JPH09159630A - Epma analyzing method and device - Google Patents

Epma analyzing method and device

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JPH09159630A
JPH09159630A JP7339877A JP33987795A JPH09159630A JP H09159630 A JPH09159630 A JP H09159630A JP 7339877 A JP7339877 A JP 7339877A JP 33987795 A JP33987795 A JP 33987795A JP H09159630 A JPH09159630 A JP H09159630A
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JP
Japan
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electron beam
intensity
characteristic
acceleration voltage
analysis
Prior art date
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Application number
JP7339877A
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Japanese (ja)
Inventor
Kazushi Hokari
一志 保苅
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Casio Computer Co Ltd
Original Assignee
Casio Computer Co Ltd
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Publication date
Application filed by Casio Computer Co Ltd filed Critical Casio Computer Co Ltd
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Publication of JPH09159630A publication Critical patent/JPH09159630A/en
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  • Analysing Materials By The Use Of Radiation (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To analyze only an area near the surface of a sample which is not uniform in depth direction with an optimum acceleration voltage. SOLUTION: An X-ray intensity C2 is an apparent intensity, the half of sum (C1 +C3 ) of X-ray intensities C1 and C3 is a background intensity B, and a value obtained by subtracting the background intensity B from the apparent intensity C2 becomes an actual intensity A. Then, when the acceleration voltage of electron rays is changed, the increase/decrease of the apparent intensity C2 and those of the background intensity B are not necessarily proportional and hence S/N ratio which is the ratio of the actual intensity A to the background intensity B does not become constant. Therefore, an acceleration voltage where the S/N ratio is maximized is obtained, thus analyzing the acceleration voltage.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】この発明はEPMA(Electro
n Probe Micro Analysis)分析方法およびその装置に関
する。
TECHNICAL FIELD The present invention relates to an EPMA (Electro
n Probe Micro Analysis) Analytical method and its apparatus.

【0002】[0002]

【従来の技術】EPMA分析方法では、加速された電子
線を照射した試料表面領域から発生する特性X線の波長
および強度を検出し、これにより得られた特性X線スペ
クトルからピークにおける波長とX線強度を読み取り、
この読み取った波長から試料表面領域の元素の種類を分
析するとともに、X線強度から同元素の含有量を分析し
ている。
2. Description of the Related Art In the EPMA analysis method, the wavelength and intensity of a characteristic X-ray generated from a sample surface area irradiated with an accelerated electron beam are detected, and the characteristic X-ray spectrum thus obtained is used to detect the peak wavelength and the X-ray. Read the line strength,
The type of element in the sample surface area is analyzed from the read wavelength, and the content of the element is analyzed from the X-ray intensity.

