JP3270627B2 - 電子ビームマイクロアナライザーにおける試料の高さ表示方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、試料に電子ビームを照
射し、試料から発生したＸ線を検出して試料の元素分析
を行うようにした電子ビームマイクロアナラザーに関
し、特に、この電子ビームマイクロアナラザーを用いて
試料の高さ表示を行う方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】電子ビームマイクロアナラザーにおいて
は、電子銃からの電子ビームを試料上に細く集束して照
射し、この結果試料から発生した特性Ｘ線を波長分散型
のＸ線分析器などによってその波長の分析を行い、試料
の元素の同定など定性分析や定量分析を行っている。こ
のような電子ビームマイクロアナラザーでは、電子ビー
ムを試料の特定領域で２次元的に走査し、この走査に伴
って発生した２次電子を検出し、検出信号を電子ビーム
の走査と同期した陰極線管に供給して試料の走査２次電
子像の表示を行うこともできる。

【０００３】また、電子ビームマイクロアナラザーで
は、分析試料を電子ビームで照射して得られる２次電子
像を、試料の傾斜を変えて２枚撮影し、立体鏡を使用し
て試料の高低を観察していた。また、この試料の高低観
察としては、試料の傾斜角を変えて像を撮影する手法に
代えて、電子ビームの試料への入射角を変えて走査し、
それを陰極線管上に赤と青などの２色で表示し、赤と青
などの２色眼鏡を使用して試料の高低を観察することも
行われている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上記した試料の高低の
観察手法では、像を得るために電子ビームを走査する範
囲は、最大で約数ｍｍ角であり、このような狭い範囲で
しか試料の高低の観察を行うことができない。また、最
近では、電子ビームマイクロアナラザーは高度なコンピ
ュータシステムを有しているが、このようなシステムに
上記した試料の高低情報を取り込むことはできず、コン
ピュータシステムで試料の高低情報をグラフィックスに
表示したり、処理することは非常に困難である。

【０００５】本発明は、このような点に鑑みてなされた
もので、その目的は、試料の広い範囲の高低表示が可能
で、また、試料の高さ情報をコンピュータシステムに取
り込むことができる電子ビームマイクロアナライザーに
おける試料の高さ表示方法を実現するにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明に基づく電子ビー
ムマイクロアナライザーにおける試料の高さ表示方法
は、電子ビームを試料に照射し、試料から発生したＸ線
を検出して分析できると共に、光学顕微鏡を用いて試料
の高さ方向の位置の調整が可能な電子ビームマイクロア
ナラザーにおいて、試料を水平方向に移動させ、試料の
移動の各位置において光学顕微鏡を用いて焦点合わせを
実行し、焦点の合ったときの高さ方向の試料位置を記憶
し、記憶された試料の水平方向の各位置における高さ情
報に基づいて試料の高さの表示を行うようにしたことを
特徴としている。

【０００７】

【作用】本発明に基づく電子ビームマイクロアナライザ
ーにおける試料の高さ表示方法は、試料を移動させなが
ら試料の焦点合わせを行い、焦点のあったときの各位置
の試料高さ情報を記憶し、この記憶された信号に基づい
て試料の高さ表示を行う。

【０００８】

【実施例】以下、図面を参照して本発明の実施例を詳細
に説明する。図１は本発明の方法を実施するための電子
ビームマイクロアナラザーの一例を示している。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
ームは集束レンズ２、対物レンズ３によって細く集束さ
れ、試料４に照射される。図示していないが、この試料
４の上部には試料への電子ビームの照射によって発生し
たＸ線を分析するためのＸ線分光器や、試料から発生し
た２次電子を検出する２次電子検出器などが配置されて
いる。

【０００９】試料４はｘ，ｙ２次元方向に移動できる水
平移動機構５の上に載せられている。また、水平移動機
構５は、ｚ方向に移動できる垂直移動機構６の上に載せ
られている。水平移動機構５は、パルスモータ７によっ
て駆動され、垂直移動機構６はパルスモータ８によって
駆動される。９はパルスモータ７の駆動制御回路であ
り、１０はパルスモータ８の駆動制御回路である。この
２種の駆動制御回路９，１０は、コンピュータ１１によ
って制御される。

【００１０】１２は光学顕微鏡の対物レンズであり、対
物レンズ１２は光源１３から発生され、レンズ１４，半
透明鏡１５，反射鏡１６を経た光を試料４上に集束す
る。試料４から反射した光は、対物レンズ１２により結
像され、反射鏡１６、半透明鏡１６および接眼レンズ１
７を介して撮像装置１８の結像面に投影される。なお、
対物レンズ１２と反射鏡１６は電子ビームの光路上に配
置されるため、電子ビームの光軸に電子ビーム通過用の
開口が穿たれている。撮像装置１８によって得られた信
号は前記コンピュータ１１に供給される。１９はメモリ
ーであり、２０は陰極線管である。このような構成の動
作を次に説明する。

