JP6473019B2 - Electron microscope and control method - Google Patents
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Description
本発明は、電子顕微鏡及び制御方法に関する。 The present invention relates to an electron microscope and a control method.
従来、真空排気装置の状態(バルブの開閉状態、真空ポンプの稼働状態)を排気系統図上で表示する手段を設けた電子顕微鏡が知られている(例えば、特許文献1)。 2. Description of the Related Art Conventionally, there is known an electron microscope provided with means for displaying a state of a vacuum exhaust device (opening / closing state of a valve, operating state of a vacuum pump) on an exhaust system diagram (for example, Patent Document 1).
従来の電子顕微鏡では、どのチャンバ(被排気室)がどの真空ポンプにより排気されているかを瞬時に把握することは困難であった。 In the conventional electron microscope, it is difficult to instantly grasp which chamber (exhaust chamber) is evacuated by which vacuum pump.
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、どの被排気室がどの真空ポンプにより排気されているかを把握させ易くすることが可能な電子顕微鏡等を提供することができる。 The present invention has been made in view of the above problems, and according to some aspects of the present invention, it is easy to grasp which exhausted chamber is exhausted by which vacuum pump. A possible electron microscope or the like can be provided.
(1)本発明に係る電子顕微鏡は、真空ポンプと、前記真空ポンプにより真空排気される被排気室と、前記真空ポンプと前記被排気室とを接続する排気経路と、前記排気経路に設けられた真空バルブとを備えた電子顕微鏡であって、複数の前記真空ポンプの動作状態を示す信号と、複数の前記真空バルブの開閉状態を示す信号を取得する信号取得部と、前記信号取得部で取得された信号に基づいて、各真空ポンプによって排気されている前記排気経路及び前記被排気室を前記真空ポンプごとに識別可能な態様で表す排気系統図を表示部に表示させる制御を行う表示制御部とを含む。 (1) An electron microscope according to the present invention is provided in a vacuum pump, an exhausted chamber that is evacuated by the vacuum pump, an exhaust path that connects the vacuum pump and the exhausted chamber, and the exhaust path. An electron microscope including a vacuum valve, a signal acquisition unit that acquires a signal indicating an operation state of the plurality of vacuum pumps, and a signal that indicates an open / closed state of the plurality of vacuum valves, and the signal acquisition unit Display control for controlling the display unit to display an exhaust system diagram representing the exhaust path exhausted by each vacuum pump and the exhausted chamber in a form that can be identified for each vacuum pump based on the acquired signal Part.
本発明によれば、どの被排気室がどの真空ポンプによって、また、どの排気経路によって排気されているかを瞬時に把握させ易くすることができる。 According to the present invention, it is possible to easily grasp which exhausted chamber is exhausted by which vacuum pump and by which exhaust path.
(2)本発明に係る電子顕微鏡では、複数の前記真空ポンプの動作状態及び複数の前記真空バルブの開閉状態の組み合わせに対応する前記排気系統図を前記組み合わせ毎に記憶する記憶部を更に含み、前記表示制御部は、前記記憶部に記憶された複数の前記排気系統図のうち、前記信号取得部で取得された信号に基づき特定される前記組み合わせに対応する前記排気系統図を前記表示部に表示させる制御を行ってもよい。 (2) The electron microscope according to the present invention further includes a storage unit that stores, for each combination, the exhaust system diagram corresponding to a combination of an operation state of the plurality of vacuum pumps and a plurality of open / close states of the vacuum valves. The display control unit displays, on the display unit, the exhaust system diagram corresponding to the combination specified based on the signal acquired by the signal acquisition unit among the plurality of exhaust system diagrams stored in the storage unit. You may perform control to display.
本発明によれば、排気系統図を表示するための処理負担を軽減することができる。 According to the present invention, the processing burden for displaying an exhaust system diagram can be reduced.
(3)本発明に係る電子顕微鏡では、前記表示制御部は、前記信号取得部で取得された信号に基づいて、排気系統図を電気回路図に変換したモデルにおいて、前記排気経路及び前記被排気室のそれぞれに対応する箇所の電圧を算出し、算出した電圧に基づいて、前記排気系統図において、各真空ポンプによって排気されている前記排気経路及び前記被排気室を真空ポンプごとに識別可能な態様で表示する制御を行ってもよい。 (3) In the electron microscope according to the present invention, the display control unit is configured to convert the exhaust system diagram into an electric circuit diagram based on the signal acquired by the signal acquisition unit. The voltage of the location corresponding to each of the chambers is calculated, and based on the calculated voltage, the exhaust path exhausted by each vacuum pump and the exhausted chamber can be identified for each vacuum pump in the exhaust system diagram. You may perform control displayed in a mode.
本発明によれば、複数の排気系統図を予め記憶部に格納しておく必要がないため、記憶
部の記憶容量を抑えることができる。
According to the present invention, since it is not necessary to store a plurality of exhaust system diagrams in the storage unit in advance, the storage capacity of the storage unit can be suppressed.
