JPH0992193A - Electronic probe microanalyzer provided with auto focus device - Google Patents

Electronic probe microanalyzer provided with auto focus device

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JPH0992193A
JPH0992193A JP7239874A JP23987495A JPH0992193A JP H0992193 A JPH0992193 A JP H0992193A JP 7239874 A JP7239874 A JP 7239874A JP 23987495 A JP23987495 A JP 23987495A JP H0992193 A JPH0992193 A JP H0992193A
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JP
Japan
Prior art keywords
electron beam
sample
optical microscope
irradiation position
focusing
Prior art date
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Withdrawn
Application number
JP7239874A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Tomohito Notoya
能登谷智史
Masaki Saito
斉藤昌樹
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Jeol Ltd
Original Assignee
Jeol Ltd
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Filing date
Publication date
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Priority to JP7239874A priority Critical patent/JPH0992193A/en
Publication of JPH0992193A publication Critical patent/JPH0992193A/en
Withdrawn legal-status Critical Current

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  • Analysing Materials By The Use Of Radiation (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To certainly obtain focusing at that point even if an analysis point is changed by a particular range order by means of an electron beam. SOLUTION: A focusing area γ in a specified range is so restricted as to select an area whose center is an irradiation position α in an optical microscope field of view β as a criteria for focusing, based on an electronic microscope irradiation position αdetermined from the current quantity to a shift coil for controlling the irradiation position of an electron beam. The average contrast in the focusing area γ is obtained by means of the sensor of the optical microscope and is regulated by moving up and down a stage on which a regent is placed to a height according to the average contrast at which the height position at the analysis point of the regent is obtained. In addition, when the analysis point is changed by an order of several μm to some ten μm, a focusing area ε in a specified range is newly restricted, based on a new electron beam irradiation position δ determined from the current quantity to the shift coil. Similarly, the height position of the regent analysis point is regulated according to the average contrast in this new focusing area ε. Thus, focusing at the analysis point can be obtained certainly even if the height of the regent surface in the optical microscope field of view β is different.

Description

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

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、電子線を用いて試料分
析を行う電子プローブマイクロアナライザ(以下、EP
MAとも記す)に関し、特に光学顕微鏡を用いた試料位
置合わせのために自動焦点装置を備えた電子プローブマ
イクロアナライザに関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an electron probe microanalyzer (hereinafter referred to as EP) for analyzing a sample using an electron beam.
(Also referred to as MA), and particularly to an electron probe microanalyzer equipped with an autofocus device for sample alignment using an optical microscope.

【0002】[0002]

【従来の技術】波長分散型分光器(以下、WDSとも記
す)を備えたEPMAは、エネルギー分散型検出器(E
DS)を用いたものに比べ、X線検出のための集光条
件、すなわち試料(分析点)−分光結晶−検出器がロー
ランド円の円周上に位置する位置精度に高い精度が要求
される。分光結晶と検出器の検出系は一体の機械系の移
動装置によって移動されるようになっているが、試料分
析位置を載置するための試料ステージは、試料分析位置
を決めるため検出系とは独立に水平移動、垂直移動、傾
動、回転を行うようになっている。このように試料ステ
ージが検出系とは独立に移動するようにすることは、X
線分析以外にもSEMとして試料表面の形態観察や反射
電子を用いた元素分析を行うために必要とされる機能で
ある。
2. Description of the Related Art An EPMA equipped with a wavelength dispersive spectrometer (hereinafter also referred to as WDS) is an energy dispersive detector (E
In comparison with the one using DS), higher precision is required for the focusing condition for X-ray detection, that is, the positional accuracy in which the sample (analysis point) -spectroscopic crystal-detector is located on the circumference of the Rowland circle. . The analysis system of the dispersive crystal and the detector is moved by an integrated mechanical system moving device, but the sample stage for mounting the sample analysis position is different from the detection system for determining the sample analysis position. It is designed to perform horizontal movement, vertical movement, tilting and rotation independently. This movement of the sample stage independently of the detection system is
In addition to line analysis, it is a function required as an SEM for morphological observation of the sample surface and elemental analysis using reflected electrons.

【0003】試料の分析点をローランド円の円周上に位
置させるために、従来はX線集光のための光学系の焦点
位置と光学顕微鏡の焦点位置を一致させ、測定時に光学
顕微鏡を用いて分析点を分光器のローランド円上に位置
合わせする方法が採られている。
In order to locate the analysis point of the sample on the circumference of the Rowland circle, conventionally, the focus position of the optical system for X-ray focusing and the focus position of the optical microscope are made to coincide with each other, and the optical microscope is used at the time of measurement. A method of aligning the analysis point on the Roland circle of the spectroscope is adopted.

