JPH0128461B2 - - Google Patents

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JPH0128461B2
JPH0128461B2 JP58242708A JP24270883A JPH0128461B2 JP H0128461 B2 JPH0128461 B2 JP H0128461B2 JP 58242708 A JP58242708 A JP 58242708A JP 24270883 A JP24270883 A JP 24270883A JP H0128461 B2 JPH0128461 B2 JP H0128461B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
sample
optical axis
electron beam
intensity
point
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired
Application number
JP58242708A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JPS60133647A (en
Inventor
Isamu Taguchi
Hiroki Hamada
Yoshiaki Ono
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nippon Steel Corp
Original Assignee
Nippon Steel Corp
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Filing date
Publication date
Application filed by Nippon Steel Corp filed Critical Nippon Steel Corp
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Publication of JPS60133647A publication Critical patent/JPS60133647A/en
Publication of JPH0128461B2 publication Critical patent/JPH0128461B2/ja
Granted legal-status Critical Current

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Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01JELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J37/00Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
    • H01J37/252Tubes for spot-analysing by electron or ion beams; Microanalysers

Description

【発明の詳細な説明】 [発明の分野] 本発明は試料に電子線を照射し、その際試料よ
り発生するX線を検出することにより試料を測定
するようにした方法に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Field of the Invention] The present invention relates to a method for measuring a sample by irradiating the sample with an electron beam and detecting the X-rays generated by the sample.

[従来技術] 分析電子顕微鏡等においては、試料を載置した
試料ステージを二次元的に移動すると共に、試料
に電子線を照射し、その結果試料より発生したX
線を分光結晶を介してX線検出器に導き、試料を
二次元的に分析するようにしている。ところで、
電子線が照射される試料表面の光軸方向の位置を
正規の位置にするため、試料表面を研磨した後、
試料室内にセツトするようにしているが、研磨し
ても試料表面に僅かに存在するうねりまで除くこ
とは困難である。このようなうねりのため、X線
の発生点となる試料表面の光軸方向の位置が正規
の位置からずれると、X線の検出強度は正規の位
置にある場合に比較して第1図に示すように小さ
くなつてしまう。即ち、試料の表面のz座標(光
軸方向の座標)が正規の座標Z0に対してδzだけず
れたz=z0+δzであるものとすると、実際に検出
される強度I(z)は真の検出強度I0を用いて例
えば近似的に以下のように表わされ、検出したX
線の強度は誤差を含んだものとなつてしまう。
[Prior art] In analytical electron microscopes, etc., a sample stage on which a sample is placed is moved two-dimensionally, and the sample is irradiated with an electron beam, resulting in X-rays generated from the sample.
The rays are guided through a spectroscopic crystal to an X-ray detector to analyze the sample two-dimensionally. by the way,
After polishing the sample surface in order to set the position of the sample surface in the optical axis direction where the electron beam is irradiated to the correct position,
Although the sample is set in the sample chamber, it is difficult to remove even the slightest undulations on the sample surface even by polishing. Due to such undulations, if the position of the optical axis direction of the sample surface, which is the point of generation of X-rays, deviates from the normal position, the detected intensity of the X-rays will be lower than that in Figure 1 compared to when it is at the normal position. As shown, it becomes smaller. In other words, assuming that the z coordinate (coordinate in the optical axis direction) of the surface of the sample is z = z 0 + δz, which is shifted by δz from the normal coordinate Z 0 , the actually detected intensity I(z) is For example, using the true detection strength I 0 , it can be expressed approximately as follows, and the detected X
The intensity of the line will contain errors.

I(z)=I0−A・δz2 但し、上式においてAは正の比例定数である。 I(z)=I 0 −A·δz 2 However, in the above equation, A is a positive proportionality constant.

[発明の目的] 本発明はこのような従来の欠点を解決し、試料
の光軸方向の位置が正規の位置にない場合にも、
誤差の無い測定を行なうことのできる装置を提供
することを目的としている。
[Object of the Invention] The present invention solves these conventional drawbacks, and even when the position of the sample in the optical axis direction is not at the normal position,
The purpose is to provide a device that can perform error-free measurements.

[発明の構成] 本発明は、電子線を試料に照射し、該電子線の
照射によつて試料より発生するX線を分光結晶を
介してX線検出器に導き、該電子線の照射点にお
けるX線検出強度を測定するようにした方法にお
いて、該測定中又は該測定に前後して試料の表面
の光軸方向の位置を測定しておき、該位置を表わ
す信号に基づいてX線検出強度を補正するように
したことを特徴としている。
[Structure of the Invention] The present invention irradiates a sample with an electron beam, guides the X-rays generated from the sample through a spectroscopic crystal to an X-ray detector, and detects the irradiation point of the electron beam. In this method, the position of the surface of the sample in the optical axis direction is measured during or before and after the measurement, and the X-ray detection is performed based on a signal representing the position. The feature is that the intensity is corrected.

