特許 7472512 分析装置および分析装置の制御方法

(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】

(24)【登録日】2024-04-15

(45)【発行日】2024-04-23

(54)【発明の名称】分析装置および分析装置の制御方法

(51)【国際特許分類】

   G01N 23/2206 20180101AFI20240416BHJP

   G01N 23/2252 20180101ALI20240416BHJP

   G01N 23/2251 20180101ALI20240416BHJP

【ＦＩ】

G01N23/2206

G01N23/2252

G01N23/2251

【請求項の数】 8

(21)【出願番号】P 2020014344

(22)【出願日】2020-01-31

(65)【公開番号】P2021120660

(43)【公開日】2021-08-19

【審査請求日】2022-05-17

(73)【特許権者】

【識別番号】000001993

【氏名又は名称】株式会社島津製作所

(74)【代理人】

【識別番号】110001195

【氏名又は名称】弁理士法人深見特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】坂前 浩

【審査官】小野 健二

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１８－１７９８６２（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００３－０９８１２９（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００３－００７２４４（ＪＰ，Ａ）

【文献】国際公開第２０１５／１８１９６１（ＷＯ，Ａ１）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｇ０１Ｎ ２３／００－２３／２２７６

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

試料の表面の観察および分析を行なう分析装置であって、
前記試料の表面に電子線を照射する照射装置と、
前記試料の表面から放出される複数種類の検出信号をそれぞれ検出する複数種類の検出器と、
前記複数種類の検出信号にそれぞれ対応する複数種類の観察像を表示する表示部と、
前記照射装置および前記表示部を制御する制御部とを備え、
前記複数種類の検出器は、前記試料の表面から放出される特性Ｘ線を検出するための少なくとも１つの分光器を含み、
前記複数種類の検出信号は、前記少なくとも１つの分光器によりそれぞれ検出される少なくとも１つの特性Ｘ線を含み、
前記分析装置は、前記複数種類の観察像のうちの少なくとも２種類の観察像を前記表示部に同時に並べて表示する同時表示モードを有しており、前記少なくとも２種類の観察像の表示条件を含む観察条件データを保存するための記憶部をさらに備え、
前記同時表示モードにおいて、前記制御部は、前記記憶部に保存されている前記観察条件データに基づいて前記照射装置、前記複数種類の検出器および前記表示部の動作を設定するとともに、前記少なくとも２種類の観察像を前記表示部に表示し、
前記少なくとも２種類の観察像の表示条件は、前記表示部における前記少なくとも２種類の観察像のレイアウトに関する条件を含み、
前記少なくとも２種類の観察像のレイアウトに関する条件は、観察目的の元素の特性Ｘ線を検出するための分光器の分光波長に関する情報を含む、分析装置。

【請求項2】

前記複数種類の観察像の観察条件に関する設定を受け付ける操作部をさらに備え、
前記同時表示モードにおいて、前記操作部が前記少なくとも２種類の観察像の観察条件に関する設定を受け付けた場合には、前記制御部は、前記少なくとも２種類の観察像の前記観察条件データを生成して前記記憶部に保存する、請求項１に記載の分析装置。

【請求項3】

前記制御部は、前記少なくとも２種類の観察像の観察条件データに対して、前記試料の観察目的に関連する情報を付記して前記記憶部に保存する、請求項２に記載の分析装置。

【請求項4】

前記操作部が前記同時表示モードの設定を受け付けた場合、前記制御部は、
前記記憶部に保存されている前記観察条件データのリストを前記表示部に表示し、
前記操作部が前記リストから１つの観察条件データを選択する操作を受け付けたときには、選択された前記観察条件データに基づいて前記少なくとも２種類の観察像を前記表示部に表示する、請求項２または３に記載の分析装置。

【請求項5】

前記少なくとも２種類の観察像の表示条件は、前記少なくとも２種類の観察像に対応する少なくとも２つの検出信号の表示条件を含む、請求項１から４のいずれか１項に記載の分析装置。

【請求項6】

前記観察条件データは、前記電子線の照射条件および、前記電子線の走査条件をさらに含む、請求項１から５のいずれか１項に記載の分析装置。

【請求項7】

試料の表面の観察および分析を行なう分析装置の制御方法であって、
前記分析装置は、
前記試料の表面に電子線を照射する照射装置と、
前記試料の表面から放出される複数種類の検出信号をそれぞれ検出する複数種類の検出器と、
前記複数種類の検出信号にそれぞれ対応する複数種類の観察像を表示する表示部とを含み、
前記複数種類の検出器は、前記試料の表面から放出される特性Ｘ線を検出するための少なくとも１つの分光器を含み、
前記複数種類の検出信号は、前記少なくとも１つの分光器により検出される少なくとも１つの特性Ｘ線を含み、
前記分析装置は、前記複数種類の観察像のうちの少なくとも２種類の観察像を前記表示部に同時に並べて表示する同時表示モードを有しており、
前記制御方法は、
前記少なくとも２種類以上の観察像の表示条件を含む観察条件データを記憶部に保存するステップと、
前記同時表示モードにおいて、前記記憶部に保存されている前記観察条件データに基づいて前記照射装置、前記複数種類の検出器および前記表示部の動作を設定するとともに、前記少なくとも２種類の観察像を前記表示部に表示するステップとを備え、
前記少なくとも２種類の観察像の表示条件は、前記表示部における前記少なくとも２種類の観察像のレイアウトに関する条件を含み、
前記少なくとも２種類の観察像のレイアウトに関する条件は、観察目的の元素の特性Ｘ線を検出するための分光器の分光波長に関する情報を含み、
前記表示するステップは、特性Ｘ線の観察像が表示対象に設定された場合に、前記分光波長に関する情報に基づいて、当該特性Ｘ線を検出する前記分光器を駆動するステップを含む、分析装置の制御方法。

