專利名稱：電子顯微鏡的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及電子顯微鏡，特別涉及適于電子顯微鏡的檢測器的選擇以及設(shè)定與所選擇的檢測器相應(yīng)的觀察條件的電子顯微鏡。
背景技術(shù)：
電子顯微鏡的檢測器基于檢測方式的不同而有多種類型。特別是具有低真空觀察功能的掃描電子顯微鏡中，除了在IPa以下的高真空時(shí)主要使用的二次電子檢測器之外， 作為在IPa以上的低真空時(shí)檢測信號的單元，有通過向試樣表面照射電子束來檢測在試樣表面反射后的電子的反射電子檢測器，以及利用了放大現(xiàn)象的低真空二次電子檢測器等， 所謂放大現(xiàn)象，其重復(fù)了以下過程向試樣表面照射電子束，從試樣表面產(chǎn)生的二次電子與殘留在試樣室內(nèi)的氣體分子碰撞、氣體分子分離成電子和正離子。這里，在切換各檢測器的信號的情況下，除了切換信號以外，需要進(jìn)行檢測器自身向試樣室的插入、工作距離(working distance)、真空度、加速電壓以及電子束直徑的設(shè)定等，其操作非常繁雜。例如，在基于電子束直徑的理論分辨率方面，最好是工作距離短，電子束直徑小，但是在反射電子檢測的情況下，向電子束附近鏡面反射的反射電子在工作距離短時(shí)會從檢測器的電子束通道向上方脫離，從而檢測效率降低。另外，使電子束直徑較小， 即電子束的電流量減小，因此，通過將電子束照射在試樣上而產(chǎn)生的二次電子和反射電子的產(chǎn)生量會減少。因此，在檢測效率與電子束直徑的關(guān)系方面，最佳的工作距離和電子束直徑通過經(jīng)驗(yàn)來確定。關(guān)于真空度，在為低真空二次電子檢測器的情況下，由于利用了基于試樣室中的殘留氣體的氣體放大，因此低真空時(shí)的信號檢測效率升高，但是隨著真空度降低， 照射在試樣上的電子束會散亂，因此，在某程度的真空度以下，畫質(zhì)會降低。關(guān)于加速電壓， 一般是加速電壓越高分辨率越高，但是，若低到能夠充分獲得通過在試樣上照射電子束而產(chǎn)生的二次電子和反射電子的產(chǎn)生效率的程度的低加速電壓，則要考慮試樣破壞以及帶電的影響等進(jìn)行設(shè)定?；蛘?，加速電壓越高則從試樣表層的越深的位置激勵(lì)出二次電子，加速電壓越低則從試樣表層的越淺的位置激勵(lì)出二次電子，由于加速電壓的不同，圖像的質(zhì)感會發(fā)生變化，因此，要為了獲得所希望的質(zhì)感的圖像來調(diào)整加速電壓。但是，在低于能夠獲得前述的充分的二次信號的產(chǎn)生效率的加速電壓的情況下，二次信號量降低，而淹沒于噪聲之中，無法獲得充分的畫質(zhì)，但是能夠檢測什么程度的低信號，即到什么程度的低加速電壓能夠獲得充分的畫質(zhì)的圖像，則取決于檢測器的檢測靈敏度。另外，作為關(guān)于檢測器的插入的機(jī)構(gòu)上的改善例，例如公知有專利文獻(xiàn)1所記載的結(jié)構(gòu)。但是，由于需要另行進(jìn)行工作距離和真空度這樣的觀察條件的設(shè)定，為了比較哪個(gè)檢測器的信號的畫質(zhì)好，需要反復(fù)進(jìn)行檢測器的切換以及每次切換時(shí)的觀察條件的設(shè)定?，F(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)專利文獻(xiàn)1 日本特開2001-155675號公報(bào)發(fā)明內(nèi)容
發(fā)明要解決的課題這樣，在具有至少兩種以上的根據(jù)真空度、工作距離、加速電壓、電子束直徑這些觀察條件的不同而使得觀察圖像的狀態(tài)變化的檢測器的電子顯微鏡中，作為選定要觀察的信號的判斷基準(zhǔn)，有首先決定使用的檢測器，對應(yīng)于該檢測器的種類來調(diào)整觀察條件的情況，以及決定觀察條件，選定與該觀察條件相適合的檢測器來進(jìn)行觀察的情況，而無論在哪一種情況下，必須是一邊由操作者改變觀察條件以摸索形成最好的畫質(zhì)的條件、檢測器的種類，一邊通過目視來比較各檢測器的圖像來進(jìn)行選擇，操作繁瑣，而且需要有經(jīng)驗(yàn)，存在由于條件不同而完全無法觀察圖像的問題。本發(fā)明的目的在于，在具有多個(gè)檢測器的電子顯微鏡中，提供一種檢測器的選擇以及與每個(gè)檢測器相適合的觀察條件的設(shè)定非常容易的電子顯微鏡。