JP2003007245A - Element mapping apparatus - Google Patents

Element mapping apparatus

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JP2003007245A
JP2003007245A JP2001184748A JP2001184748A JP2003007245A JP 2003007245 A JP2003007245 A JP 2003007245A JP 2001184748 A JP2001184748 A JP 2001184748A JP 2001184748 A JP2001184748 A JP 2001184748A JP 2003007245 A JP2003007245 A JP 2003007245A
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JP
Japan
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electron beam
scanning
sample
element mapping
mapping apparatus
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JP2001184748A
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Japanese (ja)
Inventor
Masahiko Kuwata
桑田正彦
Hironori Maeda
前田浩範
Takao Minami
孝男 南
Kiyoshi Kawatsu
清 川津
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NIPPON DENSHI ENG
Jeol Ltd
Jeol Engineering Co Ltd
Original Assignee
NIPPON DENSHI ENG
Jeol Ltd
Jeol Engineering Co Ltd
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To produce correct average element information related to position resolution. SOLUTION: An element mapping apparatus, which passes, for scanning, a sample stage or an electron beam 6 in X-and Y-directions for irradiating a sample with the electron beam, measures characteristic X-ray generated in each position and displays measurement position information and element information relationally, has a modulating means 11 for modulating X- and Y- scanning signals for the electron beam 6, so as to conduct rectangular scanning, corresponding to unit X- and Y-scanning distances.

