JP6857449B2 - X-ray analyzer - Google Patents

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本発明は、電子線を試料に照射し、試料が載置される試料ステージを直線的に走査しながら試料から発生するX線信号などを検出し、走査線上の信号強度を得る分析装置、特に電子プローブマイクロアナライザ(EPMA)に関する。 The present invention is an analyzer that irradiates a sample with an electron beam, detects an X-ray signal or the like generated from the sample while linearly scanning the sample stage on which the sample is placed, and obtains a signal intensity on the scanning line, particularly. Regarding electron probe microanalyzer (EPMA).

試料上の任意方向に電子線を直線的に走査しながらX線強度を得るEPMA線分析の走査方法として、試料ステージを固定しておいて電子線を走査するビーム走査方式と、電子線を固定しておいて試料ステージを走査するステージ走査方式の二つの方法がある。ビーム走査方式は、走査領域が数十μm以下である場合に主に用いられる。ステージ走査方式は、走査領域が広範囲である場合に用いられ、数mm程度の直線領域のX線強度を得ることができる。 As a scanning method for EPMA ray analysis to obtain X-ray intensity while linearly scanning an electron beam in an arbitrary direction on a sample, a beam scanning method in which the sample stage is fixed and the electron beam is scanned, and an electron beam are fixed. Then, there are two methods of the stage scanning method of scanning the sample stage. The beam scanning method is mainly used when the scanning area is several tens of μm or less. The stage scanning method is used when the scanning region is wide, and it is possible to obtain X-ray intensity in a linear region of about several mm.

試料ステージの走査機構には、送りねじ、ギア等が使用されているため、試料ステージを走査する際にはこれらのバックラッシュが問題となる場合がある。試料ステージを走査しながらX線信号などを検出するEPMA分析方法としては、線分析の他に面分析(二次元マッピング)があるが、面分析の場合は試料ステージの走査方向が常に一定であるため、バックラッシュの影響が出ない方向に試料ステージを駆動させたり、決まったタイミングでバックラッシュ取りを行う制御を取り入れたりすることで、バックラッシュ問題を解決している。 Since feed screws, gears, and the like are used in the scanning mechanism of the sample stage, these backlashes may become a problem when scanning the sample stage. In addition to line analysis, surface analysis (two-dimensional mapping) is another EPMA analysis method that detects X-ray signals while scanning the sample stage, but in the case of surface analysis, the scanning direction of the sample stage is always constant. Therefore, the back crash problem is solved by driving the sample stage in a direction that is not affected by the back crash and incorporating control for removing the back crash at a fixed timing.

試料ステージを任意方向に移動する際に生じるバックラッシュ問題を解決する方法として、予め試料ステージ移動方向の変化に対応するバックラッシュの量を求めておき、試料ステージを移動する際に、試料ステージの移動距離にバックラッシュの量を加算することでバックラッシュを補正する方法がある。この方法では、試料上の観察視野を正確に所望の位置に移動させることができる(特許文献1参照)。
特開平8−129985
As a method of solving the backlash problem that occurs when the sample stage is moved in an arbitrary direction, the amount of backlash corresponding to the change in the sample stage moving direction is obtained in advance, and when the sample stage is moved, the sample stage is moved. There is a method of correcting backlash by adding the amount of backlash to the movement distance. In this method, the observation field of view on the sample can be accurately moved to a desired position (see Patent Document 1).
Japanese Patent Application Laid-Open No. 8-129985

ステージ走査方式のEPMA線分析では、試料ステージの走査方向がバックラッシュの影響が出る方向であるとき、ステージ走査開始(分析開始)直後には実質的には試料ステージが移動しない。この時、X線信号を取得する間隔(あるX線データを取得する試料ステージ位置と、次のX線データを取得する試料ステージ位置との間隔。ステップサイズ)をバックラッシュ量よりも大きく設定していた場合は、バックラッシュの影響はほぼ無視できる。一方、X線信号を取得する間隔をバックラッシュ量よりも小さく設定していた場合は、試料ステージが移動し始めるまでに検出したX線信号に付された検出位置(試料ステージ位置)データが実際の試料ステージ位置を反映していないため、正確な線分析データが得られないという問題があった。 In the stage scanning EPMA line analysis, when the scanning direction of the sample stage is the direction affected by backlash, the sample stage does not substantially move immediately after the start of stage scanning (analysis start). At this time, the interval for acquiring the X-ray signal (the interval between the sample stage position for acquiring a certain X-ray data and the sample stage position for acquiring the next X-ray data. Step size) is set larger than the backlash amount. If so, the effects of backlash are almost negligible. On the other hand, when the interval for acquiring the X-ray signal is set smaller than the backlash amount, the detection position (sample stage position) data attached to the X-ray signal detected before the sample stage starts to move is actually Since the sample stage position of the sample is not reflected, there is a problem that accurate line analysis data cannot be obtained.

例として、ある元素の濃度が一定の割合で連続的に変化している試料の線分析結果を図6に示す。縦軸はX線信号の強度、横軸は試料ステージの移動距離である。ここで、各X線信号データの間隔60がステップサイズに相当する。バックラッシュの影響がない場合に、図6(a)において点の連なりで表されるように、移動につれて一定の割合でX線強度が増加するデータが得られるとすると、バックラッシュの影響がある場合は、図6(b)のようなデータとなる。図6(b)の区間70は、分析開始直後に、実際にはステージが移動していなかった区間で、この区間の4つのデータは実際には同一の試料ステージ位置で取得されたためX線強度が同一であるのに、検出位置のデータは歩進され、正しい試料ステージ位置を反映していないことがわかる。 As an example, FIG. 6 shows the results of line analysis of a sample in which the concentration of a certain element changes continuously at a constant rate. The vertical axis is the intensity of the X-ray signal, and the horizontal axis is the moving distance of the sample stage. Here, the interval 60 of each X-ray signal data corresponds to the step size. If there is no backlash effect and data is obtained in which the X-ray intensity increases at a constant rate with movement, as shown by a series of points in FIG. 6 (a), there is an effect of backlash. In this case, the data is as shown in FIG. 6 (b). Section 70 in FIG. 6B is a section in which the stage did not actually move immediately after the start of analysis, and since the four data in this section were actually acquired at the same sample stage position, the X-ray intensity. It can be seen that the detection position data is stepped forward and does not reflect the correct sample stage position, even though they are the same.

また、バックラッシュの影響があると、試料上の線分析終了位置が、予め設定した線分析の終了位置とずれてしまう。これにより、複数の連続した直線(第一の直線の終点と第二の直線の始点が同一位置であるような連続した直線)上を走査する線分析(連続線分析)では、第二の直線以降の分析位置が、予め設定した分析位置とずれるという問題もあった。 Further, due to the influence of backlash, the line analysis end position on the sample deviates from the preset line analysis end position. As a result, in line analysis (continuous line analysis) that scans on a plurality of continuous straight lines (continuous straight lines such that the end point of the first straight line and the start point of the second straight line are at the same position), the second straight line is used. There is also a problem that the subsequent analysis position deviates from the preset analysis position.

線分析は、任意方向に試料ステージを走査しながらX線信号などを検出するため、面分析で実施している方法(ある決まった方向へのバックラッシュ除去操作を常に行う)では、線分析におけるバックラッシュ問題を解決することはできない。また、特許文献1のバックラッシュ補正方法では、線分析開始直後のX線信号に付された検出位置データと実際の試料ステージ位置とを正確に一致させることはできない。 Since line analysis detects X-ray signals while scanning the sample stage in any direction, the method used in surface analysis (always performing backlash removal operation in a certain direction) is used in line analysis. The backlash problem cannot be solved. Further, in the backlash correction method of Patent Document 1, it is not possible to accurately match the detection position data attached to the X-ray signal immediately after the start of line analysis with the actual sample stage position.

本発明は、ステージ走査方式のEPMA線分析において、バックラッシュの影響のない正確なデータを得ることを目的とするものである。 An object of the present invention is to obtain accurate data without the influence of backlash in the stage scanning EPMA line analysis.

