JPH1021863A - 局所分析装置 - Google Patents
局所分析装置Info
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- JPH1021863A JPH1021863A JP8167724A JP16772496A JPH1021863A JP H1021863 A JPH1021863 A JP H1021863A JP 8167724 A JP8167724 A JP 8167724A JP 16772496 A JP16772496 A JP 16772496A JP H1021863 A JPH1021863 A JP H1021863A
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- Analysing Materials By The Use Of Radiation (AREA)
Abstract
所分析装置において、試料ステージの駆動性や機能性を
失うことなく、振動の影響を防ぐための実用的で簡便な
機構を提供する。 【解決手段】 試料ステージ6上に保持された試料4あ
るいは試料を固定したホルダ5に、ステージ取付け部と
は別の位置より伸ばした防振アーム10を押圧接触させ
て、一次ビームが発生する鏡筒と試料とを一体化し、鏡
筒のまわりから発生する振動の影響を像に与えないよう
にする。
Description
て試料上の局所を照射し、高倍率の像を観察したり、分
析したりする局所分析装置に関するものである。
(EPMA)、オージェ電子分光装置(AES)など電
子ビームを用いた局所分析装置は、微小領域の表面形
状、結晶状態、元素情報を得ることができるため、材料
研究に広く利用されている。そして、材料研究の発展に
伴い、より微小な領域の分析が求められるようになり、
空間分解能向上の努力が続けられている。実際、電界放
出型(Field Emission)の電子銃を搭載したAES(以
下FE−AESと略記する)では15nm程度までビー
ムを絞り、かつ元素分析もできるようになった。
たような高倍率の像を撮影し、分析を行うようになる
と、実用上、振動の影響が大きな問題となってくる。振
動が起こると、ビームと試料が相対的な位置ずれを起こ
すため、その影響は像のブレや分析位置のずれとして現
われる。EPMAやAESのようにステージの駆動性が
高い装置において、この問題は特に大きい問題である。
これは次の理由によるものである。
Y,Z方向に大きく動かしたり、回転させたり傾斜させ
て分析する場合がある。即ち、EPMAの場合であれ
ば、ステージをX、Y方向に駆動させながら一次ビーム
によって試料から発生したX線の強度を取り込み二次元
の強度分布をとるマッピングという手法がある。このた
めには試料ステージは数十mmという大きな範囲で自由
に駆動できなくてはならない。また、AESの場合も位
置合わせのための駆動の他、イオンスパッタリングやチ
ャージアップ軽減に必要な、試料の傾斜や回転運動をで
きることが求められる。さらに、AES装置に特有な測
定機能として、試料のイオンスパッタリングと電子ビー
ムを組合せた深さ方向の分析があるが、多くの場合イオ
ンスパッタリングによる試料のクレータ底部の平滑化に
よる深さ方向の分解能向上のため、試料を1rpm程度
の回転数で自由回転させることが要求される。
にさらに回転や傾斜の機構がついた試料ステージの上部
に試料が取付けられており、装置全体から見た場合、試
料は分析室の空間に突き出た自由端に位置することにな
る。このような構造は振動の影響を極めて受けやすい構
造である。周囲からの振動を抑えた場合でも、剛体であ
る装置本体にも振動の共振点は存在するので、実際に上
記のような構造の部分の振動を完全に止めることは困難
である。また、試料ステージの駆動性をよくするために
機械的な遊びを設けたり滑動しやすくすることも振動に
対しては弱点となっている。
影できる透過電子顕微鏡では、装置内で試料を大きく動
かす必要がなく、試料は鏡筒の内部に固定され、鏡筒と
一体化させられるため、従来の振動対策のみで十分対応
することができる。これに対し、例えばFE−AESの
ように、前述したような試料ステージで試料を動かす装
置では、電子銃の改良によりビームは非常に細く絞れる
ようになったものの、得られる像の実質的な分解能は、
振動によりビーム径よりもかなり大きな値となってい
る。従って、これらの装置において振動の影響は空間分
解能の向上を目指す上で大きな問題となっている。
を防止する基本の第1は振動源を消去すること、また第
2は振動源と目的物との間に振動絶縁を施すことであ
る。この場合振動源としては、床や壁を伝わる振動その
ものと空気を伝わる音の影響とを考えなくてはならな
い。例えば特開平1−35839号公報は装置周辺の振
動または音の発生源である排気系や冷却ファンなどを高
倍率時に停止させるようにしている。しかしながら床面
のゆれや室内の他の部分で発生する振動及び音を完全に
消去することは不可能である。
という点では、従来から空気バネや金属バネまたはゴム
等を利用した除振台や磁気浮上型の除振台がよく利用さ