(4)本発明に係る制御方法は、真空ポンプと、前記真空ポンプにより真空排気される被排気室と、前記真空ポンプと前記被排気室とを接続する排気経路と、前記排気経路に設けられた真空バルブとを備えた電子顕微鏡の排気系統図を表示部に表示させる制御を行う制御方法であって、複数の前記真空ポンプの動作状態を示す信号と、複数の前記真空バルブの開閉状態を示す信号を取得する信号取得工程と、前記信号取得工程で取得された信号に基づいて、各真空ポンプによって排気されている前記排気経路及び前記被排気室を前記真空ポンプごとに識別可能な態様で表す排気系統図を表示部に表示させる制御を行う表示制御工程とを含む。 (4) A control method according to the present invention is provided in a vacuum pump, an exhausted chamber that is evacuated by the vacuum pump, an exhaust path that connects the vacuum pump and the exhausted chamber, and the exhaust path. A control method for displaying an exhaust system diagram of an electron microscope equipped with a vacuum valve on a display unit, wherein a signal indicating an operation state of a plurality of vacuum pumps and a plurality of open / close states of the vacuum valves are displayed. In a mode in which the exhaust path exhausted by each vacuum pump and the exhausted chamber can be identified for each vacuum pump based on a signal acquisition step of acquiring a signal to be shown and the signal acquired in the signal acquisition step And a display control step for performing control to display the exhaust system diagram to be displayed on the display unit.
本発明によれば、どの被排気室がどの真空ポンプによって、また、どの排気経路によって排気されているかを瞬時に把握させ易くすることができる。 According to the present invention, it is possible to easily grasp which exhausted chamber is exhausted by which vacuum pump and by which exhaust path.
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。 DESCRIPTION OF EMBODIMENTS Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. The embodiments described below do not unduly limit the contents of the present invention described in the claims. Also, not all of the configurations described below are essential constituent requirements of the present invention.
1.構成
図1は、本実施形態に係る電子顕微鏡の構成の一例を示す図である。ここでは、電子顕微鏡が、透過型電子顕微鏡(TEM)の構成を有する場合について説明する。なお本実施形態の電子顕微鏡は図1の構成要素(各部)の一部を省略した構成としてもよい。
1. Configuration FIG. 1 is a diagram illustrating an example of a configuration of an electron microscope according to the present embodiment. Here, the case where an electron microscope has the structure of a transmission electron microscope (TEM) is demonstrated. Note that the electron microscope of the present embodiment may have a configuration in which some of the components (each unit) in FIG. 1 are omitted.
図1に示すように、電子顕微鏡1は、電子顕微鏡本体10と、処理部100と、操作部110と、表示部120と、記憶部130とを含む。
As shown in FIG. 1, the electron microscope 1 includes an electron microscope
電子顕微鏡本体10は、真空ポンプにより真空排気される被排気室である電子銃室11、試料室12、観察室13及び予備排気室14(試料交換室)と、本引き用の真空ポンプであるターボ分子ポンプ20及び油拡散ポンプ21と、粗引き用の真空ポンプであるロータリーポンプ22、23と、真空ポンプと被排気室とを接続する排気経路(図中実線で示す)と、真空バルブ31〜45を含む。
The electron microscope
真空バルブ31〜42は排気経路(真空排気管)に設けられ、真空バルブ43〜45は
隣り合う被排気室間に設けられている。真空バルブ32、34、39、42は、大気(或いは、窒素ガス)が流入する大気開放用のバルブ(大気弁)である。真空バルブ31〜44は、電磁弁で構成され、真空バルブ制御装置50によって制御される。なお、試料室12と予備排気室14の間に設けられた真空バルブ45は、試料ホルダを試料室12に挿入する操作が行われた場合に開状態となるバルブである。真空バルブ制御装置50は、処理部100からの制御信号に基づいて真空バルブ31〜44の開閉を制御し、また、真空バルブ31〜45の開閉状態を示す信号を処理部100に出力する。
The
ターボ分子ポンプ20は電子銃室11と試料室12を排気し、油拡散ポンプ21は観察室13と予備排気室14を排気し、ロータリーポンプ22は予備排気室14を粗引き排気する。また、ロータリーポンプ22は油拡散ポンプ21の補助ポンプとして機能し、ロータリーポンプ23はターボ分子ポンプ20の補助ポンプとして機能する。各真空ポンプ(ターボ分子ポンプ20、油拡散ポンプ21及びロータリーポンプ22、23)は、真空ポンプ制御装置60によって制御される。真空ポンプ制御装置60は、処理部100からの制御信号に基づいて各真空ポンプの駆動を制御し、また、各真空ポンプの動作状態を示す信号を処理部100に出力する。
