特許 5972677 電子顕微鏡の調整方法及び電子顕微鏡

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】5972677

(24)【登録日】2016年7月22日

(45)【発行日】2016年8月17日

(54)【発明の名称】電子顕微鏡の調整方法及び電子顕微鏡

(51)【国際特許分類】

   H01J 37/22 20060101AFI20160804BHJP

   H01J 37/244 20060101ALI20160804BHJP

【ＦＩ】

   H01J37/22 502G

   H01J37/22 501Z

   H01J37/244

【請求項の数】3

【全頁数】13

(21)【出願番号】特願2012-132930(P2012-132930)

(22)【出願日】2012年6月12日

(65)【公開番号】特開2013-258031(P2013-258031A)

(43)【公開日】2013年12月26日

【審査請求日】2015年2月13日

(73)【特許権者】

【識別番号】000004271

【氏名又は名称】日本電子株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100090387

【弁理士】

【氏名又は名称】布施 行夫

(74)【代理人】

【識別番号】100090398

【弁理士】

【氏名又は名称】大渕 美千栄

(72)【発明者】

【氏名】河野 祐二

【審査官】 植木 隆和

(56)【参考文献】

【文献】 特開平０５−３０７９４２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００１−０８４９４６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０３−２９１８３９（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｈ０１Ｊ ３７／２２

Ｈ０１Ｊ ３７／０４

Ｈ０１Ｊ ３７／２４４

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

電子線を発生させる電子線源と、前記電子線の一部を検出する電子線検出部と、前記電子線が試料に入射して得られる信号を検出する像検出部と、前記像検出部の検出信号からオフセット信号を減算して前記電子線検出部の検出信号との除算を行うノイズキャンセル部とを含む電子顕微鏡の調整方法であって、
所与のタイミングで、前記電子線が試料に入射して得られる信号の前記像検出部への入射を遮蔽して、または試料に前記電子線を入射させないで、前記像検出部の検出信号を測定するステップと、
前記像検出部の検出信号の測定結果に基づいて前記オフセット信号を計算するステップと、
計算した当該オフセット信号を前記ノイズキャンセル部に設定するステップと、を含む、電子顕微鏡の調整方法。

【請求項2】

請求項１において、
前記所与のタイミングは、前記像検出部の検出信号に基づく画像の取得タイミングと同期した所定のタイミングである、電子顕微鏡の調整方法。

【請求項3】

電子線を発生させる電子線源と、
前記電子線の一部を検出する電子線検出部と、
前記電子線が試料に入射して得られる信号を検出する像検出部と、
前記像検出部の検出信号からオフセット信号を減算して前記電子線検出部における検出信号との除算を行うノイズキャンセル部と、
所与のタイミングで、前記電子線が試料に入射して得られる信号の前記像検出部への信号の入射を遮蔽して、または試料に前記電子線を入射させないで、前記像検出部の検出信号を測定し、当該測定結果に基づいて前記オフセット信号を計算し、計算した当該オフセット信号を前記ノイズキャンセル部に設定する処理部と、を含む、電子顕微鏡。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、電子顕微鏡の調整方法及び電子顕微鏡に関する。

【背景技術】

【0002】

一般に、電界放射型電子銃から放出される電子には数パーセントの変動分が含まれている。これはエミッタ表面にガスが吸着したり、吸着したガスやイオンがマイグレーションするために金属表面の仕事関数が変化し、またイオン等の衝突により金属表面の形状が変化するためである。このため、電界放射型電子銃を走査型電子顕微鏡に使用する場合、鏡筒途中にノイズキャンセル用の検出器を設けてプローブを形成する近傍の電子を検出し、この検出信号で試料から放出される信号を除算することにより画像上でのエミッションノイズを消去することが行われている。このような電子顕微鏡は、例えば、特許文献１に開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開平５−３０７９４２号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

