JPH07128259A - X線マッピング分析方法 - Google Patents

X線マッピング分析方法

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JPH07128259A
JPH07128259A JP5272607A JP27260793A JPH07128259A JP H07128259 A JPH07128259 A JP H07128259A JP 5272607 A JP5272607 A JP 5272607A JP 27260793 A JP27260793 A JP 27260793A JP H07128259 A JPH07128259 A JP H07128259A
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清 長谷川
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 1次ビームの寸法より細かい分解能で、元素
境界を検出する。 【構成】 X線を励起する1次ビーム3〜6の幅よりも
細かい送りで、試料ステージを格子状にスキャンし、各
点でのX線強度を値とした第1・第2マッピングデータ
を作成する。1次ビームの形状と寸法を、マッピングデ
ータの寸法に換算し、ビームが照射される部分12を1
の値、照射されない部分11を0の値とするビームテン
プレート10を作成する。強度分布8から、バックグラ
ウンド強度9をしきい値とし、第1マッピングデータの
値がしきい値を下回る場所で、第2マッピングデータと
ビームテンプレートとを重ねる。ビームテンプレートの
値が1の部分の第2マッピングデータを0に書き換え
る。これを全測定点で行うことで、第2マッピングデー
タに本来の境界線1に近いデータを得る。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、試料に電子線やX線等
を照射し、試料から励起されるX線を検出して元素の分
布状態を調査する、X線マッピング分析方法に関するも
のである。
【0002】
【従来の技術】従来は、測定試料に照射する電子線やX
線等の1次ビームの寸法に対し、より細かい分解能で元
素の境界を検出することはできず、検出した結果をその
ままマッピングデータとし、X線強度のしきい値を設定
し、その強度以下のデータを単純に削除することで、マ
ッピングデータを出力していた。
【0003】
【発明の解決しようとする課題】しかし、従来の方法で
は、図1の断面7でのX線強度分布8に示すように、本
来の元素境界である1を検出するようなしきい値は得る
ことができず、状況によっては試料の境界1の中にも境
界線が発生してしまうような問題を有していた。
【0004】
【課題を解決するための手段】本発明は、X線を励起さ
せる1次ビームの、形状と寸法を認識できるX線マッピ
ング装置において、 1.1次ビームの寸法よりも細かい送りで、試料ステー
ジを格子状にスキャンさせ、各位置において着目元素の
X線強度を検出する。
【0005】2.X線強度を値とし、測定位置を行列に
配置した同じ2次元配列データを2つ作成し、第1・第
2のマッピングデータとする。 3.1次ビームの形状と寸法を、マッピングデータの寸
法に換算し、1次ビームを内包する矩形での、2次元配
列のビームテンプレートを作成する。ビームテンプレー
トの中は、1次ビームが照射される部分を1、照射され
ない部分を0とする。
【0006】4.第1マッピングデータでの強度分布か
ら、着目元素のバックグラウンド強度を認識し、その値
を着目元素検出のしきい値とする。 5.第1マッピングデータのX線強度がしきい値を下回
った場所で、第1マッピングデータとビームテンプレー
トとを重ね合わせ、ビームテンプレートの値が1の部分
と重なった第2マッピングデータを0に書き換え、これ
を全測定点で行う。
【0007】以上の手順によって、第2マッピングデー
タには、1次ビームの寸法より細かい分解能で着目元素
の境界を検出できる。
【0008】
【作用】上記のような動作を行うX線マッピング装置に
おいては、1次ビームの寸法よりも細かく試料ステージ
を動作させ、1次ビームが着目元素の境界の外側から境
界内に移動した場合、1次ビームの端と境界線が重なっ
た時点で、わずかながらでも着目元素のX線を検出でき