【0003】ところで、試料表面領域における特性X線
の発生領域の形状と大きさ(深さ)は、電子線の加速電
圧等に依存する。加速電圧が高い場合には電子線の浸入
深さは深くなり、図5(A)に模式的に示すように、特
性X線の発生領域の形状はほぼ水滴状となる。一方、加
速電圧が低い場合には電子線の浸入深さは浅くなり、図
5(B)に模式的に示すように、特性X線の発生領域の
形状はほぼ半球状となる。したがって、深さ方向に均質
な試料の場合には、加速電圧を高くしても、試料表面近
傍の分析を的確に行うことができる。しかしながら、深
さ方向に均質でない試料の場合には、加速電圧を高くす
ると、分析したい試料表面近傍のみならずその下側の部
分からも特性X線が発生するので、好ましくない。例え
ば、薄膜トランジスタ等の薄膜積層デバイスの場合に
は、薄膜の厚さが数十〜数百nmであるのに対し、電子
線の浸入深さが電子線の照射条件等にもよるが数μmと
なることもあり、分析したい薄膜の下側の部分からも特
性X線が発生してしまうことになる。そこで、従来で
は、深さ方向に均質でない試料の表面近傍のみを分析す
る場合、加速電圧を低くして電子線の浸入深さが浅くな
るようにしている。
The shape and size (depth) of the characteristic X-ray generation region in the sample surface region depend on the acceleration voltage of the electron beam and the like. When the accelerating voltage is high, the penetration depth of the electron beam becomes deep, and the shape of the characteristic X-ray generation region is almost water droplet-shaped, as schematically shown in FIG. On the other hand, when the accelerating voltage is low, the penetration depth of the electron beam becomes shallow, and the characteristic X-ray generation region has a substantially hemispherical shape, as schematically shown in FIG. Therefore, in the case of a sample that is homogeneous in the depth direction, the vicinity of the sample surface can be accurately analyzed even if the acceleration voltage is increased. However, in the case of a sample that is not homogeneous in the depth direction, increasing the accelerating voltage is not preferable because characteristic X-rays are generated not only in the vicinity of the sample surface to be analyzed but also in the lower part thereof. For example, in the case of a thin film laminated device such as a thin film transistor, the thickness of the thin film is several tens to several hundreds of nm, while the penetration depth of the electron beam is several μm depending on the electron beam irradiation conditions and the like. In some cases, characteristic X-rays will be generated from the lower part of the thin film to be analyzed. Therefore, conventionally, when only the vicinity of the surface of a sample that is not homogeneous in the depth direction is analyzed, the accelerating voltage is lowered to make the electron beam penetration depth shallow.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、各元素
にはそれぞれ特性X線を発生させることのできる固有の
最低電圧があるので、この固有の最低電圧を下回る加速
電圧では分析することができない。このようなことか
ら、深さ方向に均質でない試料の表面近傍のみを分析す
る場合、加速電圧をなるべく低くして電子線の浸入深さ
をなるべく浅くしたいが、分析したい元素の種類によっ
て加速電圧の下限値が左右されるので、試料の種類によ
って加速電圧の最適値が異なることになる。また、特性
X線の発生領域の形状と深さは、電子線の加速電圧にの
み依存するわけではなく、試料の状態や含有元素等にも
依存するので、これまた試料の種類によって加速電圧の
最適値が異なることになる。そこで、現状では、加速電
圧の設定を分析者が理論値や経験に基づいて決めたり、
最適でないことを承知の上で最大公約数的な方法により
決めたりしており、したがって最適でない加速電圧で分
析を行う場合があるという問題があった。この発明の課
題は、深さ方向に均質でない試料の表面近傍のみを分析
する際に、最適な加速電圧で分析を行うことができるよ
うにすることである。
However, since each element has a unique minimum voltage capable of generating a characteristic X-ray, it cannot be analyzed at an acceleration voltage below this unique minimum voltage. For this reason, when analyzing only the surface vicinity of a sample that is not homogeneous in the depth direction, we want to make the accelerating voltage as low as possible to make the electron beam penetration depth as shallow as possible, but depending on the type of element to be analyzed, the accelerating voltage Since the lower limit value depends, the optimum value of the acceleration voltage varies depending on the type of sample. Further, the shape and depth of the characteristic X-ray generation region do not only depend on the accelerating voltage of the electron beam, but also on the state of the sample, the contained elements, etc. The optimum value will be different. Therefore, under the present circumstances, the analyst may decide the setting of the acceleration voltage based on the theoretical value or experience,
There is a problem in that analysis is performed with a non-optimal accelerating voltage, because it is determined by the method of greatest common divisor, knowing that it is not optimal. An object of the present invention is to make it possible to perform analysis at an optimum accelerating voltage when analyzing only the surface vicinity of a sample that is not homogeneous in the depth direction.

【0005】[0005]