(1)本発明に係る分析装置は、
電子線を試料に照射し、試料が載置される試料ステージをX軸方向、Y軸方向に移動しながら試料から発生する信号を検出する分析装置において、
前記試料ステージを走査するステージ走査部と、
前記ステージ走査部を制御するステージ制御部と、
分析条件を入力する入力部と、
前記分析条件を記憶する分析条件記憶部と、
分析開始時に、前記分析条件記憶部に記憶された分析条件において、線分析を行う際にステージを移動させる方向が、前記試料ステージのバックラッシュの影響が出るX軸方向、Y軸方向であるか否かを判定するバックラッシュ判定部と、
を含み、
前記試料ステージの軸に対してプラス方向のバックラッシュ取りを行う分析装置の場合、前記バックラッシュ判定部が、線分析を行う際にマイナスX方向またはマイナスY方向にステージを移動させると判定すると、前記ステージ制御部は、前記ステージ走査部にマイナス方向を含む軸に対してマイナス方向のバックラッシュ取り動作を実行させることを特徴とする。
(1) The analyzer according to the present invention is
In an analyzer that irradiates a sample with an electron beam and detects a signal generated from the sample while moving the sample stage on which the sample is placed in the X-axis direction and the Y-axis direction.
A stage scanning unit that scans the sample stage and
A stage control unit that controls the stage scanning unit and
Input section for inputting analysis conditions and
An analysis condition storage unit that stores the analysis conditions,
At the start of the analysis, Oite the analysis condition stored in the analysis condition storing section, the direction of moving the stage when performing line analysis, X-axis direction the effect of the backlash of the sample stage exits, the Y-axis direction A backlash judgment unit that determines whether or not there is a sample,
Including
In the case of an analyzer that removes backlash in the positive direction with respect to the axis of the sample stage, if the backlash determination unit determines that the stage is moved in the minus X direction or the minus Y direction when performing line analysis, The stage control unit is characterized in that the stage scanning unit executes a backlash removing operation in the minus direction with respect to an axis including the minus direction.

このような分析装置では、ステージ走査方式の線分析において、バックラッシュの影響のないデータを得ることができる。 With such an analyzer, it is possible to obtain data that is not affected by backlash in the line analysis of the stage scanning method.

(2)本発明に係る分析装置はさらに、
前記ステージ制御部は、前記試料ステージが移動した後に停止した際に、常に特定の方向に前記試料ステージのバックラッシュが存在するように前記ステージ走査部を制御する。
(2) The analyzer according to the present invention further comprises
The stage control unit controls the stage scanning unit so that when the sample stage moves and then stops, the backlash of the sample stage always exists in a specific direction.

このような分析装置では、ステージ走査方式の線分析において、分析装置に予め設定されたバックラッシュ制御情報(試料ステージが停止した時にバックラッシュが常に存在する方向)を参照してバックラッシュ判定およびバックラッシュ取り動作を実行することで、バックラッシュの影響のない線分析のデータを得ることができる。 In such an analyzer, in the stage scanning type line analysis, the backlash determination and backlash are performed with reference to the backlash control information preset in the analyzer (the direction in which the backlash always exists when the sample stage is stopped). By executing the rush removal operation, it is possible to obtain line analysis data that is not affected by backlash.

(3)本発明に係る分析装置はさらに、
前記試料ステージの移動方向を記憶する移動方向記憶部を含み、
前記バックラッシュ判定部は、分析開始時に、前記移動方向記憶部に記憶された最新の前記試料ステージの移動方向と、前記分析条件記憶部に記憶された分析条件におけるステージ走査方向とを比較して、前記ステージ走査方向が前記試料ステージのバックラッシュの影響が出る方向であるか否かを判定する。
(3) The analyzer according to the present invention further comprises
A moving direction storage unit for storing the moving direction of the sample stage is included.
At the start of analysis, the backlash determination unit compares the latest moving direction of the sample stage stored in the moving direction storage unit with the stage scanning direction under the analysis conditions stored in the analysis condition storage unit. , It is determined whether or not the scanning direction of the stage is the direction affected by the back crash of the sample stage.

このような分析装置では、ステージ走査方式の線分析において、移動方向記憶部に記憶された試料ステージの移動方向を参照してバックラッシュ判定およびバックラッシュ取り動作を実行することで、バックラッシュの影響のない線分析のデータを得ることができる。 In such an analyzer, in the line analysis of the stage scanning method, the back crash determination and the back crash removing operation are executed with reference to the moving direction of the sample stage stored in the moving direction storage unit, thereby affecting the back crash. You can get the data of the line analysis without the memory.

(4)本発明に係る分析装置はさらに、
前記電子線を走査するビーム走査部と
前記電子線の照射位置を補正するビーム位置補正部と
検出された二次電子あるいは反射電子の二次元画像を作成する電子画像作成部と、
作成された電子画像の一つを参照画像として保存する参照画像記憶部と
取得した電子画像と前記参照画像記憶部に保存された前記参照画像とを比較して画像のずれ量を算出するずれ量算出部と、
を含み、
前記ずれ量算出部は、分析開始位置に前記試料ステージが位置した状態で保存された参照画像と、前記ステージ走査部が前記バックラッシュ取り動作を実行した後に取得した電子画像とを比較して分析開始位置ずれ量を算出し、前記ビーム位置補正部は、分析開始時に、前記分析開始位置ずれ量分のビーム位置補正を行う。
(4) The analyzer according to the present invention further comprises
A beam scanning unit that scans the electron beam, a beam position correction unit that corrects the irradiation position of the electron beam, an electronic image creating unit that creates a two-dimensional image of detected secondary electrons or backscattered electrons, and an electronic image creating unit.
The amount of deviation for calculating the amount of deviation of the image by comparing the reference image storage unit that saves one of the created electronic images as a reference image with the acquired electronic image and the reference image stored in the reference image storage unit. Calculation part and
Including
The deviation amount calculation unit analyzes by comparing the reference image stored with the sample stage located at the analysis start position and the electronic image acquired after the stage scanning unit executes the backlash removing operation. The start position deviation amount is calculated, and the beam position correction unit corrects the beam position by the analysis start position deviation amount at the start of analysis.

このような分析装置では、プローブトラッキングを利用することで、ステージ走査方式の線分析における分析開始位置設定時と分析開始時との観察視野を合わせることができる。 In such an analyzer, by using probe tracking, it is possible to match the observation field of view at the time of setting the analysis start position and at the time of starting the analysis in the line analysis of the stage scanning method.

(5)本発明に係る分析装置は、
ステージ走査方式の線分析における分析開始位置設定時と分析開始時との観察視野を合わせる手段として、リニアエンコーダによるフィードバック制御を利用してもよい。
(5) The analyzer according to the present invention is
Feedback control by a linear encoder may be used as a means for matching the observation field of view at the time of setting the analysis start position and the time of starting the analysis in the line analysis of the stage scanning method.

このような分析装置では、リニアエンコーダを利用することで、ステージ走査方式の線分析における分析開始位置設定時と分析開始時との観察視野を合わせることができる。 In such an analyzer, by using a linear encoder, it is possible to match the observation field of view at the time of setting the analysis start position and at the time of starting the analysis in the line analysis of the stage scanning method.

第1実施形態に係る分析装置を模式的に示す図。The figure which shows typically the analyzer which concerns on 1st Embodiment. 試料ステージのバックラッシュを説明するための図。The figure for demonstrating the backlash of a sample stage. 第1実施形態の動作を示すフローチャート。The flowchart which shows the operation of 1st Embodiment. 第1実施形態に係る分析装置を模式的に示す図。The figure which shows typically the analyzer which concerns on 1st Embodiment. 第2実施形態の動作を示すフローチャート。The flowchart which shows the operation of 2nd Embodiment. 線分析データの例。Example of line analysis data.

以下、本発明の好適な実施形態について図面を用いて詳細に説明する。なお、以下に説明する実施形態は、特許請求の範囲に記載された本発明の内容を不当に限定するものではない。また、以下で説明される構成の全てが本発明の必須構成要件であるとは限らない。 Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. The embodiments described below do not unreasonably limit the content of the present invention described in the claims. Moreover, not all of the configurations described below are essential constituent requirements of the present invention.

1. 第1実施形態
まず、第1実施形態に係る分析装置について、図面を参照しながら説明する。図1は、第1実施形態に係る分析装置100を模式的に表した図である。分析装置100は、電子プローブマイクロアナライザー(EPMA)である。EPMAは、電子線を試料に照射して電子線の照射に応じて試料から発生する特性X線を検出し、試料に含まれている元素の定性分析、定量分析、線分析、面分析等を行う。
1. 1. First Embodiment First, the analyzer according to the first embodiment will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a diagram schematically showing the analyzer 100 according to the first embodiment. The analyzer 100 is an electron probe microanalyzer (EPMA). EPMA irradiates a sample with an electron beam, detects characteristic X-rays generated from the sample in response to the irradiation of the electron beam, and performs qualitative analysis, quantitative analysis, line analysis, surface analysis, etc. of the elements contained in the sample. Do.

