JP2010097768A - 複合型観察装置 - Google Patents

Abstract

【課題】光学顕微鏡により観察した表示領域における任意の箇所を適切に走査型電子顕微鏡で観察することができる複合型観察装置を提供する。
【解決手段】複合型観察装置１０は、載置面２０ａを移動可能に保持する載置台機構１４と、光学顕微鏡２２と、その観察光軸１５ａと交差する走査軸１６ａを有する走査型電子顕微鏡１６と、走査型電子顕微鏡１６と光学顕微鏡２２との中間の分解能を有し光学顕微鏡２２の対物レンズ４２を共用する計測光学系２３と、全体を駆動制御する制御機構１７と、表示画面２５ａを有する表示器２５と、を備え、制御機構１７は、表示画面２５ａに、光学観察画像３０を表示させる際、計測光学系２３の分解能で見た計測表示領域を示す記号３３を重ねて表示させることができるとともに、計測観察画像３１を表示させる際、走査型電子顕微鏡１６の分解能で見た電子表示領域を示す記号３４を重ねて表示させることができる。
【選択図】 図１

Description

本発明は、走査型電子顕微鏡が搭載された複合型観察装置に関し、特に走査型電子顕微鏡と同一の観察視点とされ当該走査型電子顕微鏡とは異なる倍率の顕微鏡が設けられた複合型観察装置に関する。

従来、微小な観察対象の極めて微小な一部分を観察するために、微小な観察対象を観察するための異物検査装置と、極めて微小な一部分を観察するための走査型電子顕微鏡と、観察対象を載置する載置面を異物検査装置の観察光軸上と走査型電子顕微鏡の走査軸上との間で移動させる移動機構と、を備える複合型観察装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。このような構成の複合型観察装置では、異物検査装置による観察対象での観察位置と、走査型電子顕微鏡による観察対象での観察位置とを一致させるために、観察光軸上と走査軸上との互いに離間した２地点を走査型電子顕微鏡の分解能に見合う精度で載置面を移動させることができる移動機構が必要となる。ところが、このような移動機構を実現することは大変困難であり、実現できたとしても大変高価なものとなってしまう。

そこで、走査型電子顕微鏡の走査軸と光学顕微鏡の観察光軸とが載置台上で交差する構成とされた複合型観察装置が考えられている（例えば、特許文献２参照）。この複合型観察装置では、載置面に対して直交する走査軸とされた走査型電子顕微鏡と、載置面上で走査軸と交差する観察光軸とされた光学顕微鏡と、走査型電子顕微鏡および光学顕微鏡により取得された観察対象の拡大画像を表示可能な表示器とが設けられている。この複合型観察装置では、実際の観察対象の移動方向に対して、表示画面における走査型電子顕微鏡からの画像の移動方向と、表示画面における光学顕微鏡からの画像の移動方向とが一致するように設定されている。また、この複合型観察装置では、走査型電子顕微鏡の走査軸に照射光軸が一致するようにレーザ光が出射されており、そのレーザ光による照射スポットを確認することにより、走査型電子顕微鏡による観察位置を光学顕微鏡で認識することができる。
特開２００４−３１９５１８号公報 特開２００４−３１９５１８号公報

しかしながら、上記した複合型観察装置では、走査型電子顕微鏡の分解能（例えば、２〜３万倍）と光学顕微鏡の分解能（例えば、１０〜１００倍）とでは大きな差異があることから、光学顕微鏡の分解能で見たら極めて小さな一点であっても走査型電子顕微鏡の分解能でみると極めて大きな領域となってしまう。このため、光学顕微鏡による表示領域における任意の箇所を、走査型電子顕微鏡で観察しようとしても、当該任意の箇所と走査型電子顕微鏡の表示領域とを合致させることが困難であり、光学顕微鏡による表示領域における任意の箇所を適切に走査型電子顕微鏡で観察することは困難である。

本発明は、上記の事情に鑑みて為されたもので、光学顕微鏡により観察した表示領域における任意の箇所を適切に走査型電子顕微鏡で観察することができる複合型観察装置を提供することにある。

上記した課題を解決するために、請求項１に記載の複合型観察装置は、観察対象を載置する載置面をＸＹ平面に沿って移動可能に保持する載置台機構と、該載置台機構による前記載置面の移動領域内でＺ方向の観察光軸を有する光学顕微鏡と、前記載置面上で前記観察光軸と交差する走査軸を有する走査型電子顕微鏡と、該走査型電子顕微鏡と前記光学顕微鏡との中間の分解能を有し前記光学顕微鏡の対物レンズを共用する計測光学系と、該計測光学系、前記走査型電子顕微鏡および前記光学顕微鏡により取得された前記観察対象の観察データから観察画像を生成するとともに前記載置台機構による前記載置面の移動を制御する制御機構と、該制御機構の制御により前記観察画像が表示される表示画面を有する表示器と、を備え、前記制御機構は、前記表示画面に、前記光学顕微鏡による光学観察画像を表示させる際、前記計測光学系の分解能で見た計測表示領域を示す記号を重ねて表示させることができるとともに、前記計測光学系による計測観察画像を表示させる際、前記走査型電子顕微鏡の分解能で見た電子表示領域を示す記号を重ねて表示させることができることを特徴とする。

請求項２の複合型観察装置は、請求項１に記載の複合型観察装置であって、前記制御機構は、前記表示画面上における任意の二点間の方向と間隔を、実際の前記載置面の方向と間隔に換算して該載置面を移動させるべく前記載置台機構を制御することを特徴とする。

請求項３の複合型観察装置は、請求項１または請求項２に記載の複合型観察装置であって、さらに、前記表示画面上の任意の位置を指定可能であるとともに前記光学顕微鏡、前記計測光学系および前記走査型電子顕微鏡間の切り換えの指示が可能な指示機構を備え、前記制御機構は、前記表示画面に前記光学観察画像を表示させている際、前記指示機構により任意の位置が指定されると、該指定位置が中心となる位置に前記計測表示領域を示す記号を重ねて表示させ、前記指示機構により前記計測光学系への切り換えの指示が為されると、前記指定位置が前記観察光軸上に位置するように前記載置面を移動させるべく前記載置台機構を制御して前記計測観察画像を前記表示画面に表示させることを特徴とする。

請求項４の複合型観察装置は、請求項１または請求項２に記載の複合型観察装置であって、さらに、前記表示画面上の任意の位置を指定可能であるとともに前記光学顕微鏡、前記計測光学系および前記走査型電子顕微鏡間の切り換えの指示可能な指示機構を備え、前記制御機構は、前記表示画面に前記計測観察画像を表示させている際、前記指示機構により任意の位置が指定されると、該指定位置が中心となる位置に前記電子表示領域を示す記号を重ねて表示させ、前記指示機構により前記走査型電子顕微鏡への切り換えの指示が為されると、前記観察光軸上に前記指定位置が位置するように前記載置面を移動させるべく前記載置台機構を制御して前記走査型電子顕微鏡による電子観察画像を前記表示画面に表示させることを特徴とする。

請求項５の複合型観察装置は、請求項１に記載の複合型観察装置であって、前記制御機構は、前記表示画面に、前記光学観察画像を表示させる際、前記計測表示領域に加えて該計測表示領域の中心に位置するように前記電子表示領域を示す記号を重ねて表示させることができることを特徴とする。

請求項６の複合型観察装置は、請求項１ないし請求項５のいずれか１項に記載の複合型観察装置であって、さらに、前記観察画像を格納可能な記憶機構を備え、前記制御機構は、前記表示器の前記表示画面に表示させた前記光学観察画像を前記記憶機構に格納し、かつ前記表示器の前記表示画面に表示させた前記計測観察画像を該光学観察画像における位置情報とともに前記記憶機構に格納し、前記表示器の前記表示画面に表示させた前記電子観察画像を該光学観察画像における位置情報および前記計測観察画像における位置情報とともに前記記憶機構に格納することを特徴とする。

請求項７の複合型観察装置は、請求項１ないし請求項７のいずれか１項に記載の複合型観察装置であって、前記計測光学系は、Ｚ方向の寸法の計測が可能であることを特徴とする。

本発明の複合型観察装置によれば、走査型電子顕微鏡と光学顕微鏡との中間の分解能を有する計測光学系が設けられていることから、光学観察画像すなわち光学顕微鏡により観察した表示領域における任意の箇所を適切に走査型電子顕微鏡で観察することができる。

また、光学観察画像が表示されている表示画面上に計測表示領域を表示させることができるとともに、計測観察画像が表示されている表示画面上に電子表示領域を表示させることができるので、観察対象における任意の箇所の、走査型電子顕微鏡の分解能で見た適切な位置を容易にかつ適切に把握することができる。

さらに、走査型電子顕微鏡と光学顕微鏡との中間の分解能を有する計測光学系が、光学顕微鏡の対物レンズを共用する構成とされていることから、光学顕微鏡と計測光学系との光軸を容易に一致させることができ、複合型観察装置自体を小型化することができる。

上記した構成に加えて、前記制御機構は、前記表示画面上における任意の二点間の方向と間隔を、実際の前記載置面の方向と間隔に換算して該載置面を移動させるべく前記載置台機構を制御することとすると、表示画面上で任意の位置を指定するだけで、光学観察画像における任意の箇所と走査型電子顕微鏡の表示領域とを合致させることができる。

上記した構成に加えて、さらに、前記表示画面上の任意の位置を指定可能であるとともに前記光学顕微鏡、前記計測光学系および前記走査型電子顕微鏡間の切り換えの指示が可能な指示機構を備え、前記制御機構は、前記表示画面に前記光学観察画像を表示させている際、前記指示機構により任意の位置が指定されると、該指定位置が中心となる位置に前記計測表示領域を示す記号を重ねて表示させ、前記指示機構により前記計測光学系への切り換えの指示が為されると、前記指定位置が前記観察光軸上に位置するように前記載置面を移動させるべく前記載置台機構を制御して前記計測観察画像を前記表示画面に表示させることとすると、表示画面上での任意の位置の指定が容易となり、光学顕微鏡による観察から計測光学系による観察への切り換えを容易にかつ適切に行うことができる。

上記した構成に加えて、さらに、前記表示画面上の任意の位置を指定可能であるとともに前記光学顕微鏡、前記計測光学系および前記走査型電子顕微鏡間の切り換えの指示可能な指示機構を備え、前記制御機構は、前記表示画面に前記計測観察画像を表示させている際、前記指示機構により任意の位置が指定されると、該指定位置が中心となる位置に前記電子表示領域を示す記号を重ねて表示させ、前記指示機構により前記走査型電子顕微鏡への切り換えの指示が為されると、前記観察光軸上に前記指定位置が位置するように前記載置面を移動させるべく前記載置台機構を制御して前記走査型電子顕微鏡による電子観察画像を前記表示画面に表示させることとすると、表示画面上での任意の位置の指定が容易となり、計測光学系による観察から走査型電子顕微鏡による観察への切り換えを容易にかつ適切に行うことができる。