【課題を解決するための手段】請求項1記載の発明は、
加速された電子線を照射した試料表面領域から発生する
特性X線の波長および強度を検出し、この検出結果から
前記試料表面領域の元素の種類と含有量を分析するEP
MA分析方法において、電子線をその加速電圧を変えて
複数回照射し、それぞれ発生する特性X線に基づいて最
適な加速電圧を求め、この最適な加速電圧で電子線を照
射して分析するようにしたものである。請求項2記載の
発明は、加速された電子線を照射した試料表面領域から
発生する特性X線の波長および強度を検出し、この検出
結果から前記試料表面領域の元素の種類と含有量を分析
するEPMA分析方法において、電子線の加速電圧を任
意の範囲内において任意のきざみ量で設定し、この設定
した複数の加速電圧で電子線を順次照射し、それぞれ発
生する特性X線に基づいて最適な加速電圧を求め、この
最適な加速電圧で電子線を照射して分析するようにした
ものである。請求項3記載の発明は、加速された電子線
を照射した試料表面領域から発生する特性X線の波長お
よび強度を検出し、この検出結果から前記試料表面領域
の元素の種類と含有量を分析するEPMA分析装置にお
いて、電子線の加速電圧を任意の範囲内において任意の
きざみ量で設定する加速電圧設定手段と、前記加速電圧
設定手段で設定された複数の加速電圧で電子線が順次照
射されたとき、それぞれ発生する特性X線に基づいて、
X線実強度とX線バックグランド強度との比であるSN
比を求める演算手段と、前記演算手段で求められた各S
N比を比較してそのうちの最大のSN比を求める比較手
段とを具備し、前記比較手段で求められた最大のSN比
に対応する加速電圧で電子線を照射して分析するように
したものである。
According to the first aspect of the present invention,
EP for detecting the wavelength and intensity of characteristic X-rays generated from a sample surface area irradiated with an accelerated electron beam and analyzing the type and content of elements in the sample surface area from the detection result
In the MA analysis method, an electron beam is irradiated multiple times by changing its accelerating voltage, an optimum accelerating voltage is obtained based on the characteristic X-rays generated, and an electron beam is irradiated at this optimum accelerating voltage for analysis. It is the one. The invention according to claim 2 detects the wavelength and intensity of the characteristic X-ray generated from the sample surface region irradiated with the accelerated electron beam, and analyzes the type and content of the element in the sample surface region from the detection result. In the EPMA analysis method described above, the acceleration voltage of the electron beam is set in an arbitrary range with an arbitrary step amount, the electron beam is sequentially irradiated with the set plurality of acceleration voltages, and the optimum value is obtained based on the characteristic X-rays generated respectively. The optimum accelerating voltage is obtained, and an electron beam is irradiated at this optimum accelerating voltage for analysis. The invention according to claim 3 detects the wavelength and intensity of the characteristic X-ray generated from the sample surface region irradiated with the accelerated electron beam, and analyzes the type and content of the element in the sample surface region from the detection result. In the EPMA analyzer, the electron beam is sequentially irradiated with the acceleration voltage setting means for setting the acceleration voltage of the electron beam with an arbitrary step amount within an arbitrary range, and the plurality of acceleration voltages set by the acceleration voltage setting means. Then, based on the characteristic X-rays generated respectively,
SN, which is the ratio of the actual X-ray intensity to the X-ray background intensity
Computation means for obtaining the ratio, and each S obtained by the computation means
A comparison means for comparing N ratios to obtain the maximum SN ratio of them, and irradiating an electron beam with an acceleration voltage corresponding to the maximum SN ratio obtained by the comparison means for analysis. Is.

【0006】この発明によれば、深さ方向に均質でない
試料の表面近傍のみを分析する際に、電子線をその加速
電圧を変えて複数回照射し、それぞれ発生する特性X線
に基づいて最適な加速電圧を求め、この最適な加速電圧
で電子線を照射するようにすると、最適な加速電圧で分
析を行うことができる。
According to the present invention, when only the vicinity of the surface of a sample that is not homogeneous in the depth direction is analyzed, the electron beam is radiated a plurality of times by changing its accelerating voltage, and it is optimal based on the characteristic X-rays generated respectively. If an optimum accelerating voltage is obtained and the electron beam is irradiated at this optimum accelerating voltage, analysis can be performed at the optimum accelerating voltage.

【0007】[0007]

【発明の実施の形態】図1はこの発明の一実施形態にお
けるEPMA分析装置の概略構成を示したものである。
このEPMA分析装置は、試料1が載置されるステージ
2を備えている。ステージ2の上方には電子線照射部3
が配置され、ステージ2の右斜め上方には特性X線検出
部4が配置されている。電子線照射部3は制御部5に接
続されている。制御部5はこの装置全体の動作制御を行
うためのものである。制御部5には、電子線照射部3の
ほかに、入力部6、演算部7、比較部8、記憶部9、出
力部10等が接続されている。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS FIG. 1 shows a schematic configuration of an EPMA analyzer according to an embodiment of the present invention.
This EPMA analyzer includes a stage 2 on which a sample 1 is placed. An electron beam irradiation unit 3 is provided above the stage 2.
And the characteristic X-ray detection unit 4 is arranged diagonally above and to the right of the stage 2. The electron beam irradiation unit 3 is connected to the control unit 5. The control unit 5 is for controlling the operation of the entire device. In addition to the electron beam irradiation unit 3, the control unit 5 is connected with an input unit 6, a calculation unit 7, a comparison unit 8, a storage unit 9, an output unit 10, and the like.