分析装置100は、電子銃11と、集束レンズ12と、偏向器13と、対物レンズ14と、試料ステージ15と、ステージ走査部16と、二次電子検出器17と、反射電子検出器18と、波長分散型分光器19と、制御部20を含んで構成されている。制御部20は、入力部21と、分析条件記憶部22と、ステージ制御部23と、バックラッシュ判定部24と、ビーム制御部25と、ビーム走査系26と、画像処理部29と、X線処理部33と、表示部34とを含んで構成されている。 The analyzer 100 includes an electron gun 11, a focusing lens 12, a deflector 13, an objective lens 14, a sample stage 15, a stage scanning unit 16, a secondary electron detector 17, and a backscattered electron detector 18. , The wavelength dispersion type spectroscope 19 and the control unit 20 are included. The control unit 20 includes an input unit 21, an analysis condition storage unit 22, a stage control unit 23, a backlash determination unit 24, a beam control unit 25, a beam scanning system 26, an image processing unit 29, and an X-ray. It is configured to include a processing unit 33 and a display unit 34.

電子銃11は、電子線EBを発生させる。電子銃11は、所定の加速電圧により加速された電子線EBを試料Sに向けて放出する。集束レンズ12は、電子銃11の後段(電子線EBの下流側)に配置されている。集束レンズ12は、電子線EBを集束させるためのレンズである。偏向器13は、集束レンズ12の後段に配置されている。偏向器13は、電子線EBを偏向させることができる。偏向器13にビーム走査系26から走査信号が入力されることによって、集束レンズ12および対物レンズ14で集束された電子線EBで試料S上を走査する。対物レンズ14は、偏向器13の後段に配置されている。対物レンズ14は、電子線EBを試料S上で集束させて、電子線EBを電子プローブとして試料Sに照射するためのレンズである。 The electron gun 11 generates an electron beam EB. The electron gun 11 emits an electron beam EB accelerated by a predetermined acceleration voltage toward the sample S. The focusing lens 12 is arranged at the rear stage (downstream side of the electron beam EB) of the electron gun 11. The focusing lens 12 is a lens for focusing the electron beam EB. The deflector 13 is arranged after the focusing lens 12. The deflector 13 can deflect the electron beam EB. When the scanning signal is input from the beam scanning system 26 to the deflector 13, the electron beam EB focused by the focusing lens 12 and the objective lens 14 scans the sample S. The objective lens 14 is arranged after the deflector 13. The objective lens 14 is a lens for focusing the electron beam EB on the sample S and irradiating the sample S with the electron beam EB as an electron probe.

試料ステージ15は、試料Sを支持することができる。試料ステージ15上には、試料Sが載置される。ステージ走査部16によって、試料ステージ15は水平面内のX方向とY方向に移動することができる。ステージ走査部16の動作は、ステージ制御部23によって制御される。試料ステージ15の移動により、電子線EB(電子プローブ)が照射される試料S上での分析位置(分析箇所)を相対的に移動させることができる。 The sample stage 15 can support the sample S. Sample S is placed on the sample stage 15. The stage scanning unit 16 allows the sample stage 15 to move in the X and Y directions in the horizontal plane. The operation of the stage scanning unit 16 is controlled by the stage control unit 23. By moving the sample stage 15, the analysis position (analysis point) on the sample S irradiated with the electron beam EB (electron probe) can be relatively moved.

二次電子検出器17は、試料Sから放出された二次電子を検出するための検出器である。二次電子検出器17の測定結果(出力信号)から、二次電子像(SEM像)を得ることができる。反射電子検出器18は、試料Sから放出された反射電子を検出するための検出器である。反射電子検出器18の測定結果(出力信号)から、反射電子像を得ることができる。これらの電子像は、画像処理部29に含まれる、画像生成部30により生成される。生成された画像は表示部34に表示される。 The secondary electron detector 17 is a detector for detecting the secondary electrons emitted from the sample S. A secondary electron image (SEM image) can be obtained from the measurement result (output signal) of the secondary electron detector 17. The backscattered electron detector 18 is a detector for detecting the backscattered electrons emitted from the sample S. A reflected electron image can be obtained from the measurement result (output signal) of the reflected electron detector 18. These electronic images are generated by the image generation unit 30 included in the image processing unit 29. The generated image is displayed on the display unit 34.

波長分散型分光器19は、電子線EBを試料Sに照射した際に発生する特性X線を分離して検出する。波長分散型分光器19は、例えば、分光結晶によるX線のブラッグ反射を利用して特定波長のX線を分離する。検出された特性X線から、特性X線スペクトルや二次元マッピング等のデータが得られる。これらのデータはX線処理部33により生成される。生成されたデータは表示部34に表示される。なお、本実施形態では波長分散型分光器により特性X線を検出する装置について説明するが、本発明に係る分析装置は、波長分散型分光器によりX線の検出を行うと同時に、エネルギー分散型分光器によりX線の検出を行ってもよい。 The wavelength dispersive spectroscope 19 separates and detects characteristic X-rays generated when the sample S is irradiated with the electron beam EB. The wavelength dispersive spectroscope 19 separates X-rays of a specific wavelength by utilizing, for example, Bragg reflection of X-rays by a spectroscopic crystal. From the detected characteristic X-rays, data such as a characteristic X-ray spectrum and two-dimensional mapping can be obtained. These data are generated by the X-ray processing unit 33. The generated data is displayed on the display unit 34. In the present embodiment, an apparatus for detecting characteristic X-rays with a wavelength dispersive spectroscope will be described, but the analyzer according to the present invention detects X-rays with a wavelength dispersive spectroscope and at the same time, is an energy dispersive type. X-rays may be detected by a spectroscope.

入力部21は、たとえばキーボード、タッチパネル型ディスプレイであり、操作者は入力部21を用いて分析装置100を制御するための各種パラメーターや、所望する分析の分析条件を入力する。分析装置を制御するためのパラメーターにはステージ位置情報やビーム位置情報が含まれる。これらの情報はそれぞれ、ステージ制御部23、ビーム制御部25に送られる。分析条件には、分析種(定性分析、定量分析、線分析、面分析等)、分析位置、分析対象X線、検出器条件、電子光学系条件等が含まれる。本実施形態に係る分析装置においては、入力される分析種はステージ走査方式による線分析である。ステージ走査方式による線分析は、試料ステージ15を走査しながら特性X線の検出を行う分析方法であるため、分析条件には試料ステージ走査方向が含まれる。入力された分析条件は分析条件記憶部22に記憶される。 The input unit 21 is, for example, a keyboard or a touch panel type display, and the operator inputs various parameters for controlling the analyzer 100 using the input unit 21 and analysis conditions for desired analysis. Parameters for controlling the analyzer include stage position information and beam position information. These pieces of information are sent to the stage control unit 23 and the beam control unit 25, respectively. The analysis conditions include analysis types (qualitative analysis, quantitative analysis, line analysis, surface analysis, etc.), analysis positions, analysis target X-rays, detector conditions, electro-optical system conditions, and the like. In the analyzer according to the present embodiment, the input analysis type is line analysis by the stage scanning method. Since the line analysis by the stage scanning method is an analysis method for detecting characteristic X-rays while scanning the sample stage 15, the analysis conditions include the sample stage scanning direction. The input analysis conditions are stored in the analysis condition storage unit 22.

ステージ制御部23は、ステージ走査部16の制御を行う。入力部21に、現在のステージ位置と異なるステージ位置が入力された場合、ステージ制御部23は、入力されたステージ位置に試料ステージ15が位置するよう、ステージ走査部16を移動させる。また、分析時には、分析条件記憶部22から分析位置のデータを読み出し、設定された分析位置に試料ステージ15が位置するよう、ステージ走査部16を移動させる。 The stage control unit 23 controls the stage scanning unit 16. When a stage position different from the current stage position is input to the input unit 21, the stage control unit 23 moves the stage scanning unit 16 so that the sample stage 15 is located at the input stage position. Further, at the time of analysis, the data of the analysis position is read from the analysis condition storage unit 22, and the stage scanning unit 16 is moved so that the sample stage 15 is located at the set analysis position.

また、ステージ制御部23は、ステージ走査部16を移動させ、停止させた後に、常に特定の方向に試料ステージ15のバックラッシュが存在するようにステージ走査部16を制御する。この動作については、後で詳細に説明する。 Further, the stage control unit 23 controls the stage scanning unit 16 so that the backlash of the sample stage 15 always exists in a specific direction after the stage scanning unit 16 is moved and stopped. This operation will be described in detail later.

