JP2003207469A - 電子プローブマイクロアナライザ - Google Patents

電子プローブマイクロアナライザ

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JP2003207469A
JP2003207469A JP2002005915A JP2002005915A JP2003207469A JP 2003207469 A JP2003207469 A JP 2003207469A JP 2002005915 A JP2002005915 A JP 2002005915A JP 2002005915 A JP2002005915 A JP 2002005915A JP 2003207469 A JP2003207469 A JP 2003207469A
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electron
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JP2002005915A
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Inventor
Hiroyuki Yamada
浩之 山田
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Jeol Ltd
日本電子株式会社
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 試料に電子線を照射して、試料より発生した
X線の分析装置において、試料を真上より視た高倍光学
像と低倍光学像を同時に観察できる試料観察装置を備え
た電子プローブマイクロアナライザを提供すること。 【解決手段】 試料に電子ビームを照射し、電子ビーム
の照射によって発生したX線の分析を行う電子プローブ
マイクロアナライザであって、試料に光を照射する手段
と、試料からの反射光を導入して試料像を得る光学顕微
鏡を備えた電子プローブマイクロアナライザにおいて、
前記光学顕微鏡の光路に配置される光路分岐手段と、該
分岐手段によって分岐された光路に配置される前記顕微
鏡と異なる倍率の第2の光学顕微鏡手段と、夫々の光学
顕微鏡の夫々の光学像撮像する手段を備えことを特徴と
する。

