電子線分析装置
【課題】 正確で明るい偏光像を取得できる電子線分析装置の提供。
【解決手段】 電子線源２０と、落射光用光源部６０と、透過光用光源部８０と、可視光又は偏光光が検出面に入射して、試料表面上の分析位置を含む領域の光学像又は偏光像を取得する画像取得部５１ｂ、７１と、落射光用光源部６０からの可視光を所定方向に反射するとともに、所定方向と逆方向からの光を透過して画像取得部７１の検出面に導くハーフミラー９２とを備える電子線分析装置１であって、ハーフミラー９２は、落射光用光源部６０から可視光が出射された際には、落射光用光源部６０からの可視光を所定方向に反射するとともに、所定方向と逆方向からの光を透過して画像取得部７１の検出面に導く第一位置に配置され、一方、透過光用光源部８０から偏光光が出射された際には、所定方向と逆方向からの光が通過しない第二位置に配置されるように移動可能とする。
【解決手段】 電子線源２０と、落射光用光源部６０と、透過光用光源部８０と、可視光又は偏光光が検出面に入射して、試料表面上の分析位置を含む領域の光学像又は偏光像を取得する画像取得部５１ｂ、７１と、落射光用光源部６０からの可視光を所定方向に反射するとともに、所定方向と逆方向からの光を透過して画像取得部７１の検出面に導くハーフミラー９２とを備える電子線分析装置１であって、ハーフミラー９２は、落射光用光源部６０から可視光が出射された際には、落射光用光源部６０からの可視光を所定方向に反射するとともに、所定方向と逆方向からの光を透過して画像取得部７１の検出面に導く第一位置に配置され、一方、透過光用光源部８０から偏光光が出射された際には、所定方向と逆方向からの光が通過しない第二位置に配置されるように移動可能とする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、試料表面に電子線を照射し、それによって試料表面から放出された特性Ｘ線による信号を検出することが可能な電子線分析装置に関し、特に電子線の照射位置を試料表面上で移動させることで試料表面上の一次元範囲又は二次元範囲における元素分布等を示すＸ線画像を取得する電子線マイクロアナライザ（電子線分析装置）に関する。
【背景技術】
【０００２】
電子線を試料表面に照射し、そこから放出される種々の粒子やＸ線による信号を検出して画像化する電子線分析装置として、様々な種類の装置が実用化されている。例えば、電子線マイクロアナライザ（ＥＰＭＡ：「電子線プローブ微小部分析装置」ともいう）では、微小径に集束させた電子線を試料表面に照射する。電子線が照射された試料表面上の分析位置からは試料表面に含まれる元素に特有のエネルギーを有する特性Ｘ線や反射電子等が発生するため、この特性Ｘ線による信号を検出してそのエネルギー及び強度を分析することにより、試料表面上の分析位置に存在する元素の同定や定量を行ったり、この反射電子による信号を検出してその強度分布を分析することにより、試料表面上の凹凸形状の計測を行ったりしている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
ところで、このようなＥＰＭＡは、試料表面の観察を行うための光学顕微鏡を備え、光学顕微鏡を用いて試料表面の光学像が観察されながら試料表面上における分析位置の決定等が行われている。例えば、ハロゲンランプ等の光源から試料表面上の分析位置を含む領域に可視光を照射して、試料表面上の分析位置を含む領域で反射した可視光をＣＣＤカメラで検出することにより、検出された可視光に基づいて光学像が作成され表示されている。これにより、分析者は、光学像を観察しながら試料表面上の電子線の照射位置とＸ線分光結晶の焦点位置とが一致するようにしたり、試料表面上の分析範囲の位置（分析位置情報）を指定したりしている。
【０００４】
図３及び図４は、従来のＥＰＭＡの要部の構成を示す構成図である。なお、図３は、光学像を取得する状態の構成図であり、一方、図４は、偏光像を取得する状態の構成図である。また、地面に水平な一方向をＸ方向とし、地面に水平でＸ方向と垂直な方向をＹ方向とし、Ｘ方向とＹ方向とに垂直な方向をＺ方向とする。
ＥＰＭＡ２０１は、試料Ｓが載置される試料ステージ１１０と、電子線Ｅを試料Ｓ表面上の分析位置に照射する電子線源２０と、試料Ｓ表面上の分析位置から放出された特性Ｘ線Ｐによる信号を検出するＸ線検出部３０と、試料Ｓ表面上の分析位置を含む領域に可視光Ｌを照射する落射光用光源部６０と、試料Ｓの分析位置を含む領域に偏光光Ｌ’を照射する透過光用光源部８０と、可視光Ｌや偏光光Ｌ’を検出する検出面を有する画像取得装置１７０と、ＥＰＭＡ２０１全体の制御を行うコンピュータ２５０とを備える。なお、落射光用光源部６０としては、ハロゲンランプの他、発光ダイオード等の光源が使用可能である。
【０００５】
試料ステージ１１０は、移動体である試料台と、パルスモータを含むＸ方向駆動機構（図示せず）と、パルスモータを含むＹ方向駆動機構（図示せず）と、パルスモータを含むＺ方向駆動機構（図示せず）とを備える。
試料台の上面には、試料Ｓを載せたり取り除いたりすることが可能となっている。このような試料台は、コンピュータ２５０の試料ステージ制御部５１ａによって駆動機構のパルスモータへ必要な駆動パルス信号が出力されることにより、所望のＸ方向とＹ方向とＺ方向とに移動できるようになっている。
また、試料台には、開口が形成されており、偏光光Ｌ’が開口を通過するようになっている。
【０００６】
電子線源２０は、電子銃２１と偏向コイル（図示せず）と対物レンズ２２とを備える。そして、電子銃２１は、出射面が下方（Ｚ方向）を向くように試料ステージ１１０の上方（−Ｚ方向）に配置されている。このような電子線源２０によれば、電子銃２１から放出された電子線Ｅは、偏向コイルを経て対物レンズ２２によって集束され、試料ステージ１１０に載せられた試料Ｓ表面上の分析位置にＺ方向から照射されるようになっている。
【０００７】
Ｘ線検出部３０は、波長分散型のＸ線検出器であり、試料Ｓ表面上の分析位置（焦点位置）から放出される特性Ｘ線Ｐを分光するＸ線分光結晶３１と、Ｘ線分光結晶３１で波長分散されたＸ線による信号を検出するＸ線検出器３２とを備える。そして、Ｘ線分光結晶３１は、回折面が試料Ｓからの特性Ｘ線Ｐを受けるように配置されるとともに、Ｘ線検出器３２は、Ｘ線分光結晶３１を向くように配置されている。これにより、試料Ｓ表面上の分析位置（焦点位置）から放出された特性Ｘ線ＰがＸ線分光結晶３１の回折面で波長分散され、波長分散されたＸ線による信号を検出している。
【０００８】
透過光用光源部８０は、可視光Ｌを出射するハロゲンランプ８１と、ハロゲンランプ８１の前方（Ｘ方向）に配置され所定の直線偏光の光のみを通過させる偏光子８２と、偏光子８２を回転駆動（Ｘ方向を回転軸とする）する偏光子回転駆動機構(図示せず)と、偏光子８２の前方（Ｘ方向）に配置された反射鏡８３とを備える。
偏光子８２は、コンピュータ２５０の画像取得制御部２５１ｂによって偏光子回転駆動機構へ必要な駆動信号が出力されることにより、任意の回転角度に回転駆動できるようになっている。
