二次元マッピング分析装置
【課題】ラインスキャン方式において、電子ビームの位置ずれを補正して正確な二次元マッピング画像を得る。
【解決手段】ビーム走査部により電子ビームで試料表面の所定の領域を走査して得られた二次元画像の１つを参照画像として記憶しておき、予め設定された本数のラインスキャンごとにビーム走査部を駆動させて二次元画像を得、参照画像記憶部に記憶されている参照画像と比較して電子ビームのズレ量を算出する。その算出されたズレ量に基づいて偏向レンズにより電子ビームの位置を補正する。
【解決手段】ビーム走査部により電子ビームで試料表面の所定の領域を走査して得られた二次元画像の１つを参照画像として記憶しておき、予め設定された本数のラインスキャンごとにビーム走査部を駆動させて二次元画像を得、参照画像記憶部に記憶されている参照画像と比較して電子ビームのズレ量を算出する。その算出されたズレ量に基づいて偏向レンズにより電子ビームの位置を補正する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、集束電子ビームを試料に照射し、試料表面に対して相対的に二次元的に走査しながら試料上の所望の領域からのＸ線やオージェ電子などの信号を検出し、それを基にして二次元マッピング画像を得ることのできる分析装置、例えば透過型電子顕微鏡（以下、ＴＥＭとも称す）や走査型電子顕微鏡（以下、ＳＥＭとも称す）などの分析装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ＳＥＭやＴＥＭで電子ビーム照射位置からのＸ線やオージェ電子により二次元マッピングを行なうための走査方法として、試料ステージを固定しておいて電子ビームを測定領域にわたって走査するビーム走査方式と、電子ビームを固定しておいて試料ステージを移動させるステージ走査方式の２つの方法がある。
【０００３】
ビーム走査方式の場合、一般には、測定領域全域にわたる複数回の走査を繰り返し、その走査回分の面情報を積層して一枚の二次元マッピング情報を作成する方式が採用されている。電子ビーム走査方式で複数数回の繰返し走査を行なう測定時間中に測定装置周辺の温度や磁場などの環境状態が変化すると電子ビームの位置がずれ、積算したときの二次元マッピング画像が不正確なものとなることがある。そのため、この位置ずれを補正することが提案されている。その一例は、最初の１回目のビーム走査時に、試料上の走査領域のＳＥＭ像を基準像として記憶しておき、その後、所定回数のビーム走査のたびにＳＥＭ像を得て、それを比較対象像とする。そして、基準像と比較対象像との相互相関関数から比較対象像が基準像からどの方向にどれだけずれているかを求め、そのずれをなくすように電子ビームの位置を補正する（特許文献１参照。）。
（特許文献１参照。）
【特許文献１】特開２０００−１０６１２１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明はビーム走査方式における複数回の繰返し走査による積算方式ではなく、ビーム走査方式又はステージ走査方式によるラインスキャン方式を採用するものである。ラインスキャン方式は、測定範囲のマッピング画像を得るために、複数回の面情報を得るための二次元走査を繰り返すのではなく、集束電子ビームが照射された試料照射部位をビーム走査方式又はステージ走査方式によりラインに沿って移動させて行なう線分析を各ラインについて１回ずつ行ない、このラインごとの線分析データを二次元的に合成して一枚の面画像を得る方式である。
【０００５】
従来技術で行なっているように、ビーム走査方式で１回あたりの面情報を得る走査時間を短くして複数回の面画像を積算する方法は、１回あたりの走査時間が短いために微量成分で感度が低い場合は測定限界以下となるため測定できなくなる。そのため、積算する面画像の数を増やしても１回の走査で測定限界以下にある微量成分はマッピング像としては現れてこない。
【０００６】
本発明が採用するような、ラインごとに１回ずつの線分析データを得て二次元マッピング画像を合成するラインスキャン方式は、走査速度を遅くすることにより測定限界を下げることができるという利点を備えている。その反面、この方法は、走査速度が遅くなるために、一枚の面画像を得るための走査の間に、温度や磁場などの環境条件の変化により電子ビームの位置ずれが生じるおそれがある。
【０００７】
しかし、ラインスキャン方式では１枚の二次元マッピング画像を得るための走査が完了するまでの間に電子ビームの位置ずれが生じたかどうかを検知することは行なわれておらず、したがって電子ビームの位置ずれを補正することも行なわれていない。
本発明はラインスキャン方式において、電子ビームの位置ずれを補正して正確な二次元マッピング画像を得ることを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
一実施例を示す図１を参照して概略的に示すと、本発明の分析装置は、試料２を載置するとともに試料表面に平行な平面内で試料２を二次元的に移動することのできる試料ステージ４、試料ステージ４上の試料２に集束電子ビーム６を照射する集束電子ビーム発生系８、試料２に照射される集束電子ビーム６を偏向する偏向レンズ１０、集束電子ビーム６が照射された試料照射部位１２から発生した第１信号（Ｘ線又はオージェ電子など）１４を検出する第１検出器１６、試料照射部位１２が試料表面上を二次元的に相対的に移動するように試料照射部位１２を移動させる走査機構１８，２４、及び試料照射部位１２が走査されたときの第１信号１４による二次元マッピング画像を作成する二次元マッピング画像作成部２０を備えている。
【０００９】
そして、走査機構として偏向レンズ１０を介して集束電子ビーム６を二次元的に走査するビーム走査部２４を備えている。走査機構は、二次元マッピング画像を作成するための試料照射部位の走査をラインごとに１回ずつの線分析データを得て二次元マッピング画像を合成するように行なうラインスキャン方法を実行するものである。
【００１０】
この分析装置は、さらに、試料照射部位１２から発生した第２信号（二次電子２６又は反射電子２８）を検出する第２検出器としての二次電子検出器２８及び反射電子検出器２９と、ビーム走査部２４により集束電子ビーム６で試料表面の所定の領域を走査して得られた第２信号２６による二次元画像を作成する二次元画像作成部３０と、二次元画像作成部３０により作成された二次元画像の１つを参照画像として記憶する参照画像記憶部３２と、走査機構による二次元マッピング画像を作成するための予め設定された本数のラインの走査ごとに二次元画像を作成するためにビーム走査部２４を駆動させる走査制御部３４と、二次元画像作成部３０により得られた二次元画像で参照画像以外のものを参照画像記憶部３２に記憶されている参照画像と比較して集束電子ビーム６のズレ量を算出するズレ量算出部３６と、ズレ量算出部３６により算出されたズレ量に基づいて偏向レンズ１０により集束電子ビーム６の位置を補正するビーム位置補正部３８とを備えている。
