特許 6796517 荷電粒子線装置

(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】6796517

(24)【登録日】2020年11月18日

(45)【発行日】2020年12月9日

(54)【発明の名称】荷電粒子線装置

(51)【国際特許分類】

   H01J 37/04 20060101AFI20201130BHJP

   H01J 37/252 20060101ALI20201130BHJP

【ＦＩ】

   H01J37/04 A

   H01J37/252 A

【請求項の数】9

【全頁数】21

(21)【出願番号】特願2017-40370(P2017-40370)

(22)【出願日】2017年3月3日

(65)【公開番号】特開2018-147653(P2018-147653A)

(43)【公開日】2018年9月20日

【審査請求日】2019年10月21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】▲塚▼本 一徳

(72)【発明者】

【氏名】千葉 悠希

【審査官】 中尾 太郎

(56)【参考文献】

【文献】 特開平０２−０５１８３５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 実開平０２−０５７５５１（ＪＰ，Ｕ）

【文献】 特開平０５−３４３０１９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０６−２３６７４３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０６−３３３５２５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平１０−１６２７６０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１０−０６２０８８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１０−２５１２４２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１３−０２０９１８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１３−２１４４０２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許出願公開第２０１０／００５９６７６（ＵＳ，Ａ１）

【文献】 米国特許出願公開第２０１２／００９７８４８（ＵＳ，Ａ１）

【文献】 米国特許第０５３９３９７７（ＵＳ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｈ０１Ｊ ３７／０４

Ｈ０１Ｊ ３７／２５２

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

荷電粒子線源と、
照射対象に照射される荷電粒子線の照射量を制御する光学系と、
前記照射対象に照射される荷電粒子線の照射量を測定する照射量測定部と、
荷電粒子線の照射量と、前記光学系の光学条件と、が関連付けられた履歴情報を記憶する記憶部と、
前記履歴情報に基づき前記光学系を制御し、制御された前記光学系の光学条件に基づき前記履歴情報を更新する制御部と、
を含み、
前記制御部は、
前記履歴情報に含まれる照射量の情報から、目標照射量と一致するものがあるか否かを判定する第１処理と、
前記第１処理において一致するものがあると判定した場合に、前記履歴情報に含まれる、一致した照射量の情報に関連付けられた前記光学系の光学条件に基づいて、前記光学系を制御する第２処理と、
を行う、荷電粒子線装置。

【請求項2】

請求項１において、
前記制御部は、
前記照射量測定部で測定された照射量の目標照射量に対する誤差を計算し、誤差が所定値未満の場合に、前記目標照射量を前記光学系の光学条件と関連づけて前記記憶部に記憶させて前記履歴情報を更新する、荷電粒子線装置。

【請求項3】

請求項１または２において、
前記制御部からの制御信号に基づき前記光学系を駆動する光学系駆動部を含み、
前記光学系駆動部は、
前記照射対象に照射される荷電粒子線の照射量を第１ステップ幅で変更する第１照射量変更部と、
前記照射対象に照射される荷電粒子線の照射量を前記第１ステップ幅よりも大きい第２
ステップ幅で変更する第２照射量変更部と、
を有し、
前記制御部は、
前記第２処理の後に、前記照射量測定部で測定された照射量の情報を取得する第３処理と、
前記照射量測定部で測定された照射量の前記目標照射量に対する誤差を算出する第４処理と、
誤差が第１の値以上第２の値未満の場合に、照射量が前記目標照射量となるように前記第１照射量変更部を制御する第５処理と、
誤差が前記第２の値以上の場合に、照射量が前記目標照射量となるように前記第２照射量変更部を制御する第６処理と、
を行う、荷電粒子線装置。

【請求項4】

請求項３において、
前記制御部は、
誤差が前記第１の値未満の場合に、前記目標照射量と、前記第２処理における前記光学系の光学条件と、を関連付けて前記記憶部に記憶させて前記履歴情報を更新する第７処理を行う、荷電粒子線装置。

【請求項5】

請求項３または４において、
前記第５処理では、
前記第１照射量変更部を制御した後に、前記照射量測定部で測定された照射量の情報を取得して前記目標照射量に対する誤差を計算する処理と、
誤差が所定値以上か否かを判定する処理と、
を行い、
誤差が所定値以上と判定した場合には、再び、前記第１照射量変更部を制御した後に前記照射量測定部で測定された照射量の情報を取得して前記目標照射量に対する誤差を計算する処理、および誤差が所定値以上か否かを判定する処理を行い、
これらの処理が繰り返された回数が所定回数以上の場合に、前記履歴情報から前記目標照射量と一致する照射量の情報を削除する第８処理を行う、荷電粒子線装置。

【請求項6】

請求項３ないし５のいずれか１項において、
前記第６処理では、
前記第２照射量変更部を制御した後に、前記照射量測定部で測定された照射量の情報を取得して前記目標照射量に対する誤差を計算する処理と、
誤差が所定値以上か否かを判定する処理と、
を行い、
誤差が所定値以上と判定した場合には、再び、前記第２照射量変更部を制御した後に前記照射量測定部で測定された照射量の情報を取得して前記目標照射量に対する誤差を計算する処理、および誤差が所定値以上か否かを判定する処理を行い、
これらの処理が繰り返された回数が所定回数以上の場合に、前記履歴情報から前記目標照射量と一致する照射量の情報を削除する第９処理を行う、荷電粒子線装置。

【請求項7】

請求項１ないし６のいずれか１項において、
前記荷電粒子線源は、熱電子放出型の電子銃である、荷電粒子線装置。

【請求項8】

請求項１ないし７のいずれか１項において、
前記照射対象は、荷電粒子線が照射されることによりＸ線を発生させるＸ線ターゲットである、荷電粒子線装置。

【請求項9】

請求項１ないし７のいずれか１項において、
前記照射対象は、荷電粒子線が照射されることにより蒸発する蒸発材料である、荷電粒子線装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、荷電粒子線装置に関する。

【背景技術】

【0002】

電子プローブマイクロアナライザー（Ｅｌｅｃｔｒｏｎ Ｐｒｏｂｅ Ｍｉｃｒｏ Ａｎａｌｙｚｅｒ、ＥＰＭＡ）や、走査電子顕微鏡（Ｓｃａｎｎｉｎｇ Ｅｌｅｃｔｒｏｎ
Ｍｉｃｒｏｓｃｏｐｅ、ＳＥＭ）、オージェ電子分光装置（Ａｕｇｅｒ Ｅｌｅｃｔｒｏｎ Ｓｐｅｃｔｒｏｍｅｔｅｒ）などの分析装置、電子ビーム蒸着装置などの加工装置を含む荷電粒子線装置では、電子銃が用いられている。また、Ｘ線光電子分光装置（Ｘ−ｒａｙ Ｐｈｏｔｏｅｌｅｃｔｒｏｎ Ｓｐｅｃｔｒｏｓｃｏｐｅ、ＸＰＳ）などのＸ線を試料に照射して分析を行う荷電粒子線装置においても、Ｘ線を発生させるために電子銃が用いられている。

【0003】

このような荷電粒子線装置では、電子銃から放出される電子線の照射量（プローブ電流量）を調整する必要がある。

【0004】

例えば、特許文献１には、自動的に対物絞りの径、コンデンサレンズの連動比を最適の値に選び、目標とするプローブ電流量に設定することができる電子線装置のプローブ電流設定方法が開示されている。特許文献１では、プローブ電流と加速電圧のテーブル（第１テーブル）、および加速電圧と対物絞りの径から集束レンズの励磁電流量を決める式を選ぶためのテーブル（第２テーブル）をあらかじめ準備し、これらのテーブルを用いてプローブ電流量を設定する。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】特開平６−２３６７４３号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

