JP6613841B2 - Particle analysis method and particle analyzer - Google Patents

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Description

本発明は、微小粒子状物質、特に粒子径が約２．５μｍ以下の微粒子である、いわゆるＰＭ２．５を分析するための、粒子分析方法及び粒子分析装置に関する。   The present invention relates to a particle analysis method and a particle analysis apparatus for analyzing so-called PM2.5, which is a fine particulate material, particularly a fine particle having a particle diameter of about 2.5 μm or less.

ＰＭ１０やＰＭ２．５等の微小粒子状物質は、大気中を長時間浮遊し、人間の体内に侵入すると、様々な健康被害を引き起こすことが知られている。その中でも、特に、ＰＭ２．５については、人体に対して特に大きな影響を及ぼすことが懸念されている。   It is known that fine particulate matter such as PM10 and PM2.5 causes various health damages when floating in the atmosphere for a long time and entering the human body. Among them, especially about PM2.5, there is a concern that it will have a particularly great influence on the human body.

そこで、このような大気中を浮遊する微粒子については、その発生源（排出源）を特定するための技術が求められている。微粒子の発生源や、その後の飛散履歴を特定することができれば、より有効な対策を講じることが可能となるからである。   Thus, there is a need for a technique for identifying the source (discharge source) of such fine particles floating in the atmosphere. This is because more effective measures can be taken if the generation source of the fine particles and the subsequent scattering history can be identified.

しかしながら、通常、大気中に浮遊している微粒子には、様々な発生源に起因するものが混ざり合っている。従って、ある微粒子群の発生源を正確に知るためには、粒子ごとに発生源を特定することが求められている。   However, normally, fine particles floating in the atmosphere are mixed with those originating from various sources. Therefore, in order to accurately know the generation source of a certain particle group, it is required to specify the generation source for each particle.

ここで、ある１つの微粒子に注目した場合、その粒子径、成分（構成元素）及び濃度は、発生源ごとにその特徴が異なると考えられる。つまり、これらの情報は、微粒子ごとの発生源を示す有力な情報であり得る。従って、大気中から採取した微粒子群を分析し、粒子ごとにこれらの情報を得ることができれば、微粒子ごとの発生源を特定することができる。複数の微粒子に対する分析結果から、微粒子群についての粒子径、成分及び濃度の代表値を求めれば、当該微粒子群に対する発生源の影響を切り分けることができる可能性がある。   Here, when attention is paid to a certain fine particle, its particle diameter, component (constituent element), and concentration are considered to have different characteristics depending on the generation source. That is, these pieces of information can be influential information indicating the generation source for each fine particle. Therefore, if a group of fine particles collected from the atmosphere can be analyzed and such information can be obtained for each particle, the generation source for each fine particle can be specified. If the representative values of the particle diameter, the component, and the concentration for the fine particle group are obtained from the analysis results for the plurality of fine particles, the influence of the generation source on the fine particle group may be determined.

しかしながら、例えばＰＭ２．５の分析については公定法が規定されているが、当該公定法では、フィルタ等で採取したＰＭ２．５の粒子群全ての平均組成しか把握することができない。つまり、粒子ごとの粒子径、成分及び濃度についての情報を得ることはできない。発生源を特定するためのマーカーとなり得る成分が検出されれば、公定法による分析であっても発生源を切り分けることができる可能性はあるが、通常はそのようなケースはほとんど生じ得ない。   However, for example, an official method is defined for the analysis of PM2.5. However, according to the official method, only the average composition of all particles of PM2.5 collected by a filter or the like can be grasped. That is, it is not possible to obtain information on the particle diameter, component and concentration for each particle. If a component that can serve as a marker for identifying the source is detected, there is a possibility that the source can be isolated even by analysis by an official method, but usually such a case rarely occurs.

そこで、微粒子に対して１粒子解析を行う技術が開発されている。１粒子解析では、採取した微粒子群について、１粒子ごとに、その粒子径、成分及び濃度が解析される。例えば、以下の特許文献１には、試料台に載置された基板上の微粒子に電子ビームを照射する電子ビーム照射器と、電子ビームの照射により当該微粒子から発生する二次電子を検出する検出器と、当該微粒子に集束イオンビームを照射する集束イオンビーム照射器と、集束イオンビームの照射により当該微粒子から発生する二次イオンを検出する質量分析器と、を有する装置を用いて、当該微粒子に対して１粒子解析を行う方法が開示されている。   Therefore, a technique for performing one particle analysis on fine particles has been developed. In the single particle analysis, the particle diameter, component, and concentration of each collected fine particle group are analyzed for each particle. For example, in Patent Document 1 below, an electron beam irradiator that irradiates a fine particle on a substrate placed on a sample stage with an electron beam, and a detection that detects secondary electrons generated from the fine particle by irradiation with the electron beam. Using the apparatus comprising: a detector; a focused ion beam irradiator that irradiates the fine particle with the focused ion beam; and a mass analyzer that detects secondary ions generated from the fine particle by irradiation with the focused ion beam. Discloses a method of performing a one-particle analysis on the.

上記特許文献１に開示されている方法では、電子ビームの照射により発生した二次電子を検出した結果に基づいてＳＥＭ像を生成し、当該ＳＥＭ像に基づいて分析対象の微粒子を特定するとともに当該微粒子の粒子径が測定される。そして、集束イオンビームの照射により微粒子から発生した二次イオンを検出した結果に基づいて、当該微粒子の成分が分析される。   In the method disclosed in Patent Document 1, an SEM image is generated based on a result of detecting secondary electrons generated by irradiation of an electron beam, and a microparticle to be analyzed is specified based on the SEM image and The particle size of the fine particles is measured. Then, based on the result of detecting secondary ions generated from the fine particles by irradiation of the focused ion beam, the components of the fine particles are analyzed.

また、以下の非特許文献１には、試料台に載置された基板上の微粒子に集束イオンビームを照射する集束イオンビーム照射器と、集束イオンビームの照射により当該微粒子から発生する二次イオンを検出する質量分析器と、を有する装置を用いて、当該微粒子に対して１粒子解析を行う方法が開示されている。   Non-Patent Document 1 below describes a focused ion beam irradiator that irradiates a fine particle on a substrate placed on a sample stage with a focused ion beam, and secondary ions generated from the fine particle by irradiation of the focused ion beam. A method of performing single particle analysis on the fine particles using a device having a mass analyzer for detecting the particle is disclosed.

上記非特許文献１に開示されている方法では、集束イオンビームの照射により微粒子から発生した二次イオンを検出した結果に基づいて、当該微粒子の成分が分析される。   In the method disclosed in Non-Patent Document 1, the components of the fine particles are analyzed based on the result of detecting secondary ions generated from the fine particles by irradiation with a focused ion beam.

特開２０１１−１６３８７２号公報JP 2011-163872 A

坂本哲夫、「ＰＭ２．５個別粒子分析のための高分解能ＴＯＦ−ＳＩＭＳ装置の開発と越境微粒子分析への応用」、ＴＭＳ研究、ＴＭＳ研究会、２０１４年、第１号Tetsuo Sakamoto, “Development of high-resolution TOF-SIMS equipment for PM2.5 individual particle analysis and application to cross-border particle analysis”, TMS Research, TMS Study Group, 2014, No. 1

ここで、一般環境下で微粒子を捕集した際には、微粒子の周囲を液体が覆っていることが多い。そのため、微粒子を捕集するための基板に付着した微粒子について、液体以外の部分に対応する本来の微粒子の粒子径を正確に測定することが、上記のような１粒子解析では重要となる。   Here, when the fine particles are collected in a general environment, the liquid often covers the periphery of the fine particles. Therefore, it is important in the one-particle analysis as described above to accurately measure the particle diameter of the original fine particles corresponding to the portion other than the liquid with respect to the fine particles attached to the substrate for collecting the fine particles.

しかしながら、上記特許文献１に開示されている技術では、液体に覆われた粒子に関しては言及されておらず、上記特許文献１に開示されている技術を用いるのみでは、液体に覆われた粒子の粒子径を正確に測定することは困難である。   However, the technique disclosed in Patent Document 1 does not refer to the particles covered with liquid, and the use of the technique disclosed in Patent Document 1 does not allow the particles covered with liquid. It is difficult to accurately measure the particle size.

また、上記非特許文献１では、集束イオンビームを用いて、粒子の表面に存在している油分を除去することは開示されているが、上記非特許文献１に開示されている技術は、粒子の粒子径を測定するための技術ではなく、また、粒子の表面に存在している油分を除去するための集束イオンビームの照射条件等については、一切開示されていない。従って、上記非特許文献１に開示されている技術を用いるのみでは、粒子の周囲に存在する液体のみを効果的に除去することは困難であり、粒子の周囲に存在する液体のみならず、粒子自体も研削してしまう可能性がある。そのため、上記非特許文献１に開示されている技術を用いるのみでは、液体に覆われた粒子の粒子径を正確に測定することは困難である。   Moreover, in the said nonpatent literature 1, although removing the oil component which exists on the surface of particle | grains using a focused ion beam is disclosed, the technique currently disclosed by the said nonpatent literature 1 is particle | grains. This is not a technique for measuring the particle diameter of the particles, nor is there any disclosure of focused ion beam irradiation conditions or the like for removing oil present on the surface of the particles. Therefore, it is difficult to effectively remove only the liquid existing around the particles only by using the technique disclosed in Non-Patent Document 1, and not only the liquid existing around the particles but also the particles. There is a possibility of grinding itself. Therefore, it is difficult to accurately measure the particle diameter of the particles covered with the liquid only by using the technique disclosed in Non-Patent Document 1.

そこで、本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、本発明の目的とするところは、周囲が液体によって被覆されている粒子であっても、粒子の粒子径に関する情報を含む粒子の構造を正確に分析することが可能な、粒子分析方法及び粒子分析装置を提供することにある。   Therefore, the present invention has been made in view of the above problems, and the object of the present invention is to provide a particle including information on the particle diameter of the particle even if the periphery is a particle coated with a liquid. An object of the present invention is to provide a particle analysis method and a particle analysis apparatus capable of accurately analyzing a structure.

上記課題を解決するために、本発明のある観点によれば、測定対象物に対して集束イオンビームを照射する集束イオンビーム照射器と、集束イオンビームが前記測定対象物に照射されることで当該測定対象物から放出される二次イオンを検出する分析計と、を有する測定装置を用いて、粒子の分析を行う粒子分析方法であって、前記測定対象物は、所定の基板上に予め分級された、平均粒子径が３μｍ以下の粒子であり、一次イオンの照射条件が１×１０１４イオン／ｃｍ２〜１×１０１７イオン／ｃｍ２に設定された前記集束イオンビームを、前記粒子のそれぞれに対して照射し、当該集束イオンビームにより前記粒子のそれぞれの表面を研削する研削ステップと、前記研削ステップの前後で実施され、前記粒子のそれぞれに対して、一次イオンの照射条件が１×１０１４イオン／ｃｍ２未満に設定された前記集束イオンビームを照射して、前記粒子のそれぞれから放出される二次イオンを検出し、前記粒子のそれぞれについて、粒子の粒子径に関する情報を少なくとも含む前記粒子の構造を解析する解析ステップと、前記研削ステップの前後での前記粒子の構造に関する解析結果に基づいて、前記粒子のそれぞれについて、粒子の表面における液体の存在の有無を判断する判断ステップと、を含み、前記判断ステップにおいて前記液体が存在していると判断された前記粒子に対して、前記研削ステップと、当該研削ステップ後における前記解析ステップと、を再度実施する粒子分析方法が提供される。 In order to solve the above-described problems, according to an aspect of the present invention, a focused ion beam irradiator that irradiates a measurement target with a focused ion beam, and the measurement target is irradiated with the focused ion beam. A particle analysis method for analyzing particles using a measuring device that detects secondary ions emitted from the measurement object, wherein the measurement object is previously placed on a predetermined substrate. The focused ion beam is classified and has an average particle diameter of 3 μm or less, and the irradiation condition of primary ions is set to 1 × 10 14 ions / cm 2 to 1 × 10 17 ions / cm 2. And a grinding step of grinding each surface of the particles with the focused ion beam, and before and after the grinding step. Irradiation conditions of ions by irradiating the focused ion beam is set to less than 1 × 10 14 ions / cm 2, and detecting secondary ions emitted from each of said particles, for each of the particles, the particles Based on the analysis step for analyzing the structure of the particle including at least information on the particle diameter, and the analysis result regarding the structure of the particle before and after the grinding step, for each of the particles, the presence of liquid on the surface of the particle A determination step for determining presence / absence, and the grinding step and the analysis step after the grinding step are performed again on the particles for which the liquid is determined to be present in the determination step. A particle analysis method is provided.

前記研削ステップでは、前記粒子の粒子径に応じて、前記一次イオンの照射条件が制御されることが好ましい。   In the grinding step, it is preferable that irradiation conditions of the primary ions are controlled according to the particle diameter of the particles.

前記研削ステップでは、粒子径が３μｍ未満の前記粒子を研削する際には、前記照射条件として、１×１０１４イオン／ｃｍ２〜９×１０１５イオン／ｃｍ２が設定され、粒子径が３μｍ以上の前記粒子を研削する際には、前記照射条件として、９×１０１５イオン／ｃｍ２〜１×１０１７イオン／ｃｍ２が設定されることが好ましい。 In the grinding step, when grinding the particles having a particle diameter of less than 3 μm, 1 × 10 14 ions / cm 2 to 9 × 10 15 ions / cm 2 are set as the irradiation conditions, and the particle diameter is 3 μm. When grinding the above particles, it is preferable that 9 × 10 15 ions / cm 2 to 1 × 10 17 ions / cm 2 are set as the irradiation condition.

前記判断ステップでは、着目している前記粒子について、前記研削ステップの前後での前記粒子径の減少の度合いが所定の閾値以上であった場合に、前記着目している粒子の表面に液体が存在していると判断されることが好ましい。   In the determination step, when the degree of decrease in the particle diameter before and after the grinding step is greater than or equal to a predetermined threshold, liquid exists on the surface of the particle of interest. It is preferable to determine that

前記分析計は、前記粒子から放出された二次イオンの質量を分析する質量分析計であり、前記解析ステップでは、前記質量分析計における前記二次イオンの検出位置の二次元分布を利用して、前記粒子の粒子径が解析され、前記質量分析計における前記二次イオンの質量に基づいて、前記粒子の構成元素が特定されることが好ましい。   The analyzer is a mass spectrometer that analyzes the mass of secondary ions emitted from the particles, and the analysis step uses a two-dimensional distribution of detection positions of the secondary ions in the mass spectrometer. Preferably, the particle diameter of the particles is analyzed, and the constituent elements of the particles are specified based on the mass of the secondary ions in the mass spectrometer.

前記質量分析計の質量分解能は、５００以上であることが好ましい。   The mass resolution of the mass spectrometer is preferably 500 or more.