【００１１】
本発明は、ビーム走査方式によってもステージ走査方式によっても実現することができる。一般的にいって、ビーム走査方式とステージ走査方式は基本的に目的が異なる。ビーム走査方式は微小領域の面分析に適してはいるが、広い範囲の面分析は電子ビームによる照射位置と検出器との相対位置関係の変化が大きくなり、また、電子ビームが照射される位置が常に変化しているため、検出器に対する信号発生源の相対位置が常に変化しており、検出感度を一定にするのが容易でない。それに対し、ステージ走査方式は電子ビームによる照射位置と検出器との相対位置関係が常に固定されているため、広い領域での分析に適する。
【００１２】
本発明をビーム走査方式の分析装置で実現する場合は、走査機構は二次元マッピング画像を作成するためのラインスキャンをビーム走査部２４による集束電子ビーム６の走査により行なうものとなる。
【００１３】
また、本発明をステージ走査方式の分析装置で実現する場合は、走査機構は試料ステージ４を二次元的に走査するステージ走査部１８を備え、二次元マッピング画像を作成するためのラインスキャンを集束電子ビーム６を固定した状態での試料ステージ４の走査により行なうものとなる。
【００１４】
二次元画像を作成するための予め設定されたラインスキャン本数は１〜数十本が適当である。１本のラインごとにビーム走査部２４を駆動させて二次元画像を作成し参照画像と比較してズレ量を算出するようにすれば、集束電子ビーム６の位置を最も正確に補正することができるが、１枚の二次元マッピング画像を作成するための時間が長くなる。逆にその予め設定されたラインスキャン本数を多くするほど１枚の二次元マッピング画像を作成するための時間が短くてすむものの、集束電子ビーム６の位置補正の精度が低下する。ビーム走査部２４を駆動させて二次元画像を作成するために予め設定するラインスキャン本数は、二次元マッピング画像を作成するのに要する時間と集束電子ビーム６の位置補正精度に対する要請を考慮して適当な本数に設定する。
【００１５】
参照画像は集束電子ビーム６の位置補正の基準となるものである。参照画像の一形態は、二次元マッピング画像を作成するためのラインスキャン開始前にビーム走査部２４を駆動させて作成した二次元画像である。この形態は、ステージ走査方式では二次元画像を取得するビーム走査領域がステージ走査領域よりも広い場合に適する。
【００１６】
参照画像の他の形態は、二次元マッピング画像を作成するためのラインスキャンについての予め設定された本数のラインスキャンの前に取得した最新の二次元画像であり、それを参照画像として参照画像記憶部３２に記憶されている参照画像を更新し、次に得られる二次元画像の参照画像とするものである。この形態は、ステージ走査方式では二次元画像を取得するビーム走査領域がステージ走査領域と同じあるか、それよりも狭い場合に適する。
【００１７】
比較しようとする二次元画像と参照画像との比較は、それらの画像中の特徴的な１又は数個の画像を取り出し、それらの画像が二次元画像と参照画像で重なるように二次元画像をずらし、そのズレ量を集束電子ビーム６の位置補正量とする。
【００１８】
第２信号（二次電子２６又は反射電子２７）により参照画像及びその後の二次元画像を作成する試料表面上の領域は、第１信号（Ｘ線又はオージェ電子など）１４により二次元マッピング画像を作成する領域と、位置においても、大きさにおいても一致している必要はない。
第１信号１４の例はＸ線又はオージェ電子である。第２信号の例は二次電子２６又は反射電子２７である。
【発明の効果】
【００１９】
本発明では、ラインスキャン方式で二次元マッピング分析を行なう際に、ビーム走査部２４により集束電子ビーム６で試料表面の所定の領域を走査して第２信号２６又は２７による二次元画像を作成してそのうちの１つを参照画像として記憶しておく。そして、予め設定された本数のラインスキャンごとにビーム走査部２４を駆動させて二次元画像を得、それを参照画像記憶部３２に記憶されている参照画像と比較して集束電子ビーム６のズレ量を算出するようにした。その結果、ラインスキャン方式でありながら、集束電子ビーム６の位置を補正することができ、正確な二次元マッピング画像を作成することができるようになる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
図１は一実施例を概略的に表わしたものである。この実施例は電子ビームにより照射された試料から発生するＸ線を検出して二次元マッピング分析を行なうものであり、同時に二次電子２６によるＳＥＭ画像又は反射電子２７によるＢＳＥ画像を取得できる機能をもったものである。
【００２１】
真空排気される鏡筒１内に、試料ステージ４、ステージ走査部１８、収束電子ビーム発生系８、偏向レンズ１０、第１検出器としてのＸ線検出器１６及び第２検出器としての二次電子検出器２８が配置されている。
【００２２】
収束電子ビーム発生系８は鏡筒１内の上方に配置され、電子発生源と収束レンズ系を含んでいる。収束電子ビーム発生系８の下方には試料ステージ４が配置され、試料ステージ４上には試料２が載置され、収束電子ビーム発生系８からの収束した電子ビーム６が試料２上に照射される。偏向レンズ１０は電子ビーム６を挟む位置に配置されており、電子ビーム６を偏向させて走査する。
【００２３】
Ｘ線検出器１６は試料２上で電子ビーム６により照射された位置１２から発生するＸ線１４を検出するために試料２に向けて配置されている。二次電子検出器２８は試料上の位置１２から発生した二次電子を受ける位置に配置されている。
【００２４】
ステージ４は試料表面が水平面内で二次元的に走査されるように、水平面内のＸ方向とＹ方向に移動することができる。ステージ走査部１８はステージ４を移動させる機構であり、ステージ４と一体に設けられている。
【００２５】
Ｘ線検出器１６が取得したＸ線信号から二次元マッピング画像を作成するために二次元マッピング画像作成部２０が設けられ、得られた画像は液晶表示装置などの表示部２２に表示される。
偏光コイル１０による電子ビームの走査を行なうためにビーム走査部２４が設けられている。偏光レンズ１０には、さらにビーム位置を補正するビーム位置補正部３８も接続されている。ビーム走査部２４とビーム位置補正部３８はビーム走査系２５を構成している。
【００２６】
二次電子検出器２８が検出した二次電子信号２６から電子ビーム６の走査による二次元画像を作成するために、二次電子検出器２８が二次元画像作成部３０に接続されている。また、反射電子検出器２９が検出した反射電子信号２７から電子ビーム６の走査による二次元画像を作成するために、反射電子検出器２９も二次元画像作成部３０に接続されている。ステージ４上への試料２の載置後、二次元画像作成部３０が作成した二次元画像を参照画像として記憶する参照画像記憶部３２と、最新の二次元画像と参照画像記憶部３２に記憶された参照画像とを比較して、その差から電子ビームのズレ量を算出するズレ量算出部３６が設けられている。参照画像記憶部３２に記憶された参照画像は、ビーム走査部２４による電子ビーム走査によるラインスキャンの開始前もしくはステージ走査によるラインスキャンの開始前に取得した二次元画像、又は予め設定された本数のラインスキャンごとに取得する最新の二次元画像を参照画像として更新されたものである。
