JP3217637B2 - 自動焦点合わせ機構付き電子プローブマイクロアナライザ - Google Patents
自動焦点合わせ機構付き電子プローブマイクロアナライザInfo
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- JP3217637B2 JP3217637B2 JP07590595A JP7590595A JP3217637B2 JP 3217637 B2 JP3217637 B2 JP 3217637B2 JP 07590595 A JP07590595 A JP 07590595A JP 7590595 A JP7590595 A JP 7590595A JP 3217637 B2 JP3217637 B2 JP 3217637B2
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- sample
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- stage
- focusing mechanism
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、自動焦点合わせ機構を
備えた電子プローブマイクロアナライザに関する。
備えた電子プローブマイクロアナライザに関する。
【０００２】
【従来の技術】波長分散型Ｘ線分光器（ＷＤＳ）を備え
た電子プローブマイクロアナライザ（ＥＰＭＡ）におい
ては、分析点、分光結晶の中心、検出器スリットがロー
ランド円と呼ばれる一つの円上に位置している必要があ
る。このため、試料（分析点）を上下させてローランド
円上に乗せるために、光学顕微鏡を用いて位置合わせす
る方法が取られている。また近年、この光学顕微鏡を用
いた試料合わせのために、自動焦点合わせ機構を組み込
み、試料表面の合焦位置からのズレの向きや量などを計
り、その情報を基に試料の上下位置（Ｚ位置）を自動で
調節し、試料の高さの変化に応じて常に試料表面（分析
点）をＸ線光学系の集光位置に合わせ続ける（追従動作
をする）ものがある。これにより、試料を水平方向
（Ｘ，Ｙ方向）に駆動しながら、連続的に測定信号をサ
ンプリングし、試料上の直線的（線分析）または二次元
的（面分析）な信号の分布を得ることができる。
た電子プローブマイクロアナライザ（ＥＰＭＡ）におい
ては、分析点、分光結晶の中心、検出器スリットがロー
ランド円と呼ばれる一つの円上に位置している必要があ
る。このため、試料（分析点）を上下させてローランド
円上に乗せるために、光学顕微鏡を用いて位置合わせす
る方法が取られている。また近年、この光学顕微鏡を用
いた試料合わせのために、自動焦点合わせ機構を組み込
み、試料表面の合焦位置からのズレの向きや量などを計
り、その情報を基に試料の上下位置（Ｚ位置）を自動で
調節し、試料の高さの変化に応じて常に試料表面（分析
点）をＸ線光学系の集光位置に合わせ続ける（追従動作
をする）ものがある。これにより、試料を水平方向
（Ｘ，Ｙ方向）に駆動しながら、連続的に測定信号をサ
ンプリングし、試料上の直線的（線分析）または二次元
的（面分析）な信号の分布を得ることができる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】一般的に、自動焦点合
わせ機構は試料からの反射光を用いてＺ位置を制御する
ので、試料を水平方向に駆動している際に、試料上の反
射率が変化して急激に低くなると、その点で自動焦点合
わせ機構が合焦位置やズレの方向と量を認識できなくな
る場合がある。この状態で焦点合わせ動作を続けようと
すると、合焦するまでに非常に時間がかかって、全体の
測定時間が不自然に長くなったり、場合によって自動焦
点合わせ動作が発散して、Ｚ方向の移動可能な限界まで
達して危険な場合がある。したがって、試料上で反射率
が大きく変化している試料への対応は困難である。本発
明はかかる事情に鑑みてなされたもので、測定時間の増
大やステージの無用な発散を防ぐことのできる自動焦点
合わせ機構付き電子プローブマイクロアナライザを提供
することを目的とする。
わせ機構は試料からの反射光を用いてＺ位置を制御する
ので、試料を水平方向に駆動している際に、試料上の反