【0008】このうち入力部6は、入力モード選択ボタ
ン、テンキー、スタートボタン等を備えている。電子線
照射部3は、制御部5からの照射駆動信号に応じた加速
電圧で電子線11を試料1の表面に照射するようになっ
ている。特性X線検出部4は、試料1の表面領域で発生
する特性X線12を検出すると、その検出信号を演算部
7に送出するようになっている。演算部7は、特性X線
検出部4からの検出信号に基づいて所定の演算を行い、
その演算結果を比較部8に送出するようになっている。
比較部8は、演算部7から送出された演算結果と記憶部
9から受けた前回の比較結果とを比較し、その比較結果
を記憶部9に送出するようになっている。出力部10は
表示部やプリンタ等からなり、入力データの表示やその
他の表示等を行うためのものである。
The input section 6 includes an input mode selection button, a ten-key pad, a start button and the like. The electron beam irradiation unit 3 irradiates the surface of the sample 1 with the electron beam 11 with an acceleration voltage according to the irradiation drive signal from the control unit 5. When the characteristic X-ray detection unit 4 detects the characteristic X-rays 12 generated in the surface area of the sample 1, the characteristic X-ray detection unit 4 sends the detection signal to the calculation unit 7. The calculation unit 7 performs a predetermined calculation based on the detection signal from the characteristic X-ray detection unit 4,
The calculation result is sent to the comparison unit 8.
The comparison unit 8 compares the calculation result sent from the calculation unit 7 with the previous comparison result received from the storage unit 9 and sends the comparison result to the storage unit 9. The output unit 10 is composed of a display unit, a printer, and the like, and is for displaying input data and other displays.

【0009】ここで、このEPMA分析装置の動作原理
と実際の実験結果について説明する。図2は特性X線ス
ペクトルを模式的に示したものである。ピークの波長λ
2におけるX線強度はC2であり、所定の±Δλの波長λ
1、λ3におけるX線強度はC1、C3である。この場合、
X線強度C2は見かけの強度であり、X線強度C1とC3
の和(C1+C3)の半分(C1とC3の平均)がバックグ
ランド強度Bであり、見かけの強度C2からバックグラ
ンド強度Bを差し引いた値が実強度Aとなる。しかる
に、見かけの強度C2とバックグランド強度Bは、電子
線11の加速電圧を変化させると、それぞれ変化する。
しかし、見かけの強度C2の増減とバックグランド強度
Bの増減とは必ずしも比例しない。この結果、実強度A
をシグナル、バックグランド強度Bをノイズとすると、
シグナルとノイズとの比であるSN比が一定とならな
い。
Here, the operating principle of this EPMA analyzer and the actual experimental results will be described. FIG. 2 schematically shows the characteristic X-ray spectrum. Peak wavelength λ
X-ray intensity at 2 is C 2, the wavelength of the predetermined ± [Delta] [lambda] lambda
The X-ray intensities at 1 and λ 3 are C 1 and C 3 . in this case,
The X-ray intensity C 2 is the apparent intensity, and the X-ray intensities C 1 and C 3
The half of the sum (C 1 + C 3 ) (average of C 1 and C 3 ) is the background intensity B, and the value obtained by subtracting the background intensity B from the apparent intensity C 2 is the actual intensity A. However, the apparent intensity C 2 and the background intensity B change when the acceleration voltage of the electron beam 11 is changed.
However, the increase / decrease in apparent intensity C 2 and the increase / decrease in background intensity B are not necessarily proportional. As a result, the actual strength A
Is the signal and the background intensity B is the noise,
The SN ratio, which is the ratio of signal to noise, is not constant.

【0010】例えば、試料1として、シリコン基板の表
面に厚さ50nm程度のリン薄膜を形成したものを用意
した。そして、電子線を加速電圧6kV〜15kVの範
囲内においてきざみ量1kVとして順次照射し、それぞ
れ発生する特性X線に基づいて、X線実強度AとX線バ
ックグランド強度Bとの比であるSN比を求めたとこ
ろ、図3に示す結果が得られた。この図3から明らかな
ように、加速電圧の増減とSN比の増減との関係は非線
形となる。この場合、SN比は加速電圧7kVのところ
で最大となる。そして、SN比が最大となるときが最適
の加速電圧であるので、この場合の最適加速電圧は7k
Vである。このEPMA分析装置の動作原理は、このよ
うな点に着目したものである。
For example, Sample 1 was prepared by forming a phosphorus thin film having a thickness of about 50 nm on the surface of a silicon substrate. Then, electron beams are sequentially irradiated in a range of an acceleration voltage of 6 kV to 15 kV with a step amount of 1 kV, and based on the characteristic X-rays generated, the SN which is a ratio of the X-ray actual intensity A and the X-ray background intensity B is obtained. When the ratio was obtained, the results shown in FIG. 3 were obtained. As is apparent from FIG. 3, the relationship between the increase / decrease in acceleration voltage and the increase / decrease in SN ratio is non-linear. In this case, the SN ratio becomes maximum at the acceleration voltage of 7 kV. Since the optimum accelerating voltage is when the SN ratio is maximum, the optimum accelerating voltage in this case is 7 k.
V. The operation principle of this EPMA analyzer is focused on such a point.