【請求項8】

前記同時表示モードにおいて、前記少なくとも２種類の観察像の観察条件に関する設定を受け付けた場合には、少なくとも２種類の観察像の観察条件データを生成して前記記憶部に保存するステップをさらに備える、請求項７に記載の分析装置の制御方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、分析装置および分析装置の制御方法に関する。

【背景技術】

【0002】

特開平８－３２０２９８号公報（特許文献１）には、電子マイクロアナライザ等のＸ線分析装置による試料の表面分析によって得られた試料表面の凹凸および元素分析の２次元的な情報を示す画像（観察像）を表示する表示方法が開示される。特許文献１では、１つの表面分析処理で得られた同一分析領域における複数の観察像を重ね合わせて表示するように構成される。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】特開平８－３２０２９８号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

複数の観察像を同一画面に同時に表示することにより、分析者は、同一分析領域における複数の観察像を容易に比較することができる。これにより、分析者は、より詳細な分析を行なうための分析条件を適切かつ効率的に決定することが可能となる。

【0005】

一方で、分析者は、複数の観察像の各々が観察目的に適した画像となるように、観察条件を設定する作業を行なう必要がある。観察条件には、試料に照射する電子線の照射条件および走査条件、ならびに各画像の表示条件などの複数の条件が含まれている。分析者は、表示部に表示されている複数の画像の各々を参照しながら、これら複数の条件を設定する作業を行なう。この観察条件の設定作業は、複数の画像の同時表示を行なうたびに必要となることから、分析作業の効率を低下させることが懸念される。

【0006】

本開示は、上記の問題を解決するためになされたものであり、本開示の目的は、分析作業の効率を向上させることが可能な分析装置および分析装置の制御方法を提供することである。

【課題を解決するための手段】

【0007】

本開示の一態様に係る分析装置は、試料の表面の観察および分析を行なう分析装置であって、試料の表面に電子線を照射する照射装置と、試料の表面から放出される複数の検出信号をそれぞれ検出する複数の検出器と、複数の検出信号にそれぞれ対応する複数の観察像を表示する表示部と、照射装置および表示部を制御する制御部とを備える。分析装置は、複数の観察像のうちの少なくとも２つの観察像を表示部に同時に並べて表示する同時表示モードを有する。分析装置は、少なくとも２つの観察像の表示条件を含む観察条件データを保存するための記憶部をさらに備える。同時表示モードにおいて、制御部は、記憶部に保存されている観察条件データに基づいて少なくとも２つの観察像を表示部に表示する。

【発明の効果】

【0008】

本開示によれば、分析作業の効率を向上させることが可能な分析装置および分析装置の制御方法を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0009】

【図1】実施の形態に係る分析装置の一例である電子プローブマイクロアナライザの全体構成図である。

【図2】同時表示モードにおける表示部の表示画面の一例を示す図である。

【図3】データベースに保存されている観察条件リストを示す概略図である。

【図4】ＥＰＭＡにおける同時表示モードの観察条件を設定する処理の手順を説明するためのフローチャートである。

【図5】観察条件データの構成例を説明するための図である。

【図6】図４のＳ０６およびＳ０８の処理の詳細を示すフローチャートである。

【発明を実施するための形態】

【0010】

以下、本開示の実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、図中の同一または相当部分には同一符号を付してその説明は繰り返さない。

【0011】

［分析装置の構成］
図１は、実施の形態に係る分析装置の一例である電子プローブマイクロアナライザ（ＥＰＭＡ：Electron Probe Micro Analyzer）の全体構成図である。本実施の形態に係る分析装置は、試料に電子線を照射して、試料から発生する様々な信号を検出して分析する電子線マイクロアナリシス法を用いて、試料の表面の観察および組成の分析を行なう装置である。本実施の形態に係る分析装置は、ＥＰＭＡに限定されるものではなく、エネルギー分散型Ｘ線分析装置（ＥＤＳ：Energy Dispersive Spectrometer）を搭載した走査電子顕微鏡（ＳＥＭ：Scanning Electron Microscope）であってもよい。