【００１１】まず、電子ビームマイクロアナラザーとし
ての通常のＸ線分析は、電子銃１からの電子ビームを試
料４上に細く集束し、その結果試料から発生した特性Ｘ
線を図示していない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。この電子ビームの照射の前に、
光源１３からの光を試料４に照射し、撮像装置１８によ
り試料の光学像を得、この光学像を陰極線管２０上に表
示する。この光学像を観察し、像の焦点が合うように駆
動制御回路１０を介してパルスモータ８を駆動し、垂直
移動機構６によって試料の高さ位置の調整を行う。光学
顕微鏡の位置と、Ｘ線分光系の位置関係は機械的に事前
調整されており、光学顕微鏡による焦点合わせが行われ
ると、試料の高さ位置はＸ線分光系にとって最適な位置
となる。

【００１２】次に試料の高さ表示の方法について説明す
る。ここで、図に示したシステムは、自動的な焦点合わ
せ機能を有している。すなわち、撮像装置１８によって
得られた試料の光学像の信号は、コンピュータ１１に送
られる。コンピュータ１１は像信号を微分するが、コン
ピュータ１１は更に垂直駆動回路１０を制御して垂直移
動機構６を一定範囲移動させ、各試料の垂直位置におけ
る像信号の微分値を比較する。この微分値が最も大きな
ときが焦点のあっている試料の垂直位置となる。コンピ
ュータ１１は焦点があったときの垂直移動機構６の制御
信号に基づく試料の高さ情報をメモリー１９に記憶す
る。この際、メモリー１９には試料の高さ情報が焦点合
わせ動作を行った試料のｘ，ｙ位置と共に記憶される。

【００１３】上記した自動的な焦点合わせ動作とそれに
伴う試料の高さ情報の取得とメモリー１９への記憶動作
は、試料４を水平移動機構５を用いて順々に各ｘ，ｙ位
置に移動させて行う。その結果、試料４の幅広い領域に
ついて高さ情報をメモリー１９に記憶することができ
る。コンピュータ１１は高さ情報の記憶が終了した後、
メモリー１９内の情報を読みだし、陰極線管２０に試料
の高さ表示を行なう。この高さ表示を行うに当たって、
コンピュータ１１は記憶された信号に対して適宜な処理
を施す。例えば、スムージング、色による高低差の表
示、高低の絶対値や相対値表示などの処理が行われる。

【００１４】以上本発明の実施例を説明したが、本発明
はこの実施例に限定されない。例えば、像信号の比較
は、微分値以外に積分値でもよく、また、試料の水平方
向の移動は、線状であっても面状であっても良い。ま
た、試料の自動焦点合わせ機能がないシステムの場合に
は、時間が掛かるが、試料の移動の一点ごとにオペレー
タが試料の高さ合わせを行い、その時のＺ値をコンピュ
ータで読み取ってそれを記憶し、記憶信号に基づいて高
さ表示を行うことも可能である。更に、電子ビームマイ
クロアナラザーの主分析はＸ線の分光による元素分析で
あるが、この分析と同時に分析点のｘ，ｙ，ｚ値が上記
のように得られるため、この試料の高低を表すｚ値をＸ
線の分析と対比させて表示することも有効である。

【００１５】

【発明の効果】以上説明したように、本発明に基づく電
子ビームマイクロアナライザーにおける試料の高さ表示
方法は、試料を移動させながら試料の焦点合わせを行
い、焦点のあったときの各位置の試料高さ情報を記憶
し、この記憶された信号に基づいて試料の高さ表示を行
うようにしたので、試料の高低を電子ビームの像ではな
く、直接の高さ測定に基づき、光学顕微鏡の焦点深度の
範囲の正確さで表示を行うことができる。そのため、視
角的には見やすい数値化された試料の高低を現す像を得
ることができる。

【００１６】また、試料の高低像を得るために試料の移
動をｘ，ｙ方向に試料ステージを用いて行うため、数ｍ
ｍから数十ｍｍ以上の範囲の高低を測定することができ
る。また、微小領域については、試料ステージ駆動のマ
イクロステップ駆動方式を用いることにより、通常の微
小領域のＸ線分析と同様に数領域の高低表示も可能であ
る。すなわち、本発明では、数の微小領域から、数十ｍ
ｍ以上の広い領域まで高低観察が可能となる。更に、通
常電子ビームマイクロアナライザーシステムが有してい
るカラー表示機能や他の画像処理機能を容易に用いて各
種高低表示を簡単に行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に基づく方法を実施するためのシステム
の一例を示す図である。

【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 水平移動機構 ６ 垂直移動機構 ７，８ パルスモータ ９，１０ 駆動制御回路 １１ コンピュータ １２ 対物レンズ １３ 光源 １４ 集光レンズ １５ 半透明鏡 １６ 反射鏡 １７ 接眼レンズ １８ 撮像装置 １９ メモリー ２０ 陰極線管

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 電子ビームを試料に照射し、試料から発
   生したＸ線を検出して分析できると共に、光学顕微鏡を
   用いて試料の高さ方向の位置の調整が可能な電子ビーム
   マイクロアナラザーにおいて、試料を水平方向に移動さ
   せ、試料の移動の各位置において光学顕微鏡を用いて焦
   点合わせを実行し、焦点の合ったときの高さ方向の試料
   位置を記憶し、記憶された試料の水平方向の各位置にお
   ける高さ情報に基づいて試料の高さの表示を行うように
   した電子ビームマイクロアナライザーにおける試料の高
   さ表示方法。