このような透過光用光源部８０によれば、ハロゲンランプ８１から出射された可視光Ｌは、偏光子８２によって偏光光Ｌ’のみとされ、偏光光Ｌ’が反射鏡８３で反射され試料ステージ１１０に載せられた試料Ｓの分析位置に−Ｚ方向から照射されるようになっている。
【０００９】
画像取得装置１７０は、可視光Ｌや偏光光Ｌ’を検出する検出面を有するＣＣＤカメラ７１と、ＣＣＤカメラ７１の検出面の前方に配置されたリレーレンズ７２と、所定の偏光光のみを透過させる検光子７３と、検光子７３を回転駆動（Ｘ方向を回転軸とする）させる検光子回転駆動機構（図示せず）と、検光子７３及び検光子回転駆動機構を移動させる検光子移動機構（図示せず）とを備える。
検光子７３は、コンピュータ２５０の画像取得制御部２５１ｂによって検光子回転駆動機構へ必要な駆動信号が出力されることにより、任意の回転角度に回転駆動できるようになっている。
また、検光子回転駆動機構とともに検光子７３は、コンピュータ２５０の画像取得制御部２５１ｂによって検光子移動機構へ必要な駆動信号が出力されることにより、偏光光Ｌ’の光学系への導入又は退避ができるようになっている。
【００１０】
ところで、試料Ｓ表面上の分析位置に同じＺ方向から電子線Ｅや可視光Ｌを照射するために、試料ステージ１１０の上方（−Ｚ方向）には、電子線Ｅが通過する孔部を有する有孔平面ミラー９１が配置されている。
これにより、所定方向（Ｘ方向）に進行する可視光Ｌは有孔平面ミラー９１によって進行方向を変え、試料Ｓ表面上の分析位置を含む領域にＺ方向から照射され、試料Ｓ表面上の分析位置を含む領域で−Ｚ方向に反射した可視光Ｌは有孔平面ミラー９１によって進行方向を所定方向と逆方向（−Ｘ方向）に変えるようになっている。また、Ｚ方向に進行する電子線Ｅは有孔平面ミラー９１の孔部を通過し、試料Ｓ表面上の分析位置を含む領域にＺ方向から照射されるようになっている。
【００１１】
また、ＣＣＤカメラ７１は、落射光用光源部６０から出射された可視光Ｌと同じ光軸で可視光Ｌを検出するために、ＣＣＤカメラ７１の前方（Ｘ方向）には、平板形状のハーフミラー２９２が配置されている。
これにより、Ｚ方向に進行する可視光Ｌの５０％がハーフミラー２９２によって進行方向をＸ方向に変えるようになっている。また、−Ｘ方向に進行する可視光Ｌの５０％がハーフミラー２９２を透過し、ＣＣＤカメラ７１の検出面にリレーレンズ７２を介して導かれるようになっている。
【００１２】
コンピュータ２５０は、ＣＰＵ（制御部）２５１を備え、さらにモニタ（表示装置）５３と操作部（入力装置）５４とが連結されている。また、ＣＰＵ２５１が処理する機能をブロック化して説明すると、試料ステージ１１０を制御する試料ステージ制御部５１ａと、ＣＣＤカメラ７１から光学像や偏光像を取得してモニタ５３に表示する画像取得制御部２５１ｂと、Ｘ線検出部３０から試料Ｓ表面上の分析位置のＸ線画像（元素又は組成に関する情報）を取得する分析制御部５１ｃとを有する。
【００１３】
次に、ＥＰＭＡ２０１を用いて光学像を取得する光学像取得方法について説明する（図３参照）。
まず、分析者は、試料ステージ１１０の上面に試料Ｓを載置する。次に、分析者は、検光子移動機構を操作部５４を用いて操作して検光子７３を所定方向と逆方向（−Ｘ方向）からＣＣＤカメラ７１の検出面に向かう光が通過しない位置に退避させた後、落射光用光源部６０の電源を入れる。これにより、落射光用光源部６０からＺ方向に出射された可視光Ｌが、ハーフミラー２９２によって進行方向をＸ方向に変える。そして、Ｘ方向に進行する可視光Ｌが、有孔平面ミラー９１によって進行方向を変え、試料Ｓ表面上の分析位置を含む領域にＺ方向から照射される。そして、試料Ｓ表面上の分析位置を含む領域で−Ｚ方向に反射した可視光Ｌが有孔平面ミラー９１によって進行方向を所定方向と逆方向（−Ｘ方向）に変える。−Ｘ方向に進行する可視光Ｌがハーフミラー２９２を透過し、ＣＣＤカメラ７１の検出面にリレーレンズ７２を介して導かれる。
その結果、画像取得制御部２５１ｂは、ＣＣＤカメラ７１で検出された可視光Ｌに基づいて、試料Ｓの分析位置を含む領域の光学像をモニタ５３に表示する。
【００１４】
次に、ＥＰＭＡ２０１を用いて偏光像を取得する偏光像取得方法について説明する（図４参照）。
まず、分析者は、試料ステージ１１０の上面に試料Ｓを載置する。次に、分析者は、検光子移動機構を操作部５４を用いて操作して検光子７３を所定方向と逆方向（−Ｘ方向）からＣＣＤカメラ７１の検出面に向かう光が通過する光軸上に導入した後、透過光用光源部８０の電源を入れる。このように透過光用光源部８０の電源が入れられた際には、所定方向と逆方向（−Ｘ方向）からの光が通過する位置に検光子７３が配置される。そして、透過光用光源部８０からＸ方向に出射された偏光光Ｌ’が、反射鏡８３によって進行方向を−Ｚ方向に変える。そして、−Ｚ方向に進行する偏光光Ｌ’が、試料Ｓ表面上の分析位置を含む領域に−Ｚ方向から照射される。そして、試料Ｓ表面上の分析位置を含む領域を−Ｚ方向に透過した偏光光Ｌ’が有孔平面ミラー９１によって進行方向を所定方向と逆方向（−Ｘ方向）に変える。−Ｘ方向に進行する偏光光Ｌ’がハーフミラー２９２を透過し、さらに検光子７３を透過し、ＣＣＤカメラ７１の検出面にリレーレンズ７２を介して導かれる。
その結果、画像取得制御部２５１ｂは、ＣＣＤカメラ７１で検出された偏光光Ｌ’に基づいて、試料Ｓの分析位置を含む領域の偏光像をモニタ５３に表示する。
なお、検光子移動機構は、上記のように分析者の操作によって検光子７３を移動させる機構の他、落射光用光源部６０や透過光用光源部８０への電源投入を検知して自動的に検光子７３を移動させる機構であってもよい。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１５】
【特許文献１】特開２００８−０５８１５９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１６】
しかしながら、上述したようなＥＰＭＡ２０１では、正確な偏光像を取得することができないという問題点が発生した。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
本件発明者らは、上記課題を解決するために、ＥＰＭＡで正確な偏光像を取得する偏光像取得方法について鋭意検討を行った。そこで、ＣＣＤカメラ７１で検出される偏光光Ｌ’は、ＣＣＤカメラ７１で検出される直前で、ハーフミラー２９２によって偏光されており、このハーフミラー２９２による偏光が、取得した偏光像に無視できない影響を及ぼしていることがわかった。よって、透過光用光源部８０から偏光光Ｌ’が出射された際には、偏光光Ｌ’が通過しない位置にハーフミラー２９２を配置することを見出した。
【００１８】
上記課題を解決するためになされた本発明の電子線分析装置は、試料表面上の分析位置に電子線を照射する電子線源と、前記試料表面上の分析位置を含む領域に可視光を照射する落射光用光源部と、前記試料の分析位置を含む領域に偏光光を照射する透過光用光源部と、前記試料表面上の分析位置を含む領域で反射した可視光、又は、前記試料の分析位置を含む領域を透過した偏光光が検出面に入射して、前記試料表面上の分析位置を含む領域の光学像又は偏光像を取得する画像取得部と、前記落射光用光源部からの可視光を所定方向に反射するとともに、前記所定方向と逆方向からの光を透過して前記画像取得部の検出面に導くことが可能なハーフミラーとを備える電子線分析装置であって、前記ハーフミラーは、前記落射光用光源部から可視光が出射された際には、前記落射光用光源部からの可視光を前記所定方向に反射するとともに、前記所定方向と逆方向からの可視光を透過して前記画像取得部の検出面に導く第一位置に配置され、一方、前記透過光用光源部から偏光光が出射された際には、前記所定方向と逆方向からの偏光光が通過しない第二位置に配置されるように移動可能となっているようにしている。
