JPH057822B2 - - Google Patents

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JPH057822B2
JPH057822B2 JP59045776A JP4577684A JPH057822B2 JP H057822 B2 JPH057822 B2 JP H057822B2 JP 59045776 A JP59045776 A JP 59045776A JP 4577684 A JP4577684 A JP 4577684A JP H057822 B2 JPH057822 B2 JP H057822B2
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JP
Japan
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sample
signal
ray
focus
circuit
Prior art date
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Application number
JP59045776A
Other languages
English (en)
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JPS60189856A (ja
Inventor
Yoshio Makita
Tadashi Watanabe
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.)
Jeol Ltd
Original Assignee
Nihon Denshi KK
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Publication date
Application filed by Nihon Denshi KK filed Critical Nihon Denshi KK
Priority to JP59045776A priority Critical patent/JPS60189856A/ja
Publication of JPS60189856A publication Critical patent/JPS60189856A/ja
Publication of JPH057822B2 publication Critical patent/JPH057822B2/ja
Granted legal-status Critical Current

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    • 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

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Microscoopes, Condenser (AREA)
  • Analysing Materials By The Use Of Radiation (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明は分析すべき試料を正確にX線分光器の
焦点位置に一致させることのできるX線マイクロ
アナライザーに関する。
[従来技術] 物質の表面分析を行なうためにX線マイクロア
ナライザーが広く使用されている。このX線マイ
クロアナライザーは試料に集束電子線を照射する
電子光学系と、該試料を電子線に対して任意に移
動させる試料装置と、電子線の試料照射により試
料から発生した特性X線を分光するX線分光器
と、該分光器の検出出力を計数し表示又は記録す
る装置と、前記電子線光学系に組込まれた光学顕
微鏡とから構成されており、該光学顕微鏡はX線
源となる試料表面の電子線照射位置を正確にX線
分光器の焦点位置(ローランド円上)に合せるた
めに使用される。即ち、X線マイクロアナライザ
ーにおいてはX線分光器と電子光学系とは機械的
に位置関係が決つているので、所定の電子線光軸
上の位置に試料を設置するためは試料を試料室内
に設置した後、オペレータが光学顕微鏡の接眼レ
ンズを覗きながら該光学顕微鏡による像が最も鮮
明(ジヤストフオーカス)になるように試料上下
装置を操作している。
しかし、このような操作は大変に煩わしく且つ
個人差が入りやすいので、正確な位置設定が行な
えず分析誤差を生ずる原因になつている。
[発明の目的] 本発明は上記従来の欠点を除去し、個人差のな