しかしながら、上記のような荷電粒子線装置では、電子銃のフィラメントが消耗して、電子線の照射量が変化してしまう。例えば、熱電子放出型の電子銃の場合、フィラメント（エミッタ）は１カ月〜数カ月程度で消耗してしまう。そのため、上記のテーブルを用いてプローブ電流量を設定する場合、精度よくプローブ電流量を設定するためには、ユーザーは頻繁にテーブルを更新する必要がある。

【0007】

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係る目的の１つは、容易に、精度よく、荷電粒子線の照射量を制御することできる荷電粒子線装置を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0008】

（１）本発明に係る荷電粒子線装置は、
荷電粒子線源と、
照射対象に照射される荷電粒子線の照射量を制御する光学系と、
前記照射対象に照射される荷電粒子線の照射量を測定する照射量測定部と、
荷電粒子線の照射量と、前記光学系の光学条件と、が関連付けられた履歴情報を記憶する記憶部と、
前記履歴情報に基づき前記光学系を制御し、制御された前記光学系の光学条件に基づき前記履歴情報を更新する制御部と、
を含み、
前記制御部は、
前記履歴情報に含まれる照射量の情報から、目標照射量と一致するものがあるか否かを判定する第１処理と、
前記第１処理において一致するものがあると判定した場合に、前記履歴情報に含まれる、一致した照射量の情報に関連付けられた前記光学系の光学条件に基づいて、前記光学系を制御する第２処理と、
を行う。

【0009】

このような荷電粒子線装置では、例えばフィラメントの劣化やフィラメントの交換により荷電粒子線源から放出される荷電粒子線の量が変化した場合であっても、ユーザーが照射量と光学系の光学条件とを関連付けたテーブル等を更新する必要がない。したがって、このような荷電粒子線装置では、容易に、精度よく荷電粒子線の照射量を制御することができる。特に、設定頻度の高い照射量については、短時間で設定することができる。また、このような荷電粒子線装置では、履歴情報に基づき光学系を制御するため、設定頻度の高い照射量については、荷電粒子線の照射量の測定回数を減らすことができ、荷電粒子線の照射量を短時間で設定可能である。

【0010】

（２）本発明に係る荷電粒子線装置において、
前記制御部は、
前記照射量測定部で測定された照射量の目標照射量に対する誤差を計算し、誤差が所定値未満の場合に、前記目標照射量を前記光学系の光学条件と関連づけて前記記憶部に記憶させて前記履歴情報を更新してもよい。

【0011】

このような荷電粒子線装置では、制御部が履歴情報を更新するため、ユーザーが照射量と光学系の光学条件とを関連付けたテーブル等を更新する必要がなく、容易に精度よく荷電粒子線の照射量を制御することができる。

【0014】

（３）本発明に係る荷電粒子線装置において、
前記制御部からの制御信号に基づき前記光学系を駆動する光学系駆動部を含み、
前記光学系駆動部は、
前記照射対象に照射される荷電粒子線の照射量を第１ステップ幅で変更する第１照射量変更部と、
前記照射対象に照射される荷電粒子線の照射量を前記第１ステップ幅よりも大きい第２ステップ幅で変更する第２照射量変更部と、
を有し、
前記制御部は、
前記第２処理の後に、前記照射量測定部で測定された照射量の情報を取得する第３処理と、
前記照射量測定部で測定された照射量の前記目標照射量に対する誤差を算出する第４処理と、
誤差が第１の値以上第２の値未満の場合に、照射量が前記目標照射量となるように前記第１照射量変更部を制御する第５処理と、
誤差が前記第２の値以上の場合に、照射量が前記目標照射量となるように前記第２照射量変更部を制御する第６処理と、
を行ってもよい。

【0015】

このような荷電粒子線装置では、荷電粒子線の照射量を、広範囲かつ高精度に設定することができる。

【0016】

（４）本発明に係る荷電粒子線装置において、
前記制御部は、
誤差が前記第１の値未満の場合に、前記目標照射量と、前記第２処理における前記光学系の光学条件と、を関連付けて前記記憶部に記憶させて前記履歴情報を更新する第７処理を行ってもよい。

【0017】

このような荷電粒子線装置では、制御部が履歴情報を更新するため、ユーザーが照射量と光学系の光学条件とを関連付けたテーブル等を更新する必要がなく、容易に精度よく荷電粒子線の照射量を制御することができる。

【0018】

（５）本発明に係る荷電粒子線装置において、
前記第５処理では、
前記第１照射量変更部を制御した後に、前記照射量測定部で測定された照射量の情報を取得して前記目標照射量に対する誤差を計算する処理と、
誤差が所定値以上か否かを判定する処理と、
を行い、
誤差が所定値以上と判定した場合には、再び、前記第１照射量変更部を制御した後に前記照射量測定部で測定された照射量の情報を取得して前記目標照射量に対する誤差を計算する処理、および誤差が所定値以上か否かを判定する処理を行い、
これらの処理が繰り返された回数が所定回数以上の場合に、前記履歴情報から前記目標照射量と一致する照射量の情報を削除する第８処理を行ってもよい。

【0019】

このような荷電粒子線装置では、履歴情報から、荷電粒子線の照射量の設定に不要なデータを削除することができる。

【0020】

（６）本発明に係る荷電粒子線装置において、
前記第６処理では、
前記第２照射量変更部を制御した後に、前記照射量測定部で測定された照射量の情報を取得して前記目標照射量に対する誤差を計算する処理と、
誤差が所定値以上か否かを判定する処理と、
を行い、
誤差が所定値以上と判定した場合には、再び、前記第２照射量変更部を制御した後に前記照射量測定部で測定された照射量の情報を取得して前記目標照射量に対する誤差を計算する処理、および誤差が所定値以上か否かを判定する処理を行い、
これらの処理が繰り返された回数が所定回数以上の場合に、前記履歴情報から前記目標照射量と一致する照射量の情報を削除する第９処理を行ってもよい。

【0021】

このような荷電粒子線装置では、履歴情報から、荷電粒子線の照射量の設定に不要なデータを削除することができる。

【0022】

（７）本発明に係る荷電粒子線装置において、
前記荷電粒子線源は、熱電子放出型の電子銃であってもよい。

【0023】

このような荷電粒子線装置では、電子銃のフィラメントの劣化、フィラメントの交換などにより電子銃から放出される荷電粒子線の量が変化したとしても、ユーザーが照射量と光学系の光学条件とを関連付けたテーブル等を更新する必要がない。したがって、このよ
うな荷電粒子線装置では、容易に、精度よく荷電粒子線の照射量を制御することができる。

