JP2611200B2 - 粒子線マツピング装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 イ．産業上の利用分野 本発明は、電子線，イオンビーム，中性子ビーム等の
粒子線で試料を励起し、試料より発生する信号を用い
て、試料表面の元素分布等の特性を分析する粒子線マッ
ピング装置に関する。

ロ．従来の技術 粒子線で試料面を走査して、試料面を構成する各画素
毎に、試料から発生する信号を計測し、これを処理表示
するマッピング法は、分析方法として非常に有効な手法
であるが、点分析や線分析法等他の分析法とは異なっ
て、面分析であるから測定に長時間を要する。通常これ
らの手法は市販のマイクロアナライザ等で行う場合が多
く、数時間以上の測定では、粒子線の照射強度の安定度
が分析結果に影響する場合が多い。

従来、粒子線の照射強度の変動が分析結果に影響する
場合、測定誤差の補正法としては２通りの方法が行われ
ている。即ち、照射ビームそのものを測定して照射強度
の変化を検出する方法（照射ビーム電流等）と照射され
た試料が受けた量（吸収電流等）を測定して照射強度の
変化を検出する方法である。

前者の場合には、正しい補正が行えるが、照射ビーム
の照射強度の測定中には、そのビームを試料へ照射する
ことは出来ず、試料への照射率が低下して、分析効率の
低下を招く。また後者は試料照射中も平行して測定でき
るが、試料の組成の変化によって吸収電流等は変動する
為に、正確に補正が出来ない。

また、前者の方法では本測定と較正測定との間に時間
的ズレが発生し、後者の方法では間接的測定であるため
に、どちらの測定方法においても、照射強度の変化を正
確に把握出来ないために、試料面の微量な変化を測定す
ることが出来ないと云う問題があった。

ハ．発明が解決しようとする問題点 本発明は、測定時間中の照射強度の変化を正確に把握
することにより、試料面の微量な変化でも正確に測定で
きるようにすることを目的とする。

ニ．問題点解決のための手段 電子線，イオンビーム，中性子ビーム等の粒子線で試
料を励起し、試料より発生する信号を用いて、試料表面
の元素分布等の特性を分析する粒子線マッピング装置に
おいて、試料を励起する手段と、上記励起線による試料
面走査の走査線と交差する方向に延びて、被測定試料の
走査域に臨むよう、表面の材質が均一な基準試料を保持
する手段と、上記２つの試料から放出される信号を検出
する手段と、被測定試料の測定期間中の励起線走査の一
走査線毎に得られる上記基準試料から放出される信号の
検出値から走査線毎に励起線の強度に対応するデータを
得て、上記走査線に沿う被測定試料から放出される信号
の検出値を励起線強度の一定値に対応する値に変換する
補正手段を設けた。

ホ．作用 粒子線で試料面を走査して、試料面を構成する各画素
毎に、試料から発生する信号を計測し、これを処理表示
するマッピング法において、一定組成の均一基準試料面
に粒子線を照射して、同基準試料から発生する信号を検
出すれば、その検出値は照射粒子線強度に比例する。本
発明は、この基準試料から発生する信号強度が照射粒子
線強度に比例することを利用して、基準試料から発生す
る信号強度を検出することにより、照射粒子線強度の変
化を把握しようとするものであり、基準試料板として、
マッピング領域の端に臨んで、照射粒子線強度を測定す
る基準試料（表面に材質が均一な物質を塗布するか、張
り付けてある板）を設置し、マッピング時に、上記基準
試料を含むように面走査を行うことにより、各走査線毎
に基準試料から照射粒子線の強度変化の情報を入手でき
るから、照射粒子線強度の変化をほぼ連続的に把握する
ことが可能になり、試料面の微弱な変化を励起線の変動
の影響に埋没させることなく正確に把握出来るようにな
った。