い常に正確な試料位置設定を可能にするX線マイ
クロアナライザーを得ることを目的にするもので
ある。
[発明の構成] 上記目的を達成する本発明のX線マイクロアナ
ライザーは、試料に集束電子線を照射する電子光
学系と、前記電子線の照射により試料から発生す
るX線を分析する手段と、前記試料を前記電子線
の光軸方向に移動させる試料上下装置と、前記電
子光学系に組込まれた光学顕微鏡と、該光学顕微
鏡像の撮像信号を処理して合焦点の程度を表わす
信号を得る手段と、該手段よりの信号に基づいて
前記試料が前記光学顕微鏡のジヤストフオーカス
位置にくるように前記試料上下装置を制御する装
置とを備えたX線マイクロアナライザーにおい
て、試料位置を単位量変えても前記合焦点の程度
を表わす信号に差が無いことを判定して、前記X
線分析手段を特定波長位置を挟む2波長位置θ2
θ3に順次位置づけるように制御する手段と、前記
X線分析手段の位置θ2,θ3におけるX線検出信号
強度の大小に応じて前記試料上下装置の移動方向
を判別し該判別信号を前記試料上下装置に供給す
る回路とを備えていることを特徴とする。
[実施例] 以下本発明の一実施例を図面に基づき詳細に説
明する。
第1図は本発明の一実施例のブロツク線図であ
り、1は電子銃である。該電子銃からの電子線は
集束レンズ2及び対物レンズ3により細く集束さ
れて試料4上に照射される。該試料はX.Y試料移
動機構5の上に載置されており、又該試料移動機
構は試料上下機構6上に搭載されている。該試料
上下機構はパルスモータ7により駆動され、X,
Y移動機構5及び試料4を電子線の光軸方向に移
動する。8はX線分光器であり、分光結晶9及び
X線検出器10を有し、駆動装置11により分光
角の掃引が可能である。前記分光結晶9、X線検
出器10(実際はその入射スリツト)はローラン
ド円の上に置かれており、又X線源である前記試
料4の電子線照射点も該ローランド円上に置かれ
且つX線源と分光結晶との間の角度と分光結晶
と検出器の間の角度は常に等しくなるように駆
動装置11により掃引される。前記電子光学系の
中に光学顕微鏡12の対物レンズ13が組込まれ
ている。該対物レンズの焦点位置は前記分光結晶
9及びX線検出器10が置かれたローランド円の
上にX線源に正確に一致するように機械的に調整
されている。
14は光源で該光源からの光束は集光レンズ1
5、半透明鏡16及び反射鏡17を介して前記対
物レンズに導かれ、試料4に投射される。試料か
ら反射した光束は前記対物レンズ13により結像
され、反射鏡17、半透明鏡16及び接眼レンズ
18を介して固体撮像装置やビジコン等の撮像装
置19の結像面に終像として投影される。該撮像
装置19は制御装置20によつて制御され、撮像
装置の結像面上の任意なラインの映像信号を選択
的に取り出す事が可能である。又、該制御装置は
該撮像装置を制御して該撮像装置から二次元的な
映像信号を取り出し、陰極線管等の表示装置21
に導入することもでき、前記光学顕微鏡により得
られ、撮像された試料の光学顕微鏡走査画像を観
察することが可能である。前記撮像装置19から
の任意ラインの映像信号は微分回路22に送ら
れ、映像信号の変化の程度を表わす信号に変換さ
れ、その波高値が記憶回路23に一時記憶され
る。該波高値の信号は前記制御装置20に導入さ
れ、同一ライン上の相前後する2つの波高値信号
から撮像装置19上の光学顕微鏡像のフオーカス
状態が判断され、若し両信号から未だフオーカス
が合つていないと判断された場合には、試料上下
装置のパルスモータ7の駆動回路24に試料上下
位置調整用の指令信号を送る。25は前記X線分
光器8の検出器10の出力を計数する回路であ
り、該計数回路からの信号は図示しない記録装置
や表示装置に供給され、X線スペクトルガ得られ
る。又、該計数回路からの信号は判別回路26に
送られ、試料4が大きくフオーカスずれしていた
場合には、該判別回路が働き、パルスモータの駆
動回路24に試料を上方に移動するか、又下方向
に移動するかの判別信号を供給する。
次に、このような構成の装置の動作を第2図乃
至第4図を参照して説明する。試料4を試料移動
機構5上に載置した状態では該試料の面がX線分
光器の焦点位置にあるかどうか解らない。そこ
で、光学顕微鏡12の光源14を点灯し、対物レ
ンズ13を通して試料4上を照明する。該試料へ
の照明により試料から反射した光は再び対物レン
ズに入射し、結像されて反射鏡17及び半透明鏡
16を通過し、接眼レンズ18により拡大された
後、撮像装置19の結像面に試料の光学顕微鏡像
を結ぶ。該撮像装置上の光学像は電気信号に変換
されるが、その読出しは制御装置20によつてコ
ントロールされる。即ち、光学像の走査画像を得