用于解決課題的手段(1)為了達(dá)成上述目的，本發(fā)明為一種電子顯微鏡裝置，其具有用于檢測通過將電子束照射到試樣上而產(chǎn)生的信號的不同種類的多個(gè)檢測器；以及對各個(gè)檢測器的檢測信號進(jìn)行切換的信號切換單元，該電子顯微鏡裝置的特征在于，具備存儲單元，其針對所述多個(gè)檢測器的每個(gè)檢測器存儲最佳的觀察條件；以及控制單元，其對應(yīng)于所述多個(gè)檢測器的切換來調(diào)出存儲在所述存儲單元中的觀察條件，并設(shè)定電子顯微鏡的狀態(tài)以形成所調(diào)出的觀察條件。根據(jù)該結(jié)構(gòu)，在具有多個(gè)檢測器的電子顯微鏡中，檢測器的選擇以及針對每個(gè)檢測器的適合的觀察條件的設(shè)定變得容易。(2)在上述(1)中，優(yōu)選的是，所述電子顯微鏡裝置還具有圖像處理單元，該圖像處理單元將對應(yīng)于所述控制單元對所述多個(gè)檢測器的切換而得到的多個(gè)檢測信號分別轉(zhuǎn)換為二維圖像信號，并對各個(gè)二維圖像信號的畫質(zhì)進(jìn)行評價(jià)，所述控制單元根據(jù)所述圖像處理裝置的評價(jià)結(jié)果來切換到評價(jià)值高的檢測器進(jìn)行圖像顯示。(3)在上述O)中，優(yōu)選的是，所述圖像處理單元使用各個(gè)圖像信號的頻率特性來評價(jià)二維圖像信號的畫質(zhì)。(4)在上述O)中，優(yōu)選的是，所述圖像處理單元測定各個(gè)圖像中記錄的信號與噪聲的比即信噪比(SN比)，來評價(jià)二維圖像信號的畫質(zhì)。(5)在上述(1)中，優(yōu)選的是，所述觀察條件包括工作距離，所述控制單元對應(yīng)于所述多個(gè)檢測器的切換而調(diào)出存儲在所述存儲單元中的工作距離，并使電子顯微鏡的試樣臺的位置移動(dòng)，以形成所調(diào)出的工作距離。(6)在上述(1)中，優(yōu)選的是，所述觀察條件包括真空度，所述控制單元對應(yīng)于所述多個(gè)檢測器的切換而調(diào)出存儲在所述存儲單元中的真空度，并控制電子顯微鏡的試樣室的真空度，以形成所調(diào)出的真空度。(7)在上述(1)中，優(yōu)選的是，所述觀察條件包括加速電壓，所述控制單元對應(yīng)于所述多個(gè)檢測器的切換而調(diào)出存儲在所述存儲單元中的加速電壓，并控制電子顯微鏡的高電壓產(chǎn)生電路，以形成所調(diào)出的加速電壓。(8)在上述(1)中，優(yōu)選的是，所述觀察條件包括電子束直徑，所述控制單元對應(yīng)于所述多個(gè)檢測器的切換而調(diào)出存儲在所述存儲單元中的電子束直徑，并控制電子顯微鏡的會聚透鏡的電子束會聚量，以形成所調(diào)出的電子束直徑。
(9)在上述(1)中，優(yōu)選的是，所述觀察條件包括電子束電流量，所述控制單元對應(yīng)于所述多個(gè)檢測器的切換而調(diào)出存儲在所述存儲單元中的電子束電流量，并控制電子顯微鏡的會聚透鏡的電子束會聚量，以形成所調(diào)出的電子束電流量。(10)在上述(1)中，優(yōu)選的是，所述電子顯微鏡裝置還具有信號設(shè)定操作部，該信號設(shè)定操作部設(shè)定成為檢測器的選擇基準(zhǔn)的觀察條件。發(fā)明效果根據(jù)本發(fā)明，在具有多個(gè)檢測器的電子顯微鏡中，檢測器的選擇以及每個(gè)檢測器的最佳觀察條件的設(shè)定都變得容易。


圖1是表示本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式的電子顯微鏡的整體結(jié)構(gòu)的系統(tǒng)構(gòu)成圖。圖2是本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式的電子顯微鏡中使用的信號選擇操作部的顯示畫面的示例的說明圖。圖3是表示本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式的電子顯微鏡中的信號選擇操作時(shí)的動(dòng)作的流程圖。