【００１９】
ここで、「所定方向」とは、設計者等によって予め決められた任意の一方向であり、例えば、左方等となる。
本発明の電子線分析装置によれば、透過光用光源部から偏光光が出射された際には、所定方向と逆方向からの光が通過しない第二位置にハーフミラーが配置されるので、ハーフミラーによって影響を受けていない光が画像取得部の検出面に導かれる。
【発明の効果】
【００２０】
以上のように、本発明の電子線分析装置によれば、正確な偏光像を取得することができる。また、ハーフミラーを通過しない光が画像取得部の検出面に導かれるので、明るい偏光像を取得することができる。
【００２１】
（他の課題を解決するための手段及び効果）
また、本発明の電子線分析装置において、前記試料表面上の分析位置から放出された特性Ｘ線による信号を検出するＸ線検出部を備え、前記試料表面上の一次元又は二次元範囲内で分析位置を走査させることにより、前記Ｘ線検出部で信号を収集し、前記信号の強度に基づいて試料表面上の一次元又は二次元範囲における元素又は組成に関する情報を求める制御部とを備えるようにしてもよい。
さらに、本発明の電子線分析装置において、前記落射光用光源部から可視光が出射された際には、前記ハーフミラーを第一位置に自動的に配置し、一方、前記透過光用光源部から偏光光が出射された際には、前記ハーフミラーを第二位置に自動的に配置する制御部を備えるようにしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明の実施形態に係るＥＰＭＡの要部の構成を示す構成図。
【図２】本発明の他の実施形態に係るＥＰＭＡの要部の構成を示す構成図。
【図３】従来のＥＰＭＡの要部の構成を示す構成図。
【図４】従来のＥＰＭＡの要部の構成を示す構成図。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
以下、本発明の実施形態について図面を用いて説明する。なお、本発明は、以下に説明するような実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々の態様が含まれる。
【００２４】
＜第一実施形態＞
図１は、本発明の実施形態に係るＥＰＭＡの要部の構成を示す構成図である。なお、上述したＥＰＭＡ２０１と同様のものについては、同じ符号を付している。
ＥＰＭＡ１は、試料Ｓが載置される試料ステージ１１０と、電子線Ｅを試料Ｓ表面上の分析位置に照射する電子線源２０と、試料Ｓ表面上の分析位置から放出された特性Ｘ線Ｐによる信号を検出するＸ線検出部３０と、試料Ｓ表面上の分析位置を含む領域に可視光Ｌを照射する落射光用光源部６０と、試料Ｓの分析位置を含む領域に偏光光Ｌ’を照射する透過光用光源部８０と、可視光Ｌや偏光光Ｌ’を検出する検出面を有する画像取得装置１７０と、ＥＰＭＡ１全体の制御を行うコンピュータ５０とを備える。
【００２５】
画像取得装置１７０は、可視光Ｌや偏光光Ｌ’を検出する検出面を有するＣＣＤカメラ７１と、ＣＣＤカメラ７１の検出面の前方に配置されたリレーレンズ７２と、所定の偏光光のみを透過させる検光子７３と、検光子７３を回転駆動（Ｘ方向を回転軸とする）させる検光子回転駆動機構（図示せず）と、検光子７３及び検光子回転駆動機構を移動させる検光子移動機構（図示せず）と、ハーフミラー駆動機構（図示せず）とを備える。
ハーフミラー９２は、コンピュータ５０の画像取得制御部５１ｂによってハーフミラー駆動機構へ必要な駆動信号が出力されることにより、第一位置か、第一位置より下方に位置する第二位置かのいずれかの位置に配置されるようになっている。
具体的には、ハーフミラー９２は、落射光用光源部６０から可視光Ｌが出射された際（透過光用光源部８０から偏光光Ｌ’が出射されない際）には、落射光用光源部６０からの可視光Ｌを所定方向（Ｘ方向）に反射するとともに、所定方向と逆方向（−Ｘ方向）からの光を透過してＣＣＤカメラ７１の検出面に導く第一位置に配置されるようになっている。一方、透過光用光源部８０から偏光光Ｌ’が出射された際（落射光用光源部６０から可視光Ｌが出射されない際）には、所定方向と逆方向（−Ｘ方向）からの光が通過しない第二位置に配置されるようになっている。
【００２６】
コンピュータ５０においては、ＣＰＵ（制御部）５１を備え、さらにモニタ（表示装置）５３と操作部（入力装置）５４とが連結されている。また、ＣＰＵ５１が処理する機能をブロック化して説明すると、試料ステージ１１０を制御する試料ステージ制御部５１ａと、ＣＣＤカメラ７１から光学像や偏光像を取得してモニタ５３に表示する画像取得制御部５１ｂと、Ｘ線検出部３０から試料Ｓ表面上の分析位置のＸ線画像（元素又は組成に関する情報）を取得する分析制御部５１ｃとを有する。
【００２７】
次に、ＥＰＭＡ１を用いて光学像を取得する光学像取得方法について説明する。
まず、分析者は、試料ステージ１１０の上面に試料Ｓを載置する。次に、分析者は、検光子移動機構を操作部５４を用いて操作して検光子７３を所定方向と逆方向（−Ｘ方向）からＣＣＤカメラ７１の検出面に向かう光が通過しない位置に退避させた後、落射光用光源部６０の電源を入れる。これにより、落射光用光源部６０からＺ方向に出射された可視光Ｌが、第一位置に配置されたハーフミラー９２によって進行方向をＸ方向に変える。そして、Ｘ方向に進行する可視光Ｌが、有孔平面ミラー９１によって進行方向を変え、試料Ｓ表面上の分析位置を含む領域にＺ方向から照射される。そして、試料Ｓ表面上の分析位置を含む領域で−Ｚ方向に反射した可視光Ｌが有孔平面ミラー９１によって進行方向を所定方向と逆方向（−Ｘ方向）に変える。−Ｘ方向に進行する可視光Ｌがハーフミラー９２を透過し、ＣＣＤカメラ７１の検出面にリレーレンズ７２を介して導かれる。
その結果、画像取得制御部５１ｂは、ＣＣＤカメラ７１で検出された可視光Ｌに基づいて、試料Ｓの分析位置を含む領域の光学像をモニタ５３に表示する。
【００２８】
次に、ＥＰＭＡ１を用いて偏光像を取得する偏光像取得方法について説明する。
まず、分析者は、試料ステージ１１０の上面に試料Ｓを載置する。次に、分析者は、検光子移動機構を操作部５４を用いて操作して検光子７３を所定方向と逆方向（−Ｘ方向）からＣＣＤカメラ７１の検出面に向かう光が通過する光軸上に導入した後、透過光用光源部８０の電源を入れる。そして、透過光用光源部８０の電源を入れた際には、分析者は、ハーフミラー駆動機構を操作部５４を用いて操作して所定方向と逆方向（−Ｘ方向）からの光が通過しない第二位置にハーフミラー９２を配置する。これにより、透過光用光源部８０からＸ方向に出射された偏光光Ｌ’が、反射鏡８３によって進行方向を−Ｚ方向に変える。そして、−Ｚ方向に進行する偏光光Ｌ’が、試料Ｓ表面上の分析位置を含む領域に−Ｚ方向から照射される。そして、試料Ｓ表面上の分析位置を含む領域で−Ｚ方向に透過した偏光光Ｌ’が有孔平面ミラー９１によって進行方向を所定方向と逆方向（−Ｘ方向）に変える。−Ｘ方向に進行する偏光光Ｌ’がハーフミラー９２を透過せずに、検光子７３を透過し、ＣＣＤカメラ７１の検出面にリレーレンズ７２を介して導かれる。