上記した構成に加えて、前記制御機構は、前記表示画面に、前記光学観察画像を表示させる際、前記計測表示領域に加えて該計測表示領域の中心に位置するように前記電子表示領域を示す記号を重ねて表示させることとすると、光学顕微鏡による観察から走査型電子顕微鏡による観察への切り換えの目安を示すことができる。

上記した構成に加えて、さらに、前記観察画像を格納可能な記憶機構を備え、前記制御機構は、前記表示器の前記表示画面に表示させた前記光学観察画像を前記記憶機構に格納し、かつ前記表示器の前記表示画面に表示させた前記計測観察画像を該光学観察画像における位置情報とともに前記記憶機構に格納し、前記表示器の前記表示画面に表示させた前記電子観察画像を該光学観察画像における位置情報および前記計測観察画像における位置情報とともに前記記憶機構に格納することとすると、表示画面に一度表示した光学観察画像と計測観察画像と電子観察画像とを容易に確認することができる。

上記した構成に加えて、前記計測光学系は、Ｚ方向の寸法の計測が可能であることとすると、計測観察画像におけるＺ方向の寸法のデータ（高さデータ）を取得することができるので、光学観察画像および電子観察画像にＺ方向の寸法を反映させることができる。

以下に、図面を参照しつつ本発明の実施例を説明する。

先ず、本発明に係る複合型観察装置の基本的な概念について説明する。

図１は、本実施例に係る複合型観察装置１０の構成を概略的に示す説明図である。なお、以下の説明では、図１を正面視した左右方向をＸ方向、図１に直交する方向をＹ方向、ＸＹ平面に直交する方向をＺ方向とする。図２は、複合型観察装置１０の表示画面２５ａに表示された観察画像とその切り換えの様子を説明するための説明図であり、図３は、図２とは異なる場面での表示画面２５ａにおける表示と切り換えの様子を説明するための図２と同様の説明図であり、図４は、図２および図３とは異なる場面での表示画面２５ａにおける表示と切り換えの様子を説明するための図２および図３と同様の説明図である。

複合型観察装置１０は、装置本体１１に、制御部１２が接続されて構成されている。装置本体１１は、試料室１３と、載置台機構１４と、観察光学系１５と、走査型電子顕微鏡１６（以下では、ＳＥＭ（Ｓｃａｎｎｉｎｇ Ｅｌｅｃｔｒｏｎ Ｍｉｃｒｏｓｃｏｐｅ）１６という）、と駆動部１７とを備える。

試料室１３は、気密空間を形成するための筐体であり、図示は略すが観察対象１８の出し入れのための扉が設けられている。この試料室１３は、気密性を有する構成とされており、真空装置１９が設けられている。この真空装置１９は、駆動部１７からの駆動信号に応じて駆動され、試料室１３を真空状態とする。この試料室１３の内方に載置台機構１４が設けられている。

載置台機構１４は、載置台２０と台移動部２１とを有する。載置台２０は、観察対象１８を載置するための載置面２０ａを形成する。この載置台２０は、図示は略すが載置面２０ａに載置された観察対象１８を固定的に保持可能とされており、台移動部２１による移動により載置面２０ａ上における観察対象１８の位置ずれが防止されている。台移動部２１は、載置面２０ａがＸＹ平面と平行な状態を維持しつつ、ＸＹ平面に沿って移動可能にかつＺ方向に移動可能に載置台２０を保持する。この台移動部２１は、駆動部１７からの駆動信号に応じて載置台２０をＸＹ平面に沿って移動させ、かつＺ方向に移動させる。この載置台機構１４では、図示は略すが、台移動部２１による載置台２０（載置面２０ａ）の移動のための基準位置が設定されている。

この基準位置とされた載置台２０（載置面２０ａ）の中心を通りＺ方向に沿う観察光軸１５ａを有するように、観察光学系１５が設けられている。観察光学系１５は、試料室１３に気密的に取り付けられており、光学顕微鏡２２と計測光学系２３とが組み合わされ、単一の対物レンズ４２（図８ないし図１１参照）を共有する構成とされている。この光学顕微鏡２２と計測光学系２３とは、互いに共通の観察光軸１５ａとされている。観察光学系１５では、計測光学系２３が、光学顕微鏡２２の分解能よりも高い分解能とされており、高さ方向（Ｚ方向）の寸法の計測が可能とされている。また、計測光学系２３は、ＳＥＭ１６よりも低い分解能とされており、当該ＳＥＭ１６と光学顕微鏡２２との中間の分解能を有する設定とされている。例えば、光学顕微鏡２２は、１０〜１００倍位の分解能を有し、計測光学系２３は、おおよそ１０００倍位の分解能を有し、ＳＥＭ１６は、１〜３万倍位の分解能を有している。このような計測光学系２３としては、後述するように、共焦点顕微鏡、レーザ顕微鏡または干渉計を用いることにより形成することができる。この光学顕微鏡２２、計測光学系２３およびＳＥＭ１６は、それぞれの分解能において後述する表示器２５（表示画面２５ａ）により表示可能な領域に応じた領域で、観察対象１８を観察（画像データの取得）可能である。換言すると、光学顕微鏡２２、計測光学系２３およびＳＥＭ１６は、それぞれの分解能に応じた大きさ寸法の領域を観察する（当該領域の画像データを取得する）ように設定されている。

観察光学系１５には、光学顕微鏡２２および計測光学系２３により取得される観察対象１８からの画像データ（反射された光）を受光するための受光部２４が設けられ、受光部２４で受信された画像データは、電気信号に変換されて駆動部１７を経て後述する制御部１２に送信される。この観察光学系１５の具体的な構成は後述する。この観察光学系１５では、駆動部１７からの駆動信号に応じて、光学顕微鏡２２および計測光学系２３における倍率の変更、光学顕微鏡２２と計測光学系２３との切り換え等が為される。

この観察光学系１５の観察光軸１５ａに走査軸１６ａが交差するようにＳＥＭ１６が設けられている。ＳＥＭ１６は、試料室１３に気密的に取り付けられており、走査軸１６ａが基準位置とされた載置台２０（載置面２０ａ）の中心で観察光軸１５ａと交差するように設けられている。すなわち、ＳＥＭ１６は、Ｚ方向に対して所定の角度（一例として約６０°）傾斜している。この所定の角度は、載置台２０（載置面２０ａ）に載置された観察対象１８の電子観察画像３２（図２参照）の適切な取得を可能とすることや観察光学系１５等との配置位置関係を考慮して、適宜決定すればよい。

ＳＥＭ１６は、図示は略すが、電子銃と集束レンズ（コンデンサレンズ）と走査コイルと対物レンズとを有し、電子銃から出射され、集束レンズ、走査コイルおよび対物レンズを経た走査軸１６ａに沿う電子線で観察対象１８を走査し、試料室１３に設けられた検出器で観察対象１８に反射される反射電子および当該観察対象１８から出射される二次電子等を検出することにより、観察対象１８の画像を得るものである。このことから、ＳＥＭ１６の走査軸１６ａとは、走査コイル（図示せず）の作用により走査される中心位置をいう。この試料室１３に設けられた検出器（図示せず）で受信された画像データは、電気信号に変換されて駆動部１７を経て後述する制御部１２に送信される。ＳＥＭ１６は、駆動部１７からの駆動信号に応じて、倍率の変更、観察のための駆動が為される。

駆動部１７は、観察光学系１５、ＳＥＭ１６、載置台機構１４および真空装置１９に電気的に接続されており、これらを駆動すべく駆動信号を送信可能とされている。この駆動部１７に制御部１２が接続されている。

制御部１２には、表示器２５と指示器２６とが接続されている。表示器２５は、表示画面２５ａを有し、制御部１２により駆動制御される。この表示画面２５ａに、観察光学系１５（光学顕微鏡２２および計測光学系２３）により取得された観察画像およびＳＥＭ１６により取得された観察画像が適宜表示される。

指示器２６は、複合型観察装置１０を使用すべく操作可能なものであり、為された操作が制御部１２により読み取られる。この指示器２６は、後述する表示領域を示す記号（図２または図３の符号３３、３４、３５参照）の表示の有無、当該記号の移動、光学顕微鏡２２と計測光学系２３とＳＥＭ１６との切り換え操作、この光学顕微鏡２２と計測光学系２３とＳＥＭ１６における倍率の調整等のために操作される。

制御部１２は、表示器２５および装置本体１１を統括的に制御するものであり、装置本体１１の各構成部を駆動すべく駆動部１７に制御信号を適宜送信する。また、制御部１２は、観察光学系１５により取得された観察画像（光学観察画像３０および計測観察画像３１（図２等参照））およびＳＥＭ１６により取得された観察画像（電子観察画像（ＳＥＭ観察画像）３２（図２等参照））を表示画面２５ａに表示させるべく表示器２５を駆動制御するとともに、観察画像を表示させた表示画面２５ａ上に表示領域を示す記号を表示させるべく表示器２５を駆動制御する。この表示領域を示す記号としては、計測表示枠３３（図２参照）と、電子表示枠３４（図２参照）と、電子表示点３５（図３参照）とがある。計測表示枠３３は、図２に示すように、表示画面２５ａに観察光学系１５の光学顕微鏡２２により取得された光学観察画像３０が表示されている際に、この光学観察画像３０上において、計測光学系２３の分解能で見た表示領域の大きさ寸法、すなわち当該計測光学系２３により取得された観察画像（計測観察画像３１（図２等参照））として表示画面２５ａに一時に表示可能な領域である計測表示領域を示すものである。また、電子表示枠３４は、表示画面２５ａに観察光学系１５の計測光学系２３により取得された計測観察画像３１が表示されている際に、この計測観察画像３１上において、ＳＥＭ１６の分解能で見た表示領域の大きさ寸法、すなわち当該ＳＥＭ１６により取得された観察画像（電子観察画像３２（図２参照））として表示画面２５ａに一時に表示可能な領域である電子表示領域を示すものである。さらに、電子表示点３５は、図３に示すように、表示画面２５ａに観察光学系１５の光学顕微鏡２２により取得された光学観察画像３０が表示されている際に、この光学観察画像３０上において、ＳＥＭ１６の分解能で見た表示領域の大きさ寸法、すなわち当該ＳＥＭ１６により取得された観察画像（電子観察画像３２（図２参照））として表示画面２５ａに一時に表示可能な領域である電子表示領域を示すものである。