また、上記課題を解決するために、本発明の別の観点によれば、測定対象物に対して集束イオンビームを照射する集束イオンビーム照射器、及び、集束イオンビームが前記測定対象物に照射されることで当該測定対象物から放出される二次イオンを検出する分析計を少なくとも有する測定装置と、前記測定装置を制御するとともに、前記分析計による検出結果を利用して前記測定対象物の構造を解析する演算処理装置と、を備え、前記測定対象物は、所定の基板上に予め分級された、平均粒子径が３μｍ以下の粒子であり、前記演算処理装置は、前記集束イオンビーム照射器における一次イオンの照射条件を１×１０１４イオン／ｃｍ２〜１×１０１７イオン／ｃｍ２に設定することで、前記測定装置を、前記粒子のそれぞれの表面を研削する研削処理モードに設定し、一次イオンの照射条件を１×１０１４イオン／ｃｍ２未満に設定することで、前記測定装置を、前記粒子のそれぞれについて、粒子の粒子径に関する情報を少なくとも含む前記粒子の構造を解析する解析処理モードに設定する測定装置制御部と、前記解析処理モードに設定された前記測定装置における前記分析計での検出結果を利用して、前記粒子の構造を解析する解析部と、前記解析部による解析結果に基づき、前記粒子のそれぞれについて、粒子の表面における液体の存在の有無を判断する判断部と、を有し、前記測定装置制御部は、前記測定装置に対して、前記研削処理モードにおける研削の前後に前記解析処理モードにおける測定を実施させ、前記判断部は、前記研削処理モードの前後での前記粒子の構造に関する解析結果に基づいて、前記粒子のそれぞれについて、粒子の表面における液体の存在の有無を判断し、前記測定装置制御部は、前記液体が存在していると判断された前記粒子に対して、前記研削処理モードにおける研削と、前記解析処理モードにおける測定と、を再度実施させる粒子分析装置が提供される。
In order to solve the above problems, according to another aspect of the present invention, a focused ion beam irradiator that irradiates a measurement target with a focused ion beam, and the focused ion beam irradiates the measurement target. A measurement device having at least an analyzer for detecting secondary ions released from the measurement object, and controlling the measurement device, and using the detection result of the analyzer, the measurement object An arithmetic processing unit for analyzing the structure, and the measurement object is particles classified in advance on a predetermined substrate and having an average particle diameter of 3 μm or less, and the arithmetic processing unit is configured to perform the focused ion beam irradiation. by setting the irradiation conditions of the primary ions in the vessel to 1 × 10 14 ions / cm 2 ~1 × 10 17 ions / cm 2, the measuring device, grinding the respective surfaces of the particles Set that grinding mode, by setting the irradiation conditions of the primary ions to less than 1 × 10 14 ions / cm 2, the measuring device, each of said particles, said containing at least information about the particle size of the particles Analysis for analyzing the structure of the particle by using a measurement device control unit for setting the analysis processing mode for analyzing the structure of the particle and a detection result of the analyzer in the measurement device set for the analysis processing mode And a determination unit that determines the presence or absence of liquid on the surface of the particle for each of the particles based on the analysis result by the analysis unit, and the measurement device control unit Te, wherein to perform measurements in the analysis processing mode before and after the grinding in the grinding mode, the determination unit, of the particles before and after the grinding process mode For each of the particles, the presence or absence of a liquid on the surface of the particle is determined based on the analysis result relating to the structure, and the measurement device control unit determines whether the liquid is present. There is provided a particle analyzer that performs again grinding in the grinding processing mode and measurement in the analysis processing mode.

以上説明したように本発明によれば、周囲が液体によって被覆されている粒子であっても、粒子の粒子径に関する情報を含む粒子の構造を正確に分析することが可能となる。   As described above, according to the present invention, it is possible to accurately analyze the structure of a particle including information related to the particle diameter of the particle even if the particle is covered with a liquid.

本発明の実施形態に粒子分析装置の全体構成の一例を示したブロック図である。It is the block diagram which showed an example of the whole structure of the particle | grain analyzer in embodiment of this invention. 測定対象物である粒子の断面構造の一例を模式的に示した説明図である。It is explanatory drawing which showed typically an example of the cross-sectional structure of the particle | grains which are measurement objects. 同実施形態に係る粒子分析装置が備える測定装置の構成の一例を模式的に示した説明図である。It is explanatory drawing which showed typically an example of the structure of the measuring apparatus with which the particle | grain analyzer which concerns on the same embodiment is provided. 同実施形態に係る粒子分析装置が備える測定装置の構成の一例を模式的に示した説明図である。It is explanatory drawing which showed typically an example of the structure of the measuring apparatus with which the particle | grain analyzer which concerns on the same embodiment is provided. 同実施形態に係る粒子分析装置が備える演算処理装置の構成の一例を示したブロック図である。It is the block diagram which showed an example of the structure of the arithmetic processing apparatus with which the particle | grain analyzer which concerns on the same embodiment is provided. 同実施形態に係る演算処理装置が有するデータ処理部の構成の一例を示したブロック図である。It is the block diagram which showed an example of the structure of the data processing part which the arithmetic processing apparatus which concerns on the same embodiment has. 同実施形態に係る演算処理装置におけるデータ解析処理について説明するための説明図である。It is explanatory drawing for demonstrating the data analysis process in the arithmetic processing apparatus which concerns on the same embodiment. 同実施形態に係る演算処理装置における液体存在有無の確認方法について説明するための説明図である。It is explanatory drawing for demonstrating the confirmation method of the presence or absence of the liquid in the arithmetic processing unit which concerns on the same embodiment. 一次イオン照射条件に応じた粒子の測定例を示した図である。It is the figure which showed the example of a measurement of the particle | grains according to primary ion irradiation conditions. 一次イオン照射条件に応じた粒子径分布の測定例を示したグラフ図である。It is the graph which showed the example of a measurement of particle size distribution according to primary ion irradiation conditions. 同実施形態に係る粒子分析方法の流れの一例を示した流れ図である。It is the flowchart which showed an example of the flow of the particle | grain analysis method which concerns on the embodiment. 同実施形態に係る演算処理装置のハードウェア構成の一例を示したブロック図である。It is the block diagram which showed an example of the hardware constitutions of the arithmetic processing unit which concerns on the same embodiment.

以下に添付図面を参照しながら、本発明の好適な実施の形態について詳細に説明する。なお、本明細書及び図面において、実質的に同一の機能構成を有する構成要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略する。   Exemplary embodiments of the present invention will be described below in detail with reference to the accompanying drawings. In addition, in this specification and drawing, about the component which has the substantially same function structure, duplication description is abbreviate | omitted by attaching | subjecting the same code | symbol.

（実施形態）
＜粒子分析装置の全体構成について＞
以下では、まず、図１及び図２を参照しながら、本発明の実施形態に係る粒子分析装置の全体構成について、簡単に説明する。図１は、本実施形態に係る粒子分析装置の全体構成の一例を示したブロック図であり、図２は、測定対象物である粒子の断面構造の一例を模式的に示した説明図である。 (Embodiment)
<Overall configuration of particle analyzer>
Below, first, the whole structure of the particle analyzer which concerns on embodiment of this invention is demonstrated easily, referring FIG.1 and FIG.2. FIG. 1 is a block diagram illustrating an example of the overall configuration of the particle analyzer according to the present embodiment, and FIG. 2 is an explanatory diagram schematically illustrating an example of a cross-sectional structure of particles that are measurement objects. .

本実施形態に係る粒子分析装置１０は、試料台１上に載置された捕集基板３に捕集されている環境微粒子Ｓ（以下、単に、「微粒子」Ｓや「粒子」Ｓともいう。）を測定対象物とし、かかる微粒子Ｓの粒子径に関する情報を少なくとも含む粒子の構造を分析する装置である。かかる粒子分析装置１０は、図１に模式的に示したように、測定装置１００と、演算処理装置２００と、を主に備える。   The particle analyzer 10 according to the present embodiment is also referred to as environmental particulate S (hereinafter simply referred to as “particulate” S or “particle” S) collected on a collection substrate 3 placed on the sample stage 1. ) Is an object to be measured, and is a device for analyzing the structure of particles including at least information on the particle diameter of the fine particles S. As schematically shown in FIG. 1, the particle analyzer 10 mainly includes a measuring device 100 and an arithmetic processing device 200.

ここで、試料台１は、微粒子Ｓが捕集された捕集基板３が載置されるものであり、その高さ及び水平面内での位置が調整できるように、互いに直交する３方向（鉛直方向、前後方向及び左右方向）に移動可能に構成されることが好ましく、更に、鉛直方向を回転軸方向として回転可能なように構成されていてもよい。このような試料台１については、特に限定されるものではなく、公知のものを利用することが可能である。このような試料台１は、未図示の真空槽（チャンバー）中に配設されている。   Here, the sample stage 1 is for placing the collection substrate 3 on which the fine particles S are collected, and three directions (vertical directions) orthogonal to each other so that the height and the position in the horizontal plane can be adjusted. Direction, front-rear direction, and left-right direction), and it may be configured to be rotatable with the vertical direction as the rotation axis direction. The sample stage 1 is not particularly limited, and a publicly known one can be used. Such a sample stage 1 is arranged in a vacuum chamber (chamber) not shown.

捕集基板３は、測定対象物である微粒子Ｓの捕集に用いられる基板であり、原子レベルでフラットな平滑面を有することが理想的である。このような捕集基板３としては、例えば、シリコンウェハや、ＳｉＣ基板や、ＧａＡｓ基板や、サファイア基板や、ガラス基板等といった、各種の基板を挙げることができる。かかる捕集基板３は、バーチャルインパクタや、ポータブルサンプラーや、カスケードインパクタ等の分級器の内部に設置され、かかる基板上に測定対象物である微粒子Ｓが捕集される。その後、捕集基板３は、分級器の内部から取り出され、試料台１の上に固定される。   The collection substrate 3 is a substrate used for collecting the fine particles S that are measurement objects, and ideally has a flat smooth surface at the atomic level. Examples of the collection substrate 3 include various substrates such as a silicon wafer, a SiC substrate, a GaAs substrate, a sapphire substrate, and a glass substrate. The collection substrate 3 is installed inside a classifier such as a virtual impactor, a portable sampler, or a cascade impactor, and fine particles S as a measurement target are collected on the substrate. Thereafter, the collection substrate 3 is taken out from the inside of the classifier and fixed on the sample stage 1.

ここで、本実施形態に係る粒子分析装置１０では、上記の微粒子Ｓとして、上記の分級器により予め分級された、平均粒子径が３μｍ以下の微粒子（すなわち、ＰＭ２．５）に着目する。また、かかる微粒子Ｓは、一般環境下で捕集される微粒子である。   Here, in the particle analyzer 10 according to the present embodiment, attention is paid to fine particles having an average particle diameter of 3 μm or less (that is, PM2.5) classified in advance by the classifier as the fine particles S. Further, the fine particles S are fine particles collected in a general environment.

一般環境下で捕集される微粒子には、図２に模式的に示したように、固体成分のみから構成される微粒子（図２における粒子Ｂ）以外に、固体成分の周囲を液体成分が覆っている微粒子（図２における粒子Ａ）が存在することが多い。図２に示した粒子Ａのように、固体成分の周囲に液体成分が存在している粒子は、液体成分に起因して本来の粒子径（すなわち、固体成分に対応する部分の粒子径）よりも大きな粒子径となっていると考えられる。そのため、本実施形態で着目するような１粒子解析を精度よく実施するためには、このような液体成分を適切に除去することが重要となる。   As schematically shown in FIG. 2, the fine particles collected in the general environment cover the solid component around the liquid component in addition to the fine particles composed of only the solid component (particle B in FIG. 2). In many cases, fine particles (particle A in FIG. 2) are present. Like the particle A shown in FIG. 2, particles having a liquid component around the solid component are larger than the original particle size (that is, the particle size of the portion corresponding to the solid component) due to the liquid component. Is considered to have a large particle size. Therefore, it is important to appropriately remove such a liquid component in order to accurately perform the one-particle analysis as noted in the present embodiment.

以下で詳述する本実施形態に係る粒子分析装置１０は、図２に示した粒子Ａのように、周囲が液体によって被覆されている粒子であっても、粒子の粒子径に関する情報を含む粒子の構造を正確に分析することが可能な装置である。   The particle analysis apparatus 10 according to the present embodiment described in detail below is a particle including information on the particle diameter of the particle even if the periphery is a particle covered with a liquid like the particle A shown in FIG. It is a device that can accurately analyze the structure of.

かかる粒子分析装置１０が備える測定装置１００は、測定対象物である粒子Ｓを、１粒子毎に所定の集束イオンビームを用いて測定する装置である。測定装置１００は、着目している微粒子Ｓに関する測定データを生成すると、生成した測定データを演算処理装置２００に対して出力する。なお、かかる測定装置１００の詳細な構成については、以下で改めて詳述する。   The measurement apparatus 100 included in the particle analysis apparatus 10 is an apparatus that measures a particle S, which is a measurement object, using a predetermined focused ion beam for each particle. When the measurement device 100 generates measurement data related to the focused fine particles S, the measurement device 100 outputs the generated measurement data to the arithmetic processing device 200. The detailed configuration of the measuring apparatus 100 will be described in detail later.

粒子分析装置１０が備える演算処理装置２００は、測定装置１００を制御するとともに、測定装置１００による測定結果を利用して、測定対象物である微粒子Ｓの構造を解析する装置である。演算処理装置２００が所定の演算処理を実施することで、微粒子Ｓの構造（例えば、粒子径や構成元素や濃度等）に関する各種の情報が解析される。このような演算処理装置２００は、例えば、コンピュータや各種サーバ等といった各種の情報処理装置によって実現される。なお、かかる演算処理装置２００の詳細な構成についても、以下で改めて詳述する。   The arithmetic processing device 200 included in the particle analyzer 10 is a device that controls the measuring device 100 and analyzes the structure of the fine particles S that are the measurement object using the measurement result of the measuring device 100. Various information regarding the structure of the fine particles S (for example, particle diameter, constituent elements, concentration, etc.) is analyzed by the arithmetic processing device 200 performing predetermined arithmetic processing. Such an arithmetic processing device 200 is realized by various information processing devices such as a computer and various servers. The detailed configuration of the arithmetic processing device 200 will also be described in detail below.

本実施形態に係る粒子分析装置１０は、以上のような測定装置１００及び演算処理装置２００が互いに連携することで、粒子の粒子径に関する情報を含む粒子の構造を正確に分析することが可能となる。   The particle analysis apparatus 10 according to the present embodiment can accurately analyze the structure of the particle including information on the particle diameter of the particle by the above-described measurement apparatus 100 and the arithmetic processing apparatus 200 cooperating with each other. Become.

なお、図１では、測定装置１００と演算処理装置２００がそれぞれ別個の装置として図示されているが、演算処理装置２００は、測定装置１００を構成する各機器に実装されたＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）等によって実現されるＩＣチップであっても良いことは言うまでもない。   In FIG. 1, the measurement device 100 and the arithmetic processing device 200 are illustrated as separate devices, but the arithmetic processing device 200 is a CPU (Central Processing Unit) mounted on each device constituting the measurement device 100. Needless to say, it may be an IC chip realized by ROM (Read Only Memory), RAM (Random Access Memory) or the like.

＜測定装置１００の構成について＞
次に、図３Ａ及び図３Ｂを参照しながら、本実施形態に係る粒子分析装置１０が備える測定装置１００について、詳細に説明する。図３Ａ及び図３Ｂは、本実施形態に係る粒子分析装置が備える測定装置の構成の一例を模式的に示した説明図である。 <About the structure of the measuring apparatus 100>
Next, the measuring apparatus 100 included in the particle analyzer 10 according to the present embodiment will be described in detail with reference to FIGS. 3A and 3B. FIG. 3A and FIG. 3B are explanatory views schematically showing an example of the configuration of the measuring device provided in the particle analyzer according to the present embodiment.

[構成例−１]
本実施形態に係る測定装置１００は、図３Ａに示したように、集束イオンビーム（Ｆｏｃｕｓｅｄ Ｉｏｎ Ｂｅａｍ：ＦＩＢ）照射器１０１と、分析計１０３と、を少なくとも備える。 [Configuration example-1]
As shown in FIG. 3A, the measurement apparatus 100 according to the present embodiment includes at least a focused ion beam (FIB) irradiator 101 and an analyzer 103.

集束イオンビーム照射器１０１は、測定対象物である微粒子Ｓに対して、集束イオンビームを照射する機器である。かかる集束イオンビーム照射器１０１は、公知のものを利用することが可能であり、例えば、液体金属であるガリウム（Ｇａ）イオン源からイオンビームを取り出し、微粒子Ｓの表面において数十ｎｍのレベルまでイオンビームを集束させることが可能な装置を利用することができる。また、近年では、ガリウムイオン源の他にも、ビスマス（Ｂｉ）や金（Ａｕ）等の集束イオン源も開発されており、これらの集束イオン源を利用することも可能である。   The focused ion beam irradiator 101 is a device that irradiates the fine particle S, which is an object to be measured, with a focused ion beam. As the focused ion beam irradiator 101, a known one can be used. For example, an ion beam is extracted from a gallium (Ga) ion source that is a liquid metal, and reaches a level of several tens of nanometers on the surface of the fine particle S. An apparatus capable of focusing an ion beam can be used. In recent years, in addition to gallium ion sources, focused ion sources such as bismuth (Bi) and gold (Au) have also been developed, and these focused ion sources can be used.

集束イオンビーム照射器１０１の集束イオン源としてＧａイオン源を用いた場合、微粒子Ｓの表面において、集束イオンビーム照射器１０１から照射されたパルス状のＧａイオンビーム（一次イオン）が微粒子Ｓの表面を構成する原子をスパッタリングする。これにより、微粒子Ｓから二次イオンが放出されることとなる。このようにして発生した二次イオンは、後述する分析計１０３により検出される。   When a Ga ion source is used as the focused ion source of the focused ion beam irradiator 101, the pulsed Ga ion beam (primary ions) irradiated from the focused ion beam irradiator 101 on the surface of the fine particle S is the surface of the fine particle S. Sputtering atoms constituting As a result, secondary ions are released from the fine particles S. The secondary ions generated in this way are detected by an analyzer 103 described later.

