JPH065612B2 - 荷電粒子線分析装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 イ．産業上の利用分野 本発明は荷電粒子線による走査型の分析装置に関し、特
に試料中に点在する微小部分を検出して次々と自動的に
分析して行くことができるようにした分析装置に関す
る。

ロ．従来技術 Ｘ線マイクロアナライザで試料分析を行う場合、試料面
を電子線で走査し、試料面の地とは異る微小部分を検出
し、その部分についてＸ線光分析を行う方法があり、金
属材料中に介在する不純物の分析等に応用される。

従来、上述した分析法を実行する場合、試料面で地と異
る部分は或る広りを持つているので、試料面を走査して
分析個所を検索する過程で、地と異る部分の重心を算出
し、Ｘ線分光分析の際はその重心位置を電子ビームで照
射すると云う方法をとつていた。しかしこの方法は分析
しようとする微小部分が円形とかそれに近い形のときは
よいが、細長い形とが特に“く”の字形に曲つている或
は枝が出ている形のとき等では、重心がその微小部分の
境界付近とか微小部分の外に位置することが多く、その
ような分析点の分析データには母材の影響が表れて分析
情報としての価値が乏しく、そのような分析点は除外し
た方が良いが、従来はそのような分析点を自動的に除外
して分析することができなかつた。

ハ．目的 本発明は上述したような場合でも、自動的に分析個所の
検索，分析位置の設定ができるようにするものである。

ニ．構成 本発明の原理を１次元化して説明する。第１図ａは試料
面の映像信号で山の部分が分析対象候補の領域である。
この映像信号をｆ(x)とする。第１図ｂは上記ｆ(x)に掛
ける重み関数であつて、Ｘを中心としてＸ−ｒからＸ＋
ｒの範囲内で１の値を有し、その範囲外で０である。そ
の関数をＷ（ｘ，Ｘ）とする。こゝで積分演算で次のよ
うな変換 を行うと、ＩはＸの関数であり、これをＩ(X)とする。
第１図ｃにＩ(X)を示す。この変換はもとの関数ｆ(x)を
外方にｒだけ広げてぼかしたような形になつている。こ
ゝでＩ(X)を適当に定めた比較レベルｌと比較し、ｌ以
上の領域ｄを求め、この領域の中心を分析点とする。Ｉ
(X)がｌを超すことがなければ、そのようなｆ(x)は分析
対像から除外する。

以上を２次元的に行うと、重み関数Ｗ（ｘｙ，ＸＹ）
は、点（Ｘ，Ｙ）を中心とする半径ｒの円ｃ内で１、同
円外で０と云う関数であり、分析対象の候補領域をｆ
（ｘｙ）とすると、Ｉ（ＸＹ）は で与えられ、Ｉ（ＸＹ）≧ｌを範囲を求めてその重心を
分析点とする。上述したＩを求める変換を畳み込む積分
と呼ぶ。

関数Ｉ（ＸＹ）の性質を考える。第２図に示すように、
試料の母材中にＡ，Ｂで示すような介在物があつて、Ａ
はその直径が２ｒより小さく、Ｂは２ｒより大きい。こ
の介在物の線Ｄに沿う映像信号のプロフアイルをｆａ，
ｆｂとすると、夫々に対する関数Ｉは図にＩａ，Ｉｂで
示すようになり、広り範囲が２ｒより小さい介在物では
Ｉの最大値はｆの最大値より低くなり、２ｒより大なる
ときは両者の最大値は一致する。そこで比較レベルｌを
ｆの最大（これは介在物の種類によつて略一定してい
る）より稍低い値に設定しておくことで、直径が２ｒよ
り或る程度以上小さい介在物を分析対象から除外するこ
とができる。また第２図にＥに示すような細長い介在物
も除外でき、Ｆで示すような突出部のあるものでも突出
部を除いた主部の中心を分析点とすることができる。

