JP2006126054A - Cathode luminescence analyzing method and cathode luminescence analyzer - Google Patents

Cathode luminescence analyzing method and cathode luminescence analyzer Download PDF

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Tomohito Notoya
能登谷  智史
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a cathode luminescence analyzing method inexpensively obtaining the original signal component (net component), and also to provide a cathode luminescence analyzer. <P>SOLUTION: The cathode luminescence analyzer is constituted so as to irradiate a sample 5 with electron beam not only to detect the light emitted from the sample 5 by the irradiation with the electron beam by a photodetector 11, but also to obtain the wavelength spectrum of the detected light, and equipped with: a cut-off means for preventing the irradiation of the sample 5 with the electron beam; and an operation control means 13 for comparing the count value, which is detected by the photodetector 11 in a state that the cut-off means is opened, with the count value detected by the photodetector 11 in a state of the sample 5 being irradiated with the electron beam by operating the cut-off means to calculate the cathode luminescence characteristics of the sample. <P>COPYRIGHT: (C)2006,JPO&NCIPI

Description

本発明は、カソードルミネッセンス分析方法及び装置に関する。   The present invention relates to a method and apparatus for cathodoluminescence analysis.

カソードルミネッセンス分析装置は、細く絞った電子線を試料に照射し、電子線により励起された光を検出して試料の微小領域の発光分析を行なう装置である。このカソードルミネッセンス分析装置は、電子線を試料上の1点に照射し、その電子線照射点から発生した光をモノクロメータで分解して波長スペクトルを得たり、モノクロメータをある波長に固定して電子線を試料上で走査しながら発光の分布の様子を得ることができる。発光強度は、例えばフォトン(光量子)カウンティングによる方法や、CCD検出器の出力から得る方法などがある。   The cathodoluminescence analyzer is an apparatus for irradiating a sample with a finely focused electron beam, detecting light excited by the electron beam, and performing emission analysis of a minute region of the sample. This cathodoluminescence analyzer irradiates one point on the sample with an electron beam, decomposes the light generated from the electron beam irradiation point with a monochromator to obtain a wavelength spectrum, or fixes the monochromator to a certain wavelength. The state of light emission distribution can be obtained while scanning the sample with an electron beam. The emission intensity includes, for example, a photon (photon) counting method and a method obtained from the output of a CCD detector.

この種のカソードルミネッセンス分析装置としては、カソードルミネッセンスにより試料から得た波長ごとのスペクトルを表示部に表示するに際し、スペクトル毎に色をつけて表示するようにした装置が知られている(例えば特許文献1参照)。   As this type of cathodoluminescence analyzer, an apparatus is known in which a spectrum for each wavelength obtained from a sample by cathodoluminescence is displayed on a display unit with a color for each spectrum (for example, a patent). Reference 1).

カソードルミネッセンス分析装置では、試料から電子線により励起された光を検出するものであるが、微弱なカソードルミネッセンスの測定は困難な場合がある。具体的には、その価格や操作の簡易さから広く普及しているフィラメント型電子銃では、フィラメントの発光が試料表面で反射されて検出器に入射してしまうことや、光電子増倍管やCCD検出器のダークノイズなどがその困難の原因である。そこで、測定値からフィラメント発光成分やノイズ成分を除去することなどが行われている。   Although the cathodoluminescence analyzer detects light excited by an electron beam from a sample, it may be difficult to measure weak cathodoluminescence. Specifically, in the filament type electron gun that is widely used due to its price and simplicity of operation, the light emitted from the filament is reflected by the sample surface and enters the detector, or a photomultiplier tube or CCD. The dark noise of the detector is the cause of the difficulty. Therefore, removal of the filament light emission component and noise component from the measured value is performed.

具体的な構成としては、電子銃にビームを遮断するビームブランキング装置と、ロックインアンプ(周期的な信号を入れ、周期に合わせて位相検波を行なうようにしたもの)を組み込み、位相を検出する方法や、電子銃を動作温度が低くフィラメントの発光を持たないコールドFE(電界放射型)電子銃を使うなどの方法が採用されていた。また、対物絞りの穴径を小さくしてフィラメント発光の影響を軽減する方法や、検出器を冷却してダークノイズの発生自体を抑制する方法などが行なわれている。
特開2001−91461号公報(第2頁、第3頁、図2)
As a specific configuration, a beam blanking device that blocks the beam and a lock-in amplifier (which puts a periodic signal and performs phase detection in accordance with the cycle) are incorporated into the electron gun to detect the phase. And a method of using a cold FE (field emission type) electron gun having a low operating temperature and no filament emission has been employed. In addition, a method of reducing the influence of filament light emission by reducing the hole diameter of the objective aperture, a method of suppressing the generation of dark noise by cooling the detector, and the like are performed.
JP 2001-91461 A (second page, third page, FIG. 2)

前述した従来の装置では、微弱なカソードルミネッセンスの測定でノイズ等の影響を抑制するためには、いずれの方法でも高価な回路又は機構を用いる必要があった。
本発明はこのような課題に鑑みてなされたものであって、微弱なカソードルミネッセンス測定時でも本来の信号成分(ネット成分)を安価で得ることができるカソードルミネッセンス分析方法及び装置を提供することを目的としている。
In the conventional apparatus described above, it is necessary to use an expensive circuit or mechanism in any method in order to suppress the influence of noise or the like by measuring weak cathodoluminescence.
The present invention has been made in view of such a problem, and provides a cathodoluminescence analysis method and apparatus capable of obtaining an original signal component (net component) at a low cost even when measuring weak cathodoluminescence. It is aimed.