射率が変化して急激に低くなると、その点で自動焦点合
わせ機構が合焦位置やズレの方向と量を認識できなくな
る場合がある。この状態で焦点合わせ動作を続けようと
すると、合焦するまでに非常に時間がかかって、全体の
測定時間が不自然に長くなったり、場合によって自動焦
点合わせ動作が発散して、Ｚ方向の移動可能な限界まで
達して危険な場合がある。したがって、試料上で反射率
が大きく変化している試料への対応は困難である。本発
明はかかる事情に鑑みてなされたもので、測定時間の増
大やステージの無用な発散を防ぐことのできる自動焦点
合わせ機構付き電子プローブマイクロアナライザを提供
することを目的とする。
【０００４】
【課題を解決するための手段】本発明は、試料面に光を
入射させてその反射光を検出する検出手段と、検出手段
による位置制御信号、及び追従制御信号により試料ステ
ージ駆動機構を制御して試料を合焦位置に移動させる自
動焦点合わせ手段と、合焦点位置において電子線を試料
に照射したときに発生する特性Ｘ線を検出する測定手段
とを備えた自動焦点合わせ機構付き電子プローブマイク
ロアナライザにおいて、前記自動焦点合わせ手段は、追
従制御信号により、試料からの反射光のレベルに応じて
試料ステージ駆動機構の制御をＯＮ／ＯＦＦすることを
特徴とする。
入射させてその反射光を検出する検出手段と、検出手段
による位置制御信号、及び追従制御信号により試料ステ
ージ駆動機構を制御して試料を合焦位置に移動させる自
動焦点合わせ手段と、合焦点位置において電子線を試料
に照射したときに発生する特性Ｘ線を検出する測定手段
とを備えた自動焦点合わせ機構付き電子プローブマイク
ロアナライザにおいて、前記自動焦点合わせ手段は、追
従制御信号により、試料からの反射光のレベルに応じて
試料ステージ駆動機構の制御をＯＮ／ＯＦＦすることを
特徴とする。
【０００５】
【作用】本発明は、自動焦点合わせ機構を持つＥＰＭＡ
において、試料を駆動しながら連続的に測定信号をサン
プリングする際に、試料の反射率に応じて試料位置の追
従動作やステージのＺ位置を制御し、測定時間の増大や
ステージ動作の無用な発散を防ぐことが可能となる。
において、試料を駆動しながら連続的に測定信号をサン
プリングする際に、試料の反射率に応じて試料位置の追
従動作やステージのＺ位置を制御し、測定時間の増大や
ステージ動作の無用な発散を防ぐことが可能となる。
【０００６】
【実施例】図１は本発明の構成例を示す図である。図
中、１は電子線、２は試料、３は特性Ｘ線、４はＷＤ
Ｓ、５は分光結晶、６は検出器、７はＷＤＳ測定系、８
は光学顕微鏡照明、９ａは入射光、９ｂは反射光、１０
は光学顕微鏡、１１はセンサ、１２は自動焦点装置、１
３はステージ駆動機構、１４はステージ、１５はコント
ローラ、１６は測定制御装置である。図において、電子
線１を試料２に照射すると特性Ｘ線３が発生し、ＷＤＳ
４に入射する。ＷＤＳ４においては、特性Ｘ線３は分光
結晶５で分光され、検出器６で検出されてＷＤＳ測定系
７（増幅器、タイマ、カウンタ等で構成）で計数され
る。
中、１は電子線、２は試料、３は特性Ｘ線、４はＷＤ
Ｓ、５は分光結晶、６は検出器、７はＷＤＳ測定系、８
は光学顕微鏡照明、９ａは入射光、９ｂは反射光、１０
は光学顕微鏡、１１はセンサ、１２は自動焦点装置、１
３はステージ駆動機構、１４はステージ、１５はコント
ローラ、１６は測定制御装置である。図において、電子
線１を試料２に照射すると特性Ｘ線３が発生し、ＷＤＳ
４に入射する。ＷＤＳ４においては、特性Ｘ線３は分光
結晶５で分光され、検出器６で検出されてＷＤＳ測定系
７（増幅器、タイマ、カウンタ等で構成）で計数され
る。
【０００７】一方、自動焦点装置１２は光学顕微鏡照明
８により入射光９ａを試料２に入射し、反射した反射光
９ｂを光学顕微鏡１０を通してセンサ１１に導く。セン
サ１１からは位置制御信号、追従制御信号が出力され、
自動焦点位置１２はステージ駆動機構１３を介してステ
ージ１４を駆動する。位置制御信号は、試料の合焦位置
からのズレの方向やズレ量に基づき、試料ステージをど
ちらの方向にどれだけ動かすかを指定するための制御信
号である。また、追従制御信号は、試料からの反射光の
強さに応じて、あるスレッショルド以上だったら追従を