【0012】

図１を参照して、ＥＰＭＡ１００は、電子銃１と、偏向コイル２と、対物レンズ３と、試料ステージ４と、試料ステージ駆動部５と、複数の分光器６ａ，６ｂと、二次電子検出器７と、反射電子検出器８とを備える。また、ＥＰＭＡ１００は、制御部１０と、データ処理部１１と、偏向コイル制御部９と、操作部１５と、表示部１６とをさらに備える。電子銃１、偏向コイル２、対物レンズ３、試料ステージ４、分光器６ａ，６ｂおよび検出器７，８は、図示しない計測室内に設けられ、Ｘ線の計測中は、計測室内は排気されて真空状態とされる。

【0013】

電子銃１は、試料ステージ４上の試料Ｓに照射される電子線Ｅを発生する励起源である。収束レンズ（図示せず）を制御することによって電子線Ｅの照射電流を調整することができる。偏向コイル２は、偏向コイル制御部９から供給される駆動電流により磁場を形成する。偏向コイル２により形成される磁場によって、電子線Ｅを偏向させることができる。

【0014】

対物レンズ３は、偏向コイル２と試料ステージ４上に載置される試料Ｓとの間に設けられ、偏向コイル２を通過した電子線Ｅを微小径に絞る。電子銃１、偏向コイル２および対物レンズ３は、試料へ向けて電子線を照射する「照射装置」を構成する。試料ステージ４は、試料Ｓを載置するためのステージであり、試料ステージ駆動部５により水平面内で移動可能に構成される。

【0015】

試料ステージ駆動部５による試料ステージ４の駆動および／または偏向コイル制御部９による偏向コイル２の駆動により、試料Ｓ上における電子線Ｅの照射位置を二次元的に走査することができる。走査範囲が比較的狭いときは、偏向コイル２による走査が行なわれ、走査範囲が比較的広いときは、試料ステージ４の移動による走査が行なわれる。

【0016】

分光器６ａ，６ｂは、電子線Ｅが照射された試料Ｓから放出される特性Ｘ線を検出するための機器である。図１の例では、２つの分光器６ａ，６ｂが示されているが、分光器の数はこれに限定されるものではなく、１つでもよいし、３以上であってもよい。各分光器の構成は、分光結晶を除いて同じであり、以下では、各分光器を単に「分光器６」と称する場合がある。

【0017】

分光器６ａは、分光結晶６１ａと、検出器６３ａと、スリット６４ａとを含む。試料Ｓ上の電子線Ｅの照射位置と分光結晶６１ａと検出器６３ａとは、図示しないローランド円上に位置している。図示しない駆動機構によって、分光結晶６１ａは、直線６２ａ上を移動しつつ傾斜され、検出器６３ａは、分光結晶６１ａに対する特性Ｘ線の入射角と回折Ｘ線の出射角とがブラッグの回折条件を満たすように、分光結晶６１ａの移動に応じて図示のように回動する。これにより、試料Ｓから放出される特性Ｘ線の波長スキャンを行なうことができる。

【0018】

分光器６ｂは、分光結晶６１ｂと、検出器６３ｂと、スリット６４ｂとを含む。分光器６ｂの構成は、分光結晶を除いて分光器６ａと同様であるので、説明を繰返さない。なお、各分光器の構成は、上記のような構成に限られるものではなく、公知の各種の構成を採用することができる。

【0019】

二次電子検出器７は、電子線Ｅが照射された試料Ｓから放出される二次電子を検出するための機器である。

【0020】

反射電子検出器８は、電子線Ｅが照射された試料Ｓから放出される反射電子を検出するための機器である。

【0021】

制御部１０は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）１２と、メモリ１３と、通信インターフェイス（Ｉ／Ｆ）１４とを備える。メモリ１３は、図示しないＲＯＭ（Read Only Memory）およびＲＡＭ（Random Access Memory）を含む。ＣＰＵ１２は、ＲＯＭに格納されているプログラムをＲＡＭ等に展開して実行する。ＲＯＭに格納されるプログラムは、制御部１０の処理手順が記されたプログラムである。ＲＯＭには、各種演算に用いられる各種テーブル（マップ）も格納されている。制御部１０は、これらのプログラムおよびテーブルに従って、ＥＰＭＡ１００における各種処理を実行する。処理については、ソフトウェアによるものに限られず、専用のハードウェア（電子回路）で実行することも可能である。通信Ｉ／Ｆ１４は、インターネットなどの通信網に接続される、ＥＰＭＡ１００は、通信Ｉ／Ｆ１４を介して外部機器との間でデータを遣り取りする。

【0022】

データ処理部１１も、図示は省略するが、ＣＰＵと、メモリと、入出力バッファとを含む。データ処理部１１は、試料Ｓから放出される各種信号から試料Ｓの表面の観察像（二次電子像、反射電子像、特性Ｘ線像）を作成する。データ処理部１１はさらに、分析対象の特性Ｘ線スペクトルを作成する。なお、データ処理部１１は、制御部１０と一体的に構成してもよい。

【0023】

偏向コイル制御部９は、制御部１０からの指示に従って、偏向コイル２へ供給される駆動電流を制御する。予め定められた駆動電流パターン（大きさおよび変更速度）に従って駆動電流を制御することにより、試料Ｓ上において電子線Ｅの照射位置を所望の走査速度で走査することができる。