その結果、画像取得制御部５１ｂは、ＣＣＤカメラ７１で検出された偏光光Ｌ’に基づいて、試料Ｓの分析位置を含む領域の偏光像をモニタ５３に表示する。
【００２９】
以上のように、本発明のＥＰＭＡ１によれば、透過光用光源部８０から偏光光Ｌ’が出射された際には、所定方向と逆方向（−Ｘ方向）からの光が通過しない第二位置にハーフミラー９２が配置されるので、ハーフミラー９２によって影響を受けていない偏光光Ｌ’がＣＣＤカメラ７１の検出面に導かれるので、正確な偏光像を取得することができる。また、ハーフミラー９２を通過しない光がＣＣＤカメラ７１の検出面に導かれるので、明るい偏光像を取得することができる。
【００３０】
＜第二実施形態＞
上述したＥＰＭＡ１では、ハーフミラー９２が、第一位置か、第一位置より下方に位置する第二位置かのいずれかの位置に直線的な移動により配置されるような構成としたが、平板形状のハーフミラー１９２が、任意の軸を中心として回転させることによって、第一位置か、第二位置かのいずれかの位置に配置されるような構成としてもよい。図２は、第二実施形態に係るＥＰＭＡ１０１の要部の構成を示す構成図であって、平板形状のハーフミラー１９２が、第一位置か、Ｙ方向を軸として回転させてＸ方向と平行となる位置である第二位置かのいずれかの位置に配置されるような構成となっている。なお、上述したＥＰＭＡ１と同様のものについては、同符号を付すことにより説明を省略する。
【００３１】
コンピュータ１５０においては、ＣＰＵ（制御部）１５１を備え、さらにモニタ（表示装置）５３と操作部（入力装置）５４とが連結されている。また、ＣＰＵ１５１が処理する機能をブロック化して説明すると、試料ステージ１１０を制御する試料ステージ制御部５１ａと、ＣＣＤカメラ７１から光学像や偏光像を取得してモニタ５３に表示する画像取得制御部１５１ｂと、Ｘ線検出部３０から試料Ｓ表面上の分析位置のＸ線画像（元素又は組成に関する情報）を取得する分析制御部５１ｃとを有する。
【００３２】
画像取得制御部１５１ｂは、落射光用光源部６０や透過光用光源部８０への電源投入を検知することにより、ハーフミラー１９２を移動させるとともに、ＣＣＤカメラ７１から光学像や偏光像を取得してモニタ５３に表示する制御を行う。
具体的には、画像取得制御部１５１ｂは、落射光用光源部６０の電源が入れられたことを検知したときには、落射光用光源部６０からの可視光Ｌを所定方向（Ｘ方向）に反射するとともに、所定方向と逆方向（−Ｘ方向）からの光を透過してＣＣＤカメラ７１の検出面に導く第一位置にハーフミラー１９２を回転移動する。そして、ＣＣＤカメラ７１から光学像を取得してモニタ５３に表示する。一方、画像取得制御部１５１ｂは、透過光用光源部８０の電源が入れられたことを検知したときには、所定方向と逆方向（−Ｘ方向）からの光が通過しない第二位置にハーフミラー１９２を回転移動する。そして、ＣＣＤカメラ７１から偏光像を取得してモニタ５３に表示する。
【００３３】
ここで、ＥＰＭＡ１０１を用いて偏光像を取得する偏光像取得方法について説明する。
まず、分析者は、試料ステージ１１０の上面に試料Ｓを載置する。次に、分析者は、検光子移動機構を操作部５４を用いて操作して検光子７３を所定方向と逆方向（−Ｘ方向）からＣＣＤカメラ７１の検出面に向かう光が通過する光軸上に導入した後、透過光用光源部８０の電源を入れる。そして、透過光用光源部８０の電源が入れられた際には、画像取得制御部１５１ｂは、所定方向と逆方向（−Ｘ方向）からの光が通過しない第二位置にハーフミラー９２を自動的に配置する。これにより、透過光用光源部８０からＸ方向に出射された偏光光Ｌ’が、反射鏡８３によって進行方向を−Ｚ方向に変える。そして、−Ｚ方向に進行する偏光光Ｌ’が、試料Ｓ表面上の分析位置を含む領域に−Ｚ方向から照射される。そして、試料Ｓ表面上の分析位置を含む領域で−Ｚ方向に透過した偏光光Ｌ’が有孔平面ミラー９１によって進行方向を所定方向と逆方向（−Ｘ方向）に変える。−Ｘ方向に進行する偏光光Ｌ’がハーフミラー９２を透過せずに、検光子７３を透過し、ＣＣＤカメラ７１の検出面にリレーレンズ７２を介して導かれる。
その結果、画像取得制御部１５１ｂは、ＣＣＤカメラ７１で検出された偏光光Ｌ’に基づいて、試料Ｓの分析位置を含む領域の偏光像をモニタ５３に表示する。
【００３４】
以上のように、本発明のＥＰＭＡ１０１によれば、透過光用光源部８０から偏光光Ｌ’が出射された際には、所定方向と逆方向（−Ｘ方向）からの光が通過しない第二位置にハーフミラー１９２が配置されるので、ハーフミラー１９２によって影響を受けていない偏光光Ｌ’がＣＣＤカメラ７１の検出面に導かれるので、正確な偏光像を取得することができる。
【産業上の利用可能性】
【００３５】
本発明は、試料表面に電子線を照射し、それによって試料表面から放出された特性Ｘ線による信号を検出することが可能な電子線分析装置等に好適に利用できる。
【符号の説明】
【００３６】
１ 電子線マイクロアナライザ（電子線分析装置）
２０ 電子線源
５１ ＣＰＵ（制御部）
５１ｂ 画像取得制御部（画像取得部）
６０ 落射光用光源部
７１ ＣＣＤカメラ（画像取得部）
８０ 透過光用光源部
９２ ハーフミラー
【技術分野】
【０００１】
本発明は、試料表面に電子線を照射し、それによって試料表面から放出された特性Ｘ線による信号を検出することが可能な電子線分析装置に関し、特に電子線の照射位置を試料表面上で移動させることで試料表面上の一次元範囲又は二次元範囲における元素分布等を示すＸ線画像を取得する電子線マイクロアナライザ（電子線分析装置）に関する。
【背景技術】
【０００２】
電子線を試料表面に照射し、そこから放出される種々の粒子やＸ線による信号を検出して画像化する電子線分析装置として、様々な種類の装置が実用化されている。例えば、電子線マイクロアナライザ（ＥＰＭＡ：「電子線プローブ微小部分析装置」ともいう）では、微小径に集束させた電子線を試料表面に照射する。電子線が照射された試料表面上の分析位置からは試料表面に含まれる元素に特有のエネルギーを有する特性Ｘ線や反射電子等が発生するため、この特性Ｘ線による信号を検出してそのエネルギー及び強度を分析することにより、試料表面上の分析位置に存在する元素の同定や定量を行ったり、この反射電子による信号を検出してその強度分布を分析することにより、試料表面上の凹凸形状の計測を行ったりしている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
