JPH09166559A - 電子線分析装置および分析法 - Google Patents
電子線分析装置および分析法Info
- Publication number
- JPH09166559A JPH09166559A JP7326818A JP32681895A JPH09166559A JP H09166559 A JPH09166559 A JP H09166559A JP 7326818 A JP7326818 A JP 7326818A JP 32681895 A JP32681895 A JP 32681895A JP H09166559 A JPH09166559 A JP H09166559A
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- JP
- Japan
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- sample
- electron beam
- ray detector
- analysis method
- ray
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- Analysing Materials By The Use Of Radiation (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】試料中の元素組成分布を３次元的に表示するこ
と。 【解決手段】検出信号として隣り合う元素も識別できる
特性Ｘ線を使用し、試料を広い角度範囲で傾斜させても
効率良くＸ線を収集できる位置に検出器を配置し同一構
造を種々の方向から観察した２次元像を得る。
と。 【解決手段】検出信号として隣り合う元素も識別できる
特性Ｘ線を使用し、試料を広い角度範囲で傾斜させても
効率良くＸ線を収集できる位置に検出器を配置し同一構
造を種々の方向から観察した２次元像を得る。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は電子線装置に係り、
特に、試料中の元素組成分布を３次元的に表示できる電
子線分析装置および分析法に関する。
特に、試料中の元素組成分布を３次元的に表示できる電
子線分析装置および分析法に関する。
【０００２】
【従来の技術】電子顕微鏡を用いて薄膜試料を３次元的
に観察する方法は、特開平4−337236号公報に記載の３
次元原子配列観察装置および方法がある。この技術で
は、試料を傾斜させることによって同一構造を種々の方
向から観察した２次元像を得る。
に観察する方法は、特開平4−337236号公報に記載の３
次元原子配列観察装置および方法がある。この技術で
は、試料を傾斜させることによって同一構造を種々の方
向から観察した２次元像を得る。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】２次元像は試料を透過
した電子線のうちのある散乱角度範囲内の電子線を用い
て結像しているので、原子種に依存したコントラストを
有している。しかし、図１に示すように、原子番号が接
近した元素Ａと元素Ｂとでは散乱角度分布の分離が難し
くなり、元素種の特定が困難になるという問題が生じて
いた。
した電子線のうちのある散乱角度範囲内の電子線を用い
て結像しているので、原子種に依存したコントラストを
有している。しかし、図１に示すように、原子番号が接
近した元素Ａと元素Ｂとでは散乱角度分布の分離が難し
くなり、元素種の特定が困難になるという問題が生じて
いた。
【０００４】
【課題を解決するための手段】本発明では検出信号とし
て特性Ｘ線を使用する。これにより、図２に示すように
原子番号が接近した元素Ａと元素Ｂについても特性Ｘ線
ピークを分離して計測できるので、元素種の特定が容易
になる。さらに、試料を広い角度範囲で傾斜させても効
率良くＸ線を収集できる位置にＸ線検出器を配置し、同
一構造を種々の方向から観察した２次元像を得る。
て特性Ｘ線を使用する。これにより、図２に示すように
原子番号が接近した元素Ａと元素Ｂについても特性Ｘ線
ピークを分離して計測できるので、元素種の特定が容易
になる。さらに、試料を広い角度範囲で傾斜させても効
率良くＸ線を収集できる位置にＸ線検出器を配置し、同
一構造を種々の方向から観察した２次元像を得る。
【０００５】上記本発明の電子線分析装置および分析法
によれば、原子番号が接近した元素で構成される試料を
誤りなく３次元的に表示することができる。
によれば、原子番号が接近した元素で構成される試料を
誤りなく３次元的に表示することができる。
【０００６】
【発明の実施の形態】以下、本発明を実施例により説明
する。この実施例は電子源として電界放出電子源を用い
た走査型透過電子顕微鏡を用いた実施例であり、その構
成を図３により説明する。
する。この実施例は電子源として電界放出電子源を用い
た走査型透過電子顕微鏡を用いた実施例であり、その構
成を図３により説明する。
【０００７】電界放出電子源１から放出された電子線
は、静電レンズ２により所望の加速電圧まで加速された
後、コンデンサレンズ３，対物レンズ５で試料７へ照射
される。電子線は偏向器４により、試料７上を２次元的
に走査される。試料を透過した電子は検出器１４で検出