る。この時、1次ビームの中心はまだ境界内には達して
おらず、1次ビームの中心は、ビーム幅の約2分の1だ
け外側にあると言える。この時、1次ビームの形状と寸
法がわかっていれば、本来の境界がどこにあるのかを認
識することができる。1次ビームの形状と寸法を、マッ
ピングデータの寸法に換算し、1次ビームが照射される
範囲を定義するためのビームテンプレートを作成する。
ビームテンプレートは、1次ビーム照射範囲内には1の
値、それ以外は0の値を設定する。0を設定した部分は
1次ビームが照射されず、その位置の情報がないという
ことを現す。着目元素のX線を検出できなかった計測場
所では、ビームテンプレート内の1の領域に着目元素が
存在しないことになり、この領域とマッピングデータが
重なる場所のマッピングデータを0に置き換えることが
できる。
【0009】以上の手順によって、着目元素の境界検出
において、分解能を1次ビームの寸法より小さくするこ
とができる。
【0010】
【実施例】以下に、この発明の実施例を図に基づいて説
明する。 実施例1 図3に本願発明に用いられるX線マッピング装置の一例
を示す。装置制御部にコントロールされる1次ビーム発
生部から1次ビームを試料25に照射し試料ステージ2
4を前後左右にスキャンする。図1において、着目元素
1を含む領域で、1次ビーム3〜6にX線を使用し、1
次X線ビームの幅よりも細かい送りで、試料ステージを
格子状にスキャンさせ、各位置において着目元素のX線
強度を検出する。格子状にスキャンさせるとは、左上隅
から右へ移動し、端まで到達したら、一段下がり再度左
から右へスキャンし、これを繰り返すといったふうにす
る。
【0011】X線強度を値とし、測定位置を行列に配置
した同じ2次元配列データを2つ作成し第1・第2のマ
ッピングデータとする。2次元配列データとは、位置情
報を行・列に配置し、各測定位置の強度データを値とす
る情報群のことである。例えば以下のようなデータであ
る。
【0012】 Data [0] [0] : 左から1 番目、上から1 番目の強度 Data [0] [1] : 左から2 番目、上から1 番目の強度 ・ ・ Data [0] [1] : 左から1 番目、上から2 番目の強度 一方、感光フィルムなどを使用して得た、1次ビームの
形状と寸法を、マッピングデータの寸法に換算する。こ
のために図2に示すように、1次ビームを内包する矩形
での、2次元配列のビームテンプレート10を作成す
る。ビームテンプレート10の中は、1次ビームが照射
される部分12を1の値とし、照射されない部分11を
0の値とする。ビームテンプレートの詳細を図4に示
す。1次ビームが照射される部分を1(黒)、照射され
ない部分を0(白)とした、ビーム形状と寸法が表され
ている。ビーム形状が、真円で直径100μmであった
すると、マッピングデータが、水平垂直共に10μmの
送りで計測を行った場合、10×10の格子(100μ
mの円を内包する矩形)を作成し、1/0のデータを埋
め込む。その結果をビームテンプレートとする。感光フ
ィルムを使用してのビームテンプレートの作成は以下の
ようにする。
【0013】1次ビームを感光フィルムに照射し、感
光させる。 感光フィルムに、格子の線を引き1/0を認識する。 格子の数と各格子の寸法を認識する。 図1における第1マッピングデータでの強度分布8か
ら、着目元素を検出するX線強度のしきい値を決定す
る。通常は、バックグラウンド強度9をしきい値とす
る。
【0014】第1マッピングデータのX線強度がしきい
値を下回った場所で、第2マッピングデータとビームテ
ンプレートとを重ね合わせ、ビームテンプレートの値が
1の部分と重なった第2マッピングデータを0に書き換
え、これを全測定点で行う。以上の事を図5を用いて説
明する。1次元のデータで、本処理を行う例を述べる。
ビームは、真円と仮定する。図5において母材50上に
置かれた着目元素1を左から右方向へスキャンして測定
を行った場合、ビーム中心位置と検出X線強度の関係
は、以下のようになる。1次ビームは点ではないので、
1次マッピングデータの検出X線強度が図に示されるよ
うに着目元素1と母材50との境界において、離散的に
値がきりかわらないので明確に着目元素の境界を認識で
きない。
【0015】ところで、図5におけるように1次ビーム
が着目元素にかかる直前の状態においては、検出X線強
度はバックグラウンド強度(母材に1次ビームを照射し