二次元マッピング画像作成部２０、二次元画像作成部３０、参照画像記憶部３２及びズレ量算出部３６はコンピュータからなる画像処理装置３１内に構成されている。
【００２７】
走査制御部３４は、マッピング分析時にビーム走査部２４により偏向レンズ１０を介して電子ビーム６を走査し、又はステージ走査部１８によりステージを移動させることにより、試料２上のビーム照射位置１２をラインスキャンし、ズレ量を補正するときはビーム走査部２４により偏向レンズ１０を介して電子ビーム６を二次元的に走査し、ビーム位置を補正するときはズレ量算出部３６に算出動作を起動する信号を送る。ズレ量算出部３６の算出結果に基づいてビーム位置補正部３８が偏向レンズ１０により電子ビーム６の位置を補正する。
【００２８】
次に、本実施例の動作について、さらに詳細に説明する。
（ビーム走査方式）
二次元マッピング分析を行なうときは、ビーム走査方式はステージ４が固定され、電子ビーム６がＸ方向のラインに沿って移動しつつＸ線検出器１６により試料から発生するＸ線１４を検出していく。次に電子ビーム６がＸ方向の元の位置にもどされ、Ｙ方向の次のラインまでＹ方向に移動した後、Ｘ方向のラインに沿って移動しつつＸ線検出器１６により試料から発生するＸ線１４を検出していく。Ｘ方向のラインに沿った走査、すなわちラインスキャンは、各ラインについて１回ずつ行なわれる。ラインスキャンによる線分析を繰り返すことによって二次元マッピング画像を取得する。
【００２９】
ラインスキャンの１ラインごと又は数ラインごとに、電子ビーム６を偏向レンズ１０により二次元的に走査し、そのときの試料２から発生する二次電子２６を二次電子検出器２８で検出し、又は反射電子２７を反射電子検出器２９で検出する。電子ビームによる所定の範囲の二次元走査により二次元画像が取得される。取得された二次元画像がズレ量算出部３６で参照画像記憶部３２からの参照画像と比較され、両画像を重ね合わせたときのズレ量が算出される。そのズレ量に基づき、ビーム位置補正部３８により偏光レンズ１０を介して電子ビームの位置の補正が行なわれる。
【００３０】
（ステージ走査方式）
二次元マッピング分析をステージ走査方式で実施するときは、電子ビーム６の位置が固定され、ステージ４がＸ方向のラインに沿って移動しつつＸ線検出器１６により試料から発生するＸ線１４を検出していく。次にステージ４がＹ方向の次のラインまでＹ方向に移動した後、ステージ４がＸ方向のラインに沿って移動しつつＸ線検出器１６により試料から発生するＸ線１４を検出していく。
ラインに沿った走査による線分析を繰り返すことによって二次元マッピング画像を取得する。
【００３１】
図２に示されるように二次元マッピング画像を作成するためのステージ走査方式によるステージの走査領域が電子ビームによるビーム走査領域よりも小さい場合は、図３に示される動作を行ない、そうでない場合は図５に示される動作を行なう。
【００３２】
まず、ステージの走査領域がビーム走査領域よりも小さい場合について説明する。
図３に示されるように、ビーム走査部２４によりビーム走査領域についてビーム走査を行ない（ステップＳ１）、二次電子検出部２８による二次電子の検出信号に基づいて二次元画像作成部３０が二次元画像を作成する（ステップＳ２）。
【００３３】
このビーム走査がステージの走査開始前である場合は、その二次元画像を参照画像として参照画像記憶部３２に記憶させる（ステップＳ３，Ｓ４）。
その後、ステージ走査部１８により１ライン部のステージ走査を行なって検出器１６によりＸ線データを取得する（ステップＳ５）。ステージ走査を所定ライン数分行なったのち（ステップＳ７，Ｓ８，Ｓ５，Ｓ６，Ｓ７）、再び、ビーム走査を行なう（ステップＳ１）。ビーム走査により二次元画像を作成し（ステップＳ２）、今回は参照画像が常に記憶されているので、取得した二次元画像をズレ量算出部３６で参照画像記憶部３２からの参照画像と比較し、両画像を重ね合わせたときのズレ量を算出する（ステップＳ９，Ｓ１０）。そのズレ量に基づき、ビーム位置補正部３８により偏光レンズ１０を介して電子ビームの位置の補正を行なう（ステップＳ１１）。
【００３４】
その後、同様にステージ走査を行ない、所定ライン数のステージ走査を行なうごとにビーム走査を行なって二次元画像を取り込み、参照画像と比較してズレ量の算出とズレ量補正を行なう操作を繰り返していく。
所定の走査領域全てのステージ走査を完了すると（ステップＳ８）、この試料についての分析完了となる。
【００３５】
図４はこの動作時のビーム走査とステージ走査の関係を示したものである。（Ａ）において、大きな枠４０で示される領域はビーム走査領域であり、図３のステップＳ１でのビーム走査の際にはその領域４０にわたってビーム走査を行ない、その領域内の二次元画像を作成する。二次元画像は例えば符号４６として示される領域で作成する。
【００３６】
一方、ハッチングで示された領域４２はステージ走査を行なってマッピング用のＸ線信号をとりこむための領域である。電子ビームの初期位置は符号４４で示される位置である。ビーム位置４４は外部の影響でずれることがあるので、この位置のズレを補正するのが本発明である。ステージ走査はステージがＸ方向に移動することにより試料上のビーム位置がａで示されるようにＸ方向とは反対方向に試料に対して相対的に移動し、Ｙ方向に順次移動することによって走査領域４２内をビームが相対的に移動するように走査を行なう。
【００３７】
符号４６で示された領域の画像が二次元画像として取得され、最初のものが参照画像として記憶される。この二次元画像の中にある特徴的なパターンが比較対象となり、その後の二次元画像と重ね合わせたときのズレ量によりビーム位置４４を補正する。
【００３８】
ステージ走査が進むと、図４（Ｂ）のように、試料が移動していくことに伴い、マッピング画像収集領域４２はｂ方向に移動していく。それに伴ってビーム位置を修正するための二次元画像を取得する領域４６もｂ方向に移動していく。領域４６の画像を参照画像と比較するときは参照画像のＹ方向の座標をずらしたうえで両画像を重ねて、ズレ量を求める。マッピング画像を収集するための領域４２はビーム走査領域４０よりも小さいため、参照画像と比較する二次元画像領域４６は常に観察することができ、ステージの移動に合わせて見込みの移動量との相関からズレ量を求めてビーム位置４４を補正する。
【００３９】
次に、図２に戻ってステージの走査領域がビーム走査領域と同じであるかそれよりも大きい場合、図５のフローに従って動作する。
図５に示されるように、ビーム走査部２４によりビーム走査領域についてビーム走査を行ない（ステップＳ２１）、二次電子検出部２８による二次電子の検出信号に基づいて二次元画像作成部３０が二次元画像を作成する（ステップＳ２２）。