された後、信号増幅器１６で増幅される。増幅された映
像信号は制御部１７を通して表示装置１８に供給されて
輝度変調信号となる。電子線の偏向走査は制御部１７に
より、偏向信号発生器１０から送られる偏向信号で電子
線を制御することによって行われる。同時に、表示装置
１８には電子線走査と同期した偏向信号が供給され、試
料走査像が表示装置に形成される。以上は走査型透過電
子顕微鏡の基本構成である。
は、静電レンズ２により所望の加速電圧まで加速された
後、コンデンサレンズ３，対物レンズ５で試料７へ照射
される。電子線は偏向器４により、試料７上を２次元的
に走査される。試料を透過した電子は検出器１４で検出
された後、信号増幅器１６で増幅される。増幅された映
像信号は制御部１７を通して表示装置１８に供給されて
輝度変調信号となる。電子線の偏向走査は制御部１７に
より、偏向信号発生器１０から送られる偏向信号で電子
線を制御することによって行われる。同時に、表示装置
１８には電子線走査と同期した偏向信号が供給され、試
料走査像が表示装置に形成される。以上は走査型透過電
子顕微鏡の基本構成である。
【０００８】次に、Ｘ線検出器の配置について説明す
る。通常、試料台は互いに直交するｘ軸，ｙ軸２軸方向
に傾斜可能であるが、機械的な調整機構を用いて、試料
を傾斜させても電子ビームの光軸から試料の位置が移動
しない条件（ユーセントリック条件）に試料台の位置を
設定することは通常どちらかの軸のみに調整可能であ
る。該調整機構を用いて、試料台を６０度程度傾斜させ
ても光軸からの水平方向の移動量を２μｍ以内にするこ
とが可能となる。
る。通常、試料台は互いに直交するｘ軸，ｙ軸２軸方向
に傾斜可能であるが、機械的な調整機構を用いて、試料
を傾斜させても電子ビームの光軸から試料の位置が移動
しない条件（ユーセントリック条件）に試料台の位置を
設定することは通常どちらかの軸のみに調整可能であ
る。該調整機構を用いて、試料台を６０度程度傾斜させ
ても光軸からの水平方向の移動量を２μｍ以内にするこ
とが可能となる。
【０００９】Ｘ線検出器１２の位置は通常は図４に示す
ように、Ｘ線取り込み角が調整できるように、ユーセン
トリック可能な傾斜軸２１に垂直で電子光学軸を含む面
内に置かれている。
ように、Ｘ線取り込み角が調整できるように、ユーセン
トリック可能な傾斜軸２１に垂直で電子光学軸を含む面
内に置かれている。
【００１０】ＣＴ法による３次元構築のためには、試料
台を傾斜させて、同一視野を種々の方向から観察した２
次元像を取得するが、そのための傾斜軸は当然ユーセン
トリック可能な軸に対して取る必要があり、試料７の傾
斜角は少なくとも±６０度程度必要である。しかし、前
記のＸ線検出器配置条件では、試料７を傾斜させると検
出器１２の位置が図５に示すように試料７の薄膜を含む
平面付近に置かれる条件が生じ、試料７から発生したＸ
線が検出器１２に到達する前に試料内で吸収されて、Ｘ
線検出器１２に検出されなくなってしまうような不都合
を生じる。
台を傾斜させて、同一視野を種々の方向から観察した２
次元像を取得するが、そのための傾斜軸は当然ユーセン
トリック可能な軸に対して取る必要があり、試料７の傾
斜角は少なくとも±６０度程度必要である。しかし、前
記のＸ線検出器配置条件では、試料７を傾斜させると検
出器１２の位置が図５に示すように試料７の薄膜を含む
平面付近に置かれる条件が生じ、試料７から発生したＸ
線が検出器１２に到達する前に試料内で吸収されて、Ｘ
線検出器１２に検出されなくなってしまうような不都合
を生じる。
【００１１】そこで、試料を傾けても試料薄膜を含む平
面から外れた位置にＸ線検出器１２を置く必要性が生じ
る。例えば、図６に示すように、Ｘ線検出器１２の位置
を試料傾斜軸２１と電子線２０の入射軸を含む面内に置
けば、試料７を傾斜させてもＸ線検出器１２の位置が薄
膜の延長線上に乗らなくなるので、すべての角度範囲で
効率良くＸ線を検出することができる。ここで、試料薄
膜７とＸ線検出器１２の間の角度θは、試料内のＸ線吸
収を避ける目的から少なくとも２０度以上とすることが
好ましい。
面から外れた位置にＸ線検出器１２を置く必要性が生じ
る。例えば、図６に示すように、Ｘ線検出器１２の位置
を試料傾斜軸２１と電子線２０の入射軸を含む面内に置
けば、試料７を傾斜させてもＸ線検出器１２の位置が薄
膜の延長線上に乗らなくなるので、すべての角度範囲で
効率良くＸ線を検出することができる。ここで、試料薄
膜７とＸ線検出器１２の間の角度θは、試料内のＸ線吸
収を避ける目的から少なくとも２０度以上とすることが
好ましい。
【００１２】次に、このように配置されたＸ線検出器１
２による分析手順について述べる。絞り６により制限さ
れた電子線はコンデンサレンズ３と対物レンズ５により
試料７上に結像される。試料に照射して得られる特性Ｘ
線１９をＸ線検出器１２で検出する。図７は特性Ｘ線ス
ペクトルを示したもので、元素Ａの特性Ｘ線エネルギに
対応したエネルギ領域Ｅ１，Ｅ２間の信号が輝度変調さ
れて、モニタに表示される。次に、試料傾斜機構を用い
て試料を傾斜軸の周りに回転させ、種々の方向から観察
した複数の２次元元素分布像を得る。この複数の２次元
元素分布像から通常のＸ線ＣＴ法で用いられている２次
元フーリエ変換法，フィルタ補正逆投影法，重畳積分法
により３次元構築して、３次元元素分布像を得ることが
できる。