分析計１０３は、集束イオンビーム照射器１０１からの集束イオンビームにより微粒子Ｓから放出された二次イオンを検出及び分析する機器である。本実施形態に係る測定装置１００では、このような分析計１０３として、質量分析計（Ｍａｓｓ Ｓｐｅｃｔｒｏｍｅｔｒｙ）を用いることが好ましい。質量分析計には、四重極型質量分析計や、二重収束型質量分析計等のような様々な機構の質量分析計が存在するが、本実施形態で着目するＰＭ２．５のような微粒子を分析対象とする場合には、飛行時間型質量分析計（Ｔｉｍｅ ｏｆ Ｆｌｉｇｈｔ−Ｓｅｃｏｎｄａｒｙ Ｉｏｎ Ｍａｓｓ Ｓｐｅｃｔｒｏｍｅｔｒｙ：ＴＯＦ−ＳＩＭＳ）を用いることが好ましい。飛行時間型質量分析計を用いることで、四重極型質量分析計や二重収束型質量分析計を用いるよりも、分析対象である微粒子Ｓの元素及び分子情報を広質量範囲で取得することが可能となる。   The analyzer 103 is a device that detects and analyzes secondary ions emitted from the fine particles S by the focused ion beam from the focused ion beam irradiator 101. In the measuring apparatus 100 according to the present embodiment, it is preferable to use a mass spectrometer as such an analyzer 103. Mass spectrometers include mass spectrometers having various mechanisms such as a quadrupole mass spectrometer and a double-focusing mass spectrometer. In the case where fine particles are to be analyzed, it is preferable to use a time-of-flight mass spectrometer (TOF-SIMS). By using a time-of-flight mass spectrometer, rather than using a quadrupole mass spectrometer or a double-focusing mass spectrometer, the element and molecular information of the fine particles S to be analyzed can be acquired in a wide mass range. Is possible.

ここで、上記質量分析計の質量分解能（質量ｍと質量ｍ+Δｍの２本のピークが１０％谷間（１０％Ｖａｌｌｅｙ）で分離される質量分解能（Ｒ＝ｍ／Δｍ））は、５００以上であることが好ましい。かかる質量分解能を有する質量分析計を用いることで、いわゆる高分解能質量スペクトルを得ることが可能となり、微粒子Ｓの成分（構成元素や濃度）をより正確に測定することが可能となる。分析計１０３として用いる質量分析計の質量分解能は、高ければ高いほど良く、その上限値を特に規定するものではない。分析計１０３として用いる質量分析計の質量分解能は、より好ましくは、１０００以上である。   Here, the mass resolution of the mass spectrometer (mass resolution (R = m / Δm) in which two peaks of mass m and mass m + Δm are separated by 10% valley (10% Valley)) is 500 or more. It is preferable that By using a mass spectrometer having such a mass resolution, a so-called high-resolution mass spectrum can be obtained, and the components (constituent elements and concentrations) of the fine particles S can be measured more accurately. The higher the mass resolution of the mass spectrometer used as the analyzer 103, the better. The upper limit value is not particularly specified. The mass resolution of the mass spectrometer used as the analyzer 103 is more preferably 1000 or more.

分析計１０３による二次イオンの検出・分析結果に関する測定データは、演算処理装置２００へと出力される。ここで、分析計１０３による二次イオンの検出・分析結果に関する測定データとしては、集束イオンビームの照射により微粒子Ｓから発生した二次電子を検出することで生成される、ＳＩＭ（Ｓｃａｎｎｉｎｇ Ｉｏｎ Ｍｉｃｒｏｓｃｏｐｙ）像に関する測定データや、集束イオンビームの照射により微粒子Ｓから発生した全二次イオンを検出することで生成される、全二次イオン像に関する測定データを挙げることができる。これらＳＩＭ像や全二次イオン像に対して演算処理装置２００が所定の画像処理を施すことで、微粒子Ｓの粒子径を特定することが可能となる。   Measurement data relating to the detection / analysis result of the secondary ions by the analyzer 103 is output to the arithmetic processing unit 200. Here, as measurement data regarding the detection / analysis result of secondary ions by the analyzer 103, SIM (Scanning Ion Microscopy) generated by detecting secondary electrons generated from the fine particles S by irradiation of the focused ion beam. Measurement data relating to the image and measurement data relating to the total secondary ion image generated by detecting all the secondary ions generated from the fine particles S by irradiation of the focused ion beam can be exemplified. The arithmetic processing unit 200 performs predetermined image processing on these SIM images and all secondary ion images, whereby the particle diameter of the fine particles S can be specified.

また、分析計１０３による二次イオンの検出・分析結果に関する他の測定データとしては、微粒子Ｓについての質量スペクトルに関する測定データを挙げることができる。かかる質量スペクトルに関する測定データを演算処理装置２００が解析することで、着目している微粒子Ｓを構成している成分（構成元素）に関する情報や、かかる成分の濃度に関する情報等を得ることができる。   Other measurement data related to the detection / analysis result of secondary ions by the analyzer 103 can include measurement data related to the mass spectrum of the fine particles S. By analyzing the measurement data relating to the mass spectrum, the processing device 200 can obtain information on the component (constituent element) constituting the microparticle S of interest, information on the concentration of the component, and the like.

このように、本実施形態に係る測定装置１００として、集束イオンビーム照射器１０１と、飛行時間型質量分析計に代表される分析計１０３と、から構成される、ＦＩＢ−ＴＯＦ−ＳＩＭＳ装置を利用することが可能である。ここで、図３Ａに示したように、試料台１の略鉛直上方に、質量分析計に代表される分析計１０３が配設されることが好ましい。また、集束イオンビーム照射器１０３は、試料台１の任意の高さにおいて、水平に設置された試料台１に対して例えば伏角が４５°となる方向から、微粒子Ｓに集束イオンビームを照射するように配設されることが好ましい。   As described above, the FIB-TOF-SIMS apparatus configured by the focused ion beam irradiator 101 and the analyzer 103 typified by a time-of-flight mass spectrometer is used as the measuring apparatus 100 according to the present embodiment. Is possible. Here, as shown in FIG. 3A, an analyzer 103 typified by a mass spectrometer is preferably disposed substantially vertically above the sample stage 1. Further, the focused ion beam irradiator 103 irradiates the fine particle S with the focused ion beam from an arbitrary height of the sample stage 1 from the direction in which the dip angle is 45 °, for example, with respect to the horizontally placed sample stage 1. It is preferable to be arranged as described above.

[構成例−２]
また、本実施形態に係る測定装置１００は、図３Ｂに模式的に示したように、図３Ａに示した装置構成に加えて、更に、電子ビーム（Ｅｌｅｃｔｒｏｎ Ｂｅａｍ：ＥＢ）照射器１０５と、二次電子検出器１０７と、を有するように構成されていてもよい。 [Configuration example-2]
In addition to the apparatus configuration shown in FIG. 3A, the measuring apparatus 100 according to the present embodiment further includes an electron beam (EB) irradiator 105, two And a secondary electron detector 107.

電子ビーム照射器１０５は、測定対象物である微粒子Ｓに対して、集束された電子ビームを照射する機器である。また、二次電子検出器１０７は、電子ビームの照射された微粒子Ｓから放出された二次電子を検出する検出器である。かかる電子ビーム照射器１０５や二次電子検出器１０７は、公知のものを利用することが可能である。   The electron beam irradiator 105 is a device that irradiates the focused electron beam to the fine particles S that are the measurement object. The secondary electron detector 107 is a detector that detects secondary electrons emitted from the fine particles S irradiated with the electron beam. Known electron beam irradiators 105 and secondary electron detectors 107 can be used.

このように、本実施形態に係る測定装置１００として、集束イオンビーム照射器１０１と、飛行時間型質量分析計に代表される分析計１０３と、電子ビーム照射器１０５と、二次電子検出器１０７と、から構成される、ＦＩＢ−ＥＢ−ＴＯＦ−ＳＩＭＳ装置を利用することも可能である。   Thus, as the measuring apparatus 100 according to the present embodiment, the focused ion beam irradiator 101, the analyzer 103 typified by a time-of-flight mass spectrometer, the electron beam irradiator 105, and the secondary electron detector 107 are used. It is also possible to use a FIB-EB-TOF-SIMS device composed of

図３Ｂに示したようなＦＩＢ−ＥＢ−ＴＯＦ−ＳＩＭＳ装置を利用する場合、試料台１の略鉛直上方に、質量分析計に代表される分析計１０３が配設される。また、集束イオンビーム照射器１０１及び電子ビーム照射器１０５は、試料台１の任意の高さにおいて、微粒子Ｓの表面の同一地点に集束イオンビーム及び電子ビームをそれぞれ照射できるように、分析計１０３を挟んで、試料台１に対して左右対称な関係となる位置に配設される。例えば、集束イオンビーム照射器１０１及び電子ビーム照射器１０５は、水平に設置された試料台１に対して、例えば伏角が４５°となる方向から、微粒子Ｓにビームを照射するように配設される。   When the FIB-EB-TOF-SIMS apparatus as shown in FIG. 3B is used, an analyzer 103 typified by a mass spectrometer is disposed substantially vertically above the sample stage 1. Further, the focused ion beam irradiator 101 and the electron beam irradiator 105 are configured so that the analyzer 103 can irradiate the focused ion beam and the electron beam respectively at the same point on the surface of the fine particle S at an arbitrary height of the sample stage 1. Are arranged at positions that are symmetrical with respect to the sample stage 1. For example, the focused ion beam irradiator 101 and the electron beam irradiator 105 are arranged so as to irradiate the fine particles S with a beam from a direction in which the dip angle is 45 °, for example, with respect to the horizontally placed sample stage 1. The

捕集基板３上の微粒子Ｓに対して、電子ビーム照射器１０５から電子ビームを走査しながら照射することで、電子ビームの照射により微粒子Ｓから発生した二次電子が、二次電子検出器１０７によって検出され、着目している微粒子ＳのＳＥＭ（Ｓｃａｎｎｉｎｇ Ｅｌｅｃｔｒｏｎ Ｍｉｃｒｏｓｃｏｐｅ）像が生成される。図３Ｂに示したような測定装置１００を用いる場合、質量分析計に代表される分析計１０５によるＳＩＭ像に代えて、かかるＳＥＭ像を用いることでも、着目している微粒子Ｓの粒子径を測定することが可能となる。   By irradiating the fine particle S on the collection substrate 3 while scanning the electron beam from the electron beam irradiator 105, the secondary electrons generated from the fine particle S by the irradiation of the electron beam are converted into the secondary electron detector 107. The SEM (Scanning Electron Microscope) image of the focused fine particle S is generated. When the measuring apparatus 100 as shown in FIG. 3B is used, the particle diameter of the microparticle S of interest is also measured by using this SEM image instead of the SIM image by the analyzer 105 typified by a mass spectrometer. It becomes possible to do.

また、集束イオンビーム照射器１０１から照射される集束イオンビームにより散乱される電子を二次電子検出器１０７で検出することでもＳＥＭ像を生成することが可能であり、かかるＳＥＭ像を用いて、着目している微粒子Ｓの粒子径を測定することも可能である。   Further, it is possible to generate an SEM image by detecting the electrons scattered by the focused ion beam irradiated from the focused ion beam irradiator 101 with the secondary electron detector 107, and using such an SEM image, It is also possible to measure the particle size of the fine particles S of interest.

また、測定装置１００が、図３Ｂに示したようなＦＩＢ−ＥＢ−ＴＯＦ−ＳＩＭＳ装置である場合、ＳＥＭの反射電子像における捕集基板３の表面と分析対象の微粒子Ｓとの組成コントラストの差等に基づいて、微粒子Ｓを自動的に認識する機能を、演算処理装置２００に搭載することが可能となる。かかる微粒子の自動認識機能を演算処理装置２００に搭載することで、より簡便に１粒子解析を実現することが可能となる。   When the measuring apparatus 100 is a FIB-EB-TOF-SIMS apparatus as shown in FIG. 3B, the difference in composition contrast between the surface of the collection substrate 3 and the microparticles S to be analyzed in the reflected electron image of the SEM. Based on the above, a function of automatically recognizing the fine particles S can be installed in the arithmetic processing unit 200. By mounting such an automatic particle recognition function on the arithmetic processing unit 200, one particle analysis can be realized more easily.

以上、図３Ａ及び図３Ｂを参照しながら、本実施形態に係る粒子分析装置１０が備える測定装置１００について、詳細に説明した。   The measurement apparatus 100 included in the particle analysis apparatus 10 according to the present embodiment has been described in detail above with reference to FIGS. 3A and 3B.

＜１粒子解析の流れ＞
続いて、図３Ａ及び図３Ｂに示したような測定装置１００を用いた１粒子解析の大まかな流れを、簡単に説明する。 <Flow of single particle analysis>
Next, a rough flow of single particle analysis using the measuring apparatus 100 as shown in FIGS. 3A and 3B will be briefly described.

１粒子解析を行う際には、まず、試料台１が載置されている真空槽（チャンバー）内を真空にする。そして、試料台１上に載置された捕集基板３の微粒子Ｓに対して、集束イオンビーム照射器１０１から、集束イオンビームを走査しながら照射する。集束イオンビームの照射により微粒子Ｓから放出された二次イオンが、二次イオン検出器として機能する分析計１０３（例えば、飛行時間型質量分析計）によって検出され、微粒子ＳのＳＩＭ像や全二次イオン像が生成される。   When performing single particle analysis, first, the vacuum chamber (chamber) in which the sample stage 1 is placed is evacuated. Then, the focused ion beam irradiator 101 irradiates the fine particles S of the collection substrate 3 placed on the sample stage 1 while scanning the focused ion beam. Secondary ions emitted from the fine particles S by irradiation of the focused ion beam are detected by an analyzer 103 (for example, a time-of-flight mass spectrometer) functioning as a secondary ion detector, and a SIM image of the fine particles S or all of the secondary ions are detected. A secondary ion image is generated.

後述する演算処理装置２００がこれら全二次イオン像やＳＩＭ像を画像処理することで、捕集基板３上に捕集されている微粒子Ｓを特定することができ、特定した微粒子Ｓの粒子径（例えば、円相当径等の平均粒子径）を測定することが可能となる。   The arithmetic processing unit 200 to be described later processes these all secondary ion images and SIM images, whereby the fine particles S collected on the collection substrate 3 can be identified, and the particle diameter of the identified fine particles S is determined. (For example, average particle diameter such as equivalent circle diameter) can be measured.

また、上記のような処理と並行して、演算処理装置２００では、特定した微粒子Ｓに対して、ＳＩＭＳ分析が実施される。飛行時間型質量分析計に代表される質量分析計では、加速した二次イオンを内部に設けられる二次イオン検出器で検出することにより、その飛行時間から、当該二次イオンの質量電荷比を測定することができる。演算処理装置２００は、かかる測定結果に基づいて、微粒子Ｓの表面の成分分析を行うことができる。   In parallel with the above processing, the arithmetic processing unit 200 performs SIMS analysis on the identified fine particles S. In a mass spectrometer represented by a time-of-flight mass spectrometer, the secondary ion mass-to-charge ratio is determined from the time of flight by detecting accelerated secondary ions with a secondary ion detector provided inside. Can be measured. The arithmetic processing unit 200 can perform the component analysis of the surface of the fine particles S based on the measurement result.

１つの微粒子Ｓに対して質量分析計による分析が終了したら、ＳＩＭ像又は全二次イオン像に基づいて捕集基板３上の他の微粒子Ｓを選択し、かかる他の微粒子Ｓに対して、同様に、ＳＩＭＳ分析を行う。当該処理を繰り返し行うことにより、捕集した微粒子Ｓの粒子群に対して、粒子ごとの粒子径、成分及び濃度を求めることができる。   When the analysis by the mass spectrometer is completed for one fine particle S, another fine particle S on the collection substrate 3 is selected based on the SIM image or the total secondary ion image. Similarly, SIMS analysis is performed. By repeatedly performing the process, the particle diameter, component, and concentration for each particle can be obtained for the collected particle group of the fine particles S.