本発明は、フォトンカウンティング計測や、CCD検出器と同期して、電子光学系の軸補正機能又は集束レンズの可変機能により照射電流がゼロの時のバックグラウンド計数値と、照射電流を照射した時の計数値をそれぞれ取り込むことができる構成となっている。   In the present invention, the photon counting measurement and the background count value when the irradiation current is zero and the irradiation current are irradiated by the axis correction function of the electron optical system or the variable function of the focusing lens in synchronization with the CCD detector. Each count value can be taken in.

請求項1記載の発明は、電子光学系を用いて試料に電子線を照射し、該電子線照射により試料から発生した光を光検出器で検出し、これにより検出した光の波長スペクトルを得るようにしたカソードルミネッセンス分析方法において、前記電子光学系の軸補正機能又は集束レンズの可変機能により電子線を制御して試料に電子線が照射されない時の光検出器によるバックグラウンド計数値と、試料に電子線を照射した時の計数値とをそれぞれ取り込み、試料に電子線を照射した時の計数値から前記バックグラウンド計数値を差し引くことにより、試料の波長スペクトルを求めるようにしたことを特徴とする。   The invention according to claim 1 irradiates the sample with an electron beam using an electron optical system, detects light generated from the sample by the electron beam irradiation with a photodetector, and thereby obtains a wavelength spectrum of the detected light. In the cathodoluminescence analysis method described above, the background count value by the photodetector when the electron beam is controlled by the axis correction function of the electron optical system or the variable function of the focusing lens and the sample is not irradiated with the electron beam, and the sample In this case, the wavelength spectrum of the sample is obtained by subtracting the background count value from the count value when the sample is irradiated with the electron beam and subtracting the background count value from the count value when the sample is irradiated with the electron beam. To do.

請求項2記載の発明は、電子銃の軸合わせコイルに最大電流を与えて、試料に電子線が照射されない状態でブランク時のカソードルミネッセンス強度を求め、試料に電子線を照射した時のカソードルミネッセンス強度を求め、各サンプリング点における前記ブランク時のカソードルミネッセンス強度と、試料に照射電流を照射した時のカソードルミネッセンス強度とから、各サンプリング点におけるカソードルミネッセンスのネット強度を求め、これにより試料の波長スペクトルを求めるようにしたことを特徴とする。   The invention according to claim 2 applies the maximum current to the axial alignment coil of the electron gun, obtains the cathode luminescence intensity at the time of blanking without irradiating the sample with the electron beam, and obtains the cathode luminescence when the sample is irradiated with the electron beam. Determine the intensity, and determine the net intensity of the cathodoluminescence at each sampling point from the cathodoluminescence intensity at the time of blanking at each sampling point and the cathodoluminescence intensity when the sample is irradiated with the irradiation current. It is characterized in that it is requested.

請求項3記載の発明は、前記サンプリングに同期するように電子線の走査コイルを制御して、ビームスキャンによるマッピングが可能になるようにしたことを特徴とする。
請求項4記載の発明は、前記サンプリングに同期するように試料の移動を制御して、試料スキャンによるマッピングが可能になるようにしたことを特徴とする。
The invention according to claim 3 is characterized in that mapping by beam scanning becomes possible by controlling a scanning coil of an electron beam so as to be synchronized with the sampling.
The invention described in claim 4 is characterized in that the sample movement is controlled so as to synchronize with the sampling so that mapping by the sample scan becomes possible.

請求項5記載の発明は、前記光検出器としてマルチチャネルの光電変換素子を用いることを特徴とする。
請求項6記載の発明は、前記電子光学系の機械軸をずらして電子銃のフィラメント発光を遮断し、これにより試料に電子線が照射されないようにしたことを特徴とする。
The invention described in claim 5 is characterized in that a multi-channel photoelectric conversion element is used as the photodetector.
The invention according to claim 6 is characterized in that the mechanical axis of the electron optical system is shifted to block filament light emission of the electron gun so that the sample is not irradiated with an electron beam.