ヘ．実施例 第１図に本発明の要部である試料ステージ付近の一実
施例を示す。第２図に本発明の一実施例のブロック図を
示す。第１図及び第２図において、Ｓは試料、Ｒは試料
Ｓを励起させて電子線或はＸ線を放出させる粒子線、１
は粒子線測定板で表面に基準試料として材質の均一な物
質を塗布又は張り付けられたコ字型の板である。試料ホ
ルダー２は試料Ｓを止めネジ2aで保持し、粒子線測定板
１を止めビス1aで試料走査線の一方の端で試料Ｓの測定
域に臨ませて保持する。３は試料ステージで止めビス3a
で試料ホルダー２を保持し、CPU9の駆動信号に基づい
て、ステージ駆動装置８で１画素ピッチ単位でＸ軸方向
及ぶＹ軸方向に移動させられる。４はＸ線分光器で試料
Ｓから放出されたＸ線を分光する。５は分光器４で分光
されたＸ線を検出する検出器。スケーラ７は検出器５か
ら送られてくる信号を計数する。９はCPUでステージ駆
動装置８に、試料ステージ３を１画素ピッチ単位で、Ｘ
軸方向及ぶＹ軸方向に移動させるための駆動信号を出力
し、またその駆動信号で試料Ｓの測定位置を把握する。
また試料Ｓが測定位置で信号を測定する時間だけ、ゲー
ト回路６に信号を送ってゲート回路６を開（ON）状態と
して、検出器５で検出される信号をスケーラ７で計数さ
せ、その計数値に試料Ｓの測定位置を付加して記憶し、
測定位置により取り込んだスケーラ７の計数データが粒
子線測定板１から放出された信号によるものであること
を検知して、粒子線強度の変化を測定し、試料ＳのＸ軸
方向一走査毎に測定値の補正を行う。10は表示装置で、
CPU9から送られる信号を表示する。

以上の構成で、本発明の要部である粒子線の照射強度
の変化に対する、測定値の補正動作について説明する。
第３図に示すような測定域Ｃをマッピングする場合、測
定域Ｃに近接させて粒子線測定板１をセットして、１つ
のＸ軸走査線Ｄ毎に粒子線測定板１上も走査して線分析
を行い、次にＹ軸方向に１ピッチ走査線をずらして走査
を行い、測定域Ｃの全域を走査して面分析を行う。測定
板１の表面には材質が均一な物質が基準試料として塗布
又は張り付けてあるから、測定板１から放出されるＸ線
は照射される粒子線強度と比例している。粒子線の照射
（測定）位置をステージ駆動装置８に送る駆動信号によ
り検知し、その測定位置における検出値をCPU9に記憶す
る。その記憶したデータから測定板１のデータを抽出し
て粒子線の照射強度変化を測定し、そのデータの属する
Ｘ軸走査線毎にデータを補正する。

512×512画素のマッピングを行う場合、１画素の測定
時間を10msecとすると、全面の測定には40分以上かかる
が、一本のＸ軸走査線の所要時間は約5secであるから、
この程度の時間間隔で測定しておけば、粒子線の照射強
度変化を充分正確に把握することが可能である。

ト．効果 本発明によれば、励起線による試料面走査の走査線と
交差する方向に延びて被測定試料の走査域に臨むよう表
面の材質が均一な基準試料を設け、励起線走査の一走査
線毎に励起線の強度に対応するデータを得て被測定試料
からの信号を補正するので、粒子線の照射強度変化を略
リアルタイムに正確に検出し、励起線強度の変動の影響
を受けないように測定試料からの信号を補正することが
可能になった。したがって、試料表面の微細な変化に対
する情報が把握できるようになったので、一段とマッピ
ング分析における測定精度が向上した。

また、本発明においては、粒子線強度を検出するのに
粒子線光学系に特別なモニタ装置などを必要としないの
で構成が簡単であり、安価に実現することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の要部の一実施例の斜視図、第２図は本
発明の一実施例のブロック図、第３図は測定域の説明図
である。

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】試料を励起線にて照射しつつ試料面を走査
   する手段と、上記励起線による試料面走査の走査線と交
   差する方向に延びて、被測定試料の走査域に臨むよう、
   表面の材質が均一な基準試料を保持する手段と、上記２
   つの試料から放出される信号を検出する手段と、被測定
   試料の測定期間中の励起線走査の一走査線毎に得られる
   上記基準試料から放出される信号の検出値から走査線毎
   に励起線の強度に対応するデータを得て、上記走査線に
   沿う被測定試料から放出される信号の検出値を励起線強
   度の一定値に対応する値に変換する補正手段を設けたこ
   とを特徴とする粒子線マッピング装置。