図７は、一般的なノイズキャンセル機能を有する走査透過型電子顕微鏡（ＳＴＥＭ）の構成を示している。図７の例の電子顕微鏡１００は、電子線源１１１、ノイズキャンセラ絞り（アパーチャー）１１２、レンズ１１３、検出器１１５、プリアンプ１２０、ノイズキャンセル回路１３０、処理部（ＣＰＵ）１４０を含んで構成されている。電子線源１１１から放出された電子線はノイズキャンセラ絞り１１２により一部がカットされた後、レンズ１１３によって試料１１４上に収束される。試料１１４を透過した電子線の一部が検出器１１５により検出され、プリアンプ１２０により増幅された後、ノイズキャンセル回路１３０で信号中のエミッションノイズ成分が取り除かれる。処理部１４０は、ノイズキャンセル回路１３０の出力信号に対してＡ／Ｄ変換や平均化等の処理を行って画像データを生成し、パーソナルコンピューター（ＰＣ）２００に送信する。ＰＣ２００は、この画像データを受信し、試料１１４の画像を作成してディスプレイへの表示や保存等の処理を行う。試料１１４に照射される電流ｉ_Ｐ（ｔ）とノイズキャンセラ絞り１１２からの出力ｉ_Ａ（ｔ）が比例し、かつノイズキャンセル回路１３０の初段で、プリアンプ１２０で加えられたオフセット分の引き算が正しく行われれば、ＳＴＥＭ像中のエミッションノイズによるコントラストを減少させることができる。オフセットの引き算が正しくないと差分（定数）をｉ_Ａ（ｔ）で割ったものが検出信号に加えられるため、ＳＴＥＭ像中のノイズを増大させることになる。ノイズキャンセル回路１３０に設定されるオフセット（Ｇ×Ｏ）は、プリアンプ１２０に設定されるオフセット信号（Ｏ）からアナログもしくはデジタル的に算出されていた。

【0005】

このように、従来、検出器に設定する信号などの情報を元にノイズキャンセル回路に設定するオフセット量を計算しているが、外部の検出器を使用する場合など、検出器のオフセットに関する十分な情報が得られず、ノイズキャンセル機能を有効に働かせることが困難な場合もあった。また、温度変化などの影響により検出器やプリアンプの出力信号が変動し、ノイズキャンセル回路に設定すべきオフセット量が変動する場合もあった。

【0006】

本発明は、以上のような問題点に鑑みてなされたものであり、本発明のいくつかの態様によれば、検出器のオフセットに関する情報がない状態でもノイズキャンセル用のオフセ
ット調整を容易に行うことが可能な電子顕微鏡の調整方法及び電子顕微鏡を提供することができる。

【課題を解決するための手段】

【0007】

（１）本発明に係る電子顕微鏡の調整方法は、
電子線を発生させる電子線源と、前記電子線の一部を検出する電子線検出部と、前記電子線が試料に入射して得られる信号を検出する像検出部と、前記像検出部の検出信号からオフセット信号を減算して前記電子線検出部の検出信号との除算を行うノイズキャンセル部とを含む電子顕微鏡の調整方法であって、
所与のタイミングで、前記電子線が試料に入射して得られる信号の前記像検出部への入射を遮蔽して、または試料に前記電子線を入射させないで、前記像検出部の検出信号を測定するステップと、
前記像検出部の検出信号の測定結果に基づいて前記オフセット信号を計算するステップと、
計算した当該オフセット信号を前記ノイズキャンセル部に設定するステップと、を含む。

【0008】

電子線が試料に入射して得られる信号は、例えば、試料を透過した電子線に基づく信号であってもよいし、試料に電子線が当たることで試料から放出される電子に基づく信号であってもよい。

【0009】

電子線が試料に入射して得られる信号の像検出部への入射を遮蔽する方法として、例えば、試料と像検出部の間にシャッター（遮蔽部）を設けて像検出部への信号の入射が遮蔽されるようにしてもよいし、電子線源と試料の間にシャッター（遮蔽部）を設けて電子線の試料への入射を遮蔽し、結果的に、像検出部への信号の入射が遮蔽されるようにしてもよい。