請求項7記載の発明は、試料に電子銃から電子線を照射し、該電子線照射により試料から発生した光を光検出器で検出し、これにより検出した光の波長スペクトルを得るようにしたカソードルミネッセンス分析装置において、前記電子線が試料に照射されないようにする遮断手段と、前記遮断手段を開放した状態で試料に電子線を照射し、前記光検出器で検出した計数値と、前記遮断手段を動作させて電子線が試料に照射されない状態で前記光検出器で検出した計数値とを比較して試料のカソードルミネッセンス特性を求めるようにした演算制御手段とを具備することを特徴とする。   According to the seventh aspect of the invention, the sample is irradiated with an electron beam from an electron gun, light generated from the sample by the electron beam irradiation is detected by a photodetector, and thereby a wavelength spectrum of the detected light is obtained. In the cathodoluminescence analyzer, a blocking means for preventing the sample from being irradiated with the electron beam, a sample value irradiated with the electron beam with the blocking means being opened, and the detected value detected by the photodetector, and the blocking And a calculation control means for obtaining a cathode luminescence characteristic of the sample by operating the means and comparing the count value detected by the photodetector in a state where the sample is not irradiated with the electron beam. .

請求項1記載の発明によれば、試料への電子線の照射電流をゼロにした場合の測定値と、電子線を試料に照射した時の測定値からネットのカソードルミネッセンスのスペクトルを得ることができる。   According to the first aspect of the present invention, the net cathodoluminescence spectrum can be obtained from the measured value when the electron beam irradiation current to the sample is zero and the measured value when the sample is irradiated with the electron beam. it can.

請求項2記載の発明によれば、電子銃の軸合わせコイルに最大電流を与えて試料への電子線の照射を遮断し、その時に得られたカソードルミネッセンス強度と、試料に規定の照射電流となる電子線を照射して得られるカソードルミネッセンス強度の差分からネットのカソードルミネッセンス強度を得ることができる。   According to the invention of claim 2, the maximum current is applied to the axial alignment coil of the electron gun to block the irradiation of the electron beam to the sample, and the cathode luminescence intensity obtained at that time, the specified irradiation current to the sample, The cathode luminescence intensity of the net can be obtained from the difference in cathode luminescence intensity obtained by irradiating the electron beam.

請求項3記載の発明によれば、電子線の走査コイルを制御して、ビームスキャンによるマッピングが可能となる。
請求項4記載の発明によれば、試料の移動を制御して、試料スキャンによるマッピングが可能となる。
According to the third aspect of the present invention, mapping by beam scanning can be performed by controlling the scanning coil of the electron beam.
According to the fourth aspect of the present invention, mapping by sample scanning can be performed by controlling the movement of the sample.

請求項5記載の発明によれば、光検出器としてマルチチャネルの光電変換素子を用いることにより、全ての波長領域におけるカソードルミネッセンスを同時に得ることができる。   According to the invention described in claim 5, by using a multi-channel photoelectric conversion element as a photodetector, cathodoluminescence in all wavelength regions can be obtained simultaneously.

請求項6記載の発明によれば、電子光学系の機械軸をずらすことにより、フィラメントコイルからの発光を遮断してカソードルミネッセンスの発光特性を得ることができる。
請求項7記載の発明によれば、遮断手段で電子銃からの電子線照射を遮断して測定した計数値と、通常の電子線を試料に照射した状態で測定した計数値との差分からネットのカソードルミネッセンス特性を得ることができる。
According to the sixth aspect of the invention, by shifting the mechanical axis of the electron optical system, light emission from the filament coil can be cut off to obtain the light emission characteristic of cathodoluminescence.
According to the seventh aspect of the present invention, the net is calculated from the difference between the count value measured by blocking the electron beam irradiation from the electron gun by the blocking means and the count value measured in a state where the sample is irradiated with a normal electron beam. The cathodoluminescence characteristics can be obtained.

以下、図面を参照して本発明の実施の形態例を詳細に説明する。
図1は本発明を実施する装置の構成例を示す図である。図において、1は鏡筒、2は電子線EBを出射する電子銃、3は電子線の光軸を調整する軸合わせコイル、4は絞り、5は試料、6は試料5を載置する試料ステージである。7は電子線を試料6に照射して試料6から発生したカソードルミネッセンス(CL)光を集光する集光ミラー、8はCL光を導くライトガイド、9は入射した光を分解するモノクロメータ、10は該モノクロメータ9を波長駆動するスキャナである。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
FIG. 1 is a diagram showing a configuration example of an apparatus for implementing the present invention. In the figure, 1 is a lens barrel, 2 is an electron gun that emits an electron beam EB, 3 is an axial alignment coil that adjusts the optical axis of the electron beam, 4 is a diaphragm, 5 is a sample, and 6 is a sample on which a sample 5 is placed. It is a stage. 7 is a condensing mirror that collects cathode luminescence (CL) light generated from the sample 6 by irradiating the sample 6 with an electron beam, 8 is a light guide that guides CL light, 9 is a monochromator that decomposes incident light, A scanner 10 drives the wavelength of the monochromator 9.