The turbo
操作部110は、ユーザが操作情報を入力するためのものであり、入力された操作情報を処理部100に出力する。操作部110の機能は、キーボード、マウス、ボタン、タッチパネルなどのハードウェアにより実現することができる。
The
表示部120は、処理部100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、タッチパネルなどにより実現できる。
The
記憶部130は、処理部100の各部としてコンピュータを機能させるためのプログラムや各種データを記憶するとともに、処理部100のワーク領域として機能し、その機能はハードディスク、RAMなどにより実現できる。
The
処理部100は、電子顕微鏡本体の光学系や試料ステージを制御する処理、真空バルブ制御装置50と真空ポンプ制御装置60を制御する処理、透過電子顕微鏡像を取得する処理、表示制御処理等を行う。処理部100の機能は、各種プロセッサ(CPU、DSP等)などのハードウェアや、プログラムにより実現できる。処理部100は、信号取得部102、表示制御部104を含む。
The
信号取得部102は、真空バルブ31〜45の開閉状態を示す信号を真空バルブ制御装置50から取得するとともに、各真空ポンプの動作状態を示す信号を真空ポンプ制御装置60から取得する。
The
表示制御部104は、電子顕微鏡本体10の真空排気系の排気系統図を表示部120に表示させる制御を行う。特に本実施形態の表示制御部104は、信号取得部102で取得された信号に基づいて、各真空ポンプによって排気されている排気経路及び被排気室(電子銃室11、試料室12、観察室13、予備排気室14)を真空ポンプごとに識別可能な態様で表す(例えば、真空ポンプごとに色分けして表示する)排気系統図を表示部120に表示させる制御を行う。すなわち、表示制御部104は、ターボ分子ポンプ20によって排気されている排気経路及び被排気室と、油拡散ポンプ21によって排気されている排気経路及び被排気室と、ロータリーポンプ22、23によって排気されている排気経路及び被排気室とを、真空ポンプごとに識別可能な態様で表す排気系統図を表示部120に表示させる。また、表示制御部104は、前記排気系統図において、大気開放されている排気経路及び被排気室を、大気開放されていない排気経路及び被排気室とは異なる態様で表示する。
The
また、複数の真空ポンプの動作状態及び複数の真空バルブ31〜45の開閉状態の組み合わせに対応する前記排気系統図を前記組み合わせ毎に記憶部130に記憶しておき、表示制御部104は、記憶部130に記憶された複数の前記排気系統図のうち、信号取得部102で取得された信号に基づき特定される前記組み合わせに対応する前記排気系統図を表示部120に表示させる制御を行ってもよい(第1の手法)。
Further, the exhaust system diagram corresponding to the combination of the operating states of the plurality of vacuum pumps and the open / closed states of the plurality of
また、表示制御部104は、信号取得部102で取得された信号に基づいて、排気系統図を電気回路図に変換したモデルにおいて前記排気経路及び前記被排気室のそれぞれに対応する箇所の電圧を算出し、算出した電圧に基づいて、前記排気系統図において、各真空ポンプによって排気されている前記排気経路及び前記被排気室を真空ポンプごとに識別可能な態様で表示する制御を行ってもよい(第2の手法)。
In addition, the
2.本実施形態の手法
次に本実施形態の手法について図面を用いて説明する。
2. Next, the method of this embodiment will be described with reference to the drawings.
図2は、本実施形態の電子顕微鏡1の表示部120に表示される排気系統図の一例を示す図である。
FIG. 2 is a diagram illustrating an example of an exhaust system diagram displayed on the
図2に示す排気系統図EFにおいて、「V1」〜「V15」は真空バルブ31〜45を示しており、閉状態の真空バルブは2つの三角形を組み合わせた図形で示され、開状態の真空バルブは円形で示されている。例えば、図2(A)に示す排気系統図EFでは、V1、V3、V5、V6、V8、V10、V11(真空バルブ31、33、35、36、38、40、41)が開状態であり、それ以外の真空バルブが閉状態であることを示している。また、図2に示す排気系統図EFにおいて、「TMP」はターボ分子ポンプ20を示し、「DP」は油拡散ポンプ21を示し、「RP1」、「RP2」はロータリーポンプ22、23を示している。ここでは、全ての真空ポンプが動作していることを示している。
In the exhaust system diagram EF shown in FIG. 2, “V1” to “V15” indicate
排気系統図EFは、各真空ポンプによって排気されている排気経路及び被排気室を真空ポンプごとに識別可能な態様(真空ポンプごとに異なる態様)で表示する。すなわち、排気系統図EFでは、ターボ分子ポンプ20によって排気されている排気経路及び被排気室は第1の態様(図2に示す例では、左下斜線パターン)で表示され、油拡散ポンプ21によって排気されている排気経路及び被排気室は第2の態様(図2に示す例では、縦線パターン)で表示され、ロータリーポンプ22、23によって排気されている排気経路及び被排気室は第3の態様(図2に示す例では、ドットパターン)で表示されている。また、排気系統図EFでは、大気開放されている排気経路及び被排気室は第4の態様(図2に示す例では、交差斜線パターン)で表示されている。なお、各真空ポンプによって排気されている排気経路及び被排気室を、真空ポンプごとに異なる塗りつぶしパターンで表示することに代えて、真空ポンプごとに色分けして表示する場合には、例えば、第1の態様として青色で表示し、第2の態様として緑色で表示し、第3の態様として黄色で表示し、第4の態様として赤色で表示する。
The exhaust system diagram EF displays the exhaust path exhausted by each vacuum pump and the exhausted chamber in a form that can be identified for each vacuum pump (a different form for each vacuum pump). That is, in the exhaust system diagram EF, the exhaust path exhausted by the turbo
図2(A)に示す排気系統図EFは、電子銃室11及び試料室12をターボ分子ポンプ20により排気し、観察室13を油拡散ポンプ21により排気し、予備排気室14をロータリーポンプ22により排気しているときの排気状態を表している。すなわち、図2(A)に示す排気系統図EFでは、ターボ分子ポンプ20(TMP)から電子銃室11及び試料室12までの排気経路と電子銃室11及び試料室12が第1の態様で表示され、油拡散ポンプ21(DP)から観察室13までの排気経路(及び、油拡散ポンプ21からV7までの排気経路)と観察室13が第2の態様で表示され、ロータリーポンプ22(RP1)から予備排気室14までの排気経路(及び、ロータリーポンプ22から油拡散ポンプ21