【0024】

（８）本発明に係る荷電粒子線装置において、
前記照射対象は、荷電粒子線が照射されることによりＸ線を発生させるＸ線ターゲットであってもよい。

【0025】

（９）本発明に係る荷電粒子線装置において、
前記照射対象は、荷電粒子線が照射されることにより蒸発する蒸発材料であってもよい。

【図面の簡単な説明】

【0026】

【図1】本実施形態に係る電子プローブマイクロアナライザーの構成を示す図。

【図2】微調整用回路および粗調整用回路を説明するための図。

【図3】本実施形態に係る電子プローブマイクロアナライザーの処理部の処理の流れの一例を示すフローチャート。

【図4】粗調整用回路を設定する処理の一例を示すフローチャート。

【図5】微調整用回路を設定する処理の一例を示すフローチャート。

【発明を実施するための形態】

【0027】

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。

【0028】

また、以下では、本発明に係る荷電粒子線装置として、電子線を照射して分析を行う電子プローブマイクロアナライザー（ＥＰＭＡ）を例に挙げて説明するが、本発明に係る荷電粒子線装置は電子線以外の荷電粒子線（イオン等）を照射して分析や加工を行う装置であってもよい。本発明に係る荷電粒子線装置は、例えば、走査電子顕微鏡（ＳＥＭ）、オージェ電子分光装置、Ｘ線光電子分光装置などの電子銃を備えた分析装置、電子ビーム蒸着装置などの電子銃を備えた加工装置であってもよい。

【0029】

１． 電子プローブマイクロアナライザー
まず、本実施形態に係る電子プローブマイクロアナライザーについて、図面を参照しながら説明する。図１は、本実施形態に係る電子プローブマイクロアナライザー１００の構成を示す図である。

【0030】

電子プローブマイクロアナライザー１００は、電子線ＥＢを試料Ｓに照射して電子線ＥＢの照射に応じて試料Ｓから発生する特性Ｘ線を検出して分析を行う装置である。電子プローブマイクロアナライザー１００は、図１に示すように、電子銃１１と、集束レンズ１２と、偏向器１３と、対物レンズ１４と、試料ステージ１５と、二次電子検出器１７と、エネルギー分散型Ｘ線検出器１８と、波長分散型Ｘ線分光器１９と、ファラデーカップ２０と、電流計２２と、集束レンズ駆動装置３０（光学系駆動部の一例）と、処理部４０と、操作部５０と、表示部５２と、記憶部５４と、を含む。

【0031】

電子銃１１は、電子線ＥＢを発生させる。電子銃１１は、所定の加速電圧で加速された電子線ＥＢを試料Ｓに向けて放出する。電子銃１１は、例えば、熱電子放出型の電子銃である。熱電子放出型の電子銃では、金属を高温で加熱したときに、電子がエネルギー障壁を越えて真空中に放出される現象（熱電子放出）を利用した電子銃である。熱電子放出型の電子銃の陰極には、例えば、タングステンフィラメント、六硼化ランタンチップ（ＬａＢ_６）等が用いられる。

【0032】

集束レンズ１２は、電子銃１１の後段（電子線ＥＢの下流側）に配置されている。集束レンズ１２は、電子線ＥＢを集束させるためのレンズである。集束レンズ１２は、試料Ｓに照射される電子線ＥＢの照射量（照射電流量）、すなわちプローブ電流量を制御する。プローブ電流量は、試料Ｓに照射される電子プローブ（電子線ＥＢ）内を流れる電流量である。

【0033】

偏向器１３は、集束レンズ１２の後段に配置されている。偏向器１３は、電子線ＥＢを偏向させることができる。

【0034】

対物レンズ１４は、偏向器１３の後段に配置されている。対物レンズ１４は、電子線ＥＢを集束させて試料Ｓに照射する。

【0035】

試料ステージ１５は、試料Ｓを支持することができる。試料ステージ１５上には、試料Ｓが載置される。図示はしないが、モーター等の駆動源を備えるステージ移動機構によって、試料ステージ１５を移動させることができる。

【0036】

二次電子検出器１７は、試料Ｓから放出された二次電子を検出するための検出器である。二次電子検出器１７の出力信号は、電子線ＥＢの走査信号と同期して記憶装置に記憶される。これにより、二次電子像（ＳＥＭ像）を得ることができる。

【0037】

エネルギー分散型Ｘ線検出器１８は、Ｘ線をエネルギーで弁別し、スペクトルを得るための検出器である。エネルギー分散型Ｘ線検出器１８は、電子線ＥＢを試料Ｓに照射することにより試料Ｓから発生する特性Ｘ線を検出する。

【0038】

波長分散型Ｘ線分光器１９は、複数の分光素子（分光結晶）１９ａと、Ｘ線検出器１９ｂと、を含んで構成されている。波長分散型Ｘ線分光器１９は、広い波長範囲の測定を可能とするために、結晶面間隔が異なる複数の分光素子１９ａを有している。波長分散型Ｘ線分光器１９は、試料Ｓから発生する特性Ｘ線を、分光素子１９ａでのブラッグ反射を利用して特定波長のＸ線に分離し、Ｘ線検出器１９ｂで検出する。

【0039】

ファラデーカップ２０は、プローブ電流を測定するための装置である。ファラデーカップ２０は、電子銃１１から放出された電子（電子線ＥＢ）を捕捉する導電性（例えば金属製）のカップを備えている。ファラデーカップ２０で捕捉された電子（電子線ＥＢ）は、電流計２２で電流として計測される。ファラデーカップ２０および電流計２２は、試料Ｓに照射される電子線ＥＢの照射量（プローブ電流）を測定する照射量測定部として機能する。なお、プローブ電流を測定する照射量測定部は、ファラデーカップ２０および電流計２２に限定されない。

【0040】

ファラデーカップ２０は、図１に示す例では、集束レンズ１２の後段に配置されている。ファラデーカップ２０は、集束レンズ１２と偏向器１３との間に配置されている。図１では、ファラデーカップ２０が光学系の光軸上に配置されており、ファラデーカップ２０でプローブ電流を測定している状態を図示している。なお、図示はしないが、試料Ｓに電子線ＥＢを照射する際には、ファラデーカップ２０を光軸上から退避させる。

【0041】

集束レンズ駆動装置３０は、処理部４０からの制御信号に基づき、集束レンズ１２を駆動する。集束レンズ駆動装置３０は、微調整用回路３２（ファイン調整用回路、第１照射量変更部）と、粗調整用回路３４（コース調整用回路、第２照射量変更部）と、集束レンズ用電源３６と、を含んで構成されている。

【0042】

微調整用回路３２は、プローブ電流を第１ステップ幅で変更する。粗調整用回路３４は、プローブ電流を第１ステップ幅よりも大きい第２ステップ幅で変更する。すなわち、微調整用回路３２は、プローブ電流量の微調整を行うために用いられ、粗調整用回路３４は、プローブ電流量の粗調整を行うために用いられる。第１ステップ幅は、等間隔であってもよいし、等間隔でなくてもよい。また、第２ステップ幅は、等間隔であってもよいし、等間隔でなくてもよい。いずれの場合であっても、第２ステップ幅は、第１ステップ幅よりも大きい。

【0043】

集束レンズ駆動装置３０が微調整用回路３２と粗調整用回路３４とを有することにより、プローブ電流を広範囲かつ高精度に設定することができる。

【0044】

微調整用回路３２および粗調整用回路３４は、処理部４０からの制御信号（デジタル信号）を受け付けて、当該制御信号に基づくアナログ信号を集束レンズ用電源３６に送る。集束レンズ用電源３６は、微調整用回路３２の出力信号（ＤＡＣ出力）と粗調整用回路３４の出力信号（ＤＡＣ出力）とを重畳（加算）し、当該重畳（加算）された信号に基づく励磁電流を集束レンズ１２に供給する。

