JPH0228611Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案は試料分析位置を走査する機能を備えた
分析装置におけるバツクグラウンド信号の除去を
容易に行うための装置に関する。

荷電粒子線を試料表面に細く集束した状態で照
射すると共にその照射位置を２次元的に走査し、
試料から発生する信号を検出して前記走査と同期
した像表示手段に試料走査像を表示するタイプの
分析装置があり、その例としてオージエ電子分光
装置が挙げられる。

第１図はオージエ電子分光装置の一例を示す概
略図である。図中１は電子銃を示し、電子銃１か
ら出射する電子線２は図示しない集束レンズ系に
よつて細く集束された状態で試料３を照射する。
試料３の電子線照射位置はＸ，Ｙ偏向コイル４
Ｘ，４Ｙによつて移動するがその位置は走査電源
５の出力によつて決まる。電子線２の照射によつ
て試料３から発生したオージエ電子はアナライザ
ー６に導かれ、そのエネルギーに応じて分離され
てアナライザーの検出器７に検出される。検出器
７の出力はコンデンサー８、ロツクインアンプ
９、VFコンバータ１０へ順次印加され、検出信
号強度に応じて疎密分布を有するパルス信号が
VFコンバータ１０から出力される。又、電子銃
１の下方にはブランキング手段１１が設けられて
おり、ブランキング信号回路１２からの信号によ
つて高い周波数で電子線２をブランキングする。
その結果ロツクインアンプ９に入力される検出信
号もブランキング周波数で変調された信号となる
が、ロツクインアンプ９はブランキング信号回路
１２からの参照信号によつて入力信号を位相検波
してSN比の高いオージエ電子信号強度の検出が
行われる。アナライザー６によつて検出器７に検
出されるオージエ電子のエネルギーはアナライザ
ー掃引出力によつて決まり、掃引回路１３は掃引
制御回路１４によつて制御される。１５は演算手
段を表わしており、計数回路１６、切換回路１
７、アツプダウンカウンタ１８から構成され、タ
イミング回路１９からのタイミング信号によつて
制御される。２０は陰極線管等の表示手段を表わ
し、例えば演算手段１５の出力を走査電源５のＸ
方向走査信号に対応させて表示する。

所で、試料表面の特定領域のオージエ電子分光
を行うには、走査電源５の出力を固定した状態で
アナライザー６にアナライザー掃引回路１３から
掃引信号を与える。この掃引信号例えば電圧Ｖの
値を表示手段の横軸に表示し、アナライザー６を
通過して検出器７に検出される信号の強度を表示
手段の縦軸に表示すると、表示手段には第２図に
示されるようなエネルギースペクトルが表示され
る。オージエ電子のエネルギースペクトルは第２
図に示すように、二次電子に基づく大きなバツク
グラウンド成分にP1，P2で示すように重畳され
て測定されるため、オージエ電子のみの信号強度
を得るにはバツクグラウンド成分を除く必要があ
る。その方法として従来は、特定エネルギーを有
するオージエ電子の強度を測定するにはエネルギ
ーEaに対応するアナライザーの掃引電圧Vaにお
いて先ず検出信号強度Iaを測定して記憶してお
き、次にエネルギーEbに対応する掃引電圧Vbに
おける検出信号強度Ibを測定し、Ia−あｂの計算
を行う必要があつた。

第１図に示す装置には、表示手段２０に試料表
面の特定線上に沿つた特定エネルギーのオージエ
電子の分布状態を表わすラインプロフアイルを表
示するための構成部分が示されており、その操作
と動作手順は次のようになる。

