電子顕微鏡制御装置、電子顕微鏡システムおよび電子顕微鏡の制御方法
【課題】Ｘ線分析装置を備える電子顕微鏡において専門的な知識や能力がなくても試料の観察および分析において精度の高い結果を得ることができるようにする。
【解決手段】 ＳＥＭハードウェア１と、Ｘ線検出器およびエネルギー分散型Ｘ線分析装置で構成されるＥＤＸハードウェア２とを制御するコンピュータ３に、ＳＥＭ制御データ８,７１の通信を高速化し、ＥＤＸ側の測定結果をフィードバックしてＳＥＭ側の条件をリアルタイムに制御するデータ共有オブジェクト７を追加して、ＳＥＭアプリケーション５を介さずに、ＳＥＭ制御データ８,７１を直接ＥＤＸアプリケーション６へ送信する構成とした。
【解決手段】 ＳＥＭハードウェア１と、Ｘ線検出器およびエネルギー分散型Ｘ線分析装置で構成されるＥＤＸハードウェア２とを制御するコンピュータ３に、ＳＥＭ制御データ８,７１の通信を高速化し、ＥＤＸ側の測定結果をフィードバックしてＳＥＭ側の条件をリアルタイムに制御するデータ共有オブジェクト７を追加して、ＳＥＭアプリケーション５を介さずに、ＳＥＭ制御データ８,７１を直接ＥＤＸアプリケーション６へ送信する構成とした。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子顕微鏡制御装置、電子顕微鏡システムおよび電子顕微鏡の制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
電子顕微鏡の１つに、走査型電子顕微鏡（以下、ＳＥＭという）と、このＳＥＭに取り付けられた半導体Ｘ線検出器からの信号を処理するエネルギー分散型Ｘ線分析装置（以下、ＥＤＸという）とを組み合わせたものがある。このＥＤＸは、数μｍという微小領域の元素分析を行う装置で、ＳＥＭによる像観察と同時に、Ｘ線分析装置によって観察している部分の定性分析、定量分析、Ｘ線像による元素分布の分析等を行うものである。
【０００３】
このようなＥＤＸを備える電子顕微鏡において、ＳＥＭに設定する条件（ＳＥＭ条件）と、このＳＥＭ条件に対応するＥＤＸ側の分析条件（ＥＤＸ条件）（以下、まとめてレシピという）は、過去の分析条件等から測定対象の試料に最適な分析条件を選択するようにしている。なお、ここでの最適な分析条件とは、例えば、ＥＤＸにおけるデットタイム（不感時間）が所定の範囲（例えば、２０〜３０％）になるような条件である。そして、選択したＳＥＭ条件とＥＤＸ条件とを、ＳＥＭとＥＤＸとに設定する。
【０００４】
ここでの、ＳＥＭ条件とは、例えば、加速電圧、電子線照射電流調整値、ワーキングディスタンス、倍率、入力信号等であり、ＥＤＸ条件とは、例えば、スペクトル測定条件（測定時間、プロセスタイム）や、ＳＥＭ像取込条件（ＳＥＭ像サイズ、速度）や、マッピング条件（マップサイズ、回数）、定性・定量条件等である。
【特許文献１】特開２００３−９８１２９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、前記した従来技術では、呼び出したレシピが試料の組成や形状等により最適な分析条件とならなかった場合や、試料の観察および分析において最適な条件が異なる場合（例えば、観察と分析とに必要な電子線照射電流が異なる場合）、測定者が、ＳＥＭの調整→ＳＥＭによる試料の観察→ＳＥＭの調整→ＥＤＸによる試料の分析→ＳＥＭの調整といった作業を繰り返す必要があった。
ここで、前記したＳＥＭの調整を容易にするため、ＥＤＸ側の測定結果をＳＥＭ側にフィードバックしてＳＥＭ側をリアルタイムに制御するという方法が考えられる。
【０００６】
ところが、従来、ＳＥＭとＥＤＸとの両方を制御するコンピュータ（統合アプリケーション）は無かったため、ＥＤＸを備える電子顕微鏡を制御するには、ＥＤＸを制御するためのＥＤＸコンピュータを、別途ＳＥＭコンピュータ（ＳＥＭを制御するためのコンピュータ）に接続する必要があった。つまり、ＳＥＭコンピュータとＥＤＸコンピュータとを所定の外部通信（例えば、ＲＳ−２３２Ｃインターフェース等）を用いて接続する必要があった。このため、ＳＥＭ側にＥＤＸ側の測定結果をすぐにフィードバックして、ＳＥＭ側をリアルタイムに制御することができないという問題があった。
【０００７】
この問題について、図１を用いて詳細に説明する。図１は、比較例である電子顕微鏡システムの構成を概略的に示した図である。
【０００８】
比較例の電子顕微鏡システムは、ＳＥＭハードウェア１と、ＳＥＭコンピュータ３ａと、ＥＤＸハードウェア２と、ＥＤＸコンピュータ３ｂとを含んで構成される。ＳＥＭコンピュータ３ａは、ＳＥＭアプリケーション４２に基づき、ＳＥＭ（ＳＥＭハードウェア）１を制御するコンピュータである。また、ＥＤＸコンピュータ３ｂは、ＥＤＸアプリケーション４３に基づき、ＥＤＸ（ＥＤＸハードウェア）２を制御するコンピュータである。ＳＥＭコンピュータ３ａと、ＥＤＸコンピュータ３ｂとは、ＲＳ−２３２Ｃインターフェース等の外部通信手段４６により接続されている。
【０００９】
比較例の電子顕微鏡システムにおけるＳＥＭ制御データ４４は、常にすべてのＳＥＭ制御データ４４がＳＥＭアプリケーション４２および外部通信手段４６経由で、ＥＤＸアプリケーション４３へ送信される。ここで、このＳＥＭ制御データ４４の通信間隔を短くすると、ＳＥＭアプリケーション４２およびＥＤＸアプリケーション４３の処理速度が低下する。このため、ＥＤＸハードウェア２側の測定結果（デットタイムやＸ線検出効率（収集計数率））をＳＥＭコンピュータ３ａにフィードバックして、ＳＥＭハードウェア１をリアルタイムに制御するのに充分な通信速度を得ることができないという問題があった。
なお、ＳＥＭ制御データ４４は、加速電圧やワーキングディスタンス等の分析結果として用いるデータや、電子線照射電流調整値等の分析の制御に用いるデータである。
【００１０】
また、ＳＥＭアプリケーション４２とＥＤＸアプリケーション４３とを１つのコンピュータで動作させても、ＳＥＭアプリケーション４２とＥＤＸアプリケーション４３とは独立して制御されるため、ＥＤＸハードウェア２側の測定結果をＳＥＭアプリケーション４２にフィードバックするには時間がかかるという問題があった。
【００１１】
そこで、本発明は、前記した問題を解決し、ＥＤＸ側の測定結果をフィードバックしてＳＥＭ側をリアルタイムに制御し、専門的な知識や能力がなくても試料の観察および分析において精度の高い結果を得ることができる電子顕微鏡制御装置等を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
前記した課題を解決するため、本発明は、電子顕微鏡制御装置が、Ｘ線分析装置におけるデットタイムの目標値の範囲を記憶する記憶部と、Ｘ線分析装置から出力された計測結果に基づき、Ｘ線分析装置におけるデットタイムを算出し、算出したデットタイムと、デットタイムの目標値の範囲とを比較し、算出されたデットタイムが、目標値の範囲内の値でなかったとき、電子顕微鏡の電子線照射電流を制御する制御データを作成する制御部と、電子顕微鏡から、この電子顕微鏡における電子線照射電流の制御結果を受信し、受信した制御結果と、電子顕微鏡へ出力した制御データとを比較し、制御結果が制御データと異なる場合、受信した制御結果を、制御部用のフォーマットに変換して制御部へ出力するとともに、制御部で作成された制御データを、電子顕微鏡の制御用のフォーマットに変換し、電子顕微鏡へ出力するデータ共有部を備える構成とした。その他の構成は後記する実施の形態で述べる。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、Ｘ線分析装置の測定結果（デットタイムやＸ線検出効率）が目標値に達していないとき、電子顕微鏡制御装置がこれに応じて電子顕微鏡の電子線照射電流を変化させる。つまり、Ｘ線分析装置の測定結果をリアルタイムにフィードバックして電子顕微鏡の電子線照射電流を制御する。したがって、専門的な知識や能力がなくても、簡単に試料に最適な分析条件をＸ線分析装置に設定することができる。また、精度の高い試料の観察および分析の結果を得ることができる。さらに、本発明は、ＳＥＭとＥＤＸの両方の操作画面および表示画面を同じ表示装置の表示画面上に表示することができるので、操作性の向上が図れる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、図面を参照して本発明を実施するための最良の形態（以下、実施の形態という）を詳細に説明する。図２は、本実施の形態の電子顕微鏡システムの構成を機能展開して示したブロック図である。