【0024】

操作部１５は、ＥＰＭＡ１００に対して分析者が各種指示を与えるための入力機器であり、例えばマウスやキーボード等によって構成される。表示部１６は、分析者に対して各種情報を提供するための出力機器であり、例えば、分析者が操作可能なタッチパネルを備えるディスプレイによって構成される。なお、このタッチパネルを操作部１５としてもよい。

【0025】

＜同時表示モード＞
ＥＰＭＡ１００は、試料Ｓの表面に電子線を照射し、当該表面から放出される各種信号を利用して試料Ｓの表面の組織および形態の観察と局所元素分析とを行なうように構成される。ＥＰＭＡ１００は、試料Ｓ上における電子線Ｅの走査中、試料Ｓの表面の観察像（特性Ｘ線像、二次電子像、反射電子像）を表示部１６に表示する。これにより、分析者は、試料Ｓの表面をリアルタイムで観察することができる。

【0026】

ＥＰＭＡ１００は、観察像の表示モードとして、複数の観察像のうちの少なくとも２つの観察像を同時に並べて表示させるモードを有している。本願明細書では、このような表示モードを「同時表示モード」とも称する。

【0027】

図２は、同時表示モードにおける表示部の表示画面の一例を示す図である。図２の例では、表示部１６の表示画面には、６個の観察像Ｉ１～Ｉ６が並べて表示されている。観察像Ｉ１は、試料Ｓ上における電子線Ｅの照射位置の二次電子像である。二次電子像には、試料Ｓの表面の形状が映し出される。観察像Ｉ２は、当該照射位置の反射電子像である。反射電子像には、試料Ｓの表面の組成が映し出される。観察像Ｉ３～Ｉ６は、当該照射位置の特性Ｘ線像である。特性Ｘ線像には、試料Ｓ中に含まれる対象元素の分布が映し出される。なお、観察像Ｉ３～Ｉ６は、観察対象の元素が互いに異なる。

【0028】

同時表示モードにおいては、分析者は、複数の観察像Ｉ１～Ｉ６を比較することにより、二次電子像および／または反射電子像で着目した領域にどのような元素が分布しているのか、あるいは、特定の元素が分布している領域が二次電子像および／または反射電子像でどのように観察されるのか、といった知見を短時間で得ることができる。その結果、分析者は、より詳細な分析を行なうための分析条件を適切かつ効率的に決定することが可能となる。

【0029】

その一方で、同時表示モードを実行する際、分析者は、複数の観察像Ｉ１～Ｉ６の各々が観察目的に適した画像となるように、観察条件を設定する作業を行なう必要がある。観察条件には、電子線Ｅの照射条件、電子線Ｅの走査条件、および、各観察像の表示条件が含まれる。各観察像の表示条件には、二次電子像および反射電子像のコントラスト／ブライトネス条件、特性Ｘ線像の輝度変換条件、および表示部１６における各観察像のレイアウト条件などが含まれる。

【0030】

分析者は、表示部１６に表示される複数の観察像Ｉ１～Ｉ６の各々を参照しながら、これら複数の条件を設定する作業を行なう。この観察条件の設定作業は同時表示モードを行なうたびに必要となるため、分析作業の効率を低下させることが懸念される。

【0031】

そこで、本実施の形態に係るＥＰＭＡ１００においては、同時表示モードにおいて設定された観察条件を、１つのデータとして纏めることにより、当該データの保存および再利用を可能とする。以下の説明では、観察条件に関するデータを「観察条件データ」とも称する。

【0032】

具体的には、ＥＰＭＡ１００は、分析者が上述した設定作業を行なうことによって生成された観察条件データを、データベース１８に保存するように構成される。このデータベース１８は、制御部１０のメモリ内の不揮発性記憶領域に設けることができる。あるいは、ＥＰＭＡ１００とネットワークを介して通信可能に接続された外部機器（例えば、ストレージなど）にデータベース１８を設けることができる。ストレージは、例えば、ＨＤＤ（Hard Disk Drive）またはＳＳＤ（Solid State Drive）などの不揮発性記憶装置などで構成することができる。データベース１８は「記憶部」の一実施例に対応する。

【0033】

データベース１８には、複数の観察条件データが保存されている。データベースは、保存されている複数の観察条件データをリスト化し、観察条件リストを作成する。図３は、データベース１８に保存されている観察条件リストを示す概略図である。

【0034】

図３に示すように、観察条件リストには、過去に分析者により生成された観察条件データのファイル名が挙げられている。なお、観察条件データのファイル名は、分析者が任意に設定することができる。

【0035】

観察条件リストでは、各観察条件データに対して、観察目的を示す情報を付記することができる。観察目的を示す情報には、例えば、観察した試料に関する情報、および観察対象の元素に関する情報などを含めることができる。試料に関する情報としては、例えば、試料名や試料の物質名などの試料の識別情報を含めることができる。観察対象の元素に関する情報としては、例えば、観察対象の元素記号や元素名などの元素の識別情報を含めることができる。ただし、観察目的を示す情報は、これらの情報に限定されるものではなく、分析者が一意に観察目的を把握することができる態様で、分析者が任意に設定することができる。