【0045】

図２は、微調整用回路３２および粗調整用回路３４を説明するための図である。

【0046】

図２には、微調整用回路３２から出力されるレンズ設定値（ＤＡＣ出力）および粗調整用回路３４から出力されるレンズ設定値（ＤＡＣ出力）を示している。レンズ設定値は、集束レンズ１２に供給される励磁電流をプローブ電流量が所定の関数に従って変化するように置き換えたものである。例えば、プローブ電流量の対数がレンズ設定値と線形関係になるような関数であってもよい。具体的には、微調整用回路３２のレンズ設定値をＣＬ_Ｆとした場合、プローブ電流量Ｉｒは、
ｌｏｇＩｒ＝ＣＬ_Ｆ×ａ＋ｂ・・・（１）
で表される。ただし、ａ、ｂは、任意の数である。

【0047】

また、粗調整用回路３４のレンズ設定値をＣＬ_Ｃとした場合、プローブ電流量Ｉｒは、
ｌｏｇＩｒ＝ＣＬ_Ｃ×ｃ＋ｄ・・・（２）
で表される。ただし、ｃ、ｄは、任意の数である。

【0048】

粗調整用回路３４のレンズ設定値の間隔は、微調整用回路３２のレンズ設定値の間隔よりも大きい。図２に示す例では、粗調整用回路３４のレンズ設定値の間隔は、微調整用回路３２のレンズ設定値の間隔の８倍である。微調整用回路３２の調整可能範囲は、粗調整用回路３４のレンズ設定値の間隔よりも大きい。微調整用回路３２の調整可能範囲の中心（図示の例では「８」と「９」の間）は、粗調整用回路３４のレンズ設定値の間隔の中心（または略中心）に位置するように構成されている。

【0049】

操作部５０は、ユーザーによる操作に応じた操作信号を取得し、処理部４０に送る処理を行う。操作部５０は、例えば、ボタン、キー、タッチパネル型ディスプレイ、マイクなどである。

【0050】

表示部５２は、処理部４０によって生成された画像を表示するものであり、その機能は、ＬＣＤ、ＣＲＴなどにより実現できる。

【0051】

記憶部５４は、処理部４０が各種の計算処理を行うためのプログラムやデータ等を記憶している。また、記憶部５４は、処理部４０の作業領域として用いられ、処理部４０が各種プログラムに従って実行した算出結果等を一時的に記憶するためにも使用される。記憶部５４の機能は、ハードディスク、ＲＡＭなどにより実現できる。

【0052】

記憶部５４には、履歴情報２が記憶されている。履歴情報２は、プローブ電流量と、集束レンズ１２の光学条件と、が関連付けられた情報である。より具体的には、履歴情報２は、電子プローブマイクロアナライザー１００でこれまでに設定されたプローブ電流量と、設定されたプローブ電流量に対する誤差が所定値未満であるときの集束レンズ１２の光学条件とが関連付けられた情報である。履歴情報２では、例えば、プローブ電流量と集束レンズ１２の光学条件とがリストになっている。集束レンズ１２の光学条件は、例えば、集束レンズ１２に供給される励磁電流量で表される。なお、集束レンズ１２の光学条件は、微調整用回路３２のレンズ設定値および粗調整用回路３４のレンズ設定値で表されてもよい。

【0053】

記憶部５４には、さらに、上記式（１）および上記式（２）が記憶されている。

【0054】

処理部４０（ＣＰＵ）は、後述する「２． 処理」で説明するように、履歴情報２に基づき集束レンズ１２を制御する処理、制御された集束レンズ１２の光学条件に基づき履歴情報２を更新する処理、履歴情報２の一部を削除する処理などを行う。このように、処理部４０は、集束レンズ１２を制御する制御部として機能する。

【0055】

また、処理部４０は、集束レンズ１２の光学条件を記憶部５４に記憶させる処理を行う。例えば、処理部４０は、集束レンズ１２の光学条件を変更した場合には、記憶部５４に記憶されている集束レンズ１２の光学条件を更新する。すなわち、記憶部５４に記憶されている集束レンズ１２の光学条件を読み出すことで、現在の集束レンズ１２の光学条件を取得することができる。

【0056】

また、処理部４０は、操作部５０からの操作信号に応じた各種の処理、表示部５２に各種の情報を表示させる処理などの処理を行う。処理部４０の機能は、各種プロセッサ（ＣＰＵ等）で記憶部５４に記憶されたプログラムを実行することにより実現することができる。

【0057】

２． 処理
次に、処理部４０の集束レンズ１２を制御する処理、すなわちプローブ電流を設定する処理について、図面を参照しながら説明する。図３は、電子プローブマイクロアナライザー１００の処理部４０の処理の流れの一例を示すフローチャートである。

【0058】

まず、処理部４０は、ユーザーがプローブ電流の設定を開始する指示（開始指示）を行ったか否かを判断し（ステップＳ１０）、開始指示が行われるまで待機する（ステップＳ１０のＮＯ）。処理部４０は、例えば、操作部５０から開始指示が入力された場合に、ユーザーが開始指示を行ったと判断する。

【0059】

処理部４０は、開始指示が行われたと判定した場合（ステップＳ１０のＹＥＳ）、プローブ電流の測定が行われたか否かを判定する（ステップＳ１２）。処理部４０は、記憶部５４に、プローブ電流量の測定結果が記憶されている場合には、プローブ電流の測定が行われた（測定済み）と判定する。

【0060】

処理部４０は、プローブ電流の測定が行われていると判定した場合（ステップＳ１２のＹＥＳ）、記憶部５４に記憶されているプローブ電流量を読み出し、現在のプローブ電流量の情報を取得する。

【0061】

例えば、ＥＰＭＡの測定を行う時以外は、ファラデーカップ２０が光軸上に配置されるような設定の場合、開始指示が行われる直前のプローブ電流の測定結果が記憶部５４に記
憶されている。そのため、現在の集束レンズ１２の光学条件におけるプローブ電流量として、この記憶部５４に記憶されているプローブ電流の測定結果を用いることができる。したがって、後述するステップＳ１４の処理を行わなくてもよく、開始指示が行われた後に、ファラデーカップ２０を用いてプローブ電流を測定する回数を減らすことができる。これにより、プローブ電流の設定にかかる時間を短縮できる。プローブ電流量は微小であるため、プローブ電流量の測定に時間を要する。そのため、プローブ電流を測定する回数を減らすことは、プローブ電流の設定にかかる時間を短縮するために、特に有効である。

【0062】

処理部４０は、プローブ電流の測定が行われていないと判定した場合（ステップＳ１２のＮＯ）、電流計２２から、現在のプローブ電流量の測定結果を取得する（ステップＳ１４）。このとき、ファラデーカップ２０は光軸上に配置されており、ファラデーカップ２０で捕捉された電子（電子線ＥＢ）が電流計２２で電流として測定される。この測定結果を処理部４０が取得する。

【0063】

次に、処理部４０は、取得したプローブ電流量（現在のプローブ電流量）と目標電流量（目標照射量）とを比較する。具体的には、処理部４０は、取得したプローブ電流量（現在のプローブ電流量）の目標電流量に対する誤差Ｅ（Ｅ＝｜プローブ電流量−目標電流量｜／目標電流量）を計算する。そして、処理部４０は、算出された誤差ＥがＡ％未満か、Ａ％以上かを判定する（ステップＳ１６）。