【００１５】
電子顕微鏡システムは、分析対象である試料に電子線を照射し、試料より発生した電子線を測定する電子顕微鏡であるＳＥＭハードウェア１と、試料より発生したＸ線を測定するＸ線検出器およびエネルギー分散型Ｘ線分析装置を備えるＥＤＸハードウェア２と、ＳＥＭハードウェア１およびＥＤＸハードウェア２を制御するコンピュータ（電子顕微鏡制御装置）３とを含んで構成される。
【００１６】
また、コンピュータ３には、液晶ディスプレイ等の表示装置９、キーボードやマウス等のポインティングデバイス１０が接続される。この表示装置９は、コンピュータ３から出力された試料のＳＥＭ像、Ｘ線スペクトルやマッピング像等のＥＤＸ像を表示する。このコンピュータ３にはフレキシブルディスクやＭＯディスク（Magneto Optical Disk）等の記憶媒体の読み取り装置やプリンタ等の出力装置が付設してあってもよい。
【００１７】
コンピュータ３は、入出力インターフェース、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、メインメモリ、記憶部等を備える演算処理装置により実現される。
入出力インターフェースは、前記した表示装置９、ポインティングデバイス１０、ＳＥＭハードウェア１、ＥＤＸハードウェア２等と、ＣＰＵとの間のデータ入出力のインターフェースを司る。ＣＰＵは、記憶部に格納されるＳＥＭ−ＥＤＸ統合プログラム４やデータ共有オブジェクト７（後記）をメインメモリ上に読み出し、ＳＥＭハードウェア１およびＥＤＸハードウェア２を制御する。メインメモリは、例えば、ＲＡＭ（Random Access Memory）であり、ＣＰＵが演算処理を行う際に用いられる記憶手段である。このメインメモリには、ＳＥＭハードウェア１から出力されたＳＥＭ制御データ８等が記憶される。記憶部は、例えば、ハードディスク装置であり、所定領域にＳＥＭ−ＥＤＸ統合プログラム４、データ共有オブジェクト７およびレシピ４１を格納する。なお、請求項における制御部の機能は、ＣＰＵによるＳＥＭ−ＥＤＸ統合プログラム４の実行処理により実現される。
【００１８】
ＳＥＭ−ＥＤＸ統合プログラム４は、ＳＥＭアプリケーション５およびＥＤＸアプリケーション６を備える。このＳＥＭアプリケーション５は、ＣＰＵがＳＥＭハードウェア１を制御するためのアプリケーションであり、ＥＤＸアプリケーション６は、ＣＰＵがＥＤＸハードウェア２を制御するためのアプリケーションである。ＳＥＭハードウェア１は、コンピュータ３からの命令（ＳＥＭ制御データ８）を受け取ると、この命令に基づき試料に電子線を照射する。なお、このときのＳＥＭ制御データ８は、コンピュータ３のＣＰＵがメインメモリ等に記憶しておく。また、ＥＤＸハードウェア２は、コンピュータ３のＣＰＵからの命令を受け取ると、この命令に基づきＸ線分析を行う。このとき、ＥＤＸハードウェア２の操作に必要なＳＥＭ制御データ８は、データ共有オブジェクト７からＥＤＸアプリケーション６へ送信される。
【００１９】
データ共有オブジェクト７は、メインメモリ等に記憶されているＳＥＭ制御データ８を監視し、このＳＥＭ制御データ８に変化があったとき、自身が保持するＳＥＭ制御データであるＳＥＭ制御データ７１を更新する。つまり、データ共有オブジェクト７は、ＳＥＭ制御データ７１と、ＳＥＭ制御データ８を監視して、ＳＥＭ制御データ７１を更新するプログラムとを含んで構成される。なお、請求項におけるデータ共有部の機能は、データ共有オブジェクト７に含まれるプログラムをＣＰＵが実行することにより実現される。
【００２０】
なお、この更新されたＳＥＭ制御データ７１は、データ共有オブジェクト７により、ＥＤＸアプリケーション６（ＳＥＭ−ＥＤＸ統合プログラム４）に受け渡される。また、このときデータ共有オブジェクト７は、ＳＥＭ制御データ７１を、ＥＤＸアプリケーション６で処理可能なフォーマットに変換してから、ＳＥＭアプリケーション５を介さずに、ＥＤＸアプリケーション６に受け渡すものとする。さらに、データ共有オブジェクト７はＥＤＸアプリケーション６からＳＥＭ制御データを受け取ったときには、ＳＥＭハードウェア１側で制御に用いることができるフォーマットに変換してから、ＳＥＭハードウェア１へ出力するものとする。
【００２１】
このとき、データ共有オブジェクト７からＥＤＸアプリケーション６へ受け渡すＳＥＭ制御データ７１は、ＳＥＭ制御データ８より変化があった分を受け渡すものとする。このことにより、従来よりも通信量を低下させることができる。その結果、通信速度の高速化が可能となるため、ＥＤＸ側の測定結果をフィードバックして、ＳＥＭ側の条件をリアルタイムに制御できる。
【００２２】
また、このデータ共有オブジェクト７により、ＳＥＭ側の条件に合わせてＥＤＸ側の条件を調整したり、ＥＤＸ側の条件に合わせてＳＥＭ側の条件を調整したりすることができる。
【００２３】
レシピ４１は、表１に例示するように、「未知試料」、「軽元素試料」、「金属試料」といった試料の性状ごとに、これらの試料を分析するときの「ＳＥＭ条件」と、これに対応する条件の、「スペクトル測定条件」、「ＳＥＭ像取込条件」、「マッピング条件」等の「ＥＤＸ条件」とを示したものである。
【００２４】
【表１】
【００２５】
次に、電子顕微鏡システムにおいて、試料の観察および分析は以下の手順に従う。図３は、図２の電子顕微鏡システムにおける試料の観察および分析の手順を例示したフローチャートである。
【００２６】
まず、コンピュータ３のＣＰＵは、ＳＥＭ−ＥＤＸ統合プログラム４に基づき、分析条件設定画面を表示装置９へ表示する。そして、ポインティングデバイス１０経由で試料の性状に関する情報との入力を受け付ける。そして、ＣＰＵは、試料の性状をキーとして、レシピ４１のうち、入力された試料の性状に適するＳＥＭ条件およびＥＤＸ条件を選択する。例えば、試料が「未知試料」であれば、レシピ４１から「未知試料」に関するＳＥＭ条件およびＥＤＸ条件を選択する。
【００２７】
そして、ＳＥＭ−ＥＤＸ統合プログラム４に基づきＣＰＵは、選択したＳＥＭ条件をＳＥＭハードウェア１へ設定するとともに、ＥＤＸ条件をＥＤＸハードウェア２へ設定する。これにより、レシピの設定が完了する（Ｓ１）。
【００２８】
次に、測定者により手動で試料がＳＥＭハードウェア１の所定の位置にセットされると（Ｓ２）、Ｓ３へ進む。なお、このレシピの設定と試料のセットは順序が逆になってもよい。
【００２９】