バックラッシュ判定部24は、分析開始時に、分析条件記憶部22に記憶された分析条件におけるステージ走査方向が、試料ステージ15のバックラッシュの影響が出る方向であるか否かを判定する。ステージ制御部23はバックラッシュ判定部24の判定結果を受けて、必要に応じてステージ走査部16にバックラッシュ取り動作を実行させる。この動作については、後で詳細に説明する。 At the start of analysis, the backlash determination unit 24 determines whether or not the stage scanning direction under the analysis conditions stored in the analysis condition storage unit 22 is the direction affected by the backlash of the sample stage 15. The stage control unit 23 receives the determination result of the backlash determination unit 24, and causes the stage scanning unit 16 to execute the backlash removing operation as needed. This operation will be described in detail later.

ビーム制御部25は、ビーム走査方式による分析時に、ビーム走査系26により偏向器13を介して電子線EBを走査する。ビーム走査系26は、ビーム走査部27と、ビーム位置補正部28とを含んで構成されている。 The beam control unit 25 scans the electron beam EB by the beam scanning system 26 via the deflector 13 at the time of analysis by the beam scanning method. The beam scanning system 26 includes a beam scanning unit 27 and a beam position correction unit 28.

画像処理部29は、画像生成部30と、参照画像記憶部31と、ずれ量算出部32とを含んで構成されている。画像生成部30は、二次電子検出器17および反射電子検出器18の測定結果から、二次電子像および反射電子像を生成する。参照画像記憶部31は、画像生成部30で生成された画像を、必要に応じて参照画像として記憶する。ずれ量算出部32は、参照画像記憶部31に記憶された参照画像と、生成された画像とを比較して、両画像間での位置ずれ量を算出する。ずれ量算出部32で算出された位置ずれ量は、ビーム位置補正部28に送られる。ビーム位置補正部28は、画像の位置ずれを相殺する方向に、位置ずれ量の分だけビーム位置を補正するように、偏向器13を介して電子線EBを走査する。 The image processing unit 29 includes an image generation unit 30, a reference image storage unit 31, and a deviation amount calculation unit 32. The image generation unit 30 generates a secondary electron image and a backscattered electron image from the measurement results of the secondary electron detector 17 and the backscattered electron detector 18. The reference image storage unit 31 stores the image generated by the image generation unit 30 as a reference image as needed. The deviation amount calculation unit 32 compares the reference image stored in the reference image storage unit 31 with the generated image, and calculates the displacement amount between the two images. The misalignment amount calculated by the misalignment amount calculation unit 32 is sent to the beam position correction unit 28. The beam position correction unit 28 scans the electron beam EB via the deflector 13 so as to correct the beam position by the amount of the position shift in the direction of canceling the position shift of the image.

(試料ステージのバックラッシュ取り動作)
ここで、試料ステージ15のバックラッシュ取り動作について説明する。試料ステージ15(ステージ走査部16)は送りねじ方式で移動させられる。図2は、ステージ走査部16と送りねじ40の模式図である。試料ステージ15はX軸方向とY軸方向に移動させられるが、ここでは簡単のため、X軸方向の移動のみを考える。
(Backlash removal operation of sample stage)
Here, the backlash removing operation of the sample stage 15 will be described. The sample stage 15 (stage scanning unit 16) is moved by a feed screw method. FIG. 2 is a schematic view of the stage scanning unit 16 and the feed screw 40. The sample stage 15 can be moved in the X-axis direction and the Y-axis direction, but for the sake of simplicity, only the movement in the X-axis direction is considered here.

試料ステージ15がX軸方向のマイナス側からプラス側に移動した時、停止時におけるステージ走査部16と送りねじ40との関係は図2(a)のようになる。試料ステージ15がX軸方向のプラス側からマイナス側に移動した時、停止時におけるステージ走査部16と送りねじ40との関係は図2(b)のようになる。EPMAは通常、試料ステージ15が停止した際に、図2に示すギャップ50が常に同じ側(プラス側かマイナス側かのいずれか一方)に位置するような制御、つまり、常に特定の方向に試料ステージ15のバックラッシュが存在するような制御を行っている。 When the sample stage 15 moves from the minus side to the plus side in the X-axis direction, the relationship between the stage scanning unit 16 and the feed screw 40 when stopped is as shown in FIG. 2A. When the sample stage 15 moves from the positive side to the negative side in the X-axis direction, the relationship between the stage scanning unit 16 and the feed screw 40 when stopped is as shown in FIG. 2 (b). The EPMA is usually controlled so that the gap 50 shown in FIG. 2 is always located on the same side (either the plus side or the minus side) when the sample stage 15 is stopped, that is, the sample is always in a specific direction. Control is performed so that the backlash of the stage 15 exists.

例えば、ギャップ50が常にマイナス側に位置するような制御を行う場合、試料ステージ15がプラス側からマイナス側に移動して停止した後に(図2(b)の状態)、ステージ制御部23は、試料ステージ15(ステージ走査部16)を、マイナス側に一定の距離だけ移動させ、さらにプラス側に同じ距離だけ移動させる。この時、移動させる距離は、ギャップ50よりも大きい必要がある。これにより、ステージ走査部16と送りねじ40との関係は、図2(b)の状態から図2(a)の状態になる。つまり、ギャップ50がマイナス側に位置する。このように、試料ステージ15(ステージ走査部16)を、ギャップ50より大きい距離だけ、ある方向に移動させ、同じ距離だけ反対方向に移動させることを、バックラッシュ取りという。 For example, when controlling so that the gap 50 is always located on the minus side, after the sample stage 15 moves from the plus side to the minus side and stops (state of FIG. 2B), the stage control unit 23 moves. The sample stage 15 (stage scanning unit 16) is moved to the minus side by a certain distance and further to the plus side by the same distance. At this time, the moving distance needs to be larger than the gap 50. As a result, the relationship between the stage scanning unit 16 and the feed screw 40 changes from the state shown in FIG. 2B to the state shown in FIG. 2A. That is, the gap 50 is located on the minus side. Moving the sample stage 15 (stage scanning unit 16) in a certain direction by a distance larger than the gap 50 and moving it in the opposite direction by the same distance in this way is called backlash removal.

なお、ギャップ50が常にマイナス側に位置するような制御を行う場合、試料ステージ15がマイナス側からプラス側に移動して停止した際には、停止した時点でギャップ50はマイナス側に位置しているため(図2(a)の状態)、バックラッシュ取り動作を行う必要はない。 In addition, when the control is performed so that the gap 50 is always located on the minus side, when the sample stage 15 moves from the minus side to the plus side and stops, the gap 50 is located on the minus side at the time of stopping. Therefore, it is not necessary to perform the backlash removing operation (the state shown in FIG. 2A).

このように、ギャップ50が常にマイナス側に位置するように制御すること、つまり、常にマイナス側からプラス側に移動させた後に試料ステージ15を停止させる制御を行うことを、ここでは「プラス方向のバックラッシュ取りを行う」と呼ぶ。プラス側からマイナス側に移動させた後に試料ステージ15を停止させる制御は、「マイナス方向のバックラッシュ取りを行う」と呼ぶ。 In this way, controlling the gap 50 so that it is always located on the minus side, that is, controlling the sample stage 15 to be stopped after always moving from the minus side to the plus side, is described here as "in the plus direction". Take backlash. " The control of stopping the sample stage 15 after moving it from the plus side to the minus side is called "performing backlash removal in the minus direction".

次に、本実施形態の動作について、さらに詳細に説明する。図3は本実施形態の動作を示したフローチャートであり、(a)は線分析条件入力段階、(b)はその後の線分析実行段階をそれぞれ示す。 Next, the operation of the present embodiment will be described in more detail. 3A and 3B are flowcharts showing the operation of the present embodiment, in which FIG. 3A shows a line analysis condition input stage, and FIG. 3B shows a subsequent line analysis execution stage.