た時の検出X線強度)と一致する。この時1次ビームは
まだ着目元素にかかっていないのだから1次ビーム幅す
なわちビームテンプレート幅に一致する部分をバックグ
ラウンド(母材)と見なすことができる。従って、ビー
ムテンプレートと一致する2次マッピングデータを0デ
ータとし、図5における最終的な2次マッピングデータ
を得る。 以上の手順によって、第2マッピングデータ
には、本来の着目元素1の境界線に近い、データを得る
ことができる。
【0016】実施例2 前記実施例1の1次ビームに電子線を使用し、試料から
のX線を検出する場合にも、実施例1と同じ手順で電子
線ビームの寸法よりも細かい分解能で、試料境界を認識
することができる。
【0017】
【発明の効果】本発明は、近年微細化が進む電子部品等
を対象とした、X線マッピング分析において、微小欠陥
の大きさの調査や、寸法計測に対し、多大な効果をもた
らす。特に1次ビームにX線を使用する場合、50ミク
ロン以下に1次X線を絞るには多大なコストがかかり、
それ以上のマッピング分解能を得ることは非常に困難で
あったが、本発明を利用することで、安価に高分解能の
マッピング像が得られる。
【0018】本発明によって、微小異物検査や材料偏析
分析などの微小部分析において、安価に用意できるビー
ムサイズで、それより細かい分布が確認でき、ビームを
必要以上にコリメートする必要がないことから、適当な
検出強度が得られるため、測定時間の短縮が可能とな
り、更に安価なシステムが実現できるなど多数の効果が
得られる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明によるマッピングデータの水平分解能を
向上する方法の説明図である。
【図2】ビームテンプレートの概略図である。
【図3】本発明に用いられるX線マッピング装置の概略
図である。
【図4】ビームテンプレートの詳細図である。
【図5】試料を1次元方向にスキャンした時のマッピン
グデータ図である。
【符号の説明】
1 着目元素 2 X線強度がバックグラウンド強度と一致するとき
の、1次ビームの中心点の軌跡 3 X線を励起させる1次ビーム 4 X線を励起させる1次ビーム 5 X線を励起させる1次ビーム 6 X線を励起させる1次ビーム 7 X線強度8、9を検出したときの位置 8 X線強度 9 X線バックグラウンド強度 10 ビームテンプレート

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 試料に1次ビームを照射しX線を励起さ
    せる励起線源と、制御可能で少なくとも前後左右に動作
    可能な試料ステージと、前記試料からの前記X線を検出
    するX線検出部と、データ処理を行うデータ処理部とを
    持つX線マッピング装置において、 1.前記1次ビームの寸法よりも細かい送りで、前記試
    料ステージを格子状にスキャンさせ、各位置において着
    目元素のX線強度を検出する。 2.前記X線強度を値とし、測定位置を行列に配置した
    同じ2次元配列データを2つ作成し、第1・第2のマッ
    ピングデータとする。 3.前記1次ビームの形状と寸法を、マッピングデータ
    の寸法に換算し、前記1次ビームを内包する矩形での、
    2次元配列のビームテンプレートを作成する。前記ビー
    ムテンプレートの中は、1次ビームが照射される部分を
    1、照射されない部分を0とする。 4.前記第1マッピングデータでの強度分布から、前記
    着目元素のバックグラウンド強度を認識し、その値を前
    記着目元素検出のしきい値とする。 5.前記第1マッピングデータのX線強度がしきい値を
    下回った場所で、前記第1マッピングデータと前記ビー
    ムテンプレートとを重ね合わせ、前記ビームテンプレー
    トの値が1の部分と重なった前記第2マッピングデータ
    を0に書き換え、これを全測定点で行う。 以上の手順よりなる、第2マッピングデータ上に1次ビ
    ームの寸法より細かい分解能で着目元素の境界を検出で
    きるX線マッピング分析方法。
  2. 【請求項2】 前記1次ビームがX線ビームであること
    を特徴とする請求項1記載のX線マッピング分析方法。
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