分析走査電子顕微鏡
【課題】 走査電子顕微鏡本体側と外部分析装置側に同等の回路を備えることなく、簡単な構成により、試料の特定領域の元素分析や元素マッピングを正しい分析位置（電子ビーム一致）で正確に行うことができる分析機能を有した分析走査電子顕微鏡を実現する。
【解決手段】 図８は電子ビームが試料の分析位置に移動中の非直線応答期間には走査ウェイト信号に基づき電子ビームの試料への照射を停止する際の各信号波形を示している。（ｊ）は走査ウェイト信号を示している。この図８から明らかなように、電子ビームが移動する際に生じる非直線応答の時間を適切に設定することで、電子ビームの正しい位置における分析データを得ることができる。
【解決手段】 図８は電子ビームが試料の分析位置に移動中の非直線応答期間には走査ウェイト信号に基づき電子ビームの試料への照射を停止する際の各信号波形を示している。（ｊ）は走査ウェイト信号を示している。この図８から明らかなように、電子ビームが移動する際に生じる非直線応答の時間を適切に設定することで、電子ビームの正しい位置における分析データを得ることができる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、試料上で電子ビームを２次元的に走査し、試料の２次電子像や反射電子像を観察する走査電子顕微鏡であって、試料像から試料の特定箇所を選択し、選択した試料の特定箇所のＸ線分析を行うことができる分析走査電子顕微鏡に関する。
【背景技術】
【０００２】
走査電子顕微鏡では、電子銃から発生し加速された電子ビームをコンデンサレンズ、対物レンズによって試料上に細く集束させ、更に、電子ビームの試料上の照射位置を２次元的に走査するようにしている。試料への電子ビームの照射によって、試料からは２次電子や反射電子が発生するが、２次電子や反射電子は、それぞれ２次電子検出器、反射電子検出器によってその強度が検出される。２種類の検出器によって検出された信号は、画像信号として、フレームメモリーに記憶させ、フレームメモリーから画像信号を陰極線管などの表示装置に供給し、あるいは、検出信号を画像信号として直接表示装置に供給し、試料の特定領域の像を表示するようにしている。
【０００３】
上記した走査電子顕微鏡では、電子ビームは、走査電子顕微鏡内の走査信号発生回路からの２次元走査信号が供給される電磁コイルや静電型偏向器により、２次元走査される。この走査信号発生回路を含む電子ビーム走査回路は、２次電子像や反射電子像を得るために最適な走査を行うために使用される。
【０００４】
一方、試料の表面の像を走査電子顕微鏡像や反射電子像で取得し、この取得した像を観察して、試料中の特殊な領域を見いだし、その特殊な領域のＸ線分析を行っている。この場合、走査電子顕微鏡の電子ビームを走査しながら、試料から発生するＸ線を検出して、そのエネルギーを分析し、電子ビームの走査領域の元素マップを描くことを行っている。
【０００５】
通常このようなＸ線分析には、エネルギー分散型Ｘ線分析装置が使用される。この装置では、走査電子顕微鏡のカラム内にＸ線検出器を配置し、試料から発生した特性Ｘ線を検出する。この検出器は、入射したＸ線光子のエネルギーに応じた高さのパルスを発生する。この高さの異なったパルス信号は、波高分析器に供給され、異なった高さのＸ線強度分布から電子ビームが照射された領域の元素が判明する。このようなＸ線分析を試料の全面に渡って行えば、試料表面の元素マップが作成される。なお、このようなＸ線分析装置をエネルギー分散型Ｘ線分析装置（通称ＥＤＳ）と称している。
【０００６】
図１にＥＤＳが付属された走査電子顕微鏡における電子ビームの走査に関連した構成を示しており、この図１を用いてＥＤＳを備えた走査電子顕微鏡における電子ビームの走査の詳細について説明する。図において、１は走査電子顕微鏡本体であり、本体１内部の電子ビームの走査関連部分が示されている。走査電子顕微鏡カラム（図示せず）内の上部には電子銃２が配置されており、電子銃２から発生し加速された電子ビームは、図示していないコンデンサレンズ、対物レンズによって試料３上に細く集束される。
【０００７】
電子ビームは、走査コイル４によって偏向を受け、走査コイル４に供給される走査信号に応じて偏向量と方向が変化し、試料３の特定領域が電子ビームによって走査される。この電子ビームを走査するためには、走査コイル４に走査信号を供給することになるが、走査コイル４には、スイッチ５によって、走査電子顕微鏡本体１内に備えられた内部走査信号発生器６からか、走査電子顕微鏡本体１とは別に設けられたＸ線分析装置７内に設けられた外部走査信号発生器からか、何れかの走査信号が供給される。
【０００８】
図１では、スイッチ５は内部走査信号発生器６（NC端子）に接続されており、内部走査信号発生器６からの走査信号がスイッチ５を介して走査コイル４に供給される。この場合の電子ビームの走査は、画像信号を得るに最適な条件とされており、試料３は電子ビームによって２次元走査される。
【０００９】
この際、ラスター走査の始まりには主として偏向コイルが電気的スピードに追従できない応答性に起因する非直線領域が存在する。このため、電子ビームの走査領域をそのまま画像表示した場合は、ラスター走査の始まり部分の画像にゆがみが生じることになる。このため、試料３上に薄い直線の囲みで示した所望の走査領域Ｒ１より広い領域を走査して、表示は所望の走査領域Ｒ１とすることで非直線領域による画像歪みが生じないようにしている。
【００１０】
また、電子ビームは上記したようにラスター走査されているが、１回の水平走査が終了すると、電子ビームは次のラスター水平走査のために図中点線で示すように、帰線期間における電子ビームの照射が生じる。試料３への電子ビームの照射に基づいて、試料３からは２次電子や反射電子が発生する。この２次電子あるいは反射電子は、検出器８によって検出され、検出信号は、Ｘ線分析装置７に接続されている表示装置に供給され、走査信号と同期して表示装置には、試料の所定の領域の２次電子像あるいは、反射電子像が表示されることになる。
【００１１】
一方、試料への電子ビームの照射により、試料３からは、電子ビームの照射点における元素に応じた波長（エネルギー）の特性Ｘ線が発生する。この特性エックス線光子は、Ｘ線検出器９によって検出される。検出器９によって検出された各エックス線光子は、その波長に応じた高さのパルスに変換される。検出されたパルス信号は、波高分析器９に供給されて波高ごとのＸ線光子の強度分布が得られる。したがって、波高分析器９で特定の元素を指定すれば、その元素に応じた高さのパルス信号のみが検出され、その検出されたパルス信号は、Ｘ線分析装置７に供給されて、特定元素のマップが得られる。
【００１２】
この場合、電子ビームの走査は、走査電子顕微鏡の内部の走査回路６によらず、Ｘ線分析装置７に付属する走査回路によって行う。このような試料のＸ線分析を行うことができる走査電子顕微鏡については、特許文献１を挙げることができる。
【特許文献１】特開２００３−７２４５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