【００４０】
このビーム走査がステージの走査開始前である場合、その二次元画像を参照画像として参照画像記憶部３２に記憶させる（ステップＳ２３，Ｓ２４）。
その後、ステージ走査部１８により１ライン部のステージ走査を行なって検出器１６によりＸ線データを取得する（ステップＳ２５）。ステージ走査を所定ライン数分行なったのち（ステップＳ２７，Ｓ２８，Ｓ２５，Ｓ２６，Ｓ２７）、再び、ビーム走査を行なう（ステップＳ２１）。ビーム走査により二次元画像を作成し（ステップＳ２２）、今回は参照画像が常に記憶されているので、取得した二次元画像をズレ量算出部３６で参照画像記憶部３２からの参照画像と比較し、両画像を重ね合わせたときのズレ量を算出する（ステップＳ２９，Ｓ３０）。そのズレ量に基づき、ビーム位置補正部３８により偏光レンズ１０を介して電子ビームの位置の補正を行なう（ステップＳ３１）。
【００４１】
その後、いま取得した二次元画像により参照画像記憶部３２に記憶されている参照画像を更新した後（ステップＳ３２）、その後、同様にステージ走査を行ない、所定ライン数のステージ走査を行なうごとにビーム走査を行なって二次元画像を取り込み、参照画像と比較してズレ量の算出とズレ量補正を行ない、最新の二次元画像により参照画像記憶部３２に記憶されている参照画像を更新する操作を繰り返していく。
所定の走査領域全てのステージ走査を完了すると（ステップＳ８）、この試料についての分析完了となる。
【００４２】
図６はこの動作時のビーム走査とステージ走査の関係を示したものである。（Ａ）において、ビーム走査領域４０はマッピング画像を収集するための領域４２よりも小さいものとする。
【００４３】
ステージ走査によりラインスキャンを実行していくと、ステージは徐々に矢印の方向へ移動する。電子線ビームの二次元走査により観察できる領域はステージが移動しても変わらない。いま、ステージがＬの距離だけ移動したとすると、移動前の（Ａ）に示されるビーム走査領域４０は移動後には（Ｂ）に示されるビーム走査領域４０ａとなる。ビーム走査領域４０ａはビーム走査領域４０と同じ大きさであるが、試料は距離Ｌの分だけ移動したものとなる。ステージ移動前のビーム走査領域４０の画像と、移動後のビーム走査領域４０ａの画像とにおいて、移動前後で両画像４０，４０ａでの重なり部分４３と予想される画像を重ね合わせてズレ量を算出する。重なり部分４３は移動量Ｌがわかっているので、画像の座標をシフトさせることにより計算により求めることができる。ビーム位置ズレがあったときは、ビーム中心を補正してビーム走査領域４０ａの画像を位置ズレ補正した新たな画像４０ｂとし、これを新たな参照画像として参照画像記憶部３２の参照画像を更新し、次のビーム走査領域の二次元画像の参照画像とする。
【図面の簡単な説明】
【００４４】
【図１】一実施例を概略的に示すブロック図である。
【図２】同実施例の動作の開始部を示すフローチャートである。
【図３】同実施例の動作の一形態を示すフローチャートである。
【図４】同形態における走査領域の移動を示す概念図である。
【図５】同実施例の動作の他の形態を示すフローチャートである。
【図６】同形態における走査領域の移動を示す概念図である。
【符号の説明】
【００４５】
１ 鏡筒
２ 試料
４ 試料ステージ
６ 電子ビーム
８ 収束電子ビーム発生系
１０ 偏向レンズ
１２ 電子ビーム照射位置
１６ Ｘ線検出器
１８ ステージ走査部
２０ 二次元マッピング画像作成部
２２ 表示部
２４ ビーム走査部
２５ ビーム走査系
２６ 二次電子信号
２８ 二次電子検出器
３０ 二次元画像作成部
３１ 画像処理装置
３２ 参照画像記憶部
３６ ズレ量算出部
３８ ビーム位置補正部
【技術分野】
【０００１】
本発明は、集束電子ビームを試料に照射し、試料表面に対して相対的に二次元的に走査しながら試料上の所望の領域からのＸ線やオージェ電子などの信号を検出し、それを基にして二次元マッピング画像を得ることのできる分析装置、例えば透過型電子顕微鏡（以下、ＴＥＭとも称す）や走査型電子顕微鏡（以下、ＳＥＭとも称す）などの分析装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ＳＥＭやＴＥＭで電子ビーム照射位置からのＸ線やオージェ電子により二次元マッピングを行なうための走査方法として、試料ステージを固定しておいて電子ビームを測定領域にわたって走査するビーム走査方式と、電子ビームを固定しておいて試料ステージを移動させるステージ走査方式の２つの方法がある。
【０００３】
ビーム走査方式の場合、一般には、測定領域全域にわたる複数回の走査を繰り返し、その走査回分の面情報を積層して一枚の二次元マッピング情報を作成する方式が採用されている。電子ビーム走査方式で複数数回の繰返し走査を行なう測定時間中に測定装置周辺の温度や磁場などの環境状態が変化すると電子ビームの位置がずれ、積算したときの二次元マッピング画像が不正確なものとなることがある。そのため、この位置ずれを補正することが提案されている。その一例は、最初の１回目のビーム走査時に、試料上の走査領域のＳＥＭ像を基準像として記憶しておき、その後、所定回数のビーム走査のたびにＳＥＭ像を得て、それを比較対象像とする。そして、基準像と比較対象像との相互相関関数から比較対象像が基準像からどの方向にどれだけずれているかを求め、そのずれをなくすように電子ビームの位置を補正する（特許文献１参照。）。
（特許文献１参照。）
【特許文献１】特開２０００−１０６１２１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明はビーム走査方式における複数回の繰返し走査による積算方式ではなく、ビーム走査方式又はステージ走査方式によるラインスキャン方式を採用するものである。ラインスキャン方式は、測定範囲のマッピング画像を得るために、複数回の面情報を得るための二次元走査を繰り返すのではなく、集束電子ビームが照射された試料照射部位をビーム走査方式又はステージ走査方式によりラインに沿って移動させて行なう線分析を各ラインについて１回ずつ行ない、このラインごとの線分析データを二次元的に合成して一枚の面画像を得る方式である。
【０００５】
従来技術で行なっているように、ビーム走査方式で１回あたりの面情報を得る走査時間を短くして複数回の面画像を積算する方法は、１回あたりの走査時間が短いために微量成分で感度が低い場合は測定限界以下となるため測定できなくなる。そのため、積算する面画像の数を増やしても１回の走査で測定限界以下にある微量成分はマッピング像としては現れてこない。
【０００６】
本発明が採用するような、ラインごとに１回ずつの線分析データを得て二次元マッピング画像を合成するラインスキャン方式は、走査速度を遅くすることにより測定限界を下げることができるという利点を備えている。その反面、この方法は、走査速度が遅くなるために、一枚の面画像を得るための走査の間に、温度や磁場などの環境条件の変化により電子ビームの位置ずれが生じるおそれがある。