そして、ポインティングデバイス１０経由で、コンピュータ３に試料への電子線の照射指示が入力されると、試料の観察を開始する。具体的には、コンピュータ３に電子線の照射指示が入力されると、ＳＥＭ−ＥＤＸ統合プログラム４に基づきＣＰＵは、ＳＥＭハードウェア１に対し、Ｓ１で設定されたＳＥＭ条件に従った試料への電子線の照射スタートを指示する。つまり、ＳＥＭハードウェア１に対しＳＥＭ制御データを出力する。これを受けてＳＥＭハードウェア１は試料に電子線を照射し（Ｓ３）、測定者が試料の観察をできるようにする。
【００３０】
なお、ＳＥＭハードウェア１における焦点、明るさ等はＳＥＭアプリケーション５により自動調整される。また、ＳＥＭ像を観察し、保存するとき、ＳＥＭ−ＥＤＸ統合プログラム４により、試料観察時の電子線照射電流調整値をメインメモリに記憶しておく。
【００３１】
このとき、ＣＰＵからの電子線の照射スタートの指示は、ＥＤＸハードウェア２へも出力される。つまり、試料に対する電子線の照射によって試料から生じたＸ線を、ＥＤＸハードウェア２のＸ線検出器で検出し、Ｘ線分析装置に試料の分析を行わせる（Ｓ４）。
【００３２】
試料観察の後、ＣＰＵは、ＳＥＭ−ＥＤＸ統合プログラム４およびデータ共有オブジェクト７により、Ｓ１でレシピ４１に記憶しておいたデットタイム、Ｘ線検出効率等のＥＤＸハードウェア２側の条件に適合するように、ＳＥＭハードウェア１を調整する。ここでのＳＥＭハードウェア１の調整は、例えばＳＥＭハードウェア１の電子線照射電流値の調整である。このときのＳＥＭハードウェア１の調整手順の詳細は、図５を用いて後記する。
【００３３】
ここで、試料の複数の部位を分析する場合には、試料の１つの部位について分析が終了すると、Ｓ３へ戻り試料の観察を行って次の分析部位を特定する。そして、その特定した部位について、ＥＤＸハードウェア２およびＥＤＸアプリケーション６によりＸ線検出と分析を行う。なお、このときＣＰＵは、ＳＥＭハードウェア１における電子線照射電流の値を、試料観察時の電子線照射電流調整値に戻してから観察や分析を行う。
【００３４】
前記したＳ４の手順に基づき分析が終了すると、ＣＰＵはＳＥＭ−ＥＤＸ統合プログラム４により分析結果を画像データ等に変換し、分析結果レポートを作成する（Ｓ５）。この分析結果レポートは表示装置９等へ出力される。
【００３５】
なお、前記したＳＥＭハードウェア１やＥＤＸハードウェア２の設定画面および操作画面、ＳＥＭ像およびＥＤＸ像は、コンピュータ３のＳＥＭ−ＥＤＸ統合プログラム４により表示装置９に出力され、表示される。図４は、図２の表示装置における画面例である。図４に示すように、ＳＥＭ操作メニュー２１、ＳＥＭ設定メニュー２２、ＳＥＭ像２３、ＥＤＸ操作メニュー２４、ＥＤＸ像（ＥＤＸハードウェア２およびＥＤＸアプリケーション６による分析結果レポート）およびＥＤＸ設定メニュー２５等の画面が表示装置９の１つの画面上に表示される。測定者は、図２のポインティングデバイス１０を用いて、この画面上から各種設定を行うことができるので、操作性の向上が図れる。
【００３６】
また、分析で使用したＳＥＭ条件やＥＤＸ条件が、既に保存されているレシピ４１とは異なる場合や、以後の分析に好適と考えられる場合等は、必要に応じてこれを新しいレシピ４１として記憶部に保存する（Ｓ６）。このときの保存は、例えば、ＣＰＵが新しいレシピ４１を保存するか否かの選択画面を表示装置９へ表示し、ポインティングデバイス１０から保存の指示入力があったときに、保存するようにする。
以上のようにして、コンピュータ３は、試料の観察および分析に好適なようにＳＥＭハードウェア１の制御を行う。
【００３７】
次に、図５を用いて、図３のＳ４の試料の分析におけるＳＥＭハードウェア１の調整手順を詳細に説明する。図５は、図３のＳ４の試料の分析におけるＳＥＭハードウェアの調整手順を示す図である。
【００３８】
まず、ＣＰＵは、ＳＥＭ−ＥＤＸ統合プログラム４に基づき、ＥＤＸハードウェア２の測定結果から、所定時間におけるＥＤＸハードウェア２のデットタイム、Ｘ線検出効率等を算出する。そして、このときの算出結果と、レシピ４１に記憶されているデットタイム、Ｘ線検出効率等の条件とを比較する。
【００３９】
具体的には、ＣＰＵは、ＥＤＸハードウェア２のデットタイムやＸ線検出効率が、レシピ４１に記憶されているデットタイムやＸ線検出効率の目標値の範囲内か否かを判断する。
以下の説明では、ＣＰＵが、ＥＤＸハードウェア２のデットタイムを算出し（Ｓ４１）、このデットタイムがレシピ４１に記憶されているデットタイムの目標値の範囲内か否かを判断する場合（Ｓ４２）を例に説明する。
【００４０】
ここで、ＥＤＸハードウェア２のデットタイムは、レシピ４１に記憶されているデットタイムの目標値の範囲外であるとＣＰＵが判断したとき（Ｓ４２の“Ｎｏ”）、ＥＤＸアプリケーション６に基づきＣＰＵは、ＥＤＸハードウェア２がレシピ４１に記憶されているデットタイムを達成するように、ＳＥＭハードウェア１の制御を行う。
つまり、ＥＤＸハードウェア２がレシピ４１に記憶されているデットタイムとなるＳＥＭ制御データをデータ共有オブジェクト７経由でＳＥＭハードウェア１へ出力する（Ｓ４３）。このときのＳＥＭ制御データは、例えば、ＳＥＭハードウェア１における電子線照射電流の値を変化させる制御データである。これを受けてＳＥＭハードウェア１において、ＳＥＭ条件の調整（主に、電子線照射電流の値の変更）が行われる。電子線照射電流の制御方法は、例えば収束レンズ（コンデンサレンズ）の調整などである。このときＣＰＵが出力したＳＥＭ制御データは、データ共有オブジェクト７のＳＥＭ制御データ７１としてメインメモリに記憶しておく（Ｓ４４）。
一方、デットタイムがレシピ４１に記憶されているデットタイムの目標値の範囲内であった場合（Ｓ４２の“Ｙｅｓ”）、ＳＥＭハードウェア１の調整処理を終了する。
【００４１】
このような調整後、コンピュータ３は、ＳＥＭハードウェア１から、実際のＳＥＭハードウェア１の制御結果（ＳＥＭ制御データ８）を受信する（Ｓ４５）。そして、ＣＰＵは、ＳＥＭハードウェア１から出力されたＳＥＭ制御データ８をメインメモリに記憶する（Ｓ４６）。
【００４２】
次に、データ共有オブジェクト７に基づきＣＰＵは、ＳＥＭ制御データ７１と、ＳＥＭハードウェア１から出力されたＳＥＭ制御データ８とを比較する（Ｓ４７）。そして、ＳＥＭ制御データ８とＳＥＭ制御データ７１との間に差分がある場合（Ｓ４７の“差分あり”）、ＣＰＵは、ＳＥＭ制御データ７１を、ＳＥＭ制御データ８に書き換える（Ｓ４８）。このときの書き換えは、ＳＥＭ制御データ７１とＳＥＭ制御データ８との差分をＳＥＭ制御データ７１から読み取り、この差分の情報をＳＥＭ制御データ７１上で書き換えるようにする。そして、Ｓ４１へ戻る。一方、ＳＥＭ制御データ７１とＳＥＭ制御データ８とが同じである場合（Ｓ４７の“差分無し”）には、ＣＰＵは、ＳＥＭ制御データ７１の書き換えを行わず、Ｓ４１へ戻る。
【００４３】
このように、ＳＥＭ制御データ８に変化があったときのみ、変化があった分だけＳＥＭ制御データ７１を更新し、ＥＤＸアプリケーション６（ＳＥＭ−ＥＤＸ統合プログラム４）へＳＥＭ制御データ７１を受け渡すようにするので、ＥＤＸアプリケーション６とＳＥＭアプリケーション５との間のＳＥＭ制御データの通信量を低下させることができる。つまり、コンピュータ３はＥＤＸ側の測定結果をフィードバックしてＳＥＭ側をリアルタイムに制御できる通信速度を得ることができる。したがって、コンピュータ３は、試料の分析において、レシピ４１で設定したデットタイム、Ｘ線検出効率といったＥＤＸ側の条件に適合するように、ＳＥＭ側の条件である電子線照射電流等を調整することができる。よって、測定技術や調整技術を有する測定者でなくても、試料を最適な条件で観察および分析を行うことができる。
【００４４】