具體實(shí)施例方式以下，使用圖1 圖3對本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式的電子顯微鏡的結(jié)構(gòu)和動(dòng)作進(jìn)行說明。首先，使用圖1對本實(shí)施方式的電子顯微鏡的整體結(jié)構(gòu)進(jìn)行說明。圖1是表示本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式的電子顯微鏡的整體結(jié)構(gòu)的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖。本實(shí)施方式的電子顯微鏡具有低真空觀察功能，其具有反射電子檢測器和低真空二次電子檢測器這兩個(gè)檢測器。從電子槍1產(chǎn)生的電子束2通過會聚透鏡3和物鏡4而會聚，并照射到試樣5。從電子槍1產(chǎn)生的電子束2的加速電壓由高電壓產(chǎn)生電路30控制，會聚透鏡3和物鏡4使電子束2會聚的會聚量由透鏡控制電路31控制。電子束直徑例如以會聚透鏡的勵(lì)磁量為基礎(chǔ)按100級進(jìn)行控制，將電子束直徑最細(xì)電流量最少、即會聚透鏡的勵(lì)磁最強(qiáng)的狀態(tài)設(shè)為0， 將電子束直徑最粗電流量最大、即會聚透鏡的勵(lì)磁最弱的狀態(tài)設(shè)為100。在低真空時(shí)，在通過排氣裝置6對試樣室7進(jìn)行真空排氣的同時(shí)，通過漏泄閥8的開閉量控制向試樣室7的空氣導(dǎo)入量，調(diào)整試樣室7內(nèi)部的真空度。作為兩個(gè)檢測器，有反射電子檢測器和低真空二次電子檢測器。反射電子檢測器由反射電子檢測元件9構(gòu)成。通過向試樣5照射電子束2而產(chǎn)生的反射電子被反射電子檢測元件9進(jìn)行檢測并通過放大器10進(jìn)行放大。低真空二次電子檢測器由偏置電極11和試樣臺12構(gòu)成。通過向試樣5照射電子束2而產(chǎn)生的二次電子朝向施加了高電壓的偏置電極11加速，并重復(fù)氣體放大，所述氣體放大重復(fù)這樣的現(xiàn)象通過二次電子與試樣室7內(nèi)部的殘留氣體的碰撞，殘留氣體分離成正離子和電子，從所述的殘留氣體產(chǎn)生的電子在朝向偏置電極11的過程中進(jìn)一步與其他殘留氣體碰撞從而產(chǎn)生正離子和電子。通過二次電子與殘留氣體碰撞而產(chǎn)生的正離子從試樣臺12接受電子而再次成為氣體分子，因此，通過檢測試樣臺12的吸收電流并通過放大器13進(jìn)行放大，來檢測低真空二次電子信號。或者，試樣臺12的吸收電流與從到達(dá)所述的偏置電極11的殘留氣體產(chǎn)生的電子大致等效，因此，通過檢測從偏置電極11流出的電流也能夠獲得低真空二次電子信號。通過反射電子檢測器的放大器10和低真空二次電子檢測器的放大器13輸出的各檢測器的檢測信號通過信號切換器14進(jìn)行選擇。所選擇的信號通過模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換器15 而被數(shù)字化，并作為圖像數(shù)據(jù)存儲在幀存儲器16中。記錄在幀存儲器16中的檢測器的圖像數(shù)據(jù)通過圖像顯示裝置17進(jìn)行觀察。這些檢測器的觀察圖像的像質(zhì)根據(jù)工作距離、真空度這些觀察條件而變化，另外， 根據(jù)檢測器的種類和檢測原理的不同，該觀察條件的最佳值不同。一般來說，電子顯微鏡的檢測信號由于在所有頻帶上產(chǎn)生噪聲，因此，在單獨(dú)的檢測信號中自動(dòng)判別在功率譜(power spectrum)上表示試樣表面結(jié)構(gòu)的信號與噪聲的區(qū)別是很難的，但是在不同的檢測器的檢測信號的功率譜上，如果表現(xiàn)出在同一頻率信號強(qiáng)度很強(qiáng)的特征，則可以將該頻率視為表現(xiàn)了試樣的特定結(jié)構(gòu)，通過比較該頻率的信號強(qiáng)度，能夠判別關(guān)于試樣的表面結(jié)構(gòu)是否清楚地顯示出微細(xì)的結(jié)構(gòu)。例如，在低真空二次電子檢測器中，對在真空度不同的條件下檢測到的電子顯微鏡圖像的功率譜進(jìn)行比較，例如可以說， 與真空度為10 的圖像相比，真空度為50 的圖像的功率譜相對于同一頻率信號強(qiáng)度表現(xiàn)得更強(qiáng)，畫質(zhì)最好。另外，一般照射到試樣上的一次電子和從試樣產(chǎn)生的檢測信號在由于試樣的位置或試樣室中的真空氣氛而衰減的情況下，由于檢測信號強(qiáng)度微弱而淹沒于噪聲之中，因此，檢測信號的頻率特性劣化。在對真空度不同的條件下檢測出的反射電子信號的功率譜進(jìn)行比較的情況下，由于檢測信號因所述的低真空氣氛而衰減，因此，真空度越低頻率特性越劣化，畫質(zhì)降低。但是，在低真空二次電子檢測器的情況下，通過基于殘留氣體的氣體放大，檢測信號被放大，因此，為了提高檢測效率，需要有一定程度的殘留氣體，與真空度為10 的情況下的功率譜相比，50Pa的頻率的頻率特性高，信號強(qiáng)度也更強(qiáng)。