ＯＮにし、未満だったら追従をＯＦＦにするような制御
信号である。
８により入射光９ａを試料２に入射し、反射した反射光
９ｂを光学顕微鏡１０を通してセンサ１１に導く。セン
サ１１からは位置制御信号、追従制御信号が出力され、
自動焦点位置１２はステージ駆動機構１３を介してステ
ージ１４を駆動する。位置制御信号は、試料の合焦位置
からのズレの方向やズレ量に基づき、試料ステージをど
ちらの方向にどれだけ動かすかを指定するための制御信
号である。また、追従制御信号は、試料からの反射光の
強さに応じて、あるスレッショルド以上だったら追従を
ＯＮにし、未満だったら追従をＯＦＦにするような制御
信号である。
【０００８】位置制御信号と追従制御信号を出力するセ
ンサ１１は、例えば、試料面からの反射光を２光路に分
割してラインセンサに入射させるようにし、試料が合焦
点位置にあるときの、一方の光路における光学系による
結像位置と、他方の光路における光学系による結像位置
が、互いにラインセンサの反対側で、同じ距離になるよ
うにしておき、試料面の高さの変化により、両光路にお
けるラインセンサへの入射光強度が、一方が増えれば他
方が減るように変化するので、その差信号を位置制御信
号とし、また、反射光強度の変化により両光路において
受光される光量は等しく変化するので、その信号を追従
制御信号とするもので構成することができる。また、セ
ンサ１１としては、レーザビームを試料面に斜め入射さ
せて試料面の高さを反射ビームの角度変化に変換し、そ
の角度変化をラインセンサで検出して位置制御信号と
し、反射ビームの一部をフォトマルチプライヤで受光し
て反射光強度に応じた電気信号に変換して追従制御信号
とするものでもよい。
ンサ１１は、例えば、試料面からの反射光を２光路に分
割してラインセンサに入射させるようにし、試料が合焦
点位置にあるときの、一方の光路における光学系による
結像位置と、他方の光路における光学系による結像位置
が、互いにラインセンサの反対側で、同じ距離になるよ
うにしておき、試料面の高さの変化により、両光路にお
けるラインセンサへの入射光強度が、一方が増えれば他
方が減るように変化するので、その差信号を位置制御信
号とし、また、反射光強度の変化により両光路において
受光される光量は等しく変化するので、その信号を追従
制御信号とするもので構成することができる。また、セ
ンサ１１としては、レーザビームを試料面に斜め入射さ
せて試料面の高さを反射ビームの角度変化に変換し、そ
の角度変化をラインセンサで検出して位置制御信号と
し、反射ビームの一部をフォトマルチプライヤで受光し
て反射光強度に応じた電気信号に変換して追従制御信号
とするものでもよい。
【０００９】分析点のステージ駆動機構１３は、分析点
の入力時などに、コントローラ１５からの手動操作によ
っても駆動される。なお、電子線１の光軸は光学顕微鏡
１０の光軸と一致し、ＷＤＳ４の焦点も光学顕微鏡１０
の焦点と一致するように調整されている。測定制御装置
１６は、自動焦点装置１２を駆動制御し、また、自動焦
点装置１２から合焦したか否かの信号を受け取り、合焦
するとＷＤＳ測定系７の計数を開始する。また、ステー
ジ駆動機構１３の駆動制御をしている。
の入力時などに、コントローラ１５からの手動操作によ
っても駆動される。なお、電子線１の光軸は光学顕微鏡
１０の光軸と一致し、ＷＤＳ４の焦点も光学顕微鏡１０
の焦点と一致するように調整されている。測定制御装置
１６は、自動焦点装置１２を駆動制御し、また、自動焦
点装置１２から合焦したか否かの信号を受け取り、合焦
するとＷＤＳ測定系７の計数を開始する。また、ステー
ジ駆動機構１３の駆動制御をしている。
【００１０】次に、図２を参照して面分析の場合を例に
とって本発明の動作について説明する。図２は自動焦点
装置による追従制御のタイミングを説明する図である。
実際の測定時には、ステージ駆動機構１３によりステー
ジ１４をある方向に駆動しながら、自動焦点装置１２に
より常に試料２上の分析点と分光結晶５の中心と検出器
６のスリットの中心が成すローランド円上に位置するよ
うに制御を行い、同時にＷＤＳ測定系７により連続的に
サンプリングを行う。例えば、図２（ａ）に示すよう
に、試料表面上に斜線で示す２つの暗部領域があったと