なお、前記した説明では、ＥＤＸハードウェア２におけるデットタイムがレシピ４１に記憶されているデットタイムの目標値の範囲内か否かを判断する場合について説明したが、ＥＤＸハードウェア２におけるＸ線検出効率もあわせてチェックするようにしてもよい。すなわち、デットタイムがレシピ４１に記憶されているデットタイムの目標値の範囲内で、かつ、Ｘ線検出効率がレシピ４１に記憶されているＸ線検出効率の目標値の範囲内であるか否かを判断するようにしてもよいし、デットタイムとＸ線検出効率との少なくとも一方が各目標値の範囲内であるか否かを判断するようにしてもよい。
【００４５】
また、レシピ４１に記憶されるデットタイムや、Ｘ線検出効率の目標値は、ある程度の幅をもった数値、つまり上限値と下限値とを持つものとして説明したが、これに限定されない。すなわち、例えば、レシピ４１にデットタイムの上限値のみを設定して、デットタイムの上限値が３０％以下になるようにＳＥＭハードウェア１を調整したりするようにしてもよい。
【００４６】
また、コンピュータ３が、ＥＤＸハードウェア２におけるデットタイムおよびＸ線検出効率の少なくとも一方をリアルタイムで監視し、電子線照射電流を自動で調整するので、試料に対し長時間のＸ線検出が必要な定量分析を行う場合でも、分析の前後にファラデーカップ装置等を用いてプローブ電流値（実際に電子線が試料に照射される電流値）を測定し、これに基づき分析結果を補正する必要が無くなる。したがって、試料の分析を簡単に行うことができ、また精度の高い分析結果を得ることができる。
【００４７】
さらに、試料微動装置等を用いて試料を移動させ、電子顕微鏡で、複数の部位の観察や分析をするときも、試料の複数の部位ごとの最適な条件にて観察や分析を行うことができる。したがって、試料の観察や分析の手間を軽減することができる。
【００４８】
なお、前記した実施の形態では、試料の観察および分析を行う測定者が、観察および分析の前にデットタイムやＸ線検出効率の目標値をレシピ４１に設定するものとしたが、これに限定されない。例えば、デットタイムやＸ線検出効率の目標値（最適値または最適範囲）をデフォルトで記憶部に設定しておき、コンピュータ３がこのデフォルトの目標値に基づきＳＥＭハードウェア１の電子線照射電流を調整するようにしてもよい。このようにすることで、測定者が観察および分析の都度、レシピ４１に目標値を設定する手間を省くことができる。
【００４９】
本発明は、ＳＥＭと波長分散型Ｘ線分析装置（ＷＤＸ）とを組み合わせた電子顕微鏡システムや、透過型電子顕微鏡（ＴＥＭ）とＥＤＸとを組み合わせた電子顕微鏡システム、またその類似システムにおいても同様に適用できる。
【図面の簡単な説明】
【００５０】
【図１】比較例であるＥＤＸを備える電子顕微鏡の構成を概略的に示した図である。
【図２】本実施の形態の電子顕微鏡システムの構成を機能展開して示したブロック図である。
【図３】図２の電子顕微鏡システムにおける試料の観察および分析の手順を例示したフローチャートである。
【図４】図２の表示装置における画面例である。
【図５】図３のＳ４におけるＳＥＭハードウェアの調整手順を示す図である。
【符号の説明】
【００５１】
１ ＳＥＭハードウェア
２ ＥＤＸハードウェア
３ コンピュータ（電子顕微鏡制御装置）
３ａ ＳＥＭコンピュータ
３ｂ ＥＤＸコンピュータ
４ ＳＥＭ−ＥＤＸ統合プログラム
５ ＳＥＭアプリケーション
６ ＥＤＸアプリケーション
７ データ共有オブジェクト
８ ＳＥＭ制御データ
９ 表示装置
１０ ポインティングデバイス
２１ ＳＥＭ操作メニュー
２２ ＳＥＭ設定メニュー
２３ ＳＥＭ像
２４ ＥＤＸ操作メニュー
２５ ＥＤＸ設定メニュー
４１ レシピ
４２ ＳＥＭアプリケーション
４３ ＥＤＸアプリケーション
４４ ＳＥＭ制御データ
４６ 外部通信手段
７１ ＳＥＭ制御データ
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子顕微鏡制御装置、電子顕微鏡システムおよび電子顕微鏡の制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
電子顕微鏡の１つに、走査型電子顕微鏡（以下、ＳＥＭという）と、このＳＥＭに取り付けられた半導体Ｘ線検出器からの信号を処理するエネルギー分散型Ｘ線分析装置（以下、ＥＤＸという）とを組み合わせたものがある。このＥＤＸは、数μｍという微小領域の元素分析を行う装置で、ＳＥＭによる像観察と同時に、Ｘ線分析装置によって観察している部分の定性分析、定量分析、Ｘ線像による元素分布の分析等を行うものである。
【０００３】
このようなＥＤＸを備える電子顕微鏡において、ＳＥＭに設定する条件（ＳＥＭ条件）と、このＳＥＭ条件に対応するＥＤＸ側の分析条件（ＥＤＸ条件）（以下、まとめてレシピという）は、過去の分析条件等から測定対象の試料に最適な分析条件を選択するようにしている。なお、ここでの最適な分析条件とは、例えば、ＥＤＸにおけるデットタイム（不感時間）が所定の範囲（例えば、２０〜３０％）になるような条件である。そして、選択したＳＥＭ条件とＥＤＸ条件とを、ＳＥＭとＥＤＸとに設定する。
【０００４】
ここでの、ＳＥＭ条件とは、例えば、加速電圧、電子線照射電流調整値、ワーキングディスタンス、倍率、入力信号等であり、ＥＤＸ条件とは、例えば、スペクトル測定条件（測定時間、プロセスタイム）や、ＳＥＭ像取込条件（ＳＥＭ像サイズ、速度）や、マッピング条件（マップサイズ、回数）、定性・定量条件等である。
【特許文献１】特開２００３−９８１２９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、前記した従来技術では、呼び出したレシピが試料の組成や形状等により最適な分析条件とならなかった場合や、試料の観察および分析において最適な条件が異なる場合（例えば、観察と分析とに必要な電子線照射電流が異なる場合）、測定者が、ＳＥＭの調整→ＳＥＭによる試料の観察→ＳＥＭの調整→ＥＤＸによる試料の分析→ＳＥＭの調整といった作業を繰り返す必要があった。
ここで、前記したＳＥＭの調整を容易にするため、ＥＤＸ側の測定結果をＳＥＭ側にフィードバックしてＳＥＭ側をリアルタイムに制御するという方法が考えられる。
【０００６】
ところが、従来、ＳＥＭとＥＤＸとの両方を制御するコンピュータ（統合アプリケーション）は無かったため、ＥＤＸを備える電子顕微鏡を制御するには、ＥＤＸを制御するためのＥＤＸコンピュータを、別途ＳＥＭコンピュータ（ＳＥＭを制御するためのコンピュータ）に接続する必要があった。つまり、ＳＥＭコンピュータとＥＤＸコンピュータとを所定の外部通信（例えば、ＲＳ−２３２Ｃインターフェース等）を用いて接続する必要があった。このため、ＳＥＭ側にＥＤＸ側の測定結果をすぐにフィードバックして、ＳＥＭ側をリアルタイムに制御することができないという問題があった。
【０００７】
この問題について、図１を用いて詳細に説明する。図１は、比較例である電子顕微鏡システムの構成を概略的に示した図である。
【０００８】
比較例の電子顕微鏡システムは、ＳＥＭハードウェア１と、ＳＥＭコンピュータ３ａと、ＥＤＸハードウェア２と、ＥＤＸコンピュータ３ｂとを含んで構成される。ＳＥＭコンピュータ３ａは、ＳＥＭアプリケーション４２に基づき、ＳＥＭ（ＳＥＭハードウェア）１を制御するコンピュータである。また、ＥＤＸコンピュータ３ｂは、ＥＤＸアプリケーション４３に基づき、ＥＤＸ（ＥＤＸハードウェア）２を制御するコンピュータである。ＳＥＭコンピュータ３ａと、ＥＤＸコンピュータ３ｂとは、ＲＳ−２３２Ｃインターフェース等の外部通信手段４６により接続されている。