【０００７】
しかし、ラインスキャン方式では１枚の二次元マッピング画像を得るための走査が完了するまでの間に電子ビームの位置ずれが生じたかどうかを検知することは行なわれておらず、したがって電子ビームの位置ずれを補正することも行なわれていない。
本発明はラインスキャン方式において、電子ビームの位置ずれを補正して正確な二次元マッピング画像を得ることを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
一実施例を示す図１を参照して概略的に示すと、本発明の分析装置は、試料２を載置するとともに試料表面に平行な平面内で試料２を二次元的に移動することのできる試料ステージ４、試料ステージ４上の試料２に集束電子ビーム６を照射する集束電子ビーム発生系８、試料２に照射される集束電子ビーム６を偏向する偏向レンズ１０、集束電子ビーム６が照射された試料照射部位１２から発生した第１信号（Ｘ線又はオージェ電子など）１４を検出する第１検出器１６、試料照射部位１２が試料表面上を二次元的に相対的に移動するように試料照射部位１２を移動させる走査機構１８，２４、及び試料照射部位１２が走査されたときの第１信号１４による二次元マッピング画像を作成する二次元マッピング画像作成部２０を備えている。
【０００９】
そして、走査機構として偏向レンズ１０を介して集束電子ビーム６を二次元的に走査するビーム走査部２４を備えている。走査機構は、二次元マッピング画像を作成するための試料照射部位の走査をラインごとに１回ずつの線分析データを得て二次元マッピング画像を合成するように行なうラインスキャン方法を実行するものである。
【００１０】
この分析装置は、さらに、試料照射部位１２から発生した第２信号（二次電子２６又は反射電子２８）を検出する第２検出器としての二次電子検出器２８及び反射電子検出器２９と、ビーム走査部２４により集束電子ビーム６で試料表面の所定の領域を走査して得られた第２信号２６による二次元画像を作成する二次元画像作成部３０と、二次元画像作成部３０により作成された二次元画像の１つを参照画像として記憶する参照画像記憶部３２と、走査機構による二次元マッピング画像を作成するための予め設定された本数のラインの走査ごとに二次元画像を作成するためにビーム走査部２４を駆動させる走査制御部３４と、二次元画像作成部３０により得られた二次元画像で参照画像以外のものを参照画像記憶部３２に記憶されている参照画像と比較して集束電子ビーム６のズレ量を算出するズレ量算出部３６と、ズレ量算出部３６により算出されたズレ量に基づいて偏向レンズ１０により集束電子ビーム６の位置を補正するビーム位置補正部３８とを備えている。
【００１１】
本発明は、ビーム走査方式によってもステージ走査方式によっても実現することができる。一般的にいって、ビーム走査方式とステージ走査方式は基本的に目的が異なる。ビーム走査方式は微小領域の面分析に適してはいるが、広い範囲の面分析は電子ビームによる照射位置と検出器との相対位置関係の変化が大きくなり、また、電子ビームが照射される位置が常に変化しているため、検出器に対する信号発生源の相対位置が常に変化しており、検出感度を一定にするのが容易でない。それに対し、ステージ走査方式は電子ビームによる照射位置と検出器との相対位置関係が常に固定されているため、広い領域での分析に適する。
【００１２】
本発明をビーム走査方式の分析装置で実現する場合は、走査機構は二次元マッピング画像を作成するためのラインスキャンをビーム走査部２４による集束電子ビーム６の走査により行なうものとなる。
【００１３】
また、本発明をステージ走査方式の分析装置で実現する場合は、走査機構は試料ステージ４を二次元的に走査するステージ走査部１８を備え、二次元マッピング画像を作成するためのラインスキャンを集束電子ビーム６を固定した状態での試料ステージ４の走査により行なうものとなる。
【００１４】
二次元画像を作成するための予め設定されたラインスキャン本数は１〜数十本が適当である。１本のラインごとにビーム走査部２４を駆動させて二次元画像を作成し参照画像と比較してズレ量を算出するようにすれば、集束電子ビーム６の位置を最も正確に補正することができるが、１枚の二次元マッピング画像を作成するための時間が長くなる。逆にその予め設定されたラインスキャン本数を多くするほど１枚の二次元マッピング画像を作成するための時間が短くてすむものの、集束電子ビーム６の位置補正の精度が低下する。ビーム走査部２４を駆動させて二次元画像を作成するために予め設定するラインスキャン本数は、二次元マッピング画像を作成するのに要する時間と集束電子ビーム６の位置補正精度に対する要請を考慮して適当な本数に設定する。
【００１５】
参照画像は集束電子ビーム６の位置補正の基準となるものである。参照画像の一形態は、二次元マッピング画像を作成するためのラインスキャン開始前にビーム走査部２４を駆動させて作成した二次元画像である。この形態は、ステージ走査方式では二次元画像を取得するビーム走査領域がステージ走査領域よりも広い場合に適する。
【００１６】
参照画像の他の形態は、二次元マッピング画像を作成するためのラインスキャンについての予め設定された本数のラインスキャンの前に取得した最新の二次元画像であり、それを参照画像として参照画像記憶部３２に記憶されている参照画像を更新し、次に得られる二次元画像の参照画像とするものである。この形態は、ステージ走査方式では二次元画像を取得するビーム走査領域がステージ走査領域と同じあるか、それよりも狭い場合に適する。
【００１７】
比較しようとする二次元画像と参照画像との比較は、それらの画像中の特徴的な１又は数個の画像を取り出し、それらの画像が二次元画像と参照画像で重なるように二次元画像をずらし、そのズレ量を集束電子ビーム６の位置補正量とする。
【００１８】
第２信号（二次電子２６又は反射電子２７）により参照画像及びその後の二次元画像を作成する試料表面上の領域は、第１信号（Ｘ線又はオージェ電子など）１４により二次元マッピング画像を作成する領域と、位置においても、大きさにおいても一致している必要はない。
第１信号１４の例はＸ線又はオージェ電子である。第２信号の例は二次電子２６又は反射電子２７である。
【発明の効果】
【００１９】
本発明では、ラインスキャン方式で二次元マッピング分析を行なう際に、ビーム走査部２４により集束電子ビーム６で試料表面の所定の領域を走査して第２信号２６又は２７による二次元画像を作成してそのうちの１つを参照画像として記憶しておく。そして、予め設定された本数のラインスキャンごとにビーム走査部２４を駆動させて二次元画像を得、それを参照画像記憶部３２に記憶されている参照画像と比較して集束電子ビーム６のズレ量を算出するようにした。その結果、ラインスキャン方式でありながら、集束電子ビーム６の位置を補正することができ、正確な二次元マッピング画像を作成することができるようになる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