【0010】

本発明に係る電子顕微鏡の調整方法によれば、電子線が試料に入射して得られる信号の像検出部への入射を遮蔽して像検出部の検出信号を測定することにより、像検出部のオフセット情報を取得することができる。そして、本発明に係る電子顕微鏡の調整方法によれば、この像検出部のオフセット情報に基づいて、ノイズキャンセル部に設定すべきオフセット信号を計算し、設定することができるので、検出器のオフセットに関する情報がない状態でも、ノイズキャンセル用のオフセット調整を容易に行うことができる。

【0011】

また、本実施形態の電子顕微鏡の調整方法によれば、電子線が試料に入射して得られる信号の像検出部への入射を遮蔽して像検出部の検出信号を測定することにより、温度ドリフトの影響なども含まれた像検出部のオフセット情報が得られるので、この測定を繰り返し行うことでノイズキャンセル部に設定するオフセット信号を最適な状態に維持することができる。

【0012】

（２）本発明に係る電子顕微鏡の調整方法において、
前記所与のタイミングは、前記像検出部の検出信号に基づく画像の取得タイミングと同期した所定のタイミングであるようにしてもよい。

【0013】

所定のタイミングは、例えば、試料の画像を取得する前のタイミングであってもよいし、試料の画像を取得した後のタイミング（例えば、フライバックタイム）であってもよい。

【0014】

本発明に係る電子顕微鏡の調整方法によれば、試料の画像を取得タイミングと同期してノイズキャンセル用のオフセット調整を自動的に行うことができるので、ユーザーの手動操作が不要になる。また、試料の画像の取得タイミングに同期して、ノイズキャンセル用
のオフセット調整が繰り返し行われるので、ノイズキャンセル部に設定するオフセット信号を最適な状態に維持することができる。

【0015】

（３）本発明に係る電子顕微鏡は、
電子線を発生させる電子線源と、
前記電子線の一部を検出する電子線検出部と、
前記電子線が試料に入射して得られる信号を検出する像検出部と、
前記像検出部の検出信号からオフセット信号を減算して前記電子線検出部における検出信号との除算を行うノイズキャンセル部と、
所与のタイミングで、前記電子線が試料に入射して得られる信号の前記像検出部への信号の入射を遮蔽して、または試料に前記電子線を入射させないで、前記像検出部の検出信号を測定し、当該測定結果に基づいて前記オフセット信号を計算し、計算した当該オフセット信号を前記ノイズキャンセル部に設定する処理部と、を含む。

【0016】

本発明に係る電子顕微鏡によれば、電子線が試料に入射して得られる信号の像検出部への入射を遮蔽して像検出部の検出信号を測定することにより、像検出部のオフセット情報を取得することができる。そして、本発明に係る電子顕微鏡によれば、この像検出部のオフセット情報に基づいて、ノイズキャンセル部に設定すべきオフセット信号を計算し、設定することができるので、検出器のオフセットに関する情報がない状態でも、ノイズキャンセル用のオフセット調整を容易に行うことができる。

【0017】

また、本実施形態の電子顕微鏡によれば、電子線が試料に入射して得られる信号の像検出部への入射を遮蔽して像検出部の検出信号を測定することにより、温度ドリフトの影響なども含まれた像検出部のオフセット情報が得られるので、この測定を繰り返し行うことでノイズキャンセル部に設定するオフセット信号を最適な状態に維持することができる。

