JP3503124B2 - 表面分析画像表示方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 【０００１】 【産業上の利用分野】本発明は、表面分析画像表示方法
に関し、特に、試料の表面分析に基づく２次元的な情報
を表示する表示方法に関する。 【０００２】 【従来の技術】一般に、試料の２次元的な情報を得るた
めに行う表面分析はマッピング分析として知られてお
り、また、このマッピング分析により得られた２次元的
情報が表示れた画像はマッピング画像として知られてい
る。 【０００３】このようなマッピング分析は、励起源を照
射することによって試料から発生する各種信号を検出し
て行うことができる。例えば、電子線マイクロアナライ
ザ（ＥＰＭＡ）等のＸ線分析装置では、試料に電子ビー
ムや単色Ｘ線等の励起源を照射し、試料から得られる二
次電子や特性Ｘ線を検出することにより試料の表面分析
を行う。そして、励起源や試料ステージを２次元的に走
査することによって、試料表面の凹凸や元素分布の２次
元的な情報を各信号毎の画像として得ることができる。 【０００４】これによって、例えば試料表面の凹凸を表
す表面形状像や試料の元素の分布状態を表す元素分布像
（Ｘ線画像）が得られ、こうして得られる画像はマッピ
ング画像として得られる。 【０００５】このような各種のマッピング画像の表示を
行う場合、一つの表面分析処理により得られる種々の表
面分析手法によって同一分析領域上で種々のマッピング
画像が得られる。これらの分析結果に基づいて試料分析
を行ったり、さらに詳細な分析処理を行う場合には、同
分析領域において、各分析結果のマッピング画像を比較
する必要がある。 【０００６】従来、このようなマッピング画像の比較を
行う場合には、各マッピング画像を一つの表示画面上に
並べて同時に表示している。例えば、Ｘ線分析装置にお
いて、ある分析領域の表面形状の情報や元素分布の情報
を求め、それらのマッピング画像を一つの表示画面上に
個々に並べて表示している。 【０００７】また、通常、このような２次元的情報の表
示においては、凹凸像等の表面形状像については白黒多
階調のグレースケールによって表示し、また、元素分布
像については、Ｘ線強度等の信号強度に応じて複数色
（例えば、１６色）の疑似カラー表示によって表示して
いる。 【０００８】 【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
表面分析画像表示方法では、各マッピング画像により表
される試料の２次元的情報の比較が容易に行うことがで
きないという問題点がある。 【０００９】例えば、Ｘ線分析装置による表面分析によ
って、試料の凹凸を表す表面形状像と元素の分布状態を
表す元素分布像等の２次元的情報を求め、分析領域内に
おける元素分布の位置や表面形状像上での特定を行う場
合、従来のように表面形状像と元素分布像のそれぞれの
マッピング像を並べて表示する表示方法では、正確な位
置特定を容易に行うことができない。 【００１０】図７は従来の表示方法を説明するための図
である。図７において、表面形状像と元素分布像のマッ
ピング像は並べて表示される。この表示では、両マッピ
ング像は分離しているため、両者の正確な関係を容易に
認識することはできない。 【００１１】そこで、本発明は前記した従来の表面分析
画像表示方法の問題点を解決し、表面分析によって得ら
れる表面分析画像の表示において、表面分析による複数
の２次元的情報を同一画面に同時に画像表示し、該２次
元的情報の関係を容易に把握することができる表示方法
を提供することを目的とする。 【００１２】 【課題を解決するための手段】 本発明は、試料の表面
分析により得られる同一分析領域における複数の二次元
的情報を同一画面に同時に画像表示する方法であって、
一つの２次元的情報の画像と他の２次元的情報の画像と
が同一分析領域において重なるかを判定し、重なる場合
には、一つの２次元的情報の画像と他の２次元的情報の
画像との重なり部分において、上側の２次元的情報画像
を下側の２次元的情報画像に優先して表示することによ
り、一つの２次元的情報の画像と他の２次元的情報の画
像を重ね合わせて表示することによって、前記目的を達
成する。 【００１３】本発明の画像表示方法が表示する情報は、
試料の表面分析によって得られる試料の２次元的情報で
あり、例えば、電子マイクロアナライザ等のＸ線分析装
置によって行われる表面分析によって得られる試料の表