11はモノクロメータ9からの単色CL光を検出する光検出器、12は該光検出器11からの出力を受けて、CL光の計測を行なう計測系、13は装置の全体の動作を制御するコンピュータ、14は該コンピュータ13内に設けられた測定プログラム、15はコンピュータ13にコマンドなどを与えるキーボード・マウス、16はコンピュータ13からの出力を受けてCL光のスペクトルを表示するカラーディスプレイである。17は座標入力及びコマンドの入力を行なうキーボード・マウスである。   11 is a photodetector that detects monochromatic CL light from the monochromator 9, 12 is a measurement system that receives the output from the photodetector 11 and measures CL light, and 13 controls the overall operation of the apparatus. A computer, 14 is a measurement program provided in the computer 13, 15 is a keyboard / mouse that gives commands to the computer 13, and 16 is a color display that receives the output from the computer 13 and displays the spectrum of CL light. Reference numeral 17 denotes a keyboard / mouse for inputting coordinates and commands.

図2は図1に示す装置の電子光学系を示す図である。図1と同一のものは、同一の符号を付して示す。図において、2は電子線EBを出射する電子銃、3は軸合わせコイル、4は電子線を絞る絞り、20は電子線の集束を行なう集束レンズ、21は電子線EBを絞る対物絞り、23は微小移動コイル、24は対物レンズ、5は試料である。当該電子光学系により電子線EBは制御される。   FIG. 2 is a diagram showing an electron optical system of the apparatus shown in FIG. The same components as those in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals. In the figure, 2 is an electron gun for emitting an electron beam EB, 3 is an alignment coil, 4 is a diaphragm for focusing the electron beam, 20 is a focusing lens for focusing the electron beam, 21 is an objective diaphragm for focusing the electron beam EB, 23 Is a minute moving coil, 24 is an objective lens, and 5 is a sample. The electron beam EB is controlled by the electron optical system.

電子銃2から出射された電子線EBは軸合わせコイル3を通過して、絞り4により絞られた後、集束レンズ20により細く絞られ、対物絞り21で絞られた後、対物レンズ24により試料5上に照射される。22は対物レンズ24の前方に設けられた走査用の走査コイル、23は電子線EBを微小量だけ移動させる微小移動コイルである。このように構成された装置の動作を説明すれば、以下の通りである。   The electron beam EB emitted from the electron gun 2 passes through the alignment coil 3, is narrowed down by the diaphragm 4, narrowed down by the focusing lens 20, narrowed down by the objective diaphragm 21, and then sampled by the objective lens 24. 5 is irradiated. A scanning coil 22 is provided in front of the objective lens 24, and a minute moving coil 23 moves the electron beam EB by a minute amount. The operation of the apparatus configured as described above will be described as follows.

先ず、オペレータは、スペクトル等の測定を始める前に、モノクロメータ9の波長駆動範囲(λ1〜λn)と、モノクロメータ9の駆動速度をキーボード・マウス17からコンピュータ13に入力する。このような入力が行われると発光分析が開始され、電子銃2から出射された電子線EBは、集束レンズ20により細く絞られて試料ステージ6に装着された試料5を照射する。この電子線励起で試料5から発生したCL光は、集光ミラー7で集光されてライトガイド8を通ってモノクロメータ9に導かれる。   First, the operator inputs the wavelength driving range (λ1 to λn) of the monochromator 9 and the driving speed of the monochromator 9 from the keyboard / mouse 17 to the computer 13 before starting measurement of the spectrum and the like. When such an input is performed, emission analysis is started, and the electron beam EB emitted from the electron gun 2 is narrowed down by the focusing lens 20 and irradiates the sample 5 mounted on the sample stage 6. The CL light generated from the sample 5 by this electron beam excitation is condensed by the condenser mirror 7 and guided to the monochromator 9 through the light guide 8.

コンピュータ13は測定プログラム14を動作させて、オペレータが先に入力した値に従ってスキャナ10を制御する。即ち、コンピュータ13は、モノクロメータ9が前記CL光の中から波長λ1,λ2…,λn成分の単色光を順に取り出すように、前記スキャナ10にモノクロメータ9の波長駆動信号を送る。このコンピュータ13のスキャナ制御により、モノクロメータ9は、前記CL光の中から波長λ1,λ2,…,λn成分の単色光を順に取り出す。   The computer 13 operates the measurement program 14 and controls the scanner 10 according to the value previously input by the operator. That is, the computer 13 sends a wavelength driving signal of the monochromator 9 to the scanner 10 so that the monochromator 9 sequentially extracts monochromatic lights having wavelengths λ1, λ2,..., Λn from the CL light. By the scanner control of the computer 13, the monochromator 9 sequentially extracts monochromatic lights having wavelengths λ1, λ2,..., Λn from the CL light.