【図面の簡単な説明】

【0018】

【図1】第１実施形態の電子顕微鏡の構成例を示す図。

【図2】第１実施形態における、ユーザーが試料の画像を取得するために行う操作手順の一例を示す図。

【図3】第１実施形態における、電子顕微鏡の処理部による画像データ生成処理のフローチャートの一例を示す図。

【図4】第２実施形態における、ユーザーが試料の画像を取得するために行う操作手順の一例を示す図。

【図5】第２実施形態における、電子顕微鏡の処理部による画像データ生成処理のフローチャートの一例を示す図。

【図6】変形例の電子顕微鏡の構成を示す図。

【図7】一般的なノイズキャンセル機能を有する走査透過型電子顕微鏡（ＳＴＥＭ）の構成図。

【発明を実施するための形態】

【0019】

以下、本発明の好適な実施形態について図面を用いて詳細に説明する。なお、以下に説明する実施の形態は、特許請求の範囲に記載された本発明の内容を不当に限定するものではない。また以下で説明される構成の全てが本発明の必須構成要件であるとは限らない。

【0020】

以下では、本発明に係る電子顕微鏡として、走査透過型電子顕微鏡（ＳＴＥＭ）を例に挙げて説明するが、本発明は、これ以外の電子顕微鏡、例えば、走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）等にも適用することができる。

【0021】

１．第１実施形態
図１は、第１実施形態の電子顕微鏡の構成例を示す図である。図１に示すように、第１実施形態の電子顕微鏡１は、電子線源１１、ノイズキャンセラ絞り（アパーチャー）１２、レンズ１３、検出器１５、シャッター（ビームブランカ）１６、プリアンプ２０、ノイズキャンセル回路３０、処理部（ＣＰＵ）４０等を含んで構成されている。電子顕微鏡１は、走査透過型電子顕微鏡（ＳＴＥＭ）であり、この他にも各種のレンズや絞り等が設けられているが、図示を省略している。また、本実施形態の電子顕微鏡１は、図１に示した構成要素の一部を省略又は変更したり、新たな構成要素を付加した構成としてもよい。なお、電子線源１１、ノイズキャンセラ絞り１２、レンズ１３、検出器１５等は、不図示の鏡筒に収容されている。さらに、プリアンプ２０も鏡筒に収容されていてもよい。

【0022】

電子線源１１から放出された電子線はノイズキャンセラ絞り１２によって一部がカットされた後、レンズ１３によって試料１４上に収束される。なお、電子線源１１としては、例えば、陰極型電界放射型電子銃（ＣＦＥＧ：Cold field-emission electron gun）等の公知の電子銃を用いることができる。

【0023】

試料１４と検出器１５の間には、シャッター１６が設けられており、シャッター１６が閉じていれば試料１４を透過した電子線は検出器１５に入射しない。一方、シャッター１６が開いていれば、試料１４を透過した電子線は、シャッター１６を通過し、その一部が検出器１５により検出される。検出器１５により検出される像信号は、試料１４の輝度成分ｓ（ｔ）と試料１４に照射されるエミッション電流ｉ_Ｐ（ｔ）の積（ｓ（ｔ）×ｉ_Ｐ（ｔ））となる。

【0024】

本実施形態では、プリアンプ２０は、Ｉ／Ｖ変換器２１、加算器２２、増幅器２３を含んで構成されている。検出器１５の検出信号ｓ（ｔ）×ｉ_Ｐ（ｔ）は、Ｉ／Ｖ変換器２１によって電圧に変換され、そのオフセット成分を打ち消すために加算器２２によって処理部４０が設定したオフセットＯが加算された後、増幅器２３によってＧ倍に増幅される。従って、増幅器２３の出力信号（プリアンプ２０の出力信号）Ｖ_１は、次式（１）で表される。

【0025】

【数1】

【0026】

ノイズキャンセラ絞り１２は、エミッション電流（ノイズ信号）を検出する。例えば、電子線源１１と試料１４の間に配置された照射系の絞りのいずれか（例えば、コンデンサーレンズ（ＣＬ：Condenser Lens）絞り）をノイズキャンセラ絞り１２として兼用してもよいし、照射系の絞りとは別に、専用のノイズキャンセラ絞り１２を設けてもよい。