面形状や元素分布に適用することができる。 【００１４】本発明の第１の実施態様は、表示される２
次元的情報の画像の内で、下側に表示される２次元的情
報画像を白黒多階調によって表示し、上側の表示される
２次元的情報画像を色付け表示するものであり、これに
よって、同一画像上において異なる２次元的情報画像間
の関係を容易に区別することができる。 【００１５】なお、色付け処理は、各２次元的情報を区
別するために各２次元的情報を表示する表示色を指定す
る処理である。また、多階調処理は、例えば表面形状に
おける高さや元素分布における元素量等を表示するため
に、各２次元的情報における信号強度に応じて表示濃度
を調整する処理である。 【００１６】本発明の第２の実施態様は、上側の表示さ
れる２次元的情報画像の内で、重なり部分について異な
る色付けによって表示するものであり、これによって、
同一画像上において異なる２次元的情報画像の重なり部
分を容易に把握することができる。 【００１７】本発明の第３の実施態様は、表示される２
次元的情報の画像を、試料の表面形状像と試料の元素分
布像とするものであり、これによって、同一分析領域上
において、試料の表面形状に対する元素の分布状態を同
一画像上で同時に表示して、元素分布の位置関係を容易
に把握することができる。 【００１８】 【作用】電子マイクロアナライザ等のＸ線分析装置によ
って試料の表面分析を行い、例えば試料の表面形状や元
素分布等の複数の２次元的情報を求める。この２次元的
情報は、一つの表面分析処理では、同一の分析領域にお
ける分析結果が得られる。 【００１９】表面分析によって得られた複数の２次元的
情報を同一画面に同時に画像表示する場合、一の２次元
的情報の画像の上側に他の２次元的情報の画像を重ね合
わせて表示する。例えば、一の２次元的情報の画像とし
て表面形状像を選択し、他の２次元的情報の画像として
元素分布像を選択した場合は、この表面形状像を表示画
面のベース画像として表示し、その上側に元素分布像を
重ねて表示する。 【００２０】そして、下側の表面形状像と上側の元素分
布像とが重なる部分については、上側の元素分布像を下
側の表面形状像に優先させて、上側の元素分布像のみを
表示する。さらに、元素分布像が複数ある場合において
も、元素分布像を下側の表面形状像に優先させて表示す
る。 【００２１】各２次元的情報の画像は、白黒多階調や色
付けによる表示を行うことができ、例えば、下側の表面
形状像を白黒多階調によって表示し、上側の元素分布像
を色付けによって表示することができる。また、この色
付けについても多階調とすることができる。 【００２２】さらに、元素分布像同志が重なる場合に
は、重なった部分について異なる色付けとすることによ
り重なり部分の表示を行うことができる。 【００２３】これによって、同一の画面の同一画像上に
おいて、表面形状像や元素分布像等の複数の２次元的情
報画像を同時に表示し、それらの関係を容易に識別する
ことができる。 【００２４】 【実施例】以下、本発明の実施例を図を参照しながら詳
細に説明する。 【００２５】本発明の表面分析画像表示方法は、試料の
表面分析により得られる同一分析領域における複数の２
次元的情報を同一画面に同時に画像表示する方法であっ
て、ある２次元的情報の画像の上側に他の２次元的情報
の画像を重ね合わせ、それらの２次元的情報の画像の重
なり部分では、上側の２次元的情報画像を下側の２次元
的情報画像に優先して表示している。 【００２６】図１はこのような本発明の実施例における
処理を説明するためのフローチャートである。以下、図
１のフローチャートにしたがって本発明の表示方法を説
明する。 【００２７】はじめに、試料に表面分析処理を行うこと
によって、試料表示の２次元的情報を求める。この表面
分析としては、例えば、電子マイクロアナライザ等のＸ
線分析装置を用いることができ、試料や励起源を走査す
ることによって試料の表面形状や元素分布等についての
２次元的情報を得ることができる。この場合、一つの表
面分析処理によって、同一の分析領域における複数の２
次元的情報を得ることができる（ステップＳ１）。 【００２８】そして、前記表面分析処理によって得られ
た複数（ｎ個とする）の分析結果を２次元的情報１，
〜，ｉ，〜，ｎとして記憶手段に記憶しておく（ステッ
プＳ２）。 【００２９】次に、前記ステップＳ２で記憶しておいた
複数の２次元的情報１，〜，ｉ，〜，ｎについて、多階