なお、捕集基板３上に捕集されている微粒子Ｓの特定は、ユーザがＳＩＭ像や全二次イオン像を観察しながら試料台１を適宜移動させることにより、分析対象である１つの微粒子Ｓを手動で特定することにより実施してもよい。また、測定装置１００が図３Ｂに示したようなＦＩＢ−ＥＢ−ＴＯＦ−ＳＩＭＳ装置である場合には、後述する演算処理装置２００に対して、微粒子の自動認識機能を搭載して、１つ１つの微粒子の特定を自動的に実施させてもよい。   The fine particles S collected on the collection substrate 3 are identified by moving the sample stage 1 appropriately while the user observes the SIM image or the total secondary ion image, so that one fine particle to be analyzed. You may implement by specifying S manually. Further, when the measuring apparatus 100 is an FIB-EB-TOF-SIMS apparatus as shown in FIG. 3B, an automatic particle recognition function is mounted on the arithmetic processing apparatus 200 described later, one by one. The identification of two fine particles may be performed automatically.

この場合、図３Ｂに示したような測定装置１００では、電子ビーム照射器１０５から電子ビームを走査しながら照射する。電子ビームの照射により微粒子Ｓから発生した二次電子が、二次電子検出器１０７によって検出され、かかる微粒子ＳのＳＥＭ像が生成される。   In this case, in the measuring apparatus 100 as shown in FIG. 3B, the electron beam irradiator 105 irradiates while scanning the electron beam. Secondary electrons generated from the fine particles S by the electron beam irradiation are detected by the secondary electron detector 107, and an SEM image of the fine particles S is generated.

ここで、演算処理装置２００に対し、ＳＥＭの反射電子像における捕集基板３の表面と分析対象である微粒子Ｓとの組成コントラストの差等に基づいて、かかる微粒子Ｓを自動的に認識する機能を、予め搭載しておく。演算処理装置２００は、ＳＥＭ像が生成されると、当該ＳＥＭ像に基づいて、当該機能によって自動的に、捕集基板３上の複数の微粒子Ｓの中から、分析対象である１つの微粒子Ｓを特定する。このとき、ＳＥＭ像に基づいて、特定した分析対象である微粒子Ｓの粒子径を測定することが可能となる。   Here, a function for automatically recognizing the fine particles S based on the difference in composition contrast between the surface of the collection substrate 3 and the fine particles S to be analyzed in the reflected electron image of the SEM. Is mounted in advance. When the SEM image is generated, the arithmetic processing device 200 automatically selects one particle S as an analysis target from the plurality of particles S on the collection substrate 3 based on the SEM image. Is identified. At this time, based on the SEM image, it is possible to measure the particle diameter of the identified fine particle S that is the analysis target.

以上、測定装置１００を用いた１粒子解析の大まかな流れを、簡単に説明した。   The general flow of single particle analysis using the measuring apparatus 100 has been briefly described above.

＜演算処理装置２００の構成について＞
次に、図４〜図９を参照しながら、本実施形態に係る粒子分析装置１０が備える演算処理装置２００の構成について、詳細に説明する。
図４は、本実施形態に係る粒子分析装置が備える演算処理装置の構成の一例を示したブロック図であり、図５は、本実施形態に係る演算処理装置が有するデータ処理部の構成の一例を示したブロック図である。図６は、本実施形態に係る演算処理装置におけるデータ解析処理について説明するための説明図であり、図７は、本実施形態に係る演算処理装置における液体存在有無の確認方法について説明するための説明図である。図８は、一次イオン照射条件に応じた粒子の測定例を示した図であり、図９は、一次イオン照射条件に応じた粒子径分布の測定例を示したグラフ図である。 <Configuration of Arithmetic Processing Device 200>
Next, the configuration of the arithmetic processing device 200 included in the particle analyzer 10 according to the present embodiment will be described in detail with reference to FIGS.
FIG. 4 is a block diagram illustrating an example of a configuration of an arithmetic processing device included in the particle analyzer according to the present embodiment, and FIG. 5 illustrates an example of a configuration of a data processing unit included in the arithmetic processing device according to the present embodiment. It is the block diagram which showed. FIG. 6 is an explanatory diagram for explaining a data analysis process in the arithmetic processing device according to the present embodiment, and FIG. 7 is a diagram for explaining a method for confirming the presence / absence of liquid in the arithmetic processing device according to the present embodiment. It is explanatory drawing. FIG. 8 is a diagram showing an example of particle measurement according to primary ion irradiation conditions, and FIG. 9 is a graph showing an example of particle size distribution measurement according to primary ion irradiation conditions.

本実施形態に係る演算処理装置２００は、図４に示したように、測定装置制御部２０１と、データ取得部２０３と、データ処理部２０５と、分析結果出力部２０７と、表示制御部２０９と、記憶部２１１と、を主に備える。   As shown in FIG. 4, the arithmetic processing device 200 according to the present embodiment includes a measurement device control unit 201, a data acquisition unit 203, a data processing unit 205, an analysis result output unit 207, a display control unit 209, and the like. The storage unit 211 is mainly provided.

測定装置制御部２０１は、例えば、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、通信装置等により実現される。測定装置制御部２０１は、測定装置１００で実施される各種の測定に際して実施される処理を全般的に制御する。例えば、測定装置制御部２０１は、集束イオンビーム照射器１０１から照射される集束イオンビームにおける一次イオンの照射条件を、所定の条件を満たすように制御する等、集束イオンビーム照射器１０１の動作を全般的に制御したり、質量分析計に代表される分析計１０３の動作を全般的に制御したり、試料台１の位置を制御したりする。また、測定装置１００が、電子ビーム照射器１０５及び二次電子検出器１０７を更に有している場合には、これらの機器の動作を全般的に制御する。これにより、測定装置１００を構成する各機器は、互いに連携しながら各種の機能を実現することが可能となる。   The measurement device control unit 201 is realized by, for example, a CPU, a ROM, a RAM, a communication device, and the like. The measurement device control unit 201 generally controls processing performed in various measurements performed by the measurement device 100. For example, the measurement apparatus control unit 201 controls the operation of the focused ion beam irradiator 101 such as controlling the irradiation conditions of the primary ions in the focused ion beam irradiated from the focused ion beam irradiator 101 so as to satisfy a predetermined condition. The overall control is performed, the operation of the analyzer 103 represented by the mass spectrometer is generally controlled, and the position of the sample stage 1 is controlled. Further, when the measuring apparatus 100 further includes an electron beam irradiator 105 and a secondary electron detector 107, the operation of these devices is generally controlled. Thereby, each apparatus which comprises the measuring apparatus 100 can implement | achieve various functions, cooperating with each other.

また、測定装置制御部２０１は、後述するデータ処理部２０５と互いに連携しながら、測定装置１００の動作を制御する。これにより、本実施形態に係る演算処理装置２００では、着目している微粒子Ｓの表面に液体成分が存在しているか否かを判断することが可能となる。また、着目している微粒子Ｓの表面に液体成分が存在していると判断された場合、測定装置制御部２０１は、データ処理部２０５から出力されるデータ処理結果が所定の条件を満足するまで、測定装置１００に対して所定の動作を繰り返し実施させる。これにより、着目している微粒子Ｓの表面に液体成分が存在していた場合であっても、液体成分が除去された状態での１粒子解析を実施することが可能となる。なお、かかるデータ処理結果に基づく測定装置１００の動作の制御については、以下で改めて説明する。   Further, the measurement device control unit 201 controls the operation of the measurement device 100 in cooperation with a data processing unit 205 described later. Thereby, in the arithmetic processing apparatus 200 which concerns on this embodiment, it becomes possible to judge whether the liquid component exists in the surface of the microparticles | fine particle S to which attention is paid. Further, when it is determined that a liquid component is present on the surface of the focused fine particle S, the measurement device control unit 201 determines that the data processing result output from the data processing unit 205 satisfies a predetermined condition. Then, a predetermined operation is repeatedly performed on the measuring apparatus 100. Thereby, even when a liquid component is present on the surface of the focused fine particle S, it is possible to perform a one-particle analysis in a state where the liquid component is removed. Note that control of the operation of the measuring apparatus 100 based on the data processing result will be described later.

データ取得部２０３は、例えば、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、通信装置等により実現される。データ取得部２０３は、測定装置１００により測定された各種の測定データを取得する。これにより、演算処理装置２００は、質量分析計に代表される分析計１０３で生成されたＳＩＭ像や全二次イオン像に関する画像データや、質量スペクトルに関するデータ等を取得して、取得した各種のデータを、様々なデータ処理に利用することが可能となる。   The data acquisition unit 203 is realized by, for example, a CPU, a ROM, a RAM, a communication device, and the like. The data acquisition unit 203 acquires various measurement data measured by the measurement apparatus 100. Thereby, the arithmetic processing unit 200 acquires the image data related to the SIM image and the total secondary ion image generated by the analyzer 103 typified by the mass spectrometer, the data related to the mass spectrum, and the like. Data can be used for various data processing.

データ取得部２０３が取得した各種の測定データは、後述するデータ処理部２０５へと出力される。また、データ取得部２０３は、取得した各種の測定データに対して、当該測定データを取得した日時等に関する情報を関連付けて、履歴情報として後述する記憶部２１１に記録してもよい。   Various measurement data acquired by the data acquisition unit 203 is output to the data processing unit 205 described later. In addition, the data acquisition unit 203 may associate information related to the date and time when the measurement data is acquired with the various measurement data acquired, and record the information as history information in the storage unit 211 described later.

データ処理部２０５は、例えば、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ等により実現される。データ処理部２０５は、測定装置１００における分析計１０３での検出結果を利用して、捕集基板３上に捕集されている微粒子Ｓの構造を解析する処理部である。具体的には、データ処理部２０５は、データ取得部２０３から出力された、ＳＩＭ像や全二次イオン像を利用して、捕集基板３上に捕集された微粒子Ｓの粒子径を特定する。また、データ処理部２０５は、データ取得部２０３から、分析計１０３の一例である質量分析計で生成された質量スペクトルに関する測定データが出力された場合には、かかる質量スペクトルを利用して、着目する微粒子Ｓの成分（すなわち、構成元素や、かかる構成元素の含有量（濃度）等）を特定する。   The data processing unit 205 is realized by, for example, a CPU, a ROM, a RAM, and the like. The data processing unit 205 is a processing unit that analyzes the structure of the fine particles S collected on the collection substrate 3 using the detection result of the analyzer 103 in the measurement apparatus 100. Specifically, the data processing unit 205 specifies the particle size of the fine particles S collected on the collection substrate 3 using the SIM image and all secondary ion images output from the data acquisition unit 203. To do. In addition, when measurement data related to a mass spectrum generated by a mass spectrometer that is an example of the analyzer 103 is output from the data acquisition unit 203, the data processing unit 205 uses the mass spectrum to focus attention. The component (namely, constituent element, content (concentration) of the constituent element, etc.) of the fine particle S to be identified is specified.

なお、データ処理部２０５の詳細な構成、及び、データ処理部２０５で実施されるデータ処理の詳細については、以下で改めて説明する。   The detailed configuration of the data processing unit 205 and the details of the data processing performed by the data processing unit 205 will be described later again.

データ処理部２０５は、データ取得部２０３から出力された測定データを利用して、以上のような各種のデータ処理を実施し、得られた処理結果（分析結果）を、後述する分析結果出力部２０７に出力する。   The data processing unit 205 performs various types of data processing as described above using the measurement data output from the data acquisition unit 203, and the obtained processing result (analysis result) is an analysis result output unit described later. It outputs to 207.

分析結果出力部２０７は、例えば、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、出力装置、通信装置等により実現される。分析結果出力部２０７は、データ処理部２０５により生成された、着目している微粒子Ｓに関する構造についての解析結果を示すデータや、測定装置１００により生成された各種の画像データそのものを、例えば後述する表示制御部２０９に出力する。また、分析結果出力部２０７は、インターネットやローカルエリアネットワーク等の各種ネットワークを介して、各種サーバ等の外部の装置に対して、得られた微粒子Ｓの構造についての解析結果を示すデータや各種の画像データ等を出力してもよい。また、分析結果出力部２０７は、得られた微粒子Ｓの構造についての解析結果を示すデータや各種の画像データ等を、プリンタ等を利用して印刷物として出力してもよい。   The analysis result output unit 207 is realized by, for example, a CPU, a ROM, a RAM, an output device, a communication device, and the like. The analysis result output unit 207 includes data indicating the analysis result of the structure related to the target fine particle S generated by the data processing unit 205, and various image data generated by the measurement apparatus 100, for example, as will be described later. The data is output to the display control unit 209. In addition, the analysis result output unit 207 provides data indicating various analysis results on the structure of the obtained fine particles S to various devices such as various servers via various networks such as the Internet and a local area network. Image data or the like may be output. The analysis result output unit 207 may output data indicating the analysis result of the structure of the obtained fine particles S, various image data, and the like as a printed matter using a printer or the like.

また、分析結果出力部２０７は、得られた微粒子Ｓの構造についての解析結果を示すデータに、当該データを生成した日時等に関する時刻情報を関連づけて、履歴情報として後述する記憶部２１１に記録してもよい。   Further, the analysis result output unit 207 associates the data indicating the analysis result of the structure of the obtained fine particles S with time information related to the date and time when the data is generated, and records the data as history information in the storage unit 211 described later. May be.

表示制御部２０９は、例えば、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、出力装置、通信装置等により実現される。表示制御部２０９は、分析結果出力部２０７から出力された微粒子Ｓの構造についての解析結果を示すデータや、各種の画像データを、演算処理装置２００が備えるディスプレイ等の出力装置や演算処理装置２００の外部に設けられた出力装置等に表示する際の表示制御を行う。これにより、粒子分析装置１０の利用者は、着目している微粒子Ｓの構造に関する解析結果等を、その場で把握することが可能となる。   The display control unit 209 is realized by, for example, a CPU, a ROM, a RAM, an output device, a communication device, and the like. The display control unit 209 outputs data indicating the analysis result of the structure of the fine particles S output from the analysis result output unit 207 and various image data to an output device such as a display provided in the arithmetic processing device 200 or the arithmetic processing device 200. Display control when displaying on an output device or the like provided outside. Thereby, the user of the particle analyzing apparatus 10 can grasp the analysis result on the structure of the microparticle S of interest on the spot.

記憶部２１１は、例えば本実施形態に係る演算処理装置２００が備えるＲＡＭやストレージ装置等により実現される。記憶部２１１には、演算処理装置２００が何らかの処理を行う際に保存する必要が生じた様々なパラメータや処理の途中経過等、または、各種のデータベースやプログラム等が、適宜記録されている。また、記憶部２１１には、測定装置１００により生成された各種の測定データや、データ処理部２０５により生成された各種の解析結果に関するデータ等が、履歴情報として記録されていてもよい。この記憶部２１１は、測定装置制御部２０１、データ取得部２０３、データ処理部２０５、分析結果出力部２０７、表示制御部２０９等が、自由にデータのリード／ライト処理を行うことが可能である。   The storage unit 211 is realized by, for example, a RAM or a storage device included in the arithmetic processing device 200 according to the present embodiment. The storage unit 211 appropriately stores various parameters, intermediate progress of processing, etc., various databases, programs, and the like that need to be saved when the arithmetic processing device 200 performs some processing. In the storage unit 211, various measurement data generated by the measurement apparatus 100, data related to various analysis results generated by the data processing unit 205, and the like may be recorded as history information. In the storage unit 211, the measurement device control unit 201, the data acquisition unit 203, the data processing unit 205, the analysis result output unit 207, the display control unit 209, and the like can freely perform data read / write processing. .

［データ処理部２０５について］
次に、図５〜図９を参照しながら、本実施形態に係るデータ処理部２０５の詳細な構成を説明すると共に、測定装置制御部２０１と互いに連携しながら実施される、データ処理結果に基づく測定装置１００の動作の制御について、詳細に説明する。 [About the data processing unit 205]
Next, a detailed configuration of the data processing unit 205 according to the present embodiment will be described with reference to FIGS. 5 to 9, and based on data processing results performed in cooperation with the measurement device control unit 201. Control of the operation of the measuring apparatus 100 will be described in detail.

本実施形態に係るデータ処理部２０５は、図５に示したように、解析部２２１と、判断部２２３と、を備える。   As illustrated in FIG. 5, the data processing unit 205 according to the present embodiment includes an analysis unit 221 and a determination unit 223.

○解析部２２１について
解析部２２１は、例えば、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ等により実現される。解析部２２１は、データ取得部２０３から出力された測定装置１００による測定データを利用して、捕集基板３上に捕集された微粒子Ｓの１粒子解析を実施する処理部である。 ○ About the analysis part 221 The analysis part 221 is implement | achieved by CPU, ROM, RAM etc., for example. The analysis unit 221 is a processing unit that performs single particle analysis of the fine particles S collected on the collection substrate 3 using the measurement data obtained by the measurement apparatus 100 output from the data acquisition unit 203.

