JP2816388B2 - 電子線装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、電子線装置に係り、特
に、微結晶や結晶粒界等の極微小領域を分析する際の分
析位置の確認および補正を容易にすることにより分析精
度を向上させた電子線装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、電子顕微鏡でＸ線分析を行う
際、Ｘ線信号の取り込み時間は、５０〜２００秒程度で
ある。また、分析領域を狭める程、発生するＸ線信号量
は低下するため、分析に十分な信号量を得るには分析時
間を長くする必要がある。

【０００３】ところが、試料上の微小領域に電子線スポ
ットを照射し、該領域から二次的に発生する粒子線ある
いは該領域を透過した電子線を検出して分析や観察を行
う電子線装置では、電子線照射による発熱により試料自
身の熱ドリフトや試料ホルダのドリフトが生じる。

【０００４】したがって、超高倍率での観察時には、１
００〜２００秒間の観察中に電子線のスポット位置と試
料の観察位置との相対関係が崩れてしまい、分析対象外
の領域に電子線が照射されてしまい、その領域から発生
した信号も取り込まれてしまうので、分析精度が低下し
てしまうという問題が指摘されている。

【０００５】そこで、このような問題点を解決するため
に、従来から種々の工夫が施されている。

【０００６】例えば、特開昭５５−１２６８４９号公報
では、試料の大きさと方向を検出し、この検出結果に基
づいて、電子線スポットをドリフトに追従させるための
偏向を電子線に与え、試料ドリフトを補正する方式が提
案されている。

【０００７】また、特開昭６３−２０２８３４号公報で
は、基準時における画像データと補正時における画像デ
ータとを比較し、両者が一致するように試料を微動する
ことにより、試料ドリフトを補正する方式が提案されて
いる。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】ところが、上記した従
来技術では、スポット位置と試料の観察位置との相対的
な位置関係が崩れて位置補正が開始されても、観察ある
いは分析が継続されるので、位置補正が終了するまでの
間に検出された、分析対象領域以外の信号も取り込まれ
てしまい、分析精度が低下してしまうという問題があっ
た。

【０００９】さらに、上記した従来技術では、試料ドリ
フトの有無を判定するための構成が複雑であるため、コ
ストアップや装置の大型化を招いてしまうという問題が
あった。

【００１０】本発明の目的は、上記した従来技術の問題
点を解決して、簡単な構成により試料ドリフトを補正し
て分析析精度を向上させることにある。

【００１１】

【課題を解決するための手段】上記した目的を達成する
ために、本発明では、電子線スポットの照射された微小
領域から二次的に発生する信号を取り込んで当該微小領
域を分析する分析手段と、試料を透過した電子線量を測
定する手段と、分析開始時に測定された前記透過電子線
量を記憶する記憶手段と、分析中の透過電子線量と前記
記憶された透過電子線量とを比較する比較手段と、前記
比較手段により分析中の透過電子線量と分析開始時の透
過電子線量との不一致が判定されると、前記微小領域か
ら二次的に発生する信号の取り込みを中断させる手段と
を具備したことを特徴とする。

【００１２】

【作用】上記した構成によれば、分析開始時の透過電子
線量が記憶手段に記憶される。分析中の透過電子線量
は、比較手段により常に分析開始時の透過電子線量と比
較される。分析開始時の透過電子線量と分析中の透過電
子線量とが一致していないと、試料ドリフトが生じたも
のとみなされ、微小領域から二次的に発生する信号の取
り込みが中断される。したがって、分析対象領域以外か
らの信号が取り込まれてしまうことがない。

【００１３】

【００１４】

【実施例】以下、図面を参照して本発明を詳細に説明す
る。

【００１５】図１は、本発明の一実施例である電子顕微
鏡のブロック図である。鏡体１内の上部には電子銃２が
搭載され、電子銃２より発せられた電子線３は収束レン
ズ４によって収束される。収束レンズ４により収束され
た電子線３は電子線偏向器５によって偏向されて試料６
上に照射される。

【００１６】試料６を透過した電子線９は、対物レンズ
７および結像レンズ８によって集光され、蛍光板１０に
は透過像が投影される。この蛍光板１０は、透過電子線
９の電子線量を検出する機能を備え、検出信号Ｓ１は増
幅器１１を介して透過電子線量測定部１２に入力され
る。

【００１７】透過電子線量測定部１２は、前記検出信号
Ｓ１に基づいて透過電子線９の電子線量を測定し、測定
結果Ｓ２をコントロールユニット１３内の比較回路１５
およびメモリ−回路１４へ出力する。