先ず、特定エネルギー値（Ea）に対応する掃
引回路１３の出力電圧Vbが得られるように掃引
制御回路１４の制御信号を調整して記憶させてお
く、同様にエネルギー値（Eb）に対応する掃引
回路１３の出力電圧Vbが得られるように掃引制
御回路１４の制御信号も調整して記憶させてお
く。タイミング回路１９からは第３図ａに示す如
く5ms毎にクロツクパルスが発生しており、走査
電源５はクロツクパルスが２つ印加される毎にＸ
偏向コイル４Ｘに第３図ｂに示すようなステツプ
走査信号のステツプを１つ変化させる。今簡単の
ために水平走査線の画素数（ステツプ数）が10で
あるとすると一本の水平走査線を走査するのに
5ms×２×10＝100msを要する。タイミング回路
１９からのクロツクパルスは掃引制御回路１４へ
も供給されており、パルス印加毎に前記記憶され
た二つの制御信号を交互に切換えて掃引回路１３
を制御する。その結果アナライザー６に印加され
る電圧は第３図ｃに示す如く5ms毎にV1，V2か
らV2，V1へ切換えられる。更にタイミング回路
１９からのクロツクパルスは計数回路１６に対す
るリセツト信号、切換回路１７に対する切換信号
またアツプダウンカウンタに対するアツプダウン
制御信号として演算手段１５へも印加されてい
る。試料表面の水平走査線上にある各電子線照射
領域は夫々10msの時間電子線に照射されるがそ
の前半の5msの時間はアナライザー電圧がV1の
状態に設定されており、この時間に計数回路１６
に計数され計数値I1は切換回路１７を通してアツ
プダウンカウンタ１８のプラス入力に印加され
る。5ms経過するとアナライザー電圧がV2に切
換えられ、計数回路１６がリセツトされ、切換回
路１７の出力がアツプダウンカウンタ１８のマイ
ナス入力に接続される。その結果、後半の5msの
時間に計数されたVFコンバータ１０の出力パル
ス数I2がアツプダウンカウンタ１８に記憶された
初めの計数値I1から減算され、その出力（I1−
I2）信号が10ms経過後表示手段２０にその縦軸
表示信号として印加される。又、10ms経過した
ときに発生するリセツト信号によつてアツプダウ
ンカウンタの計数値がリセツトされると共に、電
子線の試料照射位置が移動して再び同じ動作が繰
り返される。又、表示手段２０へはその横軸表示
信号として走査電源５のＸ走査信号が印加されて
いるので表示手段２０の表示画像にはラインプロ
フイルが表示される。

所で、アナライザー６に印加される電圧を連続
的ではなく第３図ｃの如くパルス状に変化させる
と変化直後における電圧値は安定せず、例えば
5msのうち2ms程度の期間は信号に余り寄与せず
ノイズ信号となる。従つてラインプロフアイルを
表示するために要する時間を短縮することはライ
ンプロフアイルを描く信号のSN比を低くするこ
とになるので好ましくない。

本考案はこのような問題を解決して短時間に且
つSN比の高いラインプロフイルを表示すること
を目的とするもので、その装置は荷電粒子線を試
料表面上で走査偏向する手段と、荷電粒子線の照
射によつて試料から発生する特定種類の信号をそ
のエネルギーに応じて分離するアナライザーを備
えた装置において、試料表面の同一走査線上を荷
電粒子線によつて繰り返し２回走査する繰り返し
走査手段、該繰り返し走査手段による１回目と２
回目の走査時には夫々特定エネルギーE1及びE2
の信号が分離検出されるように前記アナライザー
を設定する手段、前記１回目の走査時におけるア
ナライザーによる検出信号を前記同一走査線上の
位置信号に対応させて記憶する記憶手段、前記２
回目の走査時において順次得られるアナライザー
の検出信号と前記記憶手段から順次読み出される
検出信号に基づいて前記同一走査線上における所
望の信号を演算する演算手段、及び該演算手段の
出力を前記繰り返し走査手段の出力に対応させて
表示する表示手段を設けたことを特徴とするもの
である。

第４図は本考案の一実施例装置を示す略図であ
り、第１図と同一符号を附したものは同一構成要
素を表わしている。第４図の装置は第１図の装置
と比較して演算手段２１の構成が演算手段１５の
それと異つており、切換回路１７とアツプダウン
カウンタ１８との間にメモリー２２が挿入されて
いる。第４図の装置におけるタイミング回路１９
は第５図ａに示す如く4msの周期でクロツクパル
スを発生しており、該クロツクパルスの印加され
る走査電源５は第５図ｂに示す２つの階段波を発
生する。２つの階段波の間、即ちクロツクパルス
が10発生したときに水平走査のブランキング信号
がタイミング信号により発生され、１番目のクロ
ツクパルスから２つ目の階段波を発生させる。タ
イミング回路１９から発生される水平走査のブラ
ンキング信号は掃引制御回路１４へ印加されてお
り、第５図ｃに示す如くアナライザー電圧をV1
からV2へ切換える。従つて一本のラインプロフ
アイルを得るのに同一走査線が電子線によつて２
回ステツプ走査されることになり２回の走査に要
する時間は4ms×21＝84msとなる。