【0027】

ノイズキャンセル回路３０は、試料１４に照射されるエミッション電流Ｉ_Ｐ（ｔ）とノイズキャンセラ絞り１２で検出されるエミッション電流Ｉ_Ａ（ｔ）がほぼ比例関係にある（Ｉ_Ａ（ｔ）≒Ｃ×Ｉ_Ｐ（ｔ））ことを利用し、プリアンプ２０の出力信号に重畳されているノイズ信号を除去する（正確には、ノイズ信号を低減させる）。

【0028】

本実施形態では、ノイズキャンセル回路３０は、Ｉ／Ｖ変換器３１、減算器３２、除算回路３３、加算器３４、Ａ／Ｄ変換器３５、Ｄ／Ａ変換器３６を含んで構成されている。Ｉ／Ｖ変換器３１は、ノイズキャンセラ絞り１２で検出されたエミッション電流Ｉ_Ａ（ｔ）を電圧に変換する。減算器３２は、プリアンプ２０で加えられるオフセット量Ｇ×Ｏを差し引くために、プリアンプ２０の出力信号Ｖ_１からＤ／Ａ変換器３６の出力信号を減算する。ここで、Ｏは設定値によって決まるので既知であるが、Ｇが未知の場合、減算器３２で差し引くべきオフセット量がわからない。また、温度変化等の影響により、検出器１
５のオフセット量も変化するため、減算器３２で差し引くべきオフセット量も変化する。

【0029】

そこで、本実施形態では、プリアンプ２０の出力信号をＡ／Ｄ変換するためのＡ／Ｄ変換器３５が設けられており、ユーザーの操作（ＰＣ２のディスプレイに表示されたＧＵＩボタンの押下操作等）により、処理部４０が、シャッター１６が閉じた状態でのプリアンプ２０の出力電圧を測定できるようになっている。なお、露光時間の調整等のために設けられている既存の検出系のシャッターをシャッター１６として兼用してもよいし、既存のシャッターとは別に、専用のシャッター１６を設けてもよい。

【0030】

シャッター１６が閉じた状態でのプリアンプ２０の出力電圧は、プリアンプ２０で加えられるオフセット量（減算器３２で差し引くべきオフセット量）Ｇ×Ｏに等しいので、処理部４０は、Ａ／Ｄ変換器３５の出力値から、Ｄ／Ａ変換器３６がオフセット量Ｇ×Ｏに相当する電圧を出力するための入力デジタル値を計算し、Ｄ／Ａ変換器３６に設定する。

【0031】

従って、このノイズキャンセル回路３０のオフセット調整が行われた後の減算器３２の出力信号Ｖ_２は、次式（２）で表される。

【0032】

【数2】

【0033】

この減算器３２の出力信号Ｖ_２は、除算回路３３の分子側に入力される。除算回路３３の分母側には、Ｉ／Ｖ変換器３１の出力信号が入力される。

【0034】

従って、除算回路３３の出力信号Ｖ_３は、次式（３）で表される。

【0035】

【数3】

【0036】

ここで、Ｉ_Ａ（ｔ）≒Ｃ×Ｉ_Ｐ（ｔ）であるから、式（３）にＩ_Ａ（ｔ）≒Ｃ×Ｉ_Ｐ（ｔ）を代入し、除算回路３３の出力信号Ｖ_３は、次式（４）で近似される。

【0037】

【数4】

【0038】

加算器３４は、除算回路３３の出力信号Ｖ_３とＤ／Ａ変換器３６の出力電圧Ｇ×Ｏを加算する。従って、加算器３３の出力信号Ｖ_４は、次式（５）で近似される。

【0039】

【数5】

【0040】

また、加算器３３の出力信号Ｖ_４の式（５）は、プリアンプ２０の出力信号Ｖ_１の式（
１）のＩ_Ｐ（ｔ）をＣに置き換えた式になっており、エミッションノイズが除去されている（正確には、エミッションノイズが低減されている）。