までの排気経路、ロータリーポンプ23からターボ分子ポンプ20までの排気経路)と予備排気室14が第3の態様で表示されている。
In the exhaust system diagram EF shown in FIG. 2A, the
The exhaust path from the
図2(B)に示す排気系統図EFは、電子銃室11が大気開放され、試料室12及び予備排気室14が封じ切られ、観察室13を油拡散ポンプ21により排気しているときの排気状態を表している。すなわち、図2(B)に示す排気系統図EFでは、V2(大気弁)から電子銃室11までの排気経路(及び、V2からV1、V3までの経路)と電子銃室11が第4の態様で表示され、油拡散ポンプ21から観察室13までの排気経路(及び、油拡散ポンプ21からV7までの排気経路)と観察室13が第2の態様で表示されている。また、封じ切られている試料室12、予備排気室14及び排気経路は、デフォルトの態様で表示(ここでは、塗りつぶしパターンなしで表示)されている。
2B shows an exhaust system diagram EF when the
このように、各真空ポンプによって排気されている排気経路及び被排気室を真空ポンプごとに識別可能な態様で表す排気系統図EFを表示部120に表示することで、どの被排気室がどの真空ポンプによって、また、どの排気経路によって排気されているかを瞬時に把握させ易くすることができる。
In this way, by displaying the exhaust system diagram EF on the
2−1.第1の手法
次に、排気系統図EFを表示(生成)するための第1の手法について説明する。第1の手法では、複数の真空ポンプの動作状態及び複数の真空バルブの開閉状態の組み合わせに対応する複数の排気系統図を予め作成して記憶部130に格納しておき、記憶部130に記憶された複数の排気系統図のうち、信号取得部102で取得された信号に基づき特定される前記組み合わせに対応する排気系統図を選択して表示部120に表示させる。
2-1. First Method Next, a first method for displaying (generating) the exhaust system diagram EF will be described. In the first method, a plurality of exhaust system diagrams corresponding to combinations of operating states of a plurality of vacuum pumps and opening / closing states of a plurality of vacuum valves are created in advance and stored in the
図3(A)、図3(B)は、複数の真空バルブ(V1〜V15)の開閉状態と複数の真空ポンプ(TMP、DP、RP1、RP2)の動作状態の組み合わせの例を示す図である。 FIGS. 3A and 3B are diagrams showing examples of combinations of open / close states of a plurality of vacuum valves (V1 to V15) and operation states of a plurality of vacuum pumps (TMP, DP, RP1, RP2). is there.
図2(A)に示す排気系統図EFは、図3(A)に示すような各状態の組み合わせに対応する排気系統図として記憶され、図2(B)に示す排気系統図EFは、図3(B)に示すような各状態の組み合わせに対応する排気系統図として記憶される。すなわち、信号取得部102で取得された信号において、複数の真空バルブの開閉状態と複数の真空ポンプの動作状態が図3(A)に示す状態であった場合には、図2(A)に示すような排気系統図EFを選択して表示部120に表示させ、また、複数の真空バルブの開閉状態と複数の真空ポンプの動作状態が図3(B)に示す状態であった場合には、図2(B)に示すような排気系統図EFを選択して表示部120に表示させる。また、信号取得部102で取得された信号において真空ポンプの動作状態や真空バルブの開閉状態が変化した場合には、表示中の排気系統図EFを、変化後の状態に対応する排気系統図EFに差し替えて表示する。第1の手法は、複数の真空ポンプの動作状態及び複数の真空バルブの開閉状態の組み合わせと排気系統図で表される排気状態とが1対1で対応しているため実現できる手法である。
The exhaust system diagram EF shown in FIG. 2 (A) is stored as an exhaust system diagram corresponding to each combination of states as shown in FIG. 3 (A), and the exhaust system diagram EF shown in FIG. It is stored as an exhaust system diagram corresponding to each combination of states as shown in FIG. That is, in the signal acquired by the
第1の手法によれば、予め用意した複数の排気系統図から信号取得部102で取得された信号に対応する排気系統図を選択するだけでよいため、排気系統図を表示するための処理負担を軽減することができる。
According to the first method, since it is only necessary to select an exhaust system diagram corresponding to the signal acquired by the
2−2.第2の手法
次に、排気系統図EFを表示(生成)するための第2の手法について説明する。第2の手法では、どの被排気室がどの真空ポンプで排気されているかを求めるために、電子顕微鏡1の排気系統図を電気回路図に変換したモデルを利用する。
2-2. Second Method Next, a second method for displaying (generating) the exhaust system diagram EF will be described. In the second method, a model obtained by converting the exhaust system diagram of the electron microscope 1 into an electrical circuit diagram is used to determine which exhausted chamber is exhausted by which vacuum pump.