低真空二次電子檢測器的信號檢測效率最高的真空度根據(jù)殘留氣體分子的成分的不同而不同，但是，在50 是檢測效率最高的真空度的殘留氣體的情況下，在超越50 的100 的功率譜中，產(chǎn)生氣體放大的殘留氣體很充分，但是，由于電子束的散亂，頻率特性降低，畫質(zhì)變差。這樣，例如在使用反射電子檢測器的情況下，工作距離為10 15mm，真空度為 10 15Pa，在使用低真空二次電子檢測器的情況下，工作距離為15 25mm，在真空度為 50 60 的情況下，以往，操作者每當(dāng)切換檢測器需要將設(shè)定切換到被認(rèn)為是合適的所述觀察條件來進(jìn)行像觀察。另外，在沒有與該最佳觀察條件相關(guān)的知識和經(jīng)驗(yàn)的情況下，在切換檢測器時(shí)不進(jìn)行變更觀察條件的操作就進(jìn)行像觀察，因此，成為在不適合的觀察條件下的像觀察，無法發(fā)揮裝置的最高性能。因此，在本實(shí)施方式中，進(jìn)一步還具有信號選擇操作部18、CPU19、觀察條件存儲器20、電動(dòng)機(jī)21、圖像處理裝置22以及功率譜存儲器23。在信號選擇操作部18顯示對成為信號選擇的基準(zhǔn)的條件進(jìn)行設(shè)定的畫面。這里，使用圖2對本實(shí)施方式的電子顯微鏡所使用的信號選擇操作部18的顯示畫面的例子進(jìn)行說明。圖2是本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式的電子顯微鏡所使用的信號選擇操作部的顯示畫面的例子的說明圖。如圖所示，在信號選擇操作部18中顯示畫質(zhì)優(yōu)先、選擇檢測器優(yōu)先、真空度優(yōu)先、工作距離優(yōu)先、使用者設(shè)定的選擇基準(zhǔn)優(yōu)先。通過信號選擇操作部18，操作者進(jìn)行使通過信號切換器14進(jìn)行切換的信號的選擇基準(zhǔn)為哪個(gè)觀察條件的輸入。圖示的例子中，示出選擇了畫質(zhì)優(yōu)先的狀態(tài)。在觀察條件存儲器20中，存儲有根據(jù)檢測器的種類存儲的試樣的位置(工作距離(WD)從物鏡4的末端到試樣臺5的表面為止的距離)、真空度、加速電壓、電子束直徑或者電子束電流的設(shè)定值。例如，針對反射電子檢測器，存儲有工作距離為10mm，真空度為 10Pa，加速電壓為10kV，電子束的直徑的設(shè)定為50。針對低真空二次電子檢測器，存儲有 工作距離為20mm，真空度為50Pa，加速電壓為15kV，電子束直徑的設(shè)定為60。存儲在觀察條件存儲器20中的、針對檢測器的每個(gè)種類的工作距離、加速電壓、 電子束直徑的設(shè)定值除了預(yù)先確定的值以外，還個(gè)可以變更為操作者根據(jù)經(jīng)驗(yàn)根據(jù)觀察試樣而判斷為適當(dāng)?shù)闹怠PU19根據(jù)通過信號選擇操作部18選擇的基準(zhǔn)從觀察條件存儲器20中讀出基于檢測器的種類而存儲的試樣的位置、真空度、加速電壓和電子束直徑的設(shè)定，并驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī) 21變更工作距離，另外，通過漏泄閥7的開閉量來控制向試樣室7的空氣導(dǎo)入量，調(diào)整試樣室7內(nèi)部的真空度，控制高電壓產(chǎn)生電路30和透鏡控制電路31來設(shè)定加速電壓的設(shè)定和會聚透鏡的會聚量，從而控制電子束直徑。另外，此時(shí)，由于始終通過排氣裝置6將試樣室 7排成真空，因此若減小漏泄閥8的開閉量，則能夠形成高真空，若增大漏泄閥8的開閉量， 能夠形成低真空。圖像處理裝置22，在畫質(zhì)的評價(jià)使用圖像信號的頻率特性的情況下，對記錄在幀存儲器16中的檢測器的圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行傅里葉變換，求出功率譜，并存儲在功率譜存儲器23 中。關(guān)于存儲在功率譜存儲器23中的功率譜，在畫質(zhì)優(yōu)先模式的時(shí)候，在判斷在使用反射電子檢測器的情況下和使用低真空二次電子檢測器的情況下哪一方的畫質(zhì)更好時(shí)使用。圖像處理裝置22能夠測定在各個(gè)圖像中記錄的信號與噪聲的比即信噪比(SN 比)，并評價(jià)二維圖像信號的畫質(zhì)。這樣，在畫質(zhì)的評價(jià)測定圖像SN比的情況下，圖像處理裝置22根據(jù)記錄在幀存儲器16中的檢測器的圖像來測定SN比。測定SN比的方法例如可以使用對同一圖像測定兩幅以上、求出各個(gè)圖像的協(xié)方差的方法等。