【0041】

処理部４０は、加算器３３の出力信号をＡ／Ｄ変換した後、平均化等の演算処理を行って画像データを生成し、ＰＣ２に送信する。処理部４０は、例えば、マイクロコンピューターにより実現することができる。

【0042】

ＰＣ２は、処理部４０が生成した画像データを受信してフレームバッファに書き込み、エミッションノイズが除去（低減）された試料１４の画像のディスプレイへの表示や保存等の処理を行う。

【0043】

なお、本実施形態において、電子線源１１は、本発明の「電子線源」に相当する。また、ノイズキャンセラ絞り１２は、本発明の「電子線検出部」に相当する。また、検出器１５及びプリアンプ２０は、本発明の「像検出部」に相当する。また、ノイズキャンセル回路３０は、本発明の「ノイズキャンセル部」に相当する。また、処理部４０は、本発明の「処理部」に相当する。

【0044】

図２は、ユーザーが試料の画像（ＳＴＥＭ像）を取得するために行う操作手順の一例を示す図であり、図３は、電子顕微鏡１の処理部４０による画像データ生成処理のフローチャートの一例を示す図である。

【0045】

本実施形態では、ユーザーは、まず、ＰＣ２のディスプレイに表示される試料１４の画像を観察し、画像の調整（コントラストやブライトネス）が適切か否かを判定し（図２のＳ１０）、適切でなければ（図２のＳ１０のＮ）、ＰＣ２に対して、プリアンプ２０のオフセットの設定を変更する操作を行う（図２のＳ２０）。ＰＣ２は、この操作が行われると、電子顕微鏡１の処理部４０に対して、プリアンプ２０のオフセットの変更要求を行う。

【0046】

処理部４０は、ＰＣ２からプリアンプ２０のオフセットの変更要求があった場合（図３のＳ１００のＹ）、この要求に応じて、プリアンプ２０のオフセット電圧の設定を変更する（図３のＳ１１０）。

【0047】

ユーザーは、画像の調整が適切になるまでステップＳ２０の操作を繰り返し行い、画像の調整が適切になると（図２のＳ１０のＹ）、次に、ＰＣ２に対して、電子顕微鏡１のノイズキャンセル回路３０のオフセット調整の開始操作を行う（図２のＳ３０）。ＰＣ２は、この操作が行われると、電子顕微鏡１の処理部４０に対して、ノイズキャンセル回路３０のオフセットの調整要求を行う。

【0048】

処理部４０は、ＰＣ２からノイズキャンセル回路３０のオフセット調整要求があった場合（図３のＳ１２０のＹ）、この要求に応じて、ノイズキャンセル回路３０のオフセット調整処理（図３のＳ１３０〜Ｓ１７０の処理）を行う。

【0049】

具体的には、処理部４０は、まず、シャッター１６を閉じ、検出器１５への電子線の入射を遮蔽する（図３のＳ１３０）。

【0050】

次に、処理部４０は、Ａ／Ｄ変換器３５の出力値（プリアンプ２０の出力電圧のデジタル値）を測定する（図３のＳ１４０）。

【0051】

次に、処理部４０は、図３のＳ１４０におけるＡ／Ｄ変換器３５の出力値の測定結果から、ノイズキャンセル回路３０で除算の前に減算すべきオフセット電圧を計算する（Ｓ１
５０）。

【0052】

次に、処理部４０は、図３のＳ１５０におけるオフセット電圧の計算結果に応じて、Ｄ／Ａ変換器３６の入力を設定する（図３のＳ１６０）。

【0053】

最後に、処理部４０は、シャッター１６を開き（図３のＳ１７０）、ノイズキャンセル回路３０のオフセット調整処理を終了する。

【0054】

次に、ユーザーは、ノイズキャンセル回路３０のオフセット調整が完了するまで待ち、完了すると（図２のＳ４０のＹ）、ＰＣ２に対して、試料１４の画像を取得する操作を行う（図２のＳ５０）。ＰＣ２は、この操作が行われると、電子顕微鏡１の処理部４０に対して、画像データの送信要求を行う。