調処理や色付け処理を行う。多階調処理は、例えば表面
形状における高さや元素分布における元素量等を表示す
るために、各２次元的情報における信号強度に応じて表
示濃度を調整する処理である。多階調処理においては、
例えば、２次元的情報の信号強度を複数個のレベルの異
なるしきい値で区分けし、各区分けに対して表示濃度を
異ならせて対応させることによって行うことができる。 【００３０】また、色付け処理は、各２次元的情報を区
別するために各２次元的情報を表示する表示色を指定す
る処理である。多階調処理は、白黒多階調あるいは色付
け処理により指定された各指定色で色階調することがで
き、階調の数として例えば１６階調や２５６階調等を用
いることができる（ステップＳ３）。 【００３１】次に、表示画面において下側に表示される
２次元的情報ｉを選択し、その画像をベース画像とす
る。その他の２次元的情報１，〜，ｉ−１，〜，ｉ＋
１，ｎはこの２次元的情報ｉの画像の上側に重ね合わせ
て表示されることになる（ステップＳ４）。 【００３２】前記ステップＳ４で選択したベース画像と
なる２次元的情報ｉとその他の２次元的情報１，〜，ｉ
−１，〜，ｉ＋１，ｎとが同一分析領域内で重なるか否
かを判定し、重なる場合には次のステップＳ６における
重ね合わせ処理を行う（ステップＳ５）。ベース画像と
重なる２次元的情報がある場合には、この重なり部分で
はベース画像の表示を行わず、ベース画像以外の２次元
的情報を優先して表示するという重ね合わせ処理を行う
（ステップＳ６）。 【００３３】次に、ベース画像以外の２次元的情報１，
〜，ｉ−１，〜，ｉ＋１，ｎの中で重なる部分があるか
否かの判定を行い（ステップＳ７）、重なる部分につい
ては異なる色の指定を行う（ステップＳ８）。 【００３４】複数の２次元的情報を同一画面上で同時に
表示する。このとき、各２次元的情報には、重ね合わせ
処理や色付け処理等の各工程で色が指定されているた
め、上側の２次元的情報が優先され、また、重なる部分
については異なる色によって表示される（ステップＳ
９）。 【００３５】（本発明の実施例を適用した構成例）次
に、本発明の表面分析画像表示方法の実施例を適用した
構成例について、図２を用いて説明する。 【００３６】図２は表面分析装置として電子線マイクロ
アナライザを用いた場合の例を示している。図２の電子
線マイクロアナライザは、電子銃１，電子ビーム走査部
４，Ｘ−Ｙステージ５，ステージ操作部６，分光結晶７
−１〜７−ｎ，Ｘ線検出器８−１〜８−ｎ，反射電子検
出器９を備えている。そして、電子銃１から放出された
電子ビーム２は試料３に照射され、試料３からはＸ線，
および反射電子が放出される。分光結晶７−１〜７−ｎ
およびＸ線検出器８−１〜８−ｎは、検出するＸ線の波
長に応じて複数組（ｎ組）備え、Ｘ線検出器８−１〜８
−ｎはそのＸ線の強度検出を行う。また、反射電子検出
器９は反射電子の強度を検出する。 【００３７】また、試料３はＸ−Ｙステージ５上に配置
され、ステージ操作部６の駆動によって２次元的に移動
して試料の走査を行うことができる。なお、試料の走査
は、電子ビーム走査部４を走査することによっても行う
ことができる。 【００３８】反射電子検出器９からの検出信号は反射電
子像処理部１１に入力されて、試料表面の凹凸を表す表
面形状像の信号に信号変換され、表面形状像用フレーム
メモリ１２に記憶される。 【００３９】また、各Ｘ線検出器８−１〜８−ｎからの
検出信号はＸ線画像処理部２１−１〜２１−ｎに入力さ
れて、試料の元素分布を表す元素分布像の信号変換さ
れ、元素分布像用第１フレームメモリ２２−１〜元素分
布像用第ｎフレームメモリ２２−ｎに記憶される。図２
では、元素分布像についての部分を破線の矩形で示して
いる。 【００４０】各フレームメモリにおける信号の記憶は画
素単位で行うことができ、検出した信号強度を異なるレ
ベルのしきい値で区分けし、そのレベルを記憶すること
によって行うことができる。 【００４１】表面形状像用フレームメモリ１２および元
素分布像用フレームメモリ２２に記憶されている画像信
号は、色付け処理部３１および重ね合わせ処理部３２を
経て表示用フレームメモリ３３に接続される。色付け処
理部３１は、各画像信号を区別するために表示色を指定
したり、信号強度に応じた表示濃度を設定する多階調処
理を行う処理を行う部分である。また、重ね合わせ処理
部３２は、同一の画素に画像信号が複数ある場合に、優
先して表示する画像信号を選択したり、異なる表示色を