【0004】そして、このような光学顕微鏡を用いた試
料位置合わせのために、近年自動焦点合わせ機構を組み
込み、合焦位置から試料表面のズレの方向やその量など
を計り、その情報を基に資料の高さを自動調節するもの
が開発されている。
In order to align the sample using such an optical microscope, an automatic focusing mechanism has recently been incorporated to measure the direction and amount of deviation of the sample surface from the in-focus position, and based on that information. A material that automatically adjusts the height of the material has been developed.

【0005】光学顕微鏡を用いた試料位置合わせとして
は、(1) 照明部分に透過部と不透過部とを組み合わせた
パターンを用いて、試料上に投影されたコントラストを
検出する方法、(2) 試料そのもののコントラストを利用
する方法、(3) 試料上の一点にレーザスポットを斜めに
照射し、その反射スポットの位置を検出する方法、等が
ある。
As the sample alignment using an optical microscope, (1) a method of detecting the contrast projected on the sample by using a pattern in which a transmissive part and a non-transmissive part are combined with an illuminated part, (2) There are a method of utilizing the contrast of the sample itself, (3) a method of irradiating a laser spot at one point on the sample obliquely and detecting the position of the reflection spot.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】しかし、これらの従来
の光学顕微鏡を用いた試料位置合わせ方法では、いずれ
もある視野に対して固定された領域あるいは点を基にし
た合焦方法である。このため、EPMAで電子線の照射
位置を変えて数μm〜数十μmのオーダーで分析点を変
更した場合には、その点での合焦を得ることは難しくな
るという問題がある。
However, all of these conventional sample positioning methods using an optical microscope are focusing methods based on a fixed area or point with respect to a certain visual field. Therefore, when the irradiation position of the electron beam is changed by EPMA to change the analysis point on the order of several μm to several tens of μm, it is difficult to obtain the focus at that point.

【0007】本発明は、このような問題に鑑みてなされ
たものであって、その目的は、電子線により数μm〜数
十μmのオーダーで分析点を変更した場合にも、その点
での合焦を確実に得ることのできる自動焦点装置を備え
た電子プローブマイクロアナライザを提供することであ
る。
The present invention has been made in view of such a problem, and its object is to achieve the same even when the analysis point is changed by an electron beam on the order of several μm to several tens of μm. An object of the present invention is to provide an electronic probe microanalyzer equipped with an automatic focusing device capable of surely obtaining focusing.

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】前述の課題を解決するた
めに、請求項1の発明は、電子線を放出する電子線放出
手段と、試料表面の分析点である前記電子線の照射位置
を制御するシフトコイル等の電子線照射位置制御手段
と、電子線が試料表面に照射されることにより該試料か
ら放出される特性X線に基づいて試料の元素分析を行う
分光器と、前記試料の位置を検出するための光学顕微鏡
と、前記試料を移動する試料移動手段と、前記光学顕微
鏡により検出された前記試料の位置に基づいて前記試料
移動手段を制御することにより前記試料の分析点を前記
分光器のローランド円上に自動的に位置合わせする自動
焦点装置とを少なくとも備えている電子プローブマイク
ロアナライザにおいて、更に前記電子線照射位置制御手
段、前記試料移動手段および自動焦点装置をそれぞれ制
御する測定制御装置を備えており、この測定制御装置
は、前記電子線照射位置制御手段に流す電流量から前記
電子線の照射位置を求める電子線照射位置検出手段と、
求めた電子線照射位置に基づいて、前記光学顕微鏡によ
る合焦の基準となる前記光学顕微鏡の視野内の所定の合
焦基準位置を制限する合焦基準位置制限手段とを備えて
いることを特徴としている。
In order to solve the above-mentioned problems, the invention of claim 1 provides an electron beam emitting means for emitting an electron beam and an irradiation position of the electron beam which is an analysis point on the sample surface. An electron beam irradiation position control means such as a shift coil for controlling, a spectroscope for elemental analysis of the sample based on characteristic X-rays emitted from the sample when the sample surface is irradiated with the electron beam, and a spectroscope for the sample. An optical microscope for detecting a position, a sample moving means for moving the sample, and an analysis point of the sample by controlling the sample moving means based on the position of the sample detected by the optical microscope. An electron probe microanalyzer having at least an automatic focusing device for automatically positioning on a Rowland circle of a spectroscope, further comprising the electron beam irradiation position control means and the sample moving hand. And includes a measurement control unit for controlling the automatic focusing device, respectively, the measurement control unit, and the electron beam irradiation position detecting means for determining an irradiation position of the electron beam from the amount of current flowing in the electron beam irradiation position control means,
On the basis of the obtained electron beam irradiation position, a focusing reference position limiting means for limiting a predetermined focusing reference position within the field of view of the optical microscope, which serves as a reference for focusing by the optical microscope, is provided. I am trying.