【0055】

処理部４０は、ＰＣ２から画像データの送信要求があった場合（図３のＳ１８０のＹ）、この要求に応じて、試料１４に入射する電子線の位置を走査しながらノイズキャンセル回路３０の出力信号を取得し、１枚分の画像データを生成してＰＣ２に送信し（図３のＳ１９０）、画像データ生成処理を終了する。

【0056】

以上に説明したように、第１実施形態の電子顕微鏡によれば、シャッター１６を閉じて電子線をカットした状態でプリアンプ２０の出力電圧を直接測定することにより、検出器１５及びプリアンプ２０のオフセット電圧を取得することができる。そして、取得したオフセット電圧の情報に基づいて、ノイズキャンセル回路３０に設定すべきオフセット電圧を計算することができるので、検出器１５のオフセットに関する情報がない状態でも、ノイズキャンセル回路３０のオフセット調整を容易に行うことができる。

【0057】

また、第１実施形態の電子顕微鏡によれば、シャッター１６を閉じてプリアンプ２０の出力電圧を測定することにより、温度ドリフトの影響なども含まれたオフセット情報が得られるので、この測定を繰り返し行うことでノイズキャンセル回路３０に設定するオフセットを最適な状態に維持することができる。

【0058】

２．第２実施形態
第１実施形態の電子顕微鏡では、ユーザーによる手動操作により、ノイズキャンセル回路３０のオフセット調整が開始される構成になっている。これに対して、第２実施形態の電子顕微鏡では、ノイズキャンセル回路３０のオフセット調整を、ＳＴＥＭ像を取得するタイミングと同期して自動的に行う。

【0059】

第２実施形態では、ユーザーが試料の画像（ＳＴＥＭ像）を取得するために行う操作手順及び処理部４０による処理が第１実施形態と異なる。なお、第２実施形態の電子顕微鏡の構成図は、図１と同様であるため、その図示を省略する。

【0060】

図４は、ユーザーが試料の画像（ＳＴＥＭ像）を取得するために行う操作手順の一例を示す図であり、図５は、電子顕微鏡１の処理部４０による画像データ生成処理のフローチャートの一例を示す図である。なお、図４及び図５において、ぞれぞれ、図２及び図３と同じ操作又は処理を行うステップには同じ符号を付している。

【0061】

本実施形態では、ユーザーは、まず、ＰＣ２のディスプレイに表示される試料１４の画像を観察し、画像の調整（コントラストやブライトネス）が適切か否かを判定し（図４のＳ１０）、適切でなければ（図４のＳ１０のＮ）、ＰＣ２に対して、プリアンプ２０のオフセットの設定を変更する操作を行う（図４のＳ２０）。ＰＣ２は、この操作が行われると、電子顕微鏡１の処理部４０に対して、プリアンプ２０のオフセットの変更要求を行う
。

【0062】

処理部４０は、ＰＣ２からプリアンプ２０のオフセットの変更要求があった場合（図５のＳ１００のＹ）、この要求に応じて、プリアンプ２０のオフセット電圧の設定を変更する（図５のＳ１１０）。

【0063】

ユーザーは、画像の調整が適切になるまでステップＳ２０の操作を繰り返し行い、画像の調整が適切になると（図４のＳ１０のＹ）、次に、ＰＣ２に対して、試料１４の画像を取得する操作を行う（図４のＳ５０）。ＰＣ２は、この操作が行われると、電子顕微鏡１の処理部４０に対して、画像データの送信要求を行う。

【0064】

処理部４０は、ＰＣ２から画像データの送信要求があった場合（図５のＳ１２２のＹ）、まず、ノイズキャンセル回路３０のオフセット調整処理（図５のＳ１３０〜Ｓ１７０の処理）を行う。このオフセット調整処理（図５のＳ１３０〜Ｓ１７０の処理）は、第１実施形態のオフセット調整処理（図３のＳ１３０〜Ｓ１７０の処理）と同じであるため、その説明を省略する。