図4は、電子顕微鏡1の排気系統図を電気回路図に変換したモデル(電気回路モデル)の一例を示す図である。電気回路モデルEMでは、「電圧」が排気系統図における「圧力」(真空度)に対応し、大気圧に近いほど(圧力が高いほど)電圧が高くなり、高真空に近いほど(圧力が低いほど)電圧が低くなるように回路を設定している。 FIG. 4 is a diagram illustrating an example of a model (electric circuit model) obtained by converting the exhaust system diagram of the electron microscope 1 into an electric circuit diagram. In the electric circuit model EM, “voltage” corresponds to “pressure” (degree of vacuum) in the exhaust system diagram, and the voltage is higher as the pressure is closer to the atmospheric pressure (the higher the pressure is), and the pressure is lower (the pressure is lower). The circuit is set so that the voltage becomes low.
電気回路モデルEMでは、各真空ポンプは電圧源に置き換えられ、例えば、高真空ポンプであるターボ分子ポンプ(TMP)は1Vの電圧源に、中真空ポンプである油拡散ポンプ(DP)は10Vの電圧源に、低真空ポンプであるロータリーポンプ(RP1、PR2)は100Vの電圧源に、また、大気(Air)は1000Vの電圧源に置き換えられる。なお、電圧源は有限の内部抵抗を持つものとする。また、真空ポンプが動作していない場合には、当該真空ポンプに対応する電圧源の電圧を0Vとする。 In the electric circuit model EM, each vacuum pump is replaced with a voltage source. For example, a turbo molecular pump (TMP) that is a high vacuum pump is a voltage source of 1V, and an oil diffusion pump (DP) that is a medium vacuum pump is 10V. The rotary pumps (RP1, PR2), which are low vacuum pumps, are replaced with a 100V voltage source, and the atmosphere (Air) is replaced with a 1000V voltage source. It is assumed that the voltage source has a finite internal resistance. When the vacuum pump is not operating, the voltage of the voltage source corresponding to the vacuum pump is set to 0V.
また、電気回路モデルEMでは、各真空バルブ(V1〜V12)はスイッチに置き換えられ、真空バルブの開閉状態に応じて対応するスイッチが開閉する(真空バルブが開状態のとき対応するスイッチが閉状態となり、真空バルブが閉状態のとき対応するスイッチが開状態となる)ように設定している。 In the electric circuit model EM, each vacuum valve (V1 to V12) is replaced with a switch, and the corresponding switch opens and closes according to the open / close state of the vacuum valve (the corresponding switch is closed when the vacuum valve is open). Therefore, when the vacuum valve is closed, the corresponding switch is opened).
また、電気回路モデルEMでは、各真空バルブの開閉状態がいかなる状態であっても、電気的に浮いた状態とならないように設定しており、例えば、電気的に浮いてしまう箇所は抵抗等を用いてグランドに接地する。また、真空ポンプが直列に接続されている場合には、高真空側ポンプ(TMP、DP)に対応する電圧源のマイナス側を接地する。低真空側ポンプ(RP1、RP2)に対応する電圧源は、抵抗等を介して高真空側ポンプに対応する電圧源のマイナス側に接続される。この抵抗端電圧が高真空側ポンプの背圧を示す電圧となる。なお、ターボ分子ポンプ(TMP)が動作していないとき、図中S1は閉状態、図中S2は開状態となり、ターボ分子ポンプ(TMP)が動作しているとき、図中S1は開状態、S2は閉状態となる。 In addition, in the electric circuit model EM, the vacuum valve is set so as not to be in an electrically floating state regardless of the open / closed state of each vacuum valve. Use to ground to ground. When the vacuum pumps are connected in series, the negative side of the voltage source corresponding to the high vacuum side pump (TMP, DP) is grounded. The voltage source corresponding to the low vacuum side pumps (RP1, RP2) is connected to the negative side of the voltage source corresponding to the high vacuum side pump via a resistor or the like. This resistance terminal voltage is a voltage indicating the back pressure of the high vacuum pump. When the turbo molecular pump (TMP) is not operating, S1 in the figure is closed, S2 is open in the figure, and when the turbo molecular pump (TMP) is operating, S1 is open. S2 is in a closed state.