タイミング回路１９は計数回路１６に対しては
第１図の装置の場合と同様にリセツト信号として
クロツクパルスを印加するが、切換回路１７に対
しては水平ブランキング信号を印加してその出力
をメモリー２２の入力からアツプダウンカウンタ
ー１８のマイナス入力に切換える。メモリー２２
の他方の入力には走査電源５のＸ走査信号が入力
されており、第１回目の水平走査の期間中各ステ
ツプ照射位置の信号に対応した計数回路１６の計
数信号を記憶する。メモリー２２とアツプダウン
カウンター１８には第２回目の水平走査の期間中
のタイミクング回路１９からクロツクパルスが印
加され、メモリーに記憶された各ステツプ照射位
置における計数信号を順次読み出して、アツプダ
ウンカウンター１８のプラス入力に印加させると
共に、アツプダウンカウンターをクロツクパルス
印加毎にリセツトして表示手段２０へリセツト直
前の計数信号を印加させる。このリセツト直前の
計数信号は第１回目の走査において計数された信
号強度I1から第２回目の走査における同一領域に
おいて計数された信号強度I2を減じた信号とな
り、第１図の装置と同様のラインプロフアイルが
表示される。

このように、本考案装置においては、アナライ
ザー電圧を切換える周期が第１図の装置に比較し
て極めて長くなるため、測定期間中は常に安定状
態に保たれていると仮定しても差し支えない。そ
のため、従来装置の如く測定される信号の内にノ
イズ成分を含むことがなくなり、各ステツプ照射
位置における計数時間を上記実施例のように5ms
×２から4ms×２に短縮してもSN比の高い測定
信号を得ることが可能となり、又ラインプロフア
イルを表示するのに要する時間を短縮することも
可能となる。

所で、ラインプロフアイルにおける検出信号強
度を縦軸表示とせずに輝度変調表示とし、試料を
水平走査する位置を順次移動させてＹ方向偏向を
行い、表示手段のＹ方向表示に同期させれば、表
示手段の画面にはオージエ電子走査像が得られ
る。この走査像表示の場合にも本考案が適用可能
であることは云うまでもなく、本考案の効果がラ
インプロフアイルの場合よりも一層強調されたも
のとなる。尚、本考案はオージエ電子分光装置に
限定されるものでななく、バツクグラウンド信号
の除去が必要な多くの試料分析装置に適用するこ
とが可能となる。

以上のように本考案によれば、各測定領域にお
ける測定条件の切換えをその都度行わず、一定範
囲まとめて行うことが可能となるため、測定時間
の短縮とSN比の向上が図られることになり、分
析装置に適用して大きな効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来のオージエ電子分光装置を示す略
図、第２図及び第３図は第１図の装置の動作を説
明するための略図、第４図は本考案の一実施例装
置を示す略図、第５図は第４図の動作を説明する
ための図である。 １：電子銃、２：電子線、３：試料、５：走査
電源、６：アナライザー、７：検出器、８：コン
デンサー、９：ロツクインアンプ、１０：VFコ
ンバータ、１１：ブランキング手段、２：ブラン
キング信号回路、１３：アナライザー掃引回路、
１４：掃引制御回路、１５：演算手段、１６：計
数回路、１７：切換回路、１８：アツプダウンカ
ウンタ、１９：タイミング回路、２０：表示手
段。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 荷電粒子線を試料表面上で走査偏向する手段
   と、荷電粒子線の照射によつて試料から発生する
   特定種類の信号をそのエネルギーに応じて分離す
   るアナライザーを備えた装置において、試料表面
   の同一走査線上を荷電粒子線によつて繰り返し２
   回走査する繰り返し走査手段、該繰り返し走査手
   段による１回目と２回目の走査時には夫々特定エ
   ネルギーE1及びE2の信号が分離検出されるよう
   に前記アナライザーを設定する手段、前記１回目
   の走査時におけるアナライザーによる検出信号を
   前記同一走査線上の位置信号に対応させて記憶す
   る記憶手段、前記２回目の走査時において順次得
   られるアナライザーの検出信号と前記記憶手段か
   ら順次読み出される検出信号に基づいて前記同一
   走査線上における所望の信号を演算する演算手
   段、及び該演算手段の出力を前記繰り返し走査手
   段の出力に対応させて表示する表示手段を設けた
   ことを特徴とする分析装置。