(ステージ走査による線分析の分析条件の入力)
図3(a)において操作者が線分析条件入力の開始を指示すると、ステージ制御部23は、入力部21に入力されたステージ位置に試料ステージ15が位置するように、試料ステージ15(ステージ走査部16)を移動させる(S101)。試料ステージ15が停止した後、ステージ制御部23は、直前の移動方向に応じて、必要であればステージ走査部16にバックラッシュ取りを実行させる。ここで、分析装置100は、X軸方向、Y軸方向ともに、プラス方向のバックラッシュ取りを行う装置であるとする(S103)。
(Input of analysis conditions for line analysis by stage scanning)
When the operator instructs the start of line analysis condition input in FIG. 3A, the stage control unit 23 performs the sample stage 15 (stage scanning) so that the sample stage 15 is located at the stage position input to the input unit 21. Part 16) is moved (S101). After the sample stage 15 is stopped, the stage control unit 23 causes the stage scanning unit 16 to perform backlash removal, if necessary, according to the direction of movement immediately before. Here, it is assumed that the analyzer 100 is an apparatus that removes backlash in the plus direction in both the X-axis direction and the Y-axis direction (S103).

操作者は表示部34に表示される電子像を観察し、現在の視野が所望する分析開始位置であると判断した場合には、分析条件の入力を開始する(S105)。入力部21には、分析開始位置として現在のステージ位置と、線分析を行う方向(ステージ走査方向)が入力される。また、ステップサイズ(X線信号を取得する際の試料ステージ15の移動間隔)や、分析対象となる元素(特性X線の種類)も入力される。入力された分析条件は、分析条件記憶部22に記憶される。 The operator observes the electronic image displayed on the display unit 34, and when it is determined that the current visual field is the desired analysis start position, the operator starts inputting the analysis conditions (S105). The current stage position and the direction for performing line analysis (stage scanning direction) are input to the input unit 21 as the analysis start position. In addition, the step size (movement interval of the sample stage 15 when acquiring an X-ray signal) and the element to be analyzed (type of characteristic X-ray) are also input. The input analysis conditions are stored in the analysis condition storage unit 22.

画像生成部30は、分析開始位置における二次電子検出器17および反射電子検出器18の測定結果から二次電子像あるいは反射電子像を生成し、参照画像記憶部31は、この画像を参照画像として保存する(S107)。つまり、参照画像は、プラス方向のバックラッシュ取りを行った状態(ステージ走査部16と送りねじ40との関係が図2(a)の状態)で取得されたものである。 The image generation unit 30 generates a secondary electron image or a backscattered electron image from the measurement results of the secondary electron detector 17 and the backscattered electron detector 18 at the analysis start position, and the reference image storage unit 31 uses this image as a reference image. It is saved as (S107). That is, the reference image was acquired in a state in which the backlash in the plus direction was removed (the relationship between the stage scanning unit 16 and the feed screw 40 is in the state of FIG. 2A).

(分析条件のステージ走査方向のバックラッシュ判定)
図3(b)において操作者が線分析の開始を指示すると、ステージ制御部23は分析条件記憶部22から分析条件を読み出し、線分析開始位置へと試料ステージ15(ステージ走査部16)を移動させる(S109)。試料ステージ15が停止した後、ステージ制御部23は、直前の移動方向に応じて、必要であればステージ走査部16にプラス方向のバックラッシュ取りを実行させる(S111)。
(Backlash judgment in the stage scanning direction of analysis conditions)
When the operator instructs the start of line analysis in FIG. 3B, the stage control unit 23 reads the analysis conditions from the analysis condition storage unit 22 and moves the sample stage 15 (stage scanning unit 16) to the line analysis start position. (S109). After the sample stage 15 is stopped, the stage control unit 23 causes the stage scanning unit 16 to perform backlash removal in the positive direction, if necessary, according to the immediately preceding moving direction (S111).

次に、バックラッシュ判定部24は、分析条件記憶部22から、これから実行する線分析のステージ走査方向を読み出し(S113)、読み出したステージ走査方向に、X軸方向とY軸方向のどちらか一方にマイナス方向の走査が含まれているか否かを判断する(S115)。ステージ走査方向にマイナス方向の走査が含まれている場合、バックラッシュ判定部24は、バックラッシュの影響有りの判定をステージ制御部23に送る(S117)。ステージ走査方向にマイナス方向の走査が含まれていない場合には、バックラッシュ判定部24はバックラッシュ判定を終了し、線分析が開始される(S127)。 Next, the backlash determination unit 24 reads out the stage scanning direction of the line analysis to be executed from the analysis condition storage unit 22 (S113), and in the read stage scanning direction, either the X-axis direction or the Y-axis direction. It is determined whether or not scanning in the minus direction is included in (S115). When the stage scanning direction includes scanning in the negative direction, the backlash determination unit 24 sends a determination of the influence of backlash to the stage control unit 23 (S117). If the stage scanning direction does not include scanning in the negative direction, the backlash determination unit 24 ends the backlash determination and starts line analysis (S127).

(マイナス方向のバックラッシュ取り動作)
ステージ制御部23は、バックラッシュ判定部24からバックラッシュの影響有りの判定を受け取った場合、ステージ走査部16に、マイナス方向の走査が含まれている軸に対するマイナス方向のバックラッシュ取り動作を実行させる(S119)。例えばX軸方向にマイナス方向の走査が含まれている場合、ステージ制御部23は、試料ステージ15(ステージ走査部16)を、プラス側に一定の距離だけ移動させ、さらにマイナス側に同じ距離だけ移動させる。この時、移動させる距離は、ギャップ50よりも大きい必要がある。マイナス方向のバックラッシュ取りが実行されると、ステージ走査部16と送りねじ40との関係は図2(b)の状態になる。
(Backlash removal operation in the minus direction)
When the stage control unit 23 receives a determination from the backlash determination unit 24 that there is an influence of backlash, the stage scanning unit 16 executes a negative backlash removing operation with respect to the axis including the negative scanning. (S119). For example, when scanning in the minus direction is included in the X-axis direction, the stage control unit 23 moves the sample stage 15 (stage scanning unit 16) to the plus side by a certain distance, and further moves the sample stage 15 (stage scanning unit 16) to the minus side by the same distance. Move. At this time, the moving distance needs to be larger than the gap 50. When the backlash removal in the negative direction is executed, the relationship between the stage scanning unit 16 and the feed screw 40 becomes the state shown in FIG. 2B.

(プローブトラッキングによる視野合わせ)
この時、試料ステージ位置(座標)は、座標値としては分析開始位置(座標)にあるが、実際にはギャップ50の分だけ、分析開始位置設定時とは試料ステージ位置、すなわち観察視野がずれている可能性がある。この観察視野のずれ分を補正するために、プローブトラッキングが実行される。プローブトラッキングとは、参照画像と比較画像とから視野の位置ずれ量を算出して、位置ずれ量をビーム走査系にフィードバックして視野を一致させるプロセスである。
(Field of view alignment by probe tracking)
At this time, the sample stage position (coordinates) is at the analysis start position (coordinates) as a coordinate value, but the sample stage position, that is, the observation field of view is actually deviated from the time when the analysis start position is set by the gap 50. It may be. Probe tracking is performed to correct the deviation of the observation field of view. The probe tracking is a process of calculating the amount of misalignment of the visual field from the reference image and the comparative image and feeding back the amount of misalignment to the beam scanning system to match the visual fields.

画像生成部30は、マイナス方向のバックラッシュ取りが終了した段階の、二次電子検出器17および反射電子検出器18の測定結果から二次電子像あるいは反射電子像を生成する(S121)。ずれ量算出部32は、参照画像記憶部31に記憶された参照画像(S107で取得された画像)と、現時点で生成された画像とを比較して、両画像間での位置ずれ量を算出する(S123)。算出された位置ずれ量は、ビーム位置補正部28に送られる。ビーム位置補正部28は、画像の位置ずれを相殺する方向に、位置ずれ量の分だけビーム位置を補正するように、偏向器13を介して電子線EBを走査する(S125)。これにより、試料ステージ位置(座標)と観察視野との両方が、分析開始位置設定時点の試料ステージ位置(座標)および観察視野とそれぞれ一致する。 The image generation unit 30 generates a secondary electron image or a backscattered electron image from the measurement results of the secondary electron detector 17 and the backscattered electron detector 18 at the stage when the backlash removal in the negative direction is completed (S121). The deviation amount calculation unit 32 compares the reference image (image acquired in S107) stored in the reference image storage unit 31 with the image generated at the present time, and calculates the displacement amount between the two images. (S123). The calculated misalignment amount is sent to the beam position correction unit 28. The beam position correction unit 28 scans the electron beam EB via the deflector 13 so as to correct the beam position by the amount of the position shift in the direction of canceling the position shift of the image (S125). As a result, both the sample stage position (coordinates) and the observation field of view coincide with the sample stage position (coordinates) and the observation field of view at the time when the analysis start position is set.