試料の元素分析や元素マッピングには、電子ビームの位置情報と観察像のデータ、および、分析データが確実に対応して表示される必要がある。しかし、一般的にには、走査電子顕微鏡本体１の走査信号発生器６からの走査信号は、観察像が最良になるよう考慮されていて、試料の元素分析や元素マッピングを最適に行うように設計されていない。例えば、電子ビーム走査のブランキングは、分析データを収集しないようにする必要があるが、ＥＤＳ等の分析装置を接続することに配慮がなされていないことから、次のような問題が生じる。
【００１４】
まず、電子ビーム走査のブランキング期間（帰線期間）においても、図１の点線で示したように走査電子顕微鏡の電子ビームは出力されたまま、すなわち、電子ビームは試料に照射された状態で電子ビームの走査の始点に戻される。この結果、電子ビーム走査のブランキング期間においてもＸ線は試料３から発生しており、そのＸ線信号は分析データとして取り込まれることになる。この分析データは、電子ビームの正規の走査においては電子ビームの照射位置（座標）に合わせて取り込まれるが、ブランキング期間においては、電子ビームの照射位置に同期されずに分析データとして取り込まれることから、分析結果にエラーとして記録される。
【００１５】
また、試料の特定領域の２次電子像を表示し、その像を観察して特定領域中の分析領域を設定し、電子ビームを分析領域で走査し、Ｘ線分析を行う場合がある。図２はこのような分析方式を更に詳細に説明するための図である。図２において、領域Ｒ１は、走査電子顕微鏡の内部走査信号発生器６に基づいて電子ビームにより走査された像表示領域である。観察者は、この走査像を観察し、分析すべき領域Ｒ２を指定する。
【００１６】
分析領域の指定の後、電子ビームは、初期ビーム位置（２次電子像取得のための電子ビームの走査開始点、すなわち、電子ビームの停止点）Ｐ１に位置される。ところで、この電子ビームの停止点Ｐ１から分析領域Ｒ２における電子ビームの走査開始点（分析始点）Ｐ２までの距離Ｄが長い場合がある。このような場合、電気的に分析開始点Ｐ２から電子ビームの走査が開始されているにもかかわらず、実際の電子ビームの試料上の照射位置は、電気的な分析始点Ｐ２に到達していない場所で走査が開始されることがある。一般的に、この現象は電子ビームが停止点Ｐ１から分析領域Ｒ２の分析開始点Ｐ２に移動する最初の電子ビームの分析領域への移動の時だけ発生する。
【００１７】
この現象は、電子ビーム走査用の偏向コイルやドライブ増幅器が電気的なスピードに追従できない応答性に起因する。この現象は、電子ビームの停止点Ｐ１から分析領域Ｒ２における電子ビームの走査開始点（分析始点）Ｐ２までの距離Ｄが長いほど顕著になる。
【００１８】
この結果、分析領域Ｒ２で電子ビームの走査が行われず、分析領域とは異なった領域において電子ビームの走査が行われるため、所望のＸ線分析データを得ることができなくなる。
【００１９】
このような問題点を解決するための方式として、試料の元素分析や元素マップの取得の際には、図１に示したように、外部の分析装置内に設けられた走査信号発生器から走査信号を発生させ、外部よりの分析に適した走査信号を偏向コイルに供給するようにし、分析に適した電子ビームの走査と制御を行うことが考えられる。しかしながら、このような方式は、電子ビームの走査回路はもちろんのこと、像の取り込み回路を含めて走査電子顕微鏡側と同等の制御回路を走査電子顕微鏡本体と分析装置の両者に備える必要があり、コストアップの要因となる。
【００２０】
本発明は、上述した点に鑑みてなされたもので、その目的は、走査電子顕微鏡本体側と外部分析装置側に同等の回路を備えることなく、簡単な構成により、試料の特定領域の元素分析や元素マッピングを正しい位置で正確に行うことができる分析機能を有した分析走査電子顕微鏡を実現するにある。
【課題を解決するための手段】
【００２１】
請求項１の発明に基づく分析走査電子顕微鏡は、電子銃と、電子銃から発生し加速された電子ビームを試料上に集束するためのレンズと、試料上で電子ビームの照射位置を２次元走査するための電子ビーム偏向器と、試料への電子ビームの照射により発生した２次電子や反射電子を検出する検出器と、検出器からの検出信号に基づき試料上の電子ビームの２次元走査に同期して試料像を表示する表示手段と、試料への電子ビームの照射により発生する特性Ｘ線を検出する検出器と、Ｘ線検出器によって検出されたパルス信号を分析するＸ線分析装置と、走査電子顕微鏡に設けられた電子ビームの走査信号発生器と、走査電子顕微鏡の外部に設けられ、走査電子顕微鏡とＸ線分析装置との間で信号の受渡を行う制御装置とを備えており、制御装置は、走査信号発生器より少なくとも水平同期信号、水平ブランキング信号、垂直同期信号、垂直ブランキング信号及び走査クロックが供給され、制御装置は、分析時に走査電子顕微鏡に設けられた電子ビームの走査信号発生器を制御し、分析用に電子ビームの走査を行うようにしたことを特徴としている。
【００２２】
請求項２の発明に基づく分析走査電子顕微鏡は、走査電子顕微鏡の外部の制御装置が、電子ビームの走査ウェイト要求信号を走査電子顕微鏡に設けられた電子ビームの走査信号発生器に供給し、走査信号発生器を制御し、電子ビームの走査を停止させ、あるいは、走査をスタートさせるように構成したことを特徴としている。
【００２３】
請求項３の発明に基づく分析走査電子顕微鏡は、走査電子顕微鏡の外部の制御装置は、走査ウェイト時間が可変とされ、電子ビームの走査ウェイト要求信号を走査電子顕微鏡に設けられた電子ビームの走査信号発生器に供給し、走査信号発生器を制御し、電子ビームの停止点から分析領域の始点までの非直線動作時間が過ぎるまで電子ビームの走査を停止させるように構成したことを特徴としている。
【発明の効果】
【００２４】
請求項１に記載の本発明に基づく分析走査電子顕微鏡は、走査電子顕微鏡に設けられた電子ビームの走査信号発生器と、走査電子顕微鏡の外部に設けられ、走査電子顕微鏡とＸ線分析装置との間で信号の受渡を行う制御装置とを備えており、制御装置は、走査信号発生器より少なくとも水平同期信号、水平ブランキング信号、垂直同期信号、垂直ブランキング信号及び走査クロックが供給され、制御装置は、分析時に走査電子顕微鏡に設けられた電子ビームの走査信号発生器を制御し、分析用に電子ビームの走査を行うようにしている。
【００２５】
その結果、電子ビームの走査回路を走査電子顕微鏡内部と走査電子顕微鏡外部に重複して設けることが不要となり、コストダウンに貢献することができる。また、像観察と分析時とでは、走査信号のレベルが異なっており、今までは走査電子顕微鏡側と外部分析側とで取り込み像の像合わせが必要であったが、走査信号が単一となったので、像合わせ作業が不要となる。更に、走査電子顕微鏡側電子ビーム走査回路が有している各制御信号を走査電子顕微鏡外部に出力し、且つ走査の一時停止の機能は、若干の回路変更だけで簡単に分析用走査に適用することができる。
【００２６】
