GUI畫面(圖3所示的畫面)。此時，調整結束後的對話畫面中的設定值和觀察條件文件被保存在二次存儲裝置中。本實施例的對話畫面，假定從廠商派遣的工程師在顯微鏡的時效變化(例如電子源的更換等)的補正或機器差補正時使用。在這種情況下，若能夠調用並參照過去的設定值則很便利。因此，當在點擊Write按鈕或者Close按鈕時在二次存儲裝置中保存對話畫面上的設定值時，保存了變更後的設定值的日期時間數據也會相應地保存，若點擊了 Read按鈕96,則過去設定值的一覽表與日期時間數據對應地被ー覽顯不。用戶從被一覽顯不的ー覽表中選擇符合意圖的日期時間的設定值，並點擊Enter按鈕101，從而過去的設定值被顯示在設定值輸入欄94中。以上所說明的附加功能以及其所伴隨的畫面顯示處理也全部通過圖3的⑶I控制部來執行。通過本實施例的觀察條件文件調整對話畫面，實現了具備改寫觀察條件文件的內容的功能的帶電粒子顯微鏡系統，能夠實現還能夠應對時效變化和機器差調整等的帶電粒子顯微鏡系統。符號說明I個人計算機2⑶I畫面
3觀察圖像4觀察條件按鈕5觀察條件表格6二次存儲裝置7處理器8存儲器9帶電粒子光學鏡體9、10通信端子11顯微鏡裝置12上層控制裝置13控制電路14帶電粒子光學鏡體15試樣室16帶電粒子線源17陰極18陽極19帶電粒子線20校正線圈21第一聚光透鏡22第二聚光透鏡24掃描線圈25象散補正線圈26物鏡27束電流光圈28BSE 檢測器29觀察試樣30散射電子33復位按鈕34視野移動按鈕41表面按鈕42通常按鈕43高亮度按鈕
91觀察條件文件調整對話畫面92標籤93設定項目顯示欄94設定值輸入欄95下拉鍵
96Read 按鈕97Write 按鈕98Add 按鈕99Delete 按鈕100Close 按鈕101Enter 按鈕
權利要求
1.一種帶電粒子顯微鏡系統，其特徵在於，具有 顯示畫面，其顯示圖形用戶界面(GUI)； 計算機，其執行該圖形用戶界面的畫面顯示處理；和 帶電粒子顯微鏡，其具備帶電粒子光學鏡體、和對在所述圖形用戶界面上被指示的指示內容進行解釋來對所述帶電粒子光學鏡體進行控制的控制裝置， 所述計算機具備 觀察條件文件，其記載了與顯示在所述圖形用戶界面上的對象相關聯的多個帶電粒子顯微鏡的調整項目的設定值；和 處理器，其執行將該觀察條件文件的記載內容變換為所述控制裝置能夠理解的形式的處理。
2.一種帶電粒子顯微鏡系統，其組合了能夠經由顯示在圖形用戶界面(⑶I)上的操作畫面來進行操作並且與執行該圖形用戶界面的畫面顯示處理的計算機連接來使用的帶電粒子顯微鏡、和安裝於所述計算機來使用的應用程式， 所述帶電粒子顯微鏡系統的特徵在於， 所述帶電粒子顯微鏡具備 帶電粒子光學鏡體以及試樣室，其用於取得觀察圖像；和 控制裝置，其對在所述圖形用戶界面上被指示的指示內容進行解釋來控制所述帶電粒子光學鏡體， 所述應用程式，通過與所述計算機一體化地進行動作，來執行如下處理 讀出觀察條件文件的處理，其中該觀察條件文件記載了與顯示在所述圖形用戶界面上的對象相關聯的多個帶電粒子顯微鏡的調整項目的設定值；和 將該觀察條件文件的記載內容變換為所述控制裝置能夠理解的形式的處理。
3.根據權利要求2所述的帶電粒子顯微鏡系統，其特徵在於， 所述觀察條件文件是描述以下任意一個條件的文件 (1)適於用於取得較多地包含觀察對象試樣的表面信息的二次帶電粒子的、帶電粒子光學鏡體的工作條件； (2)適於用於取得較多地包含觀察對象試樣的組成信息的二次帶電粒子的、帶電粒子光學鏡體的工作條件；和 (3)適於用於執行觀察對象試樣的EDX分析的、帶電粒子光學鏡體的工作條件。
4.根據權利要求2所述的帶電粒子顯微鏡系統，其特徵在於， 所述控制裝置包含 控制電路，其包含生成提供給所述帶電粒子光學鏡體的模擬控制電壓或模擬控制電流的DA變換器；和 上層控制裝置，其對在所述圖形用戶界面上被指示的指示內容進行解釋來生成所述控制電路的控制信號。
5.根據權利要求2所述的帶電粒子顯微鏡系統，其特徵在於， 所述觀察條件文件包含以下任意一個調整項目 (1)加速電壓； (2)帶電粒子線源電流；(3)聚光透鏡的勵磁電流； (4)對校正線圈的供給電流； (5)對象散補正器的供給電流。
6.根據權利要求5所述的帶電粒子顯微鏡系統，其特徵在於， 在所述圖形用戶界面上顯示視野移動的復位按鈕。
7.根據權利要求2所述的帶電粒子顯微鏡系統，其特徵在於， 所述應用程式在所述變換處理的執行後，對所述控制裝置指示明亮度調整以及對比度調整處理。
8.根據權利要求2所述的帶電粒子顯微鏡系統，其特徵在於， 所述應用程式具備顯示用於對所述觀察條件文件的記載內容進行變更的變更畫面的功能。
9.一種帶電粒子線顯微鏡，其能夠經由顯示在圖形用戶界面(⑶I)上的操作畫面來進行操作，並且與執行該圖形用戶界面的畫面顯示處理的計算機連接來使用， 所述帶電粒子線顯微鏡的特徵在於， 具備通過所述圖形用戶界面上的一次操作來對一系列的關聯的帶電粒子光學系統的工作條件進行變更的功能。
全文摘要
本發明的帶電粒子顯微鏡系統的特徵在於，將帶電粒子顯微鏡的操作項目限定於顯示在GUI畫面(2)上的控制按鈕中的項目。若用戶在帶電粒子顯微鏡的GUI畫面(2)上僅操作了一次與希望的觀察條件相對應的控制按鈕(41、42、43)，則能夠根據所述觀察條件，設定保存在表中的電子光學條件，並進行測定。由此，能夠提供直觀且容易操作的帶電粒子顯微鏡用的圖形用戶界面環境。
文檔編號H01J37/24GK102668014SQ20108005324
公開日2012年9月12日 申請日期2010年11月15日 優先權日2009年11月26日
發明者千野肇, 巖谷徹, 綿引勝 申請人:株式會社日立高新技術