噪聲在各個(gè)圖像中不規(guī)則地產(chǎn)生而沒有相關(guān)性，因此，協(xié)方差越高在兩幅圖像中有相關(guān)性的相同信號記錄得越多，可以判斷為SN比高，圖像的SN比越高，可以判斷為畫質(zhì)越高。接下來，使用圖3對本實(shí)施方式的電子顯微鏡中的信號選擇操作時(shí)的動(dòng)作進(jìn)行說明。圖3是表示本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式的電子顯微鏡中的信號選擇操作時(shí)的動(dòng)作的流程圖。在步驟SlO中，通過信號選擇操作部18進(jìn)行使通過信號切換器14進(jìn)行切換的信號的選擇基準(zhǔn)為哪個(gè)觀察條件。接下來，在步驟S20中，判定是否選擇了畫質(zhì)優(yōu)先模式。若選擇了畫質(zhì)優(yōu)先模式， 則前進(jìn)到步驟S22，若不是，則前進(jìn)到步驟S30。在畫質(zhì)優(yōu)先模式下，進(jìn)行這樣的處理取得各檢測器的圖像，測定每個(gè)檢測器的畫質(zhì)，將畫質(zhì)好的檢測器的信號輸出到圖像顯示裝置17。在選擇了畫質(zhì)優(yōu)先模式的情況下，在步驟S22中，CPU19針對多個(gè)檢測器取得使用了各個(gè)檢測器的情況下的信號。即，首先，CPU19從記錄有根據(jù)檢測器的種類而存儲的試樣的位置、真空度、加速電壓、電子束直徑的設(shè)定值的觀察條件存儲器20中，讀取例如選擇了反射電子檢測器的情況下的工作距離、真空度、加速電壓以及電子束直徑的設(shè)定值。關(guān)于與每個(gè)檢測器相適合的工作距離、真空度、加速電壓、電子束直徑的設(shè)定值，預(yù)先測定出信號檢測量多的值，并將其值存儲到觀察條件存儲器20中。然后，CPU19在上下方向驅(qū)動(dòng)使試樣臺12移動(dòng)的電動(dòng)機(jī)21來設(shè)定工作距離，以形成從觀察條件存儲器20讀取到的工作距離。另外，CPU19進(jìn)行漏泄閥8的開閉量的設(shè)定以形成從觀察條件存儲器20讀取到的真空度，并且控制高電壓產(chǎn)生電路30和透鏡控制電路 31，來設(shè)定加速電壓的設(shè)定和會聚透鏡的會聚量，以進(jìn)行電子束直徑的控制。在進(jìn)行了工作距離、真空度、加速電壓、電子束直徑的設(shè)定值的設(shè)定之后，CPU19通過信號切換器14切換到反射電子檢測器的信號，對模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換器15將反射電子檢測器的檢測信號進(jìn)行數(shù)字轉(zhuǎn)換，并作為反射電子圖像數(shù)據(jù)記錄在幀存儲器16中。記錄在幀存儲器16中的反射電子圖像通過圖像處理裝置22來進(jìn)行畫質(zhì)的測定。接下來，CPU19從觀察條件存儲器20讀取低真空二次電子檢測器的情況下的工作距離、真空度、加速電壓、電子束直徑的設(shè)定值，并設(shè)定各個(gè)觀察條件。接著，CPU19通過信號切換器14切換到低真空二次電子的信號，通過模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換器15進(jìn)行數(shù)字轉(zhuǎn)換，并作為低真空二次電子圖像數(shù)據(jù)記錄在幀存儲器16中。記錄在幀存儲器16中的低真空二次電子圖像通過圖像處理裝置22進(jìn)行畫質(zhì)的測定。接下來，在步驟S24中，圖像處理裝置22對反射電子圖像和低真空二次電子圖像的畫質(zhì)進(jìn)行比較，在畫質(zhì)的評價(jià)使用了圖像信號的頻率特性的情況下，圖像處理裝置22將這樣的檢測器判別為畫質(zhì)好的檢測器基于檢測信號的頻率特性，在其功率譜上檢測到了高達(dá)表現(xiàn)試樣的微細(xì)結(jié)構(gòu)的高頻頻帶的信號，并且，對應(yīng)于與試樣上的結(jié)構(gòu)對應(yīng)的頻率的信號強(qiáng)度很強(qiáng)。在畫質(zhì)的評價(jià)使用測定圖像SN比的方法的情況下，測定檢測信號的SN比， 將SN比高的檢測器判別為畫質(zhì)好的檢測器。接下來，在步驟S26中，CPU19，為了顯示通過圖像處理裝置22而判別為畫質(zhì)好的檢測器的信號，通過信號切換器14切換檢測器信號，并且從觀察條件存儲器20讀取與所選擇的檢測器相適合的工作距離、真空度、加速電壓、電子束直徑的設(shè)定值，進(jìn)行控制以形成所述的工作距離、真空度、加速電壓、電子束直徑的設(shè)定值。