この制御部１２には、記憶部２７が設けられている。この記憶部２７は、制御部１２の制御下で、表示画面２５ａに表示させた各観察画像（光学観察画像３０、計測観察画像３１および電子観察画像３２）を格納可能（観察画像としての画像データを格納可能）であるとともに、各観察画像間での位置情報を格納可能である。この記憶部２７への格納は、指示器２６に為された操作に応じて為されるものでも、表示画面２５ａに表示させたものは全て為されるものでもよい。

また、制御部１２は、表示画面２５ａに観察画像を表示させている場合、当該観察画像に関連する他の観察画像を記憶部２７に格納していると、格納している他の観察画像の位置に合致する計測表示枠（以下、既知計測枠３６（図４参照）という）、電子表示枠（以下、既知電子枠３７という）および電子表示点（以下、既知電子点３８という）を表示することができる。本実施例では、この既知計測枠３６、既知電子枠３７および既知電子点３８は、これからの観察画像の取得のために表示する計測表示枠３３、電子表示枠３４および電子表示点３５と同様のものである。このため、計測表示枠３３、電子表示枠３４および電子表示点３５と、既知計測枠３６、既知電子枠３７および既知電子点３８とは、例えば互いの色を異なるものとして表示する等のように一見して判別できるものとすることが望ましい。

この制御部１２は、本実施例では、複合型観察装置１０の装置本体１１の制御のためのソフト（プログラム）がインストールされたコンピュータで構成され、表示器２５は、モニタで構成され、指示器２６は、コンピュータに接続されたマウス（キーボード）で構成されている。

次に、複合型観察装置１０における制御処理の流れを、図５ないし図７に示すフローチャートに沿って述べる。ここで、図５は、光学顕微鏡２２で観察を行う場面を示し、図６は、図５からの続きであって計測光学系２３で観察を行う場面を示し、図７は、図６からの続きであってＳＥＭ１６で観察を行う場面を示している。

ステップＳ１では、駆動操作が為されることで複合型観察装置１０が動作状態となり、制御部１２は、試料室１３に設けられた載置台機構１４を駆動させて載置台２０（載置面２０ａ）を基準位置へと移動させる。制御部１２がソフト（プログラム）がインストールされたコンピュータである場合、当該コンピュータの電源がＯＮ状態とされ、インストールされたソフト（プログラム）が起動されることで動作状態となる。このとき、制御部１２は、図示は略すが、表示画面２５ａに、観察終了の操作のためのアイコンと、セット完了の操作のためのアイコンと、１つ前の画面に戻る操作のためのアイコンとを、表示させる。観察終了の操作のためのアイコンは、複合型観察装置１０が動作状態とされている間は常に表示されており、指示器２６を介するアイコンの操作により観察終了の信号を制御部１２が受けることで、このフローチャートが終了される。また、１つ前の画面に戻る操作のためのアイコンは、複合型観察装置１０が動作状態とされている間は常に表示されており、指示器２６を介するアイコンの操作により１つ前の画面に戻る信号を制御部１２が受けることで、制御部１２は、現在表示画面２５ａに表示させている画面の１つ前の画面を表示画面２５ａに表示させる。制御部１２が、指示器２６を介するアイコンの操作によりセット完了の信号を受けると、ステップＳ２へ移行する。なお、ここでのセットとは、観察対象１８を載置面２０ａに適切に載置することをいう。

ステップＳ２では、制御部１２は、載置された観察対象１８を載置面２０ａに固定的に保持させ、試料室１３の扉（図示せず）が閉じていることを確認した後、真空装置１９を駆動させて試料室１３を真空状態とする。

ステップＳ３では、制御部１２は、光学顕微鏡２２による光学観察画像３０を表示画面２５ａに表示させて（図２参照）、ステップＳ４に移行する。ここで、試料室１３が真空装置１９により真空引きされている間であっても、光学観察画像３０を表示画面２５ａに表示させることができる。このとき、制御部１２は、図示は略すが、光学観察画像３０の保存の操作のためのアイコンと、計測表示枠３３および電子表示点３５を表示させる操作のためのアイコンと、既知計測枠３６および既知電子点３８を表示させる操作のためのアイコンと、を表示画面２５ａに表示させる。制御部１２は、指示器２６を介するアイコンの操作により保存の操作の信号をうけると、表示画面２５ａに表示された光学観察画像３０を記憶部２７に格納させる。

ステップＳ４では、制御部１２は、既知計測枠３６および既知電子点３８を表示させる操作が為されたか否かを判断する。操作が為された場合、ステップＳ５へ移行し、操作が為されていない場合、ステップＳ１３へ移行する。

ステップＳ５では、現在表示画面２５ａに表示している光学観察画像３０に関連する計測観察画像３１または電子観察画像３２が、記憶部２７に格納されているか否かを判断する。格納されている場合、ステップＳ６へ移行し、格納されていない場合、ステップＳ４へ移行する。本実施例では、ステップＳ４へ移行する場合、制御部１２が、関連する計測観察画像３１または電子観察画像３２が格納されていない旨の表示を表示画面２５ａに表示させる。

ステップＳ６では、制御部１２は、表示している光学観察画像３０に重ねて、格納している計測観察画像３１の位置情報に基づいて既知計測枠３６を表示させるとともに、格納している電子観察画像３２の位置情報に基づいて既知電子点３８を表示させる（図４参照）。その後、ステップＳ７へ移行する。

ステップＳ７では、指示器２６を介するアイコンの操作により１つ前の画面に戻る操作が為されたか否かを判断する。操作が為された場合、１つ前の画面（既知計測枠３６および既知電子点３８が表示されていない状態）に戻してステップＳ４へ移行し、操作が為されていない場合、ステップＳ８へ移行する。

ステップＳ８では、表示された既知計測枠３６が選択されたか否かを判断する。選択された場合（図４矢印Ａ３参照）、ステップＳ９へ移行し、選択されていない場合、ステップＳ１１へ移行する。

ステップＳ９では、制御部１２は、選択された既知計測枠３６の位置情報に合致する計測観察画像３１を、記憶部２７から読み出して表示画面２５ａに表示させる（図４参照）。その後、ステップＳ１０へ移行する。

ステップＳ１０では、制御部１２は、表示画面２５ａの表示を維持し、指示器２６を介するアイコンの操作により１つ前の画面に戻る操作が為されると、１つ前の画面（光学観察画像３０に重ねて既知計測枠３６および既知電子点３８を表示されている状態）に戻してステップＳ７へ移行する。

ステップＳ１１では、表示された既知電子点３８が選択されたか否かを判断する。選択された場合（図４矢印Ａ４参照）、ステップＳ１２へ移行し、選択されていない場合、ステップＳ７へ移行する。

ステップＳ１２では、制御部１２は、選択された既知電子点３８の位置情報に合致する電子観察画像３２を、記憶部２７から読み出して表示画面２５ａに表示させる（図４参照）。その後、ステップＳ１０へ移行する。

ステップＳ１３では、制御部１２は、計測表示枠３３および電子表示点３５を表示させる操作が為されたか否かを判断する。操作が為された場合、ステップＳ１４へ移行し、操作が為されていない場合、ステップＳ４へ移行する。ここで、計測表示枠３３または電子表示点３５のいずれか一方のみ表示を選択可能な構成としてもよい。

ステップＳ１４では、制御部１２は、表示画面２５ａに表示された光学観察画像３０上に計測表示枠３３および電子表示点３５を表示させる（図２および図３参照）。ここで、指示器２６による操作により、光学観察画像３０上の任意の位置が指定（以下、指定位置ｄ１という）される（計測表示枠３３を移動させる旨の指示が為される）と、制御部１２は、当該指示に応じて指定位置ｄ１が中心となるように計測表示枠３３および電子表示点３５を移動させる（図２矢印Ａ１参照）。この指示器２６による操作は、本実施例では、表示画面２５ａ上の指示アイコンによる指示位置を移動させることとなる。その後、ステップＳ１５へ移行する。

ステップＳ１５では、制御部１２は、指示器２６を介するアイコンの操作により１つ前の画面に戻る操作が為されたか否かを判断する。操作が為された場合、１つ前の画面（計測表示枠３３および電子表示点３５が表示されていない状態）に戻してステップＳ４へ移行し、操作が為されていない場合、ステップＳ１６へ移行する。

ステップＳ１６では、制御部１２は、表示させた計測表示枠３３が選択されたか否かを判断する。選択された場合、Ａの処理（計測光学系２３による観察（図６参照））へ移行し、選択されていない場合、ステップＳ１７へ移行する。すなわち、計測表示枠３３の選択は、当該計測表示枠３３により指定された（囲まれた）領域を観察位置として光学顕微鏡２２から計測光学系２３へと切り換えの指示が為されたこととなる。

ステップＳ１７では、制御部１２は、表示させた電子表示点３５が選択されたか否かを判断する。選択された場合、Ｂの処理（ＳＥＭ１６による観察（図７参照））へ移行し、選択されていない場合、ステップＳ１５へ移行する。すなわち、電子表示点３５の選択は、当該電子表示点３５により指定された（囲まれた）領域を観察位置として光学顕微鏡２２からＳＥＭ１６へと切り換えの指示が為されたこととなる。

図６（計測光学系２３による観察）に移行する。

ステップＳ１８では、制御部１２は、表示画面２５ａに表示している計測表示枠３３内を、観察光学系１５の計測光学系２３により取得した計測観察画像３１として、表示画面２５ａに表示させるべく、載置台２０（載置面２０ａ）を移動させる。すなわち、制御部１２は、表示画面２５ａに表示された光学観察画像３０の中心位置と、指定位置ｄ１（表示された計測表示枠３３の中心位置）との差異（図２矢印Ａ１参照）に基づいて、指定位置ｄ１が観察光軸１５ａ上に位置するように装置本体１１の載置台機構１４を駆動させる制御信号を駆動部１７に送信するとともに、光学顕微鏡２２から計測光学系２３へと切り換える制御信号を駆動部１７に送信する。この制御信号により、載置台機構１４では、観察光軸１５ａ上に指定位置ｄ１が位置するように載置台２０（載置面２０ａ）が移動される。その後、ステップＳ１９へ移行する。

ステップＳ１９では、制御部１２は、計測光学系２３により取得した計測観察画像３１を表示画面２５ａに表示させて（図２参照）、ステップＳ２０に移行する。この計測観察画像３１は、ステップＳ１８における載置台２０（載置面２０ａ）の移動により、指定位置ｄ１を中心とするものとなる。このとき、制御部１２は、図示は略すが、計測観察画像３１の保存の操作のためのアイコンと、計測光学系２３によるＺ方向の寸法の計測を実行させる操作のためのアイコンと、電子表示枠３４を表示させる操作のためのアイコンと、既知電子枠３７を表示させる操作のためのアイコンと、を表示画面２５ａに表示させる。制御部１２は、指示器２６を介するアイコンの操作により保存の操作の信号をうけると、表示画面２５ａに表示された計測観察画像３１を記憶部２７に格納させる。この記憶された計測観察画像３１は、記憶された光学観察画像３０における位置の認識が可能である。