【0036】

ＥＰＭＡ１００は、分析者の操作に応じて、図３に示す観察条件リストを表示部１６に表示するように構成される。分析者は、同時表示モードを実行する際、表示された観察条件リストから、使用したい観察条件データを選択することができる。具体的には、分析者は、各観察条件データに付記されている観察目的を参照することにより、自身の観察目的に一致または類似している観察条件データを選択することができる。ＥＰＭＡ１００は、分析者が選択した観察条件データに含まれる観察条件に基づいて、ＥＰＭＡ１００の各部の動作を設定する。

【0037】

これによると、分析者は、観察する試料が一致または類似している観察条件データ、および／または、観察対象の元素が一致または類似している観察条件データを再利用することができるため、自身が行なう観察条件の設定作業を省略または簡略化することができる。その結果、分析作業の効率を改善することができる。

【0038】

また、同一種類の複数の試料の観察を行なう場合には、分析者は、共通の観察条件データを繰り返し使用することによって、当該複数の試料を同じ観察条件で観察することができる。これによると、当該複数の試料間で観察結果の比較を簡易かつ正確に行なうことが可能となる。

【0039】

＜観察条件の設定処理＞
次に、本実施の形態に係るＥＰＭＡ１００における同時表示モードの観察条件を設定する処理について説明する。

【0040】

図４は、ＥＰＭＡ１００における同時表示モードの観察条件を設定する処理の手順を説明するためのフローチャートである。図４のフローチャートは、制御部１０がメモリ１３に格納されるプログラムを読み出して実行することで実現することができる。

【0041】

図４を参照して、ＥＰＭＡ１００が起動されると、制御部１０は、ステップ（以下、単に「Ｓ」と表記する）０１により、試料Ｓ上における電子線Ｅの照射位置の走査を開始する。Ｓ０１では、制御部１０は、予め設定されている初期条件に基づいて照射装置の駆動を制御する。具体的には、制御部１０は、試料ステージ駆動部５による試料ステージ４の駆動、および／または、偏向コイル制御部９による偏向コイル２の駆動を制御する。この初期条件では、電子線Ｅの照射条件および走査条件はともにデフォルト値に設定されている。分光器６ａ，６ｂ、二次電子検出器７および反射電子検出器８は、電子線Ｅが照射された試料Ｓから放出される特性Ｘ線、二次電子および反射電子をそれぞれ検出する。

【0042】

制御部１０は、Ｓ０２により、同時表示モードがオンに設定されたか否かを判定する。同時表示モードをオンにする操作入力を操作部１５が受け付けた場合には、制御部１０は、Ｓ０２をＹＥＳ判定として、Ｓ０３以降の処理を起動する。

【0043】

制御部１０は、Ｓ０３では、予め設定されている初期条件に基づいて複数の観察像を表示部１６に同時に並べて表示させる。この初期条件では、各観察像の表示条件（観察像のレイアウト条件および検出信号の表示条件）はデフォルト値に設定されている。

【0044】

制御部１０は、Ｓ０４により、データベース１８に保存されている観察条件リスト（図３参照）を表示部１６に表示する。観察条件リストには、過去に分析者により生成された観察条件データのファイル名が列挙されている。各観察条件データには、観察目的を示す情報が付記されている。制御部１０は、観察条件リストを表示すると、分析者による観察条件データの選択を受け付け可能となる。

【0045】

制御部１０は、観察条件リストの中から１つの観察条件データを選択する操作を操作部１５が受け付けた場合、Ｓ０５をＹＥＳ判定として、Ｓ０６の処理を起動する。制御部１０は、Ｓ０６では、選択された観察条件データに含まれている観察条件に基づいて、ＥＰＭＡ１００の各部の動作を設定する。図５は、観察条件データの構成例を説明するための図である。

【0046】

図５に示すように、観察条件には、電子線の照射条件、電子線の走査条件、観察像のレイアウト条件および、検出信号の表示条件が含まれている。各条件は、少なくとも１つの設定項目を含んでいる。

【0047】

具体的には、電子線の照射条件は、設定項目として、電子線Ｅの加速電圧および照射電流を含む。電子線の走査条件は、設定項目として、電子線Ｅの走査倍率および走査速度を含む。

【0048】

観察像のレイアウト条件は、設定項目として、表示部１６に同時に表示する観察像の個数および、観察像を表示させる検出信号の種類を含む。分析者は、ＥＰＭＡ１００にて取得される複数の検出信号（二次電子、反射電子および特性Ｘ線）のうちの少なくとも２つの検出信号に対応する少なくとも２つの観察像を表示対象に設定することができる。