【0009】また請求項2の発明は、前記合焦基準位置
が、前記光学顕微鏡の視野内において前記電子線照射位
置を中心として所定範囲に制限された領域であることを
特徴としている。
Further, the invention of claim 2 is characterized in that the focusing reference position is a region limited to a predetermined range with the electron beam irradiation position as a center in the visual field of the optical microscope.

【0010】更に請求項3の発明は、前記合焦基準位置
が、前記光学顕微鏡の視野内において該光学顕微鏡から
前記電子線照射位置を含む領域に投影された所定のパタ
ーンのなかの所定範囲に制限された領域であることを特
徴としている。
Further, in the invention of claim 3, the focusing reference position is within a predetermined range of a predetermined pattern projected from the optical microscope to a region including the electron beam irradiation position in the visual field of the optical microscope. It is a limited area.

【0011】[0011]

【作用】このような構成をした本発明の自動焦点装置を
備えた電子プローブマイクロアナライザにおいては、光
学顕微鏡の視野内の試料の表面の高さが段差面、凹凸面
あるいは湾曲面等により異なっても、測定制御装置によ
り、光学顕微鏡の視野内の電子線照射位置を基準とした
所定範囲の合焦位置が制限される。そして、光学顕微鏡
により検出されたこの合焦領域でのコントラストを基準
にして分析点の高さ位置が調節され、分析点の高さ位置
の調節が試料の表面の高さの変化に影響されることはな
い。これにより、分析点での合焦が確実に得られるよう
になる。したがって、表面の粗い試料、段差のある試料
あるいは表面の傾斜している試料についても、分析点の
高さ位置が簡単にかつより正確にローランド円上となる
ように調節され、良好な分析がより一層簡単にかつ確実
に行われるようになる。
In the electron probe microanalyzer provided with the automatic focusing device of the present invention having such a structure, the height of the surface of the sample in the visual field of the optical microscope is different depending on the stepped surface, the uneven surface or the curved surface. Also, the measurement control device limits the in-focus position within a predetermined range based on the electron beam irradiation position within the field of view of the optical microscope. Then, the height position of the analysis point is adjusted on the basis of the contrast in the focused area detected by the optical microscope, and the adjustment of the height position of the analysis point is affected by the change in the height of the surface of the sample. There is no such thing. This ensures that the focus at the analysis point is obtained. Therefore, even for samples with a rough surface, samples with steps, or samples with a sloped surface, the height position of the analysis point can be adjusted easily and more accurately on the Roland circle, and good analysis can be performed more efficiently. It will be easier and more reliable.

【0012】また分析点を数μm〜数十μmのオーダー
で変更したときには、新たな電子線照射位置を基準とし
て所定範囲の合焦位置が制限される。これにより、新た
な分析点での合焦が簡単にかつ確実に得られるようにな
る。
Further, when the analysis point is changed in the order of several μm to several tens of μm, the focusing position within a predetermined range is limited with the new electron beam irradiation position as a reference. Thereby, focusing at a new analysis point can be easily and surely obtained.

【0013】[0013]

【実施例】以下、図面を用いて本発明の実施例を説明す
る。図1は本発明にかかる自動焦点装置を備えた電子プ
ローブマイクロアナライザの一実施例を概略的に示す図
である。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a diagram schematically showing an embodiment of an electronic probe microanalyzer provided with an autofocus device according to the present invention.