そして、取り出された単色光は、光検出器11でその光強度に対応したCL電気信号にそれぞれ変換され、そのCL電気信号はアンプ(図示せず)で増幅された後、計測系12内に設けられたA/D変換器(図示せず)でディジタル化され、コンピュータ13に送られる。コンピュータ13は、上述したモノクロメータ9の波長駆動と同期させながら、A/D変換器によりディジタル化されたCL電気信号を読み取りCLの波長分布スペクトルを取得する。そして、取得された波長分布スペクトルは、カラーディスプレイ16に表示される。   The extracted monochromatic light is converted into a CL electric signal corresponding to the light intensity by the photodetector 11, and the CL electric signal is amplified by an amplifier (not shown), and then is input into the measurement system 12. It is digitized by an A / D converter (not shown) provided and sent to the computer 13. The computer 13 reads the CL electrical signal digitized by the A / D converter and acquires the wavelength distribution spectrum of CL while synchronizing with the wavelength driving of the monochromator 9 described above. The acquired wavelength distribution spectrum is displayed on the color display 16.

ただし、本発明では、波長λ1,λ2,…,λnの各々のサンプリング点で、まず電子線EBを試料5に照射した状態で一定時間の間、強度の測定を行ないバックグランドやノイズ成分を含んだカソードルミネッセンス強度B1を得る。次いで、軸合わせコイル3に最大電流を流すなどして電子線EBが試料5に照射されない状態としておき、一定時間の間、強度の測定を行ない、バックグランドとノイズ成分のみに相当する強度I1を得る。   However, in the present invention, at a sampling point of each of the wavelengths λ1, λ2,..., Λn, the intensity is measured for a certain time while the sample 5 is irradiated with the electron beam EB. The cathodoluminescence intensity B1 is obtained. Next, the sample 5 is not irradiated with the electron beam EB by flowing a maximum current through the axis alignment coil 3 and the intensity is measured for a certain period of time, and the intensity I1 corresponding to only the background and noise components is obtained. obtain.

そして、(I1−B1)を演算することにより、バックグランドやノイズ成分を含まない正味強度を得ることができる。
ここで、軸合わせコイル3の制御による電子線の照射電流の切り換えは、個々のサンプリング時間(数ms[ミリ秒]〜数s[秒])よりも十分短時間で行なえるので、モノクロメータのような機械的駆動を1回で行なうことができる。また、サンプリング点での正味強度をリアルタイムで得ることができる。
Then, by calculating (I1-B1), it is possible to obtain a net intensity that does not include background and noise components.
Here, the switching of the electron beam irradiation current by the control of the axis alignment coil 3 can be performed in a sufficiently shorter time than each sampling time (several ms [milliseconds] to several s [s]). Such mechanical driving can be performed at one time. In addition, the net intensity at the sampling point can be obtained in real time.

上記のように、照射電流の状態を変化させたサンプリングをモノクロメータの波長駆動と共に行なえばスペクトルが得られるが、同様のサンプリングを試料移動又はビームスキャンと同期して行なうことによりマッピングを行なうことができる。   As described above, a spectrum can be obtained by performing sampling with changing the state of the irradiation current together with wavelength driving of the monochromator, but mapping can be performed by performing similar sampling in synchronization with sample movement or beam scanning. it can.

このように、本発明によれば、各サンプリング点において遮断手段で電子銃からの電子線照射を遮断して測定した計数値と、通常の電子線を試料に照射した状態で測定した計数値との差分からネットのカソードルミネッセンス強度(スペクトルやマップ)を得ることができる。   Thus, according to the present invention, at each sampling point, the count value measured by blocking the electron beam irradiation from the electron gun by the blocking means, and the count value measured in a state in which the normal electron beam is irradiated to the sample, From this difference, the cathodoluminescence intensity (spectrum or map) of the net can be obtained.

以下、本発明の実施の形態例について説明する。
(実施の形態例1)
実施の形態例の構成は、図1と同じである。実施の形態例1では、モノクロメータ9をスキャンすることによりCLのスペクトルを得ることができ、また、ステージ駆動装置15を用いて分光CLのマッピングが可能である。即ち、一定の波長の光が試料の上でどういう分布を示しているかが分かる。一方、電子銃2の軸合わせコイル3により最大電流を与えることにより、実際の照射電流を無視できるくらいに小さくすることができる。従って、コンピュータ13によりスペクトルやマッピングの各サンプリング点で、グロス(信号成分にバックグラウンド成分を含んだもの)のCL強度と、ブランク成分(ノイズ成分)のCL強度をそれぞれ測定することにより、各点毎のCLのネット強度を得ることができる。ここで、ノイズ成分(ブランク成分)とは、フィラメントの発光による成分や、光検出器関係のダークカウント成分のことである。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described.
(Embodiment 1)
The configuration of the embodiment is the same as that in FIG. In the first embodiment, the CL spectrum can be obtained by scanning the monochromator 9, and the spectral CL can be mapped using the stage driving device 15. That is, it can be seen what distribution of light of a certain wavelength shows on the sample. On the other hand, by giving the maximum current by the axis alignment coil 3 of the electron gun 2, the actual irradiation current can be made small enough to be ignored. Accordingly, the computer 13 measures the CL intensity of the gross (the signal component includes the background component) and the CL intensity of the blank component (noise component) at each sampling point of the spectrum and mapping, respectively. The net strength of each CL can be obtained. Here, the noise component (blank component) is a component caused by light emission of a filament or a dark count component related to a photodetector.