[実施例] 以下、図面に基づき本発明の実施例を詳述す
る。
[Example] Hereinafter, an example of the present invention will be described in detail based on the drawings.

第2図は本発明を実施するための装置の一例を
示すためのもので、図中1は電子銃であり、この
電子銃1よりの電子線2は集束レンズ3により集
束された後、更に対物レンズ4により細く絞られ
て試料5に照射される。試料5は試料ステージ6
上に載置されており、この試料ステージはステツ
プモータ7X,7Y,7Zを回転させることによ
り、各々光軸に垂直なX及びY方向及び光軸に沿
つた方向であるZ方向に任意量移動できるように
なつている。8は駆動パルス発生回路であり、こ
の駆動パルス発生回路8は演算制御装置9よりの
制御信号に基づいて前記ステツプモータ7X,7
Y,7Zを回転させるための駆動パルスを発生す
る。10は電子線2の試料5への照射によつて試
料5より発生するX線11のうち、特定の波長成
分のみを選択してX線検出器12に導くための分
光結晶である。X線検出器12の出力信号は増幅
器13により増幅された後、計数回路14により
計数され、この計数値信号は演算制御装置9に供
給される。15は試料5の表面を観察するための
照明光を発生する照明光源であり、この光源15
よりの光は半透明鏡16、プリズム17、第1、
第2の球面鏡18,19を介して試料5に照射さ
れる。20はこの第1、第2の球面鏡18,19
と共に試料5の表面を観察するための光学顕微鏡
を構成するレンズである。試料5の表面よりの光
は第1、第2の球面鏡18,19及びプリズム1
7に導かれてレンズ20に入射する。この光学顕
微鏡は光軸方向の正規の位置に試料面が配置され
た場合にのみシヤープな像が得られるように調節
されている。又、21は演算制御装置9に種々の
命令を入力するための入力装置である。又、前記
演算制御装置9は、試料表面上の各点のz座標を
格納するためのメモリ22と連結されている。2
3は表示装置である。
FIG. 2 is for showing an example of an apparatus for carrying out the present invention. In the figure, 1 is an electron gun, and after the electron beam 2 from this electron gun 1 is focused by a focusing lens 3, it is further The light is narrowed down by the objective lens 4 and irradiated onto the sample 5. Sample 5 is sample stage 6
By rotating step motors 7X, 7Y, and 7Z, this sample stage can be moved by arbitrary amounts in the X and Y directions perpendicular to the optical axis, and in the Z direction along the optical axis. I'm starting to be able to do it. 8 is a drive pulse generation circuit, and this drive pulse generation circuit 8 operates the step motors 7X, 7 based on a control signal from an arithmetic and control unit 9.
Generate drive pulses to rotate Y and 7Z. Reference numeral 10 denotes a spectroscopic crystal for selecting only a specific wavelength component of the X-rays 11 generated from the sample 5 when the sample 5 is irradiated with the electron beam 2 and guiding it to the X-ray detector 12 . The output signal of the X-ray detector 12 is amplified by the amplifier 13 and then counted by the counting circuit 14, and this count value signal is supplied to the arithmetic and control unit 9. 15 is an illumination light source that generates illumination light for observing the surface of the sample 5;
The light is transmitted through the semi-transparent mirror 16, the prism 17, the first
The sample 5 is irradiated via the second spherical mirrors 18 and 19. 20 are the first and second spherical mirrors 18 and 19
Together with this lens, it constitutes an optical microscope for observing the surface of the sample 5. Light from the surface of the sample 5 passes through the first and second spherical mirrors 18, 19 and the prism 1.
7 and enters the lens 20. This optical microscope is adjusted so that a sharp image can be obtained only when the sample surface is placed at a proper position in the optical axis direction. Further, 21 is an input device for inputting various commands to the arithmetic and control unit 9. Further, the arithmetic and control unit 9 is connected to a memory 22 for storing the z-coordinate of each point on the sample surface. 2
3 is a display device.