【0064】

なお、目標電流量は任意の値に設定可能であり、例えばユーザーが操作部５０を操作することで設定できる。また、「Ａ％」は、プローブ電流量を設定する際の精度を表しており、要求されるプローブ電流量の精度に応じて適宜設定可能である。

【0065】

処理部４０は、誤差ＥがＡ％未満と判定した場合（ステップＳ１６のＥ＜Ａ）、要求されるプローブ電流量の精度が満たされているため、処理を終了する。

【0066】

処理部４０は、誤差ＥがＡ％以上と判定した場合（ステップＳ１６のＥ≧Ａ）、記憶部５４に記憶されている履歴情報２に含まれるプローブ電流量の情報（リスト）のなかから、目標電流量と一致するものがあるか否かを判定する（ステップＳ１８）。

【0067】

処理部４０は、履歴情報２に含まれるプローブ電流量の情報（リスト）のなかに、目標電流量と一致するものがあると判定した場合（ステップＳ１８のＹＥＳ）、履歴情報２に含まれる、一致したプローブ電流量の情報に関連付けられた集束レンズ１２の光学条件の情報を取得する（ステップＳ２０）。

【0068】

次に、処理部４０は、履歴情報２に基づき集束レンズ１２の光学条件を制御する（ステップＳ２４）。具体的には、処理部４０は、集束レンズ１２の光学条件を、履歴情報２に含まれる、ステップＳ２０で取得した集束レンズ１２の光学条件とするための制御信号を生成する。処理部４０は、生成した制御信号を、集束レンズ駆動装置３０に送る。この結果、集束レンズ駆動装置３０が当該制御信号に基づき集束レンズ１２を駆動し、集束レンズ１２が履歴情報２に含まれる光学条件となる。

【0069】

次に、処理部４０は、電流計２２から、現在のプローブ電流量の測定結果を取得する（ステップＳ２６）。

【0070】

次に、処理部４０は、取得したプローブ電流量（現在のプローブ電流量）と目標電流量とを比較する。具体的には、処理部４０は、取得したプローブ電流量（現在のプローブ電流量）の目標電流量に対する誤差Ｅを計算する。そして、処理部４０は、求めた誤差ＥがＡ％未満、Ａ％以上Ｂ％未満、またはＢ％以上かを判定する（ステップＳ２８）。

【0071】

なお、「Ｂ％」は、例えば微調整用回路３２の調整可能範囲に基づき設定され、誤差ＥがＢ％未満の場合には、現在のプローブ電流量と目標電流量との差が微調整用回路３２の調整可能範囲に含まれるような値に設定される。

【0072】

処理部４０は、誤差ＥがＡ％未満であると判定した場合（ステップＳ２８のＥ＜Ａ）、要求されるプローブ電流量の精度が満たされているため、プローブ電流を設定する処理を停止する（ステップＳ３６）。

【0073】

処理部４０は、誤差ＥがＡ％以上Ｂ％未満であると判定した場合（ステップＳ２８のＡ≦Ｅ＜Ｂ）、微調整用回路３２の設定（ステップＳ３４）を行う前段階として、粗調整用回路３４の設定を行う（ステップＳ３０）。

【0074】

具体的には、現在の微調整用回路３２のレンズ設定値が下限に近く（例えば、図２に示す例では微調整用回路３２のレンズ設定値が「３」以下の場合）、目標電流量と現在のプローブ電流との差が負であり（目標電流量−現在のプローブ電流量＜０）、かつ、粗調整用回路３４のレンズ設定値が下限ではない（図２に示す例では粗調整用回路３４のレンズ設定値が「１」ではない場合）、粗調整用回路３４のレンズ設定値を「−１」する。例えば、現在の粗調整用回路３４のレンズ設定値が「３」であって、上記の条件を満たす場合、粗調整用回路３４のレンズ設定値を「２」にする。

【0075】

また、現在の微調整用回路３２のレンズ設定値が上限に近く（例えば、図２に示す例では「１４」以上の場合）、目標電流量と現在のプローブ電流との差が正であり（目標電流量−現在のプローブ電流量＞０）、かつ、粗調整用回路３４のレンズ設定値が上限ではない（図２に示す例では「５」ではない場合）、粗調整用回路３４のレンズ設定値を「＋１」する。例えば、現在の粗調整用回路３４のレンズ設定値が「３」であって、上記の条件を満たす場合、粗調整用回路３４のレンズ設定値を「４」にする。

【0076】

また、これらの条件を満たさない場合、処理部４０は、粗調整用回路３４のレンズ設定値を変更しない。

【0077】

上記のように、微調整用回路３２の設定を行う前段階として、粗調整用回路３４の設定を行うことにより、微調整用回路３２の設定（ステップＳ３４）において、微調整用回路３２のレンズ設定値を調整可能範囲の中心付近の値とすることができる。この結果、微調整用回路３２の設定（ステップＳ３４）の際に、微調整用回路３２の調整可能範囲を超えないようにすることができる。

【0078】

処理部４０は、粗調整用回路３４の設定（ステップＳ３０）の後に、プローブ電流が目標電流量となるように微調整用回路３２の設定（制御）を行う（ステップＳ３４）。

【0079】

処理部４０は、誤差ＥがＢ％以上であると判定した場合（ステップＳ２８のＥ≧Ｂ）、プローブ電流が目標電流量となるように粗調整用回路３４の設定（制御）（ステップＳ３２）、および微調整用回路３２の設定（制御）を行う（ステップＳ３４）。

【0080】

また、処理部４０は、履歴情報２に含まれるプローブ電流量の情報のなかに、目標電流量と一致するものがないと判定した場合（ステップＳ１８のＮＯ）、誤差ＥがＢ％以上であると判定した場合（ステップＳ２８のＥ≧Ｂ）と同様に、粗調整用回路３４の設定（ステップＳ３２）、および微調整用回路３２の設定を行う（ステップＳ３４）。

【0081】

なお、粗調整用回路３４の設定（ステップＳ３２）および微調整用回路３２の設定（ス
テップＳ３４）を行う処理については後述する。

【0082】

処理部４０は、プローブ電流量が目標電流量となるように微調整用回路３２の設定を行った後（ステップＳ３４の後）、プローブ電流を設定する処理を停止する（ステップＳ３６）。

【0083】

次に、処理部４０は、履歴情報２を、更新（または追加）する（ステップＳ３８）。具体的には、処理部４０は、目標電流量と、誤差ＥがＡ％未満と判定されたときの集束レンズ１２の光学条件とを関連づけて履歴情報２として記憶部５４に記憶させる。このとき、履歴情報２に、目標電流量と同じプローブ電流量の情報が含まれている場合には、当該プローブ電流量に関連付けられた集束レンズ１２の光学条件の情報を更新する。また、履歴情報２に、目標電流量が含まれていない場合には、履歴情報２に、新たに、目標電流量および集束レンズ１２の光学条件の情報を追加する。

【0084】

なお、ステップＳ３８の処理において、誤差ＥがＡ％未満と判定されたときの集束レンズ１２の光学条件の情報は、ステップＳ２８において誤差ＥがＡ％未満であると判定された場合（ステップＳ２８のＥ＜Ａ）には、ステップＳ２４で設定（制御）された集束レンズ１２の光学条件である。また、微調整用回路３２の設定（ステップＳ３４）が行われた場合には、ステップＳ３４で設定（制御）された集束レンズ１２の光学条件（より具体的には後述するステップＳ３３１で設定された集束レンズ１２の光学条件）である。