(線分析の開始)
ステージ走査部16と送りねじ40とが、ステージ走査方向に対してバックラッシュの影響が出ない状態で、且つ、試料ステージ位置(座標)と観察視野との両方が、分析開始位置設定時点の試料ステージ位置(座標)および観察視野とそれぞれ一致している状態から、線分析が開始(ステージ走査が開始)される(S127)。分析開始(ステージ走査開始)直後から試料ステージ15の実際の移動が始まるため、分析開始直後に検出したX線信号に付された検出位置データは実際の試料ステージ位置を反映する。これにより、正確な線分析データが得られる。
(Start of line analysis)
The sample at the time when the analysis start position is set, both the sample stage position (coordinates) and the observation field are in a state where the stage scanning unit 16 and the feed screw 40 are not affected by backlash with respect to the stage scanning direction. Line analysis is started (stage scanning is started) from a state in which the stage position (coordinates) and the observation field of view are in agreement with each other (S127). Since the actual movement of the sample stage 15 starts immediately after the start of analysis (start of stage scanning), the detection position data attached to the X-ray signal detected immediately after the start of analysis reflects the actual sample stage position. As a result, accurate line analysis data can be obtained.

(連続線分析)
試料ステージ15が線分析終了位置まで移動すると、線分析が終了(ステージ走査が終了)する(S129)。ここで、現在の試料ステージ位置(線分析終了位置)が始点となる線分析の実行が予め指示されているか否かが判断され(S131)、指示されている場合(複数の連続した直線上を走査する連続線分析の場合)は、S111に戻り、指示された全ての線分析が終了するまでS111からS129の処理が繰り返される。このような処理により、第二の直線以降の分析位置が、設定した分析位置とずれることなく、連続線分析が実行される。
(Continuous line analysis)
When the sample stage 15 moves to the position where the line analysis ends, the line analysis ends (stage scanning ends) (S129). Here, it is determined whether or not the execution of the line analysis starting from the current sample stage position (line analysis end position) is instructed in advance (S131), and if instructed (on a plurality of continuous straight lines). In the case of continuous line analysis for scanning), the process returns to S111, and the processes S111 to S129 are repeated until all the instructed line analyzes are completed. By such a process, the continuous line analysis is executed without the analysis position after the second straight line deviating from the set analysis position.

このように、本実施形態に係る分析装置では、線分析開始時に、分析装置に予め設定されたバックラッシュ制御情報(試料ステージ15が停止した時にバックラッシュが常に存在する方向)を参照してバックラッシュ判定およびバックラッシュ取り動作を実行することで、バックラッシュの影響のない線分析のデータを得ることができる。また、プローブトラッキングを実行することで、分析開始時の観察視野を分析開始位置設定時の観察視野に一致させることができる。 As described above, in the analyzer according to the present embodiment, at the start of line analysis, the backlash control information preset in the analyzer (the direction in which the backlash always exists when the sample stage 15 is stopped) is referred to and backlashed. By executing the rush judgment and backlash removal operations, it is possible to obtain line analysis data that is not affected by backlash. Further, by executing probe tracking, the observation field of view at the start of analysis can be matched with the observation field of view at the time of setting the analysis start position.

2. 第2実施形態
次に、第2実施形態に係る分析装置について、図面を参照しながら説明する。図4は、第2実施形態に係る分析装置200を模式的に表した図である。分析装置200は、第1実施形態に係る分析装置100の構成に加え、制御部20に、移動方向記憶部35を含んで構成されている。以下、第1実施形態と異なる構成について説明する。
2. Second Embodiment Next, the analyzer according to the second embodiment will be described with reference to the drawings. FIG. 4 is a diagram schematically showing the analyzer 200 according to the second embodiment. The analyzer 200 is configured to include a moving direction storage unit 35 in the control unit 20 in addition to the configuration of the analyzer 100 according to the first embodiment. Hereinafter, a configuration different from that of the first embodiment will be described.

ステージ制御部23は、ステージ走査部16の制御を行う。入力部21に、現在のステージ位置と異なるステージ位置が入力された場合、ステージ制御部23は、入力されたステージ位置に試料ステージ15が位置するよう、ステージ走査部16を移動させる。また、分析時には、分析条件記憶部22から分析位置のデータを読み出し、設定された分析位置に試料ステージ15が位置するよう、ステージ走査部16を移動させる。 The stage control unit 23 controls the stage scanning unit 16. When a stage position different from the current stage position is input to the input unit 21, the stage control unit 23 moves the stage scanning unit 16 so that the sample stage 15 is located at the input stage position. Further, at the time of analysis, the data of the analysis position is read from the analysis condition storage unit 22, and the stage scanning unit 16 is moved so that the sample stage 15 is located at the set analysis position.

また、ステージ制御部23は、試料ステージ位置を変更する(移動する)場合、現在の試料ステージ位置(座標)と、変更後(移動後)の試料ステージ位置(座標)とから、試料ステージ15の移動方向を算出する。 When the stage control unit 23 changes (moves) the sample stage position, the stage control unit 23 determines the sample stage 15 from the current sample stage position (coordinates) and the changed (after moving) sample stage position (coordinates). Calculate the movement direction.

移動方向記憶部35は、ステージ制御部23が算出した試料ステージ15の移動方向を記憶する。移動方向記憶部35に記憶される試料ステージ15の移動方向は、試料ステージ位置が変更されるたびに更新される。つまり、移動方向記憶部35には、現在の試料ステージ位置に、どの方向から試料ステージ15が移動してきたかという情報が記憶されている。 The moving direction storage unit 35 stores the moving direction of the sample stage 15 calculated by the stage control unit 23. The moving direction of the sample stage 15 stored in the moving direction storage unit 35 is updated every time the sample stage position is changed. That is, the moving direction storage unit 35 stores information from which direction the sample stage 15 has moved to the current sample stage position.

バックラッシュ判定部24は、分析開始時に、分析条件記憶部22に記憶された分析条件におけるステージ走査方向が、試料ステージ15のバックラッシュの影響が出る方向であるか否かを判定する。判定の際、バックラッシュ判定部24は、移動方向記憶部35に記憶された試料ステージ15の移動方向を参照する。この動作については、後で詳細に説明する。 At the start of analysis, the backlash determination unit 24 determines whether or not the stage scanning direction under the analysis conditions stored in the analysis condition storage unit 22 is the direction affected by the backlash of the sample stage 15. At the time of determination, the backlash determination unit 24 refers to the movement direction of the sample stage 15 stored in the movement direction storage unit 35. This operation will be described in detail later.

次に、本実施形態の動作について、さらに詳細に説明する。図5は本実施形態の動作を示したフローチャートであり、(a)は線分析条件入力段階、(b)はその後の線分析実行段階をそれぞれ示す。 Next, the operation of the present embodiment will be described in more detail. 5A and 5B are flowcharts showing the operation of the present embodiment, in which FIG. 5A shows a line analysis condition input stage, and FIG. 5B shows a subsequent line analysis execution stage.

(ステージ走査による線分析の分析条件の入力)
図5(a)において操作者が線分析条件入力の開始を指示すると、ステージ制御部23は、入力部21に入力されたステージ位置に試料ステージ15が位置するように、試料ステージ15(ステージ走査部16)を移動させる(S201)。この時、移動方向記憶部35には試料ステージ15の移動方向が記憶される。
(Input of analysis conditions for line analysis by stage scanning)
When the operator instructs the start of line analysis condition input in FIG. 5A, the stage control unit 23 performs the sample stage 15 (stage scanning) so that the sample stage 15 is positioned at the stage position input to the input unit 21. Part 16) is moved (S201). At this time, the moving direction of the sample stage 15 is stored in the moving direction storage unit 35.

操作者は表示部34に表示される電子像を観察し、現在の視野が所望する分析開始位置であると判断した場合には、分析条件の入力を開始する(S205)。入力部21には、分析開始位置として現在のステージ位置と、線分析を行う方向(ステージ走査方向)が入力される。また、ステップサイズ(X線信号を取得する際の試料ステージ15の移動間隔)や、分析対象となる元素(特性X線の種類)も入力される。入力された分析条件は、分析条件記憶部22に記憶される。 The operator observes the electronic image displayed on the display unit 34, and when it is determined that the current visual field is the desired analysis start position, the operator starts inputting the analysis conditions (S205). The current stage position and the direction for performing line analysis (stage scanning direction) are input to the input unit 21 as the analysis start position. In addition, the step size (movement interval of the sample stage 15 when acquiring an X-ray signal) and the element to be analyzed (type of characteristic X-ray) are also input. The input analysis conditions are stored in the analysis condition storage unit 22.