図１は一実施例を概略的に表わしたものである。この実施例は電子ビームにより照射された試料から発生するＸ線を検出して二次元マッピング分析を行なうものであり、同時に二次電子２６によるＳＥＭ画像又は反射電子２７によるＢＳＥ画像を取得できる機能をもったものである。
【００２１】
真空排気される鏡筒１内に、試料ステージ４、ステージ走査部１８、収束電子ビーム発生系８、偏向レンズ１０、第１検出器としてのＸ線検出器１６及び第２検出器としての二次電子検出器２８が配置されている。
【００２２】
収束電子ビーム発生系８は鏡筒１内の上方に配置され、電子発生源と収束レンズ系を含んでいる。収束電子ビーム発生系８の下方には試料ステージ４が配置され、試料ステージ４上には試料２が載置され、収束電子ビーム発生系８からの収束した電子ビーム６が試料２上に照射される。偏向レンズ１０は電子ビーム６を挟む位置に配置されており、電子ビーム６を偏向させて走査する。
【００２３】
Ｘ線検出器１６は試料２上で電子ビーム６により照射された位置１２から発生するＸ線１４を検出するために試料２に向けて配置されている。二次電子検出器２８は試料上の位置１２から発生した二次電子を受ける位置に配置されている。
【００２４】
ステージ４は試料表面が水平面内で二次元的に走査されるように、水平面内のＸ方向とＹ方向に移動することができる。ステージ走査部１８はステージ４を移動させる機構であり、ステージ４と一体に設けられている。
【００２５】
Ｘ線検出器１６が取得したＸ線信号から二次元マッピング画像を作成するために二次元マッピング画像作成部２０が設けられ、得られた画像は液晶表示装置などの表示部２２に表示される。
偏光コイル１０による電子ビームの走査を行なうためにビーム走査部２４が設けられている。偏光レンズ１０には、さらにビーム位置を補正するビーム位置補正部３８も接続されている。ビーム走査部２４とビーム位置補正部３８はビーム走査系２５を構成している。
【００２６】
二次電子検出器２８が検出した二次電子信号２６から電子ビーム６の走査による二次元画像を作成するために、二次電子検出器２８が二次元画像作成部３０に接続されている。また、反射電子検出器２９が検出した反射電子信号２７から電子ビーム６の走査による二次元画像を作成するために、反射電子検出器２９も二次元画像作成部３０に接続されている。ステージ４上への試料２の載置後、二次元画像作成部３０が作成した二次元画像を参照画像として記憶する参照画像記憶部３２と、最新の二次元画像と参照画像記憶部３２に記憶された参照画像とを比較して、その差から電子ビームのズレ量を算出するズレ量算出部３６が設けられている。参照画像記憶部３２に記憶された参照画像は、ビーム走査部２４による電子ビーム走査によるラインスキャンの開始前もしくはステージ走査によるラインスキャンの開始前に取得した二次元画像、又は予め設定された本数のラインスキャンごとに取得する最新の二次元画像を参照画像として更新されたものである。
二次元マッピング画像作成部２０、二次元画像作成部３０、参照画像記憶部３２及びズレ量算出部３６はコンピュータからなる画像処理装置３１内に構成されている。
【００２７】
走査制御部３４は、マッピング分析時にビーム走査部２４により偏向レンズ１０を介して電子ビーム６を走査し、又はステージ走査部１８によりステージを移動させることにより、試料２上のビーム照射位置１２をラインスキャンし、ズレ量を補正するときはビーム走査部２４により偏向レンズ１０を介して電子ビーム６を二次元的に走査し、ビーム位置を補正するときはズレ量算出部３６に算出動作を起動する信号を送る。ズレ量算出部３６の算出結果に基づいてビーム位置補正部３８が偏向レンズ１０により電子ビーム６の位置を補正する。
【００２８】
次に、本実施例の動作について、さらに詳細に説明する。
（ビーム走査方式）
二次元マッピング分析を行なうときは、ビーム走査方式はステージ４が固定され、電子ビーム６がＸ方向のラインに沿って移動しつつＸ線検出器１６により試料から発生するＸ線１４を検出していく。次に電子ビーム６がＸ方向の元の位置にもどされ、Ｙ方向の次のラインまでＹ方向に移動した後、Ｘ方向のラインに沿って移動しつつＸ線検出器１６により試料から発生するＸ線１４を検出していく。Ｘ方向のラインに沿った走査、すなわちラインスキャンは、各ラインについて１回ずつ行なわれる。ラインスキャンによる線分析を繰り返すことによって二次元マッピング画像を取得する。
【００２９】
ラインスキャンの１ラインごと又は数ラインごとに、電子ビーム６を偏向レンズ１０により二次元的に走査し、そのときの試料２から発生する二次電子２６を二次電子検出器２８で検出し、又は反射電子２７を反射電子検出器２９で検出する。電子ビームによる所定の範囲の二次元走査により二次元画像が取得される。取得された二次元画像がズレ量算出部３６で参照画像記憶部３２からの参照画像と比較され、両画像を重ね合わせたときのズレ量が算出される。そのズレ量に基づき、ビーム位置補正部３８により偏光レンズ１０を介して電子ビームの位置の補正が行なわれる。
【００３０】
（ステージ走査方式）
二次元マッピング分析をステージ走査方式で実施するときは、電子ビーム６の位置が固定され、ステージ４がＸ方向のラインに沿って移動しつつＸ線検出器１６により試料から発生するＸ線１４を検出していく。次にステージ４がＹ方向の次のラインまでＹ方向に移動した後、ステージ４がＸ方向のラインに沿って移動しつつＸ線検出器１６により試料から発生するＸ線１４を検出していく。
ラインに沿った走査による線分析を繰り返すことによって二次元マッピング画像を取得する。
【００３１】
図２に示されるように二次元マッピング画像を作成するためのステージ走査方式によるステージの走査領域が電子ビームによるビーム走査領域よりも小さい場合は、図３に示される動作を行ない、そうでない場合は図５に示される動作を行なう。
【００３２】
まず、ステージの走査領域がビーム走査領域よりも小さい場合について説明する。
図３に示されるように、ビーム走査部２４によりビーム走査領域についてビーム走査を行ない（ステップＳ１）、二次電子検出部２８による二次電子の検出信号に基づいて二次元画像作成部３０が二次元画像を作成する（ステップＳ２）。
【００３３】
このビーム走査がステージの走査開始前である場合は、その二次元画像を参照画像として参照画像記憶部３２に記憶させる（ステップＳ３，Ｓ４）。
その後、ステージ走査部１８により１ライン部のステージ走査を行なって検出器１６によりＸ線データを取得する（ステップＳ５）。ステージ走査を所定ライン数分行なったのち（ステップＳ７，Ｓ８，Ｓ５，Ｓ６，Ｓ７）、再び、ビーム走査を行なう（ステップＳ１）。ビーム走査により二次元画像を作成し（ステップＳ２）、今回は参照画像が常に記憶されているので、取得した二次元画像をズレ量算出部３６で参照画像記憶部３２からの参照画像と比較し、両画像を重ね合わせたときのズレ量を算出する（ステップＳ９，Ｓ１０）。そのズレ量に基づき、ビーム位置補正部３８により偏光レンズ１０を介して電子ビームの位置の補正を行なう（ステップＳ１１）。