【０００９】
比較例の電子顕微鏡システムにおけるＳＥＭ制御データ４４は、常にすべてのＳＥＭ制御データ４４がＳＥＭアプリケーション４２および外部通信手段４６経由で、ＥＤＸアプリケーション４３へ送信される。ここで、このＳＥＭ制御データ４４の通信間隔を短くすると、ＳＥＭアプリケーション４２およびＥＤＸアプリケーション４３の処理速度が低下する。このため、ＥＤＸハードウェア２側の測定結果（デットタイムやＸ線検出効率（収集計数率））をＳＥＭコンピュータ３ａにフィードバックして、ＳＥＭハードウェア１をリアルタイムに制御するのに充分な通信速度を得ることができないという問題があった。
なお、ＳＥＭ制御データ４４は、加速電圧やワーキングディスタンス等の分析結果として用いるデータや、電子線照射電流調整値等の分析の制御に用いるデータである。
【００１０】
また、ＳＥＭアプリケーション４２とＥＤＸアプリケーション４３とを１つのコンピュータで動作させても、ＳＥＭアプリケーション４２とＥＤＸアプリケーション４３とは独立して制御されるため、ＥＤＸハードウェア２側の測定結果をＳＥＭアプリケーション４２にフィードバックするには時間がかかるという問題があった。
【００１１】
そこで、本発明は、前記した問題を解決し、ＥＤＸ側の測定結果をフィードバックしてＳＥＭ側をリアルタイムに制御し、専門的な知識や能力がなくても試料の観察および分析において精度の高い結果を得ることができる電子顕微鏡制御装置等を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
前記した課題を解決するため、本発明は、電子顕微鏡制御装置が、Ｘ線分析装置におけるデットタイムの目標値の範囲を記憶する記憶部と、Ｘ線分析装置から出力された計測結果に基づき、Ｘ線分析装置におけるデットタイムを算出し、算出したデットタイムと、デットタイムの目標値の範囲とを比較し、算出されたデットタイムが、目標値の範囲内の値でなかったとき、電子顕微鏡の電子線照射電流を制御する制御データを作成する制御部と、電子顕微鏡から、この電子顕微鏡における電子線照射電流の制御結果を受信し、受信した制御結果と、電子顕微鏡へ出力した制御データとを比較し、制御結果が制御データと異なる場合、受信した制御結果を、制御部用のフォーマットに変換して制御部へ出力するとともに、制御部で作成された制御データを、電子顕微鏡の制御用のフォーマットに変換し、電子顕微鏡へ出力するデータ共有部を備える構成とした。その他の構成は後記する実施の形態で述べる。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、Ｘ線分析装置の測定結果（デットタイムやＸ線検出効率）が目標値に達していないとき、電子顕微鏡制御装置がこれに応じて電子顕微鏡の電子線照射電流を変化させる。つまり、Ｘ線分析装置の測定結果をリアルタイムにフィードバックして電子顕微鏡の電子線照射電流を制御する。したがって、専門的な知識や能力がなくても、簡単に試料に最適な分析条件をＸ線分析装置に設定することができる。また、精度の高い試料の観察および分析の結果を得ることができる。さらに、本発明は、ＳＥＭとＥＤＸの両方の操作画面および表示画面を同じ表示装置の表示画面上に表示することができるので、操作性の向上が図れる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、図面を参照して本発明を実施するための最良の形態（以下、実施の形態という）を詳細に説明する。図２は、本実施の形態の電子顕微鏡システムの構成を機能展開して示したブロック図である。
【００１５】
電子顕微鏡システムは、分析対象である試料に電子線を照射し、試料より発生した電子線を測定する電子顕微鏡であるＳＥＭハードウェア１と、試料より発生したＸ線を測定するＸ線検出器およびエネルギー分散型Ｘ線分析装置を備えるＥＤＸハードウェア２と、ＳＥＭハードウェア１およびＥＤＸハードウェア２を制御するコンピュータ（電子顕微鏡制御装置）３とを含んで構成される。
【００１６】
また、コンピュータ３には、液晶ディスプレイ等の表示装置９、キーボードやマウス等のポインティングデバイス１０が接続される。この表示装置９は、コンピュータ３から出力された試料のＳＥＭ像、Ｘ線スペクトルやマッピング像等のＥＤＸ像を表示する。このコンピュータ３にはフレキシブルディスクやＭＯディスク（Magneto Optical Disk）等の記憶媒体の読み取り装置やプリンタ等の出力装置が付設してあってもよい。
【００１７】
コンピュータ３は、入出力インターフェース、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、メインメモリ、記憶部等を備える演算処理装置により実現される。
入出力インターフェースは、前記した表示装置９、ポインティングデバイス１０、ＳＥＭハードウェア１、ＥＤＸハードウェア２等と、ＣＰＵとの間のデータ入出力のインターフェースを司る。ＣＰＵは、記憶部に格納されるＳＥＭ−ＥＤＸ統合プログラム４やデータ共有オブジェクト７（後記）をメインメモリ上に読み出し、ＳＥＭハードウェア１およびＥＤＸハードウェア２を制御する。メインメモリは、例えば、ＲＡＭ（Random Access Memory）であり、ＣＰＵが演算処理を行う際に用いられる記憶手段である。このメインメモリには、ＳＥＭハードウェア１から出力されたＳＥＭ制御データ８等が記憶される。記憶部は、例えば、ハードディスク装置であり、所定領域にＳＥＭ−ＥＤＸ統合プログラム４、データ共有オブジェクト７およびレシピ４１を格納する。なお、請求項における制御部の機能は、ＣＰＵによるＳＥＭ−ＥＤＸ統合プログラム４の実行処理により実現される。
【００１８】
ＳＥＭ−ＥＤＸ統合プログラム４は、ＳＥＭアプリケーション５およびＥＤＸアプリケーション６を備える。このＳＥＭアプリケーション５は、ＣＰＵがＳＥＭハードウェア１を制御するためのアプリケーションであり、ＥＤＸアプリケーション６は、ＣＰＵがＥＤＸハードウェア２を制御するためのアプリケーションである。ＳＥＭハードウェア１は、コンピュータ３からの命令（ＳＥＭ制御データ８）を受け取ると、この命令に基づき試料に電子線を照射する。なお、このときのＳＥＭ制御データ８は、コンピュータ３のＣＰＵがメインメモリ等に記憶しておく。また、ＥＤＸハードウェア２は、コンピュータ３のＣＰＵからの命令を受け取ると、この命令に基づきＸ線分析を行う。このとき、ＥＤＸハードウェア２の操作に必要なＳＥＭ制御データ８は、データ共有オブジェクト７からＥＤＸアプリケーション６へ送信される。
【００１９】
データ共有オブジェクト７は、メインメモリ等に記憶されているＳＥＭ制御データ８を監視し、このＳＥＭ制御データ８に変化があったとき、自身が保持するＳＥＭ制御データであるＳＥＭ制御データ７１を更新する。つまり、データ共有オブジェクト７は、ＳＥＭ制御データ７１と、ＳＥＭ制御データ８を監視して、ＳＥＭ制御データ７１を更新するプログラムとを含んで構成される。なお、請求項におけるデータ共有部の機能は、データ共有オブジェクト７に含まれるプログラムをＣＰＵが実行することにより実現される。
【００２０】
なお、この更新されたＳＥＭ制御データ７１は、データ共有オブジェクト７により、ＥＤＸアプリケーション６（ＳＥＭ−ＥＤＸ統合プログラム４）に受け渡される。また、このときデータ共有オブジェクト７は、ＳＥＭ制御データ７１を、ＥＤＸアプリケーション６で処理可能なフォーマットに変換してから、ＳＥＭアプリケーション５を介さずに、ＥＤＸアプリケーション６に受け渡すものとする。さらに、データ共有オブジェクト７はＥＤＸアプリケーション６からＳＥＭ制御データを受け取ったときには、ＳＥＭハードウェア１側で制御に用いることができるフォーマットに変換してから、ＳＥＭハードウェア１へ出力するものとする。