画像生成部30は、分析開始位置における二次電子検出器17および反射電子検出器18の測定結果から二次電子像あるいは反射電子像を生成し、参照画像記憶部31は、この画像を参照画像として保存する(S207)。 The image generation unit 30 generates a secondary electron image or a backscattered electron image from the measurement results of the secondary electron detector 17 and the backscattered electron detector 18 at the analysis start position, and the reference image storage unit 31 uses this image as a reference image. It is saved as (S207).

(分析条件のステージ走査方向のバックラッシュ判定)
図5(b)において操作者が線分析の開始を指示すると、ステージ制御部23は分析条件記憶部22から分析条件を読み出し、線分析開始位置へと試料ステージ15(ステージ走査部16)を移動させる(S209)。この時、移動方向記憶部35には試料ステージ15の移動方向が記憶される。
(Backlash judgment in the stage scanning direction of analysis conditions)
When the operator instructs the start of line analysis in FIG. 5B, the stage control unit 23 reads the analysis conditions from the analysis condition storage unit 22 and moves the sample stage 15 (stage scanning unit 16) to the line analysis start position. (S209). At this time, the moving direction of the sample stage 15 is stored in the moving direction storage unit 35.

次に、バックラッシュ判定部24は、移動方向記憶部35から、最新の試料ステージ15の移動方向を読み出し(S211)、さらに分析条件記憶部22から、これから実行する線分析のステージ走査方向を読み出す(S213)。バックラッシュ判定部24は、読み出したステージ走査方向と、最新の試料ステージ15の移動方向とを比較する。つまり、ステージ走査方向の、X軸方向とY軸方向のどちらか一方に、最新の試料ステージ15の移動方向と逆方向の走査が含まれているか否かを判断する(S215)。ステージ走査方向に、最新の試料ステージ15の移動方向と逆方向の走査が含まれている場合、バックラッシュ判定部24は、バックラッシュの影響有りの判定をステージ制御部23に送る(S217)。ステージ走査方向に、最新の試料ステージ15の移動方向と逆方向の走査が含まれていない場合には、バックラッシュ判定部24はバックラッシュ判定を終了し、線分析が開始される(S227)。 Next, the backlash determination unit 24 reads out the latest moving direction of the sample stage 15 from the moving direction storage unit 35 (S211), and further reads out the stage scanning direction of the line analysis to be executed from the analysis condition storage unit 22. (S213). The backlash determination unit 24 compares the read stage scanning direction with the latest moving direction of the sample stage 15. That is, it is determined whether or not scanning in the direction opposite to the moving direction of the latest sample stage 15 is included in either the X-axis direction or the Y-axis direction of the stage scanning direction (S215). When the stage scanning direction includes scanning in the direction opposite to the moving direction of the latest sample stage 15, the backlash determination unit 24 sends a determination of the influence of backlash to the stage control unit 23 (S217). If the stage scanning direction does not include scanning in the direction opposite to the latest moving direction of the sample stage 15, the backlash determination unit 24 ends the backlash determination and starts line analysis (S227).

(バックラッシュ取り動作)
ステージ制御部23は、バックラッシュ判定部24からバックラッシュの影響有りの判定を受け取った場合、ステージ走査部16に、最新の試料ステージ15の移動方向と逆方向の走査が含まれている軸に対するバックラッシュ取り動作を実行させる(S219)。ここでのバックラッシュ取り動作は、これから実行する線分析のステージ走査方向と逆方向に、試料ステージ15(ステージ走査部16)を一定の距離だけ移動させ、さらに逆方向(これから実行する線分析のステージ走査方向)に同じ距離だけ移動させる動作である。この時、移動させる距離は、ギャップ50よりも大きい必要がある。これにより、ステージ走査部16と送りねじ40とが、ステージ走査方向に対してバックラッシュの影響が出ない状態になる。
(Backlash removal operation)
When the stage control unit 23 receives a determination from the backlash determination unit 24 that there is an influence of backlash, the stage control unit 23 refers to an axis in which the stage scanning unit 16 includes scanning in the direction opposite to the movement direction of the latest sample stage 15. The backlash removing operation is executed (S219). In the backlash removing operation here, the sample stage 15 (stage scanning unit 16) is moved by a certain distance in the direction opposite to the stage scanning direction of the line analysis to be executed, and further in the opposite direction (the line analysis to be executed from now on). It is an operation of moving the same distance in the stage scanning direction). At this time, the moving distance needs to be larger than the gap 50. As a result, the stage scanning unit 16 and the feed screw 40 are in a state where the backlash does not affect the stage scanning direction.

(線分析の実行)
試料ステージ位置(座標)と観察視野との両方を、分析開始位置設定時点の試料ステージ位置(座標)および観察視野とにそれぞれ一致させるため、プローブトラッキングが実行される(S221からS225)。プローブトラッキングの動作については第1実施形態と同様であるため、説明を省略する。
(Perform line analysis)
Probe tracking is performed to match both the sample stage position (coordinates) and the observation field of view with the sample stage position (coordinates) and the observation field of view at the time when the analysis start position is set (S221 to S225). Since the operation of probe tracking is the same as that of the first embodiment, the description thereof will be omitted.

ステージ走査部16と送りねじ40とが、ステージ走査方向に対してバックラッシュの影響が出ない状態で、且つ、試料ステージ位置(座標)と観察視野との両方が、分析開始位置設定時点の試料ステージ位置(座標)および観察視野とそれぞれ一致している状態から、線分析が開始(ステージ走査が開始)される(S227)。分析開始(ステージ走査開始)直後から試料ステージ15の実際の移動が始まるため、分析開始直後に検出したX線信号に付された検出位置データは実際の試料ステージ位置を反映する。これにより、正確な線分析データが得られる。連続線分析の場合には、指示された全ての線分析が終了するまでS211からS229の処理が繰り返される。このような処理により、第二の直線以降の分析位置が、設定した分析位置とずれることなく、連続線分析が実行される。 The sample at the time when the analysis start position is set, both the sample stage position (coordinates) and the observation field are in a state where the stage scanning unit 16 and the feed screw 40 are not affected by backlash with respect to the stage scanning direction. Line analysis is started (stage scanning is started) from a state in which the stage position (coordinates) and the observation field of view are in agreement with each other (S227). Since the actual movement of the sample stage 15 starts immediately after the start of analysis (start of stage scanning), the detection position data attached to the X-ray signal detected immediately after the start of analysis reflects the actual sample stage position. As a result, accurate line analysis data can be obtained. In the case of continuous line analysis, the processes S211 to S229 are repeated until all the instructed line analyzes are completed. By such a process, the continuous line analysis is executed without the analysis position after the second straight line deviating from the set analysis position.

このように、本実施形態に係る分析装置では、線分析開始時に、移動方向記憶部35に記憶された試料ステージ15の移動方向を参照してバックラッシュ判定およびバックラッシュ取り動作を実行することで、バックラッシュの影響のない線分析のデータを得ることができる。本実施形態に係る分析装置では、通常のEPMAで行われているような、常に特定の方向に試料ステージのバックラッシュが存在するような制御を行う必要がない。 As described above, in the analyzer according to the present embodiment, the back crash determination and the back crash removing operation are executed by referring to the movement direction of the sample stage 15 stored in the movement direction storage unit 35 at the start of the line analysis. , Line analysis data that is not affected by backlash can be obtained. In the analyzer according to the present embodiment, it is not necessary to control so that the backlash of the sample stage always exists in a specific direction as is performed in a normal EPMA.

3. 変形例
本発明は上述した実施形態に限定されず、本発明の要旨の範囲内で種々の変形実施が可能である。上述した実施形態では、分析開始位置設定時と分析開始時との観察視野を合わせる手段としてプローブトラッキングを利用したが、リニアエンコーダ―によるフィードバック制御を利用してもよい。
3. 3. Modifications The present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications can be carried out within the scope of the gist of the present invention. In the above-described embodiment, probe tracking is used as a means for matching the observation field of view at the time of setting the analysis start position and the time of starting the analysis, but feedback control by a linear encoder may also be used.