以下では、まず、解析部２２１によって実施される微粒子Ｓの１粒子解析処理について、図６を参照しながら簡単に説明する。   Hereinafter, first, the single particle analysis processing of the fine particles S performed by the analysis unit 221 will be briefly described with reference to FIG.

解析部２２１は、データ取得部２０３からＳＩＭ像や全二次イオン像に関する測定データ（画像データ）を取得すると、まず、利用する画像データ（図６の場合は、全二次イオン像の画像データ）を所定の二値化閾値を利用して二値化して、二値化画像とする。かかる二値化処理により、全二次イオン像のうち、微粒子Ｓが存在していない部分（すなわち、捕集基板３の表面に対応する部分）は、輝度値がゼロとなり、微粒子Ｓが存在している部分（微粒子Ｓに対応している部分）は、輝度値が１となって、微粒子Ｓが存在している部分をより明確にすることができる。図６に示した二値化画像では、輝度値１に対応する部分が黒く表示され、輝度値ゼロに対応する部分が白く表示されている。なお、解析部２２１が利用する二値化閾値については、特に限定するものではなく、利用する分析計１０３の性能等を事前に確認しながら適宜決定すればよい。   When the analysis unit 221 acquires the measurement data (image data) related to the SIM image or the total secondary ion image from the data acquisition unit 203, first, the analysis unit 221 uses image data (image data of the total secondary ion image in the case of FIG. 6). ) Is binarized using a predetermined binarization threshold value to obtain a binarized image. By such binarization processing, the luminance value of the portion where the fine particles S do not exist (that is, the portion corresponding to the surface of the collection substrate 3) of all the secondary ion images becomes zero, and the fine particles S exist. The portion where the fine particles S are present (the portion corresponding to the fine particles S) has a luminance value of 1, and the portion where the fine particles S are present can be made clearer. In the binarized image shown in FIG. 6, a portion corresponding to the luminance value 1 is displayed in black, and a portion corresponding to the luminance value zero is displayed in white. Note that the binarization threshold used by the analysis unit 221 is not particularly limited, and may be appropriately determined while confirming the performance of the analyzer 103 to be used in advance.

その後、解析部２２１は、得られた二値化画像を利用して、二値化画像に写り込んでいる粒子を識別し、識別した粒子のそれぞれをラベリングしていく。これにより、着目している二値化画像中に写り込んでいる微粒子Ｓの総数を特定することが可能となる。また、解析部２２１は、特定した各微粒子Ｓについて、二値化画像を利用して粒子径を測定する。解析部２２１により測定される粒子径は、特に限定されるものではないが、例えば円相当径等の公知の粒子径を挙げることができる。   Thereafter, the analysis unit 221 identifies the particles reflected in the binarized image using the obtained binarized image, and labels each of the identified particles. This makes it possible to specify the total number of fine particles S that are reflected in the binarized image of interest. Moreover, the analysis part 221 measures a particle diameter about each specified fine particle S using a binarized image. Although the particle diameter measured by the analysis part 221 is not specifically limited, For example, well-known particle diameters, such as a circle equivalent diameter, can be mentioned.

粒子分析装置１０の利用者は、このようにして生成された二値化画像（例えば、ラベリング後の二値化画像等）を参照しながら、画像中に存在している微粒子Ｓを１つずつ選択し、選択した微粒子Ｓに集束イオンビームが照射されるように試料台１を操作しながら、選択した微粒子Ｓに集束イオンビームを照射させる。かかる集束イオンビームにより、選択した微粒子Ｓから放出される二次イオンを、質量分析計等の分析計１０３で検出することで、微粒子Ｓの構造（構成成分や、構成成分の濃度等）を特定可能な測定データ（例えば、質量スペクトル）を得ることができる。解析部２２１は、このようにして得られた測定データを公知の解析処理に基づき更に解析することで、利用者によって選択された微粒子Ｓの構成元素や、かかる構成元素の含有量（濃度）等を特定することが可能となる。   The user of the particle analyzer 10 refers to the binarized image generated in this way (for example, the binarized image after labeling, etc.) one by one for the fine particles S present in the image. The selected fine particle S is irradiated with the focused ion beam while operating the sample stage 1 so that the selected fine particle S is irradiated with the focused ion beam. The secondary ion emitted from the selected fine particle S is detected by the analyzer 103 such as a mass spectrometer by the focused ion beam, thereby specifying the structure of the fine particle S (component, component concentration, etc.). Possible measurement data (eg mass spectrum) can be obtained. The analysis unit 221 further analyzes the measurement data obtained in this manner based on a known analysis process, and thereby the constituent elements of the fine particles S selected by the user, the content (concentration) of the constituent elements, and the like. Can be specified.

また、解析部２２１に対して、先だって説明したような微粒子の自動認識機能を搭載可能である場合には、かかる自動認識機能を利用して、二値化画像に写り込んでいる微粒子Ｓを１つずつ、上記のような方法で自動的に解析していくことが可能となる。この場合、解析部２２１は、微粒子Ｓを１つずつ認識すると、認識した微粒子Ｓの位置に関する情報を測定装置制御部２０１に出力する。測定装置制御部２０１は、解析部２２１から取得した情報を利用して、認識された微粒子Ｓについて、ＳＩＭＳ分析が自動的に実施されるように、測定装置１００の各機器を制御する。あるいは、基板を含む広領域の二次イオン質量分析後に画像処理を行い、一個一個の粒子の質量スペクトルを取得することにより、ＳＩＭＳ分析を自動的に実施することが可能である。   If the analysis unit 221 can be equipped with the automatic particle recognition function as described above, the automatic recognition function is used to set the particle S reflected in the binarized image to 1 One by one, it becomes possible to automatically analyze by the method as described above. In this case, when the analysis unit 221 recognizes the fine particles S one by one, the analysis unit 221 outputs information on the position of the recognized fine particles S to the measurement device control unit 201. The measurement device control unit 201 uses the information acquired from the analysis unit 221 to control each device of the measurement device 100 so that SIMS analysis is automatically performed on the recognized fine particles S. Alternatively, SIMS analysis can be automatically performed by performing image processing after a large area secondary ion mass analysis including the substrate and acquiring a mass spectrum of each individual particle.

解析部２２１は、以上のようにして得られた、微粒子Ｓの粒子径に関する解析結果や、微粒子の構成成分等に関する解析結果や、ＳＩＭ像又は全二次イオン像そのものを、後述する判断部２２３や、分析結果出力部２０７に出力する。   The analysis unit 221 determines the analysis result regarding the particle diameter of the fine particle S, the analysis result regarding the constituent component of the fine particle, the SIM image or the total secondary ion image itself obtained as described above, and a determination unit 223 described later. Or output to the analysis result output unit 207.

○データ処理部２０５で用いられる知見について
ここで、本実施形態で着目するような、一般環境下で捕集された微粒子Ｓの表面には、図２に示したように、液体成分が付着していることが多い。このような液体成分が微粒子Ｓの固体成分の周りに存在していると、微粒子Ｓの本来の粒子径や構成元素等を正確に測定することは困難となる。そこで、本発明者らが鋭意検討した結果、測定装置１００に設けられている集束イオンビーム照射器１０１から照射される一次イオンの照射条件を適切に制御することで、微粒子Ｓの周囲に存在している液体部分を、効率的に除去可能であるという知見を得た。以下、かかる知見について、詳細に説明する。 Regarding the knowledge used in the data processing unit 205 Here, as shown in FIG. 2, the liquid component adheres to the surface of the fine particles S collected in a general environment as noted in the present embodiment. There are many. When such a liquid component is present around the solid component of the fine particles S, it is difficult to accurately measure the original particle size, constituent elements, and the like of the fine particles S. Therefore, as a result of intensive studies by the present inventors, it is present around the fine particles S by appropriately controlling the irradiation conditions of the primary ions irradiated from the focused ion beam irradiator 101 provided in the measuring apparatus 100. It was found that the liquid part can be removed efficiently. Hereinafter, this knowledge will be described in detail.

本発明者らが各種の実験を実施しながら鋭意検討した結果、集束イオンビーム（一次イオン）の照射条件を、一般的なＳＩＭＳ解析に用いられる照射条件よりも高い値、具体的には、１×１０１４イオン／ｃｍ２〜１×１０１７イオン／ｃｍ２に設定することで、微粒子Ｓの損傷を最小限に抑制しつつ、微粒子Ｓの固体成分の周囲を覆っている液体成分を効率的に除去（スパッタリング）可能であるとの知見を得た。ここで、一次イオンの照射条件が１×１０１４イオン／ｃｍ２未満である場合には、微粒子Ｓの固体成分の周囲を覆っている液体成分を十分に除去することが困難となる。一方、一次イオンの照射条件が１×１０１７イオン／ｃｍ２超である場合には、微粒子Ｓの固体成分の周囲を覆っている液体成分を除去することは可能であるものの、微粒子Ｓの損傷が大きくなり、微粒子Ｓを正確に測定することが困難となる。 As a result of intensive studies conducted by the present inventors while conducting various experiments, the irradiation conditions of the focused ion beam (primary ions) are higher than the irradiation conditions used for general SIMS analysis, specifically 1 The liquid component covering the periphery of the solid component of the fine particle S is efficiently suppressed while setting the damage to the fine particle S to a minimum by setting the × 10 14 ion / cm 2 to 1 × 10 17 ion / cm 2. And obtained knowledge that it can be removed (sputtering). Here, when the irradiation condition of the primary ions is less than 1 × 10 14 ions / cm 2 , it is difficult to sufficiently remove the liquid component covering the periphery of the solid component of the fine particles S. On the other hand, when the irradiation condition of the primary ions is more than 1 × 10 17 ions / cm 2 , the liquid component covering the periphery of the solid component of the fine particles S can be removed, but the fine particles S are damaged. Becomes larger, and it becomes difficult to accurately measure the fine particles S.

また、上記のような集束イオンビームの照射条件は、着目する微粒子Ｓの粒子径に応じて制御することが更に好ましい。これは、粒子径の小さな微粒子に対して多くの一次イオンを照射してしまうと、粒子径の小さな微粒子の表面からより多くの部分が研削（スパッタリング）されてしまい、着目している微粒子が消失してしまう可能性があるからである。具体的には、平均粒子径が１μｍ未満の微粒子を研削（スパッタリング）する際には、一次イオンの照射条件を、１×１０１４イオン／ｃｍ２〜１×１０１５イオン／ｃｍ２とすることが好ましく、平均粒子径が１μｍ以上３μｍ以下の微粒子を研削（スパッタリング）する際には、一次イオンの照射条件を、１×１０１５イオン／ｃｍ２〜１×１０１６イオン／ｃｍ２とすることが好ましいことが明らかとなった。 Further, it is more preferable to control the irradiation conditions of the focused ion beam as described above according to the particle diameter of the microparticle S of interest. This is because if a large amount of primary ions are irradiated to a fine particle having a small particle size, a larger part is ground (sputtering) from the surface of the fine particle having a small particle size, and the focused fine particle disappears. This is because there is a possibility of doing so. Specifically, when grinding (sputtering) fine particles having an average particle diameter of less than 1 μm, the primary ion irradiation condition is 1 × 10 14 ions / cm 2 to 1 × 10 15 ions / cm 2. In the case of grinding (sputtering) fine particles having an average particle diameter of 1 μm or more and 3 μm or less, the primary ion irradiation condition is 1 × 10 15 ions / cm 2 to 1 × 10 16 ions / cm 2. Was found to be preferable.

次に、微粒子Ｓの固体成分の周囲に液体成分が存在しているか否かの判断基準について、本発明者らが検討を行った結果、以下のような知見を得ることができた。
すなわち、上記のような一次イオンの照射条件で集束イオンビームを照射すると、液体成分は効率的に研削（スパッタリング）される一方で、固体成分については、それほど研削されない。従って、図７に模式的に示したように、固体成分の周囲に液体成分が存在している微粒子Ｓでは、上記のような照射条件によるスパッタリングの前後で、粒子径の減少度合いは大きくなる一方で、固体成分からなる微粒子Ｓでは、上記のような照射条件によるスパッタリングの前後で、粒子径の減少度合いは、小さいと推定される。 Next, as a result of investigations by the present inventors on the criteria for determining whether or not a liquid component is present around the solid component of the fine particles S, the following knowledge has been obtained.
That is, when the focused ion beam is irradiated under the primary ion irradiation conditions as described above, the liquid component is efficiently ground (sputtering), while the solid component is not so much ground. Therefore, as schematically shown in FIG. 7, in the fine particles S in which the liquid component exists around the solid component, the degree of decrease in the particle size increases before and after sputtering under the irradiation conditions as described above. Thus, in the fine particles S made of a solid component, the degree of decrease in the particle diameter is estimated to be small before and after sputtering under the above irradiation conditions.

また、固体成分の周囲に液体成分が存在している微粒子Ｓでは、上記のような照射条件によるスパッタリングによって液体成分が除去されるため、スパッタリング後には、固体成分が露出するようになり、スパッタリングの前後で、質量スペクトル等で観測される構成元素が変化する可能性もある。   In addition, in the fine particles S in which a liquid component exists around the solid component, the liquid component is removed by sputtering under the irradiation conditions as described above. The constituent elements observed in the mass spectrum and the like may change before and after.

従って、上記のような照射条件による液体成分のスパッタリングの前後で、着目している微粒子Ｓの粒子径の変化度合い（例えば、粒子径の減少率）が所定の閾値以上であった場合には、着目している微粒子Ｓの表面に液体成分が存在していると判断することができる。また、着目している微粒子Ｓの表面から液体成分が完全に除去されて、固体成分が露出するようになると、上記のような粒子径の変化度合いは、所定の閾値未満となると考えられる。従って、スパッタリングの前後における粒子径の変化度合いに着目することで、微粒子Ｓの表面に液体成分が存在しているか否かを、容易に判断することが可能となる。   Therefore, before and after sputtering of the liquid component under the irradiation conditions as described above, when the degree of change in the particle size of the microparticle S of interest (for example, the rate of decrease in particle size) is equal to or greater than a predetermined threshold value, It can be determined that a liquid component is present on the surface of the microparticle S of interest. Further, when the liquid component is completely removed from the surface of the focused fine particle S and the solid component is exposed, it is considered that the degree of change in the particle diameter is less than a predetermined threshold. Therefore, by paying attention to the degree of change in particle diameter before and after sputtering, it is possible to easily determine whether or not a liquid component is present on the surface of the fine particles S.

図８は、ある一般環境下に設置された１つの捕集基板３について、捕集基板３上に捕集されている微粒子Ｓに対し、集束イオンビームの照射条件を変化させながら、ＳＩＭＳ分析を行った結果（具体的には、二次イオンの２次元マッピング結果）を示した模式図である。なお、かかる測定に際して、集束イオン源として、Ｇａイオン源を用いており、図８の上段には、正の電荷を有するＭｇ及びＣ２の分布の様子を示しており、図８の下段には、負の電荷を有するＣ２の分布の様子を示している。 FIG. 8 shows SIMS analysis of a single collection substrate 3 installed in a certain general environment while changing the irradiation conditions of the focused ion beam for the fine particles S collected on the collection substrate 3. It is the schematic diagram which showed the result (specifically, the two-dimensional mapping result of a secondary ion). In this measurement, a Ga ion source is used as a focused ion source. The upper part of FIG. 8 shows the distribution of Mg and C 2 having positive charges, and the lower part of FIG. The state of the distribution of C 2 having a negative charge is shown.

図８において各マッピング像の略中央に位置する粒子に着目する。
この粒子に対して、４．６×１０１１イオン／ｃｍ２の照射条件でＧａイオンを照射した場合、上段の図に示した結果から、かかる粒子の構成成分としてＣ２が含有されていることが明らかとなった。その後、同一の粒子に対して、４．８×１０１５イオン／ｃｍ２の照射条件でＧａイオンを照射したところ、かかる粒子の粒子径は小さなものとなり、かつ、かかる粒子の構成成分は、Ｃ２からＭｇへと変化した。その後、同一の粒子に対して、９．６×１０１５イオン／ｃｍ２、及び、２．９×１０１６イオン／ｃｍ２の照射条件でＧａイオンを照射したところ、かかる粒子の粒子径はほとんど変化せず、また、構成成分もＭｇのままであった。 In FIG. 8, attention is paid to particles located substantially in the center of each mapping image.
When Ga particles are irradiated to this particle under irradiation conditions of 4.6 × 10 11 ions / cm 2 , C 2 is contained as a constituent component of the particle from the result shown in the upper diagram. Became clear. Thereafter, when the same particles were irradiated with Ga ions under an irradiation condition of 4.8 × 10 15 ions / cm 2 , the particle diameter of the particles became small, and the constituent components of the particles were C It changed from 2 to Mg. Then, when the same particles were irradiated with Ga ions under irradiation conditions of 9.6 × 10 15 ions / cm 2 and 2.9 × 10 16 ions / cm 2 , the particle diameter of the particles was almost the same. There was no change, and the constituent components remained Mg.