Description

【発明の詳細な説明】 【0001】 【発明の属する技術分野】本発明は走査型電子顕微鏡で
試料の元素分布を測定する元素マッピング装置に関す
る。 【0002】 【従来の技術】走査型電子顕微鏡で試料の元素分布を測
定する場合、試料台または電子ビームをX,Y方向に走
査して電子ビームを試料に照射し、各位置において発生
する特性X線を計測し、位置情報と元素情報を対応させ
て表示しており、図4により従来の元素マッピング装置
を説明する。 【0003】図示しない電子銃より放射された電子線6
を偏向装置4で偏向走査して試料7上に収束して照射
し、各位置において発生する特性X線をX線検出器8で
検出して電気信号に変換し、位置情報と元素情報を得
る。偏向装置4を駆動する偏向信号は、スキャンジェネ
レータ9で順次発生するX,Yデータに基づいてD/A
コンバータ10で電圧または電流に変換して供給され
る。 【0004】電子線走査信号は、例えば、図5に示すよ
うに、1ステップΔEXで変化するX走査信号(図5
(a))と、X方向の全走査毎に1ステップΔEYづつ
変化するY走査信号(図5(b))からなっており、こ
のX,Y走査信号により、試料の所定領域を走査して元
素マッピングを行うことができる。 【0005】 【発明が解決しようとする課題】ところで、図4に示す
従来の元素マッピング装置において、デジタル的に走査
を行うため、測定点が不連続になる。すなわち、図6に
示すように、X方向、Y方向の1ステップ幅EX,EY
で規定される領域の中の特定の点、例えば各領域の中心
点Pが不連続的に走査されて計測されることになる。こ
のように測定点が不連続になると、測定点Pの元素情報
がその近傍の平均組成を代表しているものとして測定さ
れることになるが、その保証が得られない。 【0006】これを解決する方法としては、測定する電
子線のビーム径を大きくしたり、矩形のスリットにより
1次電子線を矩形ビームとしなければならない。この場
合、広げたビームの強度分布は一様でないという問題点
がある。また、X,Y方向における測定点の細かさを細
かくし、位置分解能を上げると、計測に長時間を要する
ため、必要最小限の位置分解能で測定し、かつ位置分解
能に相当する領域の平均組成を測定する事が求められて
いる。 【0007】 【課題を解決するための手段】本発明は上記課題を解決
するためのもので、位置分解能における正しい平均元素
情報が得られることを目的としている。そのために本発
明は、試料台又は電子ビームをX,Y方向に走査して試
料に電子ビームを照射し、各位置において発生する特性
X線を計測し、計測位置情報と元素情報を対応させて表
示する元素マッピング装置において、電子ビームのX,
Y走査信号を変調する変調手段を設け、単位X,Y走査
量に相当する矩形走査を行うようにしたことを特徴す
る。 【0008】 【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
を参照しつつ説明する。図1は本発明の元素マッピング
装置の構成を示す図、図2は電子線走査信号を示す図、
図3は試料上を矩形走査する説明図である。電子銃1か
ら放射された電子線を陽極2、収束レンズ3、偏向装置
4、対物レンズ5を通して試料7に照射し、試料から発
生した特性X線をX線検出器8で検出する。偏向装置4
は、スキャンジェネレータ9で順次発生したX,Yデー
タをD/Aコンバータ10で電圧または電流に変換し、
さらにモジュレータ11でアナログの微小交流波を重畳
して変調した偏向信号が供給され、この信号に基づいて
電子線6を矩形走査する。検出されたX線は前置増幅器
で増幅し、信号処理回路13でスキャンジェネレータ9
から送られる位置信号と対応させてマッピングを行い、
コンピュータ14で信号処理して表示を行う。 【0009】測定が開始されると、スキャンジェネレー
タ9は、例えば、Xの値を予め定められた値の増分で数
列をD/Aコンバータ10に出力する。D/Aコンバー
タ10はその値に基づいたアナログ電圧を出力し、電子
ビームを一定値だけシフトする。Xが予め定められた値
に達すると、初期値にリセットし、同時にYを予め定め
られた値だけ増加させる。この連続でYがある定められ
た値に達したとき、Yを初期値にリセットする。モジュ
レータ11は走査領域がX,Yの増分に等しい矩形とな
るようなアナログの微小交流波をD/Aコンバータ出力
に重畳する。 【0010】すなわち、図2に示すように、モジュレー
タ11は変化幅ΔEXでステップ状に変化するX走査信
号(図2(a))と、X方向の全走査毎に1ステップΔ
EYづつ変化するY走査信号(図2(b))のそれぞれ
にアナログの微小交流波(例えば、鋸歯状波や三角波)
を重畳した信号を出力する。これにより、図3に示すよ
うに、X走査信号、Y走査信号の1ステップEX、EY
で規定される矩形領域Sが走査され、その結果、領域S
の平均元素情報が得られる。 【0011】 【発明の効果】以上のように本発明によれば、元素マッ
ピング装置においてX,Y走査信号を変調し、単位X,
Y走査量に相当する矩形走査を行うことによって、位置
分解能における平均元素情報が得られることができる。
そして、矩形変調のフレーム数に同期してX,Yの移動
を行うため、単位分析領域における正しい平均組成が得
られる。
Description: BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an element mapping apparatus for measuring an element distribution of a sample with a scanning electron microscope. 2. Description of the Related Art When measuring the element distribution of a sample with a scanning electron microscope, a sample stage or an electron beam is scanned in the X and Y directions to irradiate the sample with the electron beam, and characteristics generated at each position. X-rays are measured and positional information and element information are displayed in association with each other. A conventional element mapping apparatus will be described with reference to FIG. An electron beam 6 emitted from an electron gun (not shown)
Is deflected and scanned by the deflecting device 4 to converge and irradiate it on the sample 7, and the characteristic X-rays generated at each position are detected by the X-ray detector 8 and converted into electric signals to obtain position information and elemental information. . A deflection signal for driving the deflection device 4 is based on D / A based on X and Y data sequentially generated by the scan generator 9.
The power is converted into a voltage or a current by the converter 10 and supplied. An electron beam scanning signal is, for example, an X scanning signal (FIG. 5) that changes in one step ΔEX as shown in FIG.
(A)) and a Y scanning signal (FIG. 5 (b)) that changes by one step ΔEY for every scanning in the X direction. A predetermined area of the sample is scanned by the X and Y scanning signals. Elemental mapping can be performed. [0005] In the conventional element mapping apparatus shown in FIG. 4, since scanning is performed digitally, measurement points become discontinuous. That is, as shown in FIG. 6, one step width EX, EY in the X direction and the Y direction.
A specific point in the area defined by the above, for example, the center point P of each area is scanned discontinuously and measured. When the measurement points are discontinuous in this way, the element information of the measurement point P is measured as representative of the average composition in the vicinity thereof, but this cannot be guaranteed. As a method of solving this, the beam diameter of the electron beam to be measured must be increased, or the primary electron beam must be formed into a rectangular beam by a rectangular slit. In this case, there is a problem that the intensity distribution of the expanded beam is not uniform. Further, if the resolution of the measurement points in the X and Y directions is made finer and the position resolution is increased, it takes a long time to perform the measurement. Measurement is required. SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above-mentioned problems, and has as its object to obtain correct average element information in position resolution. For this purpose, the present invention scans the sample stage or the electron beam in the X and Y directions to irradiate the sample with the electron beam, measures characteristic X-rays generated at each position, and associates the measured position information with the element information. In the element mapping apparatus to be displayed, the X,
Modulating means for modulating the Y scanning signal is provided, and rectangular scanning corresponding to the unit X, Y scanning amount is performed. [0008] Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a diagram showing a configuration of an element mapping apparatus of the present invention, FIG. 2 is a diagram showing an electron beam scanning signal,
FIG. 3 is an explanatory diagram for performing rectangular scanning on the sample. The sample 7 is irradiated with an electron beam emitted from the electron gun 1 through the anode 2, the converging lens 3, the deflecting device 4, and the objective lens 5, and characteristic X-rays generated from the sample are detected by the X-ray detector 8. Deflection device 4
Converts the X and Y data sequentially generated by the scan generator 9 into a voltage or a current by the D / A converter 10,
Further, a deflection signal obtained by superimposing and modulating an analog minute AC wave by the modulator 11 is supplied, and the electron beam 6 is rectangularly scanned based on this signal. The detected X-rays are amplified by a preamplifier, and the signal processing circuit 13 scans the scan generator 9.
Perform mapping in correspondence with the position signal sent from
The signal is processed by the computer 14 for display. When the measurement is started, the scan generator 9 outputs a sequence of numbers to the D / A converter 10 by, for example, incrementing the value of X by a predetermined value. The D / A converter 10 outputs an analog voltage based on the value, and shifts the electron beam by a constant value. When X reaches a predetermined value, it is reset to an initial value, and at the same time, Y is increased by a predetermined value. When Y reaches a predetermined value in this series, Y is reset to an initial value. The modulator 11 superimposes, on the output of the D / A converter, an analog minute AC wave such that the scanning area becomes a rectangle equal to the increment of X and Y. That is, as shown in FIG. 2, the modulator 11 outputs an X-scan signal (FIG. 2A) that changes stepwise with a change width ΔEX, and outputs one step Δ for every scan in the X direction.
Each of the Y scanning signals (FIG. 2B) that changes by EY is converted to an analog minute AC wave (for example, a sawtooth wave or a triangular wave).
Is output. Thereby, as shown in FIG. 3, one step EX, EY of the X scan signal and the Y scan signal
Is scanned, and as a result, the area S
Average element information is obtained. As described above, according to the present invention, the X and Y scanning signals are modulated in the element mapping device and the unit X, Y
By performing a rectangular scan corresponding to the Y scan amount, it is possible to obtain average element information at a position resolution.
Then, since the X and Y movements are performed in synchronization with the number of frames of the rectangular modulation, a correct average composition in the unit analysis area can be obtained.