リニアエンコーダ―を利用する場合は次のような動作を行う。線分析開始時にバックラッシュ判定およびバックラッシュ取り動作が実行された後、ステージ制御部23は、リニアスケールを参照して、分析開始位置に試料ステージ15を移動させる。これにより、分析開始時の観察視野を、分析開始位置設定時の観察視野に精密に合わせることができる。 When using a linear encoder, the following operations are performed. After the backlash determination and the backlash removing operation are executed at the start of the line analysis, the stage control unit 23 moves the sample stage 15 to the analysis start position with reference to the linear scale. As a result, the observation field of view at the start of analysis can be precisely adjusted to the observation field of view at the time of setting the analysis start position.

なお、上述した実施形態及び変形例は一例であって、これらに限定されるわけではない。例えば各実施形態及び各変形例は、適宜組み合わせることが可能である。 The above-described embodiments and modifications are merely examples, and the present invention is not limited thereto. For example, each embodiment and each modification can be combined as appropriate.

本発明は、実施の形態で説明した構成と実質的に同一の構成(例えば、機能、方法および結果が同一の構成、あるいは目的及び効果が同一の構成)を含む。また、本発明は、実施の形態で説明した構成の本質的でない部分を置き換えた構成を含む。また、本発明は、実施の形態で説明した構成と同一の作用効果を奏する構成又は同一の目的を達成することができる構成を含む。また、本発明は、実施の形態で説明した構成に公知技術を付加した構成を含む。 The present invention includes substantially the same configurations as those described in the embodiments (eg, configurations with the same function, method and result, or configurations with the same purpose and effect). The present invention also includes a configuration in which a non-essential part of the configuration described in the embodiment is replaced. The present invention also includes a configuration that exhibits the same effects as the configuration described in the embodiment or a configuration that can achieve the same object. Further, the present invention includes a configuration in which a known technique is added to the configuration described in the embodiment.

11…電子銃、12…集束レンズ、13…偏向器、14…対物レンズ、15…試料ステージ、16…ステージ走査部、17…二次電子検出器、18…反射電子検出器、19…波長分散型分光器、20…制御部、21…入力部、22…分析条件記憶部、23…ステージ制御部、24…バックラッシュ判定部、25…ビーム制御部、26…ビーム走査系、27…ビーム走査部、28…ビーム位置補正部、29…画像処理部、30…画像生成部、31…参照画像記憶部、32…ずれ量算出部、33…X線処理部、34…表示部、35…移動方向記憶部、50…ギャップ、100,200…分析装置、EB…電子線、S…試料 11 ... electron gun, 12 ... focusing lens, 13 ... deflector, 14 ... objective lens, 15 ... sample stage, 16 ... stage scanning unit, 17 ... secondary electron detector, 18 ... backscattered electron detector, 19 ... wavelength dispersion Type spectroscope, 20 ... control unit, 21 ... input unit, 22 ... analysis condition storage unit, 23 ... stage control unit, 24 ... backlash determination unit, 25 ... beam control unit, 26 ... beam scanning system, 27 ... beam scanning Unit, 28 ... Beam position correction unit, 29 ... Image processing unit, 30 ... Image generation unit, 31 ... Reference image storage unit, 32 ... Deviation amount calculation unit, 33 ... X-ray processing unit, 34 ... Display unit, 35 ... Movement Direction storage unit, 50 ... gap, 100, 200 ... analyzer, EB ... electron beam, S ... sample

Claims (5)

電子線を試料に照射し、試料が載置される試料ステージをX軸方向、Y軸方向に移動しながら試料から発生する信号を検出する分析装置において、
前記試料ステージを走査するステージ走査部と、
前記ステージ走査部を制御するステージ制御部と、
分析条件を入力する入力部と、
前記分析条件を記憶する分析条件記憶部と、
分析開始時に、前記分析条件記憶部に記憶された分析条件において、線分析を行う際にステージを移動させる方向が、前記試料ステージのバックラッシュの影響が出るX軸方向、Y軸方向であるか否かを判定するバックラッシュ判定部と、
を含み、
前記試料ステージの軸に対してプラス方向のバックラッシュ取りを行う分析装置の場合、前記バックラッシュ判定部が、線分析を行う際にマイナスX方向またはマイナスY方向にステージを移動させると判定すると、前記ステージ制御部は、前記ステージ走査部にマイナス方向を含む軸に対してマイナス方向のバックラッシュ取り動作を実行させることを特徴とする、分析装置。
In an analyzer that irradiates a sample with an electron beam and detects a signal generated from the sample while moving the sample stage on which the sample is placed in the X-axis direction and the Y-axis direction.
A stage scanning unit that scans the sample stage and
A stage control unit that controls the stage scanning unit and
Input section for inputting analysis conditions and
An analysis condition storage unit that stores the analysis conditions,
At the start of the analysis, Oite the analysis condition stored in the analysis condition storing section, the direction of moving the stage when performing line analysis, X-axis direction the effect of the backlash of the sample stage exits, the Y-axis direction A backlash judgment unit that determines whether or not there is a sample,
Including
In the case of an analyzer that removes backlash in the positive direction with respect to the axis of the sample stage, if the backlash determination unit determines that the stage is moved in the minus X direction or the minus Y direction when performing line analysis, The stage control unit is an analyzer, characterized in that the stage scanning unit executes a backlash removing operation in a minus direction with respect to an axis including a minus direction.
請求項1において、
前記ステージ制御部は、前記試料ステージが移動した後に停止した際に、常に特定の方向に前記試料ステージのバックラッシュが存在するように前記ステージ走査部を制御することを特徴とする、分析装置。
In claim 1,
The stage control unit is an analyzer that controls the stage scanning unit so that when the sample stage moves and then stops, the backlash of the sample stage always exists in a specific direction.
請求項1において、
前記試料ステージの移動方向を記憶する移動方向記憶部を含み、
前記バックラッシュ判定部は、分析開始時に、前記移動方向記憶部に記憶された最新の前記試料ステージの移動方向と、前記分析条件記憶部に記憶された分析条件におけるステージ走査方向とを比較して、前記ステージ走査方向が前記試料ステージのバックラッシュの影響が出る方向であるか否かを判定することを特徴とする、分析装置。
In claim 1,
A moving direction storage unit for storing the moving direction of the sample stage is included.
At the start of analysis, the backlash determination unit compares the latest moving direction of the sample stage stored in the moving direction storage unit with the stage scanning direction under the analysis conditions stored in the analysis condition storage unit. An analyzer for determining whether or not the scanning direction of the stage is the direction affected by the back crash of the sample stage.
請求項1から3のいずれか一項において、
前記電子線を走査するビーム走査部と
前記電子線の照射位置を補正するビーム位置補正部と
検出された二次電子あるいは反射電子の二次元画像を作成する電子画像作成部と、
作成された電子画像の一つを参照画像として保存する参照画像記憶部と
取得した電子画像と前記参照画像記憶部に保存された前記参照画像とを比較して画像のずれ量を算出するずれ量算出部と、
を含み、
前記ずれ量算出部は、分析開始位置に前記試料ステージが位置した状態で保存された参照画像と、前記ステージ走査部が前記バックラッシュ取り動作を実行した後に取得した電子画像とを比較して分析開始位置ずれ量を算出し、前記ビーム位置補正部は、分析開始時に、前記分析開始位置ずれ量分のビーム位置補正を行うことを特徴とする、分析装置。
In any one of claims 1 to 3,
A beam scanning unit that scans the electron beam, a beam position correction unit that corrects the irradiation position of the electron beam, an electronic image creating unit that creates a two-dimensional image of detected secondary electrons or backscattered electrons, and an electronic image creating unit.
The amount of deviation for calculating the amount of deviation of the image by comparing the reference image storage unit that saves one of the created electronic images as a reference image with the acquired electronic image and the reference image stored in the reference image storage unit. Calculation part and
Including
The deviation amount calculation unit analyzes by comparing the reference image saved with the sample stage located at the analysis start position and the electronic image acquired after the stage scanning unit executes the backlash removing operation. An analyzer that calculates a start position shift amount, and the beam position correction unit corrects the beam position by the analysis start position shift amount at the start of analysis.
請求項1から3のいずれか一項において、
前記試料ステージの位置を読み取るためのリニアエンコーダ、
を含み、
前記ステージ制御部は、前記ステージ走査部が前記バックラッシュ取り動作を実行した後に、前記リニアエンコーダによる制御に基づき、試料ステージを分析開始位置に位置させることを特徴とする、分析装置。
In any one of claims 1 to 3,
A linear encoder for reading the position of the sample stage,
Including
The stage control unit is an analyzer, characterized in that, after the stage scanning unit executes the backlash removing operation, the sample stage is positioned at an analysis start position based on control by the linear encoder.
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