請求項２の発明に基づく分析走査電子顕微鏡は、走査電子顕微鏡の外部の制御装置が、電子ビームの走査ウェイト要求信号を走査電子顕微鏡に設けられた電子ビームの走査信号発生器に供給し、走査信号発生器を制御し、電子ビームの走査を停止させ、あるいは、走査をスタートさせるように構成した。この構成により、走査ウェイト要求信号を設けて電子ビームの一次停止を可能とすることができ、電子ビームが停止点から分析始点に移動する際の時間遅れで生じる座標と分析データの相関エラーを解消することができる。また、表示期間のみＸ線データの取り込みを有効とさせたことで電子ビームのオーバースキャンや帰線期間に発生するＸ線データの取り込みを防ぐことができる。
【００２７】
請求項３の発明に基づく分析走査電子顕微鏡は、走査電子顕微鏡の外部の制御装置は、走査ウェイト時間が可変とされ、電子ビームの走査ウェイト要求信号を走査電子顕微鏡に設けられた電子ビームの走査信号発生器に供給し、走査信号発生器を制御し、電子ビームの停止点から分析領域の始点までの非直線動作時間が過ぎるまで電子ビームの走査を停止させるように構成した。この結果、非直線動作時間における電子ビームの試料の走査を停止でき、不要な試料領域からのＸ線データの取り込みを防止することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２８】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態を詳細に説明する。図３は本発明の第１の実施の形態を示しているが、図１に示した従来のシステムとほぼ同様なハードウェアの構成となっている。しかしながら、各構成要素間で転送されるデータや信号の種類が異なり、全体として異なった動作がなされている。すなわち、図３の構成では、１は走査電子顕微鏡本体であり、走査電子顕微鏡カラム（図示せず）内の上部には電子銃２が配置されている。電子銃２から発生し加速された電子ビームは、図示していないコンデンサレンズ、対物レンズによって試料３上に細く集束される。
【００２９】
電子ビームは、走査コイル４によって偏向を受け、走査コイル４に供給される走査信号に応じて偏向量と方向が変化し、試料３の特定領域が電子ビームによって走査される。この電子ビームを走査するためには、走査コイル４に走査信号を供給することになるが、走査コイル４には、走査電子顕微鏡本体１内に備えられた内部走査信号発生器６から常に供給される。
【００３０】
図１では、スイッチ５は内部走査信号発生器６に接続されており、内部走査信号発生器６からの走査信号がスイッチ５を介して走査コイル４に供給される。この場合の電子ビームの走査は、画像信号を得るに最適な条件とされており、試料３は電子ビームによって２次元走査される。試料３への電子ビームの照射に基づいて、試料３からは２次電子や反射電子が発生する。この２次電子あるいは反射電子は、検出器８によって検出され、検出信号は、Ｘ線分析装置（図示せず）と走査電子顕微鏡との間のインターフェースとしての役割を果たす制御装置１０に接続されている表示装置に供給され、走査信号と同期して表示装置には、試料の所定の領域の２次電子像あるいは、反射電子像が表示されることになる。
【００３１】
一方、試料への電子ビームの照射により、試料３からは、電子ビームの照射点における元素に応じた波長（エネルギー）の特性Ｘ線が発生する。この特性エックス線光子は、Ｘ線検出器９によって検出される。検出器９によって検出された各エックス線光子は、その波長に応じた高さのパルスに変換される。検出されたパルス信号は、波高分析器９に供給されて波高ごとのＸ線光子の強度分布が得られる。したがって、波高分析器９で特定の元素を指定すれば、その元素に応じた高さのパルス信号のみが検出され、その検出されたパルス信号は、制御装置１０を介してＸ線分析装置に供給され、特定元素のマップが得られる。
【００３２】
図３に示したシステムと、図１に示した従来装置との違いは、図３の形態では、試料の画像を得るための走査も、試料の特定領域のＸ線分析を行うための電子ビームの走査も、走査電子顕微鏡本体１内の走査信号発生器６からの走査信号に基づいて行う点である。このため、走査信号発生器６から制御装置１０には、制御装置１０で電子ビームの照射座標を検出するために最小限必要な信号が供給される。最小限必要な信号とは、水平ブランキング信号、垂直ブランキング信号、水平同期信号、垂直同期信号、走査クロック信号の各デジタル信号である。逆に、制御装置１０から走査電子顕微鏡本体１内の内部走査信号発生器６には、電子ビームの走査を一時停止させるための走査ウェイト要求信号が転送される。このような構成の動作を次に説明する。
【００３３】
最初に試料の走査２次電子像や反射電子像を取得して観察し、Ｘ線分析を行う部位が選択される。次にオペレータは、分析を開始するにあたり、必要な電子ビームの走査条件を走査電子顕微鏡本体１内の走査信号発生器６に指示する。指示は、図示していないが、走査電子顕微鏡本体１の各制御を行うＰＣ（パーソナルコンピュータ）によって行う。具体的には、キーボードにより、ＰＣのディスプレイに表示されたメニュー画面に沿って、走査速度や、走査始点、走査終点などの座標値が入力される。
【００３４】
上記した走査信号発生器６に指示した走査条件は、分析用制御インターフェース１４にも設定される。この走査条件の指示が終わると、分析用制御インターフェース１４は、走査電子顕微鏡本体１の内部走査信号発生器６が動作されるのを待つ。最後に、内部走査信号発生器６の電子ビーム走査信号発生器６に走査開始が指示されると、走査条件にしたがった制御信号を出力し、更に、２次電子検出器８、あるいは、Ｘ線検出器９からの信号を出力する。
【００３５】
これらの制御信号や検出器からの信号は、制御装置１０に供給されるが、制御装置１０はこれらの信号を受けて電子ビームの座標を検出すると共に、２次電子検出器８からの信号をＡ／Ｄ変換器（図示せず）でディジタル信号に変換し、更に、波高分析器９からのＸ線データを検出された電子ビームの座標データに貼付して、制御装置１０を介してＰＣ等のデータメモリに送出する。
【００３６】
次に、制御装置１０において電子ビーム座標を検出する方法を説明する。図４に示した論理回路が電子ビーム座標を検出するが、この検出回路は、制御装置１０内に設けられている。図４において、分析動作を実行する前段階で、レジスタ１５には画面解像度データが格納され、レジスタ１６には水平走査始点が格納され、レジスタ１７には水平走査終点が格納され、レジスタ１８には垂直走査始点が格納され、レジスタ１９には垂直走査終点が格納される。水平走査始点のデータは、水平カウンタ／レジスタ２０に供給され、垂直走査始点のデータは、垂直カウンタ／レジスタ２１に供給されるように構成されている。
【００３７】
このような座標検出回路は、次のように動作する。まず画面解像度に応じて、各カウンタ／レジスタ２０，２１をインクリメントさせるビット位置が選択される。また、水平ブランキング信号と垂直ブランキング信号とはAND回路２２に供給されており、２種のブランキング信号が共にハイの期間（ブランキングされていない期間）走査クロックを有効にして各カウンタ／レジスタ２０，２１をインクリメントさせる。走査の終点は、次のようにして行う。
【００３８】