【0085】

以上の処理により、プローブ電流を設定することができる。

【0086】

図４は、微調整用回路３２を設定（制御）する処理（ステップＳ３２）の一例を示すフローチャートである。

【0087】

処理部４０は、まず、微調整用回路３２の設定を行う（ステップＳ３２１）。具体的には、微調整用回路３２のレンズ設定値を中心付近（図２に示す例では「８」または「９」）にする。これにより、微調整用回路３２の設定（ステップＳ３４）において、微調整用回路３２のレンズ設定値を調整可能範囲の中心付近の値とすることができる。この結果、微調整用回路３２の設定（ステップＳ３４）の際に、微調整用回路３２の調整可能範囲を超えないようにすることができる。

【0088】

次に、処理部４０は、電流計２２から、現在のプローブ電流量の測定結果を取得する（ステップＳ３２２）。

【0089】

次に、処理部４０は、目標電流量と現在のプローブ電流量（ステップＳ３２２で取得したプローブ電流量）との差に基づいて、粗調整用回路３４の設定（レンズ設定値の設定）を行う（ステップＳ３２３）。

【0090】

例えば、処理部４０は、目標電流量と現在のプローブ電流との差が負の場合（目標電流量−現在のプローブ電流量＜０）、粗調整用回路３４のレンズ設定値を「−１」する。また、処理部４０は、目標電流量と現在のプローブ電流との差が正の場合（目標電流量−現在のプローブ電流量＞０の場合）、粗調整用回路３４のレンズ設定値を「＋１」する。なお、目標電流量と現在のプローブ電流量との差が大きい場合には、当該差に応じて粗調整用回路３４のレンズ設定値を変更してもよい。すなわち、当該差が大きいほど、レンズ設定値の変更の度合いを大きくしてもよい。

【0091】

次に、処理部４０は、電流計２２から、現在のプローブ電流量の測定結果を取得する（ステップＳ３２４）。

【0092】

処理部４０は、取得したプローブ電流量（現在のプローブ電流量）と目標電流量とを比較する。具体的には、処理部４０は、取得したプローブ電流量（現在のプローブ電流量）の目標電流量に対する誤差Ｅを計算する。そして、処理部４０は、求めた誤差ＥがＣ％未満か、Ｃ％以上かを判定する（ステップＳ３２５）。

【0093】

なお、「Ｃ％」は、粗調整用回路３４のレンズ設定値の間隔に基づき設定され、例えば、誤差Ｅが「Ｃ％」未満の場合には、目標電流量と現在のプローブ電流量との差が粗調整用回路３４のレンズ設定値の間隔（１目盛り分）よりも小さくなるような値に設定される。

【0094】

処理部４０は、誤差ＥがＣ％以上と判定した場合（ステップＳ３２５のＥ≧Ｃ）、ステップＳ３２３の処理、ステップＳ３２４の処理、ステップＳ３２５の処理が規定回数以上繰り返されたか否かを判定する処理を行う（ステップＳ３２６）。

【0095】

処理部４０は、ステップＳ３２３〜ステップＳ３２５の処理が規定回数以上繰り返されていないと判定した場合（ステップＳ３２６のＮＯ）、ステップＳ３２３に戻って、ステップＳ３２３の処理、ステップＳ３２４の処理、ステップＳ３２５の処理を行う。処理部４０は、誤差ＥがＣ％未満と判定されるまで（ステップＳ３２５のＥ＜Ｃ）、または、ステップＳ３２３〜ステップＳ３２５の処理が規定回数以上繰り返されたと判定されるまで（ステップＳ３２６のＹＥＳ）、ステップＳ３２３〜ステップＳ３２６の処理を繰り返し行う。なお、ステップＳ３２６の処理における規定回数は、任意の数に設定可能である。

【0096】

処理部４０は、誤差ＥがＣ％未満と判定した場合（ステップＳ３２５のＥ＜Ｃ）、粗調整用回路３４の設定（ステップＳ３２３の処理で設定されたレンズ設定値）と、その設定において測定されたプローブ電流量（ステップＳ３２４の処理で取得したプローブ電流量）と、に基づいて、記憶部５４に記憶されている上記式（２）を更新する（ステップＳ３２７）。処理部４０は、例えば、粗調整用回路３４の設定（レンズ設定値）とプローブ電流量との組み合わせを２つ以上取得し、上記式（２）の「ｃ」、「ｄ」の値を求める。そして、処理部４０は、記憶部５４に記憶されている上記式（２）の「ｃ」、「ｄ」の値を新たに求めた値に変更して上記式（２）を更新する。

【0097】

以上の処理により、粗調整用回路３４の設定を終了する。

【0098】

なお、処理部４０は、ステップＳ３２３〜ステップＳ３２５の処理が規定回数以上繰り返されたと判定した場合（ステップＳ３２６のＹＥＳ）、プローブ電流を設定する処理を停止する（ステップＳ３２８）。

【0099】

次に、処理部４０は、履歴情報２のなかから、目標電流量と一致するプローブ電流量の情報を検索する。そして、処理部４０は、履歴情報２のなかに、目標電流量と一致するプローブ電流量の情報があった場合には、履歴情報２から、当該プローブ電流量の情報およびこのプローブ電流量の情報に関連付けられた集束レンズ１２の光学条件を削除する（ステップＳ３２９）。そして、処理部４０は、処理を終了する。なお、処理部４０は、一致するプローブ電流量の情報が無かった場合には、ただちに処理を終了する。

【0100】

図５は、微調整用回路３２を設定（制御）する処理（ステップＳ３４）の一例を示すフローチャートである。

【0101】

処理部４０は、まず、目標電流量と現在のプローブ電流量との差に基づいて、微調整用回路３２の設定（レンズ設定値の設定）を行う（ステップＳ３３１）。

【0102】

例えば、処理部４０は、目標電流量と現在のプローブ電流との差が負の場合（目標電流量−現在のプローブ電流量＜０）、微調整用回路３２のレンズ設定値を「−１」する。また、処理部４０は、目標電流量と現在のプローブ電流との差が正の場合（目標電流量−現在のプローブ電流量＞０の場合）、微調整用回路３２のレンズ設定値を「＋１」する。なお、目標電流量と現在のプローブ電流量との差が大きい場合には、当該差に応じて粗調整用回路３４のレンズ設定値を変更してもよい。すなわち、当該差が大きいほど、レンズ設定値の変更の度合いを大きくしてもよい。

【0103】

次に、処理部４０は、電流計２２から、現在のプローブ電流量の測定結果を取得する（ステップＳ３３２）。

【0104】

処理部４０は、取得したプローブ電流量（現在のプローブ電流量）と目標電流量とを比較する。具体的には、処理部４０は、取得したプローブ電流量（現在のプローブ電流量）の目標電流量に対する誤差Ｅを計算する。そして、処理部４０は、求めた誤差ＥがＡ％未満か、Ａ％以上かを判定する（ステップＳ３３３）。

【0105】

処理部４０は、誤差ＥがＡ％以上と判定した場合（ステップＳ３３３のＥ≧Ａ）、ステップＳ３３１の処理、ステップＳ３３２の処理、ステップＳ３３３の処理が規定回数以上繰り返されたか否かを判定する処理を行う（ステップＳ３３４）。