【0014】図1に示すように、EPMA1は、電子線
2を放出する電子線放出手段であるフィラメント3と、
試料4を載置する試料ステージ5と、電子線2が試料4
の表面の分析領域をスキャンするように電子線2の照射
方向を制御するシフトコイル6と、試料4に電子線2が
照射されたとき放射されるX線が入射されるWDS7
と、試料4から放射されるX線を集光し特定波長の特性
X線8に分光する結晶格子からなるWDS7内の分光結
晶9と、分光結晶9により分光された特定波長の特性X
線8を検出するWDS7内の検出器10と、アンプ、タ
イマおよびカウンタからなり、検出器10で検出された
特性X線8を係数するWDS測定系11と、光学顕微鏡照
明13から入射光14aを発光するとともに試料4から
の反射光14bを受光する光学顕微鏡15と、光学顕微
鏡照明13からの入射光14aを試料4に照射するよう
に反射させるとともに試料4からの反射光14bを光学
顕微鏡15の方向に反射させるOM反射鏡16と、光学
顕微鏡15が受光した反射光14bが導かれこの反射光
14bに基づいて制御信号を出力するセンサ17と、ス
テージ5を駆動制御しかつ本発明の試料移動手段である
ステージ駆動機構18と、センサ17からの制御信号に
よりステージ駆動機構18を制御する自動焦点装置19
と、手動操作によりステージ駆動機構18を制御するコ
ントローラ20と、WDS制御系11、自動焦点装置19
およびステージ駆動機構18を制御するとともに、シフ
トコイル6に流す電流量を制御して光学顕微鏡15の視
野内の電子線照射位置を決めかつ自動焦点装置19を通
じて視野内のセンス領域の位置を決める測定制御装置2
1とを備えている。
As shown in FIG. 1, the EPMA 1 includes a filament 3 which is an electron beam emitting means for emitting an electron beam 2,
The sample stage 5 on which the sample 4 is placed and the electron beam 2
The shift coil 6 that controls the irradiation direction of the electron beam 2 so as to scan the analysis region on the surface of the WDS 7 and the WDS 7 that receives the X-rays emitted when the sample 4 is irradiated with the electron beam 2.
And a dispersive crystal 9 in the WDS 7 composed of a crystal lattice that collects the X-rays emitted from the sample 4 and disperses it into the characteristic X-rays 8 of the specific wavelength, and the characteristic X of the specific wavelength dispersed by the dispersive crystal 9.
The detector 10 in the WDS 7 for detecting the line 8, a WDS measuring system 11 consisting of an amplifier, a timer, and a counter, which is a coefficient of the characteristic X-ray 8 detected by the detector 10, and an incident light 14a from the optical microscope illumination 13 are provided. The optical microscope 15 that emits light and receives the reflected light 14b from the sample 4, and the incident light 14a from the optical microscope illumination 13 is reflected so as to irradiate the sample 4 and the reflected light 14b from the sample 4 is reflected by the optical microscope 15. OM reflecting mirror 16 for reflecting light in a certain direction, sensor 17 for guiding reflected light 14b received by optical microscope 15 and outputting a control signal based on this reflected light 14b, stage 5 driving control, and sample movement of the present invention. Means for driving the stage, and an automatic focusing device 19 for controlling the stage driving mechanism 18 by a control signal from the sensor 17.
, A controller 20 for controlling the stage drive mechanism 18 by manual operation, a WDS control system 11, an automatic focusing device 19
And controlling the stage drive mechanism 18 and controlling the amount of current flowing through the shift coil 6 to determine the electron beam irradiation position within the field of view of the optical microscope 15 and the position of the sense region within the field of view through the autofocus device 19. Control device 2
1 and.

【0015】また測定制御装置21は、シフトコイル6
に流す電流量から電子線2の照射位置を求める電子線照
射位置検出手段22と、求めた電子線照射位置に基づい
て、光学顕微鏡15による合焦の基準となる光学顕微鏡
15の視野内の所定の合焦基準位置を制限する合焦基準
位置制限手段23とを備えている。
Further, the measurement control device 21 includes a shift coil 6
Based on the electron beam irradiation position detecting means 22 for determining the irradiation position of the electron beam 2 from the amount of current flowing through the device, and the predetermined position within the field of view of the optical microscope 15 serving as a reference for focusing by the optical microscope 15. And a focusing reference position limiting unit 23 for limiting the focusing reference position.

【0016】なお、電子線2の光軸は光学顕微鏡15の
光軸と一致するように調整されているとともに、WDS
7の焦点も光学顕微鏡15の焦点と一致するように調整
されている。また、電子線2は図示しない電子レンズに
より集束されかつ試料4の表面に焦点が合うように調整
されている。
The optical axis of the electron beam 2 is adjusted so as to coincide with the optical axis of the optical microscope 15, and the WDS
The focus of 7 is also adjusted so as to match the focus of the optical microscope 15. The electron beam 2 is focused by an electron lens (not shown) and adjusted so as to be focused on the surface of the sample 4.