【図面の簡単な説明】 【図1】 本発明の元素マッピング装置の構成を示す図
である。 【図2】 電子線走査信号を示す図である。 【図3】 試料上を矩形走査する説明図である。 【図4】 従来の元素マッピング装置を示す図である。 【図5】 電子線走査信号を説明する図である。 【図6】 測定点が不連続となることの説明図である。 【符号の説明】 1…電子銃、2…陽極、3…収束レンズ、4…偏向装
置、5…対物レンズ、6…電子線、7…試料、8…X線
検出器、9…スキャンジェネレータ、10…D/Aコン
バータ、11…モジュレータ、12…前置増幅器、13
…信号処理装置、14…コンピュータ。
BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a diagram showing a configuration of an element mapping device of the present invention. FIG. 2 is a diagram showing an electron beam scanning signal. FIG. 3 is an explanatory diagram for performing rectangular scanning on a sample. FIG. 4 is a diagram showing a conventional element mapping apparatus. FIG. 5 is a diagram illustrating an electron beam scanning signal. FIG. 6 is a diagram illustrating that measurement points are discontinuous. [Description of Signs] 1 ... Electron gun, 2 ... Anode, 3 ... Converging lens, 4 ... Deflection device, 5 ... Objective lens, 6 ... Electron beam, 7 ... Sample, 8 ... X-ray detector, 9 ... Scan generator, 10 D / A converter, 11 modulator, 12 preamplifier, 13
... Signal processing device, 14 ... Computer.

フロントページの続き (72)発明者 前田浩範 東京都昭島市武蔵野三丁目1番2号 日本 電子エンジニアリング株式会社内 (72)発明者 南 孝男 東京都昭島市武蔵野三丁目1番2号 日本 電子エンジニアリング株式会社内 (72)発明者 川津 清 東京都昭島市武蔵野三丁目1番2号 日本 電子エンジニアリング株式会社内 Fターム(参考) 2G001 AA03 BA05 CA01 GA01 GA06 GA10 HA13 KA20 5C033 FF03 UU04 UU05 Continuation of front page    (72) Inventor Hironori Maeda             3-1-2 Musashino, Akishima City, Tokyo Japan             Electronic Engineering Co., Ltd. (72) Inventor Takao Minami             3-1-2 Musashino, Akishima City, Tokyo Japan             Electronic Engineering Co., Ltd. (72) Inventor Kiyoshi Kawazu             3-1-2 Musashino, Akishima City, Tokyo Japan             Electronic Engineering Co., Ltd. F-term (reference) 2G001 AA03 BA05 CA01 GA01 GA06                       GA10 HA13 KA20                 5C033 FF03 UU04 UU05

Claims (1)

【特許請求の範囲】 【請求項1】 試料台又は電子ビームをX,Y方向に走
査して試料に電子ビームを照射し、各位置において発生
する特性X線を計測し、計測位置情報と元素情報を対応
させて表示する元素マッピング装置において、 電子ビームのX,Y走査信号を変調する変調手段を設
け、単位X,Y走査量に相当する矩形走査を行うように
したことを特徴する元素マッピング装置。
Claims 1. A sample stage or an electron beam is scanned in X and Y directions to irradiate the sample with an electron beam, and characteristic X-rays generated at each position are measured. An element mapping device for displaying information in correspondence with a device, comprising a modulating means for modulating an X, Y scanning signal of an electron beam to perform a rectangular scan corresponding to a unit X, Y scanning amount. apparatus.
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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EP3401942A1 (en) 2017-05-09 2018-11-14 Jeol Ltd. Electron microscope and control method
CN110006937A (en) * 2019-04-02 2019-07-12 深圳鸿鹏新能源科技有限公司 Utilize the method for scanning electron microscope test sample under limiting resolution
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