在進(jìn)行了這些處理之后，將記錄在幀存儲器16中的圖像數(shù)據(jù)輸出到圖像顯示裝置17，由此，能夠自動(dòng)選擇反射電子檢測器和低真空二次電子檢測器中的畫質(zhì)好的一方的圖像并進(jìn)行輸出。另外，在決定了畫質(zhì)好的檢測器之后，使記錄在觀察條件存儲器20中的工作距離、真空度、加速電壓、電子束直徑的設(shè)定值分別變化，將各個(gè)觀察條件的信號記錄在幀存儲器16中，通過圖像處理裝置22對各個(gè)觀察條件的畫質(zhì)進(jìn)行比較，通過CPU19判定畫質(zhì)評價(jià)值最高的觀察條件，通過將工作距離、真空度、加速電壓、電子束直徑的設(shè)定值設(shè)定成所述的畫質(zhì)評價(jià)值最高的觀察條件，能夠進(jìn)行畫質(zhì)好的適于觀察試樣的檢測器的選擇以及觀察條件的設(shè)定。當(dāng)在步驟S20中沒有判定為畫質(zhì)優(yōu)先模式的情況下，在步驟S30中，CPU19判定是否選擇了選擇檢測器優(yōu)先模式。若選擇了選擇檢測器優(yōu)先模式，則前進(jìn)到步驟S32，若不是的時(shí)候，則前進(jìn)到步驟S40。
關(guān)于選擇檢測器優(yōu)先模式，各檢測器由于檢測方法的不同而使得圖像的性質(zhì)和凹凸感等不同，因此，選擇檢測器優(yōu)先模式是在確定了通過所希望的圖像的性質(zhì)和凹凸感而選擇的檢測器的情況下，通過信號選擇操作部18選擇的模式。在選擇了選擇檢測器優(yōu)先模式的情況下，在步驟S32中，CPU19從觀察條件存儲器 20中讀取與當(dāng)前使用中的檢測器相適合的工作距離、真空度、加速電壓、電子束直徑的設(shè)定值，并進(jìn)行控制以形成所述的觀察條件。接著，在步驟S34中，圖像處理裝置22測定此時(shí)的畫質(zhì)，使觀察條件再次變化一定量，再次通過圖像處理裝置22進(jìn)行畫質(zhì)的評價(jià)。然后，在步驟S36中，CPU19重復(fù)預(yù)定次數(shù)的上述動(dòng)作，判定畫質(zhì)評價(jià)值最高的觀察條件，通過設(shè)定成所述觀察條件，在所選擇的檢測器中，能夠在畫質(zhì)最好的觀察條件下進(jìn)行觀察。根據(jù)本方式，能夠直接在當(dāng)前選擇的所希望的檢測器下設(shè)定成預(yù)先設(shè)定好的最佳觀察條件，能夠進(jìn)行與該檢測器相適合的圖像觀察而無需注意觀察條件的詳情。當(dāng)在步驟S30中沒有判定為選擇檢測器優(yōu)先模式的情況下，在步驟S40中，CPU19 判定是否選擇了真空度優(yōu)先模式。若選擇了真空度優(yōu)先模式，則前進(jìn)到步驟S41，如果不是則前進(jìn)到步驟S50。真空度優(yōu)先模式是在通過沒有進(jìn)行金屬涂覆的生物試樣等非金屬試樣等、進(jìn)行觀察的試樣的材質(zhì)等，而確定了進(jìn)行觀察的真空度的情況下，通過信號選擇操作部18所選擇的模式。在選擇了真空度優(yōu)先模式的情況下，在步驟S41中，CPU19設(shè)定真空度。接著，在步驟S43中，CPU19從觀察條件存儲器20讀取與每個(gè)檢測器相適合的真空度，并切換信號切換器14以顯示所述的與每個(gè)檢測器相適合的真空度接近試樣室7的當(dāng)前的真空度的檢測器的信號。并且，在步驟S45中，CPU19從觀察條件存儲器20讀取與所切換到的檢測器相適合的工作距離、加速電壓、電子束直徑的設(shè)定值，并進(jìn)行控制以形成所述的工作距離、加速電壓、電子束直徑的設(shè)定值。接著，在步驟S47中，圖像處理裝置22測定此時(shí)的畫質(zhì)，并再次使工作距離、加速電壓、電子束直徑的設(shè)定值變化一定量，并再次通過圖像處理裝置22測定畫質(zhì)。然后，在步驟S49中，CPU19重復(fù)預(yù)定次數(shù)的上述動(dòng)作，判定畫質(zhì)評價(jià)值最高的觀察條件，并將真空度以外的觀察條件設(shè)定為上述的畫質(zhì)評價(jià)值最高的觀察條件，由此能夠在畫質(zhì)最好的觀察條件下進(jìn)行觀察。根據(jù)檢測器的信號檢測方法原理，檢測效率最高的真空度根據(jù)檢測器的不同而不同，但是根據(jù)本方式，能夠在當(dāng)前所選擇的真空度下無意識地選擇信號檢測效率最高的檢測器，并且能夠在與該檢測器相適合的觀察條件下進(jìn)行圖像觀察。當(dāng)在步驟S40中沒有判定為真空度優(yōu)先模式的情況下，在步驟S50中，CPU19判定是否選擇了工作距離優(yōu)先模式。