ところで、このようなＥＰＭＡは、試料表面の観察を行うための光学顕微鏡を備え、光学顕微鏡を用いて試料表面の光学像が観察されながら試料表面上における分析位置の決定等が行われている。例えば、ハロゲンランプ等の光源から試料表面上の分析位置を含む領域に可視光を照射して、試料表面上の分析位置を含む領域で反射した可視光をＣＣＤカメラで検出することにより、検出された可視光に基づいて光学像が作成され表示されている。これにより、分析者は、光学像を観察しながら試料表面上の電子線の照射位置とＸ線分光結晶の焦点位置とが一致するようにしたり、試料表面上の分析範囲の位置（分析位置情報）を指定したりしている。
【０００４】
図３及び図４は、従来のＥＰＭＡの要部の構成を示す構成図である。なお、図３は、光学像を取得する状態の構成図であり、一方、図４は、偏光像を取得する状態の構成図である。また、地面に水平な一方向をＸ方向とし、地面に水平でＸ方向と垂直な方向をＹ方向とし、Ｘ方向とＹ方向とに垂直な方向をＺ方向とする。
ＥＰＭＡ２０１は、試料Ｓが載置される試料ステージ１１０と、電子線Ｅを試料Ｓ表面上の分析位置に照射する電子線源２０と、試料Ｓ表面上の分析位置から放出された特性Ｘ線Ｐによる信号を検出するＸ線検出部３０と、試料Ｓ表面上の分析位置を含む領域に可視光Ｌを照射する落射光用光源部６０と、試料Ｓの分析位置を含む領域に偏光光Ｌ’を照射する透過光用光源部８０と、可視光Ｌや偏光光Ｌ’を検出する検出面を有する画像取得装置１７０と、ＥＰＭＡ２０１全体の制御を行うコンピュータ２５０とを備える。なお、落射光用光源部６０としては、ハロゲンランプの他、発光ダイオード等の光源が使用可能である。
【０００５】
試料ステージ１１０は、移動体である試料台と、パルスモータを含むＸ方向駆動機構（図示せず）と、パルスモータを含むＹ方向駆動機構（図示せず）と、パルスモータを含むＺ方向駆動機構（図示せず）とを備える。
試料台の上面には、試料Ｓを載せたり取り除いたりすることが可能となっている。このような試料台は、コンピュータ２５０の試料ステージ制御部５１ａによって駆動機構のパルスモータへ必要な駆動パルス信号が出力されることにより、所望のＸ方向とＹ方向とＺ方向とに移動できるようになっている。
また、試料台には、開口が形成されており、偏光光Ｌ’が開口を通過するようになっている。
【０００６】
電子線源２０は、電子銃２１と偏向コイル（図示せず）と対物レンズ２２とを備える。そして、電子銃２１は、出射面が下方（Ｚ方向）を向くように試料ステージ１１０の上方（−Ｚ方向）に配置されている。このような電子線源２０によれば、電子銃２１から放出された電子線Ｅは、偏向コイルを経て対物レンズ２２によって集束され、試料ステージ１１０に載せられた試料Ｓ表面上の分析位置にＺ方向から照射されるようになっている。
【０００７】
Ｘ線検出部３０は、波長分散型のＸ線検出器であり、試料Ｓ表面上の分析位置（焦点位置）から放出される特性Ｘ線Ｐを分光するＸ線分光結晶３１と、Ｘ線分光結晶３１で波長分散されたＸ線による信号を検出するＸ線検出器３２とを備える。そして、Ｘ線分光結晶３１は、回折面が試料Ｓからの特性Ｘ線Ｐを受けるように配置されるとともに、Ｘ線検出器３２は、Ｘ線分光結晶３１を向くように配置されている。これにより、試料Ｓ表面上の分析位置（焦点位置）から放出された特性Ｘ線ＰがＸ線分光結晶３１の回折面で波長分散され、波長分散されたＸ線による信号を検出している。
【０００８】
透過光用光源部８０は、可視光Ｌを出射するハロゲンランプ８１と、ハロゲンランプ８１の前方（Ｘ方向）に配置され所定の直線偏光の光のみを通過させる偏光子８２と、偏光子８２を回転駆動（Ｘ方向を回転軸とする）する偏光子回転駆動機構(図示せず)と、偏光子８２の前方（Ｘ方向）に配置された反射鏡８３とを備える。
偏光子８２は、コンピュータ２５０の画像取得制御部２５１ｂによって偏光子回転駆動機構へ必要な駆動信号が出力されることにより、任意の回転角度に回転駆動できるようになっている。
このような透過光用光源部８０によれば、ハロゲンランプ８１から出射された可視光Ｌは、偏光子８２によって偏光光Ｌ’のみとされ、偏光光Ｌ’が反射鏡８３で反射され試料ステージ１１０に載せられた試料Ｓの分析位置に−Ｚ方向から照射されるようになっている。
【０００９】
画像取得装置１７０は、可視光Ｌや偏光光Ｌ’を検出する検出面を有するＣＣＤカメラ７１と、ＣＣＤカメラ７１の検出面の前方に配置されたリレーレンズ７２と、所定の偏光光のみを透過させる検光子７３と、検光子７３を回転駆動（Ｘ方向を回転軸とする）させる検光子回転駆動機構（図示せず）と、検光子７３及び検光子回転駆動機構を移動させる検光子移動機構（図示せず）とを備える。
検光子７３は、コンピュータ２５０の画像取得制御部２５１ｂによって検光子回転駆動機構へ必要な駆動信号が出力されることにより、任意の回転角度に回転駆動できるようになっている。
また、検光子回転駆動機構とともに検光子７３は、コンピュータ２５０の画像取得制御部２５１ｂによって検光子移動機構へ必要な駆動信号が出力されることにより、偏光光Ｌ’の光学系への導入又は退避ができるようになっている。
【００１０】
ところで、試料Ｓ表面上の分析位置に同じＺ方向から電子線Ｅや可視光Ｌを照射するために、試料ステージ１１０の上方（−Ｚ方向）には、電子線Ｅが通過する孔部を有する有孔平面ミラー９１が配置されている。
これにより、所定方向（Ｘ方向）に進行する可視光Ｌは有孔平面ミラー９１によって進行方向を変え、試料Ｓ表面上の分析位置を含む領域にＺ方向から照射され、試料Ｓ表面上の分析位置を含む領域で−Ｚ方向に反射した可視光Ｌは有孔平面ミラー９１によって進行方向を所定方向と逆方向（−Ｘ方向）に変えるようになっている。また、Ｚ方向に進行する電子線Ｅは有孔平面ミラー９１の孔部を通過し、試料Ｓ表面上の分析位置を含む領域にＺ方向から照射されるようになっている。
【００１１】
また、ＣＣＤカメラ７１は、落射光用光源部６０から出射された可視光Ｌと同じ光軸で可視光Ｌを検出するために、ＣＣＤカメラ７１の前方（Ｘ方向）には、平板形状のハーフミラー２９２が配置されている。
これにより、Ｚ方向に進行する可視光Ｌの５０％がハーフミラー２９２によって進行方向をＸ方向に変えるようになっている。また、−Ｘ方向に進行する可視光Ｌの５０％がハーフミラー２９２を透過し、ＣＣＤカメラ７１の検出面にリレーレンズ７２を介して導かれるようになっている。
【００１２】
コンピュータ２５０は、ＣＰＵ（制御部）２５１を備え、さらにモニタ（表示装置）５３と操作部（入力装置）５４とが連結されている。また、ＣＰＵ２５１が処理する機能をブロック化して説明すると、試料ステージ１１０を制御する試料ステージ制御部５１ａと、ＣＣＤカメラ７１から光学像や偏光像を取得してモニタ５３に表示する画像取得制御部２５１ｂと、Ｘ線検出部３０から試料Ｓ表面上の分析位置のＸ線画像（元素又は組成に関する情報）を取得する分析制御部５１ｃとを有する。
【００１３】
次に、ＥＰＭＡ２０１を用いて光学像を取得する光学像取得方法について説明する（図３参照）。
まず、分析者は、試料ステージ１１０の上面に試料Ｓを載置する。次に、分析者は、検光子移動機構を操作部５４を用いて操作して検光子７３を所定方向と逆方向（−Ｘ方向）からＣＣＤカメラ７１の検出面に向かう光が通過しない位置に退避させた後、落射光用光源部６０の電源を入れる。これにより、落射光用光源部６０からＺ方向に出射された可視光Ｌが、ハーフミラー２９２によって進行方向をＸ方向に変える。そして、Ｘ方向に進行する可視光Ｌが、有孔平面ミラー９１によって進行方向を変え、試料Ｓ表面上の分析位置を含む領域にＺ方向から照射される。そして、試料Ｓ表面上の分析位置を含む領域で−Ｚ方向に反射した可視光Ｌが有孔平面ミラー９１によって進行方向を所定方向と逆方向（−Ｘ方向）に変える。−Ｘ方向に進行する可視光Ｌがハーフミラー２９２を透過し、ＣＣＤカメラ７１の検出面にリレーレンズ７２を介して導かれる。