水平カウンタ／レジスタ２０と垂直カウンタ／レジスタ２１には走査クロックが供給され、それぞれのカウンタ／レジスタ２０，２１は走査クロックをカウントする。水平カウンタ／レジスタ２０は、水平走査始点データに走査クロック信号をカウントした値と加算され、加算されたデータは、コンパレータ２２の一方の端子に供給される。コンパレータ２２の他方の端子には、水平走査終点データが格納されているレジスタ１７が接続されており、コンパレータ２２は、水平走査始点データにクロック信号をカウントして加算したデータ（Ａ）と、水平走査終点データ（Ｂ）と比較し、Ａ≧Ｂとなったとき、水平走査を終了させる。
【００３９】
同様に、垂直カウンタ／レジスタ２１は、垂直走査始点データに走査クロック信号をカウントした値と加算され、加算されたデータは、コンパレータ２３の一方の端子に供給される。コンパレータ２３の他方の端子には、垂直走査終点データが格納されているレジスタ１９が接続されており、コンパレータ２３は、垂直走査始点データにクロック信号をカウントして加算したデータ（Ａ）と、水平走査終点データ（Ｂ）と比較し、Ａ≧Ｂとなったとき、垂直走査を終了させる。
【００４０】
上記した動作により、走査の終点に達すると、カウンタ／レジスタ２０，２１のsld入力をイネーブルにして、始点情報をカウンタ／レジスタに再セットする。これは走査を始点に戻して、次の分析のための走査に備えるためである。また、バッファメモリ２４には、検出された各種データが格納される。なお、上記説明で用いた画面解像度とは、ＣＲＴ表示領域におけるグリッドサイズのことであり、グリッドサイズが小さいほど分析密度は高くなり、大きいほど低くなる。
【００４１】
図５〜図８は、上記分析走査を実行した際の各段階における各種信号の波形図である。図５は、電子ビームの水平座標の検出（カウントアップ）と水平座標の読み出しを行う際の各波形図である。図５（ａ）は水平走査信号であり、（ｂ）はその水平同期信号、（ｃ）は水平ブランキング信号である。また、図５（ｄ）は水平カウンタ／レジスタ２０に供給される走査クロック信号であり、例えば，４８ＭＨｚの周波数の信号である。（ｅ）はカウンタ２０の出力信号であり、Ｓは水平走査の開始点、Ｅは水平走査の終了点である。、（ｆ）は水平sld信号、（ｇ）は水平カウンタ読み出し信号である。この図５から明らかなように、水平カウンタ／レジスタ２０は水平ブランキング信号（ｃ）がハイの期間における走査クロック（ｄ）の立ち上がり時にインクリメントされ、又水平座標が読み出される。
【００４２】
図６は、電子ビームの垂直座標の検出（カウントアップ）と垂直座標の読み出しを行う際の各波形図である。図６（ａ）は水平走査信号であり、（ｂ）はその水平同期信号、（ｃ）は水平ブランキング信号である。また、図６（ｄ）は水平sld信号、（ｅ）は垂直同期信号、（ｆ）は垂直ブランキング信号、（ｇ）は垂直カウンタの出力、（ｈ）は垂直走査信号、（ｉ）は垂直カウンタ読み出し信号である。
【００４３】
垂直カウンタ／レジスタ２１は垂直ブランキング信号（ｆ）がハイの期間における水平ＳＬＤ信号（ｄ）が発生した時にインクリメントされ、又、水平ブランキング信号（ｃ）の立ち上がり時に垂直座標が読み出される。
【００４４】
図７は走査ウェイト信号により、走査の途中で走査を一時的に停止させるようにしたときの各波形図である。図中（ａ）は水平走査信号であり、（ｂ）は水平同期信号、（ｃ）は水平ブランキング信号を示している。また、図７（ｄ）は水平カウンタ／レジスタ２０に供給される走査クロック信号であり、（ｅ）は水平カウンタ２０の出力信号、（ｆ）は水平sld信号、（ｇ）は走査ウェイト信号を、（ｈ）は水平カウンタ読み出し信号を示している。（ｆ）は水平sld信号、（ｇ）は水平カウンタ読み出し信号である。この図７から明らかなように、走査ウェイト信号（ｇ）をローにすると、走査クロック（ｄ）出力は停止される。これにより水平カウンタ／レジスタ２０はカウントアップが中断される。
【００４５】
図８は電子ビームが試料の分析位置に移動中の非直線応答期間には走査ウェイト信号に基づき電子ビームの試料への照射を停止する際の各信号波形を示している。図中（ａ）は水平走査信号であり、（ｂ）は水平同期信号、（ｃ）は水平ブランキング信号を示している。また、図８（ｄ）は水平sld信号、（ｅ）は垂直同期信号、（ｆ）は垂直ブランキング信号、（ｇ）は垂直カウンタ出力信号、（ｈ）は垂直カウンタ読み出し信号を示している。更に、（ｉ）は垂直走査信号を、（ｊ）は走査ウェイト信号を示している。この図８から明らかなように、走査ウェイト信号（ｊ）をローにして分析をスタートすると走査ウェイト信号（ｊ）がハイに戻るまで走査が停止される。
【図面の簡単な説明】
【００４６】
【図１】従来の分析走査電子顕微鏡を示す図である。
【図２】陰極線管などの表示領域中の分析領域を示す図である。
【図３】本発明に基づく分析走査電子顕微鏡の一例を示す図である。
【図４】電子ビームの照射位置座標の検出回路を示す図である。
【図５】本発明に基づいて行う分析走査時の各信号波形図である。
【図６】本発明に基づいて行う分析走査時の各信号波形図である。
【図７】本発明に基づいて行う分析走査時の各信号波形図である。
【図８】本発明に基づいて行う分析走査時の各信号波形図である。
【符号の説明】
【００４７】
１ 走査電子顕微鏡本体
２ 電子銃
３ 試料
４ 走査コイル
６ 内部走査信号発生器
８ 検出器
９ Ｘ線検出器
１０ 制御装置
【技術分野】
【０００１】
本発明は、試料上で電子ビームを２次元的に走査し、試料の２次電子像や反射電子像を観察する走査電子顕微鏡であって、試料像から試料の特定箇所を選択し、選択した試料の特定箇所のＸ線分析を行うことができる分析走査電子顕微鏡に関する。
【背景技術】
【０００２】
走査電子顕微鏡では、電子銃から発生し加速された電子ビームをコンデンサレンズ、対物レンズによって試料上に細く集束させ、更に、電子ビームの試料上の照射位置を２次元的に走査するようにしている。試料への電子ビームの照射によって、試料からは２次電子や反射電子が発生するが、２次電子や反射電子は、それぞれ２次電子検出器、反射電子検出器によってその強度が検出される。２種類の検出器によって検出された信号は、画像信号として、フレームメモリーに記憶させ、フレームメモリーから画像信号を陰極線管などの表示装置に供給し、あるいは、検出信号を画像信号として直接表示装置に供給し、試料の特定領域の像を表示するようにしている。
【０００３】
上記した走査電子顕微鏡では、電子ビームは、走査電子顕微鏡内の走査信号発生回路からの２次元走査信号が供給される電磁コイルや静電型偏向器により、２次元走査される。この走査信号発生回路を含む電子ビーム走査回路は、２次電子像や反射電子像を得るために最適な走査を行うために使用される。
【０００４】
一方、試料の表面の像を走査電子顕微鏡像や反射電子像で取得し、この取得した像を観察して、試料中の特殊な領域を見いだし、その特殊な領域のＸ線分析を行っている。この場合、走査電子顕微鏡の電子ビームを走査しながら、試料から発生するＸ線を検出して、そのエネルギーを分析し、電子ビームの走査領域の元素マップを描くことを行っている。
【０００５】