この実施の形態例によれば、電子銃の軸合わせコイルに最大電流を与えて試料への電子線の照射を遮断し、その時に得られたカソードルミネッセンス強度と、試料に規定の照射電流となる電子線を照射して得られるカソードルミネッセンス強度の差分からネットのカソードルミネッセンス強度を得ることができる。   According to this embodiment, the maximum current is applied to the axial alignment coil of the electron gun to block the irradiation of the electron beam to the sample, and the cathode luminescence intensity obtained at that time and the specified irradiation current to the sample are obtained. The net cathodoluminescence intensity can be obtained from the difference in cathodoluminescence intensity obtained by irradiating the electron beam.

(実施の形態例2)
実施の形態例の構成は、図1と同じである。この実施の形態例は、ある波長の試料上での強度の分布を見るために、試料移動又はビームスキャンとサンプリングとを同期して行なうものである。試料を移動させるために、コンピュータ13がステージ駆動装置15を駆動する。或いは、コンピュータ13から電子線の走査コイルを制御してビームスキャンによるマッピングが可能になり、分光分布を得ることができる。
(Embodiment 2)
The configuration of the embodiment is the same as that in FIG. In this embodiment, sample movement or beam scanning and sampling are performed synchronously in order to see the intensity distribution on a sample of a certain wavelength. In order to move the sample, the computer 13 drives the stage driving device 15. Alternatively, mapping by beam scanning can be performed by controlling the scanning coil of the electron beam from the computer 13, and a spectral distribution can be obtained.

この実施の形態例によれば、外部(例えばコンピュータ)より試料ステージ6を駆動してビームスキャンを行なうか、或いは電子線の走査により走査コイルを制御して、ビームスキャンによるマッピングが可能になり、ある波長の強度の分布を見ることができる。   According to this embodiment, the sample stage 6 is driven from the outside (for example, a computer) to perform beam scanning, or the scanning coil is controlled by scanning with an electron beam to enable mapping by beam scanning. An intensity distribution at a certain wavelength can be seen.

(実施の形態例3)
実施の形態例の構成は、図1と同じである。この実施の形態例では、光検出器11にCCD検出器などのマルチチャネルセンサを装着するものである。例えば、光の波長毎に別々のCCD検出器でその強度を求めるようにしたものである。このようなマルチチャネルセンサを用いると、試料5から発生する全ての波長領域におけるカソードルミネッセンスの分布を同時に得ることができる。
(Embodiment 3)
The configuration of the embodiment is the same as that in FIG. In this embodiment, a multi-channel sensor such as a CCD detector is attached to the photodetector 11. For example, the intensity is obtained by a separate CCD detector for each wavelength of light. When such a multichannel sensor is used, the cathodoluminescence distribution in all wavelength regions generated from the sample 5 can be obtained simultaneously.

(実施の形態例4)
実施の形態例の構成は、図1と同じである。但し、この場合にはモノクロメータ9は使用せずに、光電変換素子、例えば光電子増倍管とバンドパスフィルタを用いるようにしたものである。この実施の形態例では、モノクロメータは使用しないので、波長スペクトルは検出できないが、簡易分光によるマッピングを得ることができる。即ち、光検出器の出力をバンドパスフィルタに通して、試料の分光特性を得ることができる。
(Embodiment 4)
The configuration of the embodiment is the same as that in FIG. However, in this case, the monochromator 9 is not used, but a photoelectric conversion element such as a photomultiplier tube and a bandpass filter is used. In this embodiment, since a monochromator is not used, a wavelength spectrum cannot be detected, but mapping by simple spectroscopy can be obtained. In other words, the spectral characteristics of the sample can be obtained by passing the output of the photodetector through a bandpass filter.

(実施の形態例5)
実施の形態例の構成は、図1と同じである。この実施の形態例では、電子光学系の機械軸をずらし、電子線は偏向動作により試料に照射するようにしたものである。このように構成すると、機械軸をずらしているので、フィラメントの発光を遮断することにより検出系への影響は除去できるので、フィラメントの発光の影響を除去したCL強度を得ることができる。
(Embodiment 5)
The configuration of the embodiment is the same as that in FIG. In this embodiment, the mechanical axis of the electron optical system is shifted, and the electron beam is irradiated onto the sample by a deflection operation. With this configuration, since the mechanical axis is shifted, the influence on the detection system can be eliminated by blocking the light emission of the filament, so that the CL intensity from which the influence of the light emission of the filament is eliminated can be obtained.

図3は試料のスペクトル特性例を示す図である。縦軸はCLの相対強度(任意単位)、横軸は波長[nm]である。f1〜f3はプローブ電流を変えた時の特性例を示している。プローブ電流が大きいほど、フォトン計数値は大きくなる。図の特性では、波長が500nm付近がフォトン計数値が最大であることを示している。f4は完全に電子線を遮断した状態での光検出器出力、いわゆるバックグラウンドノイズ成分である。   FIG. 3 is a diagram showing an example of spectral characteristics of a sample. The vertical axis represents the relative intensity of CL (arbitrary unit), and the horizontal axis represents the wavelength [nm]. f1 to f3 show characteristic examples when the probe current is changed. The photon count value increases as the probe current increases. The characteristics shown in the figure indicate that the photon count value is maximum when the wavelength is around 500 nm. f4 is a photodetector output in a state where the electron beam is completely cut off, that is, a so-called background noise component.