その結果、画像取得制御部２５１ｂは、ＣＣＤカメラ７１で検出された可視光Ｌに基づいて、試料Ｓの分析位置を含む領域の光学像をモニタ５３に表示する。
【００１４】
次に、ＥＰＭＡ２０１を用いて偏光像を取得する偏光像取得方法について説明する（図４参照）。
まず、分析者は、試料ステージ１１０の上面に試料Ｓを載置する。次に、分析者は、検光子移動機構を操作部５４を用いて操作して検光子７３を所定方向と逆方向（−Ｘ方向）からＣＣＤカメラ７１の検出面に向かう光が通過する光軸上に導入した後、透過光用光源部８０の電源を入れる。このように透過光用光源部８０の電源が入れられた際には、所定方向と逆方向（−Ｘ方向）からの光が通過する位置に検光子７３が配置される。そして、透過光用光源部８０からＸ方向に出射された偏光光Ｌ’が、反射鏡８３によって進行方向を−Ｚ方向に変える。そして、−Ｚ方向に進行する偏光光Ｌ’が、試料Ｓ表面上の分析位置を含む領域に−Ｚ方向から照射される。そして、試料Ｓ表面上の分析位置を含む領域を−Ｚ方向に透過した偏光光Ｌ’が有孔平面ミラー９１によって進行方向を所定方向と逆方向（−Ｘ方向）に変える。−Ｘ方向に進行する偏光光Ｌ’がハーフミラー２９２を透過し、さらに検光子７３を透過し、ＣＣＤカメラ７１の検出面にリレーレンズ７２を介して導かれる。
その結果、画像取得制御部２５１ｂは、ＣＣＤカメラ７１で検出された偏光光Ｌ’に基づいて、試料Ｓの分析位置を含む領域の偏光像をモニタ５３に表示する。
なお、検光子移動機構は、上記のように分析者の操作によって検光子７３を移動させる機構の他、落射光用光源部６０や透過光用光源部８０への電源投入を検知して自動的に検光子７３を移動させる機構であってもよい。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１５】
【特許文献１】特開２００８−０５８１５９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１６】
しかしながら、上述したようなＥＰＭＡ２０１では、正確な偏光像を取得することができないという問題点が発生した。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
本件発明者らは、上記課題を解決するために、ＥＰＭＡで正確な偏光像を取得する偏光像取得方法について鋭意検討を行った。そこで、ＣＣＤカメラ７１で検出される偏光光Ｌ’は、ＣＣＤカメラ７１で検出される直前で、ハーフミラー２９２によって偏光されており、このハーフミラー２９２による偏光が、取得した偏光像に無視できない影響を及ぼしていることがわかった。よって、透過光用光源部８０から偏光光Ｌ’が出射された際には、偏光光Ｌ’が通過しない位置にハーフミラー２９２を配置することを見出した。
【００１８】
上記課題を解決するためになされた本発明の電子線分析装置は、試料表面上の分析位置に電子線を照射する電子線源と、前記試料表面上の分析位置を含む領域に可視光を照射する落射光用光源部と、前記試料の分析位置を含む領域に偏光光を照射する透過光用光源部と、前記試料表面上の分析位置を含む領域で反射した可視光、又は、前記試料の分析位置を含む領域を透過した偏光光が検出面に入射して、前記試料表面上の分析位置を含む領域の光学像又は偏光像を取得する画像取得部と、前記落射光用光源部からの可視光を所定方向に反射するとともに、前記所定方向と逆方向からの光を透過して前記画像取得部の検出面に導くことが可能なハーフミラーとを備える電子線分析装置であって、前記ハーフミラーは、前記落射光用光源部から可視光が出射された際には、前記落射光用光源部からの可視光を前記所定方向に反射するとともに、前記所定方向と逆方向からの可視光を透過して前記画像取得部の検出面に導く第一位置に配置され、一方、前記透過光用光源部から偏光光が出射された際には、前記所定方向と逆方向からの偏光光が通過しない第二位置に配置されるように移動可能となっているようにしている。
【００１９】
ここで、「所定方向」とは、設計者等によって予め決められた任意の一方向であり、例えば、左方等となる。
本発明の電子線分析装置によれば、透過光用光源部から偏光光が出射された際には、所定方向と逆方向からの光が通過しない第二位置にハーフミラーが配置されるので、ハーフミラーによって影響を受けていない光が画像取得部の検出面に導かれる。
【発明の効果】
【００２０】
以上のように、本発明の電子線分析装置によれば、正確な偏光像を取得することができる。また、ハーフミラーを通過しない光が画像取得部の検出面に導かれるので、明るい偏光像を取得することができる。
【００２１】
（他の課題を解決するための手段及び効果）
また、本発明の電子線分析装置において、前記試料表面上の分析位置から放出された特性Ｘ線による信号を検出するＸ線検出部を備え、前記試料表面上の一次元又は二次元範囲内で分析位置を走査させることにより、前記Ｘ線検出部で信号を収集し、前記信号の強度に基づいて試料表面上の一次元又は二次元範囲における元素又は組成に関する情報を求める制御部とを備えるようにしてもよい。
さらに、本発明の電子線分析装置において、前記落射光用光源部から可視光が出射された際には、前記ハーフミラーを第一位置に自動的に配置し、一方、前記透過光用光源部から偏光光が出射された際には、前記ハーフミラーを第二位置に自動的に配置する制御部を備えるようにしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明の実施形態に係るＥＰＭＡの要部の構成を示す構成図。
【図２】本発明の他の実施形態に係るＥＰＭＡの要部の構成を示す構成図。
【図３】従来のＥＰＭＡの要部の構成を示す構成図。
【図４】従来のＥＰＭＡの要部の構成を示す構成図。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
以下、本発明の実施形態について図面を用いて説明する。なお、本発明は、以下に説明するような実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々の態様が含まれる。
【００２４】
＜第一実施形態＞
図１は、本発明の実施形態に係るＥＰＭＡの要部の構成を示す構成図である。なお、上述したＥＰＭＡ２０１と同様のものについては、同じ符号を付している。
ＥＰＭＡ１は、試料Ｓが載置される試料ステージ１１０と、電子線Ｅを試料Ｓ表面上の分析位置に照射する電子線源２０と、試料Ｓ表面上の分析位置から放出された特性Ｘ線Ｐによる信号を検出するＸ線検出部３０と、試料Ｓ表面上の分析位置を含む領域に可視光Ｌを照射する落射光用光源部６０と、試料Ｓの分析位置を含む領域に偏光光Ｌ’を照射する透過光用光源部８０と、可視光Ｌや偏光光Ｌ’を検出する検出面を有する画像取得装置１７０と、ＥＰＭＡ１全体の制御を行うコンピュータ５０とを備える。