第2の手法では、信号取得部102で取得された信号に基づき特定される各真空ポンプの動作状態及び各真空バルブの開閉状態を、電気回路モデルEMの各電圧源の電圧と各スイッチの開閉状態に反映させて、電気回路モデルEMにおいて各被排気室に対応する箇所(電子銃室11に対応する箇所PG、試料室12に対応する箇所PC、観察室13に対応する箇所PD、予備排気室14に対応する箇所PS)の電圧と、各排気経路に対応する適当な箇所の電圧を算出する。そして、各箇所について算出した電圧が、高真空(TMPによる排気)に対応する電圧範囲(例えば、0より大で1以下)であるか、中真空(DPによる排気)に対応する電圧範囲(例えば、1より大で10以下)であるか、低真空(RP1、RP2による排気)に対応する電圧範囲(例えば、10より大で100以下)であるか、或いは大気圧に対応する電圧範囲(例えば、100より大)であるかを判定し、判定結果に基づいて、排気系統図EFにおいて、各真空ポンプによって排気されている排気経路及び被排気室を真空ポンプごとに識別可能な態様で表示する制御を行う。
In the second method, the operation state of each vacuum pump and the open / close state of each vacuum valve specified based on the signal acquired by the
すなわち、算出された電圧が、高真空に対応する電圧範囲となった箇所に対応する排気経路や被排気室については、ターボ分子ポンプ(TMP)で排気されているとして第1の態様で表示し、中真空に対応する電圧範囲となった箇所に対応する排気経路や被排気室については、油拡散ポンプ(DP)によって排気されているとして第2の態様で表示し、低真空に対応する電圧範囲となった箇所に対応する排気経路や被排気室については、ロータリーポンプ(RP1、RP2)によって排気されているとして第3の態様で表示し、大気圧に対応する電圧範囲となった箇所に対応する排気経路や被排気室については、大気開放されているとして第4の態様で表示する。また、算出された電圧が0Vとなった箇所に対応する排気経路や被排気室については、封じ切られた領域であるとして、デフォルトの態
様で表示する。
In other words, the exhaust path and the exhausted chamber corresponding to the portion where the calculated voltage is in the voltage range corresponding to high vacuum is displayed in the first mode as being exhausted by the turbo molecular pump (TMP). The exhaust path and the exhausted chamber corresponding to the voltage range corresponding to the medium vacuum are displayed in the second mode as being exhausted by the oil diffusion pump (DP), and the voltage corresponding to the low vacuum The exhaust path and the exhausted chamber corresponding to the range that has become the range are displayed in the third mode as being exhausted by the rotary pumps (RP1, RP2), and the voltage range corresponding to the atmospheric pressure is displayed. The corresponding exhaust path and exhausted chamber are displayed in the fourth mode as being open to the atmosphere. In addition, the exhaust path and the exhausted chamber corresponding to the portion where the calculated voltage is 0 V are displayed in a default mode, assuming that they are sealed areas.
例えば、複数の真空バルブの開閉状態と複数の真空ポンプの動作状態が図3(A)に示す状態であった場合には、電気回路モデルEMにおいてPG、PCの電圧は1V、PDの電圧は10V、PSの電圧は100Vと算出されるため、排気系統図EFでは、PGに対応する電子銃室11とPCに対応する試料室12は第1の態様で表示され、PDに対応する観察室13は第2の態様で表示され、PSに対応する予備排気室14は第3の態様で表示される(図2(A))。また、複数の真空バルブの開閉状態と複数の真空ポンプの動作状態が図3(B)に示す状態であった場合には、電気回路モデルEMにおいてPGの電圧は1000V、PCの電圧は0V、PDの電圧は10V、PSの電圧は0Vと算出されるため、排気系統図EFでは、PGに対応する電子銃室11は第4の態様で表示され、PCに対応する試料室12とPSに対応する予備排気室14はデフォルトの態様で表示され、PDに対応する観察室13は第2の態様で表示される(図2(B))。
For example, when the operation state of the open and closed states and a plurality of vacuum pumps of the plurality of vacuum valve is in the state shown in FIG. 3 (A), P G, the voltage of the P C in an electric circuit model EM 1V, P D the voltage 10V, the voltage of P S is calculated as 100 V, in the exhaust system diagram EF,
第2の手法によれば、複数の真空ポンプの動作状態及び複数の真空バルブの開閉状態の組み合わせに対応する複数の排気系統図を記憶部130に格納しておく必要がないため、記憶部130の記憶容量を抑えることができる。
According to the second method, since it is not necessary to store a plurality of exhaust system diagrams corresponding to combinations of operating states of a plurality of vacuum pumps and open / close states of a plurality of vacuum valves in the
なお、排気系統図を生成する手法は、上述した第1及び第2の手法に限られない。例えば、排気系統図において、動作中の真空ポンプから閉状態の真空バルブまでの経路に存在する排気経路と被排気室を当該真空ポンプに対応する(固有の)態様で表示する制御を、動作中の真空ポンプごとに行うことで、各真空ポンプによって排気されている前記排気経路及び前記被排気室を真空ポンプごとに識別可能な態様で表示する制御を行ってもよい。 Note that the method for generating the exhaust system diagram is not limited to the first and second methods described above. For example, in the exhaust system diagram, the control for displaying the exhaust path and the exhausted chamber existing in the path from the operating vacuum pump to the closed vacuum valve in a (unique) manner corresponding to the vacuum pump is in operation. By performing for each vacuum pump, control may be performed to display the exhaust path exhausted by each vacuum pump and the exhausted chamber in a manner that can be identified for each vacuum pump.