このような構成の装置を用いて、まず入力装置
21により、試料5上に二次元的に分布する第3
図において×印で示す各点が順次光軸直下に配置
されるように演算制御装置9に指令を与える。そ
の結果、演算制御装置9よりの制御信号に基づい
て、駆動パルス発生回路8よりステツプモー7
X,7Yに供給されるパルスが制御され、上記各
点が光軸直下に順次配置されるように試料ステー
ジ6が移動する。そこで、試料ステージ6が移動
して各点が光軸直下に配置される都度、操作者は
レンズ20を通して試料表面を観測しながら、入
力装置21を操作して試料5を光軸方向即ちZ軸
方向にわずかずつ移動させて、試料表面が明瞭に
観察できるようにする。この作業に伴つて、演算
制御装置9は、この移動の結果、試料5が正規の
z座標位置z0からどれだけ移動したかをステツプ
モータ7Zに供給したパルス数から把握し、この
点の光軸方向の位置(即ちZ座標)をメモリ22
の位置座標(xi、yi)に対応した記憶番地に格納
する。最初の測定点における測定が終了したら、
操作者は入力装置8を操作して、次の測定点が光
軸直下に配置されるように試料ステージを移動さ
せ、前述した場合と同様にこの点の光軸方向の位
置をメモリー22に格納する。このようにして、
第3図において×印で表わされた全ての点のz座
標を測定し、この測定値データをこのメモリー2
2に格納できたら、実際の分析を開始する。い
ま、例えば光軸に垂直な方向の座標が(xa、ya)
である点のX線分析をする場合を例にとり説明す
る。まず、入力装置21により、この座標の点が
光軸直下に配置されるように指令を与える。その
結果、前述した場合と同様に、試料ステージ6は
座標(xa、ya)、に電子線2が照射されるような
位置に移動する。そのため、この点よりX線が発
生するが、このX線11は分光結晶10を介して
X線検出器12に入射して検出され、この検出信
号は増幅器13において増幅された後、計数回路
14において計数され、演算制御装置9に例えば
強度Iaなる信号として供給される。演算制御装置
9においては、メモリー22内に格納されている
離散的にとられた各座標(xi、yi)におけるz座
標値を表わすデータを用いて、この座標(xa、
ya)の高さを補間法を用いて算出する。このよ
うにして求められた高さが za=z0+δza であるとすると、演算制御装置9においてはIaと
δzaとから、この時の真の強度I0を求める演算を
行ない、真の強度としてIa+Aδza2を算出する。
その結果、表示装置25には、この補正された値
が表示される。
Using the apparatus with such a configuration, first, the input device 21 is used to input the third data that is two-dimensionally distributed on the sample 5.
A command is given to the arithmetic and control unit 9 so that each point indicated by an x mark in the figure is sequentially arranged directly under the optical axis. As a result, based on the control signal from the arithmetic and control device 9, the drive pulse generation circuit 8 outputs the step mode 7.
The pulses supplied to X and 7Y are controlled, and the sample stage 6 is moved so that each of the above points is sequentially placed directly below the optical axis. Therefore, each time the sample stage 6 moves and each point is placed directly under the optical axis, the operator operates the input device 21 while observing the sample surface through the lens 20 to move the sample 5 in the optical axis direction, that is, the Z axis. Move the specimen slightly in the direction so that the sample surface can be observed clearly. Along with this operation, the arithmetic and control unit 9 grasps how much the sample 5 has moved from the regular z-coordinate position z0 as a result of this movement from the number of pulses supplied to the step motor 7Z, and calculates the light at this point. The axial position (i.e. Z coordinate) is stored in the memory 22.
is stored in the memory address corresponding to the position coordinates (xi, yi). After completing the measurement at the first measurement point,
The operator operates the input device 8 to move the sample stage so that the next measurement point is placed directly below the optical axis, and stores the position of this point in the optical axis direction in the memory 22 as in the case described above. do. In this way,
Measure the z-coordinates of all the points indicated by x marks in Fig. 3, and store this measured value data in this memory 2.
2, start the actual analysis. Now, for example, the coordinates perpendicular to the optical axis are (xa, ya)
This will be explained by taking as an example a case where X-ray analysis is performed at a certain point. First, an instruction is given using the input device 21 so that the point at these coordinates is placed directly below the optical axis. As a result, as in the case described above, the sample stage 6 moves to a position where the electron beam 2 is irradiated at the coordinates (xa, ya). Therefore, X-rays are generated from this point, and this X-ray 11 enters the X-ray detector 12 via the spectroscopic crystal 10 and is detected, and this detection signal is amplified in the amplifier 13 and then sent to the counting circuit 14. , and is supplied to the arithmetic and control unit 9 as a signal with the intensity Ia, for example. The arithmetic and control unit 9 uses data representing the z-coordinate value at each of the discretely taken coordinates (xi, yi) stored in the memory 22 to calculate the coordinates (xa, yi).
ya) using the interpolation method. Assuming that the height determined in this way is za = z 0 + δza, the arithmetic and control unit 9 performs calculations to determine the true intensity I 0 at this time from Ia and δza, and calculates the true intensity as the true intensity. Calculate Ia + Aδza 2 .
As a result, the display device 25 displays this corrected value.

尚、上述した実施例は本発明の一実施例に過ぎ
ず、実施に当つては幾多の他の態様を取り得る。
It should be noted that the above-described embodiment is only one embodiment of the present invention, and many other embodiments may be adopted when implementing the present invention.