ステップＳ２０では、制御部１２は、指示器２６を介するアイコンの操作により１つ前の画面に戻る操作が為されたか否かを判断する。操作が為された場合、１つ前の画面（光学観察画像３０に重ねて計測表示枠３３および電子表示点３５を表示されている状態）に戻してＶ（図５参照）へ移行し、操作が為されていない場合、ステップＳ２１へ移行する。

ステップＳ２１では、制御部１２は、計測光学系２３によるＺ方向の寸法の計測を実行させる操作が為されたか否かを判断する。操作が為された場合、ステップＳ２２へ移行し、操作が為されていない場合、ステップＳ２３へ移行する。

ステップＳ２２では、制御部１２は、計測光学系２３に、観察対象１８のＺ方向の寸法を計測させる。すなわち、観察対象１８を３次元的に観察して、その３次元データを取得する。この後、制御部１２は、計測観察画像３１におけるＺ方向の寸法の情報を、計測観察画像３１の情報とともに記憶部２７に格納する。その後、ステップＳ２３へ移行する。

ステップＳ２３では、制御部１２は、既知電子枠３７を表示させる操作が為されたか否かを判断する。操作が為された場合、ステップＳ２４へ移行し、操作が為されていない場合、ステップＳ３０へ移行する。

ステップＳ２４では、現在表示画面２５ａに表示している計測観察画像３１に関連する電子観察画像３２が、記憶部２７に格納されているか否かを判断する。格納されている場合、ステップＳ２５へ移行し、格納されていない場合、ステップＳ２０へ移行する。本実施例では、ステップＳ２０へ移行する場合、制御部１２が、関連する電子観察画像３２が格納されていない旨の表示を表示画面２５ａに表示させる。

ステップＳ２５では、制御部１２は、表示している計測観察画像３１に重ねて、格納している電子観察画像３２の位置情報に基づいて既知電子枠３７を表示させる（図４参照）。その後、ステップＳ２６へ移行する。

ステップＳ２６では、指示器２６を介するアイコンの操作により１つ前の画面に戻る操作が為されたか否かを判断する。操作が為された場合、１つ前の画面（計測観察画像３１に重ねて既知電子枠３７が表示されていない状態）に戻してステップＳ２０へ移行し、操作が為されていない場合、ステップＳ２７へ移行する。

ステップＳ２７では、表示された既知電子枠３７が選択されたか否かを判断する。選択された場合（図４矢印Ａ５参照）、ステップＳ２８へ移行し、選択されていない場合、ステップＳ２６へ移行する。

ステップＳ２８では、制御部１２は、選択された既知電子枠３７の位置情報に合致する電子観察画像３２を、記憶部２７から読み出して表示画面２５ａに表示させる（図４参照）。その後、ステップＳ２９へ移行する。

ステップＳ２９では、制御部１２は、表示画面２５ａの表示を維持し、指示器２６を介するアイコンの操作により１つ前の画面に戻る操作が為されると、１つ前の画面（計測観察画像３１に重ねて既知電子枠３７が表示されている状態）に戻してステップＳ２６へ移行する。

ステップＳ３０では、制御部１２は、電子表示枠３４を表示させる操作が為されたか否かを判断する。操作が為された場合、ステップＳ３１へ移行し、操作が為されていない場合、ステップＳ２０へ移行する。

ステップＳ３１では、制御部１２は、表示画面２５ａに表示された計測観察画像３１上に電子表示枠３４を表示させる（図２参照）。ここで、指示器２６による操作により、計測観察画像３１上の任意の位置が指定（以下、指定位置ｄ２という）される（電子表示枠３４を移動させる旨の指示が為される）と、制御部１２は、当該指示に応じて指定位置ｄ２が中心となるように電子表示枠３４を移動させる（図２矢印Ａ２参照）。この指示器２６による操作は、本実施例では、表示画面２５ａ上の指示アイコンを移動となる。その後、ステップＳ３２へ移行する。

ステップＳ３２では、制御部１２は、指示器２６を介するアイコンの操作により１つ前の画面に戻る操作が為されたか否かを判断する。操作が為された場合、１つ前の画面（計測観察画像３１に重ねて電子表示枠３４が表示されていない状態）に戻してステップＳ２０へ移行し、操作が為されていない場合、ステップＳ３３へ移行する。

ステップＳ３３では、制御部１２は、表示させた電子表示枠３４が選択されたか否かを判断する。選択された場合、Ｂ（ＳＥＭ１６による観察）へ移行し、選択されていない場合、ステップＳ３２へ移行する。すなわち、電子表示枠３４の選択は、当該電子表示枠３４により指定された（囲まれた）領域を観察位置として計測光学系２３からＳＥＭ１６へと切り換えの指示が為されたこととなる。

図７（ＳＥＭ１６による観察）に移行する。

ステップＳ３４では、制御部１２は、表示画面２５ａに表示させている計測観察画像３１のＺ方向の寸法の情報が、記憶部２７に格納されているか否かを判断する。格納されている場合、ステップＳ３５へ移行し、格納されていない場合、ステップＳ３６へ移行する。

ステップＳ３５では、制御部１２は、表示画面２５ａに表示している電子表示枠３４内を、ＳＥＭ１６により取得した電子観察画像３２として、表示画面２５ａに表示させるべく、載置台２０（載置面２０ａ）を移動させる。すなわち、制御部１２は、表示画面２５ａに表示された計測観察画像３１の中心位置と、指定位置ｄ２（表示された電子表示枠３４の中心位置）との差異（図２矢印Ａ２参照）に基づいて、指定位置ｄ２がＳＥＭ１６の走査軸１６ａ上に位置するように装置本体１１の載置台機構１４を駆動させる制御信号を駆動部１７に送信するとともに、計測光学系２３からＳＥＭ１６へと切り換える制御信号を駆動部１７に送信する。このとき、制御部１２は、観察対象１８における指定位置ｄ２のＺ方向の寸法（載置面２０ａからの高さ位置）を考慮して、観察対象１８における指定位置ｄ２が、適切に走査軸１６ａ上に位置するように、Ｚ方向へも載置台２０（載置面２０ａ）を移動させる。これにより、載置台機構１４では、観察対象１８における指定位置ｄ２が、適切に走査軸１６ａ上に位置するように載置台２０（載置面２０ａ）が移動される。

ステップＳ３６では、制御部１２は、表示画面２５ａに表示している電子表示枠３４内を、ＳＥＭ１６により取得した電子観察画像３２として、表示画面２５ａに表示させるべく、載置台２０（載置面２０ａ）を移動させる。すなわち、制御部１２は、表示画面２５ａに表示された計測観察画像３１の中心位置と、指定位置ｄ２（表示された電子表示枠３４の中心位置）との差異に基づいて、指定位置ｄ２がＳＥＭ１６の走査軸１６ａ上に位置するように装置本体１１の載置台機構１４を駆動させる制御信号を駆動部１７に送信するとともに、計測光学系２３からＳＥＭ１６へと切り換える制御信号を駆動部１７に送信する。この制御信号により、載置台機構１４では、走査軸１６ａ上に指定位置ｄ２が位置するように載置台２０（載置面２０ａ）が移動される。

ステップＳ３７では、制御部１２は、ＳＥＭ１６により取得した電子観察画像３２を表示画面２５ａに表示させて（図２参照）、ステップＳ３８に移行する。この電子観察画像３２は、ステップＳ３５またはステップＳ３６における載置台２０（載置面２０ａ）の移動により、指定位置ｄ２を中心とするものとなる。このとき、制御部１２は、図示は略すが、電子観察画像３２の保存の操作のためのアイコンを表示画面２５ａに表示させる。制御部１２は、指示器２６を介するアイコンの操作により保存の操作の信号をうけると、表示画面２５ａに表示された電子観察画像３２を記憶部２７に格納させる。この記憶された電子観察画像３２は、記憶された光学観察画像３０または計測観察画像３１における位置の認識が可能である。また、この電子観察画像３２は、記憶された計測観察画像３１にＺ方向の寸法の情報が付随されている場合、そのＺ方向の寸法の情報とともに、記憶部２７に格納されることとなる。

ステップＳ３８では、制御部１２は、表示画面２５ａの表示を維持し、指示器２６を介するアイコンの操作により１つ前の画面に戻る操作が為されると、１つ前の画面（計測観察画像３１に重ねて計測表示枠３３が表示されている状態）に戻してＷ（図６参照）へ移行する。

次に、観察光学系１５の具体的な構成の例について説明する。ここで、載置台機構１４およびＳＥＭ１６は、既に説明したものであることから、以下の説明では、その説明を省略する。

図８は、計測光学系２３として干渉計５０１を用いた観察光学系（以下、観察光学系１５１とする）を説明するための説明図である。

観察光学系１５１は、光学顕微鏡２２と干渉計５０１とが組み合わされている。

光学顕微鏡２２は、光源４０とハーフミラー４１と対物レンズ４２と結像レンズ４３とＣＣＤ４４とを有する。光源４０には、本実施例では白色ＬＥＤが用いられ、この光源４０とハーフミラー４１と対物レンズ４２とが、観察光軸１５ａ上に配置されている。このハーフミラー４１は、観察光軸１５ａに対して約４５度の傾斜とされ、当該ハーフミラー４１に対して約４５度の傾斜でありかつ観察光軸１５ａに対して直交する線が法線となるようにＣＣＤ４４（上述した受光部２４に相当する）が配置されている。この光学顕微鏡２２では、光源４０から出射され対物レンズ４２を経て観察対象１８を照射し、この観察対象１８による反射光が対物レンズ４２を経てハーフミラー４１により反射され、結像レンズ４３を経てＣＣＤ４４に結像されることにより、観察対象１８の光学観察画像３０を電気信号として取得する。