3.排気系統図の表示例
図5は、試料ホルダを予備排気室14にセットして予備排気室14の排気を行った後、試料ホルダを試料室12に挿入するまでの排気シーケンスの流れを示すフローチャートである。また、図6〜図8に、このシーケンスにおける排気状態を示す排気系統図EFの表示例を示す。ここでは、電子顕微鏡本体10において、油拡散ポンプ21(DP)とロータリーポンプ23(RP2)を省略し、油拡散ポンプ21に代えてターボ分子ポンプ20(TMP)が観察室13の排気と予備排気室14の本引き排気を行うように構成した場合を例にとって説明する。
3. Example of Display of Exhaust System Diagram FIG. 5 is a flowchart showing the flow of an exhaust sequence from setting the sample holder in the
図6(A)は、試料ホルダを予備排気室14にセットする前の状態において表示部120に表示される排気系統図EFを示す図である。図6に示すように、この状態では、電子銃室11、試料室12及び観察室13がターボ分子ポンプ(TMP)により排気されており、予備排気室14は大気開放状態となっている。
FIG. 6A is a diagram showing an exhaust system diagram EF displayed on the
まず、処理部100は、予備排気室14に設けられたセンサからの信号に基づいて、予備排気室14に試料ホルダがセットされたか否かを判断する(図5のステップS10)。試料ホルダがセットされた場合(ステップS10のY)には、処理部100は、真空バルブ31(V1)を閉状態とする制御を行って、試料室12を封じ切り、また、真空バルブ42(V12)を閉状態とする制御を行う(ステップS12)。図6(B)は、この状態において表示部120に表示される排気系統図EFを示す図である。図中「SH」は試料ホルダを示している。
First, the
次に、処理部100は、真空バルブ38(V8)を閉状態とし、真空バルブ40(V10)を開状態とする制御を行って、予備排気室14の粗引きを開始する(ステップS14)。図7(A)は、この状態において表示部120に表示される排気系統図EFを示す図である。図7(A)に示す排気系統図EFを見ると、ロータリーポンプ(RP)から予備
排気室14までの排気経路と予備排気室14が第3の態様(ドットパターン)で表示されているため、予備排気室14がロータリーポンプ(RP)によって排気されていることが分かる。
Next, the
次に、処理部100は、信号取得部102で取得された信号に基づいて、真空バルブ45(V15)が開状態となった(すなわち、試料ホルダを試料室12に挿入する操作が行われた)か否かを判断し(ステップS16)、開状態となった場合(ステップS16のY)には、ステップS28に移行する。真空バルブ(V15)が開状態となっていない場合(ステップS16のN)には、処理部100は、予備排気室14に設けられた真空計からの信号に基づいて予備排気室14の粗引きが完了したか否かを判断し(ステップS18)、完了していない場合(ステップS18のN)には、粗引きを継続する。
Next, in the
予備排気室14の粗引きが完了した場合(ステップS18のY)には、処理部100は、真空バルブ37、38(V7、V8)を開状態とし、真空バルブ40(V10)を閉状態とする制御を行って、予備排気室14の本引きを開始する(ステップS20)。図7(B)は、この状態において表示部120に表示される排気系統図EFを示す図である。図7(B)に示す排気系統図EFを見ると、ターボ分子ポンプ(TMP)から予備排気室14までの排気経路と予備排気室14が第1の態様(左下斜線パターン)で表示されているため、予備排気室14がターボ分子ポンプ(TMP)で排気されていることが分かる。
When the roughing of the
次に、処理部100は、真空バルブ(V15)が開状態となったか否かを判断し(ステップS22)、開状態となった場合(ステップS22のY)には、ステップS28に移行する。真空バルブ(V15)が開状態となっていない場合(ステップS22のN)には、処理部100は、予備排気室14に設けられた真空計からの信号に基づいて予備排気室14の本引きが完了したか否かを判断し(ステップS24)、完了していない場合(ステップS24のN)には、本引きを継続する。
Next, the
予備排気室14の本引きが完了した場合(ステップS24のY)には、処理部100は、真空バルブ(V15)が開状態となったか否かを判断し(ステップS26)、開状態となった場合(ステップS26のY)には、試料室12に設けられた真空計からの信号に基づいて、試料室12の真空度が正常(高真空)であるか否かを判断する(ステップS28)。
When main pulling of the
試料室12の真空度が正常でない場合(ステップS28のN)には、処理部100は、真空バルブ(V1)を開状態とし、真空バルブ35(V5)を閉状態とする制御を行って、ターボ分子ポンプ(TMP)により試料室12を排気する(ステップS30)。次に、処理部100は、試料室12の真空度が正常となったか否かを判断し(ステップS32)、正常でない場合(ステップS32のN)には、試料室12の排気を継続する。試料室12の真空度が正常となった場合(ステップS32のY)には、処理部100は、真空バルブ35(V5)を開状態とする制御を行って、ターボ分子ポンプ(TMP)により全ての被排気室を排気する(ステップS34)。次に、処理部100は、各被排気室に設けられた真空計からの信号に基づいて、全ての被排気室の真空度が正常であるか否かを判断し(ステップS36)、真空度が正常となるまで排気を継続する。
When the degree of vacuum in the
一方、試料室12の真空度が正常である場合(ステップS28のY)には、処理部100は、真空バルブ(V1)を開状態とする制御を行う(ステップS38)。図8は、上記シーケンスが完了した状態において表示部120に表示される排気系統図EFを示す図である。
On the other hand, when the degree of vacuum in the
上記シーケンスによれば、試料ホルダが予備排気室14にセットされた場合に、真空バ
ルブ(V1)を閉状態として試料室12を封じ切る(ステップS12)ことで、予備排気室14の粗引き中や本引き中に試料ホルダを試料室に挿入する操作(誤操作)が行われた場合(ステップS16のY、ステップS22のY)に発生する大気流入を試料室12だけにとどめることができ、高真空ポンプ(ターボ分子ポンプ)や高電圧が印加された電子銃への大気流入によるダメージの発生を防止することができる。また、上記誤操作によって試料室12に大気が流入した場合に、圧力が高くなった試料室12を優先して排気する(ステップS30)ことで、全ての被排気室の真空度を迅速に正常な状態に復帰させることができる。
According to the above sequence, when the sample holder is set in the
なお、本発明は、上述の実施の形態に限定されるものではなく、種々の変形が可能である。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。 In addition, this invention is not limited to the above-mentioned embodiment, A various deformation | transformation is possible. The present invention includes configurations that are substantially the same as the configurations described in the embodiments (for example, configurations that have the same functions, methods, and results, or configurations that have the same objects and effects). In addition, the invention includes a configuration in which a non-essential part of the configuration described in the embodiment is replaced. In addition, the present invention includes a configuration that exhibits the same operational effects as the configuration described in the embodiment or a configuration that can achieve the same object. Further, the invention includes a configuration in which a known technique is added to the configuration described in the embodiment.