【0106】

処理部４０は、ステップＳ３３１〜ステップＳ３３３の処理が規定回数以上繰り返されていないと判定した場合（ステップＳ３３４のＮＯ）、ステップＳ３３１に戻って、ステップＳ３３１の処理、ステップＳ３３２の処理、ステップＳ３３３の処理を行う。処理部４０は、誤差ＥがＡ％未満と判定されるまで（ステップＳ３３３のＥ＜Ａ）、または、ステップＳ３３１〜ステップＳ３３３の処理が規定回数以上繰り返されたと判定されるまで（ステップＳ３３４のＹＥＳ）、ステップＳ３３１〜ステップＳ３３４の処理を繰り返し行う。なお、ステップＳ３３４の処理における規定回数は、任意の数に設定可能である。

【0107】

処理部４０は、誤差ＥがＡ％未満と判定した場合（ステップＳ３３３のＥ＜Ａ）、微調整用回路３２の設定（ステップＳ３３１の処理で設定されたレンズ設定値）と、その設定において測定されたプローブ電流量（ステップＳ３３２の処理で取得したプローブ電流量）と、に基づいて、記憶部５４に記憶されている上記式（１）を更新する（ステップＳ３３５）。処理部４０は、例えば、微調整用回路３２の設定（レンズ設定値）とプローブ電流量との組み合わせを２つ以上取得し、上記式（１）の「ａ」、「ｂ」の値を求める。そして、処理部４０は、記憶部５４に記憶されている上記式（１）の「ａ」、「ｂ」の値を新たに求めた値に変更して上記式（１）を更新する。

【0108】

以上の処理により、微調整用回路３２の設定を終了する。

【0109】

なお、処理部４０は、ステップＳ３３１〜ステップＳ３３３の処理が規定回数以上繰り返されたと判定した場合（ステップＳ３３４のＹＥＳ）、プローブ電流を設定する処理を停止する（ステップＳ３３６）。

【0110】

次に、処理部４０は、履歴情報２のなかから、目標電流量と一致するプローブ電流量の情報を検索する。そして、処理部４０は、履歴情報２のなかに、目標電流量と一致するプローブ電流量の情報があった場合には、履歴情報２から、当該プローブ電流量の情報およびこのプローブ電流量の情報に関連付けられた集束レンズ１２の光学条件を削除する（ステップＳ３３７）。そして、処理部４０は、処理を終了する。なお、処理部４０は、一致するプローブ電流量の情報が無かった場合には、ただちに処理を終了する。

【0111】

電子プローブマイクロアナライザー１００は、例えば、以下の特徴を有する。

【0112】

電子プローブマイクロアナライザー１００では、処理部４０は、履歴情報２に基づき集束レンズ１２を制御し、制御された集束レンズ１２の光学条件に基づき履歴情報２を更新する。そのため、電子プローブマイクロアナライザー１００では、例えば電子銃１１のフィラメントの劣化やフィラメントの交換により電子銃１１から放出される電子線ＥＢの量が変化した場合であっても、ユーザーがプローブ電流と集束レンズ１２の光学条件とを関連付けたテーブル等を更新する必要がない。また、プローブ電流量を一度設定すれば、そのときの集束レンズ１２の光学条件が記憶されるため、プローブ電流の測定回数を少なくでき、プローブ電流を設定するための時間を短縮できる。特に、設定頻度の高いプローブ電流量は、履歴情報２に基づく集束レンズ１２の光学条件の設定のみで設定できる場合が多くなり、短時間で、高い精度でのプローブ電流の設定ができる。したがって、電子プローブマイクロアナライザー１００では、容易に、精度よくプローブ電流を制御することができる。

【0113】

例えば、あらかじめプローブ電流と集束レンズ１２の光学条件が関連付けられたテーブルや関数などを準備する場合、ユーザーは、電子銃１１のフィラメントの劣化やフィラメントの交換によりプローブ電流量が変化した場合には、テーブル等をつくり直さなければならない。これに対して、電子プローブマイクロアナライザー１００では、処理部４０が履歴情報２を更新するため、ユーザーがテーブル等を更新する必要がない。

【0114】

また、例えば、集束レンズ１２の光学条件を変化させつつプローブ電流量を測定して、最小二乗法などによりプローブ電流量を目標電流量に近づける手法では、プローブ電流量を測定する回数が多くなってしまう。そのため、最小二乗法を用いた手法では、プローブ電流の設定に時間がかかってしまう。これに対して、電子プローブマイクロアナライザー１００では、履歴情報２に基づき集束レンズ１２を制御するため、例えば最小二乗法を用いた手法と比べて、プローブ電流の測定の回数を少なくすることができ、短時間でプローブ電流を設定することができる。

【0115】

電子プローブマイクロアナライザー１００では、処理部４０は、ファラデーカップ２０で測定されたプローブ電流量の、目標電流量に対する誤差Ｅを計算し、計算された誤差Ｅが所定値未満の場合に、目標電流量と、誤差ＥがＡ％未満と判定されたときの集束レンズ１２の光学条件と、を関連付けて記憶部５４に記憶させて履歴情報２を更新する（ステップＳ３８）。このように、電子プローブマイクロアナライザー１００では、処理部４０が履歴情報２を更新するため、ユーザーがテーブル等を更新する必要がなく、容易に精度よくプローブ電流を制御することができる。

【0116】

電子プローブマイクロアナライザー１００では、処理部４０は、履歴情報２に含まれるプローブ電流量の情報から、目標電流量と一致するものがあるか否かを判定する第１処理（ステップＳ１８）と、当該第１処理において一致するものがあると判定した場合に、目標電流量と一致したプローブ電流量の情報に関連付けられた集束レンズ１２の光学条件に基づいて、集束レンズ１２を制御する第２処理（ステップＳ２４）と、を行う。

【0117】

このように、電子プローブマイクロアナライザー１００では、履歴情報２に基づき集束レンズ１２を制御することができるため、例えば、設定頻度の高いプローブ電流については、ファラデーカップ２０でのプローブ電流の測定回数を減らすことができ、短時間でプローブ電流を設定可能である。

【0118】

電子プローブマイクロアナライザー１００では、処理部４０は、目標電流量と一致した
プローブ電流量の情報に関連付けられた集束レンズ１２の光学条件に基づいて、集束レンズ１２を制御する第２処理（ステップＳ２４）の後に、ファラデーカップ２０で測定されたプローブ電流量の情報を取得する第３処理（ステップＳ２６）と、測定されたプローブ電流量の目標電流量に対する誤差Ｅを算出する第４処理（ステップＳ２８）と、誤差ＥがＡ％（第１の値）以上Ｂ％（第２の値）未満の場合に、プローブ電流量が目標電流量となるように微調整用回路３２を制御する第５処理（ステップＳ３４）と、誤差ＥがＢ％以上の場合に、プローブ電流量が目標電流量となるように粗調整用回路３４を制御する第６処理（ステップＳ３２）と、を行う。

【0119】

そのため、電子プローブマイクロアナライザー１００では、プローブ電流を広範囲かつ高精度に設定することができる。

【0120】

電子プローブマイクロアナライザー１００では、処理部４０は、誤差ＥがＡ％未満の場合に、目標電流量と、誤差ＥがＡ％未満と判定されたときの集束レンズ１２の光学条件（ステップＳ２４またはステップＳ３３１で設定された集束レンズ１２の光学条件）と、を関連付けて記憶部５４に記憶させる第７処理（ステップＳ３８）を行う。このように、電子プローブマイクロアナライザー１００では、処理部４０が履歴情報２を更新するため、容易に精度よくプローブ電流を設定することができる。