干渉計５０１は、光源５１とハーフミラー５２とミラー５３とミラー５４とＣＣＤ５５とハーフミラー５６とを有し、光学顕微鏡２２と対物レンズ４２を共用している。光源５１は、所定の波長の光を出射可能なものであり、出射光軸５１ａが観察光軸１５ａに対して直交するように配置されている。この出射光軸５１ａ上において、光源５１と観察光軸１５ａとの間にハーフミラー５２が配置され、光源５１からの単波長の光を観察光軸１５ａ上で観察対象１８へ向けて反射するようにハーフミラー５６が配置されている。ハーフミラー５２は、光源５１からの単波長の光を出射光軸５１ａと直交する方向に反射するように配置され、その直交方向にミラー５３が配置されている。このミラー５３は、ハーフミラー５２により反射された光をミラー５４へ向けて反射するように配置され、このミラー５４は、ハーフミラー５２からの光を折り返させるべくハーフミラー５２へと反射するように配置されている。このハーフミラー５２に対して出射光軸５１ａを挟んで対向するようにＣＣＤ５５（上述した受光部２４に相当する）が配置されている。この干渉計５０１では、光源５１から出射された光を、ハーフミラー５２でハーフミラー５６へ向かう光とミラー５３に向かう光とに分割する。ハーフミラー５６へ向かう光は、このハーフミラー５６により反射され対物レンズ４２を経て観察対象１８に到達し、この観察対象１８からの反射光が、対物レンズ４２を経てハーフミラー５６により反射されハーフミラー５２により反射されてＣＣＤ５５へ向かう。また、ミラー５３に向かう光は、このミラー５３により反射されミラー５４により折り返され、ミラー５３により反射されハーフミラー５２を経てＣＣＤ５５へ向かう。この反射光と折り返し光（参照光）とは、互いに干渉し、互いの光路長の差に対応する干渉縞をＣＣＤ５５の撮像面に形成する。このため、干渉計５０１では、観察対象１８の計測観察画像３１を取得することができる。また、干渉計５０１では、ミラー５４が、ミラー５３からの反射光の進行方向にスライド移動可能（矢印Ａ６参照）とされており、このスライド移動に伴う干渉縞の明るさの変化に基づいて、観察対象１８のＺ方向の寸法を計測することができる。このＺ方向の寸法の計測は、制御部１２が、駆動部１７を介してミラー５４がスライド移動させるとともに、制御部１２が、そのミラー５４のスライド位置に応じた反射光と折り返し光との光路長の差と、ＣＣＤ５５から取得した干渉縞の強度と、光源５１から出射している光の波長とに基づいて、算出する。

この観察光学系１５１では、単一の観察光軸１５ａで光学顕微鏡２２と計測光学系２３（干渉計５０１）とを切り替えることができるとともに、小型化することができる。すなわち、観察光学系１５１では、コンパクトな構成でありながら、光学顕微鏡２２により観察対象１８の光学観察画像３０を取得することができ、干渉計５０１により観察対象１８の計測観察画像３１を取得することができるとともに観察対象１８のＺ方向の寸法を計測することができる。

なお、干渉計５０１では、ミラー５４をスライド移動させることで観察対象１８のＺ方向の寸法を計測していたが、載置台機構１４の台移動部２１が載置台２０（載置面２０ａ）をＺ方向に移動させることにより観察対象１８のＺ方向の寸法を計測するものであってもよい。

次に、上記した観察光学系１５１とは異なる構成の観察光学系１５２について説明する。図９は、計測光学系２３として干渉計５０２を用いた観察光学系１５２を説明するための説明図である。

観察光学系１５２は、光学顕微鏡２２と干渉計５０２とが組み合わされている。この光学顕微鏡２２は、図８の観察光学系１５１の光学顕微鏡２２と基本的に同じ構成であることから、同一機能部分には同一の符号を付し、詳細な説明は省略する。

干渉計５０２は、ダイクロイックミラー６１とミラー６２とＣＣＤ６３とを有し、光学顕微鏡２２と対物レンズ４２および光源４０を共用している。ＣＣＤ６３（上述した受光部２４に相当する）とミラー６２とは、観察光軸１５ａに直交する方向で当該観察光軸１５ａを挟んで対向するように配置され、その対向線上で観察光軸１５ａ上にダイクロイックミラー６１が設けられている。このダイクロイックミラー６１は、光源４０から出射された光をミラー６２へ向けて反射するように観察光軸１５ａに対して４５度の傾斜とされている。この干渉計５０２では、光源４０から出射された光を、ダイクロイックミラー６１でミラー６２へ向かう光と対物レンズ４２に向かう光とに分割する。ミラー６２へ向かう光は、このミラー６２により反射されてダイクロイックミラー６１側へ折り返され、このダイクロイックミラー６１を経てＣＣＤ６３へ向かう。また、対物レンズ４２へ向かう光は、この対物レンズ４２を経て観察対象１８に到達し、この観察対象１８からの反射光が、対物レンズ４２を経てダイクロイックミラー６１により反射されてＣＣＤ６３へ向かう。この反射光と折り返し光（参照光）とは、互いに干渉し、互いの光路長の差に対応する干渉縞をＣＣＤ６３の撮像面に形成する。このため、干渉計５０２では、観察対象１８の計測観察画像３１を取得することができる。また、干渉計５０２では、ミラー６２が、ダイクロイックミラー６１からの反射光の進行方向にスライド移動可能（矢印Ａ７参照）とされており、このスライド移動に伴う干渉縞の明るさの変化に基づいて、観察対象１８のＺ方向の寸法を計測することができる。この干渉計５０２でも、上記した干渉計５０１と同様に、制御部１２が、駆動部１７を介してミラー６２をスライド移動させるとともに、制御部１２が、そのミラー６２のスライド位置に応じた反射光と折り返し光との光路長の差と、ＣＣＤ６３から取得した干渉縞の強度と、ダイクロイックミラー６１を透過した光の波長とに基づいて、Ｚ方向の寸法を算出する。

この観察光学系１５２では、単一の観察光軸１５ａで光学顕微鏡２２と計測光学系２３（干渉計５０２）とを切り替えることができるとともに、小型化することができる。

なお、干渉計５０２では、ミラー６２をスライド移動させることで観察対象１８のＺ方向の寸法を計測していたが、載置台機構１４の台移動部２１が載置台２０（載置面２０ａ）をＺ方向に移動させることにより観察対象１８のＺ方向の寸法を計測するものであってもよい。

次に、計測光学系２３として共焦点顕微鏡７０を用いた観察光学系１５３を説明する。図１０は、観察光学系１５３を説明するための説明図である。

観察光学系１５３は、光学顕微鏡２２と共焦点顕微鏡７０とが組み合わされている。この光学顕微鏡２２は、図８の観察光学系１５１の光学顕微鏡２２と基本的に同じ構成であることから、同一機能部分には同一の符号を付し、詳細な説明は省略する。

共焦点顕微鏡７０は、光源７１とコリメータレンズ７２とビームスプリッタ７３と共焦点ディスク７４と結像レンズ７５とλ／４波長板７６と絞り７７とダイクロイックミラー７８とレンズ７９と絞り８０とレンズ８１とＣＣＤ８２とを有し、光学顕微鏡２２と対物レンズ４２を共用している。

光源７１から放射される光の光路上に、コリメータレンズ７２とビームスプリッタ７３とが配置されている。コリメータレンズ７２は、光源７１から出射された光を平行光に整形し、ビームスプリッタ７３は、コリメータレンズ７２からの平行光を観察対象１８側に反射する。このビームスプリッタ７３の反射光路上に共焦点ディスク７４が設けられている。

共焦点ディスク７４は、円形の複数のピンホール開口を螺旋状に配置したＮｉｐｋｏｗディスクのようにセクショニング効果を得ることができる形状の開口部（共焦点パターン）が形成されている。共焦点ディスク７４は、その中心部がモータ８３の回転軸８３ａに軸支されている。共焦点顕微鏡７０では、この共焦点ディスク７４を回転することにより載置台２０の載置面２０ａ（観察対象１８）を走査することができる。

この共焦点ディスク７４の複数の開口部を通過した光の光路上には、結像レンズ７５、λ／４波長板７６、絞り７７、ダイクロイックミラー７８が配置されている。このダイクロイックミラー７８は、観察光軸１５ａ上に位置し、ビームスプリッタ７３からの反射光を、観察光軸１５ａに沿うように対物レンズ４２および観察対象１８側に反射する。ここで、共焦点ディスク７４に形成された開口部と対物レンズ４２の焦点面とは共役関係であり、結像レンズ７５、対物レンズ４２及び絞り７７は、両側テレセントリック系の配置である。また、光源７１と絞り７７とは、共役関係にある。なお、図１０では、共焦点ディスク７４に形成された複数の開口部のうち２つの開口部を通過した光の光路を示している。

観察対象１８からの反射光は、対物レンズ４２、絞り７７、λ／４波長板７６、結像レンズ７５、共焦点ディスク７４及びビームスプリッタ７３を透過するが、このビームスプリッタ７３の透過光路上には、レンズ７９、絞り８０、レンズ８１およびＣＣＤ８２（上述した受光部２４に相当する）が配置されている。このうち共焦点ディスク７４とＣＣＤ８２とは、各レンズ７９およびレンズ８１により共役関係にあり、レンズ７９、レンズ８１および絞り８０は、両側テレセントリック系の配置である。ここで、レンズ７９、レンズ８１および絞り８０は、テレセントリック系でなくてもよいが、この間の長さ寸法が問題にならなければ、周辺光量の低下が起きにくいことから、テレセントリック系であることが望ましい。

ＣＣＤ８２の受光面上には、対物レンズ４２の焦点付近だけのセクショニング像が結像され、ＣＣＤ８２は、このセクショニング像を撮像してその画像信号を出力する。

制御部１２は、ＣＣＤ８２から出力された画像信号を画像処理してセクショニング画像データを求め、このセクショニング画像データを表示器２５の表示画面２５ａに表示する。また、制御部１２は、駆動部１７を介して載置台機構１４の台移動部２１が載置台２０（載置面２０ａ）をＺ方向に移動させる。

この共焦点顕微鏡７０では、光源７１から出射された光は、コリメータレンズ７２により平行光に整形され、ビームスプリッタ７３により観察対象１８側に反射され、回転している共焦点ディスク７４に照射される。この共焦点ディスク７４の複数の開口部を通過した光は、結像レンズ７５により集光され、λ／４波長板７６を透過し、絞り７７を通り、ダイクロイックミラー７８により反射されて対物レンズ４２により観察対象１８上に照射される。

観察対象１８からの反射光は、観察対象１８に照射する光路と同一光路を戻り、ビームスプリッタ７３に入射する。この観察対象１８からの反射光は、ビームスプリッタ７３を透過し、さらにレンズ７９、絞り８０、レンズ８１を通ってＣＣＤ８２に入射する。このＣＣＤ８２の受光面上には、共焦点ディスク７４の回転により走査した範囲の観察対象１８上における対物レンズ４２の焦点付近だけのセクショニング像が結像される。これらの動作が、載置台２０（載置面２０ａ）をＺ方向に移動させて繰返し行われることにより、共焦点顕微鏡７０では、観察対象１８の３次元情報を得ることができる。