【００１８】メモリ−回路１４は記憶内容Ｓ３を比較回
路１５に出力する。比較回路１５は前記測定結果Ｓ２と
記憶内容Ｓ３とを比較し、比較結果Ｓ４を信号取り込み
スイッチ制御用リレー１６および偏向器電源制御部１７
へ出力する。偏向器電源制御部１７は電子線偏向器電源
１８に接続され、電子線偏向器電源１８は電子線偏向器
５に接続されている。

【００１９】信号取り込みスイッチ制御用リレー１６
は、Ｘ線分析装置２０のＸ線信号取り込みスイッチ１９
に接続されている。Ｘ線分析装置２０は、試料６から発
生したＸ線信号を検出するために鏡体１に取り付けられ
Ｘ線検出器２１に接続されている。

【００２０】このような構成において、Ｘ線分析を行う
際には、収束レンズ４と強励磁の対物レンズ７との相互
作用により、試料６の上方にはレンズ効果を持った前方
磁界が形成される。電子線３は前方磁界により収束さ
れ、試料面上には最小プローブ径が１ｎｍ以下の電子線
が照射される。

【００２１】電子線３が照射された領域から発生したＸ
線はＸ線検出器２１に捕捉される。Ｘ線分析装置２０の
Ｘ線信号取り込みスイッチ１９がオン状態にあると、Ｘ
線分析装置２０は前記捕捉されたＸ線エネルギーを積分
し、この積分値に比例した電気パルス波高の処理を行
う。処理結果は、Ｘ線分析装置２０のＣＲＴ上にエネル
ギー別に整理した形で表示される。

【００２２】試料６の分析位置が確定して測定が開始さ
れた時点では、電子線３は分析位置に正確に照射され、
分析位置を通過した透過電子線９は蛍光板１０で観察像
を結像する。また、蛍光板１０は透過電子線９の電子線
量を検出し、検出信号Ｓ１を増幅器１１に出力する。増
幅された検出信号Ｓ１は透過電子線量測定部１２に入力
され、測定結果が表示される。

【００２３】透過電子線量測定部１２による測定結果Ｓ
２は、メモリー回路１４と比較回路１５とを備えたコン
トロールユニット１３に入力される。メモリー回路１４
には、この分析開始時の電子線量が記憶され、比較回路
１５は、メモリー回路１４に記憶された分析開始時の電
子線量Ｓ３と透過電子線量測定部１２で逐一測定される
分析中の電子線量Ｓ２とを比較する。

【００２４】この結果、各電子線量に差が生じていなけ
れば、図２に示したように、コントロールユニット１３
内の前記比較回路１５から一致信号Ｓ４ａが出力され
る。一致信号Ｓ４ａを受信した信号取り込みスイッチ制
御用リレー１６はＸ線信号取り込みスイッチ１９をオン
状態に保ち、Ｘ線分析装置２０による信号処理が継続さ
れる。

【００２５】一方、透過電子線量測定部１２で測定され
た電子線量Ｓ２とメモリー回路部１４に記憶されている
電子線量Ｓ３とに差が生じたと判定されると、図３に示
したように、コントロールユニット１３からは不一致信
号Ｓ４ｂが信号取り込みスイッチ制御用リレー１６、偏
向器電源制御部１７に出力される。

【００２６】信号取り込みスイッチ制御用リレー１６で
は、不一致信号Ｓ４ｂが入力されると、Ｘ線信号取り込
みスイッチ１９をオフ状態に切り換える。この結果、Ｘ
線分析装置２０によるＸ線信号の取り込みは一時中断さ
れる。

【００２７】また、不一致信号Ｓ４ｂが入力された偏向
器電源制御部１７は電子線偏向器電源１８を付勢し、電
子線偏向器電源１８は電子線偏向器５の電流を変化させ
る。これにより、電子線３は試料６に対して偏向を始め
る。

【００２８】この間、透過電子線量測定部１２およびコ
ントロールユニット１３は動作し続け、電子線量の実際
の測定値Ｓ２とメモリー回路１４に記憶されている分析
開始時の測定値Ｓ３との比較が継続して行われる。

【００２９】電子線３を偏向中に、分析開始時に設定し
た試料の分析領域を照射した場合、つまり透過電子線量
測定部１２により測定された電子線量Ｓ２と分析開始時
の電子線量Ｓ３とが一致すると、図４に示したように、
比較回路１５より再び偏向器電源制御部１７に一致信号
Ｓ４ａが入力され、偏向器電源制御部１７は、電子線偏
向器電源１８から電子線偏向器５に、その時点で一定の
電流が流れ続けるよう指示し、入射電子線３の偏向量は
一定となる。