れている。これらの除振台についても、能動的に振動を
相殺させて防止する除振台についての特開平2−203
941号公報に代表されるように種々の改良が加えられ
ている。しかし、これらの除振台も、床からの振動を防
ぐことが目的であるため、空気を伝わる振動である音の
影響を防止することは不可能である。音の影響を防止す
るために分析装置の周囲を暗幕や防音用の壁で覆うこと
などの対策を取ることも多い。しかし、これらの対策は
費用も嵩み大きなスペースを必要とするだけでなく、前
述したような試料ステージ上に保持された試料の振動を
完全に防ぐことは困難である。
A、AES、SEM等で要求されるステージの駆動性や
機能性を失うことなく、振動の影響を防ぐための実用的
で簡便な機構を提供することを目的とするものである。
用いて微小領域の分析を行う局所分析装置に適用される
ものである。試料ステージ上に保持された試料を固定し
たホルダあるいは試料に、ステージ取付け部とは別の位
置より伸ばしたアームを接触させて、一次ビームが発生
する鏡筒と試料とを一体化する。このことにより、鏡筒
のまわりから発生する振動の影響を像に与えないように
するものである。さらにこのときアームを接触させた状
態でも試料電流測定に支障のないように、アームの一部
に絶縁物を組込む。また、アームにバネを組み込むこと
によって、分析位置を合わせ易く、また接触部の破損を
防止するようにした装置である。
小領域の分析を行う局所分析装置において、鏡筒に尾部
を固定し鏡筒内に先端を延長し伸縮自在な防振アーム
と、該防振アームの先端を試料ステージ上に保持された
試料固定ホルダ又は試料に押圧して鏡筒と試料とを一体
化させる押圧固定装置とを備えたことを特徴とする局所
分析装置である。
伸張方向に付勢するばねを備えると好ましく、また前記
アームは、先端部と尾端部との間に電気的に絶縁物を介
装し、かつ先端部を試料と電気的に結合すると好適であ
る。
止する手段として、装置内で試料防振装置を用いて鏡筒
と一体化させ、一方、試料ハンドリング機能を維持す
る。局所分析装置としてFE−AESを用いた場合の実
施例に基づいて、本発明を詳細に説明する。
Sは一般に電界放出型電子銃1、エネルギー分析器2、
分析室3、試料ステージ6、真空排気系(イオンポン
プ)9から構成される。試料ステージ6には試料4を固
定した試料ホルダ5がセットされる。このようなFE−
AESにおいて本発明に係る防振装置は、分析室3内に
試料ステージ6とは異なる方向から防振アーム10を挿
入し、試料4または試料ホルダ5にその先端部を接触さ
せてその試料ステージを分析室3の壁と一体化させ、振
動を押えるものである。防振アーム10には装置外部よ
り位置合わせができるように押圧固定装置20が設けら
れている。押圧固定装置20は防振アームの駆動及び防
振アームをロックする機構を有するものである。
おおよその位置合わせしたのち、防振アーム10の先端
部12を試料4又は試料ホルダ5に押圧接触させて試料
ステージ6を固定する。試料電流を測定できるように防
振アーム10の先端部12とシャフト11との間に絶縁
台15を組み込んである。また位置合わせの作業性を考
慮して先端部12とシャフト11との間にスプリング1
4を介装してある。これにより振動の影響を殆ど受けず
に50000倍以上の高倍率測定も可能となった。
て述べる。防振アーム10を試料4に接触させる前に数
百倍から数千倍の二次電子像で分析位置を探す。位置が
決まったら、防振アーム10の先端部12を試料4又は
試料ホルダ5に押圧接触させる。防振アーム10は分析
位置がなるべく中央付近に来るように配慮しながら、試
料ステージ6と防振アーム10の位置および押圧力を微
調整する。防振アーム10の押圧接触が弱いと数万倍と
いう高い倍率時でも問題となる数十nm程度の振動を押
え切ることができない。このためある程度の圧力をかけ
る必要がある。分析位置が中央にない場合、ビームを電
気的にずらす方法もあるが、ビームを細く絞る点からは
ビームそのものを曲げることは極力避ける必要がある。
従って、分析位置が中央にくるように試料ステージを動
かして調整しなければならない。これはかなりの力をか
けながら導体を押し付け合うことになるため、無理のか
からない構造にする必要がある。ばね常数が大き目のス
プリング14を組み込んだ防振アーム10は、試料ステ
ージ6を損傷させることなく位置合わせをすることがで
きる。
料電流(ビーム電流)を測定することが求められる。防
振アーム10が全て金属で構成されていると、電流は防
振アームを伝わってアースへ流れてしまうため電流が測
定できなくなる。そこで防振アームの中間部に絶縁台1
5を介護して絶縁してある。図2は測定時の状態を示す
模式図である。試料4に電子ビーム24が照射される
と、試料4の前方向にかなり広い範囲で2次電子21が
分布する。この分布の中に、たとえ金属であっても電気
的に絶縁された防振アーム10の先端部12が近付く
と、ある電位となる。2次電子検出器(SED)7は、
引き込み電圧をかけて2次電子21を取り込むが、この
2次電子のエネルギーは非常に弱いので、防振アーム1
0の先端部12の移動に伴って、2次電子の分布が影響