【００３４】
その後、同様にステージ走査を行ない、所定ライン数のステージ走査を行なうごとにビーム走査を行なって二次元画像を取り込み、参照画像と比較してズレ量の算出とズレ量補正を行なう操作を繰り返していく。
所定の走査領域全てのステージ走査を完了すると（ステップＳ８）、この試料についての分析完了となる。
【００３５】
図４はこの動作時のビーム走査とステージ走査の関係を示したものである。（Ａ）において、大きな枠４０で示される領域はビーム走査領域であり、図３のステップＳ１でのビーム走査の際にはその領域４０にわたってビーム走査を行ない、その領域内の二次元画像を作成する。二次元画像は例えば符号４６として示される領域で作成する。
【００３６】
一方、ハッチングで示された領域４２はステージ走査を行なってマッピング用のＸ線信号をとりこむための領域である。電子ビームの初期位置は符号４４で示される位置である。ビーム位置４４は外部の影響でずれることがあるので、この位置のズレを補正するのが本発明である。ステージ走査はステージがＸ方向に移動することにより試料上のビーム位置がａで示されるようにＸ方向とは反対方向に試料に対して相対的に移動し、Ｙ方向に順次移動することによって走査領域４２内をビームが相対的に移動するように走査を行なう。
【００３７】
符号４６で示された領域の画像が二次元画像として取得され、最初のものが参照画像として記憶される。この二次元画像の中にある特徴的なパターンが比較対象となり、その後の二次元画像と重ね合わせたときのズレ量によりビーム位置４４を補正する。
【００３８】
ステージ走査が進むと、図４（Ｂ）のように、試料が移動していくことに伴い、マッピング画像収集領域４２はｂ方向に移動していく。それに伴ってビーム位置を修正するための二次元画像を取得する領域４６もｂ方向に移動していく。領域４６の画像を参照画像と比較するときは参照画像のＹ方向の座標をずらしたうえで両画像を重ねて、ズレ量を求める。マッピング画像を収集するための領域４２はビーム走査領域４０よりも小さいため、参照画像と比較する二次元画像領域４６は常に観察することができ、ステージの移動に合わせて見込みの移動量との相関からズレ量を求めてビーム位置４４を補正する。
【００３９】
次に、図２に戻ってステージの走査領域がビーム走査領域と同じであるかそれよりも大きい場合、図５のフローに従って動作する。
図５に示されるように、ビーム走査部２４によりビーム走査領域についてビーム走査を行ない（ステップＳ２１）、二次電子検出部２８による二次電子の検出信号に基づいて二次元画像作成部３０が二次元画像を作成する（ステップＳ２２）。
【００４０】
このビーム走査がステージの走査開始前である場合、その二次元画像を参照画像として参照画像記憶部３２に記憶させる（ステップＳ２３，Ｓ２４）。
その後、ステージ走査部１８により１ライン部のステージ走査を行なって検出器１６によりＸ線データを取得する（ステップＳ２５）。ステージ走査を所定ライン数分行なったのち（ステップＳ２７，Ｓ２８，Ｓ２５，Ｓ２６，Ｓ２７）、再び、ビーム走査を行なう（ステップＳ２１）。ビーム走査により二次元画像を作成し（ステップＳ２２）、今回は参照画像が常に記憶されているので、取得した二次元画像をズレ量算出部３６で参照画像記憶部３２からの参照画像と比較し、両画像を重ね合わせたときのズレ量を算出する（ステップＳ２９，Ｓ３０）。そのズレ量に基づき、ビーム位置補正部３８により偏光レンズ１０を介して電子ビームの位置の補正を行なう（ステップＳ３１）。
【００４１】
その後、いま取得した二次元画像により参照画像記憶部３２に記憶されている参照画像を更新した後（ステップＳ３２）、その後、同様にステージ走査を行ない、所定ライン数のステージ走査を行なうごとにビーム走査を行なって二次元画像を取り込み、参照画像と比較してズレ量の算出とズレ量補正を行ない、最新の二次元画像により参照画像記憶部３２に記憶されている参照画像を更新する操作を繰り返していく。
所定の走査領域全てのステージ走査を完了すると（ステップＳ８）、この試料についての分析完了となる。
【００４２】
図６はこの動作時のビーム走査とステージ走査の関係を示したものである。（Ａ）において、ビーム走査領域４０はマッピング画像を収集するための領域４２よりも小さいものとする。
【００４３】
ステージ走査によりラインスキャンを実行していくと、ステージは徐々に矢印の方向へ移動する。電子線ビームの二次元走査により観察できる領域はステージが移動しても変わらない。いま、ステージがＬの距離だけ移動したとすると、移動前の（Ａ）に示されるビーム走査領域４０は移動後には（Ｂ）に示されるビーム走査領域４０ａとなる。ビーム走査領域４０ａはビーム走査領域４０と同じ大きさであるが、試料は距離Ｌの分だけ移動したものとなる。ステージ移動前のビーム走査領域４０の画像と、移動後のビーム走査領域４０ａの画像とにおいて、移動前後で両画像４０，４０ａでの重なり部分４３と予想される画像を重ね合わせてズレ量を算出する。重なり部分４３は移動量Ｌがわかっているので、画像の座標をシフトさせることにより計算により求めることができる。ビーム位置ズレがあったときは、ビーム中心を補正してビーム走査領域４０ａの画像を位置ズレ補正した新たな画像４０ｂとし、これを新たな参照画像として参照画像記憶部３２の参照画像を更新し、次のビーム走査領域の二次元画像の参照画像とする。
【図面の簡単な説明】
【００４４】
【図１】一実施例を概略的に示すブロック図である。
【図２】同実施例の動作の開始部を示すフローチャートである。
【図３】同実施例の動作の一形態を示すフローチャートである。
【図４】同形態における走査領域の移動を示す概念図である。
【図５】同実施例の動作の他の形態を示すフローチャートである。
【図６】同形態における走査領域の移動を示す概念図である。
【符号の説明】
【００４５】
１ 鏡筒
２ 試料
４ 試料ステージ
６ 電子ビーム
８ 収束電子ビーム発生系
１０ 偏向レンズ
１２ 電子ビーム照射位置
１６ Ｘ線検出器
１８ ステージ走査部
２０ 二次元マッピング画像作成部
２２ 表示部
２４ ビーム走査部
２５ ビーム走査系
２６ 二次電子信号
２８ 二次電子検出器
３０ 二次元画像作成部
３１ 画像処理装置
３２ 参照画像記憶部
３６ ズレ量算出部
３８ ビーム位置補正部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
試料ステージ上の試料に集束電子ビームを照射する集束電子ビーム発生系、試料に照射される集束電子ビームを偏向する偏向レンズ、集束電子ビームが照射された試料照射部位から発生した第１信号を検出する第１検出器、前記試料照射部位が試料表面上を相対的に二次元的に移動するように試料照射部位を移動させる走査機構、及び前記試料照射部位が走査されたときの第１信号による二次元マッピング画像を作成する二次元マッピング画像作成部を備えた分析装置において、
