JPH01155251A - 表面分析装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （イ）産業上の利用分野 本発明は、未知試料の元素について迅速な定性分析を行
うことができる表面分析装置に関する。

（ロ）従来技術とその問題点 表面分析装置として、たとえばＥＰＭＡを適用して未知
試料の元素の定性分析を行う場合には、従来、始めに電
子ビームを二次元走査しつつ、試料からの二次電子ある
いは反射電子を検出してＣＲＴモニタに第２図に示すよ
うなＳＥＭ像あるいは反射電子像を表示する。そして、
その表示画像を観察して介在物■等が見付かった場合に
は、その介在物Ｉ等の存在する部分に対して改めて電子
ビームを照射するとともに、分光器を動かして広範囲に
波長走査を行い、試料から発生される特性Ｘ線を検出す
ることで介在物Ｉ等に含まれる元素を特定するようにし
ている。

このように、従来、未知試料の定性分析を行うには、Ｓ
ＥＭ像や反射電子像を表示し、その後に、改めて全波長
範囲に渡って分光器を走査する必要があるため、定性分
析に時間がかかっていた。

本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであっ
て、未知試料の定性分析を迅速に行えるようにすること
を目的とする。

（ハ）問題点を解決するための手段 試料に電子ビームを照射した場合、試料からは二次電子
や特性Ｘ線の外に反射電子も発生する。

この反射電子の信号レベルは平均原子番号に対応してい
る。したがって、予め既知試料の元素についてその反射
電子の信号レベルを測定しておき、未知試料からの反射
電子の信号レベルと比較すれば、未知試料の定性を一次
近似的に行うことが可能となる。

本発明は、かかる点に着目したものであって、上述した
目的を達成するために、次の構成を採る。

すなわち、本発明の表面分析装置では、既知試料に対し
て電子ビームを照射することにより発生される反射電子
を検出して得られるＢＳＥ信号を記憶する既知データメ
モリと、未知試料に対して電子ビームを二次元走査する
ことにより発生される反射電子を検出して得られるＢＳ
Ｅ信号を記憶する画像メモリと、前記画像メモリに記憶
された未知試料のＢＳＥ信号と前記既知データメモリに
記憶されたＢＳＥ信号とのレベルを比較して未知試料の
元素を判定する比較判定部とを備えている。

（ニ）作用 未知試料の定性分析に先立って、既知試料に対して電子
ビームを照射し、これにより発生される反射電子を検出
して得られるＢＳＥ信号を既知データメモリにデータベ
ースとして記憶しておく。

次に、未知試料について既知試料と同一の分析条件の下
で電子ビームを二次元走査すると、これにより発生され
る反射電子を検出して得られるＢＳＥ信号が画像メモリ
に記憶される。続いて、比較判定部は、画像メモリに記
憶された未知試料のＢＳＥ信号と既知データメモリに記
憶されたＢＳＥ信号とのレベルを比較し、これから未知
試料の元素を判定する。

このため、特性Ｘ線の波長走査を再度行わなくても未知
試料に含まれる元素を特定することができる。

（ホ）実施例 以下、本発明の表面分析装置について、ＥＰＭＡに適用
した場合について説明する。

第１図はＥＰＭＡの要部を示すブロック構成図である。

同図において、符号■はＥＰＭＡ本体、２は試料、４電
子ビーム銃、６は光電子増倍管等の検出器、８は試料２
に電子ビームを照射することにより発生される反射電子
を検出器６で検出して得られるＢＳＥ信号を増幅する増
幅器、１０は増幅器８の出力をデジタル化するＡ／Ｄ変
換器である。

１２は既知試料に対して電子ビームを照射することによ
り発生される反射電子を検出して得られるＢＳＥ信号を
記憶する既知データメモリ、１４は未知試料に対して電
子ビームを二次元走査することにより発生される反射電
子を検出して得られるＢＳＥ信号を記憶する画像メモリ
、！６け“パＥ信号を既知データメモ′す１２と画像メ
モリ！４とに選択して出力するデータ選択部、１８は画
像メモリ１４に記憶された未知試料のＢＳＢ信号と既知
データメモリ！２に記憶されたＢＳＥ信号とのレベルを
比較して未知試料の元素を判定する比較判定部である。

画像メモリ１４に記憶されているＢＳＥ信号および比較
判定部１８での判定信号を画像表示信号に変換する表示
回路、２２はＣＲＴモニタ、２４は分析条件の設定等を
行う操作部、２６は操作部２４で設定された分析条件に
基づいて電子ビーム銃４の加速電圧やビーム走査範囲を
制御するとともに、検出器６の検出感度、データ選択部
１６、両メモリ！２．１４の信号の書き込み、読み出し
、比較判定部１８の各動作を制御するＣＰＵである。