【0011】次に、このEPMA分析装置の具体的な動
作の一例について、図4に示すフローチャートを参照し
ながら説明する。まず、ステップS1において、入力部
6の入力モード選択ボタンを操作して加速電圧設定範囲
下限値入力モードとし、次いでテンキーを操作して加速
電圧設定範囲の下限値(図3の場合6kV)として数値
6を入力する。次に、入力モード選択ボタンを操作して
加速電圧設定範囲上限値入力モードとし、次いでテンキ
ーを操作して加速電圧設定範囲の上限値(図3の場合1
5kV)として数値15を入力する。次に、入力モード
選択ボタンを操作して設定加速電圧きざみ量入力モード
とし、次いでテンキーを操作して設定加速電圧のきざみ
量(図3の場合1kV)として数値1を入力する。以上
の入力データは制御部5に一時的に記憶される。
Next, an example of a specific operation of this EPMA analyzer will be described with reference to the flow chart shown in FIG. First, in step S1, the input mode selection button of the input unit 6 is operated to enter the acceleration voltage setting range lower limit value input mode, and then the numeric keypad is operated to set a numerical value as the lower limit value (6 kV in the case of FIG. 3) of the acceleration voltage setting range. Enter 6. Next, the input mode selection button is operated to enter the acceleration voltage setting range upper limit value input mode, and then the ten key is operated to operate the acceleration voltage setting range upper limit value (1 in the case of FIG. 3).
Input the numerical value 15 as 5 kV). Next, the input mode selection button is operated to enter the set acceleration voltage step amount input mode, and then the numeric keypad is operated to input the numerical value 1 as the set acceleration voltage step amount (1 kV in the case of FIG. 3). The above input data is temporarily stored in the control unit 5.

【0012】次に、ステップS2において、入力部6の
スタートボタンを操作する。すると、ステップS3にお
いて、制御部5は、照射加速電圧として設定加速電圧の
下限値(6kV)を選択し、これに応じた照射駆動信号
を電子線照射部3に送出する。すると、ステップS4に
おいて、電子線照射部3から電子線11が加速電圧6k
Vで試料1の表面に照射される。そして、試料1の表面
領域で発生した特性X線12は特性X線検出部4で検出
され、この検出信号は演算部7に送出される。
Next, in step S2, the start button of the input section 6 is operated. Then, in step S3, the control unit 5 selects the lower limit value (6 kV) of the set acceleration voltage as the irradiation acceleration voltage, and sends the irradiation drive signal corresponding thereto to the electron beam irradiation unit 3. Then, in step S4, the electron beam 11 from the electron beam irradiation unit 3 accelerates the acceleration voltage 6 k.
The surface of the sample 1 is irradiated with V. Then, the characteristic X-rays 12 generated in the surface area of the sample 1 are detected by the characteristic X-ray detection unit 4, and this detection signal is sent to the calculation unit 7.

【0013】次に、ステップS5において、演算部7
は、特性X線検出部4からの検出信号に基づいて所定の
演算を行う。この場合の演算について説明するに、ま
ず、特性X線検出部4からの検出信号に基づいて得られ
る特性X線スペクトルが図2に模式的に示すようになっ
たとする。すると、演算部7では、ピークの波長λ2
その±Δλの波長λ1、λ3の3点におけるX線強度
2、C1、C3を求め、次いで実強度Aとバックグラン
ド強度Bとの比であるSN比を求める。この場合、図3
に示すように、加速電圧が6kVであると、SN比は
3.5となる。なお、分析したい元素の種類が予めわか
っている場合、波長λ2、λ1、λ3にそれぞれ対応する
数値を入力部6から予め入力しておくようにしてもよ
い。
Next, in step S5, the calculation unit 7
Performs a predetermined calculation based on the detection signal from the characteristic X-ray detection unit 4. First, it is assumed that the characteristic X-ray spectrum obtained based on the detection signal from the characteristic X-ray detection unit 4 is as schematically shown in FIG. Then, the calculation unit 7 obtains the X-ray intensities C 2 , C 1 and C 3 at three points of the peak wavelength λ 2 and the wavelengths λ 1 and λ 3 of ± Δλ, and then the actual intensity A and the background intensity B. The SN ratio, which is the ratio of In this case,
As shown in, when the acceleration voltage is 6 kV, the SN ratio becomes 3.5. If the type of element to be analyzed is known in advance, numerical values corresponding to the wavelengths λ 2 , λ 1 , and λ 3 may be input in advance from the input unit 6.