し、測定走査ラインがこの領域を通るようなものであっ
たとすると、反射光強度に基づく追従制御用センサ信号
は、図２（ｂ）に示すように変化する。この追従制御用
センサ信号が閾値より大きいか小さいかに応じて、図２
（ｃ）に示すように、自動焦点合わせ装置は追従機能を
ＯＮ／ＯＦＦする。このような制御により、試料表面の
反射率が小さくなり、センサが位置を正しく読みとれな
くなっても自動焦点装置はＺ位置を動かさない。試料の
反射率が回復し、センサへの信号が閾値を超えたら再び
追従動作を開始する。これにより、測定時間の増大やス
テージ動作の無用な発散を防ぎ、速やかで、かつ安全に
測定を行うことができる。
とって本発明の動作について説明する。図２は自動焦点
装置による追従制御のタイミングを説明する図である。
実際の測定時には、ステージ駆動機構１３によりステー
ジ１４をある方向に駆動しながら、自動焦点装置１２に
より常に試料２上の分析点と分光結晶５の中心と検出器
６のスリットの中心が成すローランド円上に位置するよ
うに制御を行い、同時にＷＤＳ測定系７により連続的に
サンプリングを行う。例えば、図２（ａ）に示すよう
に、試料表面上に斜線で示す２つの暗部領域があったと
し、測定走査ラインがこの領域を通るようなものであっ
たとすると、反射光強度に基づく追従制御用センサ信号
は、図２（ｂ）に示すように変化する。この追従制御用
センサ信号が閾値より大きいか小さいかに応じて、図２
（ｃ）に示すように、自動焦点合わせ装置は追従機能を
ＯＮ／ＯＦＦする。このような制御により、試料表面の
反射率が小さくなり、センサが位置を正しく読みとれな
くなっても自動焦点装置はＺ位置を動かさない。試料の
反射率が回復し、センサへの信号が閾値を超えたら再び
追従動作を開始する。これにより、測定時間の増大やス
テージ動作の無用な発散を防ぎ、速やかで、かつ安全に
測定を行うことができる。
【００１１】なお、上記説明では、追従制御用センサ信
号の閾値を固定値としたが、測定する試料や目的に応じ
て可変してもよい。また、上記例では、試料上の反射率
が低くなったときには、単純に追従動作をＯＦＦとし、
ステージのＺ位置を動かさないようにしたが、試料の反
射率がある閾値より低くなった時点で、ある１点（例え
ばＺ方向の駆動範囲の中心など）に戻すように、動作開
始の位置を任意に選べるようにしてもよい。
号の閾値を固定値としたが、測定する試料や目的に応じ
て可変してもよい。また、上記例では、試料上の反射率
が低くなったときには、単純に追従動作をＯＦＦとし、
ステージのＺ位置を動かさないようにしたが、試料の反
射率がある閾値より低くなった時点で、ある１点（例え
ばＺ方向の駆動範囲の中心など）に戻すように、動作開
始の位置を任意に選べるようにしてもよい。
【００１２】
【発明の効果】以上のように本発明によれば、自動焦点
合わせ機構を組み込んだＥＰＭＡにおいて、線分析や面
分析などのように、ステージを駆動しながらサンプリン
グを行う際に、試料の反射率に応じて追従動作やステー
ジのＺ位置などを制御することにより、試料表面の反射
率が急激に変換して合焦位置のズレを正しく把握できな
い試料でも、測定時間を無駄に増やすことなく、かつ安
全に測定を行うことが可能となる。
合わせ機構を組み込んだＥＰＭＡにおいて、線分析や面
分析などのように、ステージを駆動しながらサンプリン
グを行う際に、試料の反射率に応じて追従動作やステー
ジのＺ位置などを制御することにより、試料表面の反射
率が急激に変換して合焦位置のズレを正しく把握できな
い試料でも、測定時間を無駄に増やすことなく、かつ安
全に測定を行うことが可能となる。
【図１】 本発明の構成例を示す図である。
【図２】 追従制御のタイミングを説明する図である。
１…電子線、２…試料、３…特性Ｘ線、４…ＷＤＳ、５
…分光結晶、６…検出器、７…ＷＤＳ測定系、８…光学
顕微鏡照明、９ａ…入射光、９ｂ…反射光、１０…光学
顕微鏡、１１…センサ、１２…自動焦点装置、１３…ス
テージ駆動機構、１４…ステージ、１５…コントロー
ラ、１６…測定制御装置。
…分光結晶、６…検出器、７…ＷＤＳ測定系、８…光学
顕微鏡照明、９ａ…入射光、９ｂ…反射光、１０…光学
顕微鏡、１１…センサ、１２…自動焦点装置、１３…ス
テージ駆動機構、１４…ステージ、１５…コントロー