この観察光学系１５３では、単一の観察光軸１５ａで光学顕微鏡２２と計測光学系２３（共焦点顕微鏡７０）とを切り替えることができるとともに、小型化することができる。すなわち、観察光学系１５３では、コンパクトな構成でありながら、光学顕微鏡２２により観察対象１８の光学観察画像３０を取得することができ、共焦点顕微鏡７０により観察対象１８の計測観察画像３１を取得することができるとともに観察対象１８のＺ方向の寸法を計測することができる。

次に、計測光学系２３としてレーザ顕微鏡９０を用いた観察光学系１５４を説明する。図１１は、観察光学系１５４を説明するための説明図である。

観察光学系１５４は、光学顕微鏡２２とレーザ顕微鏡９０とが組み合わされている。この光学顕微鏡２２は、図８の観察光学系１５１の光学顕微鏡２２と基本的に同じ構成であることから、同一機能部分には同一の符号を付し、詳細な説明は省略する。

レーザ顕微鏡９０は、レーザ光源９１とダイクロイックミラー９２とビームスプリッタ９３とピンホール部材９４と光検出器９５（上述した受光部２４に相当する）とを有し、光学顕微鏡２２と対物レンズ４２を共用している。レーザ光源９１は、制御部１２の制御下でレーザ光を出射可能であり、このレーザ光を対物レンズ４２および観察対象１８側に反射するように、観察光軸１５ａ上にダイクロイックミラー９２が配置されている。

このダイクロイックミラー９２とレーザ光源９１との間に、ビームスプリッタ９３が設けられている。このビームスプリッタ９３は、レーザ光源９１の出射光軸９１ａに対して４５度の傾斜とされており、当該ビームスプリッタ９３により出射光軸９１ａをなぞる光が反射される方向に、ピンホール部材９４と光検出器９５とが配置されている。このピンホール部材９４は、開口部９４ａを形成するものであり、この開口部９４ａと対物レンズ４２の焦点とは共役関係である。

光検出器９５は、ピンホール部材９４を通過した後述する蛍光のパワーを電流変換する光電子増倍管（ＰＭＴ）や電流電圧変換回路、Ａ／Ｄ変換回路等からなり、蛍光のパワーを検出するようになっている。制御部１２は、駆動部１７を介して載置台機構１４の台移動部２１に載置台２０（載置面２０ａ）をＸＹ平面に沿って適宜移動させ、かつ載置台２０（載置面２０ａ）をＺ方向に移動させる。これにより、制御部１２は、光検出器９５において検出された蛍光を処理して表示器２５の表示画面２５ａに電子観察画像３２を表示させる。

このレーザ顕微鏡９０では、レーザ光源９１が設定された波長とパワーのレーザ光を出射する。このレーザ光は、ビームスプリッタ９３を経てダイクロイックミラー９２へ向かい、このダイクロイックミラー９２により反射され、対物レンズ４２を経て、観察対象１８を照射する。

この観察対象１８では、レーザ光が照射されると、そのパワーに応じた明るさでレーザ光とは異なる波長の蛍光を発する。この蛍光は、対物レンズ４２を経てダイクロイックミラー９２へ向かい、このダイクロイックミラー９２により反射され、ビームスプリッタ９３により反射されて、ピンホール部材９４および光検出器９５へ向かう。この蛍光は、ピンホール部材９４の開口部９４ａを通過して光検出器９５により検出され、蛍光のパワーに相当する検出信号が制御部１２に送られる。この制御部１２に送られる検出信号は、制御部１２の制御下でＸＹ平面に沿って移動されるとともにＺ方向に移動された載置台２０（載置面２０ａ）の位置に応じて配列され、３次元の蛍光画像（計測観察画像３１）となる。

この観察光学系１５４では、単一の観察光軸１５ａで光学顕微鏡２２と計測光学系２３（レーザ顕微鏡９０）とを切り替えることができるとともに、小型化することができる。すなわち、観察光学系１５４では、コンパクトな構成でありながら、光学顕微鏡２２により観察対象１８の光学観察画像３０を取得することができ、レーザ顕微鏡９０により観察対象１８の計測観察画像３１を取得することができるとともに観察対象１８のＺ方向の寸法を計測することができる。

なお、レーザ顕微鏡９０では、載置台２０（載置面２０ａ）をＸＹ平面に沿って移動させることにより載置面２０ａ上（観察対象１８）を走査していたが、他の構成としてもよい。例えば、図示は略すが、観察光軸１５ａ上であって、ダイクロイックミラー９２と対物レンズ４２との間に、レーザ光をその光軸（観察光軸１５ａ）に直交するＸＹの２方向に走査する走査装置を設けることで、実現することができる。この走査装置は、例えば、ミラーの傾斜角度を変化させることでレーザ光をＸＹの２方向に走査するものであってもよく、周波数変調された超音波が与えられることによりレーザ光を回折させる音響光学効果を利用した音響光学偏向素子を用いたものであってもよい。

次に、本実施例に係る複合型観察装置１０を用いて観察を行う場面の一例について説明する。

図１２は、ＭＥＭＳ（Ｍｉｃｒｏ Ｅｌｅｃｔｒｏ Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ Ｓｙｓｔｅｍｓ）ミラー１００を模式的に示す斜視図である。図１３は、複合型観察装置１０によるＭＥＭＳミラー１００の観察の様子（表示画面２５ａにおける各観察画像の表示の様子）を説明するための説明図であり、図１４は、表示画面２５ａにおける既に取得した各観察画像の表示の様子を説明するための説明図である。

ＭＥＭＳミラー１００は、本実施例では、図１２に示すように、基板１０１に形成された凹所１０２に設けられている。このＭＥＭＳミラー１００は、凹所１０２を構成する側壁面１０２ａの上端に基部１００ａが連続され、その基部１００ａから凹所１０２を構成する底壁面１０２ｂに平行となるようにミラー部１００ｂが延在されている。ＭＥＭＳミラー１００は、図示は略すが電気信号が付与されることにより、ミラー部１００ｂが上下へと傾斜するように駆動される。この例では、このＭＥＭＳミラー１００が適切に形成されているか否かを観察するために、複合型観察装置１０を用いるものである。

先ず、複合型観察装置１０が動作状態とされ、ＭＥＭＳミラー１００が載置台２０の載置面２０ａに載置され、試料室１３の扉（図示せず）を閉じられ、指示器２６によりセット完了の操作が行われる。すると、複合型観察装置１０では、ステップＳ１ないしステップＳ３の制御が為され、図１３に示すように、光学顕微鏡２２によるＭＥＭＳミラー１００の光学観察画像３０を表示画面２５ａに表示させる。

表示画面２５ａに表示された光学観察画像３０を見ることにより、光学顕微鏡２２によるＭＥＭＳミラー１００の観察が行われる。

その後、光学観察画像３０の保存の操作と、計測表示枠３３または／および電子表示点３５を表示させる操作とが為され、移動された任意の位置（指定位置ｄ１（図２参照））で計測表示枠３３が選択される。すると、複合型観察装置１０では、ステップＳ４からステップＳ１３へ進み、ステップＳ１３ないしステップＳ１６の制御が為され、Ａ（計測光学系２３による観察）へ移行し、ステップＳ１８およびステップＳ１９の制御が為され、計測光学系２３によるＭＥＭＳミラー１００の計測観察画像３１を表示画面２５ａに表示させる（矢印Ａ８参照）。

表示画面２５ａに表示された計測観察画像３１を見ることにより、計測光学系２３によるＭＥＭＳミラー１００の観察が行われる。

その後、ＭＥＭＳミラー１００のＺ方向の寸法の計測を実行する操作、計測観察画像３１の保存の操作および電子表示枠３４を表示させる操作が為され、電子表示枠３４が移動された任意の位置（指定位置ｄ２（図２参照））で選択される。すると、複合型観察装置１０では、ステップＳ２０からステップＳ２２を経てステップＳ２３へ進み、ステップＳ３０ないしステップＳ３３の制御が為され、Ｂ（ＳＥＭ１６による観察）へ移行する。さらに、複合型観察装置１０では、ステップＳ３４からステップＳ３５を経てステップＳ３７へ進み、ＳＥＭ１６によるＭＥＭＳミラー１００の計測観察画像３１を表示画面２５ａに表示させる（矢印Ａ９参照）。

表示画面２５ａに表示された電子観察画像３２を見ることにより、ＳＥＭ１６によるＭＥＭＳミラー１００の観察が行われる。例えば、電子観察画像３２では、光学観察画像３０および計測観察画像３１ではわからなかった欠損１０３を見つけることができる。

このような作業が繰り返されることにより、複合型観察装置１０では、ＭＥＭＳミラー１００の光学観察画像３０、計測観察画像３１、そのＺ方向の寸法の情報および電子観察画像３２が、記憶部２７に格納される。このような状態では、表示画面２５ａに光学観察画像３０が表示されている場面において、既知計測枠３６および既知電子点３８を表示させる操作が為される。すると、複合型観察装置１０では、ステップＳ４ないしステップＳ６の制御が為され、図１４に示すように、表示画面２５ａに表示された光学観察画像３０上に重ねられて、記憶部２７に格納された計測観察画像３１および電子観察画像３２に対応する位置に、既知計測枠３６および既知電子点３８が表示される。図１４の例では、２つの既知計測枠３６（３６１、３６２とする）と、２つの既知電子点３８（３８１、３８２とする）とが表示されている。

ここで、既知計測枠３６が選択されると、複合型観察装置１０では、ステップＳ８およびステップＳ９の制御が為され、選択された既知計測枠３６に対応する計測観察画像３１が表示画面２５ａに表示され、既知電子点３８が選択されると、複合型観察装置１０では、ステップＳ１１およびステップＳ１２の制御が為され、選択された既知電子点３８に対応する電子観察画像３２が表示画面２５ａに表示される。

この例では、既知計測枠３６１が選択されると、表示画面２５ａには計測観察画像３１１が表示され（矢印Ａ１０参照）、既知計測枠３６２が選択されると、表示画面２５ａには計測観察画像３１２が表示される（矢印Ａ１１参照）。また、既知電子点３８１が選択されると、表示画面２５ａには電子観察画像３２１が表示され（矢印Ａ１２参照）、既知電子点３８２が選択されると、表示画面２５ａには電子観察画像３２２が表示される（矢印Ａ１３参照）。

また、表示画面２５ａに計測観察画像３１が表示されている場面において、既知電子点３８を表示させる操作が為される。すると、複合型観察装置１０では、ステップＳ２３ないしステップＳ２５の制御が為され、図４に示すように、表示画面２５ａに表示された計測観察画像３１上に重ねられて、記憶部２７に格納された電子観察画像３２に対応する位置に、既知電子枠３７が表示される。この既知電子枠は、既知電子点３８１、３８２に対応するものであることから、図１４の例では２つの既知電子枠３７１、３７２が表示されている。