たい場合には、該撮像装置から2次元的な映像信
号が得られるように該撮像装置に制御信号を送
り、その出力は陰極線管21に導入されて、試料
の光学像が再現される。
一方、X線分光器の焦点合せ、つまり試料の上
下位置合せを行なう場合には、前記制御装置20
から撮像装置19にライン走査の制御信号を送
り、第2図a,a′に示すように撮像装置の結像面
19aの任意なラインLに沿つて走査し、その信
号を取出す。第2図中、a,b,cは光学顕微鏡
による試料像のフオーカスがあつていない場合
を、又a′,b′,c′は丁度フオーカスのあつた像が
撮像装置上に投影されている場合である。先ず、
最初のライン走査のとき試料4が正規の位置に配
置されておらず、従つて第2図aのようなぼけた
像が撮像装置19上に投影されていたとする。こ
のライン走査により該撮像装置より発生した映像
信号は第2図bのようになり、その信号は微分回
路22において微分され、第2図cに示すように
その映像信号の変化に応じた波高h1を有する信
号に変換される。この波高値h1は一旦記憶回路
23に記憶され、次の走査による信号との比較に
供される。第1のライン走査が終了すると、制御
装置20はパルスモータ24の駆動回路24に信
号を送り、パルスモータ7をいずれかの方向に一
定角度回転させ、試料上下機構6を駆動して試料
を上、又は下方向に移動させる。この試料位置の
変化した状態の光学顕微鏡像が撮像装置19上に
投影されるので、再び制御装置20は撮像装置1
9にライン走査の指令信号を送り、第1回目の走
査と同一のラインLに沿つた映像信号を取出す。
その信号も前述と同様微分回路22により微分
し、その波高値h2を記憶回路23に送る。該記
憶回路は前記記憶された第1回目の走査の波高値
h1と第2回目の走査の波高値h2とを比較し、
制御装置にその結果を送り込む。若し、第2回目
の波高値h2の方が第1回目の波高値h1より大
きい場合は、フオーカスが合う方向にあるので、
制御装置20は更に駆動回路24に指令を送り、
試料を同じ方向に移動させる。同時に撮像装置1
9に前述の第2回目の走査と同一のラインLの走
査を指令し、微分回路から第3回目の波高値信号
h3を得る。前記記憶回路には比較後大きい方の
信号のみが記憶されており、従つて今度は第2回
目の波高値h2と第3回目の波高値h3が比較さ
れ、その結果が制御装置20に導入される。第3
回目の波高値h3が大きい場合には、更に同様な
操作が繰返されていく。そして第2図a′のように
撮像装置19に投影された光学顕微鏡像がジヤス
トフオーカスの状態になつた場合、微分信号は
c′のようになりその波高値は最高のhを示す。こ
の最高の波高値が得られた後のライン走査による
波高値hoは該hより小さくなり、その時点でフオ
ーカス点を通り越したことが解る。そこで、制御
装置は駆動回路2従つてに指令信号を送り、最高
の波高値が得られた試料位置1ステツプ逆戻りさ
せる。かくして、試料はX線分光器の焦点位置に
正確に設置されることになる。
ところで、光学レンズの焦点深度は通常非常に
浅いので、上記の動作は試料が有る範囲内に存在
する場合に限られ、試料が所定の位置から大きく
ずれている場合には、多少試料位置を上下しても
殆んど光学顕微鏡像のシヤープさには変化が発生
せず、従つて2回のライン走査による微分信号の
波高値間には殆んど差が生じない。その結果、試
料を上の方向に移動したら良いか、下の方向に移
動したら良いか制御装置20が指令できない場合
がある。このような場合である事を制御装置20
が判定すると、制御装置20は分光器駆動装置1
1に駆動信号を供給する。分光供給駆動装置11
は,X線分光器8を後述するθ1を挟むθ2とθ3間に
わたつて一定角度範囲掃引させる。判別回路26
は、分光器8の特定角度付近の検出強度の大小を
判定し、駆動回路24にパルスモータ7の回転方
向を指示する信号を送る。第3図はX線分光器を
掃引して得られる特定元素の特性X線強度スペク
トルであり、実線で示すP1は試料が丁度分光器
の焦点位置に存在する場合、P2は試料が該位置
よりも上方にある場合で特定の角度1では強度
も小さく且つピーク位置もずれている。又、P3
は試料が上記規定の位置より下方にずれている場
合であり、P2と同様に1では強度が小さく且
つピーク位置がずれている。P2とP3は図から
解るおうにピーク位置がP1を挟んで反対側にあ
り、第4図aに示すようにP2では角1付近で
上昇傾向にあるに対し、b図に示すようにP3で
は角1付近で下降傾向にある。従つて、第4図
において、1を挟んで2及び3を指定し、
その角度位置の検出強度を比較すれば、試料が上
方にずれているか、下方にずれているかが判別で
きる。判別回路26は上記の判別をする回路であ