２による分析手順について述べる。絞り６により制限さ
れた電子線はコンデンサレンズ３と対物レンズ５により
試料７上に結像される。試料に照射して得られる特性Ｘ
線１９をＸ線検出器１２で検出する。図７は特性Ｘ線ス
ペクトルを示したもので、元素Ａの特性Ｘ線エネルギに
対応したエネルギ領域Ｅ１，Ｅ２間の信号が輝度変調さ
れて、モニタに表示される。次に、試料傾斜機構を用い
て試料を傾斜軸の周りに回転させ、種々の方向から観察
した複数の２次元元素分布像を得る。この複数の２次元
元素分布像から通常のＸ線ＣＴ法で用いられている２次
元フーリエ変換法，フィルタ補正逆投影法，重畳積分法
により３次元構築して、３次元元素分布像を得ることが
できる。
【００１３】
【発明の効果】本発明は検出信号として原子番号が接近
した元素で構成される試料に対しても元素種を識別でき
る特性Ｘ線を使用し、試料を広い角度範囲で傾斜させて
も効率良くＸ線を収集できる位置に検出器を配置し、同
一構造を種々の方向から観察した２次元像を得ることに
より、原子番号が接近した元素で構成される試料の元素
組成を誤りなく３次元的に表示することができる。
した元素で構成される試料に対しても元素種を識別でき
る特性Ｘ線を使用し、試料を広い角度範囲で傾斜させて
も効率良くＸ線を収集できる位置に検出器を配置し、同
一構造を種々の方向から観察した２次元像を得ることに
より、原子番号が接近した元素で構成される試料の元素
組成を誤りなく３次元的に表示することができる。
【図１】散乱電子線の角度分布の特性図。
【図２】特性Ｘ線スペクトル図。
【図３】本発明の実施例を示すブロック図。
【図４】傾斜軸とＸ線検出器の位置関係を示す説明図。
【図５】傾斜軸とＸ線検出器の位置関係を示す説明図。
【図６】傾斜軸とＸ線検出器の位置関係を示す説明図。
【図７】特性Ｘ線スペクトル図。
７…試料、１２…Ｘ線検出器、２０…電子線。
Claims (8)
- 【請求項１】電子線を試料上で走査し、前記試料から発
生する特性Ｘ線信号を輝度変調して２次元元素分布像を
表示する電子線分析装置において、前記試料を傾斜して
撮影した複数の前記２次元元素分布像から試料の３次元
構造を再構成することを特徴とする電子線分析装置。 - 【請求項２】請求項１において、前記試料を傾斜させて
も試料薄膜を含む平面から外れた位置にＸ線検出器を配
置する電子線分析装置。 - 【請求項３】請求項２に記載の前記Ｘ線検出器の位置を
電子線入射軸と試料傾斜軸を含む平面近くに配置する電
子線分析装置。 - 【請求項４】請求項３において、前記Ｘ線検出器の取り
込み角を２０度以上とする電子線分析装置。 - 【請求項５】電子線を試料上で走査し、前記試料から発
生する特性Ｘ線信号を輝度変調して２次元元素分布像を
表示する分析法において、前記試料を傾斜して撮影した
複数の前記２次元元素分布像から前記試料の３次元構造
を再構成する分析法。 - 【請求項６】請求項１において、前記試料を傾斜させて
も試料薄膜を含む平面から外れた位置にＸ線検出器を配
置する分析法。 - 【請求項７】請求項２に記載の前記Ｘ線検出器の位置を
電子線入射軸と試料傾斜軸を含む平面近くに配置する分
析法。 - 【請求項８】請求項３において、前記Ｘ線検出器の取り
込み角を２０度以上とする分析法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7326818A JPH09166559A (ja) | 1995-12-15 | 1995-12-15 | 電子線分析装置および分析法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7326818A JPH09166559A (ja) | 1995-12-15 | 1995-12-15 | 電子線分析装置および分析法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09166559A true JPH09166559A (ja) | 1997-06-24 |
Family
ID=18192060
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7326818A Pending JPH09166559A (ja) | 1995-12-15 | 1995-12-15 | 電子線分析装置および分析法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH09166559A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2019096544A (ja) * | 2017-11-27 | 2019-06-20 | 日本電子株式会社 | 定量分析方法および電子顕微鏡 |
-
1995
- 1995-12-15 JP JP7326818A patent/JPH09166559A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2019096544A (ja) * | 2017-11-27 | 2019-06-20 | 日本電子株式会社 | 定量分析方法および電子顕微鏡 |
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