このような知見から、着目していた粒子に最初観察されたＣ２は、Ｍｇから構成されていた微粒子の周囲に存在していた液体成分（具体的には、油成分）であることが明らかとなった。 From such knowledge, it is clear that C 2 first observed in the particles of interest is a liquid component (specifically, an oil component) present around the fine particles composed of Mg. It became.

また、図９は、ある同一の一般環境下に設置された４つの捕集基板３について、それぞれの捕集基板３上に捕集されている微粒子Ｓの粒子径の分布を、集束イオンビームの照射条件を変化させて測定したものである。図９の各グラフにおいて、横軸は、測定された粒子径（単位：μｍ）であり、縦軸は、該当する粒子径の個数（カウント数）である。   FIG. 9 shows the distribution of the particle diameters of the fine particles S collected on each collection substrate 3 for four collection substrates 3 installed in a certain general environment. It was measured by changing the irradiation conditions. In each graph of FIG. 9, the horizontal axis is the measured particle diameter (unit: μm), and the vertical axis is the number of the corresponding particle diameter (count number).

集束イオンビームの照射条件が１×１０１４イオン／ｃｍ２未満である場合には、粒子径０．３μｍ程度の極めて微小な粒子が多く検出されていることがわかる。別途、該当する捕集基板３を観察したところ、これらの極めて微小な粒子は、捕集基板３上に付着していた微小なゴミを誤検出したものであることが明らかとなった。このように、集束イオンビームの照射条件が１×１０１４イオン／ｃｍ２未満である場合には、正確な粒子径の測定を行うことが困難となる。 When the irradiation condition of the focused ion beam is less than 1 × 10 14 ions / cm 2 , it can be seen that many extremely fine particles having a particle diameter of about 0.3 μm are detected. Separately, when the corresponding collection substrate 3 was observed, it was found that these extremely fine particles were erroneously detected as fine dust attached to the collection substrate 3. Thus, when the irradiation condition of the focused ion beam is less than 1 × 10 14 ions / cm 2 , it is difficult to accurately measure the particle diameter.

また、図９左側及び中央のグラフ図に示したように、集束イオンビームの照射条件が１×１０１４イオン／ｃｍ２〜１×１０１７イオン／ｃｍ２の範囲に含まれる場合には、約０．３μｍ〜３μｍの範囲にわたって、微粒子Ｓを検出していることがわかる。 As shown in the left and center graphs of FIG. 9, when the irradiation condition of the focused ion beam is included in the range of 1 × 10 14 ions / cm 2 to 1 × 10 17 ions / cm 2 , about It can be seen that the fine particles S are detected over a range of 0.3 μm to 3 μm.

一方、図９中央のグラフ図と図９左側のグラフ図とを比較すると、左側のグラフ図に対して中央のグラフ図では、３μｍ以上の粒子数はほとんど変化が無いが、３μｍ未満の粒子数が減少している。これは、３μｍ未満の粒径を有する粒子は、集束イオンビーム照射条件が、約５×１０１５イオン／ｃｍ２を越えると、粒子自体が研削（スパッタリング）されるためであると考えられる。集束イオンビームの照射条件が１×１０１７イオン／ｃｍ２を越えた右側のグラフ図では、粒径に依らず粒子数全体が減少している。以上の結果から、好ましい集束イオンビーム照射条件は、粒径が３μｍ未満の粒子に対しては、１×１０１４イオン／ｃｍ２以上９×１０１５イオン／ｃｍ２未満であり、粒径が３μｍ以上の粒子に対しては、９×１０１５イオン／ｃｍ２以上１×１０１７イオン／ｃｍ２未満である。 On the other hand, when the graph in the center of FIG. 9 is compared with the graph in the left side of FIG. 9, the number of particles of 3 μm or more is almost the same in the graph in the center of the left graph, but the number of particles of less than 3 μm Is decreasing. This is considered to be because particles having a particle size of less than 3 μm are ground (sputtered) when the focused ion beam irradiation condition exceeds about 5 × 10 15 ions / cm 2 . In the graph on the right side where the irradiation condition of the focused ion beam exceeds 1 × 10 17 ions / cm 2 , the entire number of particles is reduced regardless of the particle size. From the above results, preferable focused ion beam irradiation conditions are 1 × 10 14 ions / cm 2 or more and less than 9 × 10 15 ions / cm 2 for particles having a particle size of less than 3 μm, and the particle size is 3 μm. For the above particles, it is 9 × 10 15 ions / cm 2 or more and less than 1 × 10 17 ions / cm 2 .

以上のような知見から、１×１０１４イオン／ｃｍ２〜１×１０１７イオン／ｃｍ２に設定することで、微粒子Ｓの損傷を最小限に抑制しつつ、微粒子Ｓの固体成分の周囲を覆っている液体成分を効率的に除去（スパッタリング）可能であり、スパッタリングの前後での粒子径の変化に着目することで、着目している微粒子Ｓの周囲に液体成分が存在しているか否かを容易に判断できることが明らかとなった。 From the above knowledge, by setting to 1 × 10 14 ions / cm 2 to 1 × 10 17 ions / cm 2 , the damage of the fine particles S can be minimized and the surroundings of the solid components of the fine particles S can be avoided. It is possible to efficiently remove (sputtering) the covering liquid component, and whether or not the liquid component exists around the focused fine particle S by paying attention to the change in the particle diameter before and after sputtering. It became clear that can be easily judged.

かかる知見に基づき、本発明者らは、以下で説明するような、データ処理結果に基づく測定装置１００の動作の制御に想到した。   Based on this knowledge, the present inventors have come up with the control of the operation of the measuring apparatus 100 based on the data processing result as described below.

すなわち、図１に示したような粒子分析装置１０を用いて粒子分析を行う場合に、まず、測定装置制御部２０１は、通常のＳＩＭＳ分析に用いられるような、１×１０１４イオン／ｃｍ２未満の照射条件を、集束イオンビーム照射器１０１に設定する。これにより、粒子分析装置１０の測定装置１００は、一般的な二次イオンを利用した粒子径解析を実施するような動作モード（以下では、かかる動作モードのことを、「解析処理モード」ともいう。）に設定されることとなる。このようにして測定された測定データを演算処理装置２００の解析部２２１が解析することで、着目している微粒子のスパッタリング前での粒子径を特定することができる。 That is, when performing particle analysis using the particle analyzer 10 as shown in FIG. 1, first, the measurement device controller 201 is 1 × 10 14 ions / cm 2 as used in normal SIMS analysis. Irradiation conditions below are set in the focused ion beam irradiator 101. Thereby, the measuring apparatus 100 of the particle analyzer 10 performs an operation mode in which a particle size analysis using a general secondary ion is performed (hereinafter, this operation mode is also referred to as an “analysis processing mode”). )). By analyzing the measurement data measured in this way by the analysis unit 221 of the arithmetic processing unit 200, the particle diameter of the focused fine particle before sputtering can be specified.

その後、測定装置制御部２０１は、解析部２２１から出力された、着目している微粒子の粒子径に応じて、１×１０１４イオン／ｃｍ２〜１×１０１７イオン／ｃｍ２の範囲内の照射条件を、集束イオンビーム照射器１０１に設定する。これにより、粒子分析装置１０の測定装置１００は、微粒子Ｓの周囲を覆っている可能性のある液体成分をスパッタリングにより効率良く研削するような動作モード（以下では、かかる動作モードのことを、「研削処理モード」ともいう。）に設定されることとなる。このような動作モードにある集束イオンビーム照射器１０１から集束イオンビームを微粒子Ｓに対して照射することで、微粒子Ｓの周囲に液体成分が存在していた場合に、液体成分が効率良く除去されることとなる。 Thereafter, the measurement device control unit 201 outputs a value within the range of 1 × 10 14 ions / cm 2 to 1 × 10 17 ions / cm 2 according to the particle size of the focused fine particles output from the analysis unit 221. The irradiation condition is set to the focused ion beam irradiator 101. Thereby, the measuring apparatus 100 of the particle analyzer 10 is an operation mode in which a liquid component that may cover the periphery of the fine particles S is efficiently ground by sputtering (hereinafter, this operation mode is referred to as “ Also referred to as “grinding mode”. By irradiating the fine particle S with the focused ion beam from the focused ion beam irradiator 101 in such an operation mode, when the liquid component exists around the fine particle S, the liquid component is efficiently removed. The Rukoto.

続いて、測定装置制御部２０１は、再度、測定装置１００が解析処理モードとなるような照射条件を、集束イオンビーム照射器１０１に設定する。その上で、集束イオンビーム照射器１０１は、上記のようなスパッタリング処理後の微粒子Ｓに対して、集束イオンビームを照射する。このようにして測定された測定データを演算処理装置２００の解析部２２１が解析することで、着目している微粒子のスパッタリング後での粒子径を特定することができる。   Subsequently, the measurement apparatus control unit 201 sets irradiation conditions for the focused ion beam irradiator 101 such that the measurement apparatus 100 enters the analysis processing mode again. In addition, the focused ion beam irradiator 101 irradiates the fine particles S after the sputtering process as described above with a focused ion beam. By analyzing the measurement data measured in this way by the analysis unit 221 of the arithmetic processing device 200, the particle diameter after sputtering of the fine particles of interest can be specified.

このようにして得られた、スパッタリング前後での２種類の粒子径に関する測定データを利用して、図７に示したような粒子径の減少度合いを算出し、得られた結果を閾値判定することで、着目している微粒子Ｓの表面を液体成分が覆っているか否かを、容易に判断することが可能となる。   Using the measurement data relating to the two types of particle sizes before and after sputtering thus obtained, the degree of decrease in the particle size as shown in FIG. 7 is calculated, and the obtained result is subjected to threshold determination. Thus, it is possible to easily determine whether or not the liquid component covers the surface of the focused fine particle S.

着目している微粒子Ｓの表面に液体成分が存在するとの結果が得られた場合、測定装置制御部２０１は、再度、測定装置１００が研削処理モードとなるような照射条件を、集束イオンビーム照射器１０１に設定した上で、所定時間、集束イオンビームを微粒子Ｓに対して照射する。その後、測定装置制御部２０１は、測定装置１００が解析処理モードとなるような照射条件を、集束イオンビーム照射器１０１に設定する。集束イオンビーム照射器１０１は、上記のようなスパッタリング処理後の微粒子Ｓに対して、再度、集束イオンビームを照射する。このようにして測定された測定データを演算処理装置２００の解析部２２１が解析することで、着目している微粒子のスパッタリング後での粒子径を特定することができる。再度実施されたスパッタリングの前後での粒子径の変化度合いに着目することで、再度実施されたスパッタリングにより、液体成分が除去されたか否かを判断することができる。このように、本実施形態に係る粒子分析装置１０では、液体成分が存在していると判断された微粒子Ｓに対して、液体成分が除去されたと判断されるまで、液体成分のスパッタリングと、その後の粒子径の測定処理と、が繰り返されることとなる。   When a result indicating that a liquid component exists on the surface of the focused fine particle S is obtained, the measurement apparatus control unit 201 again sets irradiation conditions such that the measurement apparatus 100 enters the grinding processing mode under the focused ion beam irradiation. After setting to the vessel 101, the focused ion beam is irradiated to the fine particles S for a predetermined time. Thereafter, the measurement apparatus control unit 201 sets irradiation conditions for the focused ion beam irradiator 101 such that the measurement apparatus 100 enters the analysis processing mode. The focused ion beam irradiator 101 irradiates the fine particles S after the sputtering process as described above again with the focused ion beam. By analyzing the measurement data measured in this way by the analysis unit 221 of the arithmetic processing device 200, the particle diameter after sputtering of the fine particles of interest can be specified. By paying attention to the degree of change in the particle diameter before and after the re-performed sputtering, it can be determined whether or not the liquid component has been removed by the re-performed sputtering. As described above, in the particle analyzer 10 according to the present embodiment, the sputtering of the liquid component is performed until it is determined that the liquid component is removed with respect to the fine particles S for which the liquid component is determined to exist. The particle diameter measurement process is repeated.

また、図８に示した知見に基づき、液体成分が除去されたか否かを補助的に検証するために、スパッタリングの前後での構成元素の変化に着目してもよい。   Further, based on the knowledge shown in FIG. 8, in order to verify whether or not the liquid component has been removed, attention may be paid to changes in constituent elements before and after sputtering.

一方、着目している微粒子Ｓの表面に液体成分が存在しないとの結果が得られた場合には、解析部２２１により特定されたスパッタリング後の解析結果を、着目している微粒子の１粒子解析結果として採用すればよい。   On the other hand, when the result that the liquid component does not exist on the surface of the focused fine particle S is obtained, the analysis result after the sputtering specified by the analyzing unit 221 is used as one particle analysis of the focused fine particle. Adopt as a result.

○判断部２２３について
以上説明したような知見に基づき、データ処理部２０５が備える判断部２２３は、着目している微粒子Ｓについて、粒子の表面に液体成分が存在しているか否かを判断する。 About Determination Unit 223 Based on the knowledge described above, the determination unit 223 included in the data processing unit 205 determines whether or not a liquid component is present on the surface of the particle for the focused fine particle S.

かかる判断部２２３は、例えば、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ等により実現されている。判断部２２３は、具体的には、解析部２２１から出力された、スパッタリング前の粒子の粒子径に関する情報と、スパッタリング後の粒子の粒子径に関する情報と、を利用して、スパッタリング前後での粒子径の変化度合いを算出する。その後、判断部２２３は、算出したスパッタリング前後での粒子径の変化度合いを表す数値と、所定の閾値との大小比較を実施する。算出した粒子径の変化度合いが所定の閾値以上であった場合、判断部２２３は、着目している微粒子Ｓの表面に液体成分が存在していると判断する。一方、算出した粒子径の変化度合いが所定の閾値未満であった場合、判断部２２３は、着目している微粒子Ｓの表面に液体成分が存在していないと判断する。   The determination unit 223 is realized by, for example, a CPU, a ROM, a RAM, and the like. Specifically, the determination unit 223 uses the information regarding the particle diameter of the particles before sputtering and the information regarding the particle diameter of the particles after sputtering, which are output from the analysis unit 221, to determine the particles before and after sputtering. The degree of change in diameter is calculated. Thereafter, the determination unit 223 performs a size comparison between a numerical value representing the calculated degree of change in particle diameter before and after sputtering and a predetermined threshold value. When the calculated degree of change in the particle diameter is equal to or greater than a predetermined threshold, the determination unit 223 determines that a liquid component is present on the surface of the focused fine particle S. On the other hand, when the calculated degree of change in the particle diameter is less than the predetermined threshold, the determination unit 223 determines that no liquid component is present on the surface of the focused fine particle S.

着目している微粒子Ｓの表面に液体成分が存在していると判断された場合、かかる微粒子Ｓの表面には、未だ除去されていない液体成分が存在している可能性がある。そこで、判断部２２３は、着目している微粒子Ｓの表面に液体成分が存在している旨の結果を、測定装置制御部２０１へと出力する。かかる結果を受けた測定装置制御部２０１は、測定装置１００を研削処理モードに移行させるための制御を行い、着目している微粒子に対しての研削処理が実施された後に、測定装置１００を解析処理モードに移行させるための制御を行う。再度実施された解析処理モードでの測定データに基づき、解析部２２１により算出された粒子径に基づき、判断部２２３は、再度上記のような判断処理を実施することとなる。   When it is determined that a liquid component is present on the surface of the microparticle S of interest, there is a possibility that a liquid component that has not yet been removed exists on the surface of the microparticle S. Therefore, the determination unit 223 outputs a result indicating that a liquid component is present on the surface of the focused fine particle S to the measurement device control unit 201. Upon receiving such a result, the measurement device control unit 201 performs control for shifting the measurement device 100 to the grinding processing mode, and analyzes the measurement device 100 after the grinding processing is performed on the focused fine particles. Control for shifting to the processing mode is performed. Based on the measurement data in the analysis processing mode performed again, based on the particle diameter calculated by the analysis unit 221, the determination unit 223 performs the above determination processing again.