り、X線分光器のX線検出器10からの信号と分
光器の駆動装置11からの角度信号が供給されて
おり、制御装置20の指令により上記第4図の
2と3の信号強度の比較を行ない、何れが大き
な信号強度であるか判別している。そして、も
し、3が大きい場合には試料は上方に大きくず
れているので、駆動回路24は試料を下降するよ
な信号をパルスモータ7に供給する。逆に2が
大きい場合には試料4を上方に移動するような指
令が駆動回路24に供給される。このようにし
て、試料が所定の範囲に入つたら前述した撮像装
置19、微分回路22及び記憶回路23を使用し
て正確な焦点合せが行なわれる。
[効果] 以上詳細に説明したような構成となせば、オペ
レータの肉眼に頼ることはなくなり、常に同一の
条件で正確な焦点合せ(試料上下位置調整)が可
能となり、X線分析に個人的な誤差が入る恐れは
解除される。又、光学顕微鏡の焦点深度を越えて
試料が上、又は下にずれていた場合でも、X線分
光器を使用して試料の移動方向を容易に判定する
ことが可能で、迅速に正確な位置への調整ができ
る。
尚、上記は本発明の例示であり、実際には種々
の変更が可能である。例えば、上記では撮像装置
19からのライン走査による映像信号を微分して
その波高値hの大きさで光学顕微鏡像のフオーカ
ス状態を判定するようにしたが、このフオーカス
状態の判定には上記微分した信号のうち、一定値
以上のパルスを計数し、その計数値により判定す
るようにしても良く。又、微分回路に代えて映像
信号のピークツーピークを積分する回路を設け、
その積分値の大小によりフオーカス状態を判定す
るようにするもの、更には信号の高周波成分を取
出し、その周波数分布により判定するもの等、撮
像装置のライン走査により得られる映像信号から
光学像のフオーカス状態が判別できるような方
式、手段であればどのようなものでも良い。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の一実施例を示すブロツク線
図、第2図乃至第4図は第1図の装置の動作説明
図である。 1……電子銃、2……集束レンズ、3……対物
レンズ、4……試料、6……試料上下機構、7…
…パルスモータ、8……X線分光器、9……分光
結晶、10……X線検出器、11……分光器駆動
装置、12……光学顕微鏡、13……光学顕微鏡
の対物レンズ、14……光源、18……接眼レン
ズ、19……撮像装置、20……制御装置、21
……表示装置、22……微分回路、23……記憶
回路、24……パルスモータ駆動回路、25……
計数回路、26……判別回路。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1 試料に集束電子線を照射する電子光学系と、
    前記電子線の照射により試料から発生するX線を
    分析する手段と、前記試料を前記電子線の光軸方
    向に移動させる試料上下装置と、前記電子光学系
    に組込まれた光学顕微鏡と、該光学顕微鏡像の撮
    像信号を処理して合焦点の程度を表わす信号を得
    る手段と、該手段よりの信号に基づいて前記試料
    が前記光学顕微鏡のジヤストフオーカス位置にく
    るように前記試料上下装置を制御する装置とを備
    えたX線マイクロアナライザーにおいて、試料位
    置を単位量変えても前記合焦点の程度を表わす信
    号に差が無いことを判定して、前記X線分析手段
    を特定波長位置を挟む2波長位置θ2,θ3に順次位
    置づけるように制御する手段と、前記X線分析手
    段の位置θ2,θ3におけるX線検出信号強度の大小
    に応じて前記試料上下装置の移動方向を判別し該
    判別信号を前記試料上下装置に供給する回路とを
    備えていることを特徴とするX線マイクロアナラ
    イザー。
JP59045776A 1984-03-10 1984-03-10 X線マイクロアナライザー Granted JPS60189856A (ja)

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JPH057822B2 true JPH057822B2 (ja) 1993-01-29

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JPS5546463A (en) * 1978-09-29 1980-04-01 Shimadzu Corp Particle beam irradiating analyzer

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