【００２５】
画像取得装置１７０は、可視光Ｌや偏光光Ｌ’を検出する検出面を有するＣＣＤカメラ７１と、ＣＣＤカメラ７１の検出面の前方に配置されたリレーレンズ７２と、所定の偏光光のみを透過させる検光子７３と、検光子７３を回転駆動（Ｘ方向を回転軸とする）させる検光子回転駆動機構（図示せず）と、検光子７３及び検光子回転駆動機構を移動させる検光子移動機構（図示せず）と、ハーフミラー駆動機構（図示せず）とを備える。
ハーフミラー９２は、コンピュータ５０の画像取得制御部５１ｂによってハーフミラー駆動機構へ必要な駆動信号が出力されることにより、第一位置か、第一位置より下方に位置する第二位置かのいずれかの位置に配置されるようになっている。
具体的には、ハーフミラー９２は、落射光用光源部６０から可視光Ｌが出射された際（透過光用光源部８０から偏光光Ｌ’が出射されない際）には、落射光用光源部６０からの可視光Ｌを所定方向（Ｘ方向）に反射するとともに、所定方向と逆方向（−Ｘ方向）からの光を透過してＣＣＤカメラ７１の検出面に導く第一位置に配置されるようになっている。一方、透過光用光源部８０から偏光光Ｌ’が出射された際（落射光用光源部６０から可視光Ｌが出射されない際）には、所定方向と逆方向（−Ｘ方向）からの光が通過しない第二位置に配置されるようになっている。
【００２６】
コンピュータ５０においては、ＣＰＵ（制御部）５１を備え、さらにモニタ（表示装置）５３と操作部（入力装置）５４とが連結されている。また、ＣＰＵ５１が処理する機能をブロック化して説明すると、試料ステージ１１０を制御する試料ステージ制御部５１ａと、ＣＣＤカメラ７１から光学像や偏光像を取得してモニタ５３に表示する画像取得制御部５１ｂと、Ｘ線検出部３０から試料Ｓ表面上の分析位置のＸ線画像（元素又は組成に関する情報）を取得する分析制御部５１ｃとを有する。
【００２７】
次に、ＥＰＭＡ１を用いて光学像を取得する光学像取得方法について説明する。
まず、分析者は、試料ステージ１１０の上面に試料Ｓを載置する。次に、分析者は、検光子移動機構を操作部５４を用いて操作して検光子７３を所定方向と逆方向（−Ｘ方向）からＣＣＤカメラ７１の検出面に向かう光が通過しない位置に退避させた後、落射光用光源部６０の電源を入れる。これにより、落射光用光源部６０からＺ方向に出射された可視光Ｌが、第一位置に配置されたハーフミラー９２によって進行方向をＸ方向に変える。そして、Ｘ方向に進行する可視光Ｌが、有孔平面ミラー９１によって進行方向を変え、試料Ｓ表面上の分析位置を含む領域にＺ方向から照射される。そして、試料Ｓ表面上の分析位置を含む領域で−Ｚ方向に反射した可視光Ｌが有孔平面ミラー９１によって進行方向を所定方向と逆方向（−Ｘ方向）に変える。−Ｘ方向に進行する可視光Ｌがハーフミラー９２を透過し、ＣＣＤカメラ７１の検出面にリレーレンズ７２を介して導かれる。
その結果、画像取得制御部５１ｂは、ＣＣＤカメラ７１で検出された可視光Ｌに基づいて、試料Ｓの分析位置を含む領域の光学像をモニタ５３に表示する。
【００２８】
次に、ＥＰＭＡ１を用いて偏光像を取得する偏光像取得方法について説明する。
まず、分析者は、試料ステージ１１０の上面に試料Ｓを載置する。次に、分析者は、検光子移動機構を操作部５４を用いて操作して検光子７３を所定方向と逆方向（−Ｘ方向）からＣＣＤカメラ７１の検出面に向かう光が通過する光軸上に導入した後、透過光用光源部８０の電源を入れる。そして、透過光用光源部８０の電源を入れた際には、分析者は、ハーフミラー駆動機構を操作部５４を用いて操作して所定方向と逆方向（−Ｘ方向）からの光が通過しない第二位置にハーフミラー９２を配置する。これにより、透過光用光源部８０からＸ方向に出射された偏光光Ｌ’が、反射鏡８３によって進行方向を−Ｚ方向に変える。そして、−Ｚ方向に進行する偏光光Ｌ’が、試料Ｓ表面上の分析位置を含む領域に−Ｚ方向から照射される。そして、試料Ｓ表面上の分析位置を含む領域で−Ｚ方向に透過した偏光光Ｌ’が有孔平面ミラー９１によって進行方向を所定方向と逆方向（−Ｘ方向）に変える。−Ｘ方向に進行する偏光光Ｌ’がハーフミラー９２を透過せずに、検光子７３を透過し、ＣＣＤカメラ７１の検出面にリレーレンズ７２を介して導かれる。
その結果、画像取得制御部５１ｂは、ＣＣＤカメラ７１で検出された偏光光Ｌ’に基づいて、試料Ｓの分析位置を含む領域の偏光像をモニタ５３に表示する。
【００２９】
以上のように、本発明のＥＰＭＡ１によれば、透過光用光源部８０から偏光光Ｌ’が出射された際には、所定方向と逆方向（−Ｘ方向）からの光が通過しない第二位置にハーフミラー９２が配置されるので、ハーフミラー９２によって影響を受けていない偏光光Ｌ’がＣＣＤカメラ７１の検出面に導かれるので、正確な偏光像を取得することができる。また、ハーフミラー９２を通過しない光がＣＣＤカメラ７１の検出面に導かれるので、明るい偏光像を取得することができる。
【００３０】
＜第二実施形態＞
上述したＥＰＭＡ１では、ハーフミラー９２が、第一位置か、第一位置より下方に位置する第二位置かのいずれかの位置に直線的な移動により配置されるような構成としたが、平板形状のハーフミラー１９２が、任意の軸を中心として回転させることによって、第一位置か、第二位置かのいずれかの位置に配置されるような構成としてもよい。図２は、第二実施形態に係るＥＰＭＡ１０１の要部の構成を示す構成図であって、平板形状のハーフミラー１９２が、第一位置か、Ｙ方向を軸として回転させてＸ方向と平行となる位置である第二位置かのいずれかの位置に配置されるような構成となっている。なお、上述したＥＰＭＡ１と同様のものについては、同符号を付すことにより説明を省略する。
【００３１】
コンピュータ１５０においては、ＣＰＵ（制御部）１５１を備え、さらにモニタ（表示装置）５３と操作部（入力装置）５４とが連結されている。また、ＣＰＵ１５１が処理する機能をブロック化して説明すると、試料ステージ１１０を制御する試料ステージ制御部５１ａと、ＣＣＤカメラ７１から光学像や偏光像を取得してモニタ５３に表示する画像取得制御部１５１ｂと、Ｘ線検出部３０から試料Ｓ表面上の分析位置のＸ線画像（元素又は組成に関する情報）を取得する分析制御部５１ｃとを有する。
【００３２】
画像取得制御部１５１ｂは、落射光用光源部６０や透過光用光源部８０への電源投入を検知することにより、ハーフミラー１９２を移動させるとともに、ＣＣＤカメラ７１から光学像や偏光像を取得してモニタ５３に表示する制御を行う。
具体的には、画像取得制御部１５１ｂは、落射光用光源部６０の電源が入れられたことを検知したときには、落射光用光源部６０からの可視光Ｌを所定方向（Ｘ方向）に反射するとともに、所定方向と逆方向（−Ｘ方向）からの光を透過してＣＣＤカメラ７１の検出面に導く第一位置にハーフミラー１９２を回転移動する。そして、ＣＣＤカメラ７１から光学像を取得してモニタ５３に表示する。一方、画像取得制御部１５１ｂは、透過光用光源部８０の電源が入れられたことを検知したときには、所定方向と逆方向（−Ｘ方向）からの光が通過しない第二位置にハーフミラー１９２を回転移動する。そして、ＣＣＤカメラ７１から偏光像を取得してモニタ５３に表示する。
【００３３】