一方、着目している微粒子Ｓの表面に液体成分が存在していないと判断された場合、判断部２２３は、その旨の結果を、分析結果出力部２０７に出力する。分析結果出力部２０７は、かかる結果を受けて、解析部２２１から出力されたスパッタリング後の解析結果を、着目している微粒子の１粒子解析結果として採用すればよい。   On the other hand, when it is determined that no liquid component is present on the surface of the focused fine particle S, the determination unit 223 outputs a result to that effect to the analysis result output unit 207. In response to the result, the analysis result output unit 207 may adopt the analysis result after sputtering output from the analysis unit 221 as the single particle analysis result of the focused fine particle.

以上、図５〜図９を参照しながら、本実施形態に係るデータ処理部２０５の詳細な構成を説明すると共に、測定装置制御部２０１と互いに連携しながら実施される、データ処理結果に基づく測定装置１００の動作の制御について、詳細に説明した。   As described above, the detailed configuration of the data processing unit 205 according to the present embodiment is described with reference to FIGS. 5 to 9, and the measurement based on the data processing result is performed in cooperation with the measurement device control unit 201. Control of the operation of the apparatus 100 has been described in detail.

以上、本実施形態に係る演算処理装置２００の機能の一例を示した。上記の各構成要素は、汎用的な部材や回路を用いて構成されていてもよいし、各構成要素の機能に特化したハードウェアにより構成されていてもよい。また、各構成要素の機能を、ＣＰＵ等が全て行ってもよい。従って、本実施形態を実施する時々の技術レベルに応じて、適宜、利用する構成を変更することが可能である。   Heretofore, an example of the function of the arithmetic processing apparatus 200 according to the present embodiment has been shown. Each component described above may be configured using a general-purpose member or circuit, or may be configured by hardware specialized for the function of each component. In addition, the CPU or the like may perform all functions of each component. Therefore, it is possible to appropriately change the configuration to be used according to the technical level at the time of carrying out the present embodiment.

なお、上述のような本実施形態に係る演算処理装置の各機能を実現するためのコンピュータプログラムを作製し、パーソナルコンピュータ等に実装することが可能である。また、このようなコンピュータプログラムが格納された、コンピュータで読み取り可能な記録媒体も提供することができる。記録媒体は、例えば、磁気ディスク、光ディスク、光磁気ディスク、フラッシュメモリなどである。また、上記のコンピュータプログラムは、記録媒体を用いずに、例えばネットワークを介して配信してもよい。   A computer program for realizing each function of the arithmetic processing apparatus according to the present embodiment as described above can be produced and installed in a personal computer or the like. In addition, a computer-readable recording medium storing such a computer program can be provided. The recording medium is, for example, a magnetic disk, an optical disk, a magneto-optical disk, a flash memory, or the like. Further, the above computer program may be distributed via a network, for example, without using a recording medium.

＜粒子分析方法の流れについて＞
次に、図１０を参照しながら、本実施形態に係る粒子分析装置１０を用いて実施される、粒子分析方法の流れの一例について、簡単に説明する。図１０は、本実施形態に係る粒子分析方法の流れの一例を示した流れ図である。 <Flow of particle analysis method>
Next, an example of the flow of the particle analysis method performed using the particle analyzer 10 according to the present embodiment will be briefly described with reference to FIG. FIG. 10 is a flowchart showing an example of the flow of the particle analysis method according to the present embodiment.

本実施形態に係る粒子分析方法では、まず、測定装置１００の集束イオンビーム照射器１０１から、解析処理用の照射条件（すなわち、１×１０１４イオン／ｃｍ２未満の照射条件）に設定された集束イオンビームが、分析対象の粒子に対して照射される（ステップＳ１０１）。かかる集束イオンビームに起因して粒子から放出された二次イオンは、測定装置１００の質量分析計等の分析計１０３によって検出され（ステップＳ１０３）、検出結果に対応する測定データは、演算処理装置２００へと出力される。 In the particle analysis method according to the present embodiment, first, the irradiation condition for analysis processing (that is, the irradiation condition of less than 1 × 10 14 ions / cm 2 ) is set from the focused ion beam irradiator 101 of the measurement apparatus 100. The focused ion beam is irradiated to the particles to be analyzed (step S101). The secondary ions emitted from the particles due to the focused ion beam are detected by an analyzer 103 such as a mass spectrometer of the measuring apparatus 100 (step S103), and the measurement data corresponding to the detection result is an arithmetic processing unit. 200 is output.

演算処理装置２００の解析部２２１は、測定装置１００から出力された（解析処理モードでの）測定データを利用して、分析対象の粒子の粒子径を解析し（ステップＳ１０５）、得られた結果を、測定装置制御部２０１、判断部２２３及び分析結果出力部２０７に出力する。   The analysis unit 221 of the arithmetic processing device 200 uses the measurement data (in the analysis processing mode) output from the measurement device 100 to analyze the particle size of the particles to be analyzed (step S105), and the obtained result Are output to the measurement device control unit 201, the determination unit 223, and the analysis result output unit 207.

一方、解析処理モードでの測定が終了すると、測定装置制御部２０１は、測定装置１００の集束イオンビーム照射器１０１を、解析部２２１から出力された粒子径に関する情報に基づき、スパッタリング用の照射条件（すなわち、１×１０１４イオン／ｃｍ２〜１×１０１７イオン／ｃｍ２の照射条件）に設定する。その後、測定装置１００の集束イオンビーム照射器１０１から、スパッタリング用の照射条件に設定された集束イオンビームが、分析対象の粒子に対して照射される（ステップＳ１０７）。 On the other hand, when the measurement in the analysis processing mode is completed, the measurement apparatus control unit 201 causes the focused ion beam irradiator 101 of the measurement apparatus 100 to perform irradiation conditions for sputtering based on the information regarding the particle diameter output from the analysis unit 221. (That is, irradiation conditions of 1 × 10 14 ions / cm 2 to 1 × 10 17 ions / cm 2 ). Then, the focused ion beam set to the irradiation conditions for sputtering is irradiated from the focused ion beam irradiator 101 of the measuring apparatus 100 to the particles to be analyzed (step S107).

その後、測定装置制御部２０１は、測定装置１００の集束イオンビーム照射器１０１を、解析部２２１から出力された粒子径に関する情報に基づき、解析処理用の照射条件に設定する。その後、測定装置１００の集束イオンビーム照射器１０１から、解析処理用の照射条件に設定された集束イオンビームが、分析対象の粒子に対して照射される（ステップＳ１０９）。かかる集束イオンビームに起因して粒子から放出された二次イオンは、測定装置１００の質量分析計等の分析計１０３によって検出され（ステップＳ１１１）、検出結果に対応する測定データは、演算処理装置２００へと出力される。   Thereafter, the measurement device control unit 201 sets the focused ion beam irradiator 101 of the measurement device 100 to the irradiation condition for analysis processing based on the information regarding the particle diameter output from the analysis unit 221. Thereafter, the focused ion beam set in the irradiation condition for analysis processing is irradiated from the focused ion beam irradiator 101 of the measuring apparatus 100 to the particles to be analyzed (step S109). The secondary ions emitted from the particles due to the focused ion beam are detected by an analyzer 103 such as a mass spectrometer of the measuring apparatus 100 (step S111), and the measurement data corresponding to the detection result is an arithmetic processing unit. 200 is output.

演算処理装置２００の解析部２２１は、測定装置１００から出力された（解析処理モードでの）測定データを利用して、スパッタリング後の分析対象の粒子の粒子径を解析し（ステップＳ１１３）、得られた結果を、測定装置制御部２０１、判断部２２３及び分析結果出力部２０７に出力する。   The analysis unit 221 of the arithmetic processing device 200 analyzes the particle diameter of the particles to be analyzed after sputtering using the measurement data (in the analysis processing mode) output from the measurement device 100 (step S113). The obtained result is output to the measurement device control unit 201, the determination unit 223, and the analysis result output unit 207.

演算処理装置２００の判断部２２３は、スパッタリング前後における粒子径に関する情報を利用して、スパッタリング前後での粒子径の変化度合いを算出する。その後、判断部２２３は、スパッタリング前後での粒子径の変化に基づき、粒子表面における液体の有無を判断する（ステップＳ１１５）。   The determination unit 223 of the arithmetic processing device 200 calculates the degree of change in particle diameter before and after sputtering using information on the particle diameter before and after sputtering. Thereafter, the determination unit 223 determines the presence or absence of a liquid on the particle surface based on the change in the particle diameter before and after sputtering (step S115).

具体的には、判断部２２３は、粒子径の変化の度合いが所定の閾値以上であった場合（ステップＳ１１７−ＹＥＳ側）、着目している粒子の表面に液体が存在していると判断する。その後、判断部２２３は、その旨を測定装置制御部２０１及び分析結果出力部２０７へと出力する。測定装置制御部２０１は、かかる通知を受けて、ステップＳ１０７に戻って処理を継続する。   Specifically, the determination unit 223 determines that the liquid exists on the surface of the focused particle when the degree of change in the particle diameter is equal to or greater than a predetermined threshold (step S117—YES side). . Thereafter, the determination unit 223 outputs the fact to the measurement device control unit 201 and the analysis result output unit 207. Upon receiving such notification, the measuring apparatus control unit 201 returns to step S107 and continues the process.

一方、判断部２２３は、粒子径の変化の度合いが所定の閾値未満であった場合（ステップＳ１１７−ＮＯ側）、着目している粒子の表面に液体が存在していないと判断する。その後、判断部２２３は、その旨を測定装置制御部２０１及び分析結果出力部２０７へと出力する。測定装置制御部２０１は、着目している粒子の表面に液体が存在していない旨の通知を受けると、解析部２２１と連携しながらＳＩＭＳ分析を実施して、スパッタリング後の測定データを利用して、分析対象の粒子の構造（例えば、構成元素や濃度等）を解析する（ステップＳ１１９）。   On the other hand, when the degree of change in the particle diameter is less than the predetermined threshold (step S117—NO side), the determination unit 223 determines that no liquid exists on the surface of the focused particle. Thereafter, the determination unit 223 outputs the fact to the measurement device control unit 201 and the analysis result output unit 207. When the measurement device control unit 201 receives a notification that there is no liquid on the surface of the particle of interest, the measurement device control unit 201 performs SIMS analysis in cooperation with the analysis unit 221 and uses measurement data after sputtering. Then, the structure (for example, constituent elements and concentration) of the particles to be analyzed is analyzed (step S119).

このようにして、着目している１つの微粒子に関する１粒子解析が終了すると、新たな微粒子に対して、再度上記のような流れに則して、１粒子解析が実施される。   In this way, when the single particle analysis on one focused fine particle is completed, the single particle analysis is performed again on the new fine particle in accordance with the above flow.

以上、図１０を参照しながら、本実施形態に係る粒子分析装置１０を用いて実施される、粒子分析方法の流れの一例について、簡単に説明した。   Heretofore, an example of the flow of the particle analysis method performed using the particle analysis apparatus 10 according to the present embodiment has been briefly described with reference to FIG.

（ハードウェア構成について）
次に、図１１を参照しながら、本発明の実施形態に係る演算処理装置２００のハードウェア構成について、詳細に説明する。図１１は、本発明の実施形態に係る演算処理装置２００のハードウェア構成を説明するためのブロック図である。 (About hardware configuration)
Next, the hardware configuration of the arithmetic processing device 200 according to the embodiment of the present invention will be described in detail with reference to FIG. FIG. 11 is a block diagram for explaining a hardware configuration of the arithmetic processing device 200 according to the embodiment of the present invention.

演算処理装置２００は、主に、ＣＰＵ９０１と、ＲＯＭ９０３と、ＲＡＭ９０５と、を備える。また、演算処理装置２００は、更に、バス９０７と、入力装置９０９と、出力装置９１１と、ストレージ装置９１３と、ドライブ９１５と、接続ポート９１７と、通信装置９１９とを備える。   The arithmetic processing device 200 mainly includes a CPU 901, a ROM 903, and a RAM 905. The arithmetic processing device 200 further includes a bus 907, an input device 909, an output device 911, a storage device 913, a drive 915, a connection port 917, and a communication device 919.

ＣＰＵ９０１は、演算処理装置及び制御装置として機能し、ＲＯＭ９０３、ＲＡＭ９０５、ストレージ装置９１３、又はリムーバブル記録媒体９２１に記録された各種プログラムに従って、演算処理装置２００内の動作全般又はその一部を制御する。ＲＯＭ９０３は、ＣＰＵ９０１が使用するプログラムや演算パラメータ等を記憶する。ＲＡＭ９０５は、ＣＰＵ９０１が使用するプログラムや、プログラムの実行において適宜変化するパラメータ等を一次記憶する。これらはＣＰＵバス等の内部バスにより構成されるバス９０７により相互に接続されている。   The CPU 901 functions as an arithmetic processing device and a control device, and controls all or a part of the operation in the arithmetic processing device 200 according to various programs recorded in the ROM 903, the RAM 905, the storage device 913, or the removable recording medium 921. The ROM 903 stores programs used by the CPU 901, calculation parameters, and the like. The RAM 905 primarily stores programs used by the CPU 901, parameters that change as appropriate during execution of the programs, and the like. These are connected to each other by a bus 907 constituted by an internal bus such as a CPU bus.

バス９０７は、ブリッジを介して、ＰＣＩ（Ｐｅｒｉｐｈｅｒａｌ Ｃｏｍｐｏｎｅｎｔ Ｉｎｔｅｒｃｏｎｎｅｃｔ／Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ）バスなどの外部バスに接続されている。   The bus 907 is connected to an external bus such as a PCI (Peripheral Component Interconnect / Interface) bus via a bridge.

入力装置９０９は、例えば、マウス、キーボード、タッチパネル、ボタン、スイッチ及びレバーなどユーザが操作する操作手段である。また、入力装置９０９は、例えば、赤外線やその他の電波を利用したリモートコントロール手段（いわゆる、リモコン）であってもよいし、演算処理装置２００の操作に対応したＰＤＡ等の外部接続機器９２３であってもよい。更に、入力装置９０９は、例えば、上記の操作手段を用いてユーザにより入力された情報に基づいて入力信号を生成し、ＣＰＵ９０１に出力する入力制御回路などから構成されている。ユーザは、この入力装置９０９を操作することにより、演算処理装置２００に対して各種のデータを入力したり処理動作を指示したりすることができる。   The input device 909 is an operation unit operated by the user, such as a mouse, a keyboard, a touch panel, a button, a switch, and a lever. The input device 909 may be, for example, remote control means (so-called remote control) using infrared rays or other radio waves, or may be an external connection device 923 such as a PDA corresponding to the operation of the arithmetic processing device 200. May be. Furthermore, the input device 909 includes, for example, an input control circuit that generates an input signal based on information input by a user using the operation unit and outputs the input signal to the CPU 901. By operating the input device 909, the user can input various data or instruct processing operations to the arithmetic processing device 200.

出力装置９１１は、取得した情報をユーザに対して視覚的又は聴覚的に通知することが可能な装置で構成される。このような装置として、ＣＲＴディスプレイ装置、液晶ディスプレイ装置、プラズマディスプレイ装置、ＥＬディスプレイ装置及びランプなどの表示装置や、スピーカ及びヘッドホンなどの音声出力装置や、プリンタ装置、携帯電話、ファクシミリなどがある。出力装置９１１は、例えば、演算処理装置２００が行った各種処理により得られた結果を出力する。具体的には、表示装置は、演算処理装置２００が行った各種処理により得られた結果を、テキスト又はイメージで表示する。他方、音声出力装置は、再生された音声データや音響データ等からなるオーディオ信号をアナログ信号に変換して出力する。   The output device 911 is configured by a device capable of visually or audibly notifying acquired information to the user. Such devices include display devices such as CRT display devices, liquid crystal display devices, plasma display devices, EL display devices and lamps, audio output devices such as speakers and headphones, printer devices, mobile phones, and facsimiles. The output device 911 outputs results obtained by various processes performed by the arithmetic processing device 200, for example. Specifically, the display device displays the results obtained by various processes performed by the arithmetic processing device 200 as text or images. On the other hand, the audio output device converts an audio signal composed of reproduced audio data, acoustic data, and the like into an analog signal and outputs the analog signal.

