JP2802494B2 - 分析機能付き電子顕微鏡 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、分析機能を有する電子顕微鏡に係り特に、
Ｘ線元素分析を行なうに好適な透過形電子顕微鏡に関す
る。 （従来の技術） Ｘ線分析装置は、良く知られているように、電子線を
50Å〜200Å程度に収束し、200秒程度の間試料上の１点
を照射し、そこから発生される特性Ｘ線の波長や強度を
計測してＸ線分析スペクトルを得るものである。 この場合、計測（分析）の途中で操作者によって試料
が微動されたり、熱膨脹や乾燥などのために操作者が知
らないうちに試料が変形したり移動したりしてしまうこ
とがある。 従来のＸ線分析機能付き電子顕微鏡では、その試料微
動装置とＸ線分析装置との間には、全く関連性がなくそ
れぞれ独立に操作されているのが普通である。 （発明が解決しようとする問題点） 上記したような従来技術において、分析領域が50〜10
0Åと微細化するにつれ（分析領域は、電子線の試料上
での大きさで決まるので、このときは、電子線径も50〜
100Åである）、分析時間中の試料の移動が問題とな
る。 すなわち、例えば２Å/secで継続的に試料が移動した
と仮定すると、200秒の間には、400Å試料が移動してし
まったことになり、分析当初に電子線が照射していた試
料上の領域と、分析終了時に電子線が照射している領域
とは全く異なってしまい、分析そのものの信頼性がなく
なってしまう。 これを避けるためには、試料の移動を電子顕微鏡の試
料微動装置で補償することが必要になるが、手動では、
仲々補償を正確に行なうことが困難であり、正確な固定
位置での分析は極めて困難であるのが実態である。 （問題点を解決するための手段） 本発明は、前記問題点を解決するために、試料微動装
置が操作されたこと、または操作されていることを検出
する手段、さらにはまた、原因は何であれ、電子線が照
射されている試料位置が移動したことを検出する手段を
設け、また、電子線と試料の相対移動が検出されたとき
はＸ線の計数を中断させたり、試料移動を補償する手段
を設けることにより、電子顕微鏡におけるＸ線分析位置
精度を著しく向上させるものである。 （作用） 通常、Ｘ線分析機能付き電子顕微鏡の試料微動装置で
は、電子顕微鏡像を観察しながら、分析を目的とする試
料領域を観察用蛍光板の中心位置（すなわち、光軸上）
に移動する。 次に電子線を細く収束させ、試料上の分析領域を照射
する。その状態で、Ｘ線分析器でのＸ線計数を行なわせ
る手段をONとし、計数を開始する。 蛍光板上の像を観察し、試料が移動（ドリフト）した
場合には、試料微動装置を操作し、分析領域を再び蛍光
板の中心位置に移動する。 このとき試料微動装置からは、微動装置の操作中であ
ることを示す信号が出力され、この信号により、Ｘ線の
計数はOFFされる。試料微動装置の操作信号が消えた時
点で再び、Ｘ線の計数が再開される。 このような制御により、本発明によれば、分析位置の
精度を高め、分析結果の信頼性を高めることができる。 （実施例） 以下、本発明の一実施例を第１図により説明する。 図において、電子銃１から、放出された電子線３は、
収束レンズ２によって収束され、試料ホールダ４に納め
られた試料を照射する。試料を透過した電子線は対物レ
ンズ５および投射レンズ６によって拡大され、観察用蛍
光板７の上に試料の拡大像を結像する。 試料を移動させる機能を有する試料微動装置８は、例
えばＸおよびＹ方向駆動用のパルスモータ（図示せず）
を含み、試料微動駆動装置12から送られるパルス信号に
よって制御される。試料微動駆動装置12からのパルス信
号は、試料微動操作盤13を、オペレータが操作すること
により出力される。 オペレータは、観察窓ガラス14を介して、試料の拡大
像を観察することができ、この拡大像を観察しながら試
料微動操作盤13を操作することができる。 電子線３が試料を照射することによって発生する特性
Ｘ線は、Ｘ線検出器９で検出され、スイッチ10を介して
Ｘ線表示装置112に取込まれ、特性Ｘ線の強度および波
長が計測、表示される。そして、その結果に基づいて、
特性Ｘ線を発生している元素の同定ができる。 上記のように構成されたシステムにおいて、所望の試
料領域の元素分析を行なう場合は、下記の（１）〜
（３）の順序で操作する。 （１）オペレータは、観察用蛍光板７上の試料の拡大像
を観察しながら、試料微動操作盤13を操作し、分析を目
的とする領域を蛍光板７の中心（すなわち、光軸上）に
移動させる。 （２）電子線３を収束レンズ２により細く収束し、分析
目的領域を照射する。 （３）特性Ｘ線強度の計数合計時間T₀をＸ線表示装置11
で設定した後、スイッチ10をONとして計数を開始する。 この場合、通常は、50Å〜100Åに電子線３を収束
し、計数時間200秒程度に設定することが多い。試料の
ドリフトは、試料自身の強さや特性にもよるが、通常２
Å/sec程度である。 従って、試料微動装置で補正を加えて試料位置を補償
しない限り、分析時間中に試料が400Å程度も移動する
ことになり、100Å〜50Åの精度での分析は不可能とな
る。 即ち、第２図に示したように、分析開始時には同図
（ａ）のように分析目的領域16に電子線が正しく照射さ
れ、電子線スポット15が分析目的領域16に合致している
が、分析終了時には、例えば同図（ｂ）のように、所望
の分析目的領域16とは全く異なった領域の分析となって
しまっていることがある。 分析領域は、分析時であっても、オペレータは蛍光板
７上で観察できるため、試料微動操作盤13を制御するこ
とにより、同図（ｃ）のように位置の補正をすることは
可能である。しかし、50Å〜100Å程度の補正は微妙で
あり、補正には、10〜20秒の時間が必要となる。 それ故に、このままでは、この試料位置補正の間は、
誤った分析データがＸ線表示装置11に取込まれることに
なる。 本実施例では、試料微動駆動装置12が動作して試料微
動制御信号が出力されると、これに応答してスイッチ10
を自動的にOFFとするように構成されている。 第３図に、本実施例の動作のタイムチャートを示す。 スイッチ10は、Ｘ線表示装置11からの分析開始信号ST
によってONとなり、Ｘ線検出器９から信号取込みを開始
する。 試料のドリフトが発生し、これを試料微動装置８で、
オペレータが補正している間は、試料微動制御信号CON
が発生する。そして、この試料微動制御信号CONがある
間はスイッチがOFFとなり、Ｘ線検出器９からの信号取
込みが中止される。 試料微動制御信号CONがなくなったとき、あるいはそ
の後τ_０時間（試料が落ち着くまでの時間：通常は２〜
３秒）経過後にスイッチ10はONとなり、再度、Ｘ線信号
の取込みを開始する。そして、Ｘ線取込み時間の累計
（T₁＋T₂＋T₃）がT₀に等しくなったとき、スイッチ10は
OFFとなって１回の分析が完了する。 このように構成することにより、目的とした領域から
のみのＸ線信号を蓄積することができるので、分析位置
精度は大幅に向上し、分析結果の信頼性も向上する。 なお、本発明がＸ線分析のみならず、電子線分析など
にも適用できることは、当業者には容易に理解されるで
あろう。 （発明の効果） 本発明によれば、分析時間中の試料ドリフトの影響を
実質的に排除することができるため、分析位置精度を電
子線スポット径と同一にして分析精度を向上することが
できる。