【0017】次に、このEPMA1において分析点での
合焦を得るための動作について説明する。図2(a)お
よび(b)は、光学顕微鏡15の視野内における任意の
制限領域の画像エッジを、画像処理により抽出する方式
による合焦動作を説明する図である。
Next, the operation for obtaining the focus at the analysis point in this EPMA 1 will be described. FIGS. 2A and 2B are views for explaining the focusing operation by the method of extracting the image edge of an arbitrary restricted area in the visual field of the optical microscope 15 by image processing.

【0018】図2(a)に示すようにこの方式において
は、まず測定制御装置21がシフトコイル6に流す電流
量を制御して、光学顕微鏡15の視野β内の分析点であ
る電子線2の照射位置αを決める。次に、測定制御装置
21はシフトコイル6への電流量から決定した電子線2
の照射位置αに基づいて、光学顕微鏡15の視野β内の
照射位置αを中心とした領域を合焦の基準に選ぶよう
に、所定範囲の合焦領域γを制限する。更に、測定制御
装置21は自動焦点装置19を通じて、制限した合焦領
域γに応じたセンサ17のセンス領域の位置を決定す
る。
As shown in FIG. 2 (a), in this system, the measurement controller 21 first controls the amount of current flowing through the shift coil 6, and the electron beam 2 which is an analysis point in the field of view β of the optical microscope 15. Irradiation position α is determined. Next, the measurement control device 21 uses the electron beam 2 determined from the amount of current to the shift coil 6.
Based on the irradiation position α, the focusing area γ within a predetermined range is limited so that the area around the irradiation position α in the visual field β of the optical microscope 15 is selected as the focusing reference. Further, the measurement control device 21 determines the position of the sense area of the sensor 17 according to the limited focus area γ through the autofocus device 19.

【0019】試料4を照射した反射光14bが光学顕微
鏡15によって受光されてセンサ17に導かれると、セ
ンサ17は決定されたセンス領域に導かれる反射光14
bに基づいて合焦領域γ内の平均コントラストを求める
とともに、求めた平均コントラストに応じた大きさの制
御信号を自動焦点装置19に出力する。自動焦点装置1
9はこの制御信号によりステージ駆動機構18を駆動し
ステージ5を上下動して制御信号に基づいた高さに調節
する。そして、自動焦点装置19は、合焦領域γ内の平
均コントラストが最も高くなったとき、ステージ駆動機
構18の駆動を停止し、ステージ5はその高さ位置に固
定される。こうして、試料4の分析点がローランド円上
に位置するように試料4の高さが調節される。
When the reflected light 14b illuminating the sample 4 is received by the optical microscope 15 and guided to the sensor 17, the sensor 17 reflects the reflected light 14b to the determined sense region.
The average contrast in the in-focus area γ is calculated based on b, and a control signal having a magnitude corresponding to the calculated average contrast is output to the automatic focusing device 19. Autofocus device 1
9 drives the stage drive mechanism 18 by this control signal to move the stage 5 up and down to adjust the height based on the control signal. Then, the autofocus device 19 stops driving the stage drive mechanism 18 when the average contrast in the focus area γ becomes the highest, and the stage 5 is fixed at the height position. In this way, the height of the sample 4 is adjusted so that the analysis point of the sample 4 is located on the Rowland circle.

【0020】このように本実施例においては、光学顕微
鏡15の視野β内の試料4の表面の高さが段差面、凹凸
面あるいは湾曲面等により異なっても、光学顕微鏡15
の視野β内の照射位置αを中心として制限された所定範
囲の合焦領域γにおける平均コントラストを基準にして
分析点の高さ位置を調節しているので、試料4の表面の
高さの変化の影響を受けることはなくなる。したがっ
て、分析点である電子線2の照射位置αでの合焦を正確
に得ることができるようになる。
As described above, in this embodiment, even if the height of the surface of the sample 4 in the field of view β of the optical microscope 15 varies depending on the stepped surface, the uneven surface, the curved surface, or the like, the optical microscope 15
Since the height position of the analysis point is adjusted with reference to the average contrast in the focused area γ within a limited range centered on the irradiation position α in the visual field β of the sample 4, the height of the surface of the sample 4 changes. Will no longer be affected by. Therefore, it becomes possible to accurately obtain the focus at the irradiation position α of the electron beam 2 which is the analysis point.