【0049】

なお、特性Ｘ線の観察像を表示対象に設定する場合には、分析者は、複数の分光器６（図１参照）のうち、観察目的の元素の特性Ｘ線を検出する分光器６の番号を指定するとともに、指定した番号の分光器６の分光波長を、観察目的の元素の特性Ｘ線の波長に設定することができる。指定された分光器６では、分光波長が設定された波長になるように、駆動機構によって分光結晶６１および検出器６３が駆動される。これにより、観察目的の元素の特性Ｘ線像を表示させることができる。上述した観察像を表示させる検出信号の種類には、分光器６の番号および分光器６の分光波長に関する情報を含めることができる。

【0050】

観察像のレイアウト条件の設定項目には、さらに、表示部１６の画面上における各観察像の表示面積の比率、および各観察像の表示色を含めることができる。図２の例では、６個の観察像Ｉ１～Ｉ６を同じ大きさで均等に表示する構成を示したが、分析者は、観察目的に応じて各観察像の表示面積の比率を変更することにより、複数の観察像を互いに異なる大きさで表示させることができる。また、分析者は、観察像ごとに表示色を設定することにより、複数の観察像を互いに異なる色で表示させることができる。

【0051】

検出信号の表示条件は、設定項目として、二次電子像および反射電子像のコントラスト／ブライトネス条件を含む。二次電子像は、試料Ｓの表面の形状に応じた輝度分布を有している。反射電子像は、試料Ｓの組成分布に応じた輝度分布を有している。なお、反射電子は、試料を構成する元素の原子番号が大きいほど発生量が多くなる。分析者は、二次電子像および反射電子像の各々について、輝度分布が適切になるように、コントラストおよびブライトネスを設定することができる。

【0052】

検出信号の表示条件は、特性Ｘ線像の輝度変換条件をさらに含む。リアルタイムでの観察では、観察像の１画素当たりの特性Ｘ線の測定時間が短いため、測定できるＸ線強度（カウント数）が小さくなる傾向がある。データ処理部１１が画素ごとのカウント数を、閾値を用いて二値化処理することにより、２次元の特性Ｘ線像を取得することができる。分析者は、対象元素の濃度分布が特性Ｘ線像に適切に反映されるように、二値化処理における閾値を設定することができる。

【0053】

図４に戻って、制御部１０は、観察条件リストの中から観察条件データが選択されなかった場合には、Ｓ０５をＮＯ判定として、Ｓ０７以降の処理を起動する。Ｓ０７では、制御部１０は、分析者による観察条件データの設定入力を受け付け可能となる。分析者は、表示部１６に表示されている各観察像を参照しながら、操作部１５を用いて、図５に示す観察条件に含まれる各設定項目について設定することができる。

【0054】

制御部１０は、Ｓ０８により、Ｓ０７にて分析者により設定された観察条件に基づいて、ＥＰＭＡ１００の各部の動作を設定する。制御部１０はさらに、Ｓ０９にて、Ｓ０７にて分析者により設定された観察条件を、１つのデータとして纏めることにより、観察条件データを生成する。

【0055】

制御部１０は、生成した観察条件データをデータベース１８に保存する。この観察条件データの保存において、分析者は、観察条件データに任意のファイル名を与えることができる。また分析者は、観察条件データについて、観察目的を示す情報（例えば、試料名、観察対象の元素名など）を付加することができる。データベース１８は、生成された観察条件データを、観察条件リスト（図５参照）に追加する。

【0056】

なお、Ｓ０９では、分析者により設定された観察条件を、新たな観察条件データとして保存する構成としたが、制御部１０は、データベース１８に既に保存されている観察条件データを、分析者により設定された観察条件によって上書き更新することも可能である。分析者は、操作部１５を通じて、設定した観察条件を、新たな観察条件データとしてデータベース１８に保存するか、データベース１８に保存されている既存の観察条件データを上書き更新するかについて、制御部１０に指示することができる。

【0057】

図６は、図４のＳ０６およびＳ０８の処理の詳細を示すフローチャートである。

【0058】

図６を参照して、制御部１０は、最初にＳ１０により、試料ステージ駆動部５による試料ステージ４の駆動および偏向コイル制御部９による偏向コイル２の駆動を停止させることにより、電子線Ｅの走査を停止する。

【0059】

次に制御部１０は、Ｓ１１により、分析者により選択または設定された観察条件に基づいて、電子線Ｅの照射条件を設定する。制御部１０は、電子線Ｅの加速電圧および照射電流を観察条件にて設定されている加速電圧および照射電流にそれぞれ設定する。

【0060】

制御部１０は、Ｓ１２により、分析者により選択または設定された観察条件に基づいて、電子線Ｅの走査条件を設定する。制御部１０は、電子線Ｅの走査倍率および走査速度を観察条件にて設定されている走査倍率および走査速度にそれぞれ設定する。

【0061】

制御部１０は、Ｓ１３により、分析者により選択または設定された観察条件に基づいて、観察像のレイアウト条件を設定する。具体的には、制御部１０は、表示部１６に同時に表示する観察像の個数および、観察像を表示させる検出信号の種類を、観察条件にて設定されている個数および種類にそれぞれ設定する。検出信号に特性Ｘ線が含まれている場合には、制御部１０は、駆動機構によって、レイアウト条件にて指定されている分光器６の分光波長を、同条件にて設定されている波長（観察対象の元素の特性Ｘ線の波長）に設定する。制御部１０はさらに、表示部１６の画面上における各観察像の表示面積の比率および各観察像の表示色を、観察条件にて設定されている比率および表示色にそれぞれ設定する。