図4は試料のネットスペクトル特性を示す図である。この図は、図3のf1特性から、バックグラウンド成分f4を差し引いたものである。バックグラウンド成分が除去されたカソードルミネッセンス特性を示している。   FIG. 4 is a diagram showing the net spectral characteristics of the sample. This figure is obtained by subtracting the background component f4 from the f1 characteristic of FIG. It shows the cathodoluminescence characteristics with the background component removed.

以上、詳細に説明したように、本発明によれば、電子銃の軸補正機能又は集束レンズの制御により、有効時間内で照射電流を小さくし、CLスペクトル又はマッピングの際にノイズ分を除いたCLのネット強度を従来よりも簡単に求めることができる。また、ビームブランキング装置や、コールドFE電子銃など、装置構成を複雑にすることなしに、一般のSEMやEPMA(X線マイクロアナライザ)に標準で組み込まれている軸合わせコイルや集束レンズを用いるので、安価なカソードルミネッセンス分析方法及び装置を提供することができる。   As described above in detail, according to the present invention, the irradiation current is reduced within the effective time by the axis correction function of the electron gun or the control of the focusing lens, and the noise component is removed during CL spectrum or mapping. The net strength of CL can be determined more easily than before. In addition, a beam blanking device, a cold FE electron gun, or the like, without using a complicated device configuration, an axial alignment coil or a focusing lens that is incorporated as a standard in a general SEM or EPMA (X-ray microanalyzer) is used. Therefore, an inexpensive cathodoluminescence analysis method and apparatus can be provided.

本発明を実施する装置の構成例を示す図である。It is a figure which shows the structural example of the apparatus which implements this invention. 図1に示す装置の電子光学系を示す図である。It is a figure which shows the electron optical system of the apparatus shown in FIG. 試料のスペクトル特性を示す図である。It is a figure which shows the spectral characteristic of a sample. 試料のネットスペクトル特性を示す図である。It is a figure which shows the net spectrum characteristic of a sample.

符号の説明Explanation of symbols

1 鏡筒
2 電子銃
3 軸合わせコイル
4 絞り
5 試料
6 試料ステージ
7 集光ミラー
8 ライトガイド
9 モノクロメータ
10 スキャナ
11 光検出器
12 計測系
13 コンピュータ
14 測定プログラム
15 キーボード・マウス
16 カラーディスプレイ
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Lens barrel 2 Electron gun 3 Axis alignment coil 4 Aperture 5 Sample 6 Sample stage 7 Focusing mirror 8 Light guide 9 Monochromator 10 Scanner 11 Photo detector 12 Measurement system 13 Computer 14 Measurement program 15 Keyboard / mouse 16 Color display

Claims (7)