通常このようなＸ線分析には、エネルギー分散型Ｘ線分析装置が使用される。この装置では、走査電子顕微鏡のカラム内にＸ線検出器を配置し、試料から発生した特性Ｘ線を検出する。この検出器は、入射したＸ線光子のエネルギーに応じた高さのパルスを発生する。この高さの異なったパルス信号は、波高分析器に供給され、異なった高さのＸ線強度分布から電子ビームが照射された領域の元素が判明する。このようなＸ線分析を試料の全面に渡って行えば、試料表面の元素マップが作成される。なお、このようなＸ線分析装置をエネルギー分散型Ｘ線分析装置（通称ＥＤＳ）と称している。
【０００６】
図１にＥＤＳが付属された走査電子顕微鏡における電子ビームの走査に関連した構成を示しており、この図１を用いてＥＤＳを備えた走査電子顕微鏡における電子ビームの走査の詳細について説明する。図において、１は走査電子顕微鏡本体であり、本体１内部の電子ビームの走査関連部分が示されている。走査電子顕微鏡カラム（図示せず）内の上部には電子銃２が配置されており、電子銃２から発生し加速された電子ビームは、図示していないコンデンサレンズ、対物レンズによって試料３上に細く集束される。
【０００７】
電子ビームは、走査コイル４によって偏向を受け、走査コイル４に供給される走査信号に応じて偏向量と方向が変化し、試料３の特定領域が電子ビームによって走査される。この電子ビームを走査するためには、走査コイル４に走査信号を供給することになるが、走査コイル４には、スイッチ５によって、走査電子顕微鏡本体１内に備えられた内部走査信号発生器６からか、走査電子顕微鏡本体１とは別に設けられたＸ線分析装置７内に設けられた外部走査信号発生器からか、何れかの走査信号が供給される。
【０００８】
図１では、スイッチ５は内部走査信号発生器６（NC端子）に接続されており、内部走査信号発生器６からの走査信号がスイッチ５を介して走査コイル４に供給される。この場合の電子ビームの走査は、画像信号を得るに最適な条件とされており、試料３は電子ビームによって２次元走査される。
【０００９】
この際、ラスター走査の始まりには主として偏向コイルが電気的スピードに追従できない応答性に起因する非直線領域が存在する。このため、電子ビームの走査領域をそのまま画像表示した場合は、ラスター走査の始まり部分の画像にゆがみが生じることになる。このため、試料３上に薄い直線の囲みで示した所望の走査領域Ｒ１より広い領域を走査して、表示は所望の走査領域Ｒ１とすることで非直線領域による画像歪みが生じないようにしている。
【００１０】
また、電子ビームは上記したようにラスター走査されているが、１回の水平走査が終了すると、電子ビームは次のラスター水平走査のために図中点線で示すように、帰線期間における電子ビームの照射が生じる。試料３への電子ビームの照射に基づいて、試料３からは２次電子や反射電子が発生する。この２次電子あるいは反射電子は、検出器８によって検出され、検出信号は、Ｘ線分析装置７に接続されている表示装置に供給され、走査信号と同期して表示装置には、試料の所定の領域の２次電子像あるいは、反射電子像が表示されることになる。
【００１１】
一方、試料への電子ビームの照射により、試料３からは、電子ビームの照射点における元素に応じた波長（エネルギー）の特性Ｘ線が発生する。この特性エックス線光子は、Ｘ線検出器９によって検出される。検出器９によって検出された各エックス線光子は、その波長に応じた高さのパルスに変換される。検出されたパルス信号は、波高分析器９に供給されて波高ごとのＸ線光子の強度分布が得られる。したがって、波高分析器９で特定の元素を指定すれば、その元素に応じた高さのパルス信号のみが検出され、その検出されたパルス信号は、Ｘ線分析装置７に供給されて、特定元素のマップが得られる。
【００１２】
この場合、電子ビームの走査は、走査電子顕微鏡の内部の走査回路６によらず、Ｘ線分析装置７に付属する走査回路によって行う。このような試料のＸ線分析を行うことができる走査電子顕微鏡については、特許文献１を挙げることができる。
【特許文献１】特開２００３−７２４５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
試料の元素分析や元素マッピングには、電子ビームの位置情報と観察像のデータ、および、分析データが確実に対応して表示される必要がある。しかし、一般的にには、走査電子顕微鏡本体１の走査信号発生器６からの走査信号は、観察像が最良になるよう考慮されていて、試料の元素分析や元素マッピングを最適に行うように設計されていない。例えば、電子ビーム走査のブランキングは、分析データを収集しないようにする必要があるが、ＥＤＳ等の分析装置を接続することに配慮がなされていないことから、次のような問題が生じる。
【００１４】
まず、電子ビーム走査のブランキング期間（帰線期間）においても、図１の点線で示したように走査電子顕微鏡の電子ビームは出力されたまま、すなわち、電子ビームは試料に照射された状態で電子ビームの走査の始点に戻される。この結果、電子ビーム走査のブランキング期間においてもＸ線は試料３から発生しており、そのＸ線信号は分析データとして取り込まれることになる。この分析データは、電子ビームの正規の走査においては電子ビームの照射位置（座標）に合わせて取り込まれるが、ブランキング期間においては、電子ビームの照射位置に同期されずに分析データとして取り込まれることから、分析結果にエラーとして記録される。
【００１５】
また、試料の特定領域の２次電子像を表示し、その像を観察して特定領域中の分析領域を設定し、電子ビームを分析領域で走査し、Ｘ線分析を行う場合がある。図２はこのような分析方式を更に詳細に説明するための図である。図２において、領域Ｒ１は、走査電子顕微鏡の内部走査信号発生器６に基づいて電子ビームにより走査された像表示領域である。観察者は、この走査像を観察し、分析すべき領域Ｒ２を指定する。
【００１６】
分析領域の指定の後、電子ビームは、初期ビーム位置（２次電子像取得のための電子ビームの走査開始点、すなわち、電子ビームの停止点）Ｐ１に位置される。ところで、この電子ビームの停止点Ｐ１から分析領域Ｒ２における電子ビームの走査開始点（分析始点）Ｐ２までの距離Ｄが長い場合がある。このような場合、電気的に分析開始点Ｐ２から電子ビームの走査が開始されているにもかかわらず、実際の電子ビームの試料上の照射位置は、電気的な分析始点Ｐ２に到達していない場所で走査が開始されることがある。一般的に、この現象は電子ビームが停止点Ｐ１から分析領域Ｒ２の分析開始点Ｐ２に移動する最初の電子ビームの分析領域への移動の時だけ発生する。
【００１７】
この現象は、電子ビーム走査用の偏向コイルやドライブ増幅器が電気的なスピードに追従できない応答性に起因する。この現象は、電子ビームの停止点Ｐ１から分析領域Ｒ２における電子ビームの走査開始点（分析始点）Ｐ２までの距離Ｄが長いほど顕著になる。
【００１８】
この結果、分析領域Ｒ２で電子ビームの走査が行われず、分析領域とは異なった領域において電子ビームの走査が行われるため、所望のＸ線分析データを得ることができなくなる。
【００１９】