【００２１】
このとき、データ共有オブジェクト７からＥＤＸアプリケーション６へ受け渡すＳＥＭ制御データ７１は、ＳＥＭ制御データ８より変化があった分を受け渡すものとする。このことにより、従来よりも通信量を低下させることができる。その結果、通信速度の高速化が可能となるため、ＥＤＸ側の測定結果をフィードバックして、ＳＥＭ側の条件をリアルタイムに制御できる。
【００２２】
また、このデータ共有オブジェクト７により、ＳＥＭ側の条件に合わせてＥＤＸ側の条件を調整したり、ＥＤＸ側の条件に合わせてＳＥＭ側の条件を調整したりすることができる。
【００２３】
レシピ４１は、表１に例示するように、「未知試料」、「軽元素試料」、「金属試料」といった試料の性状ごとに、これらの試料を分析するときの「ＳＥＭ条件」と、これに対応する条件の、「スペクトル測定条件」、「ＳＥＭ像取込条件」、「マッピング条件」等の「ＥＤＸ条件」とを示したものである。
【００２４】
【表１】
【００２５】
次に、電子顕微鏡システムにおいて、試料の観察および分析は以下の手順に従う。図３は、図２の電子顕微鏡システムにおける試料の観察および分析の手順を例示したフローチャートである。
【００２６】
まず、コンピュータ３のＣＰＵは、ＳＥＭ−ＥＤＸ統合プログラム４に基づき、分析条件設定画面を表示装置９へ表示する。そして、ポインティングデバイス１０経由で試料の性状に関する情報との入力を受け付ける。そして、ＣＰＵは、試料の性状をキーとして、レシピ４１のうち、入力された試料の性状に適するＳＥＭ条件およびＥＤＸ条件を選択する。例えば、試料が「未知試料」であれば、レシピ４１から「未知試料」に関するＳＥＭ条件およびＥＤＸ条件を選択する。
【００２７】
そして、ＳＥＭ−ＥＤＸ統合プログラム４に基づきＣＰＵは、選択したＳＥＭ条件をＳＥＭハードウェア１へ設定するとともに、ＥＤＸ条件をＥＤＸハードウェア２へ設定する。これにより、レシピの設定が完了する（Ｓ１）。
【００２８】
次に、測定者により手動で試料がＳＥＭハードウェア１の所定の位置にセットされると（Ｓ２）、Ｓ３へ進む。なお、このレシピの設定と試料のセットは順序が逆になってもよい。
【００２９】
そして、ポインティングデバイス１０経由で、コンピュータ３に試料への電子線の照射指示が入力されると、試料の観察を開始する。具体的には、コンピュータ３に電子線の照射指示が入力されると、ＳＥＭ−ＥＤＸ統合プログラム４に基づきＣＰＵは、ＳＥＭハードウェア１に対し、Ｓ１で設定されたＳＥＭ条件に従った試料への電子線の照射スタートを指示する。つまり、ＳＥＭハードウェア１に対しＳＥＭ制御データを出力する。これを受けてＳＥＭハードウェア１は試料に電子線を照射し（Ｓ３）、測定者が試料の観察をできるようにする。
【００３０】
なお、ＳＥＭハードウェア１における焦点、明るさ等はＳＥＭアプリケーション５により自動調整される。また、ＳＥＭ像を観察し、保存するとき、ＳＥＭ−ＥＤＸ統合プログラム４により、試料観察時の電子線照射電流調整値をメインメモリに記憶しておく。
【００３１】
このとき、ＣＰＵからの電子線の照射スタートの指示は、ＥＤＸハードウェア２へも出力される。つまり、試料に対する電子線の照射によって試料から生じたＸ線を、ＥＤＸハードウェア２のＸ線検出器で検出し、Ｘ線分析装置に試料の分析を行わせる（Ｓ４）。
【００３２】
試料観察の後、ＣＰＵは、ＳＥＭ−ＥＤＸ統合プログラム４およびデータ共有オブジェクト７により、Ｓ１でレシピ４１に記憶しておいたデットタイム、Ｘ線検出効率等のＥＤＸハードウェア２側の条件に適合するように、ＳＥＭハードウェア１を調整する。ここでのＳＥＭハードウェア１の調整は、例えばＳＥＭハードウェア１の電子線照射電流値の調整である。このときのＳＥＭハードウェア１の調整手順の詳細は、図５を用いて後記する。
【００３３】
ここで、試料の複数の部位を分析する場合には、試料の１つの部位について分析が終了すると、Ｓ３へ戻り試料の観察を行って次の分析部位を特定する。そして、その特定した部位について、ＥＤＸハードウェア２およびＥＤＸアプリケーション６によりＸ線検出と分析を行う。なお、このときＣＰＵは、ＳＥＭハードウェア１における電子線照射電流の値を、試料観察時の電子線照射電流調整値に戻してから観察や分析を行う。
【００３４】
前記したＳ４の手順に基づき分析が終了すると、ＣＰＵはＳＥＭ−ＥＤＸ統合プログラム４により分析結果を画像データ等に変換し、分析結果レポートを作成する（Ｓ５）。この分析結果レポートは表示装置９等へ出力される。
【００３５】
なお、前記したＳＥＭハードウェア１やＥＤＸハードウェア２の設定画面および操作画面、ＳＥＭ像およびＥＤＸ像は、コンピュータ３のＳＥＭ−ＥＤＸ統合プログラム４により表示装置９に出力され、表示される。図４は、図２の表示装置における画面例である。図４に示すように、ＳＥＭ操作メニュー２１、ＳＥＭ設定メニュー２２、ＳＥＭ像２３、ＥＤＸ操作メニュー２４、ＥＤＸ像（ＥＤＸハードウェア２およびＥＤＸアプリケーション６による分析結果レポート）およびＥＤＸ設定メニュー２５等の画面が表示装置９の１つの画面上に表示される。測定者は、図２のポインティングデバイス１０を用いて、この画面上から各種設定を行うことができるので、操作性の向上が図れる。
【００３６】
また、分析で使用したＳＥＭ条件やＥＤＸ条件が、既に保存されているレシピ４１とは異なる場合や、以後の分析に好適と考えられる場合等は、必要に応じてこれを新しいレシピ４１として記憶部に保存する（Ｓ６）。このときの保存は、例えば、ＣＰＵが新しいレシピ４１を保存するか否かの選択画面を表示装置９へ表示し、ポインティングデバイス１０から保存の指示入力があったときに、保存するようにする。
以上のようにして、コンピュータ３は、試料の観察および分析に好適なようにＳＥＭハードウェア１の制御を行う。
【００３７】
次に、図５を用いて、図３のＳ４の試料の分析におけるＳＥＭハードウェア１の調整手順を詳細に説明する。図５は、図３のＳ４の試料の分析におけるＳＥＭハードウェアの調整手順を示す図である。
【００３８】
まず、ＣＰＵは、ＳＥＭ−ＥＤＸ統合プログラム４に基づき、ＥＤＸハードウェア２の測定結果から、所定時間におけるＥＤＸハードウェア２のデットタイム、Ｘ線検出効率等を算出する。そして、このときの算出結果と、レシピ４１に記憶されているデットタイム、Ｘ線検出効率等の条件とを比較する。
【００３９】
具体的には、ＣＰＵは、ＥＤＸハードウェア２のデットタイムやＸ線検出効率が、レシピ４１に記憶されているデットタイムやＸ線検出効率の目標値の範囲内か否かを判断する。
以下の説明では、ＣＰＵが、ＥＤＸハードウェア２のデットタイムを算出し（Ｓ４１）、このデットタイムがレシピ４１に記憶されているデットタイムの目標値の範囲内か否かを判断する場合（Ｓ４２）を例に説明する。
【００４０】
ここで、ＥＤＸハードウェア２のデットタイムは、レシピ４１に記憶されているデットタイムの目標値の範囲外であるとＣＰＵが判断したとき（Ｓ４２の“Ｎｏ”）、ＥＤＸアプリケーション６に基づきＣＰＵは、ＥＤＸハードウェア２がレシピ４１に記憶されているデットタイムを達成するように、ＳＥＭハードウェア１の制御を行う。