【0021】次に、分析点を数μm〜数十μmのオーダ
ーで変えるために、測定制御装置21によりシフトコイ
ル6に流す電流量を変化させて、図2(b)に示すよう
に電子線2が照射される位置を照射位置δに変える。こ
の照射位置δにおける試料4の表面の高さ位置が前述の
照射位置αと異なる。しかしながら、測定制御装置21
は、前述と同様にシフトコイル6への電流量から決定し
た電子線2の照射位置δに基づいて、光学顕微鏡15の
視野β内の照射位置δを中心とした所定範囲の合焦領域
εを新たに制限する。そして、自動焦点装置19は前述
と同様にこの新たな合焦領域εにおける平均コントラス
トを基準にしてステージ駆動機構18を駆動する。ステ
ージ駆動機構18はステージ5を上下動して試料の高さ
位置を調節する。こうして、分析点を光学顕微鏡15の
視野β内で数μm〜数十μmのオーダーで変えても、分
析点である電子線2の照射位置での合焦を正確に得るこ
とができるようになる。
Next, in order to change the analysis point on the order of several μm to several tens of μm, the amount of current flowing through the shift coil 6 is changed by the measurement control device 21, and as shown in FIG. The irradiation position of 2 is changed to the irradiation position δ. The height position of the surface of the sample 4 at this irradiation position δ is different from the above-mentioned irradiation position α. However, the measurement control device 21
Is based on the irradiation position δ of the electron beam 2 determined from the amount of current to the shift coil 6 in the same manner as described above, a focusing area ε within a predetermined range centered on the irradiation position δ within the visual field β of the optical microscope 15. Restrict new. Then, the automatic focusing device 19 drives the stage drive mechanism 18 on the basis of the average contrast in the new in-focus area ε as described above. The stage drive mechanism 18 moves the stage 5 up and down to adjust the height position of the sample. Thus, even if the analysis point is changed on the order of several μm to several tens of μm in the visual field β of the optical microscope 15, it becomes possible to accurately obtain the focus at the irradiation position of the electron beam 2 which is the analysis point. .

【0022】図3は、光学顕微鏡15の視野内における
任意の領域にパターンを投影する方式による他の合焦動
作を説明する図である。この方式においては、所定のパ
ターンを光学顕微鏡15に位置調節可能にセットし、図
3に示すようにこのパターンηを光学顕微鏡照明13に
より光学顕微鏡視野β内の試料4の表面に投影する。こ
のとき、分析点である電子線2の照射位置αにパターン
ηが投影されない場合は、光学顕微鏡15に設けられた
図示しない操作ノブまたは自動焦点装置19からの調整
機構等により、光学顕微鏡15にセットされたパターン
の位置を照射位置α上に来るように機械的に調節する。
また、同様にセンサ17の位置やセンサ17の有効領域
も照射位置αに合わせて手動で機械的に調節する。
FIG. 3 is a diagram for explaining another focusing operation by the method of projecting a pattern on an arbitrary area within the field of view of the optical microscope 15. In this method, a predetermined pattern is set on the optical microscope 15 so that its position can be adjusted, and this pattern η is projected onto the surface of the sample 4 within the optical microscope field β by the optical microscope illumination 13 as shown in FIG. At this time, when the pattern η is not projected at the irradiation position α of the electron beam 2 which is the analysis point, the operation microscope (not shown) provided in the optical microscope 15 or an adjusting mechanism from the automatic focusing device 19 causes the optical microscope 15 to move. The position of the set pattern is mechanically adjusted so as to come to the irradiation position α.
Similarly, the position of the sensor 17 and the effective area of the sensor 17 are mechanically adjusted manually according to the irradiation position α.

【0023】また、パターンηは、試料表面の高さの相
違により合焦位置に合わない部分が見えなくなるように
されている。したがって、図3において照射位置αを含
む所定範囲のセンス領域θ内の試料表面から反射された
反射光14bによるコントラストを前述と同様に求め、
求めたコントラストに基づいて自動焦点装置19がステ
ージ駆動機構18を駆動し、ステージ駆動機構18がス
テージ5を上下動して試料表面の照射位置αにおける高
さ位置を調節する。こうして、試料表面の分析点での合
焦が得られる。
Further, in the pattern η, a portion which does not match the in-focus position cannot be seen due to the difference in height of the sample surface. Therefore, in FIG. 3, the contrast due to the reflected light 14b reflected from the sample surface in the sense region θ within a predetermined range including the irradiation position α is obtained in the same manner as described above,
Based on the obtained contrast, the automatic focusing device 19 drives the stage drive mechanism 18, and the stage drive mechanism 18 moves the stage 5 up and down to adjust the height position at the irradiation position α of the sample surface. In this way, focusing at the analysis point on the sample surface is obtained.