このような問題点を解決するための方式として、試料の元素分析や元素マップの取得の際には、図１に示したように、外部の分析装置内に設けられた走査信号発生器から走査信号を発生させ、外部よりの分析に適した走査信号を偏向コイルに供給するようにし、分析に適した電子ビームの走査と制御を行うことが考えられる。しかしながら、このような方式は、電子ビームの走査回路はもちろんのこと、像の取り込み回路を含めて走査電子顕微鏡側と同等の制御回路を走査電子顕微鏡本体と分析装置の両者に備える必要があり、コストアップの要因となる。
【００２０】
本発明は、上述した点に鑑みてなされたもので、その目的は、走査電子顕微鏡本体側と外部分析装置側に同等の回路を備えることなく、簡単な構成により、試料の特定領域の元素分析や元素マッピングを正しい位置で正確に行うことができる分析機能を有した分析走査電子顕微鏡を実現するにある。
【課題を解決するための手段】
【００２１】
請求項１の発明に基づく分析走査電子顕微鏡は、電子銃と、電子銃から発生し加速された電子ビームを試料上に集束するためのレンズと、試料上で電子ビームの照射位置を２次元走査するための電子ビーム偏向器と、試料への電子ビームの照射により発生した２次電子や反射電子を検出する検出器と、検出器からの検出信号に基づき試料上の電子ビームの２次元走査に同期して試料像を表示する表示手段と、試料への電子ビームの照射により発生する特性Ｘ線を検出する検出器と、Ｘ線検出器によって検出されたパルス信号を分析するＸ線分析装置と、走査電子顕微鏡に設けられた電子ビームの走査信号発生器と、走査電子顕微鏡の外部に設けられ、走査電子顕微鏡とＸ線分析装置との間で信号の受渡を行う制御装置とを備えており、制御装置は、走査信号発生器より少なくとも水平同期信号、水平ブランキング信号、垂直同期信号、垂直ブランキング信号及び走査クロックが供給され、制御装置は、分析時に走査電子顕微鏡に設けられた電子ビームの走査信号発生器を制御し、分析用に電子ビームの走査を行うようにしたことを特徴としている。
【００２２】
請求項２の発明に基づく分析走査電子顕微鏡は、走査電子顕微鏡の外部の制御装置が、電子ビームの走査ウェイト要求信号を走査電子顕微鏡に設けられた電子ビームの走査信号発生器に供給し、走査信号発生器を制御し、電子ビームの走査を停止させ、あるいは、走査をスタートさせるように構成したことを特徴としている。
【００２３】
請求項３の発明に基づく分析走査電子顕微鏡は、走査電子顕微鏡の外部の制御装置は、走査ウェイト時間が可変とされ、電子ビームの走査ウェイト要求信号を走査電子顕微鏡に設けられた電子ビームの走査信号発生器に供給し、走査信号発生器を制御し、電子ビームの停止点から分析領域の始点までの非直線動作時間が過ぎるまで電子ビームの走査を停止させるように構成したことを特徴としている。
【発明の効果】
【００２４】
請求項１に記載の本発明に基づく分析走査電子顕微鏡は、走査電子顕微鏡に設けられた電子ビームの走査信号発生器と、走査電子顕微鏡の外部に設けられ、走査電子顕微鏡とＸ線分析装置との間で信号の受渡を行う制御装置とを備えており、制御装置は、走査信号発生器より少なくとも水平同期信号、水平ブランキング信号、垂直同期信号、垂直ブランキング信号及び走査クロックが供給され、制御装置は、分析時に走査電子顕微鏡に設けられた電子ビームの走査信号発生器を制御し、分析用に電子ビームの走査を行うようにしている。
【００２５】
その結果、電子ビームの走査回路を走査電子顕微鏡内部と走査電子顕微鏡外部に重複して設けることが不要となり、コストダウンに貢献することができる。また、像観察と分析時とでは、走査信号のレベルが異なっており、今までは走査電子顕微鏡側と外部分析側とで取り込み像の像合わせが必要であったが、走査信号が単一となったので、像合わせ作業が不要となる。更に、走査電子顕微鏡側電子ビーム走査回路が有している各制御信号を走査電子顕微鏡外部に出力し、且つ走査の一時停止の機能は、若干の回路変更だけで簡単に分析用走査に適用することができる。
【００２６】
請求項２の発明に基づく分析走査電子顕微鏡は、走査電子顕微鏡の外部の制御装置が、電子ビームの走査ウェイト要求信号を走査電子顕微鏡に設けられた電子ビームの走査信号発生器に供給し、走査信号発生器を制御し、電子ビームの走査を停止させ、あるいは、走査をスタートさせるように構成した。この構成により、走査ウェイト要求信号を設けて電子ビームの一次停止を可能とすることができ、電子ビームが停止点から分析始点に移動する際の時間遅れで生じる座標と分析データの相関エラーを解消することができる。また、表示期間のみＸ線データの取り込みを有効とさせたことで電子ビームのオーバースキャンや帰線期間に発生するＸ線データの取り込みを防ぐことができる。
【００２７】
請求項３の発明に基づく分析走査電子顕微鏡は、走査電子顕微鏡の外部の制御装置は、走査ウェイト時間が可変とされ、電子ビームの走査ウェイト要求信号を走査電子顕微鏡に設けられた電子ビームの走査信号発生器に供給し、走査信号発生器を制御し、電子ビームの停止点から分析領域の始点までの非直線動作時間が過ぎるまで電子ビームの走査を停止させるように構成した。この結果、非直線動作時間における電子ビームの試料の走査を停止でき、不要な試料領域からのＸ線データの取り込みを防止することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２８】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態を詳細に説明する。図３は本発明の第１の実施の形態を示しているが、図１に示した従来のシステムとほぼ同様なハードウェアの構成となっている。しかしながら、各構成要素間で転送されるデータや信号の種類が異なり、全体として異なった動作がなされている。すなわち、図３の構成では、１は走査電子顕微鏡本体であり、走査電子顕微鏡カラム（図示せず）内の上部には電子銃２が配置されている。電子銃２から発生し加速された電子ビームは、図示していないコンデンサレンズ、対物レンズによって試料３上に細く集束される。
【００２９】
電子ビームは、走査コイル４によって偏向を受け、走査コイル４に供給される走査信号に応じて偏向量と方向が変化し、試料３の特定領域が電子ビームによって走査される。この電子ビームを走査するためには、走査コイル４に走査信号を供給することになるが、走査コイル４には、走査電子顕微鏡本体１内に備えられた内部走査信号発生器６から常に供給される。
【００３０】
図１では、スイッチ５は内部走査信号発生器６に接続されており、内部走査信号発生器６からの走査信号がスイッチ５を介して走査コイル４に供給される。この場合の電子ビームの走査は、画像信号を得るに最適な条件とされており、試料３は電子ビームによって２次元走査される。試料３への電子ビームの照射に基づいて、試料３からは２次電子や反射電子が発生する。この２次電子あるいは反射電子は、検出器８によって検出され、検出信号は、Ｘ線分析装置（図示せず）と走査電子顕微鏡との間のインターフェースとしての役割を果たす制御装置１０に接続されている表示装置に供給され、走査信号と同期して表示装置には、試料の所定の領域の２次電子像あるいは、反射電子像が表示されることになる。
【００３１】