ここで、既知電子枠３７が選択されると、複合型観察装置１０では、ステップＳ２６ないしステップＳ２８の制御が為され、選択された既知電子枠３７に対応する電子観察画像３２が表示画面２５ａに表示される。

この例では、既知電子枠３７１が選択されると、表示画面２５ａには電子観察画像３２１が表示され（矢印Ａ１４参照）、既知電子枠３７２が選択されると、表示画面２５ａには電子観察画像３２２が表示される（矢印Ａ１５参照）。

よって、複合型観察装置１０では、光学顕微鏡２２で観察した表示領域における任意の箇所を、光学観察画像３０上で見た計測光学系２３の表示領域となる計測表示枠３３を見ながら指定することができ、この計測表示枠３３で指定した位置を計測光学系２３により計測観察画像３１として取得することができる。また、計測光学系２３で観察した表示領域における任意の箇所を、計測観察画像３１上で見たＳＥＭ１６の表示領域となる電子表示枠３４を見ながら指定することができ、この電子表示枠３４で指定した位置をＳＥＭ１６により電子観察画像３２として取得することができる。このように、複合型観察装置１０では、光学顕微鏡２２とＳＥＭ１６との中間の分解能の計測光学系２３が設けられており、光学顕微鏡２２による光学観察画像３０から計測光学系２３による計測観察画像３１への切り換え、および計測光学系２３による計測観察画像３１からＳＥＭ１６による電子観察画像３２への切り換えを、それぞれ位置を関連付けて行うことができるので、光学顕微鏡２２で観察した表示領域における任意の箇所をＳＥＭ１６により適切に観察することができる。

また、複合型観察装置１０では、３つの分解能の異なる観察機構すなわち光学顕微鏡２２と計測光学系２３とＳＥＭ１６とが、光学顕微鏡２２および計測光学系２３（観察光学系１５）の観察光軸１５ａとＳＥＭ１６の走査軸１６ａとが基準位置とされた載置台２０（載置面２０ａ）の中心で交差するように設けられていることから、観察対象１８が載置される載置台２０（載置面２０ａ）に求められる移動領域を極めて小さなものとすることができる。このため、ＳＥＭ１６の分解能に見合う精度で載置台２０（載置面２０ａ）を移動させることができる載置台機構１４を形成することは、十分に実現可能であり、互いに離間した２地点を移動させることのようにコストの高騰を抑制することができる。

さらに、複合型観察装置１０では、計測光学系２３がＺ方向の寸法を計測することができることから、計測光学系２３により計測観察画像３１を取得する際に、Ｚ方向の寸法を計測することにより、当該計測観察画像３１に関連付けてＺ方向の寸法の情報を取得することができる。また、計測観察画像３１に対する位置情報を有する光学観察画像３０および電子観察画像３２にＺ方向の寸法の情報を反映させることができる。このため、複合型観察装置１０では、光学顕微鏡２２およびＳＥＭ１６の濃淡で表された２次元画像の情報に、計測観察画像３１に関連付けて取得されたＺ方向の寸法の情報を加えて、観察対象１８を３次元的に観察することができる。

複合型観察装置１０では、表示画面２５ａに観察画像を表示させている際、格納している他の観察画像を示す計測表示枠３３、電子表示枠３４および電子表示点３５を表示することができるので、当該観察画像に関連する他の観察画像の有無を一見して把握することができる。このため、既に取得した位置に重複する計測観察画像３１および電子観察画像３２を取得することを防止することができ、効率よく観察対象１８を観察することができる。

複合型観察装置１０では、計測光学系２３からＳＥＭ１６へと切り換える際、計測光学系２３により計測された観察対象１８における指定位置ｄ２のＺ方向の寸法（載置面２０ａからの高さ位置）を考慮して、観察対象１８における指定位置ｄ２が、適切に走査軸１６ａ上に位置するように、Ｚ方向へも載置台２０（載置面２０ａ）を移動させることができるので、観察対象１８のＺ方向の寸法の大小に拘らず、観察対象１８における指定位置ｄ２を適切にＳＥＭ１６で観察することができる。これは、ＳＥＭ１６の走査軸１６ａが観察光学系１５の観察光軸１５ａに対して傾斜されていることから、観察対象１８のＺ方向の寸法が大きくなると、載置台２０（載置面２０ａ）をＸＹ平面に沿って移動させるだけでは、観察対象１８における指定位置ｄ２を適切にＳＥＭ１６で観察することができなくなる虞があることによる。

複合型観察装置１０では、表示画面２５ａに光学観察画像３０を表示させている際、電子表示点３５で指示した位置をＳＥＭ１６による電子観察画像３２として取得することができるので、例えば、光学観察画像３０における指定位置に厳密さを必要としない場面では計測光学系２３による観察を経ることなくＳＥＭ１６で観察することができる。

複合型観察装置１０では、観察光学系１５において光学顕微鏡２２と計測光学系２３とが単一の対物レンズ４２を用いて同一の観察光軸１５ａを有する構成とされていることから、観察光学系１５の観察光軸１５ａとＳＥＭ１６の走査軸１６ａとを基準位置とされた載置台２０（載置面２０ａ）の中心で交差するように設定すればよいので、３つの異なる観察機構（光学顕微鏡と計測光学系とＳＥＭ）の観察軸を一致させることに比較して、容易に形成することができる。加えて装置全体の小型化が可能である。

したがって、本発明に係る複合型観察装置１０では、光学顕微鏡２２により観察した表示領域における任意の箇所を適切にＳＥＭ１６で観察することができる。
［変形例］
次に、上記した実施例の変形例としての複合型観察装置について説明する。変形例の複合型観察装置では、表示器２５の表示画面２５ａに表示される計測表示枠および電子表示枠が、上記した実施例の複合型観察装置１０における計測表示枠３３および電子表示枠３４とは異なる態様とされている。この変形例の複合型観察装置は、基本的な構成は複合型観察装置１０と同様であることから、等しい箇所には同じ符号を付してその詳細な説明は省略する。

上記した実施例では、計測表示枠３３は、光学観察画像３０上において計測光学系２３の分解能で見た計測表示領域に合致する一定の大きさ寸法とされており、電子表示枠３４は、計測観察画像３１上においてＳＥＭ１６の分解能で見た電子表示領域に合致する一定の大きさ寸法とされていた。これに対し、変形例の複合型観察装置では、計測表示枠が光学観察画像３０上において大きさ寸法が可変とされ、電子表示枠が計測観察画像３１上において大きさ寸法が可変とされている。これは、計測表示枠は、光学観察画像３０において計測光学系２３による観察位置の指定を容易とするものであればよく、電子表示枠は、計測観察画像３１においてＳＥＭ１６による観察位置の指定を容易とするものであればよいものであることによる。ここで、図１５は、変形例としての光学観察画像３０における計測表示枠３３´を説明するための説明図であり、図１６は、図１５とは異なる計測表示枠３３´´を説明するための説明図である。この図１５および図１６では、大きさ寸法が可変とされた計測表示枠の構成の理解容易のため光学観察画像３０を部分的に拡大して示している。なお、電子表示枠は、重ねられる画像は異なるが、基本的な役割および考え方は計測表示枠と同様であることから、詳細な説明は省略する。

計測表示枠３３´は、図１５に示すように、指示器２６に計測表示枠３３´を表示させる操作が為されても、直ちに一定の大きさ寸法の枠として表示されるのではなく、光学観察画像３０上に重ねられて指示表示３３ａが表示される（左側の枠参照）。この指示表示３３ａは、指示器２６による操作により光学観察画像３０上で任意の位置に移動可能とされており、光学観察画像３０上における計測表示枠３３´の位置および大きさ寸法の設定のために用いるものである。

指示表示３３ａが移動されて任意の位置が指定されると、その指示位置を中心として上下（表示画面２５ａにおける縦方向）に延びる線分３３ｂが表示される（左側の表示画面２５ａ参照）。この線分３３ｂの長さ寸法は、この変形例では、光学観察画像３０上において計測光学系２３による計測表示領域の縦方向の長さ寸法に合致するものとされている。線分３３ｂは、光学観察画像３０上における計測表示枠３３´の一端の位置を決めるものである。

この後、指示表示３３ａが移動されると、光学観察画像３０上では、決められた線分３３ｂの位置を始点としかつ移動される指示表示３３ａを終点とするように、当該線分３３ｂを一辺とする横方向の長さ寸法が可変な矩形状の計測表示枠３３´が表示される（真ん中および右側の表示画面２５ａ参照）。この横方向の長さ寸法は、指示器２６への操作で調節可能とされており、この変形例では、光学観察画像３０上において計測光学系２３による計測表示領域の横方向の長さ寸法よりも小さな範囲で調節可能とされている。すなわち、計測表示枠３３´が当該計測表示領域に等しい大きさ寸法となると、それよりも大きくする方向に指示表示３３ａが移動されても、表示される計測表示枠３３´の大きさ寸法は変化しない。指示表示３３ａが移動されて任意の位置が指定されることにより、その指定位置を他端とし線分３３ｂにより一端が規定された計測表示枠３３´が光学観察画像３０上で設定される。

このように、計測表示枠３３´は、光学観察画像３０上において、指示表示３３ａの移動による任意の位置の指定により始点すなわち線分３３ｂの位置が設定可能であり、その後の指示表示３３ａの移動による任意の位置の指定により終点すなわち長さ寸法が設定可能な矩形状を呈する。

この設定された計測表示枠３３´が選択されると、当該計測表示枠３３´の中心位置を中心とする計測観察画像３１が表示画面２５ａに表示される。このため、表示された計測観察画像３１は、光学観察画像３０において、縦方向が計測表示枠３３´の縦辺（線分３３ｂ）に合致し、かつ横方向が計測表示枠３３´の横辺の中央位置を中心とする矩形状の領域を、計測光学系２３により観察したものとなる。なお、この計測表示枠３３´は、始点として表示される線分が縦辺とされていたが、横辺であってもよく、図１５に示した例に限定されるものではない。