電子光学系を用いて試料に電子線を照射し、該電子線照射により試料から発生した光を光検出器で検出し、これにより検出した光の波長スペクトルを得るようにしたカソードルミネッセンス分析方法において、
前記電子光学系の軸補正機能又は集束レンズの可変機能により電子線を制御して試料に電子線が照射されない時の光検出器によるバックグラウンド計数値と、試料に電子線を照射した時の計数値とをそれぞれ取り込み、試料に電子線を照射した時の計数値から前記バックグラウンド計数値を差し引くことにより、試料の波長スペクトルを求めるようにしたことを特徴とするカソードルミネッセンス分析方法。
In a cathode luminescence analysis method in which an electron beam is irradiated onto a sample using an electron optical system, light generated from the sample by the electron beam irradiation is detected by a photodetector, and a wavelength spectrum of the detected light is thereby obtained. ,
The background count value by the photodetector when the electron beam is controlled by the axis correction function of the electron optical system or the variable function of the focusing lens and the sample is not irradiated with the electron beam, and the total time when the sample is irradiated with the electron beam A cathode luminescence analysis method characterized in that a wavelength spectrum of a sample is obtained by taking each numerical value and subtracting the background count value from a count value when the sample is irradiated with an electron beam.
電子銃の軸合わせコイルに最大電流を与えて、試料に電子線が照射されない状態でブランク時のカソードルミネッセンス強度を求め、試料に電子線を照射した時のカソードルミネッセンス強度を求め、各サンプリング点における前記ブランク時のカソードルミネッセンス強度と、試料に照射電流を照射した時のカソードルミネッセンス強度とから、各サンプリング点におけるカソードルミネッセンスのネット強度を求め、これにより試料の波長スペクトルを求めるようにしたことを特徴とする請求項1記載のカソードルミネッセンス分析方法。   Applying the maximum current to the axial alignment coil of the electron gun, obtaining the cathode luminescence intensity at the time of blanking without irradiating the sample with the electron beam, obtaining the cathode luminescence intensity when irradiating the sample with the electron beam, and at each sampling point The cathode luminescence intensity at each sampling point is obtained from the cathode luminescence intensity at the time of blanking and the cathode luminescence intensity when the sample is irradiated with an irradiation current, thereby obtaining the wavelength spectrum of the sample. The method for analyzing cathodoluminescence according to claim 1. 前記サンプリングに同期するように電子線の走査コイルを制御して、ビームスキャンによるマッピングが可能になるようにしたことを特徴とする請求項2記載のカソードルミネッセンス分析方法。   3. The cathodoluminescence analysis method according to claim 2, wherein mapping by beam scanning is enabled by controlling a scanning coil of an electron beam so as to synchronize with the sampling. 前記サンプリングに同期するように試料の移動を制御して、試料スキャンによるマッピングが可能になるようにしたことを特徴とする請求項2記載のカソードルミネッセンス分析方法。   3. The cathodoluminescence analysis method according to claim 2, wherein the movement of the sample is controlled so as to be synchronized with the sampling so that mapping by the sample scan is possible. 前記光検出器としてマルチチャネルの光電変換素子を用いることを特徴とする請求項1乃至4の何れかに記載のカソードルミネッセンス分析方法。   5. The cathodoluminescence analysis method according to claim 1, wherein a multichannel photoelectric conversion element is used as the photodetector. 前記電子光学系の機械軸をずらして電子銃のフィラメント発光を遮断し、これにより試料に電子線が照射されないようにしたことを特徴とする請求項1記載のカソードルミネッセンス分析方法。   2. The cathodoluminescence analysis method according to claim 1, wherein the electron axis of the electron optical system is shifted to block filament light emission of the electron gun so that the sample is not irradiated with an electron beam. 試料に電子銃から電子線を照射し、該電子線照射により試料から発生した光を光検出器で検出し、これにより検出した光の波長スペクトルを得るようにしたカソードルミネッセンス分析装置において、
前記電子線が試料に照射されないようにする遮断手段と、
前記遮断手段を開放した状態で試料に電子線を照射し、前記光検出器で検出した計数値と、前記遮断手段を動作させて電子線が試料に照射されない状態で前記光検出器で検出した計数値とを比較して試料のカソードルミネッセンス特性を求めるようにした演算制御手段と、
を具備することを特徴とするカソードルミネッセンス分析装置。
In the cathode luminescence analyzer that irradiates the sample with an electron beam from an electron gun, detects the light generated from the sample by the electron beam irradiation with a photodetector, and obtains the wavelength spectrum of the light detected thereby,
A blocking means for preventing the sample from being irradiated with the electron beam;
The sample was irradiated with an electron beam in the state where the blocking means was opened, and the count value detected by the photodetector was detected, and the sample was detected by the photodetector when the electron beam was not irradiated by operating the blocking means. Computation control means for obtaining the cathodoluminescence characteristics of the sample by comparing with the count value;
A cathodoluminescence analyzer characterized by comprising:
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2012207933A (en) * 2011-03-29 2012-10-25 Panasonic Corp Method for measuring cathode luminescence characteristic

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS63121732A (en) * 1986-11-11 1988-05-25 Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> Cathode luminescence measuring instrument
JPS6445047A (en) * 1987-08-14 1989-02-17 Nippon Telegraph & Telephone Measuring device for cathode luminesence
JPH0254854A (en) * 1988-08-19 1990-02-23 Jeol Ltd Charged particle beam device
JPH1196956A (en) * 1997-09-22 1999-04-09 Hitachi Ltd Scanning electron microscope
JPH11250850A (en) * 1998-03-02 1999-09-17 Hitachi Ltd Scanning electron microscope, microscope method, and interactive input device
JP2003014671A (en) * 2001-06-29 2003-01-15 Canon Inc Apparatus and method for observing solid surface
JP2004093526A (en) * 2002-09-04 2004-03-25 Horiba Ltd Cathode luminescence analysis apparatus

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS63121732A (en) * 1986-11-11 1988-05-25 Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> Cathode luminescence measuring instrument
JPS6445047A (en) * 1987-08-14 1989-02-17 Nippon Telegraph & Telephone Measuring device for cathode luminesence
JPH0254854A (en) * 1988-08-19 1990-02-23 Jeol Ltd Charged particle beam device
JPH1196956A (en) * 1997-09-22 1999-04-09 Hitachi Ltd Scanning electron microscope
JPH11250850A (en) * 1998-03-02 1999-09-17 Hitachi Ltd Scanning electron microscope, microscope method, and interactive input device
JP2003014671A (en) * 2001-06-29 2003-01-15 Canon Inc Apparatus and method for observing solid surface
JP2004093526A (en) * 2002-09-04 2004-03-25 Horiba Ltd Cathode luminescence analysis apparatus

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2012207933A (en) * 2011-03-29 2012-10-25 Panasonic Corp Method for measuring cathode luminescence characteristic

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