【0062】

制御部１０は、Ｓ１４では、分析者により選択または設定された観察条件に基づいて、検出信号の表示条件を設定する。制御部１０は、二次電子像および反射電子像のコントラストおよびブライトネスを、観察条件にて設定されているコントラストおよびブライトネスにそれぞれ設定する。また、制御部１０は、特性Ｘ線像の輝度変換処理（二値化処理）に用いる閾値を、観察条件にて設定されている閾値に設定する。

【0063】

Ｓ１１～Ｓ１４の処理によってＥＰＭＡ１００の各部の動作が設定されると、制御部１０は、Ｓ１５により、試料Ｓ上における電子線Ｅの照射位置の走査を開始する。Ｓ１５では、制御部１０は、Ｓ１１およびＳ１２にて設定された電子線Ｅの照射条件および走査条件で電子線Ｅの照射位置が試料Ｓ上を走査するように、照射装置の駆動を制御する。

【0064】

電子線Ｅの照射位置の走査が開始されると、Ｓ１６により、分光器６ａ，６ｂ、二次電子検出器７および反射電子検出器８は、電子線Ｅが照射された試料Ｓから放出される特性Ｘ線、二次電子および反射電子をそれぞれ検出する。

【0065】

制御部１０は、Ｓ１７により、複数の観察像を表示部１６に同時に並べて表示させる。このとき、制御部１０は、Ｓ１３およびＳ１４で設定された観察像の表示条件に基づいて、複数の観察像を表示させる。これにより、表示部１６には、Ｓ１４で設定された輝度分布を有する複数の観察像が、Ｓ１３で設定されたレイアウトによって並べて表示される。

【0066】

制御部１０は、Ｓ１８により、同時表示モードがオフに設定されたか否かを判定する。同時表示モードをオフにする操作入力を操作部１５が受け付けた場合には、制御部１０は、Ｓ１８をＹＥＳ判定として、Ｓ１７の処理を終了する。同時表示モードをオフにする操作入力を操作部１５が受け付けていない場合には、制御部１０は、Ｓ１８をＮＯ判定として、Ｓ１５～Ｓ１７の処理を継続する。

【0067】

なお、同時表示モードの実行中に観察条件を変更した場合には、分析者は、変更後の観察条件を、新たな観察条件データとしてデータベース１８に保存するか、データベース１８に保存されている既存の観察条件データを上書き更新するかについて、操作部１５を通じて制御部１０に指示することができる。

【0068】

また、上述した実施の形態では、ＥＰＭＡ１００の制御部１０に内蔵されたデータベース１８に観察条件データを保存する構成例について説明したが、当該データベースをＥＰＭＡ１００とネットワークを介して通信可能に接続された外部機器（例えば、ストレージなど）に設ける構成とすることができる。この場合、データベースには、ネットワークを介して通信接続された他の分析装置で生成された観察条件データも保存することができる。これによると、分析者は、他の分析装置の観察条件データも再利用することができるため、分析作業の効率化を促進することが可能となる。

【0069】

［態様］
上述した複数の例示的な実施形態は、以下の態様の具体例であることが当業者により理解される。

【0070】

（第１項）一態様に係る分析装置は、試料の表面の観察および分析を行なう。分析装置は、試料の表面に電子線を照射する照射装置と、試料の表面から放出される複数の検出信号をそれぞれ検出する複数の検出器と、複数の検出信号にそれぞれ対応する複数の観察像を表示する表示部と、照射装置および表示部を制御する制御部とを備える。分析装置は、複数の観察像のうちの少なくとも２つの観察像を表示部に同時に並べて表示する同時表示モードを有する。分析装置は、少なくとも２つの観察像の表示条件を含む観察条件データを保存するための記憶部をさらに備える。同時表示モードにおいて、制御部は、記憶部に保存されている観察条件データに基づいて少なくとも２つの観察像を表示部に表示する。

【0071】

第１項に記載の分析装置によれば、分析者は、記憶部に保存されている観察条件データを利用することができるため、自身が行なう観察条件の設定作業を省略または簡略化することができる。その結果、分析作業の効率を改善することができる。また、同一種類の複数の試料の観察を行なう場合には、分析者は、共通の観察条件データを繰り返し使用することによって、当該複数の試料を同じ観察条件で観察することができる。これによると、当該複数の試料間で観察結果の比較を簡易かつ正確に行なうことが可能となる。

【0072】

（第２項）第１項に記載の分析装置は、複数の観察像の観察条件に関する設定を受け付ける操作部をさらに備える。同時表示モードにおいて、操作部が少なくとも２つの観察像の観察条件に関する設定を受け付けた場合には、制御部は、少なくとも２つの観察像の観察条件データを生成して記憶部に保存する。