【0024】また分析点を数μm〜数十μmのオーダー
で変更したときは、新たな照射位置上にパターンを前述
と同様に投影する。そして、前述と同様に新たな照射位
置を含む所定範囲のセンス領域θ内のコントラストに基
づいて試料表面の新たな照射位置における高さ位置を調
節する。こうして、この方式によっても、分析点を光学
顕微鏡15の視野β内で数μm〜数十μmのオーダーで
変えたとき、分析点である電子線2の照射位置での合焦
を正確に得ることができるようになる。
When the analysis point is changed on the order of several μm to several tens of μm, the pattern is projected on a new irradiation position in the same manner as described above. Then, similarly to the above, the height position of the sample surface at the new irradiation position is adjusted based on the contrast in the sense region θ in the predetermined range including the new irradiation position. Thus, also with this method, when the analysis point is changed in the field of view β of the optical microscope 15 on the order of several μm to several tens of μm, it is possible to accurately obtain the focus at the irradiation position of the electron beam 2 which is the analysis point. Will be able to.

【0025】なお、自動焦点装置19による合焦方法
は、前述の各実施例に限定されることなく、斜めに入射
されるレーザースポットの反射を用いる方法を用いるこ
ともできる。この場合には、電子線2の照射される分析
点に合わせて、スポットの照射位置やセンサ17の位置
等を制御すればよい。
The focusing method by the autofocus device 19 is not limited to the above-mentioned embodiments, and a method using reflection of a laser spot obliquely incident can be used. In this case, the irradiation position of the spot, the position of the sensor 17 and the like may be controlled according to the analysis point irradiated with the electron beam 2.

【0026】[0026]

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
の自動焦点装置を備えた電子プローブマイクロアナライ
ザによれば、光学顕微鏡の視野内の試料の表面の高さが
段差面、凹凸面あるいは湾曲面等により異なっても、光
学顕微鏡の視野内の電子線照射位置を中心として所定範
囲の合焦領域を制限するとともに、この合焦領域でのコ
ントラストを基準にして分析点の高さ位置を調節してい
るので、試料の表面の高さの変化の影響を受けることは
ない。これにより、分析点での合焦を確実に得ることが
できるようになる。したがって、表面の粗い試料、段差
のある試料あるいは表面の傾斜している試料について
も、分析点の高さ位置を簡単にローランド円上となるよ
うに調節することができ、良好な分析をより一層簡単に
かつ確実に行うことができる。
As is apparent from the above description, according to the electron probe microanalyzer equipped with the automatic focusing device of the present invention, the height of the surface of the sample in the field of view of the optical microscope is a step surface, an uneven surface or Even if it varies depending on the curved surface, etc., while limiting the focusing area within a predetermined range centered on the electron beam irradiation position within the field of view of the optical microscope, the height position of the analysis point is set based on the contrast in this focusing area. Since it is adjusted, it is not affected by changes in the height of the surface of the sample. This makes it possible to reliably obtain the focus at the analysis point. Therefore, even for a sample with a rough surface, a sample with steps, or a sample with an inclined surface, the height position of the analysis point can be easily adjusted so as to be on the Rowland circle, and a good analysis can be further performed. It can be done easily and reliably.

【0027】また分析点を数μm〜数十μmのオーダー
で変更したときにも、新たな電子線照射位置を中心とし
て所定範囲の合焦領域を制限することにより、新たな分
析点での合焦を簡単にかつ確実に得ることができるよう
になる。
Further, even when the analysis point is changed in the order of several μm to several tens of μm, the focus area within a predetermined range centering on the new electron beam irradiation position is limited so that the focus at the new analysis point is changed. It becomes possible to obtain the focus easily and surely.

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

【図1】 本発明にかかる自動焦点装置を備えた電子プ
ローブマイクロアナライザの一実施例を概略的に示す図
である。
FIG. 1 is a diagram schematically showing an embodiment of an electronic probe microanalyzer provided with an autofocus device according to the present invention.

【図2】 図1に示す実施例における画像処理方式によ
る合焦を説明し、(a)は光学顕微鏡視野内のある分析
点での合焦を説明する図、(b)は分析点を数μm〜数
十μmのオーダーで変更したときの合焦を説明する図で
ある。
2A and 2B are diagrams for explaining focusing by an image processing method in the embodiment shown in FIG. 1, FIG. 2A is a diagram for explaining focusing at a certain analysis point in a visual field of an optical microscope, and FIG. It is a figure explaining a focus when changing on the order of micrometers-several tens of micrometers.

【図3】 図1に示す実施例におけるパターン投影によ
る合焦を説明する図である。
FIG. 3 is a diagram for explaining focusing by pattern projection in the embodiment shown in FIG.