つまり、ＥＤＸハードウェア２がレシピ４１に記憶されているデットタイムとなるＳＥＭ制御データをデータ共有オブジェクト７経由でＳＥＭハードウェア１へ出力する（Ｓ４３）。このときのＳＥＭ制御データは、例えば、ＳＥＭハードウェア１における電子線照射電流の値を変化させる制御データである。これを受けてＳＥＭハードウェア１において、ＳＥＭ条件の調整（主に、電子線照射電流の値の変更）が行われる。電子線照射電流の制御方法は、例えば収束レンズ（コンデンサレンズ）の調整などである。このときＣＰＵが出力したＳＥＭ制御データは、データ共有オブジェクト７のＳＥＭ制御データ７１としてメインメモリに記憶しておく（Ｓ４４）。
一方、デットタイムがレシピ４１に記憶されているデットタイムの目標値の範囲内であった場合（Ｓ４２の“Ｙｅｓ”）、ＳＥＭハードウェア１の調整処理を終了する。
【００４１】
このような調整後、コンピュータ３は、ＳＥＭハードウェア１から、実際のＳＥＭハードウェア１の制御結果（ＳＥＭ制御データ８）を受信する（Ｓ４５）。そして、ＣＰＵは、ＳＥＭハードウェア１から出力されたＳＥＭ制御データ８をメインメモリに記憶する（Ｓ４６）。
【００４２】
次に、データ共有オブジェクト７に基づきＣＰＵは、ＳＥＭ制御データ７１と、ＳＥＭハードウェア１から出力されたＳＥＭ制御データ８とを比較する（Ｓ４７）。そして、ＳＥＭ制御データ８とＳＥＭ制御データ７１との間に差分がある場合（Ｓ４７の“差分あり”）、ＣＰＵは、ＳＥＭ制御データ７１を、ＳＥＭ制御データ８に書き換える（Ｓ４８）。このときの書き換えは、ＳＥＭ制御データ７１とＳＥＭ制御データ８との差分をＳＥＭ制御データ７１から読み取り、この差分の情報をＳＥＭ制御データ７１上で書き換えるようにする。そして、Ｓ４１へ戻る。一方、ＳＥＭ制御データ７１とＳＥＭ制御データ８とが同じである場合（Ｓ４７の“差分無し”）には、ＣＰＵは、ＳＥＭ制御データ７１の書き換えを行わず、Ｓ４１へ戻る。
【００４３】
このように、ＳＥＭ制御データ８に変化があったときのみ、変化があった分だけＳＥＭ制御データ７１を更新し、ＥＤＸアプリケーション６（ＳＥＭ−ＥＤＸ統合プログラム４）へＳＥＭ制御データ７１を受け渡すようにするので、ＥＤＸアプリケーション６とＳＥＭアプリケーション５との間のＳＥＭ制御データの通信量を低下させることができる。つまり、コンピュータ３はＥＤＸ側の測定結果をフィードバックしてＳＥＭ側をリアルタイムに制御できる通信速度を得ることができる。したがって、コンピュータ３は、試料の分析において、レシピ４１で設定したデットタイム、Ｘ線検出効率といったＥＤＸ側の条件に適合するように、ＳＥＭ側の条件である電子線照射電流等を調整することができる。よって、測定技術や調整技術を有する測定者でなくても、試料を最適な条件で観察および分析を行うことができる。
【００４４】
なお、前記した説明では、ＥＤＸハードウェア２におけるデットタイムがレシピ４１に記憶されているデットタイムの目標値の範囲内か否かを判断する場合について説明したが、ＥＤＸハードウェア２におけるＸ線検出効率もあわせてチェックするようにしてもよい。すなわち、デットタイムがレシピ４１に記憶されているデットタイムの目標値の範囲内で、かつ、Ｘ線検出効率がレシピ４１に記憶されているＸ線検出効率の目標値の範囲内であるか否かを判断するようにしてもよいし、デットタイムとＸ線検出効率との少なくとも一方が各目標値の範囲内であるか否かを判断するようにしてもよい。
【００４５】
また、レシピ４１に記憶されるデットタイムや、Ｘ線検出効率の目標値は、ある程度の幅をもった数値、つまり上限値と下限値とを持つものとして説明したが、これに限定されない。すなわち、例えば、レシピ４１にデットタイムの上限値のみを設定して、デットタイムの上限値が３０％以下になるようにＳＥＭハードウェア１を調整したりするようにしてもよい。
【００４６】
また、コンピュータ３が、ＥＤＸハードウェア２におけるデットタイムおよびＸ線検出効率の少なくとも一方をリアルタイムで監視し、電子線照射電流を自動で調整するので、試料に対し長時間のＸ線検出が必要な定量分析を行う場合でも、分析の前後にファラデーカップ装置等を用いてプローブ電流値（実際に電子線が試料に照射される電流値）を測定し、これに基づき分析結果を補正する必要が無くなる。したがって、試料の分析を簡単に行うことができ、また精度の高い分析結果を得ることができる。
【００４７】
さらに、試料微動装置等を用いて試料を移動させ、電子顕微鏡で、複数の部位の観察や分析をするときも、試料の複数の部位ごとの最適な条件にて観察や分析を行うことができる。したがって、試料の観察や分析の手間を軽減することができる。
【００４８】
なお、前記した実施の形態では、試料の観察および分析を行う測定者が、観察および分析の前にデットタイムやＸ線検出効率の目標値をレシピ４１に設定するものとしたが、これに限定されない。例えば、デットタイムやＸ線検出効率の目標値（最適値または最適範囲）をデフォルトで記憶部に設定しておき、コンピュータ３がこのデフォルトの目標値に基づきＳＥＭハードウェア１の電子線照射電流を調整するようにしてもよい。このようにすることで、測定者が観察および分析の都度、レシピ４１に目標値を設定する手間を省くことができる。
【００４９】
本発明は、ＳＥＭと波長分散型Ｘ線分析装置（ＷＤＸ）とを組み合わせた電子顕微鏡システムや、透過型電子顕微鏡（ＴＥＭ）とＥＤＸとを組み合わせた電子顕微鏡システム、またその類似システムにおいても同様に適用できる。
【図面の簡単な説明】
【００５０】
【図１】比較例であるＥＤＸを備える電子顕微鏡の構成を概略的に示した図である。
【図２】本実施の形態の電子顕微鏡システムの構成を機能展開して示したブロック図である。
【図３】図２の電子顕微鏡システムにおける試料の観察および分析の手順を例示したフローチャートである。
【図４】図２の表示装置における画面例である。
【図５】図３のＳ４におけるＳＥＭハードウェアの調整手順を示す図である。
【符号の説明】
【００５１】
１ ＳＥＭハードウェア
２ ＥＤＸハードウェア
３ コンピュータ（電子顕微鏡制御装置）
３ａ ＳＥＭコンピュータ
３ｂ ＥＤＸコンピュータ
４ ＳＥＭ−ＥＤＸ統合プログラム
５ ＳＥＭアプリケーション
６ ＥＤＸアプリケーション
７ データ共有オブジェクト
８ ＳＥＭ制御データ
９ 表示装置
１０ ポインティングデバイス
２１ ＳＥＭ操作メニュー
２２ ＳＥＭ設定メニュー
２３ ＳＥＭ像
２４ ＥＤＸ操作メニュー
２５ ＥＤＸ設定メニュー
４１ レシピ
４２ ＳＥＭアプリケーション
４３ ＥＤＸアプリケーション
４４ ＳＥＭ制御データ
４６ 外部通信手段
７１ ＳＥＭ制御データ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
Ｘ線分析装置を備える電子顕微鏡における電子線照射電流を制御する電子顕微鏡制御装置であって、
前記Ｘ線分析装置におけるデットタイムの目標値の範囲を記憶する記憶部と、
前記Ｘ線分析装置から出力された計測結果に基づき、前記Ｘ線分析装置におけるデットタイムを算出し、前記算出されたデットタイムと、前記デットタイムの目標値の範囲とを比較し、前記算出されたデットタイムが、前記目標値の範囲内の値でなかったとき、前記電子顕微鏡の電子線照射電流を制御する制御データを作成する制御部と、
前記電子顕微鏡から、この電子顕微鏡における電子線照射電流の制御結果を受信し、前記受信した制御結果と、前記電子顕微鏡へ出力した制御データとを比較し、前記制御結果が前記制御データと異なる場合、前記受信した制御結果を、前記制御部用のフォーマットに変換して前記制御部へ出力するとともに、前記制御部で作成された制御データを、前記電子顕微鏡の制御用のフォーマットに変換し、前記電子顕微鏡へ出力するデータ共有部と、