ここで、ＥＰＭＡ１０１を用いて偏光像を取得する偏光像取得方法について説明する。
まず、分析者は、試料ステージ１１０の上面に試料Ｓを載置する。次に、分析者は、検光子移動機構を操作部５４を用いて操作して検光子７３を所定方向と逆方向（−Ｘ方向）からＣＣＤカメラ７１の検出面に向かう光が通過する光軸上に導入した後、透過光用光源部８０の電源を入れる。そして、透過光用光源部８０の電源が入れられた際には、画像取得制御部１５１ｂは、所定方向と逆方向（−Ｘ方向）からの光が通過しない第二位置にハーフミラー９２を自動的に配置する。これにより、透過光用光源部８０からＸ方向に出射された偏光光Ｌ’が、反射鏡８３によって進行方向を−Ｚ方向に変える。そして、−Ｚ方向に進行する偏光光Ｌ’が、試料Ｓ表面上の分析位置を含む領域に−Ｚ方向から照射される。そして、試料Ｓ表面上の分析位置を含む領域で−Ｚ方向に透過した偏光光Ｌ’が有孔平面ミラー９１によって進行方向を所定方向と逆方向（−Ｘ方向）に変える。−Ｘ方向に進行する偏光光Ｌ’がハーフミラー９２を透過せずに、検光子７３を透過し、ＣＣＤカメラ７１の検出面にリレーレンズ７２を介して導かれる。
その結果、画像取得制御部１５１ｂは、ＣＣＤカメラ７１で検出された偏光光Ｌ’に基づいて、試料Ｓの分析位置を含む領域の偏光像をモニタ５３に表示する。
【００３４】
以上のように、本発明のＥＰＭＡ１０１によれば、透過光用光源部８０から偏光光Ｌ’が出射された際には、所定方向と逆方向（−Ｘ方向）からの光が通過しない第二位置にハーフミラー１９２が配置されるので、ハーフミラー１９２によって影響を受けていない偏光光Ｌ’がＣＣＤカメラ７１の検出面に導かれるので、正確な偏光像を取得することができる。
【産業上の利用可能性】
【００３５】
本発明は、試料表面に電子線を照射し、それによって試料表面から放出された特性Ｘ線による信号を検出することが可能な電子線分析装置等に好適に利用できる。
【符号の説明】
【００３６】
１ 電子線マイクロアナライザ（電子線分析装置）
２０ 電子線源
５１ ＣＰＵ（制御部）
５１ｂ 画像取得制御部（画像取得部）
６０ 落射光用光源部
７１ ＣＣＤカメラ（画像取得部）
８０ 透過光用光源部
９２ ハーフミラー
【特許請求の範囲】
【請求項１】
試料表面上の分析位置に電子線を照射する電子線源と、
前記試料表面上の分析位置を含む領域に可視光を照射する落射光用光源部と、
前記試料の分析位置を含む領域に偏光光を照射する透過光用光源部と、
前記試料表面上の分析位置を含む領域で反射した可視光、又は、前記試料の分析位置を含む領域を透過した偏光光が検出面に入射して、前記試料表面上の分析位置を含む領域の光学像又は偏光像を取得する画像取得部と、
前記落射光用光源部からの可視光を所定方向に反射するとともに、前記所定方向と逆方向からの光を透過して前記画像取得部の検出面に導くことが可能なハーフミラーとを備える電子線分析装置であって、
前記ハーフミラーは、前記落射光用光源部から可視光が出射された際には、前記落射光用光源部からの可視光を前記所定方向に反射するとともに、前記所定方向と逆方向からの可視光を透過して前記画像取得部の検出面に導く第一位置に配置され、
一方、前記透過光用光源部から偏光光が出射された際には、前記所定方向と逆方向からの偏光光が通過しない第二位置に配置されるように移動可能となっていることを特徴とする電子線分析装置。
【請求項２】
前記試料表面上の分析位置から放出された特性Ｘ線による信号を検出するＸ線検出部を備え、
前記試料表面上の一次元又は二次元範囲内で分析位置を走査させることにより、前記Ｘ線検出部で信号を収集し、前記信号の強度に基づいて試料表面上の一次元又は二次元範囲における元素又は組成に関する情報を求める制御部とを備えることを特徴とする請求項１に記載の電子線分析装置。
【請求項３】
前記落射光用光源部から可視光が出射された際には、前記ハーフミラーを第一位置に自動的に配置し、一方、前記透過光用光源部から偏光光が出射された際には、前記ハーフミラーを第二位置に自動的に配置する制御部を備えることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の電子線分析装置。
【請求項１】
試料表面上の分析位置に電子線を照射する電子線源と、
前記試料表面上の分析位置を含む領域に可視光を照射する落射光用光源部と、
前記試料の分析位置を含む領域に偏光光を照射する透過光用光源部と、
前記試料表面上の分析位置を含む領域で反射した可視光、又は、前記試料の分析位置を含む領域を透過した偏光光が検出面に入射して、前記試料表面上の分析位置を含む領域の光学像又は偏光像を取得する画像取得部と、
前記落射光用光源部からの可視光を所定方向に反射するとともに、前記所定方向と逆方向からの光を透過して前記画像取得部の検出面に導くことが可能なハーフミラーとを備える電子線分析装置であって、
前記ハーフミラーは、前記落射光用光源部から可視光が出射された際には、前記落射光用光源部からの可視光を前記所定方向に反射するとともに、前記所定方向と逆方向からの可視光を透過して前記画像取得部の検出面に導く第一位置に配置され、
一方、前記透過光用光源部から偏光光が出射された際には、前記所定方向と逆方向からの偏光光が通過しない第二位置に配置されるように移動可能となっていることを特徴とする電子線分析装置。
【請求項２】
前記試料表面上の分析位置から放出された特性Ｘ線による信号を検出するＸ線検出部を備え、
前記試料表面上の一次元又は二次元範囲内で分析位置を走査させることにより、前記Ｘ線検出部で信号を収集し、前記信号の強度に基づいて試料表面上の一次元又は二次元範囲における元素又は組成に関する情報を求める制御部とを備えることを特徴とする請求項１に記載の電子線分析装置。
【請求項３】
前記落射光用光源部から可視光が出射された際には、前記ハーフミラーを第一位置に自動的に配置し、一方、前記透過光用光源部から偏光光が出射された際には、前記ハーフミラーを第二位置に自動的に配置する制御部を備えることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の電子線分析装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図２】
【図３】
【図４】
【公開番号】特開２０１２−２１１７７１（Ｐ２０１２−２１１７７１Ａ）
【公開日】平成２４年１１月１日（２０１２．１１．１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−７６２４６（Ｐ２０１１−７６２４６）
【出願日】平成２３年３月３０日（２０１１．３．３０）
【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２４年１１月１日（２０１２．１１．１）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年３月３０日（２０１１．３．３０）
【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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