【図面の簡単な説明】 第１図は本発明の一実施例のブロック図である。第２図
は、分析領域とドリフトの影響を説明するための蛍光板
の平面図である。第３図は試料微動制御信号とＸ線取込
み用スイッチのON,OFF状態を示すタイムチャートであ
る。 １……電子銃、３……電子線、４……試料ホールダ、５
……対物レンズ、６……投射レンズ、７……観察用蛍光
板、８……試料微動装置、９……Ｘ線検出器、10……ス
イッチ、11……Ｘ線表示装置、12……試料微動駆動装
置、13……試料微動操作盤、15……電子線スポット、16
……分析目的領域、21……TVカメラ、22……画像メモ
リ、23……画像処理装置

Claims (1)

1. (57)【特許請求の範囲】 １．電子線を収束して試料上の微小領域に照射する手段
   と、前記微小領域から発生する２次電子線、Ｘ線などの
   少くとも１つを検出する手段と、前記検出信号を取込ん
   で所定の処理をする手段と、前記微小領域の電子顕微鏡
   像を発生する手段と、前記電子顕微鏡像のずれを補償す
   るための手動による試料微動操作に応答して試料を微動
   する試料微動手段とを有する分析機能付き電子顕微鏡で
   あって、 前記検出信号の取込み時間を計時する計時手段と、 前記試料微動操作に応答して、当該試料微動操作中のみ
   前記処理手段への検出信号取込みを禁止する手段と、 前記試料微動操作に応答して、当該試料微動操作中のみ
   前記計時手段による計時を中断する手段とを具備し、 前記取込み時間の累計が予定時間に達すると１回の分析
   を終了することを特徴とする分析機能付き電子顕微鏡。 ２．試料上の電子線照射位置の移動は、試料微動装置の
   駆動によって行なわれることを特徴とする前記特許請求
   の範囲第１項記載の分析機能付き電子顕微鏡。