計測表示枠３３´´は、図１６に示すように、指示器２６に計測表示枠３３´´を表示させる操作が為されると、計測表示枠３３´と同様に、光学観察画像３０上に重ねられて指示表示３３ａが表示される（左側の枠参照）。指示器２６による操作により、光学観察画像３０上で指示表示３３ａが移動されて任意の位置が指定されると、当該指定位置が始点３３ｃとされる。この後、指示表示３３ａが移動されると、光学観察画像３０上では、当該指示表示３３ａと始点３３ｃとを対角とする矩形状の計測表示枠３３´´が表示される（真ん中および右側の表示画面２５ａ参照）。このため、計測表示枠３３´´は、始点３３ｃの位置が固定され、かつ縦横比および大きさ寸法が指示表示３３ａの位置に応じて可変な矩形状を呈する。この計測表示枠３３´´は、この変形例では、光学観察画像３０上において計測光学系２３による計測表示領域の縦方向の長さ寸法および横方向の長さ寸法よりも小さな範囲で、縦辺および横辺の大きさ寸法の調節が可能とされている。すなわち、計測表示枠３３´´の縦辺および横辺のいずれか一方が当該計測表示領域の縦辺および横辺に等しい大きさ寸法となると、それよりも大きくする方向に指示表示３３ａが移動されても、表示される計測表示枠３３´における縦辺および横辺の長さ寸法は変化しない。指示表示３３ａが移動されて任意の位置が指定されることにより、その指定位置が終点３３ｄとされ、当該終点３３ｄと始点３３ｃとが対角に位置する矩形状の計測表示枠３３´´が光学観察画像３０上で設定される。この設定された計測表示枠３３´´は、上記した計測表示枠３３´（図１５参照）と同様の機能を有する。

この変形例の計測表示枠（上記した計測表示枠３３´（図１５参照）および計測表示枠３３´´（図１６参照））の位置および大きさ寸法の調整は、指示器２６がマウスである場合、ドラッグアンドドロップにより始点および終点を設定できるようにすることで、簡易に行うことができる。

この変形例の計測表示枠（電子表示領域）は、指示器２６への操作により、光学観察画像３０（計測観察画像３１）上における位置および大きさ寸法が調整可能とされていることから、光学観察画像３０（計測観察画像３１）において計測光学系２３（ＳＥＭ１６）による観察位置の指定を容易とすることができる。

また、変形例の計測表示枠は、光学観察画像３０（計測観察画像３１）上において計測光学系２３（ＳＥＭ１６）による計測表示領域（電子表示領域）よりも大きくなることはないので、計測光学系２３（ＳＥＭ１６）による観察位置および大きさ寸法を使用者に誤認させることが防止されている。

さらに、変形例の計測表示枠は、光学観察画像３０（計測観察画像３１）上において計測光学系２３（ＳＥＭ１６）による計測表示領域（電子表示領域）を上限として大きさ寸法が調整可能とされていることから、計測光学系２３（ＳＥＭ１６）による観察に切り替える際、光学観察画像３０（計測観察画像３１）上において計測光学系２３（ＳＥＭ１６）の分解能で見た計測表示領域（電子表示領域）の大きさ寸法（計測観察画像３１（電子観察画像３２）の大きさ寸法）を把握しつつ観察位置決めを行うことができるとともに、当該大きさ寸法を既に把握している場合には観察位置決めのみを行うことができる。

なお、上記した実施例では、図５ないし図７に示すフローチャートに沿う制御を行う構成とされていたが、図１３および図１４を用いて説明したように、光学顕微鏡２２、観察光学系１５およびＳＥＭ１６による観察のための切り換えと、既に取得した光学観察画像３０、計測観察画像３１および電子観察画像３２の切り換えとが、行えるものであればよく、上記した実施例に限定されるものではない。

また、上記した実施例では、計測表示枠３３、電子表示点３５および電子表示枠３４が用いられていたが、光学観察画像３０上における計測光学系２３の表示領域（計測表示領域）を示す（表示領域の認識が可能な）記号と、光学観察画像３０上におけるＳＥＭ１６の表示領域（電子表示領域）を示す（表示領域の認識が可能な）記号と、計測観察画像３１上におけるＳＥＭ１６の表示領域（電子表示領域）を示す（表示領域の認識が可能な）記号とであればよく、上記した実施例に限定されるものではない。

さらに、上記した実施例では、計測光学系２３として、共焦点顕微鏡７０、レーザ顕微鏡９０または干渉計５０１、５０２が用いられていたが、光学顕微鏡２２とＳＥＭ１６との中間の分解能を有し光学顕微鏡２２の対物レンズ４２を共用するものであれば、三角測量法や非点隔差法等の他の原理を用いる光学系として構成されたものであってもよく、上記した実施例に限定されるものではない。

本実施例に係る複合型観察装置の構成を概略的に示す説明図である。 複合型観察装置の表示画面に表示された観察画像とその切り換えの様子を説明するための説明図である。 図２とは異なる場面での表示画面における表示と切り換えの様子を説明するための図２と同様の説明図である。 図２および図３とは異なる場面での表示画面における表示と切り換えの様子を説明するための図２および図３と同様の説明図である。 光学顕微鏡で観察を行う場面を示すフローチャートである。 図５からの続きであって計測光学系で観察を行う場面を示すフローチャートである。 図６からの続きであってＳＥＭ１６で観察を行う場面を示すフローチャートである。 計測光学系として干渉計を用いた観察光学系を説明するための説明図である。 計測光学系として図８とは異なる構成の干渉計を用いた観察光学系を説明するための説明図である。 計測光学系として共焦点顕微鏡を用いた観察光学系を説明するための説明図である。 計測光学系としてレーザ顕微鏡を用いた観察光学系を説明するための説明図である。 ＭＥＭＳミラーを模式的に示す斜視図である。 複合型観察装置によるＭＥＭＳミラーの観察の様子（表示画面における各観察画像の表示の様子）を説明するための説明図である。 表示画面における既に取得した各観察画像の表示の様子を説明するための説明図である。 変形例の計測表示枠を説明するための説明図である。 図１５とは異なる変形例の計測表示枠を説明するための説明図である。

符号の説明

１０ 複合型観察装置
１２ （制御機構としての）制御部
１４ 載置台機構
１５ａ 観察光軸
１６ 走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）
１６ａ 走査軸
１８ 観察対象
２０ａ 載置面
２２ 光学顕微鏡
２３ 計測光学系
２５ 表示器
２５ａ 表示画面
２６ （指示機構としての）指示器
２７ （記憶機構としての）記憶部
３０ 光学観察画像
３１ 計測観察画像
３２ 電子観察画像
３３ （計測光学系における計測表示領域を示す記号としての）計測表示枠
３３´ （計測光学系における計測表示領域を示す記号としての）計測表示枠
３３´´ （計測光学系における計測表示領域を示す記号としての）計測表示枠
３４ （走査型電子顕微鏡における電子表示領域を示す記号としての）電子表示枠
３５ （走査型電子顕微鏡における電子表示領域を示す記号としての）電子表示点
４２ 対物レンズ
７０ 共焦点顕微鏡
９０ レーザ顕微鏡
５０１、５０２ 干渉計

Claims (7)

1. 観察対象を載置する載置面をＸＹ平面に沿って移動可能に保持する載置台機構と、
   該載置台機構による前記載置面の移動領域内でＺ方向の観察光軸を有する光学顕微鏡と、
   前記載置面上で前記観察光軸と交差する走査軸を有する走査型電子顕微鏡と、
   該走査型電子顕微鏡と前記光学顕微鏡との中間の分解能を有し前記光学顕微鏡の対物レンズを共用する計測光学系と、
   該計測光学系、前記走査型電子顕微鏡および前記光学顕微鏡により取得された前記観察対象の観察データから観察画像を生成するとともに前記載置台機構による前記載置面の移動を制御する制御機構と、
   該制御機構の制御により前記観察画像が表示される表示画面を有する表示器と、を備え、
   前記制御機構は、前記表示画面に、前記光学顕微鏡による光学観察画像を表示させる際、前記計測光学系の分解能で見た計測表示領域を示す記号を重ねて表示させることができるとともに、前記計測光学系による計測観察画像を表示させる際、前記走査型電子顕微鏡の分解能で見た電子表示領域を示す記号を重ねて表示させることができることを特徴とする複合型観察装置。
2. 前記制御機構は、前記表示画面上における任意の二点間の方向と間隔を、実際の前記載置面の方向と間隔に換算して該載置面を移動させるべく前記載置台機構を制御することを特徴とする請求項１に記載の複合型観察装置。
3. 請求項１または請求項２に記載の複合型観察装置であって、
   さらに、前記表示画面上の任意の位置を指定可能であるとともに前記光学顕微鏡、前記計測光学系および前記走査型電子顕微鏡間の切り換えの指示が可能な指示機構を備え、
   前記制御機構は、前記表示画面に前記光学観察画像を表示させている際、前記指示機構により任意の位置が指定されると、該指定位置が中心となる位置に前記計測表示領域を示す記号を重ねて表示させ、前記指示機構により前記計測光学系への切り換えの指示が為されると、前記指定位置が前記観察光軸上に位置するように前記載置面を移動させるべく前記載置台機構を制御して前記計測観察画像を前記表示画面に表示させることを特徴とする複合型観察装置。
4. 請求項１または請求項２に記載の複合型観察装置であって、
   さらに、前記表示画面上の任意の位置を指定可能であるとともに前記光学顕微鏡、前記計測光学系および前記走査型電子顕微鏡間の切り換えの指示可能な指示機構を備え、
   前記制御機構は、前記表示画面に前記計測観察画像を表示させている際、前記指示機構により任意の位置が指定されると、該指定位置が中心となる位置に前記電子表示領域を示す記号を重ねて表示させ、前記指示機構により前記走査型電子顕微鏡への切り換えの指示が為されると、前記観察光軸上に前記指定位置が位置するように前記載置面を移動させるべく前記載置台機構を制御して前記走査型電子顕微鏡による電子観察画像を前記表示画面に表示させることを特徴とする複合型観察装置。
5. 前記制御機構は、前記表示画面に、前記光学観察画像を表示させる際、前記計測表示領域に加えて該計測表示領域の中心に位置するように前記電子表示領域を示す記号を重ねて表示させることができることを特徴とする請求項１に記載の複合型観察装置。
6. 請求項１ないし請求項５のいずれか１項に記載の複合型観察装置であって、
   さらに、前記観察画像を格納可能な記憶機構を備え、
   前記制御機構は、前記表示器の前記表示画面に表示させた前記光学観察画像を前記記憶機構に格納し、かつ前記表示器の前記表示画面に表示させた前記計測観察画像を該光学観察画像における位置情報とともに前記記憶機構に格納し、前記表示器の前記表示画面に表示させた前記電子観察画像を該光学観察画像における位置情報および前記計測観察画像における位置情報とともに前記記憶機構に格納することを特徴とする複合型観察装置。
7. 前記計測光学系は、Ｚ方向の寸法の計測が可能であることを特徴とする請求項１ないし請求項７のいずれか１項に記載の複合型観察装置。
   

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