【0121】

電子プローブマイクロアナライザー１００では、プローブ電流量が目標電流量となるように微調整用回路３２を制御する第５処理（ステップＳ３４）では、微調整用回路３２を設定した後に（ステップＳ３３１の後に）、測定されたプローブ電流量の情報を取得して（ステップＳ３３２）目標電流量に対する誤差Ｅを計算する処理（ステップＳ３３３）を行い、誤差ＥがＡ％以上と判定した場合（ステップＳ３３３のＥ≧Ａ）には、再び、ステップＳ３３１〜ステップＳ３３３の処理を行い、これらの処理（ステップＳ３３１〜３３３）が繰り返された回数が所定回数以上の場合に、履歴情報２から目標電流量と一致する照射量の情報を削除する第８処理（ステップＳ３３７）を行う。

【0122】

そのため、電子プローブマイクロアナライザー１００では、履歴情報２から、プローブ電流の設定に不要なデータを削除することができる。

【0123】

また、電子プローブマイクロアナライザー１００では、プローブ電流量が目標電流量となるように粗調整用回路３４を制御する第６処理（ステップＳ３２）では、粗調整用回路３４を設定した後に（ステップＳ３２３の後に）、測定されたプローブ電流量の情報を取得して（ステップＳ３２４）目標電流量に対する誤差Ｅを計算する処理（ステップＳ３２５）を行い、誤差ＥがＣ％以上と判定した場合（ステップＳ３２４のＥ≧Ｃ）には、再び、ステップＳ３２３〜ステップＳ３２５の処理を行い、これらの処理（ステップＳ３２３〜３２５）の処理が繰り返された回数が所定回数以上の場合に、履歴情報２から目標電流量と一致する照射量の情報を削除する第９処理（ステップＳ３２９）を行う。

【0124】

そのため、電子プローブマイクロアナライザー１００では、履歴情報２から、プローブ電流の設定に不要なデータを削除することができる。

【0125】

電子プローブマイクロアナライザー１００では、電子銃１１は、熱電子放出型の電子銃である。熱電子放出型の電子銃の場合、フィラメントは短い期間（例えば１カ月〜数カ月）で消耗してしまう。電子プローブマイクロアナライザー１００では、フィラメントが消耗しても（またはフィラメントを交換しても）、ユーザーがテーブル等を更新する必要がないため、容易に精度よくプローブ電流を設定することができる。

【0126】

３． 変形例
なお、本発明は上述した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。

【0127】

３．１． 第１変形例
上述した実施形態では、集束レンズ１２が試料Ｓに照射される電子線の照射量（すなわちプローブ電流）を制御する光学系である例について説明したが、プローブ電流を制御する光学系は集束レンズ１２に限定されない。

【0128】

例えば、プローブ電流を制御する光学系は、通過する電子線の量を調整する絞りであってもよい。絞りの孔径（電子線を通過させる開口の大きさ）を変えることで、プローブ電流を制御することができる。この場合、履歴情報２は、プローブ電流量と、絞りの光学条件（すなわち孔径）と、が関連付けられた情報である。

【0129】

また、プローブ電流を制御する光学系は、集束レンズ１２および絞りであってもよい。すなわち、集束レンズ１２および絞りの両方によって、プローブ電流を制御してもよい。この場合、履歴情報２は、プローブ電流量と、集束レンズ１２の光学条件（励磁電流）および絞りの光学条件（孔径）と、が関連付けられた情報である。

【0130】

また、プローブ電流の制御には、集束レンズ１２や絞りに加えて、加速電圧（電子銃１１の陰極と陽極との間に印加される電圧）などの光学条件を制御してもよい。この場合、履歴情報２は、プローブ電流と、光学系（集束レンズや絞り）の光学条件および加速電圧と、が関連付けられた情報である。

【0131】

本変形例によれば、上述した実施形態と同様に、容易に精度よくプローブ電流を設定することができる。

【0132】

３．２． 第２変形例
上述した実施形態では、記憶部５４に記憶されている履歴情報２に含まれるプローブ電流量の情報のなかに、目標電流量と一致するものがあるか否かを判定する処理（図３に示すステップＳ１８）を行った。ステップＳ１８の処理は、これに限定されず、履歴情報２に含まれるプローブ電流と目標電流量との一致度合いに応じて判定してもよい。

【0133】

例えば、履歴情報２に含まれるプローブ電流の目標電流量に対する誤差が、所定の値未満の場合にステップＳ２０の処理を行い、所定の値以上の場合にステップＳ３２の処理を行ってもよい。これにより、履歴情報２に含まれるプローブ電流量と目標電流量とが完全に一致していなくても、履歴情報２に含まれるプローブ電流の目標電流量に対する誤差が小さい場合には、履歴情報２に基づきプローブ電流を設定することができる。

【0134】

本変形例によれば、上述した実施形態と同様に、容易に精度よくプローブ電流を設定することができる。

【0135】

３．３． 第３変形例
上述した実施形態では、電子線が照射される照射対象が試料Ｓであったが、照射対象は試料Ｓに限定されない。例えば、上述した実施形態では、本発明に係る荷電粒子線装置として電子プローブマイクロアナライザーを例に挙げて説明したが、本発明に係る荷電粒子線装置はＸ線を試料に照射して分析を行う分析装置（例えばＸ線光電子分光装置（ＸＰＳ））であってもよい。このような分析装置では、Ｘ線源が電子銃とＸ線ターゲットとを含んで構成されており、電子銃から放出された電子線がＸ線ターゲットに照射されることによりＸ線を発生させる。この場合、照射対象は、電子線が照射されることによりＸ線を発生させるＸ線ターゲットである。

【0136】

また、例えば、本発明に係る荷電粒子線装置は、電子ビーム蒸着装置などの加工装置であってもよい。例えば、電子ビーム蒸着装置では、電子銃から放出された電子線を蒸発材料に照射し、蒸発材料を加熱、蒸発させることで、基板やレンズ等の被成膜物へ薄膜を形成する。この場合、照射対象は、電子線が照射されることにより蒸発する蒸発材料である。

【0137】

また、例えば、上述した実施形態および各変形例では、照射対象に照射される荷電粒子線として電子線を例に挙げて説明したが、照射対象に照射される荷電粒子線は電子線に限定されず、例えば、イオンなどであってもよい。すなわち、本発明に係る荷電粒子線装置は、荷電粒子線源として電子銃を搭載した装置に限定されず、例えば、イオン銃を搭載した装置であってもよい。

【0138】

なお、上述した実施形態及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。例えば各実施形態及び各変形例は、適宜組み合わせることが可能である。

【0139】

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、方法およ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】

【0140】

２…履歴情報、１１…電子銃、１２…集束レンズ、１３…偏向器、１４…対物レンズ、１５…試料ステージ、１７…二次電子検出器、１８…エネルギー分散型Ｘ線検出器、１９…波長分散型Ｘ線分光器、１９ａ…分光素子、１９ｂ…Ｘ線検出器、２０…ファラデーカップ、２２…電流計、３０…集束レンズ駆動装置、３２…微調整用回路、３４…粗調整用回路、３６…集束レンズ用電源、４０…処理部、５０…操作部、５２…表示部、５４…記憶部、１００…電子プローブマイクロアナライザー

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】