以上が本発明の原理であつて、試料面を荷電粒子線で走
査し、試料から放射される種々な情報線（２次電子，反
射電子，Ｘ線等）のうち適当なものを選んで検出し、検
出信号をメモリに格納する。この検出信号が上述したｆ
（ｘｙ）であり、メモリに格納されたデータに対して上
述した変換を行つて関数Ｉ（ＸＹ）を求め、このＩ（Ｘ
Ｙ）をレベル選択して、選別された領域の重心を算出
し、分析点とする。

ホ．実施例 第３図は本発明の一実施例を示す。１は電子銃、ｅは電
子ビーム、２は電子ビームを試料Ｓ上に収束させる電子
レンズ、３は電子ビームをｘ，ｙ方向に偏向させる偏向
コイルで、４は走査信号発生回路である。５はＸ線分光
器で、電子照射を受けた試料Ｓから放射されるＸ線を分
光するものである。６は試料Ｓから放射される反射電子
を検出する検出器である。７は装置全体を制御している
コンピユータで８はメモリである。コンピユータ７は
ｘ，ｙの座標データの信号を走査信号発生回路４に送
り、走査信号発生回路４はその信号をＤ／Ａ変換して偏
向コイル３に出力する。

コンピユータ７は走査信号発生回路４にｘ，ｙの座標信
号を送つて電子ビームにより試料面Ｓを走査すると共
に、反射電子検出器６の検出信号をＡ／Ｄ変換し、ｘｙ
座標信号をアドレス指定信号としてメモリ８に記憶させ
る。試料面の走査が終つたら次に、コンピユータ７はメ
モリ８に格納したデータに対して前述した変換演算を行
い、関数Ｉ（ＸＹ）を求めて、メモリ８に格納する。次
にＩ（ＸＹ）からレベルｌ以上の領域を索出し、その重
心を算出し、重心座標をメモリ８に格納する。最後に上
述した所によつて求まつた重心座標のデータに基き、電
子ビームの試料面上のその座標位置に照射させＸ線分光
分析を行う。或は試料微動装置９を駆動して試料の所定
位置が電子ビーム照射位置に来るようにしてもよい。ま
た上例では重み関数の範囲は円形としたが同程度の広さ
の正方形でもよく、そうすると演算プログラムが簡単に
なる。

ヘ．効果 本発明によれば自動的に所定サイズ以上の粒子だけが選
択されて、その中心点で分析を行うことができ、分析デ
ータの信頼性が向上し、オペレータの操作上の負担も軽
減される。本発明と同じような効果を得る方法として試
料照射ビームの試料面での収束をぼかして試料面を走査
する方法もあるが、このようにすると、走査時とＸ線分
光分析時とでビームの収束条件が異るから、Ｘ線分光分
析時の試料照射点が選択した点からずれる可能性があつ
て、分析データの信頼性が低くなるが、本発明では試料
照射ビームの条件を変える必要がないから、走査時と分
析時の位置の対応関係にずれが生ずる心配がない。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の原理を説明するためのグラフ、第２図
は本発明の作用機能を説明するグラフ、第３図は本発明
の実施する装置の構成を示すブロツク図である。 １…電子銃、２…電子レンズ、３…偏向コイル、ｅ…電
子ビーム、４…走査信号発生回路、５…Ｘ線分光器、６
…反射電子検出器、Ｓ…試料、７…コンピユータ、８…
メモリ、９…試料微動装置。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】試料面を荷電粒子線で走査し、試料から放
   射される一つ情報線を検出する第１分析構成と、試料面
   の指定点を上記荷電粒子線で照射し、試料から放射され
   る一つの情報線を分析する第２分析構成を備え、試料面
   を荷電粒子線で走査したとき上記第１分析構成で得られ
   る情報線の検出信号を記憶し、この記憶されたデータに
   対して畳み込み積分の演算を施し、得られた変換データ
   から所定レベル以上の領域を抽出し、その領域の重心点
   を算出して、その点について、上記第２分析構成による
   分析を実行させる制御装置を設けた荷電粒子線分析装
   置。