ストレージ装置９１３は、演算処理装置２００の記憶部の一例として構成されたデータ格納用の装置である。ストレージ装置９１３は、例えば、ＨＤＤ（Ｈａｒｄ Ｄｉｓｋ Ｄｒｉｖｅ）等の磁気記憶部デバイス、半導体記憶デバイス、光記憶デバイス、又は光磁気記憶デバイス等により構成される。このストレージ装置９１３は、ＣＰＵ９０１が実行するプログラムや各種データ、及び外部から取得した各種のデータなどを格納する。   The storage device 913 is a data storage device configured as an example of a storage unit of the arithmetic processing device 200. The storage device 913 includes, for example, a magnetic storage device such as an HDD (Hard Disk Drive), a semiconductor storage device, an optical storage device, or a magneto-optical storage device. The storage device 913 stores programs executed by the CPU 901, various data, various data acquired from the outside, and the like.

ドライブ９１５は、記録媒体用リーダライタであり、演算処理装置２００に内蔵、あるいは外付けされる。ドライブ９１５は、装着されている磁気ディスク、光ディスク、光磁気ディスク、又は半導体メモリ等のリムーバブル記録媒体９２１に記録されている情報を読み出して、ＲＡＭ９０５に出力する。また、ドライブ９１５は、装着されている磁気ディスク、光ディスク、光磁気ディスク、又は半導体メモリ等のリムーバブル記録媒体９２１に記録を書き込むことも可能である。リムーバブル記録媒体９２１は、例えば、ＣＤメディア、ＤＶＤメディア、Ｂｌｕ−ｒａｙ（登録商標）メディア等である。また、リムーバブル記録媒体９２１は、コンパクトフラッシュ（登録商標）（ＣｏｍｐａｃｔＦｌａｓｈ：ＣＦ）、フラッシュメモリ、又は、ＳＤメモリカード（Ｓｅｃｕｒｅ Ｄｉｇｉｔａｌ ｍｅｍｏｒｙ ｃａｒｄ）等であってもよい。また、リムーバブル記録媒体９２１は、例えば、非接触型ＩＣチップを搭載したＩＣカード（Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ ｃａｒｄ）又は電子機器等であってもよい。   The drive 915 is a recording medium reader / writer, and is built in or externally attached to the arithmetic processing unit 200. The drive 915 reads information recorded on a removable recording medium 921 such as a mounted magnetic disk, optical disk, magneto-optical disk, or semiconductor memory, and outputs the information to the RAM 905. The drive 915 can also write a record on a removable recording medium 921 such as a magnetic disk, an optical disk, a magneto-optical disk, or a semiconductor memory. The removable recording medium 921 is, for example, a CD medium, a DVD medium, a Blu-ray (registered trademark) medium, or the like. Further, the removable recording medium 921 may be a compact flash (registered trademark) (CompactFlash: CF), a flash memory, an SD memory card (Secure Digital memory card), or the like. Further, the removable recording medium 921 may be, for example, an IC card (Integrated Circuit card) on which a non-contact type IC chip is mounted, an electronic device, or the like.

接続ポート９１７は、機器を演算処理装置２００に直接接続するためのポートである。接続ポート９１７の一例として、ＵＳＢ（Ｕｎｉｖｅｒｓａｌ Ｓｅｒｉａｌ Ｂｕｓ）ポート、ＩＥＥＥ１３９４ポート、ＳＣＳＩ（Ｓｍａｌｌ Ｃｏｍｐｕｔｅｒ Ｓｙｓｔｅｍ Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ）ポート、ＲＳ−２３２Ｃポート等がある。この接続ポート９１７に外部接続機器９２３を接続することで、演算処理装置２００は、外部接続機器９２３から直接各種のデータを取得したり、外部接続機器９２３に各種のデータを提供したりする。   The connection port 917 is a port for directly connecting a device to the arithmetic processing device 200. Examples of the connection port 917 include a USB (Universal Serial Bus) port, an IEEE 1394 port, a SCSI (Small Computer System Interface) port, and an RS-232C port. By connecting the external connection device 923 to the connection port 917, the arithmetic processing apparatus 200 acquires various data directly from the external connection device 923 or provides various data to the external connection device 923.

通信装置９１９は、例えば、通信網９２５に接続するための通信デバイス等で構成された通信インターフェースである。通信装置９１９は、例えば、有線もしくは無線ＬＡＮ（Ｌｏｃａｌ Ａｒｅａ Ｎｅｔｗｏｒｋ）、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）、又はＷＵＳＢ（Ｗｉｒｅｌｅｓｓ ＵＳＢ）用の通信カード等である。また、通信装置９１９は、光通信用のルータ、ＡＤＳＬ（Ａｓｙｍｍｅｔｒｉｃ Ｄｉｇｉｔａｌ Ｓｕｂｓｃｒｉｂｅｒ Ｌｉｎｅ）用のルータ、又は、各種通信用のモデム等であってもよい。この通信装置９１９は、例えば、インターネットや他の通信機器との間で、例えばＴＣＰ／ＩＰ等の所定のプロトコルに則して信号等を送受信することができる。また、通信装置９１９に接続される通信網９２５は、有線又は無線によって接続されたネットワーク等により構成され、例えば、インターネット、家庭内ＬＡＮ、社内ＬＡＮ、赤外線通信、ラジオ波通信又は衛星通信等であってもよい。   The communication device 919 is a communication interface configured with, for example, a communication device for connecting to the communication network 925. The communication device 919 is, for example, a communication card for wired or wireless LAN (Local Area Network), Bluetooth (registered trademark), or WUSB (Wireless USB). The communication device 919 may be a router for optical communication, a router for ADSL (Asymmetric Digital Subscriber Line), or a modem for various communication. The communication device 919 can transmit and receive signals and the like according to a predetermined protocol such as TCP / IP, for example, with the Internet and other communication devices. In addition, the communication network 925 connected to the communication device 919 is configured by a wired or wireless network, for example, the Internet, a home LAN, an in-house LAN, infrared communication, radio wave communication, satellite communication, or the like. May be.

以上、本発明の実施形態に係る演算処理装置２００の機能を実現可能なハードウェア構成の一例を示した。上記の各構成要素は、汎用的な部材を用いて構成されていてもよいし、各構成要素の機能に特化したハードウェアにより構成されていてもよい。従って、本実施形態を実施する時々の技術レベルに応じて、適宜、利用するハードウェア構成を変更することが可能である。   Heretofore, an example of the hardware configuration capable of realizing the function of the arithmetic processing device 200 according to the embodiment of the present invention has been shown. Each component described above may be configured using a general-purpose member, or may be configured by hardware specialized for the function of each component. Therefore, it is possible to change the hardware configuration to be used as appropriate according to the technical level at the time of carrying out this embodiment.

以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について詳細に説明したが、本発明はかかる例に限定されない。本発明の属する技術の分野における通常の知識を有する者であれば、特許請求の範囲に記載された技術的思想の範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、これらについても、当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。   The preferred embodiments of the present invention have been described in detail above with reference to the accompanying drawings, but the present invention is not limited to such examples. It is obvious that a person having ordinary knowledge in the technical field to which the present invention pertains can come up with various changes or modifications within the scope of the technical idea described in the claims. Of course, it is understood that these also belong to the technical scope of the present invention.

１０ 粒子分析装置
１００ 測定装置
１０１ 集束イオンビーム照射器
１０３ 分析計
１０５ 電子ビーム照射器
１０７ 二次電子検出器
２００ 演算処理装置
２０１ 測定装置制御部
２０３ データ取得部
２０５ データ処理部
２０７ 分析結果出力部
２０９ 表示制御部
２１１ 記憶部
２２１ 解析部
２２３ 判断部

DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Particle analyzer 100 Measuring apparatus 101 Focused ion beam irradiator 103 Analyzer 105 Electron beam irradiator 107 Secondary electron detector 200 Arithmetic processing apparatus 201 Measuring apparatus control part 203 Data acquisition part 205 Data processing part 207 Analysis result output part 209 Display control unit 211 Storage unit 221 Analysis unit 223 Determination unit

Claims (7)

測定対象物に対して集束イオンビームを照射する集束イオンビーム照射器と、集束イオンビームが前記測定対象物に照射されることで当該測定対象物から放出される二次イオンを検出する分析計と、を有する測定装置を用いて、粒子の分析を行う粒子分析方法であって、
前記測定対象物は、所定の基板上に予め分級された、平均粒子径が３μｍ以下の粒子であり、
一次イオンの照射条件が１×１０１４イオン／ｃｍ２〜１×１０１７イオン／ｃｍ２に設定された前記集束イオンビームを、前記粒子のそれぞれに対して照射し、当該集束イオンビームにより前記粒子のそれぞれの表面を研削する研削ステップと、
前記研削ステップの前後で実施され、前記粒子のそれぞれに対して、一次イオンの照射条件が１×１０１４イオン／ｃｍ２未満に設定された前記集束イオンビームを照射して、前記粒子のそれぞれから放出される二次イオンを検出し、前記粒子のそれぞれについて、粒子の粒子径に関する情報を少なくとも含む前記粒子の構造を解析する解析ステップと、
前記研削ステップの前後での前記粒子の構造に関する解析結果に基づいて、前記粒子のそれぞれについて、粒子の表面における液体の存在の有無を判断する判断ステップと、
を含み、
前記判断ステップにおいて前記液体が存在していると判断された前記粒子に対して、前記研削ステップと、当該研削ステップ後における前記解析ステップと、を再度実施する、粒子分析方法。 A focused ion beam irradiator that irradiates a measurement target with a focused ion beam; and an analyzer that detects secondary ions emitted from the measurement target by irradiating the measurement target with the focused ion beam. A particle analysis method for analyzing particles using a measuring device having
The measurement object is particles classified in advance on a predetermined substrate and having an average particle diameter of 3 μm or less,
Irradiation conditions of primary ions are set to 1 × 10 14 ions / cm 2 to 1 × 10 17 ions / cm 2 , the focused ion beam is irradiated to each of the particles, and the particles are generated by the focused ion beam. A grinding step to grind each surface of the
Performing before and after the grinding step, irradiating each of the particles with the focused ion beam whose primary ion irradiation condition is set to less than 1 × 10 14 ions / cm 2 , An analysis step of detecting the released secondary ions and analyzing, for each of the particles, the structure of the particle including at least information about the particle size of the particle;
A determination step for determining the presence or absence of liquid on the surface of the particles for each of the particles, based on the analysis results regarding the structure of the particles before and after the grinding step;
Including
A particle analysis method in which the grinding step and the analysis step after the grinding step are performed again on the particles for which the liquid is determined to be present in the determination step. 前記研削ステップでは、前記粒子の粒子径に応じて、前記一次イオンの照射条件が制御される、請求項１に記載の粒子分析方法。   The particle analysis method according to claim 1, wherein in the grinding step, irradiation conditions of the primary ions are controlled according to a particle diameter of the particles. 前記研削ステップでは、
粒子径が３μｍ未満の前記粒子を研削する際には、前記照射条件として、１×１０１４イオン／ｃｍ２〜９×１０１５イオン／ｃｍ２が設定され、
粒子径が３μｍ以上の前記粒子を研削する際には、前記照射条件として、９×１０１５イオン／ｃｍ２〜１×１０１７イオン／ｃｍ２が設定される、請求項２に記載の粒子分析方法。 In the grinding step,
When grinding the particles having a particle diameter of less than 3 μm, 1 × 10 14 ions / cm 2 to 9 × 10 15 ions / cm 2 are set as the irradiation conditions.
3. The particle analysis according to claim 2, wherein when the particles having a particle diameter of 3 μm or more are ground, 9 × 10 15 ions / cm 2 to 1 × 10 17 ions / cm 2 are set as the irradiation conditions. Method. 前記判断ステップでは、着目している前記粒子について、前記研削ステップの前後での前記粒子径の減少の度合いが所定の閾値以上であった場合に、前記着目している粒子の表面に液体が存在していると判断される、請求項１〜３の何れか１項に記載の粒子分析方法。   In the determination step, when the degree of decrease in the particle diameter before and after the grinding step is greater than or equal to a predetermined threshold, liquid exists on the surface of the particle of interest. The particle analysis method according to claim 1, wherein the particle analysis method is determined to be performed. 前記分析計は、前記粒子から放出された二次イオンの質量を分析する質量分析計であり、
前記解析ステップでは、
前記質量分析計における前記二次イオンの検出位置の二次元分布を利用して、前記粒子の粒子径が解析され、
前記質量分析計における前記二次イオンの質量に基づいて、前記粒子の構成元素が特定される、請求項１〜４の何れか１項に記載の粒子分析方法。 The analyzer is a mass spectrometer that analyzes the mass of secondary ions released from the particles,
In the analysis step,
Using the two-dimensional distribution of the detection positions of the secondary ions in the mass spectrometer, the particle diameter of the particles is analyzed,
The particle analysis method according to any one of claims 1 to 4, wherein a constituent element of the particle is specified based on a mass of the secondary ion in the mass spectrometer. 前記質量分析計の質量分解能は、５００以上である、請求項５に記載の粒子分析方法。   The particle analysis method according to claim 5, wherein the mass spectrometer has a mass resolution of 500 or more. 測定対象物に対して集束イオンビームを照射する集束イオンビーム照射器、及び、集束イオンビームが前記測定対象物に照射されることで当該測定対象物から放出される二次イオンを検出する分析計を少なくとも有する測定装置と、
前記測定装置を制御するとともに、前記分析計による検出結果を利用して前記測定対象物の構造を解析する演算処理装置と、
を備え、
前記測定対象物は、所定の基板上に予め分級された、平均粒子径が３μｍ以下の粒子であり、
前記演算処理装置は、
前記集束イオンビーム照射器における一次イオンの照射条件を１×１０１４イオン／ｃｍ２〜１×１０１７イオン／ｃｍ２に設定することで、前記測定装置を、前記粒子のそれぞれの表面を研削する研削処理モードに設定し、一次イオンの照射条件を１×１０１４イオン／ｃｍ２未満に設定することで、前記測定装置を、前記粒子のそれぞれについて、粒子の粒子径に関する情報を少なくとも含む前記粒子の構造を解析する解析処理モードに設定する測定装置制御部と、
前記解析処理モードに設定された前記測定装置における前記分析計での検出結果を利用して、前記粒子の構造を解析する解析部と、
前記解析部による解析結果に基づき、前記粒子のそれぞれについて、粒子の表面における液体の存在の有無を判断する判断部と、
を有し、
前記測定装置制御部は、前記測定装置に対して、前記研削処理モードにおける研削の前後に前記解析処理モードにおける測定を実施させ、
前記判断部は、前記研削処理モードの前後での前記粒子の構造に関する解析結果に基づいて、前記粒子のそれぞれについて、粒子の表面における液体の存在の有無を判断し、
前記測定装置制御部は、前記液体が存在していると判断された前記粒子に対して、前記研削処理モードにおける研削と、前記解析処理モードにおける測定と、を再度実施させる、粒子分析装置。
A focused ion beam irradiator that irradiates a measurement target with a focused ion beam, and an analyzer that detects secondary ions emitted from the measurement target by irradiating the measurement target with the focused ion beam A measuring device having at least
An arithmetic processing unit that controls the measurement device and analyzes the structure of the measurement object using a detection result by the analyzer;
With
The measurement object is particles classified in advance on a predetermined substrate and having an average particle diameter of 3 μm or less,
The arithmetic processing unit includes:
By setting the irradiation condition of primary ions in the focused ion beam irradiator to 1 × 10 14 ions / cm 2 to 1 × 10 17 ions / cm 2 , the measuring device grinds the surface of each of the particles. By setting the grinding treatment mode and setting the irradiation condition of primary ions to less than 1 × 10 14 ions / cm 2 , the measurement apparatus can measure the particles including at least information on the particle diameter of each particle. A measurement device control unit for setting the analysis processing mode for analyzing the structure of
An analysis unit that analyzes the structure of the particles using a detection result of the analyzer in the measurement apparatus set to the analysis processing mode;
Based on the analysis result by the analysis unit, for each of the particles, a determination unit that determines the presence or absence of liquid on the surface of the particle;
Have
The measurement device controller causes the measurement device to perform measurement in the analysis processing mode before and after grinding in the grinding processing mode,
The determination unit determines the presence or absence of liquid on the surface of the particle for each of the particles based on the analysis result regarding the structure of the particle before and after the grinding processing mode,
The measurement apparatus control unit is configured to cause the particles determined to contain the liquid to perform grinding in the grinding process mode and measurement in the analysis process mode again.
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