指定する処理を行う部分である。 【００４２】なお、色付け処理部３１および重ね合わせ
処理部３２における色指定は、例えば入力手段３６から
指定することもできる。 【００４３】表示用フレームメモリ３３に記憶された画
像信号は、表示制御部３４によって表示手段３５に表示
される。 【００４４】（本発明の実施例を適用した構成例の作
用）次に、構成例の作用について図３のフローチャート
および図４の表示画像を説明するための図を用いて説明
する。なお、図３のフローチャートでは、Ｘ線分析処理
の後の処理について説明する。 【００４５】電子線マイクロアナライザ等によるＸ線分
析装置からの信号を反射電子線処理部１１およびＸ線画
像処理部２１によって表面形状像（凹凸像）および元素
分布像を求め、各表面形状像の画像信号を表面形状像用
フレームメモリ１２および元素分布像用フレームメモリ
２２に記憶する（ステップＳ１０，ステップＳ１１）。 【００４６】色付け処理部３１は、表面形状像の画像信
号に対して多階調処理を施す。表面形状像を濃淡で表示
する場合には、この多階調は白黒多階調となる。また、
色付け処理部３１は、元素分布像の画素信号に対して多
階調処理および色付け処理を施す（ステップＳ１２，ス
テップＳ１３）。 【００４７】図４（ａ）は表面形状像を多階調表示した
概略図であり、図４（ｂ）は元素分布像１を多階調表示
した概略図，図４（ｂ）は元素分布像２を多階調表示し
た概略図である。なお、表面形状像については白黒多階
調とし、元素分布像についてはカラーによる多階調とす
ることができる。 【００４８】次に、表面形状像と元素分布像とが同一分
析領域において重なるか否かを判定し（ステップＳ１
４）、重なる場合には重ね合わせ処理によって元素分布
像を優先した色付けを行う（ステップＳ１５）。図４
（ｄ），図４（ｅ）は、表面形状像と元素分布像１ある
いは元素分布像２とを重ね合わせた場合を示している。
図４（ｄ）の場合には、白黒多階調された表面形状像の
上にカラー表示された元素分布像１が重ね合わせられて
表示され、また、図４（ｅ）の場合には、白黒多階調さ
れた表面形状像の上にカラー表示された元素分布像２が
重ね合わせられて表示される。 【００４９】さらに、元素分布像同志について、同一分
析領域において重なるか否かを判定し（ステップＳ１
６）、重なる場合には重ね合わせ処理によって重なり部
分について異なる色付けを行う（ステップＳ１７）。図
４（ｆ）は表面形状像の上に元素分布像１および元素分
布像２を重ね合わせた場合を示している。この場合に
は、元素分布像１の一部と元素分布像２の一部が重なっ
て重なり部分が形成され、この部分には元素分布像１お
よび元素分布像２とは異なる表示色を指定する。 【００５０】そして、各画素に対して表示色および表示
濃度の信号を表示用フレームメモリ３３に格納する（ス
テップＳ１８）。表示制御部３４は、この表示用フレー
ムメモリ３３内の画素信号を用いて表示手段３５に、図
４（ｆ）に示すような表示を行う。 【００５１】図５は、前記ステップＳ１２からステップ
Ｓ１５の色付け処理のより詳細な処理を説明するための
フローチャートであり、図６は、前記ステップＳ１６お
よびステップＳ１７の重なり部におけるより詳細な処理
を説明するためのフローチャートである。 【００５２】図５のフローチャートにおいて、はじめに
表面形状像および元素分布像を記憶するフレームメモリ
の画素を指定する指数Ｎに初期値１を設定し（ステップ
Ｓ２０）、この画素Ｎについて表面形状像の画像信号と
基準値との比較を行う。この基準値は表面形状像の有無
を判定するためのしきい値であり、基準値以下の場合に
は表面形状像の画像信号はないものと判定し、基準値以
上の場合には表面形状像の画像信号があるものと判定す
る（ステップＳ２１）。 【００５３】また、同様に、画素Ｎについて元素分布像
の画像信号と基準値との比較を行う。この基準値は元素
分布像の有無を判定するためのしきい値であり、基準値
以下の場合には元素分布像の画像信号はないものと判定
し、基準値以上の場合には元素分布像の画像信号がある
判定する（ステップＳ２２）。 【００５４】両信号が無い場合には、その画素Ｎに背景
色を色付けする。この背景色は表示画面のベース画像と
なる（ステップＳ２３）。一方、元素分布像の画像信号
のみがある場合には、その画素Ｎの画素信号を異なる表
示レベルに対応するしきい値と比較し（ステップＳ２
４）、そのしきい値に対応した色付けを行う（ステップ