【0014】このように、演算部7では、加速電圧6k
Vの場合のSN比(3.5)が求められ、この演算結果
は比較部8に送出される。次に、ステップS6におい
て、比較部8は、演算部7から送出された演算結果と記
憶部9から受けた前回の比較結果とを比較するが、この
場合、前回の比較結果が存在しないので、演算部7から
送出された演算結果、つまり加速電圧6kVの場合のS
N比(3.5)を比較結果として記憶部9に送出する。
すると、ステップS7において、記憶部9は、加速電圧
6kVの場合のSN比(3.5)とその加速電圧値
(6)を記憶する。次に、ステップS8において、制御
部5は、今終了した比較対象の加速電圧が設定加速電圧
の上限値(15kV)であったか否かを判断する。この
場合、そうでないので(No)、ステップS3に戻る。
As described above, in the calculation unit 7, the acceleration voltage 6k
The SN ratio (3.5) in the case of V is obtained, and the calculation result is sent to the comparison unit 8. Next, in step S6, the comparison unit 8 compares the calculation result sent from the calculation unit 7 with the previous comparison result received from the storage unit 9. In this case, since the previous comparison result does not exist, The calculation result sent from the calculation unit 7, that is, S when the acceleration voltage is 6 kV
The N ratio (3.5) is sent to the storage unit 9 as the comparison result.
Then, in step S7, the storage unit 9 stores the SN ratio (3.5) and the acceleration voltage value (6) when the acceleration voltage is 6 kV. Next, in step S8, the control unit 5 determines whether or not the acceleration voltage of the comparison target that has just ended is the upper limit value (15 kV) of the set acceleration voltage. In this case, since it is not so (No), the process returns to step S3.

【0015】次に、ステップS3において、制御部5
は、照射加速電圧として設定加速電圧の下限値(6k
V)にきざみ値(1kV)を加えた値(7kV)を選択
し、これに応じた照射駆動信号を電子線照射部3に送出
する。すると、ステップS4において、電子線照射部3
から電子線11が加速電圧7kVで試料1の表面に照射
される。そして、試料1の表面領域で発生した特性X線
12は特性X線検出部4で検出され、この検出信号は演
算部7に送出される。次に、ステップS5において、演
算部7は、加速電圧7kVの場合のSN比(4.0;図
4参照)を求め、この演算結果を比較部8に送出する。
Next, in step S3, the controller 5
Is the lower limit value (6k) of the set acceleration voltage as the irradiation acceleration voltage.
A value (7 kV) obtained by adding a step value (1 kV) to V) is selected, and an irradiation drive signal corresponding thereto is sent to the electron beam irradiation unit 3. Then, in step S4, the electron beam irradiation unit 3
The electron beam 11 is applied to the surface of the sample 1 at an acceleration voltage of 7 kV. Then, the characteristic X-rays 12 generated in the surface area of the sample 1 are detected by the characteristic X-ray detection unit 4, and this detection signal is sent to the calculation unit 7. Next, in step S5, the calculation unit 7 obtains the SN ratio (4.0; see FIG. 4) when the acceleration voltage is 7 kV, and sends the calculation result to the comparison unit 8.

【0016】次に、ステップS6において、比較部8
は、演算部7から送出された演算結果と記憶部9から受
けた前回の比較結果とを比較する。すなわち、加速電圧
7kVの場合のSN比(4.0)と加速電圧6kVの場
合のSN比(3.5)とを比較し、大きい方のSN比
(4.0)を比較結果として記憶部9に送出する。する
と、ステップS7において、記憶部9は、大きい方のS
N比(4.0)とその加速電圧値(7)を記憶する。次
に、ステップS8において、制御部5は、今終了した比
較対象の加速電圧が設定加速電圧の上限値(15kV)
であったか否かを判断する。この場合も、そうでないの
で(No)、ステップS3に戻る。
Next, in step S6, the comparison unit 8
Compares the calculation result sent from the calculation unit 7 with the previous comparison result received from the storage unit 9. That is, the SN ratio (4.0) when the accelerating voltage is 7 kV and the SN ratio (3.5) when the accelerating voltage is 6 kV are compared, and the larger SN ratio (4.0) is used as the comparison result in the storage unit. 9 is sent. Then, in step S7, the storage unit 9 stores the larger S
The N ratio (4.0) and its acceleration voltage value (7) are stored. Next, in step S8, the control unit 5 determines that the acceleration voltage of the comparison target that has just ended is the upper limit value (15 kV) of the set acceleration voltage.
It was determined whether or not In this case also, since this is not the case (No), the process returns to step S3.