例えば、上述した実施例においては、一分析点
の検出強度を測定する例について説明したが、試
料ステージ6を二次元的に移動させて、試料の二
次元像を得る場合にも同様に適用でき、その場合
には各点のz座標を求めると共に、このz座標を
表わすデータに基づいて先の実施例において説明
したように、実際に得られた検出強度から真の強
度を求めるための演算をこれら各点の各々に対し
て行なえば良い。
For example, in the above-mentioned embodiment, an example was explained in which the detection intensity at one analysis point was measured, but it can be similarly applied to the case where the sample stage 6 is moved two-dimensionally to obtain a two-dimensional image of the sample. In that case, the z-coordinate of each point is determined, and based on the data representing this z-coordinate, as explained in the previous example, calculations are performed to determine the true intensity from the actually obtained detection intensity. It is sufficient to perform this for each of these points.

又、上述した実施例においては、試料面を光軸
方向に移動させながら光学顕微鏡により試料面を
観察することにより、試料面のz座標を測定する
ようにしたが、例えば静電容量型の高さ検出器に
より、試料面の高さを測定するようにしても良
い。
In addition, in the above embodiment, the z-coordinate of the sample surface was measured by observing the sample surface with an optical microscope while moving the sample surface in the optical axis direction. The height of the sample surface may be measured using a height detector.

又、上述した実施例においては、z座標の測定
を実際の分析に先立つて行なつたが、分析中でも
良いし、分析の後でも良い。
Furthermore, in the above-described embodiments, the z-coordinate was measured prior to the actual analysis, but it may be performed during or after the analysis.

更に又、上述した実施例においては、真の強度
を求めるための真の検出強度と実際の検出強度と
の関係を表現する式としてzに関する二次式を用
いたが、より高次の式を用いても良い。
Furthermore, in the above embodiment, a quadratic expression regarding z was used as an expression to express the relationship between the true detection intensity and the actual detection intensity to determine the true intensity, but a higher-order expression may be used. May be used.

[効果] 上述した説明から明らかなように、本発明によ
り、試料表面の位置が正規の位置からずれている
ような試料に対しても、正確なX線強度を測定し
得る。
[Effects] As is clear from the above description, according to the present invention, accurate X-ray intensity can be measured even for a sample whose surface position is deviated from the normal position.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第1図は試料表面のz座標が正規の位置からず
れると、X線の検出強度がどのように減少するか
を説明するための図、第2図は本発明を実施する
ための装置の一例を示すための図、第3図はz座
標を測定すべき試料面上に二次元的に分布する各
点を説明するための図である。 1:電子銃、2:電子線、3:集束レンズ、
4:対物レンズ、5:試料、6:試料ステージ、
7X,7Y:ステツプモータ、8:駆動パルス発
生回路、9:演算制御装置、10:分光結晶、1
1:X線、12:X線検出器、13:増幅器、1
4:計数回路、15:照射光源、16:半透明
鏡、17:プリズム、18,19:反射鏡、2
0:レンズ、21:入力装置、22:メモリー、
23:表示装置。
Figure 1 is a diagram to explain how the detected intensity of X-rays decreases when the z-coordinate of the sample surface deviates from the normal position, and Figure 2 is an example of an apparatus for implementing the present invention. FIG. 3 is a diagram for explaining each point two-dimensionally distributed on the sample surface whose z-coordinate is to be measured. 1: Electron gun, 2: Electron beam, 3: Focusing lens,
4: Objective lens, 5: Sample, 6: Sample stage,
7X, 7Y: Step motor, 8: Drive pulse generation circuit, 9: Arithmetic control unit, 10: Spectroscopic crystal, 1
1: X-ray, 12: X-ray detector, 13: Amplifier, 1
4: Counting circuit, 15: Irradiation light source, 16: Semi-transparent mirror, 17: Prism, 18, 19: Reflector, 2
0: Lens, 21: Input device, 22: Memory,
23: Display device.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 1 電子線を試料に照射し、該電子線の照射によ
つて試料より発生するX線を分光結晶を介してX
線検出器に導き、該電子線の照射点におけるX線
検出強度を測定するようにした方法において、該
測定中又は該測定に前後して試料の表面の光軸方
向の位置を測定しておき、該位置を表わす信号に
基づいてX線検出強度を補正するようにしたこと
を特徴とする電子線装置によるX線測定方法。
1 A sample is irradiated with an electron beam, and the X-rays generated from the sample by the irradiation of the electron beam are transmitted through a spectroscopic crystal.
In the method of measuring the detected intensity of X-rays at the irradiation point of the electron beam, the position of the surface of the sample in the optical axis direction is measured during or before and after the measurement. , an X-ray measurement method using an electron beam apparatus, characterized in that the X-ray detection intensity is corrected based on a signal representing the position.
JP58242708A 1983-12-22 1983-12-22 X-ray measurement by electron ray equipment Granted JPS60133647A (en)

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