【0073】

第２項に記載の分析装置によれば、分析者は、記憶部に保存されている観察条件データを再利用することができるため、自身が行なう観察条件の設定作業を省略または簡略化することができる。その結果、分析作業の効率を改善することができる。

【0074】

（第３項）第２項に記載の分析装置において、制御部は、少なくとも２つの観察像の観察条件データに対して、試料の観察目的に関連する情報を付記して記憶部に保存する。

【0075】

第３項に記載の分析装置によれば、分析者は、付記された情報を参照することで、観察する試料が一致または類似している観察条件データ、および／または、観察対象の元素が一致または類似している観察条件データを選択して再利用することが可能となる。また、同一種類の複数の試料の観察を行なう場合に、分析者は、共通の観察条件データを繰り返し使用することができる。

【0076】

（第４項）第２項または第３項に記載の分析装置において、操作部が同期表示モードの設定を受け付けた場合、制御部は、記憶部に保存されている観察条件データのリストを表示部に表示する。制御部は、操作部がリストから１つの観察条件データを選択する操作を受け付けたときには、選択された観察条件データに基づいて少なくとも２つの観察像を表示部に表示する。

【0077】

第４項に記載の分析装置によれば、分析者は、同時表示モードを実行する際、表示された観察条件リストから、使用したい観察条件データを選択することができる。これによると、分析者は、観察する試料が一致または類似している観察条件データ、および／または、観察対象の元素が一致または類似している観察条件データを選択して再利用することができる。また、同一種類の複数の試料の観察を行なう場合には、分析者は、共通の観察条件データを繰り返し使用することができる。

【0078】

（第５項）第１項から第４項に記載の分析装置において、少なくとも２以上の観察像の表示条件は、表示部における少なくとも２つの観察像のレイアウトに関する条件および、少なくとも２つの観察像に対応する少なくとも２以上の検出信号の表示条件を含む。

【0079】

第５項に記載の分析装置によれば、分析者は、同時表示する少なくとも２以上の観察像のレイアウトおよび、検出信号の表示条件の設定を省略または簡略化することができる。

【0080】

（第６項）第１項から第５項に記載の分析装置において、観察条件データは、電子線の照射条件および、電子線の走査条件をさらに含む。

【0081】

第６項に記載の分析装置によれば、分析者は、同時表示する少なくとも２以上の観察像について、電子線の照射条件および走査条件の設定を省略または簡略化することができる。

【0082】

（第７項）一態様に係る分析装置の制御方法は、試料の表面の観察および分析を行なう分析装置の制御方法である。分析装置は、試料の表面に電子線を照射する照射装置と、試料の表面から放出される複数の検出信号をそれぞれ検出する複数の検出器と、複数の検出信号にそれぞれ対応する複数の観察像を表示する表示部とを含む。分析装置は、複数の観察像のうちの少なくとも２つの観察像を表示部に同時に並べて表示する同時表示モードを有している。制御方法は、少なくとも２以上の観察像の表示条件を含む観察条件データを記憶部に保存するステップと、同時表示モードにおいて、記憶部に保存されている観察条件データに基づいて少なくとも２つの観察像を表示部に表示するステップとを備える。

【0083】

第７項に記載の制御方法によれば、分析者は、記憶部に保存されている観察条件データを利用することができるため、自身が行なう観察条件の設定作業を省略または簡略化することができる。その結果、分析作業の効率を改善することができる。また、同一種類の複数の試料の観察を行なう場合には、分析者は、共通の観察条件データを繰り返し使用することによって、当該複数の試料を同じ観察条件で観察することができる。これによると、当該複数の試料間で観察結果の比較を簡易かつ正確に行なうことが可能となる。

【0084】

（第８項）第７項に記載の分析装置の制御方法は、同時表示モードにおいて、少なくとも２つの観察像の観察条件に関する設定を受け付けた場合には、少なくとも２つの観察像の観察条件データを生成して記憶部に保存するステップをさらに備える。

【0085】

第８項に記載の分析装置の制御方法によれば、分析者は、記憶部に保存されている観察条件データを再利用することができるため、自身が行なう観察条件の設定作業を省略または簡略化することができる。その結果、分析作業の効率を改善することができる。

【0086】

なお、上述した実施の形態および変更例について、明細書内で言及されていない組み合わせを含めて、不都合または矛盾が生じない範囲内で、実施の形態で説明された構成を適宜組み合わせることは出願当初から予定されている。

【0087】

今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

【符号の説明】

【0088】

１ 電子銃、２ 偏向コイル、３ 対物レンズ、４ 試料ステージ、５ 試料ステージ駆動部、６，６ａ，６ｂ 分光器、７ 二次電子検出器、８ 反射電子検出器、９ 偏向コイル制御部、１０ 制御部、１１ データ処理部、１２ ＣＰＵ、１３ メモリ、１４ 通信Ｉ／Ｆ、１５ 操作部、１６ 表示部、１８ データベース、１００ 分析装置、Ｉ１～Ｉ６ 観察像、Ｓ 試料、Ｅ 電子線。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】