一方、試料への電子ビームの照射により、試料３からは、電子ビームの照射点における元素に応じた波長（エネルギー）の特性Ｘ線が発生する。この特性エックス線光子は、Ｘ線検出器９によって検出される。検出器９によって検出された各エックス線光子は、その波長に応じた高さのパルスに変換される。検出されたパルス信号は、波高分析器９に供給されて波高ごとのＸ線光子の強度分布が得られる。したがって、波高分析器９で特定の元素を指定すれば、その元素に応じた高さのパルス信号のみが検出され、その検出されたパルス信号は、制御装置１０を介してＸ線分析装置に供給され、特定元素のマップが得られる。
【００３２】
図３に示したシステムと、図１に示した従来装置との違いは、図３の形態では、試料の画像を得るための走査も、試料の特定領域のＸ線分析を行うための電子ビームの走査も、走査電子顕微鏡本体１内の走査信号発生器６からの走査信号に基づいて行う点である。このため、走査信号発生器６から制御装置１０には、制御装置１０で電子ビームの照射座標を検出するために最小限必要な信号が供給される。最小限必要な信号とは、水平ブランキング信号、垂直ブランキング信号、水平同期信号、垂直同期信号、走査クロック信号の各デジタル信号である。逆に、制御装置１０から走査電子顕微鏡本体１内の内部走査信号発生器６には、電子ビームの走査を一時停止させるための走査ウェイト要求信号が転送される。このような構成の動作を次に説明する。
【００３３】
最初に試料の走査２次電子像や反射電子像を取得して観察し、Ｘ線分析を行う部位が選択される。次にオペレータは、分析を開始するにあたり、必要な電子ビームの走査条件を走査電子顕微鏡本体１内の走査信号発生器６に指示する。指示は、図示していないが、走査電子顕微鏡本体１の各制御を行うＰＣ（パーソナルコンピュータ）によって行う。具体的には、キーボードにより、ＰＣのディスプレイに表示されたメニュー画面に沿って、走査速度や、走査始点、走査終点などの座標値が入力される。
【００３４】
上記した走査信号発生器６に指示した走査条件は、分析用制御インターフェース１４にも設定される。この走査条件の指示が終わると、分析用制御インターフェース１４は、走査電子顕微鏡本体１の内部走査信号発生器６が動作されるのを待つ。最後に、内部走査信号発生器６の電子ビーム走査信号発生器６に走査開始が指示されると、走査条件にしたがった制御信号を出力し、更に、２次電子検出器８、あるいは、Ｘ線検出器９からの信号を出力する。
【００３５】
これらの制御信号や検出器からの信号は、制御装置１０に供給されるが、制御装置１０はこれらの信号を受けて電子ビームの座標を検出すると共に、２次電子検出器８からの信号をＡ／Ｄ変換器（図示せず）でディジタル信号に変換し、更に、波高分析器９からのＸ線データを検出された電子ビームの座標データに貼付して、制御装置１０を介してＰＣ等のデータメモリに送出する。
【００３６】
次に、制御装置１０において電子ビーム座標を検出する方法を説明する。図４に示した論理回路が電子ビーム座標を検出するが、この検出回路は、制御装置１０内に設けられている。図４において、分析動作を実行する前段階で、レジスタ１５には画面解像度データが格納され、レジスタ１６には水平走査始点が格納され、レジスタ１７には水平走査終点が格納され、レジスタ１８には垂直走査始点が格納され、レジスタ１９には垂直走査終点が格納される。水平走査始点のデータは、水平カウンタ／レジスタ２０に供給され、垂直走査始点のデータは、垂直カウンタ／レジスタ２１に供給されるように構成されている。
【００３７】
このような座標検出回路は、次のように動作する。まず画面解像度に応じて、各カウンタ／レジスタ２０，２１をインクリメントさせるビット位置が選択される。また、水平ブランキング信号と垂直ブランキング信号とはAND回路２２に供給されており、２種のブランキング信号が共にハイの期間（ブランキングされていない期間）走査クロックを有効にして各カウンタ／レジスタ２０，２１をインクリメントさせる。走査の終点は、次のようにして行う。
【００３８】
水平カウンタ／レジスタ２０と垂直カウンタ／レジスタ２１には走査クロックが供給され、それぞれのカウンタ／レジスタ２０，２１は走査クロックをカウントする。水平カウンタ／レジスタ２０は、水平走査始点データに走査クロック信号をカウントした値と加算され、加算されたデータは、コンパレータ２２の一方の端子に供給される。コンパレータ２２の他方の端子には、水平走査終点データが格納されているレジスタ１７が接続されており、コンパレータ２２は、水平走査始点データにクロック信号をカウントして加算したデータ（Ａ）と、水平走査終点データ（Ｂ）と比較し、Ａ≧Ｂとなったとき、水平走査を終了させる。
【００３９】
同様に、垂直カウンタ／レジスタ２１は、垂直走査始点データに走査クロック信号をカウントした値と加算され、加算されたデータは、コンパレータ２３の一方の端子に供給される。コンパレータ２３の他方の端子には、垂直走査終点データが格納されているレジスタ１９が接続されており、コンパレータ２３は、垂直走査始点データにクロック信号をカウントして加算したデータ（Ａ）と、水平走査終点データ（Ｂ）と比較し、Ａ≧Ｂとなったとき、垂直走査を終了させる。
【００４０】
上記した動作により、走査の終点に達すると、カウンタ／レジスタ２０，２１のsld入力をイネーブルにして、始点情報をカウンタ／レジスタに再セットする。これは走査を始点に戻して、次の分析のための走査に備えるためである。また、バッファメモリ２４には、検出された各種データが格納される。なお、上記説明で用いた画面解像度とは、ＣＲＴ表示領域におけるグリッドサイズのことであり、グリッドサイズが小さいほど分析密度は高くなり、大きいほど低くなる。
【００４１】
図５〜図８は、上記分析走査を実行した際の各段階における各種信号の波形図である。図５は、電子ビームの水平座標の検出（カウントアップ）と水平座標の読み出しを行う際の各波形図である。図５（ａ）は水平走査信号であり、（ｂ）はその水平同期信号、（ｃ）は水平ブランキング信号である。また、図５（ｄ）は水平カウンタ／レジスタ２０に供給される走査クロック信号であり、例えば，４８ＭＨｚの周波数の信号である。（ｅ）はカウンタ２０の出力信号であり、Ｓは水平走査の開始点、Ｅは水平走査の終了点である。、（ｆ）は水平sld信号、（ｇ）は水平カウンタ読み出し信号である。この図５から明らかなように、水平カウンタ／レジスタ２０は水平ブランキング信号（ｃ）がハイの期間における走査クロック（ｄ）の立ち上がり時にインクリメントされ、又水平座標が読み出される。
【００４２】
図６は、電子ビームの垂直座標の検出（カウントアップ）と垂直座標の読み出しを行う際の各波形図である。図６（ａ）は水平走査信号であり、（ｂ）はその水平同期信号、（ｃ）は水平ブランキング信号である。また、図６（ｄ）は水平sld信号、（ｅ）は垂直同期信号、（ｆ）は垂直ブランキング信号、（ｇ）は垂直カウンタの出力、（ｈ）は垂直走査信号、（ｉ）は垂直カウンタ読み出し信号である。
【００４３】
垂直カウンタ／レジスタ２１は垂直ブランキング信号（ｆ）がハイの期間における水平ＳＬＤ信号（ｄ）が発生した時にインクリメントされ、又、水平ブランキング信号（ｃ）の立ち上がり時に垂直座標が読み出される。