若選擇了工作距離優(yōu)先模式則前進(jìn)到步驟S51，如果沒有則前進(jìn)到步驟S60。在選擇了工作距離優(yōu)先模式的情況下，在步驟S51中，CPU19設(shè)定工作距離。接著，在步驟S53中，CPU19從觀察條件存儲器20讀取與每個(gè)檢測器相適合的工作距離，并切換信號切換器14以顯示與檢測器相適合的工作距離接近當(dāng)前的工作距離的檢測器的信號。接著，在步驟S55中，從觀察條件存儲器20讀取與切換到的檢測器相適合的真空度、加速電壓、電子束直徑的設(shè)定值，并進(jìn)行控制以形成上述的真空度、加速電壓、電子束直徑的設(shè)定值。接著，在步驟S57中，圖像處理裝置22測定此時(shí)的畫質(zhì)，并再次使真空度、加速電壓、電子束直徑的設(shè)定值變化一定量，并再次通過圖像處理裝置22測定畫質(zhì)。然后，在步驟S59中，CPU19重復(fù)預(yù)定次數(shù)的上述動(dòng)作，判定畫質(zhì)評價(jià)值最高的觀察條件，通過設(shè)定成所述的畫質(zhì)評價(jià)值最高的觀察條件，能夠在畫質(zhì)最好的觀察條件下進(jìn)行觀察。根據(jù)檢測器的信號檢測方法原理，檢測效率最高的工作距離在每個(gè)檢測器中是不同的，但根據(jù)本方式，能夠在當(dāng)前選擇的工作距離下無意識地選擇信號效率最高的檢測器， 并且能夠在與該檢測器相適合的觀察條件下進(jìn)行圖像觀察。當(dāng)通過信號選擇操作部18選擇了使用者設(shè)定的情況下，在步驟S60中，CPU19，以手動(dòng)調(diào)整模式，由操作者對檢測器的選擇、工作距離的設(shè)定、真空度、加速電壓以及電子束直徑的設(shè)定值的設(shè)定，單獨(dú)地進(jìn)行設(shè)定。另外，在以上的說明中，對兩種檢測器的選擇單元進(jìn)行了詳細(xì)說明，而在具有三種以上的檢測器的裝置中，在具有三種以上的檢測器的情況下也能夠應(yīng)用。例如，除了上述的兩種檢測器，也可以使用基于閃爍器(scintillator)等的透射電子圖像檢測器、或使用高真空二次電子檢測器。另外，關(guān)于電子束直徑的控制，能夠與電子束電流量的控制置換，因此，可以將電子束電流量作為觀察條件，由CPU19根據(jù)多個(gè)檢測器的切換調(diào)出存儲在觀察條件存儲器20 中的電子束電流量，并控制基于電子顯微鏡的會聚透鏡的電子束會聚量，以形成所調(diào)出的電子束電流量。如以上所說明的那樣，根據(jù)本實(shí)施方式，在具有多個(gè)檢測器的電子顯微鏡中，通過輸入用于選擇檢測器的優(yōu)先的觀察條件，來在優(yōu)先的觀察條件下切換為畫質(zhì)好的檢測器， 而且將優(yōu)先的觀察條件以外的觀察條件設(shè)定為在所切換到的檢測器中最佳的值，因此，根據(jù)觀察條件自動(dòng)切換到畫質(zhì)好的檢測器，所以即使是經(jīng)驗(yàn)少的操作者，也很容易進(jìn)行圖像觀察。符號說明1 電子槍2 電子束3 會聚透鏡4 物鏡5 試樣、6 排氣裝置7 試樣室8:漏泄閥9:反射電子檢測元件
10發(fā)射電子檢測器放大器
11偏置電極
12試樣臺
13低真空二次電子
14信號切換器
15模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換器
16幀存儲器
17圖像顯示裝置
18信號選擇操作部
19= CPU
20觀察條件存儲器
21臺驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)
22圖像處理裝置
23功率譜存儲器
30高電壓產(chǎn)生電路
31透鏡控制電路
權(quán)利要求
1.一種電子顯微鏡裝置，其具有用于檢測通過將電子束照射到試樣上而產(chǎn)生的信號的不同種類的多個(gè)檢測器；以及對各個(gè)檢測器的檢測信號進(jìn)行切換的信號切換單元，該電子顯微鏡裝置的特征在于，具備存儲單元，其針對所述多個(gè)檢測器的每個(gè)檢測器存儲最佳的觀察條件；以及控制單元，其對應(yīng)于所述多個(gè)檢測器的切換來調(diào)出存儲在所述存儲單元中的觀察條件，并設(shè)定電子顯微鏡的狀態(tài)以形成所調(diào)出的觀察條件。