【0065】

そして、処理部４０は、オフセット調整処理の終了後、試料１４に入射する電子線の位置を走査しながらノイズキャンセル回路３０の出力信号を取得し、１枚分の画像データを生成してＰＣ２に送信し（図５のＳ１９０）、画像データ生成処理を終了する。

【0066】

以上に説明した第２実施形態の電子顕微鏡によれば、ＳＴＥＭ像を取得する前に、検出器１５及びプリアンプ２０のオフセット量の測定を自動的に行うことにより、ＳＴＥＭ像観察に全く影響を与えずにノイズキャンセル回路３０に設定するオフセットの調整を自動的に行うことができる。これにより、温度変化等の影響により検出器１５やプリアンプ２０のオフセットが変化した場合でも、ノイズキャンセル回路３０に対して直ちに最適なオフセット量を設定することができる。

【0067】

なお、本発明は本実施形態に限定されず、本発明の要旨の範囲内で種々の変形実施が可能である。

【0068】

例えば、第１実施形態及び第２実施形態では、シャッター１６は、試料１４と検出器１５の間に設けられているが、電子線源１１と検出器１５の間であればいずれの位置にあってもよい。例えば、図６に示すように、シャッター１６は、ノイズキャンセラ絞り１２とレンズ１３の間に設けられていてもよい。例えば、露光時間の調整等のために設けられている既存の照射系のシャッターをシャッター１６として兼用してもよいし、既存のシャッターとは別に、専用のシャッター１６を設けてもよい。

【0069】

また、例えば、第２実施形態では、ＳＴＥＭ像を取得する前に、検出器１５及びプリアンプ２０のオフセット量の測定を自動的に行うが、ＳＴＥＭ像を取得した後に、当該オフセット量の測定を自動的に行うようにしてもよい。この場合、例えば、シャッター１６の開閉速度が速ければ、ＳＴＥＭ像のフライバックタイムに合わせて、ＳＴＥＭ像観察に全く影響を与えずにノイズキャンセル回路３０のオフセット調整を自動的に行うことができる。

【0070】

上述した実施形態および変形例は一例であって、これらに限定されるわけではない。例えば、各実施形態および各変形例を適宜組み合わせることも可能である。

【0071】

本発明は、実施の形態で説明した構成と実質的に同一の構成（例えば、機能、方法及び結果が同一の構成、あるいは目的及び効果が同一の構成）を含む。また、本発明は、実施
の形態で説明した構成の本質的でない部分を置き換えた構成を含む。また、本発明は、実施の形態で説明した構成と同一の作用効果を奏する構成又は同一の目的を達成することができる構成を含む。また、本発明は、実施の形態で説明した構成に公知技術を付加した構成を含む。

【符号の説明】

【0072】

１ 電子顕微鏡、２ パーソナルコンピューター（ＰＣ）、１１ 電子線源、１２ ノイズキャンセラ絞り、１３ レンズ、１４ 試料、１５ 検出器、１６ シャッター、２０
プリアンプ、２１ Ｉ／Ｖ変換器、２２ 加算器、２３ 増幅器、３０ ノイズキャンセル回路、３１ Ｉ／Ｖ変換器、３２ 減算器、３３ 除算回路、３４ 加算器、３５ Ａ／Ｄ変換器、３６ Ｄ／Ａ変換器、４０ 処理部（ＣＰＵ）、１００ 電子顕微鏡、１１１ 電子線源、１１２ ノイズキャンセラ絞り、１１３ レンズ、１１４ 試料、１１５ 検出器、１２０ プリアンプ、１３０ ノイズキャンセル回路、１４０ 処理部（ＣＰＵ）、２００ パーソナルコンピューター（ＰＣ）

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】