1 電子顕微鏡、10 電子顕微鏡本体、11 電子銃室、12 試料室、13 観察室、14 予備排気室、20 ターボ分子ポンプ、21 油拡散ポンプ、22,23 ロータリーポンプ、31〜45 真空バルブ、50 真空バルブ制御装置、60 真空ポンプ制御装置、100 処理部、102 信号取得部、104 表示制御部、110 操作部、120 表示部、130 記憶部 1 electron microscope, 10 electron microscope main body, 11 electron gun chamber, 12 sample chamber, 13 observation chamber, 14 preliminary exhaust chamber, 20 turbo molecular pump, 21 oil diffusion pump, 22, 23 rotary pump, 31-45 vacuum valve, 50 Vacuum valve control device, 60 vacuum pump control device, 100 processing unit, 102 signal acquisition unit, 104 display control unit, 110 operation unit, 120 display unit, 130 storage unit
Claims (4)
複数の前記真空ポンプの動作状態を示す信号と、複数の前記真空バルブの開閉状態を示す信号を取得する信号取得部と、
前記信号取得部で取得された信号に基づいて、各真空ポンプによって排気されている前記排気経路及び前記被排気室を前記真空ポンプごとに識別可能な態様で表す排気系統図を表示部に表示させる制御を行う表示制御部とを含む、電子顕微鏡。 An electron microscope comprising a vacuum pump, an exhausted chamber evacuated by the vacuum pump, an exhaust path connecting the vacuum pump and the exhausted chamber, and a vacuum valve provided in the exhaust path. And
A signal acquisition unit for acquiring a signal indicating an operation state of the plurality of vacuum pumps, and a signal indicating an opening / closing state of the plurality of vacuum valves;
Based on the signal acquired by the signal acquisition unit, the display unit displays an exhaust system diagram representing the exhaust path exhausted by each vacuum pump and the exhausted chamber in a manner that can be identified for each vacuum pump. An electron microscope including a display control unit that performs control.
複数の前記真空ポンプの動作状態及び複数の前記真空バルブの開閉状態の組み合わせに対応する前記排気系統図を前記組み合わせ毎に記憶する記憶部を更に含み、
前記表示制御部は、
前記記憶部に記憶された複数の前記排気系統図のうち、前記信号取得部で取得された信号に基づき特定される前記組み合わせに対応する前記排気系統図を前記表示部に表示させる制御を行う、電子顕微鏡。 In claim 1,
A storage unit that stores the exhaust system diagram corresponding to a combination of operating states of the plurality of vacuum pumps and a plurality of open / close states of the vacuum valves for each combination;
The display control unit
Among the plurality of exhaust system diagrams stored in the storage unit, control is performed to display the exhaust system diagram corresponding to the combination specified based on the signal acquired by the signal acquisition unit on the display unit. electronic microscope.
前記表示制御部は、
前記信号取得部で取得された信号に基づいて、排気系統図を電気回路図に変換したモデルにおいて、前記排気経路及び前記被排気室のそれぞれに対応する箇所の電圧を算出し、算出した電圧に基づいて、前記排気系統図において、各真空ポンプによって排気されている前記排気経路及び前記被排気室を前記真空ポンプごとに識別可能な態様で表示する制御を行う、電子顕微鏡。 In claim 1,
The display control unit
Based on the signal acquired by the signal acquisition unit, in the model in which the exhaust system diagram is converted into an electric circuit diagram, the voltage corresponding to each of the exhaust path and the exhausted chamber is calculated, and the calculated voltage is obtained. Based on the exhaust system diagram, an electron microscope that performs control to display the exhaust path exhausted by each vacuum pump and the exhausted chamber in an identifiable manner for each vacuum pump.
複数の前記真空ポンプの動作状態を示す信号と、複数の前記真空バルブの開閉状態を示す信号を取得する信号取得工程と、
前記信号取得工程で取得された信号に基づいて、各真空ポンプによって排気されている前記排気経路及び前記被排気室を前記真空ポンプごとに識別可能な態様で表す排気系統図を表示部に表示させる制御を行う表示制御工程とを含む、制御方法。 Evacuation of an electron microscope comprising a vacuum pump, an exhausted chamber evacuated by the vacuum pump, an exhaust path connecting the vacuum pump and the exhausted chamber, and a vacuum valve provided in the exhaust path A control method for performing control to display a system diagram on a display unit,
A signal acquisition step of acquiring a signal indicating an operating state of the plurality of vacuum pumps, and a signal indicating an open / closed state of the plurality of vacuum valves;
Based on the signal acquired in the signal acquisition step, an exhaust system diagram representing the exhaust path exhausted by each vacuum pump and the exhausted chamber in a form that can be identified for each vacuum pump is displayed on the display unit. A display control step for performing control.
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