Description

【発明の詳細な説明】 【0001】 【発明の属する技術分野】本発明は、分析試料に電子ビ
ームを照射して、試料より発生したX線の分析を行う電
子プローブマイクロアナライザに関し、特に試料の光学
像の観察装置に関する。 【0002】 【従来の技術】電子プローブマイクロアナライザ(EP
MA)においては、試料への電子ビームを照射によって
発生したX線を波長分散形X線分光器で検出するが、こ
のX線検出信号の強度は、試料の高さ方向の位置によっ
て大きく変動し、試料のある高さ位置において最もX線
信号強度が大きくなる。この最も良い高さに試料をセッ
トするため、その高さにフォーカスを合わせた焦点深度
の浅い光学顕微鏡を用いることが行われている。そし
て、試料の分析箇所を変更したり、試料の交換をした場
合は、電子ビームの照射に先立って、光学顕微鏡によっ
て分析箇所にフォーカスが合うように試料の高さを調整
し、フォーカスが最も合った位置で試料の高さ位置を決
定する。その後、電子ビームを試料に照射すれば、X線
の最大信号強度が得られる状態でX線分析を行うことが
できる。 【0003】この光学顕微鏡は、焦点合わせ以外にも、
試料の光学像を観察し、電子ビームでの観察場所や分析
箇所を選定するのに使用されている。光学像は、2次電
子像に比べて試料の形態と同時に組成等の色情報が含ま
れたカラー像として観察できる利点がある。例えば、最
近の集積度が増した半導体関連の試料では、同じような
パターンの中から目的とする分析位置を見つけ出すの
に、この色情報が有効な手段となる。光学顕微鏡として
は、フォーカス合わせの高倍率と、試料の出来るだけ広
い観察視野より分析部を見つけ出すための低倍率の要望
がある。そのため、光学顕微鏡としては、倍率の可変範
囲に有る程度の制約を受けるがズーム機能を持たせたも
のや、高倍率光学顕微鏡の他に、別途、低倍率光学顕微
鏡を試料に対して斜めより視る角度で組み込んだものが
用いられている。通常、これらの光学像は、光学顕微鏡
の接眼レンズにTVカメラを接続して撮像し、その映像
信号をカラー表示装置上でカラー像として表示、観察さ
れる。 【0004】 【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記に
述べたようなズーム機能を持った光学顕微鏡では、高倍
と低倍の光学像を同時に観察することができない。ま
た、電子プローブマイクロアナライザの分析過程におい
て、試料の分析位置を特定するために出来るだけ広い観
察視野の低倍像と試料の高さ位置調整としてフォーカス
合わせの高倍像とを頻繁に倍率を変更することが必要で
あり、それに伴うズーム機構の倍率変更に費やす時間
や、ズーム機構の機械的な摩耗等による信頼性(寿命)
に難がある。一方、高倍率光学顕微鏡の他に、別途、低
倍率光学顕微鏡を設ける場合では、試料を斜めから観察
することにより光学像が歪んで、正確な分析位置の特定
ができない問題が生じる。また、2つの光学顕微鏡を設
置するために狭い試料室の試料ステージ回りはますます
狭くなり、試料室に配置される他の機器に対して制約を
与えることになる。 【0005】本発明は、これらの点に鑑みてなされたも
ので、その目的は、試料を真上より視た高倍と低倍の光
学像を同時に表示観察することができる試料観察装置を
提供する。 【0006】 【課題を解決するための手段】この目的を達成するた
め、本発明の試料観察装置は、試料に電子ビームを照射
し、電子ビームの照射によって発生したX線の分析を行
う電子プローブマイクロアナライザであって、試料に光
を照射する手段と、試料からの反射光を導入して試料像
を得る光学顕微鏡を備えた電子プローブマイクロアナラ
イザにおいて、前記光学顕微鏡の光路に配置される光路
分岐手段と、該分岐手段によって分岐された光路に配置
される前記顕微鏡と異なる倍率の第2の光学顕微鏡手段
と、夫々の光学顕微鏡の夫々の光学像撮像する手段を備
えことを特徴とする。 【0007】 【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の実
施の形態を詳細に説明する。図1は本発明に係わる電子
プローブマイクロアナライザ用の光学像観察装置の一実
施例を示している。図中1は電子銃であり、電子銃1か
ら発生し加速された電子ビームEbは集束レンズ2,対
物レンズ3によって試料4上に細く集束され、走査コイ
ル5によって試料4上の所望領域で2次元的に走査され
る。試料4への電子ビームEbの照射によって発生した
2次電子は、2次電子検出器6によって検出され、増幅
器7を介して画像処理装置8に入力され2次電子の画像
信号として信号処理される。2次電子画像信号は制御装
置20に入力され、所定の制御指令に基づいて表示装置
21に2次電子像として表示される。また、この試料4
の上部には、図示していないX線分光器が配置されてお
り、試料4への電子ビームEbの照射によって発生した
特性X線を検出し、得られたX線スペクトルにより分析
を行う。 【0008】試料4はX,Y2次元方向に移動できる水
平移動機構とZ方向に移動できる垂直移動機構を備えた
試料ステージ9に試料ホルダ22を介して載せられてい
る。この試料ステージ9は駆動制御回路10を介して制
御装置20によって制御される。 【0009】11は光源であり、光源11からの光は、
レンズ12を通して,半透明鏡13によって反射され
る。半透明鏡13によって反射された光は、電子ビーム
Ebの光軸上に配置され電子ビーム通過孔を有した反射
鏡14によって反射された後、反射対物レンズ15によ
って試料4上に集束される。試料4から反射した光は、
反射対物レンズ15によって拡大され、反射鏡14によ
って反射され、半透明鏡16を通過し、半透明鏡16に
よって2つの光束に分離される。半透明鏡16を透過し
た光は、低倍率の光学顕微鏡としての接眼レンズ系17
によってTVカメラ18a上に低倍の光学像として結像
される。一方、半透明鏡16によって反射された光は、
高倍率の光学顕微鏡としての接眼レンズ系19によって
TVカメラ18b上に高倍の光学像として結像される。
TVカメラ18a、18bは、低倍の光学像と高倍の光
学像を撮像し、その結果得られた低倍と高倍の映像信号
は制御装置20に入力され、所定の制御指令に基づいて
表示装置21に低倍光学像と高倍光学像として図2に示
すように同時に表示される。このような構成の動作を図
3のフローチャートのステップSの符号を用いて次に説
明する。 【0010】まず始めに、試料4を試料ホルダ22に取
り付け試料ステージ9に載せて、図示してない真空装置
により排気する(ステップS1)。電子プローブマイク
ロアナライザとしての通常のX線分析は、電子銃1から