ラ、１６…測定制御装置。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平１−144553（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−261709（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−241246（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−270328（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) H01J 37/252 H01J 37/20 H01J 37/21
Claims (1)
- 【請求項１】 試料面に光を入射させてその反射光を検
出する検出手段と、検出手段による位置制御信号、及び
追従制御信号により試料ステージ駆動機構を制御して試
料を合焦位置に移動させる自動焦点合わせ手段と、合焦
点位置において電子線を試料に照射したときに発生する
特性Ｘ線を検出する測定手段とを備えた自動焦点合わせ
機構付き電子プローブマイクロアナライザにおいて、前
記自動焦点合わせ手段は、追従制御信号により、試料か
らの反射光のレベルに応じて試料ステージ駆動機構の制
御をＯＮ／ＯＦＦすることを特徴とする自動焦点合わせ
機構付き電子プローブマイクロアナライザ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP07590595A JP3217637B2 (ja) | 1995-03-31 | 1995-03-31 | 自動焦点合わせ機構付き電子プローブマイクロアナライザ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP07590595A JP3217637B2 (ja) | 1995-03-31 | 1995-03-31 | 自動焦点合わせ機構付き電子プローブマイクロアナライザ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08273580A JPH08273580A (ja) | 1996-10-18 |
| JP3217637B2 true JP3217637B2 (ja) | 2001-10-09 |
Family
ID=13589826
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP07590595A Expired - Fee Related JP3217637B2 (ja) | 1995-03-31 | 1995-03-31 | 自動焦点合わせ機構付き電子プローブマイクロアナライザ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3217637B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008286735A (ja) * | 2007-05-21 | 2008-11-27 | Jeol Ltd | 蛍光ｘ線分析装置のｅｄｓヘッド保護方法及び保護機構 |
| CN105372275A (zh) * | 2015-11-16 | 2016-03-02 | 南京钢铁股份有限公司 | 一种钢板中马奥岛的标定方法 |
| US11205559B2 (en) * | 2019-10-23 | 2021-12-21 | Gatan, Inc. | System and method for alignment of cathodoluminescence optics |
-
1995
- 1995-03-31 JP JP07590595A patent/JP3217637B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH08273580A (ja) | 1996-10-18 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
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