【0017】以下、上述のような処理が繰り返される。
そして、加速電圧15kV(つまり設定加速電圧の上限
値)の場合のSN比(2.0;図4参照)との比較が終
了すると、図3から明らかなように、記憶部9には6〜
15kVの範囲内においてきざみ量1kVでそれぞれ設
定された各加速電圧の場合の各SN比のうち最大のSN
比(4.0)とその加速電圧値(7)が記憶されること
になる。次に、ステップS8において、今終了した比較
対象の加速電圧が設定加速電圧の上限値(15kV)で
あったと判断された場合(Yes)には、ステップS9
に進む。次に、ステップS9において、制御部5は、記
憶部9から最大のSN比(4.0)とその加速電圧値
(7)を読み出し、その情報を出力部10に出力させ
る。すると、最適な加速電圧が7kV前後であるという
ことがわかることになる。
Thereafter, the above-mentioned processing is repeated.
Then, when the comparison with the SN ratio (2.0; see FIG. 4) in the case of the acceleration voltage of 15 kV (that is, the upper limit value of the set acceleration voltage) is completed, as is apparent from FIG.
The maximum SN ratio among the SN ratios for each acceleration voltage set in increments of 1 kV within the range of 15 kV
The ratio (4.0) and its acceleration voltage value (7) will be stored. Next, in step S8, when it is determined that the acceleration voltage of the comparison target that has just ended is the upper limit value (15 kV) of the set acceleration voltage (Yes), step S9
Proceed to. Next, in step S9, the control unit 5 reads the maximum SN ratio (4.0) and its acceleration voltage value (7) from the storage unit 9 and causes the output unit 10 to output the information. Then, it will be understood that the optimum accelerating voltage is around 7 kV.

【0018】このように、このEPMA分析装置では、
深さ方向に均質でない試料の表面近傍のみを分析する際
に、最適な加速電圧(7kV)を求めることができるの
で、以下複数の同種の試料に対して、この最適な加速電
圧(7kV)で電子線を照射すると、最適な加速電圧で
連続して分析を行うことができる。この場合、演算部7
において、特性X線検出部4から送出された検出信号に
基づいて、図2に示すようなグラフを作成するととも
に、実強度A、バックグランド強度BおよびそのSN比
等を求め、これらのデータを出力部10により直ちに表
示あるいはプリントアウトするようにしてもよい。な
お、きざみ量をより小さく、例えば0.5kVとすれ
ば、より最適な加速電圧で分析を行うことができるよう
になることはいうまでもない。
Thus, in this EPMA analyzer,
The optimum accelerating voltage (7 kV) can be obtained when analyzing only the vicinity of the surface of a sample that is not homogeneous in the depth direction. Irradiation with an electron beam allows continuous analysis at an optimum acceleration voltage. In this case, the calculation unit 7
At the same time, a graph as shown in FIG. 2 is created based on the detection signal sent from the characteristic X-ray detection unit 4, and the actual intensity A, the background intensity B and the SN ratio thereof are obtained, and these data are obtained. The output unit 10 may display or print out immediately. Needless to say, if the step size is made smaller, for example, 0.5 kV, it becomes possible to perform analysis at a more optimal acceleration voltage.

【0019】[0019]

【発明の効果】以上説明したように、この発明によれ
ば、深さ方向に均質でない試料の表面近傍のみを分析す
る際に、電子線をその加速電圧を変えて複数回照射し、
それぞれ発生する特性X線に基づいて最適な加速電圧を
求め、この最適な加速電圧で電子線を照射して分析すれ
ばよいので、最適な加速電圧で分析を行うことができ
る。
As described above, according to the present invention, when only the vicinity of the surface of a sample that is not homogeneous in the depth direction is analyzed, the electron beam is irradiated multiple times while changing its accelerating voltage,
Since the optimum accelerating voltage is obtained based on the respective characteristic X-rays generated and the electron beam is irradiated at this optimum accelerating voltage for analysis, the analysis can be performed at the optimum accelerating voltage.

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

【図1】この発明の一実施形態におけるEPMA分析装
置の概略構成図。
FIG. 1 is a schematic configuration diagram of an EPMA analyzer according to an embodiment of the present invention.

【図2】特性X線スペクトルを模式的に示す図。FIG. 2 is a diagram schematically showing a characteristic X-ray spectrum.

【図3】SN比の加速電圧依存性を説明するために示す
図。
FIG. 3 is a diagram shown for explaining the acceleration voltage dependence of the SN ratio.

【図4】最適な加速電圧を求める場合を説明するために
示すフローチャート。
FIG. 4 is a flowchart shown to explain a case of obtaining an optimum acceleration voltage.