の電子ビームEbを試料4上に細く集束し、試料から発
生した特性X線を図示しないX線分光器で分光し、得ら
れたX線スペクトルにより行う。この電子ビームEbの
照射の前に、光源11からの光を前述した光学系を通し
て試料4に照射し、試料からの反射光を前述した光学系
を通して2つに分岐しTVカメラ18aにより試料の低
倍光学像を、また、TVカメラ18bにより高倍光学像
を撮像する。これら撮像された光学像の映像信号は、制
御装置20を通して、所定の制御指示に基づいて表示装
置21上に送られ、その結果低倍光学像と高倍光学像が
図2に示すように同時に表示される。この低倍光学像を
モニターしながら、像のフォーカスが合うように試料ス
テージ9の垂直移動機構をステージ制御装置10を介し
て制御装置20によって試料の高さ(Z)位置の調整を
行う(ステップS2)。 【0011】次に、表示装置21上に表示された低倍光
学像を観察して分析位置を確認し、その分析位置のほぼ
中心部が低倍光学像の表示エリアの中央に配置されるよ
うにステージ9の水平移動機構を操作する。この場合、
ステージ制御装置10を介して制御装置20によって試
料のX軸方向,Y軸方向の位置の調整を行う(ステップ
S3)。この状態において、高倍光学像の表示エリアに
は分析位置の像がフォーカスが若干ずれた状態で表示さ
れている。 【0012】次に、表示装置21上に表示された高倍光
学像中の分析位置の中心点が高倍光学像の表示エリアの
中央にくるように試料ステージ9の水平移動機構を操作
する。この場合、ステージ制御装置10を介して制御装
置20によって試料のX軸方向,Y軸方向の位置の調整
を行う。引き続き、この高倍光学像をモニターしなが
ら、像のフォーカスが合うように試料ステージ9の垂直
移動機構を操作する。この場合、ステージ制御装置10
を介して制御装置20によって試料の高さ(Z)位置の
調整を行う(ステップ4)。 【0013】先に述べたように、高倍光学顕微鏡により
フォーカスが合った位置がX線信号が最大になるように
X線分光器の機械的位置が事前調整されており、従って
高倍光学像によるフォーカス合わせが行われると、高倍
光学像中でフォーカスが合った分析箇所がX線分光器に
とって最適な位置となる。また、高倍光学像の表示エリ
アの中心(光軸)と電子ビームEbの光軸との位置関係
は、機械的に調整されており、高倍光学像の表示エリア
の中心(光軸)に分析位置の中心点を合わせると、分析
位置の中心点は電子ビームEbの光軸と一致する。 【0014】前記までの工程によって、分析位置の中心
点は電子ビームEbの光軸にセットされ、電子銃1を起
動させて電子ビームEbを試料4に照射して、目的とす
る分析に合うように電子プローブマイクロアナライザの
諸条件を設定して目的の分析、例えば、点分析、ライン
分析、面分析等を行う(ステップ5)。選定した分析位
置について分析が終了したかを判定し、他の箇所に移動
する場合には、前記ステップS2にもどって、ステップ
S3、ステップS4の工程を繰り返す(ステップ6)。 【0015】以上、本発明の一実施形態について説明し
たが、本発明は上記実施形態に限定されるものではな
い。例えば、低倍光学像および高倍光学像の個々の倍率
は光学レンズを交換することにより可変できる。また、
表示装置の2つの表示エリアには一方の表示エリアに光
学像を、もう一方の表示エリアには電子ビームによって
得られた2次電子像や反射電子像、X線分析像等を同時
に表示する機能を備えるのが好ましい。また、一つの表
示装置を用いて高倍光学像と低倍光学像を表示したが2
つ以上の表示装置で同時に表示してもよい。また、自動
フォーカス制御機能を用いてステージの垂直移動機構を
制御することにより、光学像のフォーカスを自動的に合
わせるようにしても良い。 【0016】 【発明の効果】以上の説明から明らかのように、本発明
の試料の光学像の観察装置では、試料を真上からみた像
歪みの少ない低倍光学像と高倍光学像を同時に観察がで
き、低倍光学像より試料の広い視野を観察しながら分析
箇所を選定ができ、また同時に、高倍光学像により分析
部の詳細な構造を観察できるとともに、高倍光学像のフ
ォーカスを合わせることによりX線分光器の最大信号強
度が得られる状態でX線分析を行うことができる。 【0017】
【図面の簡単な説明】 【図1】本発明に係わる電子プローブマイクロアナライ
ザ用の光学像観察装置の一実施例を示す図である。 【図2】本発明の表示装置の表示例を示す図である。 【図3】本発明の一実施例の作用を説明するためのフロ
ーチャートである。 【符号の説明】 1…電子銃、2…集束レンズ、3…対物レンズ、4…試
料、5…走査コイル、6…2次電子検出器、7…増幅
器、8…画像処理装置、9…試料ステージ、10…駆動
制御装置、11…光源、12…レンズ、13…半透明
鏡、14…反射鏡、15…反射対物レンズ、16…半透
明鏡、17、19…接眼レンズ、18a、18b…TV
カメラ、20…制御装置、21…表示装置。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 【請求項1】試料に電子ビームを照射し、電子ビームの
    照射によって発生したX線の分析を行う電子プローブマ
    イクロアナライザであって、試料に光を照射する手段
    と、試料からの反射光を導入して試料像を得る光学顕微
    鏡を備えた電子プローブマイクロアナライザにおいて、
    前記光学顕微鏡の光路に配置される光路分岐手段と、該
    分岐手段によって分岐された光路に配置される前記顕微
    鏡と異なる倍率の第2の光学顕微鏡手段と、夫々の光学
    顕微鏡の夫々の光学像撮像する手段を備えことを特徴と
    する電子プローブマイクロアナライザ。
JP2002005915A 2002-01-15 2002-01-15 電子プローブマイクロアナライザ Granted JP2003207469A (ja)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007285797A (ja) * 2006-04-14 2007-11-01 Jeol Ltd 電子プローブマイクロアナライザ
JP2015148499A (ja) * 2014-02-06 2015-08-20 日本電子株式会社 粒子解析装置、およびプログラム
WO2017033591A1 (ja) * 2015-08-21 2017-03-02 株式会社 日立ハイテクノロジーズ 荷電粒子線装置および試料ステージのアライメント調整方法

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