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電子顯微鏡裝置，其特征在于，所述電子顯微鏡裝置還具有圖像處理單元，該圖像處理單元將對應(yīng)于所述控制單元對所述多個(gè)檢測器的切換而得到的多個(gè)檢測信號分別轉(zhuǎn)換為二維圖像信號，并對各個(gè)二維圖像信號的畫質(zhì)進(jìn)行評價(jià)，所述控制單元根據(jù)所述圖像處理裝置的評價(jià)結(jié)果來切換到評價(jià)值高的檢測器進(jìn)行圖像顯示。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的電子顯微鏡裝置，其特征在于，所述圖像處理單元使用各個(gè)圖像信號的頻率特性來評價(jià)二維圖像信號的畫質(zhì)。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的電子顯微鏡裝置，其特征在于，所述圖像處理單元測定各個(gè)圖像中記錄的信號與噪聲的比即信噪比，來評價(jià)二維圖像信號的畫質(zhì)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電子顯微鏡裝置，其特征在于， 所述觀察條件包括工作距離，所述控制單元對應(yīng)于所述多個(gè)檢測器的切換而調(diào)出存儲在所述存儲單元中的工作距離，并使電子顯微鏡的試樣臺的位置移動(dòng)，以形成所調(diào)出的工作距離。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電子顯微鏡裝置，其特征在于， 所述觀察條件包括真空度，所述控制單元對應(yīng)于所述多個(gè)檢測器的切換而調(diào)出存儲在所述存儲單元中的真空度， 并控制電子顯微鏡的試樣室的真空度，以形成所調(diào)出的真空度。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電子顯微鏡裝置，其特征在于， 所述觀察條件包括加速電壓，所述控制單元對應(yīng)于所述多個(gè)檢測器的切換而調(diào)出存儲在所述存儲單元中的加速電壓，并控制電子顯微鏡的高電壓產(chǎn)生電路，以形成所調(diào)出的加速電壓。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電子顯微鏡裝置，其特征在于， 所述觀察條件包括電子束直徑，所述控制單元對應(yīng)于所述多個(gè)檢測器的切換而調(diào)出存儲在所述存儲單元中的電子束直徑，并控制電子顯微鏡的會聚透鏡的電子束會聚量，以形成所調(diào)出的電子束直徑。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電子顯微鏡裝置，其特征在于， 所述觀察條件包括電子束電流量，所述控制單元對應(yīng)于所述多個(gè)檢測器的切換而調(diào)出存儲在所述存儲單元中的電子束電流量，并控制電子顯微鏡的會聚透鏡的電子束會聚量，以形成所調(diào)出的電子束電流量。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電子顯微鏡裝置，其特征在于，所述電子顯微鏡裝置還具有信號設(shè)定操作部，該信號設(shè)定操作部設(shè)定成為檢測器的選擇基準(zhǔn)的觀察條件。
全文摘要
本發(fā)明的電子顯微鏡具有具有反射電子檢測元件(9)的反射電子檢測器；具有偏置電極(11)和試樣臺(12)的低真空二次電子檢測器；以及切換所述各檢測器的檢測信號的信號切換器(14)。在觀察條件存儲器(20)中針對所述各檢測器存儲有最佳的觀察條件。CPU(19)根據(jù)所述各檢測器的切換來調(diào)出存儲在觀察條件存儲器(20)中的觀察條件，并設(shè)定電子顯微鏡的狀態(tài)以形成所調(diào)出的觀察條件。圖像處理裝置(22)將對應(yīng)于所述各檢測器的切換而得到的多個(gè)檢測信號分別轉(zhuǎn)換為二維圖像信號，并對各個(gè)二維圖像信號的畫質(zhì)進(jìn)行評價(jià)。在畫質(zhì)優(yōu)先模式下，CPU(19)根據(jù)圖像處理裝置(22)的評價(jià)結(jié)果來切換到評價(jià)值高的檢測器進(jìn)行圖像顯示。由此，在具有多個(gè)檢測器的電子顯微鏡中，能夠提供容易選擇檢測器以及容易設(shè)定針對檢測器的最佳的觀察條件的電子顯微鏡。
文檔編號H01J37/28GK102292790SQ20108000531
公開日2011年12月21日 申請日期2010年1月19日 優(yōu)先權(quán)日2009年1月22日
發(fā)明者川俁茂, 星野吉延 申請人:株式會社日立高新技術(shù)