を備えることを特徴とする電子顕微鏡制御装置。
【請求項２】
前記記憶部は、前記Ｘ線分析装置におけるデットタイムおよびＸ線検出効率の目標値の範囲を記憶し、
前記制御部は、前記Ｘ線分析装置におけるデットタイムおよびＸ線検出効率を算出し、前記算出されたデットタイムおよび前記デットタイムの目標値の範囲の比較と、前記算出されたＸ線検出効率および前記Ｘ線検出効率の目標値の範囲の比較とを行い、前記算出されたデットタイムおよび前記算出されたＸ線検出効率の少なくとも一方が前記各目標値の範囲内でなかったとき、前記電子顕微鏡の電子線照射電流を制御する制御データを作成することを特徴とする請求項１に記載の電子顕微鏡制御装置。
【請求項３】
前記制御部は、前記電子顕微鏡およびＸ線分析装置それぞれの操作画面と、前記電子顕微鏡による撮像画像と、前記Ｘ線分析装置による分析結果とを同じ画面上に表示する画面を作成し、前記電子顕微鏡制御装置の表示装置へ出力することを特徴とする請求項１または請求項２に記載の電子顕微鏡制御装置。
【請求項４】
Ｘ線分析装置を備える電子顕微鏡と、請求項１ないし請求項３のいずれか１項に記載の電子顕微鏡制御装置とを含む電子顕微鏡システム。
【請求項５】
Ｘ線分析装置を備える電子顕微鏡の制御方法であって、
前記Ｘ線分析装置におけるデットタイムの目標値の範囲を記憶する記憶部と、
前記Ｘ線分析装置から出力された計測結果に基づき、前記Ｘ線分析装置におけるデットタイムを算出し、前記算出されたデットタイムと、前記デットタイムの目標値の範囲とを比較し、前記算出されたデットタイムが、前記目標値の範囲内の値でなかったとき、前記電子顕微鏡の電子線照射電流を制御する制御データを作成する制御部と、
前記電子顕微鏡から、この電子顕微鏡における電子線照射電流の制御結果を受信し、前記受信した制御結果と、前記電子顕微鏡へ出力した制御データとを比較し、前記制御結果が前記制御データと異なる場合、前記受信した制御結果を、前記制御部用のフォーマットに変換して前記制御部へ出力するとともに、前記制御部で作成された制御データを、前記電子顕微鏡の制御用のフォーマットに変換し、前記電子顕微鏡へ出力するデータ共有部と、
を備える電子顕微鏡制御装置が、
前記Ｘ線分析装置から出力された計測結果に基づき、前記Ｘ線分析装置におけるデットタイムを算出し、
前記算出されたデットタイムと、前記デットタイムの目標値の範囲とを比較し、前記算出されたデットタイムが、前記目標値の範囲内の値でなかったとき、前記電子顕微鏡の電子線照射電流を制御する制御データを、前記データ共有部経由で前記電子顕微鏡へ出力し、
前記電子顕微鏡から、前記データ共有部経由で前記電子顕微鏡における電子線照射電流の制御結果を受信する、
ことを特徴とする電子顕微鏡の制御方法。
【請求項１】
Ｘ線分析装置を備える電子顕微鏡における電子線照射電流を制御する電子顕微鏡制御装置であって、
前記Ｘ線分析装置におけるデットタイムの目標値の範囲を記憶する記憶部と、
前記Ｘ線分析装置から出力された計測結果に基づき、前記Ｘ線分析装置におけるデットタイムを算出し、前記算出されたデットタイムと、前記デットタイムの目標値の範囲とを比較し、前記算出されたデットタイムが、前記目標値の範囲内の値でなかったとき、前記電子顕微鏡の電子線照射電流を制御する制御データを作成する制御部と、
前記電子顕微鏡から、この電子顕微鏡における電子線照射電流の制御結果を受信し、前記受信した制御結果と、前記電子顕微鏡へ出力した制御データとを比較し、前記制御結果が前記制御データと異なる場合、前記受信した制御結果を、前記制御部用のフォーマットに変換して前記制御部へ出力するとともに、前記制御部で作成された制御データを、前記電子顕微鏡の制御用のフォーマットに変換し、前記電子顕微鏡へ出力するデータ共有部と、
を備えることを特徴とする電子顕微鏡制御装置。
【請求項２】
前記記憶部は、前記Ｘ線分析装置におけるデットタイムおよびＸ線検出効率の目標値の範囲を記憶し、
前記制御部は、前記Ｘ線分析装置におけるデットタイムおよびＸ線検出効率を算出し、前記算出されたデットタイムおよび前記デットタイムの目標値の範囲の比較と、前記算出されたＸ線検出効率および前記Ｘ線検出効率の目標値の範囲の比較とを行い、前記算出されたデットタイムおよび前記算出されたＸ線検出効率の少なくとも一方が前記各目標値の範囲内でなかったとき、前記電子顕微鏡の電子線照射電流を制御する制御データを作成することを特徴とする請求項１に記載の電子顕微鏡制御装置。
【請求項３】
前記制御部は、前記電子顕微鏡およびＸ線分析装置それぞれの操作画面と、前記電子顕微鏡による撮像画像と、前記Ｘ線分析装置による分析結果とを同じ画面上に表示する画面を作成し、前記電子顕微鏡制御装置の表示装置へ出力することを特徴とする請求項１または請求項２に記載の電子顕微鏡制御装置。
【請求項４】
Ｘ線分析装置を備える電子顕微鏡と、請求項１ないし請求項３のいずれか１項に記載の電子顕微鏡制御装置とを含む電子顕微鏡システム。
【請求項５】
Ｘ線分析装置を備える電子顕微鏡の制御方法であって、
前記Ｘ線分析装置におけるデットタイムの目標値の範囲を記憶する記憶部と、
前記Ｘ線分析装置から出力された計測結果に基づき、前記Ｘ線分析装置におけるデットタイムを算出し、前記算出されたデットタイムと、前記デットタイムの目標値の範囲とを比較し、前記算出されたデットタイムが、前記目標値の範囲内の値でなかったとき、前記電子顕微鏡の電子線照射電流を制御する制御データを作成する制御部と、
前記電子顕微鏡から、この電子顕微鏡における電子線照射電流の制御結果を受信し、前記受信した制御結果と、前記電子顕微鏡へ出力した制御データとを比較し、前記制御結果が前記制御データと異なる場合、前記受信した制御結果を、前記制御部用のフォーマットに変換して前記制御部へ出力するとともに、前記制御部で作成された制御データを、前記電子顕微鏡の制御用のフォーマットに変換し、前記電子顕微鏡へ出力するデータ共有部と、
を備える電子顕微鏡制御装置が、
前記Ｘ線分析装置から出力された計測結果に基づき、前記Ｘ線分析装置におけるデットタイムを算出し、
前記算出されたデットタイムと、前記デットタイムの目標値の範囲とを比較し、前記算出されたデットタイムが、前記目標値の範囲内の値でなかったとき、前記電子顕微鏡の電子線照射電流を制御する制御データを、前記データ共有部経由で前記電子顕微鏡へ出力し、
前記電子顕微鏡から、前記データ共有部経由で前記電子顕微鏡における電子線照射電流の制御結果を受信する、
ことを特徴とする電子顕微鏡の制御方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図５】
【図４】
【図２】
【図３】
【図５】
【図４】
【公開番号】特開２００７−８６０１１（Ｐ２００７−８６０１１Ａ）
【公開日】平成１９年４月５日（２００７．４．５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００５−２７８０６６（Ｐ２００５−２７８０６６）
【出願日】平成１７年９月２６日（２００５．９．２６）
【出願人】（５０１３８７８３９）株式会社日立ハイテクノロジーズ (4,325)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１９年４月５日（２００７．４．５）
【国際特許分類】
【出願日】平成１７年９月２６日（２００５．９．２６）
【出願人】（５０１３８７８３９）株式会社日立ハイテクノロジーズ (4,325)
【Ｆターム（参考）】
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