前記走査機構は前記偏向レンズを介して前記集束電子ビームを二次元的に走査するビーム走査部を備えるとともに、二次元マッピング画像を作成するための前記試料照射部位の走査をラインごとに１回ずつの線分析データを得て二次元マッピング画像を合成するように行なうラインスキャン方法を実行するものであり、
該分析装置は、さらに
前記試料照射部位から発生した第２信号を検出する第２検出器と、
前記ビーム走査部により前記集束電子ビームで試料表面の所定の領域を走査して得られた第２信号による二次元画像を作成する二次元画像作成部と、
前記二次元画像作成部により作成された二次元画像の１つを参照画像として記憶する参照画像記憶部と、
前記走査機構による二次元マッピング画像を作成するための予め設定された本数のラインの走査ごとに前記二次元画像を作成するために前記ビーム走査部を駆動させる走査制御部と、
前記二次元画像作成部により得られた二次元画像で参照画像以外のものを前記参照画像記憶部に記憶されている参照画像と比較して前記集束電子ビームのズレ量を算出するズレ量算出部と、
前記ズレ量算出部により算出されたズレ量に基づいて前記偏向レンズにより前記集束電子ビームの位置を補正するビーム位置補正部と、
を備えたことを特徴とする分析装置。
【請求項２】
前記走査機構は二次元マッピング画像を作成するためのラインスキャンを前記ビーム走査部による前記集束電子ビームの走査により行なうものである請求項１に記載の分析装置。
【請求項３】
前記走査機構は前記試料ステージを二次元的に走査するステージ走査部を備え、二次元マッピング画像を作成するためのラインスキャンを前記集束電子ビームを固定した状態での前記試料ステージの走査により行なうものである請求項１に記載の分析装置。
【請求項４】
前記参照画像記憶部に記憶する参照画像は、二次元マッピング画像を作成するためのラインスキャン開始前に取得した二次元画像である請求項１から３のいずれかに記載の分析装置。
【請求項５】
前記参照画像記憶部に記憶する参照画像は、二次元マッピング画像を作成するためのラインスキャンについての前記予め設定された本数のラインスキャンの走査の前に取得した最新の二次元画像である請求項１から３のいずれかに記載の分析装置。
【請求項６】
前記第１信号はエックス線である請求項１から５のいずれかに記載の分析装置。
【請求項７】
前記第１信号はオージェ電子である請求項１から５のいずれかに記載の分析装置。
【請求項８】
前記第２信号は二次電子である請求項１から７のいずれかに記載の分析装置。
【請求項９】
前記第２信号は反射電子である請求項１から７のいずれかに記載の分析装置。
【請求項１】
試料ステージ上の試料に集束電子ビームを照射する集束電子ビーム発生系、試料に照射される集束電子ビームを偏向する偏向レンズ、集束電子ビームが照射された試料照射部位から発生した第１信号を検出する第１検出器、前記試料照射部位が試料表面上を相対的に二次元的に移動するように試料照射部位を移動させる走査機構、及び前記試料照射部位が走査されたときの第１信号による二次元マッピング画像を作成する二次元マッピング画像作成部を備えた分析装置において、
前記走査機構は前記偏向レンズを介して前記集束電子ビームを二次元的に走査するビーム走査部を備えるとともに、二次元マッピング画像を作成するための前記試料照射部位の走査をラインごとに１回ずつの線分析データを得て二次元マッピング画像を合成するように行なうラインスキャン方法を実行するものであり、
該分析装置は、さらに
前記試料照射部位から発生した第２信号を検出する第２検出器と、
前記ビーム走査部により前記集束電子ビームで試料表面の所定の領域を走査して得られた第２信号による二次元画像を作成する二次元画像作成部と、
前記二次元画像作成部により作成された二次元画像の１つを参照画像として記憶する参照画像記憶部と、
前記走査機構による二次元マッピング画像を作成するための予め設定された本数のラインの走査ごとに前記二次元画像を作成するために前記ビーム走査部を駆動させる走査制御部と、
前記二次元画像作成部により得られた二次元画像で参照画像以外のものを前記参照画像記憶部に記憶されている参照画像と比較して前記集束電子ビームのズレ量を算出するズレ量算出部と、
前記ズレ量算出部により算出されたズレ量に基づいて前記偏向レンズにより前記集束電子ビームの位置を補正するビーム位置補正部と、
を備えたことを特徴とする分析装置。
【請求項２】
前記走査機構は二次元マッピング画像を作成するためのラインスキャンを前記ビーム走査部による前記集束電子ビームの走査により行なうものである請求項１に記載の分析装置。
【請求項３】
前記走査機構は前記試料ステージを二次元的に走査するステージ走査部を備え、二次元マッピング画像を作成するためのラインスキャンを前記集束電子ビームを固定した状態での前記試料ステージの走査により行なうものである請求項１に記載の分析装置。
【請求項４】
前記参照画像記憶部に記憶する参照画像は、二次元マッピング画像を作成するためのラインスキャン開始前に取得した二次元画像である請求項１から３のいずれかに記載の分析装置。
【請求項５】
前記参照画像記憶部に記憶する参照画像は、二次元マッピング画像を作成するためのラインスキャンについての前記予め設定された本数のラインスキャンの走査の前に取得した最新の二次元画像である請求項１から３のいずれかに記載の分析装置。
【請求項６】
前記第１信号はエックス線である請求項１から５のいずれかに記載の分析装置。
【請求項７】
前記第１信号はオージェ電子である請求項１から５のいずれかに記載の分析装置。
【請求項８】
前記第２信号は二次電子である請求項１から７のいずれかに記載の分析装置。
【請求項９】
前記第２信号は反射電子である請求項１から７のいずれかに記載の分析装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【公開番号】特開２００８−３９４３９（Ｐ２００８−３９４３９Ａ）
【公開日】平成２０年２月２１日（２００８．２．２１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００６−２１０４２９（Ｐ２００６−２１０４２９）
【出願日】平成１８年８月２日（２００６．８．２）
【出願人】（０００００１９９３）株式会社島津製作所 (3,708)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２０年２月２１日（２００８．２．２１）
【国際特許分類】
【出願日】平成１８年８月２日（２００６．８．２）
【出願人】（０００００１９９３）株式会社島津製作所 (3,708)
【Ｆターム（参考）】
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