【図5】特性X線の発生領域の形状と大きさを模式的に
示すもので、(A)は加速電圧が高い場合を示す図、
(B)は加速電圧が低い場合を示す図。
FIG. 5 schematically shows the shape and size of a characteristic X-ray generation region, FIG. 5A shows a case where the acceleration voltage is high,
FIG. 6B is a diagram showing a case where the acceleration voltage is low.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 試料 3 電子線照射部 4 特性X線検出部 5 制御部 6 入力部 7 演算部 8 比較部 9 記憶部 10 出力部 1 sample 3 electron beam irradiation unit 4 characteristic X-ray detection unit 5 control unit 6 input unit 7 calculation unit 8 comparison unit 9 storage unit 10 output unit

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 加速された電子線を照射した試料表面領
域から発生する特性X線の波長および強度を検出し、こ
の検出結果から前記試料表面領域の元素の種類と含有量
を分析するEPMA分析方法において、電子線をその加
速電圧を変えて複数回照射し、それぞれ発生する特性X
線に基づいて最適な加速電圧を求め、この最適な加速電
圧で電子線を照射して分析することを特徴とするEPM
A分析方法。
1. An EPMA analysis for detecting the wavelength and intensity of characteristic X-rays generated from a sample surface region irradiated with accelerated electron beams, and analyzing the type and content of elements in the sample surface region from the detection result. In the method, the electron beam is irradiated a plurality of times by changing its accelerating voltage, and each characteristic X is generated.
An EPM characterized by obtaining an optimum accelerating voltage based on a beam and irradiating an electron beam at this optimum accelerating voltage for analysis.
A analysis method.
【請求項2】 加速された電子線を照射した試料表面領
域から発生する特性X線の波長および強度を検出し、こ
の検出結果から前記試料表面領域の元素の種類と含有量
を分析するEPMA分析方法において、電子線の加速電
圧を任意の範囲内において任意のきざみ量で設定し、こ
の設定した複数の加速電圧で電子線を順次照射し、それ
ぞれ発生する特性X線に基づいて最適な加速電圧を求
め、この最適な加速電圧で電子線を照射して分析するこ
とを特徴とするEPMA分析方法。
2. An EPMA analysis for detecting the wavelength and intensity of a characteristic X-ray generated from a sample surface area irradiated with an accelerated electron beam and analyzing the type and content of elements in the sample surface area from the detection result. In the method, the accelerating voltage of the electron beam is set in an arbitrary range in an arbitrary step amount, the electron beam is sequentially irradiated with the set plurality of accelerating voltages, and the optimum accelerating voltage is generated based on the characteristic X-rays generated respectively. And an electron beam is irradiated at this optimum accelerating voltage for analysis to analyze the EPMA.
【請求項3】 加速された電子線を照射した試料表面領
域から発生する特性X線の波長および強度を検出し、こ
の検出結果から前記試料表面領域の元素の種類と含有量
を分析するEPMA分析装置において、電子線の加速電
圧を任意の範囲内において任意のきざみ量で設定する加
速電圧設定手段と、前記加速電圧設定手段で設定された
複数の加速電圧で電子線が順次照射されたとき、それぞ
れ発生する特性X線に基づいて、X線実強度とX線バッ
クグランド強度との比であるSN比を求める演算手段
と、前記演算手段で求められた各SN比を比較してその
うちの最大のSN比を求める比較手段とを具備し、前記
比較手段で求められた最大のSN比に対応する加速電圧
で電子線を照射して分析するようにしたことを特徴とす
るEPMA分析装置。
3. An EPMA analysis for detecting the wavelength and intensity of characteristic X-rays generated from a sample surface area irradiated with an accelerated electron beam, and analyzing the type and content of elements in the sample surface area from the detection result. In the device, the acceleration voltage setting means for setting the acceleration voltage of the electron beam in an arbitrary step amount in an arbitrary range, and when the electron beam is sequentially irradiated with a plurality of acceleration voltages set by the acceleration voltage setting means, Based on the characteristic X-rays respectively generated, the calculating means for obtaining the SN ratio which is the ratio of the X-ray actual intensity and the X-ray background intensity is compared with the respective SN ratios obtained by the calculating means, and the maximum of them is calculated. And an electron beam irradiation at an accelerating voltage corresponding to the maximum SN ratio obtained by the comparison means for analysis.
【請求項4】 請求項3記載の発明において、前記比較
手段で求められた最大のSN比に対応する加速電圧値を
出力する出力手段を具備することを特徴とするEPMA
分析装置。
4. The EPMA according to claim 3, further comprising output means for outputting an acceleration voltage value corresponding to the maximum SN ratio obtained by the comparison means.
Analysis equipment.
JP7339877A 1995-12-05 1995-12-05 Epma analyzing method and device Pending JPH09159630A (en)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005326206A (en) * 2004-05-13 2005-11-24 Jeol Ltd Analyzing condition sheet, analyzing condition recording medium and sample analyzer

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