【００４４】
図７は走査ウェイト信号により、走査の途中で走査を一時的に停止させるようにしたときの各波形図である。図中（ａ）は水平走査信号であり、（ｂ）は水平同期信号、（ｃ）は水平ブランキング信号を示している。また、図７（ｄ）は水平カウンタ／レジスタ２０に供給される走査クロック信号であり、（ｅ）は水平カウンタ２０の出力信号、（ｆ）は水平sld信号、（ｇ）は走査ウェイト信号を、（ｈ）は水平カウンタ読み出し信号を示している。（ｆ）は水平sld信号、（ｇ）は水平カウンタ読み出し信号である。この図７から明らかなように、走査ウェイト信号（ｇ）をローにすると、走査クロック（ｄ）出力は停止される。これにより水平カウンタ／レジスタ２０はカウントアップが中断される。
【００４５】
図８は電子ビームが試料の分析位置に移動中の非直線応答期間には走査ウェイト信号に基づき電子ビームの試料への照射を停止する際の各信号波形を示している。図中（ａ）は水平走査信号であり、（ｂ）は水平同期信号、（ｃ）は水平ブランキング信号を示している。また、図８（ｄ）は水平sld信号、（ｅ）は垂直同期信号、（ｆ）は垂直ブランキング信号、（ｇ）は垂直カウンタ出力信号、（ｈ）は垂直カウンタ読み出し信号を示している。更に、（ｉ）は垂直走査信号を、（ｊ）は走査ウェイト信号を示している。この図８から明らかなように、走査ウェイト信号（ｊ）をローにして分析をスタートすると走査ウェイト信号（ｊ）がハイに戻るまで走査が停止される。
【図面の簡単な説明】
【００４６】
【図１】従来の分析走査電子顕微鏡を示す図である。
【図２】陰極線管などの表示領域中の分析領域を示す図である。
【図３】本発明に基づく分析走査電子顕微鏡の一例を示す図である。
【図４】電子ビームの照射位置座標の検出回路を示す図である。
【図５】本発明に基づいて行う分析走査時の各信号波形図である。
【図６】本発明に基づいて行う分析走査時の各信号波形図である。
【図７】本発明に基づいて行う分析走査時の各信号波形図である。
【図８】本発明に基づいて行う分析走査時の各信号波形図である。
【符号の説明】
【００４７】
１ 走査電子顕微鏡本体
２ 電子銃
３ 試料
４ 走査コイル
６ 内部走査信号発生器
８ 検出器
９ Ｘ線検出器
１０ 制御装置
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電子銃と、電子銃から発生し加速された電子ビームを試料上に集束するためのレンズと、試料上で電子ビームの照射位置を２次元走査するための電子ビーム偏向器と、試料への電子ビームの照射により発生した２次電子や反射電子を検出する検出器と、検出器からの検出信号に基づき試料上の電子ビームの２次元走査に同期して試料像を表示する表示手段と、試料への電子ビームの照射により発生する特性Ｘ線を検出する検出器と、Ｘ線検出器によって検出されたパルス信号を分析するＸ線分析装置と、走査電子顕微鏡に設けられた電子ビームの走査信号発生器と、走査電子顕微鏡の外部に設けられ、走査電子顕微鏡とＸ線分析装置との間で信号の受渡を行う制御装置とを備えており、制御装置は、走査信号発生器より少なくとも水平同期信号、水平ブランキング信号、垂直同期信号、垂直ブランキング信号及び走査クロックが供給され、制御装置は、分析時に走査電子顕微鏡に設けられた電子ビームの走査信号発生器を制御し、分析用に電子ビームの走査を行うようにした分析走査電子顕微鏡。
【請求項２】
走査電子顕微鏡の外部の制御装置は、電子ビームの走査ウェイト要求信号を走査電子顕微鏡に設けられた電子ビームの走査信号発生器に供給し、走査信号発生器を制御し、電子ビームの走査を停止させ、あるいは、走査をスタートさせるように構成した請求項１記載の分析走査電子顕微鏡。
【請求項３】
走査電子顕微鏡の外部の制御装置は、走査ウェイト時間が可変とされ、電子ビームの走査ウェイト要求信号を走査電子顕微鏡に設けられた電子ビームの走査信号発生器に供給し、走査信号発生器を制御し、電子ビームの停止点から分析領域の始点までの非直線動作時間が過ぎるまで電子ビームの走査を停止させるように構成した請求項１記載の分析走査電子顕微鏡。
【請求項１】
電子銃と、電子銃から発生し加速された電子ビームを試料上に集束するためのレンズと、試料上で電子ビームの照射位置を２次元走査するための電子ビーム偏向器と、試料への電子ビームの照射により発生した２次電子や反射電子を検出する検出器と、検出器からの検出信号に基づき試料上の電子ビームの２次元走査に同期して試料像を表示する表示手段と、試料への電子ビームの照射により発生する特性Ｘ線を検出する検出器と、Ｘ線検出器によって検出されたパルス信号を分析するＸ線分析装置と、走査電子顕微鏡に設けられた電子ビームの走査信号発生器と、走査電子顕微鏡の外部に設けられ、走査電子顕微鏡とＸ線分析装置との間で信号の受渡を行う制御装置とを備えており、制御装置は、走査信号発生器より少なくとも水平同期信号、水平ブランキング信号、垂直同期信号、垂直ブランキング信号及び走査クロックが供給され、制御装置は、分析時に走査電子顕微鏡に設けられた電子ビームの走査信号発生器を制御し、分析用に電子ビームの走査を行うようにした分析走査電子顕微鏡。
【請求項２】
走査電子顕微鏡の外部の制御装置は、電子ビームの走査ウェイト要求信号を走査電子顕微鏡に設けられた電子ビームの走査信号発生器に供給し、走査信号発生器を制御し、電子ビームの走査を停止させ、あるいは、走査をスタートさせるように構成した請求項１記載の分析走査電子顕微鏡。
【請求項３】
走査電子顕微鏡の外部の制御装置は、走査ウェイト時間が可変とされ、電子ビームの走査ウェイト要求信号を走査電子顕微鏡に設けられた電子ビームの走査信号発生器に供給し、走査信号発生器を制御し、電子ビームの停止点から分析領域の始点までの非直線動作時間が過ぎるまで電子ビームの走査を停止させるように構成した請求項１記載の分析走査電子顕微鏡。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【公開番号】特開２００６−１０７８７０（Ｐ２００６−１０７８７０Ａ）
【公開日】平成１８年４月２０日（２００６．４．２０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００４−２９１３４１（Ｐ２００４−２９１３４１）
【出願日】平成１６年１０月４日（２００４．１０．４）
【出願人】（０００００４２７１）日本電子株式会社 (811)
【出願人】（０００２３２３２４）日本電子エンジニアリング株式会社 (11)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１８年４月２０日（２００６．４．２０）
【国際特許分類】
【出願日】平成１６年１０月４日（２００４．１０．４）
【出願人】（０００００４２７１）日本電子株式会社 (811)
【出願人】（０００２３２３２４）日本電子エンジニアリング株式会社 (11)
【Ｆターム（参考）】
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