を受ける。これを避けるためには、防振アーム10の先
端部12を導線23で試料4と電気的に結合しておくと
よい。なお図2中の22は電流計である。
め、最大約40nmの振幅の像ブレがあったのに対し、
本発明の局所分析装置では、像ブレは10nm以下に確
実に抑えることができた。
である。
Claims (3)
- 【請求項1】 電子ビームを用いて微小領域の分析を行
う局所分析装置において、鏡筒に尾部を固定し鏡筒内に
先端を延長し伸縮自在な防振アームと、該防振アームの
先端を試料ステージ上に保持された試料固定ホルダ又は
試料に押圧して鏡筒と試料とを一体化させる押圧固定装
置とを備えたことを特徴とする局所分析装置。 - 【請求項2】 前記防振アームは、先端を伸張方向に付
勢するばねを備えたことを特徴とする請求項1記載の局
所分析装置。 - 【請求項3】 前記防振アームは、先端部と尾端部との
間に絶縁物を介装し、かつ先端部を試料と電気的に結合
したことを特徴とする請求項1記載の局所分析装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16772496A JP3667884B2 (ja) | 1996-06-27 | 1996-06-27 | 局所分析装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16772496A JP3667884B2 (ja) | 1996-06-27 | 1996-06-27 | 局所分析装置 |
Related Child Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2005079708A Division JP3865752B2 (ja) | 2005-03-18 | 2005-03-18 | 局所分析装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1021863A true JPH1021863A (ja) | 1998-01-23 |
| JP3667884B2 JP3667884B2 (ja) | 2005-07-06 |
Family
ID=15855001
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP16772496A Expired - Fee Related JP3667884B2 (ja) | 1996-06-27 | 1996-06-27 | 局所分析装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3667884B2 (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2000016371A1 (en) * | 1998-09-16 | 2000-03-23 | Hitachi, Ltd. | Beam-utilizing equipment |
| EP1041552A1 (en) * | 1999-03-31 | 2000-10-04 | Pioneer Corporation | Recording medium reproducing apparatus |
| CN106537552A (zh) * | 2015-04-28 | 2017-03-22 | 株式会社日立高新技术 | 带电粒子射线装置、设置方法 |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS53120258A (en) * | 1977-03-30 | 1978-10-20 | Hitachi Ltd | Scan-type electronic microscope |
| JPS61114755U (ja) * | 1984-12-28 | 1986-07-19 | ||
| JPS63298951A (ja) * | 1987-05-28 | 1988-12-06 | Shimadzu Corp | 走査顕微鏡 |
-
1996
- 1996-06-27 JP JP16772496A patent/JP3667884B2/ja not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS53120258A (en) * | 1977-03-30 | 1978-10-20 | Hitachi Ltd | Scan-type electronic microscope |
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| CN106537552A (zh) * | 2015-04-28 | 2017-03-22 | 株式会社日立高新技术 | 带电粒子射线装置、设置方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3667884B2 (ja) | 2005-07-06 |
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