【００３０】一方、同時に比較回路１５からの一致信号
Ｓ４ａを受信した信号取り込みスイッチ制御用リレー１
６は、Ｘ線信号取り込みスイッチ１９がオン状態に切り
換わるよう指示する。これにより、Ｘ線分析装置２０に
よるＸ線信号の取り込みが再開される。

【００３１】以上の動作を繰り返すことにより、最初に
設定した試料６の分析領域を入射電子線３が照射した時
のＸ線信号のみが取り込まれるようになるので、高精度
の分析が可能になる。

【００３２】また、本実施例によれば、試料を透過した
電子線量の変化に基づいて試料ドリフトが検出されるの
で、その構成が簡素化される。

【００３３】なお、上記した実施例では、電子線を偏向
して位置ずれを補正するものとして説明したが、本発明
はこれのみに限定されるものではなく、試料を微動させ
ることにより位置ずれを補正するようにしても良い。

【００３４】さらに、上記した実施例では、本発明をＸ
線検出器を備えた電子顕微鏡に適用して説明したが、本
発明はこれのみに限定されるものではなく、二次電子を
検出して各種の分析を行う電子顕微鏡あるいは他の電子
線装置にも同様に適用することができる。

【００３５】

【発明の効果】上記したように、本発明によれば、試料
ドリフト等により分析位置がずれると、分析のための信
号検出を中断するため、分析対象領域からの信号だけを
取り込めるようになり、精度の良い分析が可能となる。

【００３６】また、分析位置の確認が、透過電子線量を
測定することにより行われるため、位置ずれが簡単に検
出できるようになり、その構成も簡素化される。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の一実施例である分析位置補正機構付
き電子顕微鏡のブロック図である。

【図２】 図１の動作を説明したブロック図である。

【図３】 図１の動作を説明したブロック図である。

【図４】 図１の動作を説明したブロック図である。

【符号の説明】

１…電子顕微鏡鏡体、２…電子銃、３…入射電子線、４
…収束レンズ、５…電子線偏向器、６…試料、７…対物
レンズ、８…結像レンズ、９…透過電子線、１０…蛍光
板、１１…増幅器、１２…透過電子線量測定部、１３…
コントロールユニット、１４…メモリー回路、１５…比
較回路、１６…信号取り込みスイッチ制御用リレー、１
７…偏向器電源制御部、１８…電子線偏向器電源、１９
…Ｘ線信号取り込みスイッチ、２０…Ｘ線分析装置、２
１…Ｘ線検出器

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭63−202834（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) H01J 37/26 H01J 37/04

Claims (5)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 試料上の微小領域に電子線を照射する照
   射手段と、 前記微小領域から二次的に発生する信号を取り込んで当
   該微小領域を分析する分析手段と、 試料を透過した電子線量を測定する電子線量測定手段
   と、 分析開始時に測定された前記透過電子線量を記憶する記
   憶手段と、 分析中の透過電子線量と前記記憶された分析開始時の透
   過電子線量とを比較する比較手段と、前記比較手段により、前記分析中の透過電子線量と分析
   開始時の透過電子線量との不一致が判定されると、前記
   微小領域から二次的に発生する信号の取り込みを中断さ
   せる手段と を具備たことを特徴とする電子線装置。
2. 【請求項２】 前記比較手段により、分析中の透過電子
   線量と分析開始時の透過電子線量との不一致が判定され
   ると、分析中の透過電子線量と分析開始時の透過電子線
   量とが一致するように、電子線スポットと試料との相対
   位置を補正する手段をさらに具備したことを特徴とする
   請求項１に記載の電子線装置。
3. 【請求項３】 前記電子線スポットと試料との相対位置
   を補正する手段は、電子線を偏向して電子線の照射位置
   を補正する偏向手段であることを特徴とする請求項２記
   載の電子線装置。
4. 【請求項４】 前記電子線スポットと試料との相対位置
   を補正する手段は、試料位置を微動させる試料微動手段
   であることを特徴とする請求項２記載の電子線装置。
5. 【請求項５】 前記比較手段により、分析中の透過電子
   線量と分析開始時の透過電子線量との一致が判定される
   と、前記信号の取り込み中断を解除して信号の取り込み
   を再開させる手段をさらに具備したことを特徴とする請
   求項１ないし請求項４のいずれかに記載の電子線装置。