Ｓ２５）。 【００５５】また、ステップＳ２１において表面形状像
の画像信号があると判定した場合には、画素Ｎについて
元素分布像の画像信号と基準値との比較を行い（ステッ
プＳ３０）、基準値以下の場合には元素分布像の画像信
号はないものと判定し、画素Ｎの表面形状像の画素信号
を異なる表示レベルに対応するしきい値と比較し（ステ
ップＳ３１）、そのしきい値に対応した色付けを行う。
実施例は、この色付けを白黒多階調で行う例を示してい
る（ステップＳ３２）。 【００５６】一方、ステップＳ３０で元素分布像がある
と判定された場合には、元素分布像の画像信号のみがあ
る場合には、その画素Ｎの元素分布像の画素信号を異な
る表示レベルに対応するしきい値と比較し（ステップＳ
３３）、そのしきい値に対応した色付けを行う（ステッ
プＳ３４）。これによって、元素分布像を表面形状像よ
優先して表示することができる。 【００５７】前記ステップＳ２５までの処理を全画素に
ついて行い（ステップＳ２６，ステップＳ２７）、さら
に、全元素分布像の画像信号について行う（ステップＳ
２８，ステップＳ２９）。 【００５８】また、図６において、元素分布像を記憶す
るフレームメモリの画素を指定する指数Ｎに初期値１を
設定し（ステップＳ４０）、複数の元素分布像について
同じ指数の画素Ｎに画像信号が複数あるか否かの判定を
行う（ステップＳ４１）。 【００５９】同一画像Ｎに複数の画像信号がある場合
は、元素分布像の重さなり部分であること示しているた
め、該画素Ｎについて異なる色を指定する。この指定色
は、重なる元素の種類の組み合わせに応じてあらかじめ
設定しておく（ステップＳ４２）。 【００６０】前記処理を全画素について行うことによっ
て、表示領域において複数の元素分布が重なった部分の
表示を行うことができる（ステップＳ４３，ステップＳ
４４）。 【００６１】（実施例の効果）反射電子像による表面形
状像とＸ線像による元素分布像を重ね合わせて表示する
場合、反射電子像のみで元素分布が無い領域、ある１元
素のみ存在する領域、複数の元素が同時に存在する領域
等がそれぞれ異なる色によって一つの画像上に表示する
ことができる。これによって、一つの画像の観察のみに
よって、試料の表面形状と元素の分布状態を同時に認識
することができる。 【００６２】 【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
表面分析によって得られる表面分析画像の表示におい
て、表面分析による複数の２次元的情報を同一画面に同
時に画像表示し、該２次元的情報の関係を容易に把握す
ることができる表示方法を提供することができる。

【図面の簡単な説明】 【図１】本発明の実施例における処理を説明するための
フローチャートである。 【図２】本発明の実施例を電子線マイクロアナライザに
適用した場合の構成例である。 【図３】同構成例の作用を説明するための図である。 【図４】表示画像を説明するための図である。 【図５】本発明の色付け処理のより詳細な処理を説明す
るためのフローチャートである。 【図６】本発明の重なり部におけるより詳細な処理を説
明するためのフローチャートである。 【図７】従来の表示方法を説明するための図である。 【符号の説明】 １…電子銃、２…電子ビーム、３…試料、４…電子ビー
ム走査部、５…Ｘ−Ｙステージ、６…ステージ操作部、
７…分光結晶、８…Ｘ線検出器、反射電子検出器９、１
１…反射電子像処理部、１２…表面形状像用フレームメ
モリ、２１…Ｘ線画像処理部、２２…元素分布像用フレ
ームメモリ、３１…色付け処理部、３２…重ね合わせ処
理部、３３…表示用フレームメモリ、３４…表示制御
部、３５…表示手段。

Claims (1)

1. (57)【特許請求の範囲】 【請求項１】 試料の表面分析により得られる同一分析
   領域における複数の二次元的情報を同一画面に同時に画
   像表示する方法であって、 一つの２次元的情報の画像と他の２次元的情報の画像と
   が同一分析領域において重なるかを判定し、 重なる場合には、前記一つの２次元的情報の画像と他の
   ２次元的情報の画像との重なり部分において、上側の２
   次元的情報画像を下側の２次元的情報画像に優先し、当
   該重なり部分を上側及び下側の２次元的情報画像と異な
   る色付けにより表示することにより、一つの２次元的情
   報の画像と他の２次元的情報の画像を重ね合わせて表示
   することを特徴とする表面分析画像表示方法。