次に、上記構成の動作について説明する。

未知試料の定性分析に先立って、まず、操作部２４から
電子ビームの加速電圧、検出器の検出感度等の分析条件
を設定し、かつ、データ選択部１６を既知データメモリ
１２側に接続した後、設定された分析条件の下で、元素
含有量の既知試料に対して電子ビームを照射し、これに
より既知試料から発生される反射電子を検出器６で検出
する。

検出器６から出力されるＢＳＥ信号は、増幅器８、Ａ／
Ｄ変換器ＩＯおよびデータ選択部１６を介して既知デー
タメモリ１２に記憶される。

こうして、ＡＩ、Ｓｉ、Ｆｅ、Ｏｒ等の各元素について
得られるＢＳＥ信号の強度レベルが既知データメモリ１
２にデータベースとして記憶されると、次に、操作部２
４により既知試料と同一の分析条件を設定し、かつ、デ
ータ選択部１６を画像メモリ１４側に接続した後、上記
の分析条件の下で、未知試料について電子ビームを二次
元走査する。これに伴って未知試料から発生される反射
電子を検出器６で検出する。検出器６から出力されるＢ
ＳＥ信号は、増幅器８、Ａ／Ｄ変換変換器ｌ上びデータ
選択部１６を介して画像メモリ１４に記憶される。

画像メモリ１４に記憶されたＢＳＥ信号は、ＣＰＵ２Ｂ
によってＴＶ走査に同期して読み出され、表示回路２０
で映像信号に変換された後、ＣｒｔＴモニタ２２に出力
される。これにより、ＣＲＴモニタ２２には反射電子像
が表示される。

反射電子像を観察した結果、たとえば第２図に示すよう
な介在物■が存在し、その介在物！を定性する必要があ
る場合？こは、操作部２４からＣＰＵ２６に指令を与え
、画像メモリ１４の介在物■を含む部分に対応する記憶
領域についてウィンドを設定するなどして、その領域内
に含まれるＢＳＥ信号を読み出す。同時に既知データメ
モリ１２に記憶されている既知元素のＢＳＥ信号のデー
タを読み出す。両メモリ１４．１２から読み出された各
ＢＳＥ信号データは比較判定部１８に送出される。

比較判定部１８は、画像メモリ１４からの未知試料のＢ
ＳＥ信号と既知データメモリ１２からのＢＳＥ信号のレ
ベルを比較する。この場合、反射電子の信号レベルは平
均原子番号に対応しているので、未知試料のＢＳＢ信号
のレベルが既知データメモリ１２からのＢＳＥ信号のレ
ベルと一致した場合、その一致したレベルを示す既知の
元素が未知試料に含まれる元素であると判定する。そし
て、その判別結果が表示回路２０を介してＣＲＴモニタ
２２に元素名等で表示される。したがって、特性Ｘ線の
波長走査を再度行わなくても未知試料に含まれる元素を
特定することができる。

こうして特定された未知試料の元素を確定したい場合に
は、未知試料について再度電子ビームを照射して特性Ｘ
線を検出する必要があるが、その際においても、従来の
ように全波長範囲を走査する必要はなく、−次近似とし
ての元素名が分かつているので、その該当する元素が含
まれると想定される波長を含む限られた範囲についての
み波長走査すれば良い。このため、定性分析に要する時
間を短縮することができる。

（へ）効果 以上のように本発明によれば、反射電子の信号レベルは
平均原子番号に対応しているという事実に着目し、予め
測定した既知試料の元素についての反射電子の信号レベ
ルに対して未知試料の反射電子の信号レベルを比較する
ので、−次近似的に未知試料の元素を特定することがで
きる。したがって、従来に比べて定性分析を迅速に行え
るようになる等の優れた効果が発揮される。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例に係る表面分析装置のブロック
構成図、第２図は試料に対する電子ビームの走査の説明
図である。 １・・・ＥＰＭＡ本体、１２・・・既知データメモリ、
１４・・・画像メモリ、１８・・・比較判定部。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）既知試料に対して電子ビームを照射することによ
   り発生される反射電子を検出して得られるＢＳＥ信号を
   記憶する既知データメモリと、未知試料に対して電子ビ
   ームを二次元走査することにより発生される反射電子を
   検出して得られるＢＳＥ信号を記憶する画像メモリと、 前記画像メモリに記憶された未知試料のＢＳＥ信号と前
   記既知データメモリに記憶されたＢＳＥ信号とのレベル
   を比較して未知試料の元素を判定する比較判定部と、 を備えることを特徴とする表面分析装置。