【符号の説明】 1…電子プローブマイクロアナライザ(EPMA)、2
…電子線、3…フィラメント、4…試料、5…ステー
ジ、6…シフトコイル、7…波長分散型分光器(WD
S)、8…特性X線、9…分光結晶、10…検出器、1
1…WDS測定系、13…光学顕微鏡照明、15…光学
顕微鏡、16…OM反射鏡、17…センサ、18…ステ
ージ駆動機構、19…自動焦点装置、20…コントロー
ラ、21…測定制御装置
[Explanation of symbols] 1 ... Electron probe microanalyzer (EPMA), 2
... Electron beam, 3 ... Filament, 4 ... Sample, 5 ... Stage, 6 ... Shift coil, 7 ... Wavelength dispersive spectrometer (WD)
S), 8 ... Characteristic X-ray, 9 ... Spectroscopic crystal, 10 ... Detector, 1
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... WDS measurement system, 13 ... Optical microscope illumination, 15 ... Optical microscope, 16 ... OM reflecting mirror, 17 ... Sensor, 18 ... Stage drive mechanism, 19 ... Automatic focusing device, 20 ... Controller, 21 ... Measurement control device

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 電子線を放出する電子線放出手段と、試
料表面の分析点である前記電子線の照射位置を制御する
シフトコイル等の電子線照射位置制御手段と、電子線が
試料表面に照射されることにより該試料から放出される
特性X線に基づいて試料の元素分析を行う分光器と、前
記試料の位置を検出するための光学顕微鏡と、前記試料
を移動する試料移動手段と、前記光学顕微鏡により検出
された前記試料の位置に基づいて前記試料移動手段を制
御することにより前記試料の分析点を前記分光器のロー
ランド円上に自動的に位置合わせする自動焦点装置とを
少なくとも備えている電子プローブマイクロアナライザ
において、 更に前記電子線照射位置制御手段、前記試料移動手段お
よび自動焦点装置をそれぞれ制御する測定制御装置を備
えており、この測定制御装置は、前記電子線照射位置制
御手段に流す電流量から前記電子線の照射位置を求める
電子線照射位置検出手段と、求めた電子線照射位置に基
づいて、前記光学顕微鏡による合焦の基準となる前記光
学顕微鏡の視野内の所定の合焦基準位置を制限する合焦
基準位置制限手段とを備えていることを特徴とする自動
焦点装置を備えた電子プローブマイクロアナライザ。
1. An electron beam emitting means for emitting an electron beam, an electron beam irradiation position control means such as a shift coil for controlling an irradiation position of the electron beam which is an analysis point on the sample surface, and an electron beam on the sample surface. A spectroscope for elemental analysis of the sample based on the characteristic X-rays emitted from the sample by irradiation, an optical microscope for detecting the position of the sample, and a sample moving means for moving the sample, At least an automatic focusing device for automatically positioning the analysis point of the sample on the Roland circle of the spectroscope by controlling the sample moving means based on the position of the sample detected by the optical microscope. The electron probe microanalyzer further comprises a measurement control device for controlling the electron beam irradiation position control means, the sample moving means, and the automatic focusing device, respectively. The measurement control device includes an electron beam irradiation position detection unit that obtains an irradiation position of the electron beam from the amount of current passed through the electron beam irradiation position control unit, and a combination of the optical microscope based on the obtained electron beam irradiation position. An electronic probe microanalyzer provided with an autofocus device, comprising: an in-focus reference position limiting means for limiting a predetermined in-focus reference position within a field of view of the optical microscope, which is a focus reference.
【請求項2】 前記合焦基準位置は、前記光学顕微鏡の
視野内において前記電子線照射位置を中心として所定範
囲に制限された領域であることを特徴とする請求項1記
載の自動焦点装置を備えた電子プローブマイクロアナラ
イザ。
2. The autofocus device according to claim 1, wherein the focus reference position is a region within a field of view of the optical microscope, which is limited to a predetermined range around the electron beam irradiation position. Equipped with electronic probe micro-analyzer.
【請求項3】 前記合焦基準位置は、前記光学顕微鏡の
視野内において該光学顕微鏡から前記電子線照射位置を
含む領域に投影された所定のパターンのなかの所定範囲
に制限された領域であることを特徴とする請求項1記載
の自動焦点装置を備えた電子プローブマイクロアナライ
ザ。
3. The focus reference position is a region limited to a predetermined range in a predetermined pattern projected from the optical microscope to a region including the electron beam irradiation position within a field of view of the optical microscope. An electronic probe microanalyzer provided with the autofocus device according to claim 1.
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