JP3850182B2

JP3850182B2 - Charged particle beam equipment

Info

Publication number: JP3850182B2
Application number: JP25552599A
Authority: JP
Inventors: 澤明吉
Original assignee: Jeol Ltd
Current assignee: Jeol Ltd
Priority date: 1999-09-09
Filing date: 1999-09-09
Publication date: 2006-11-29
Anticipated expiration: 2019-09-09
Also published as: JP2001076661A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電子プローブマイクロアナライザや走査型電子顕微鏡等の荷電粒子線装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
電子プローブマイクロアナライザ（ＥＰＭＡ）は、試料に電子線を照射し、その照射によって試料から発生した特性Ｘ線を検出し、検出した特性Ｘ線に基づいて試料の定性および定量分析を行う装置である。
【０００３】
このような電子プローブマイクロアナライザで使用される試料ホルダの種類は多く、試料ホルダの形状は、試料がセットされる試料穴の数や試料ホルダの大きさ等によってそれぞれ異なっている。
【０００４】
従来の電子プローブマイクロアナライザは、各試料ホルダの形状データを格納しており、オペレータが、試料ステージに取り付けられる試料ホルダの種類を装置に選択入力すると、表示装置の画面上に搭載試料ホルダの概略図形が表示される。
【０００５】
そして、オペレータが前記表示装置の画面上で、マウス等を用いて試料の観察位置を指定すると、その指定した位置が電子線光軸上に来るように前記試料ステージが移動し、その指定位置を中心とする領域の光学像が表示装置の画面上に表示される。なお、この光学像は、電子プローブマイクロアナライザに備えられたＣＣＤカメラ付光学顕微鏡によって得られる。
【０００６】
このようにして試料の光学像が表示装置の画面上に表示されると、オペレータはその画面上で、マウス等を用いて試料の分析位置を指定する。すると、その分析位置が電子線光軸上に来るように前記試料ステージが移動し、その分析位置に電子線が照射されて試料分析が行われる。
【０００７】
また、従来の電子プローブマイクロアナライザにおいては、各試料ホルダに衝突回避レバーが取り付けられる一方、試料ステージ側に衝突回避スイッチが取り付けられており、たとえば大形の試料ホルダが使用されたときでも、試料ホルダが試料室の側壁に衝突する前に前記レバーによって前記衝突回避スイッチがオンになって、試料ステージの移動が停止される。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来の電子プローブマイクロアナライザにおいては、上述したように、オペレータがマニュアル操作によって試料ホルダの種類を装置に選択入力するため、入力ミスがあると、表示装置の画面上に実際とは異なった試料ホルダの概略図形が表示されてしまう。そのため、その表示画面上で観察位置を指定しても、試料部分のないホルダ部分だけの光学像が表示されることもあり、試料分析をうまく行えなくなる。
【０００９】
また、試料穴を多数備えた多試料ホルダが使用されると、上述した試料観察位置の指定および分析位置の指定にかなりの時間がかかる。
【００１０】
また、従来においては、各試料ホルダに衝突回避レバーを取り付けると共に、試料ステージ側にも衝突回避スイッチを取り付けなければならず、このような取付は装置のコストアップにつながっていた。
【００１１】
本発明はこのような問題を解決することを目的とするものである。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
そのために本発明の荷電粒子線装置は、試料ステージに試料ホルダが取り付けられ、該試料ホルダに載置された試料に荷電粒子線を照射し、該照射により試料から発生した信号を検出し、該検出信号に基づいて試料分析または試料像表示を行うようにした荷電粒子線装置において、前記試料ステージに取り付けられる試料ホルダの種類を判定するホルダ判定手段と、各試料ホルダに対応させて、ホルダ形状データを格納するホルダ形状データ格納手段と、前記ホルダ判定手段により判定された試料ホルダに対応するホルダ形状データを、前記ホルダ形状データ格納手段から読み出し、該読み出した形状データに基づいて表示手段にホルダ形状を表示させる手段を備えたことを特徴とする。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、図面を用いて本発明の実施の形態について説明する。
【００１４】
図１は、本発明の荷電粒子線装置の一例として示した、電子プローブマイクロアナライザの概略図である。
【００１５】
図１の構成について説明すると、１は鏡筒であり、鏡筒１の中には上から順に、電子銃２、集束レンズ３、偏向器４、対物レンズ５の電子光学手段が配置されている。また、対物レンズ５の近くであって電子線光軸上には、ＣＣＤカメラ付光学顕微鏡６が配置されている。
【００１６】
前記鏡筒１は試料室チャンバー７に取り付けられており、試料室チャンバー７内、すなわち試料室は図示しない排気装置により高真空に排気されている。
【００１７】
試料室のステージ台８上には、Ｙ軸方向に移動可能なＹステージ９が配置されており、Ｙステージ９の上には、Ｘ軸方向に移動可能なＸステージ１０が配置されている。このＸステージ１０上には、試料ホルダ取付台１１と電気接点コネクタ（接続端子）１２が固定されており、電気接点コネクタ１２は、後で詳しく説明する試料ホルダが取付台１１に取り付けられたときに、試料ホルダに固定されたホルダ端子と接続するものである。また、試料室内には、Ｘ線検出器１３と２次電子検出器１４が配置されている。
【００１８】
１５は、前記試料室チャンバー７に取り付けられた予備排気室チャンバーであり、予備排気室チャンバー１５は、試料室チャンバー７の側面に設けられたホルダ通過用扉１６を覆うように試料室チャンバー７に取り付けられている。１７は、予備排気室チャンバー１５に取り付けられた試料搬送手段であり、また、予備排気室チャンバー１５は図示しない排気装置に接続されている。
【００１９】
前記電気接点コネクタ１２はホルダ情報処理手段１８に接続されており、ホルダ情報処理手段１８は、ホルダ判定手段１９、ホルダ形状データ格納手段２０、分析位置データ格納手段２１、移動制限データ格納手段２２および観察位置検出手段２３を備えている。また、このホルダ情報処理手段１８は、表示処理手段２４と、キーボードとマウスを備えた入力指示手段２５と、分析処理手段２６に接続されている。
【００２０】
分析処理手段２６は、自動分析制御手段２７、ステージ制御手段２８、光学顕微鏡制御手段２９、分析制御手段３０およびマニュアル分析制御手段３１を備えている。また、この分析処理手段２６は、表示処理手段３２と、キーボードとマウスを備えた入力指示手段３３と、前記Ｘステージ１０およびＹステージ９を移動させるＸ−Ｙステージ駆動手段３４と、前記電子光学手段と、前記検出器に接続されている。
【００２１】
次に、図１の装置で使用される試料ホルダについて説明する。
【００２２】
図２は、図１の装置で使用される種類Ｂの試料ホルダを示したものである。種類Ｂの試料ホルダ３５には、５個の試料穴３６ａ〜３６ｅが設けられている。これらの試料穴には、試料取付台３７を保持したアダプタ３８がそれぞれセットされており、試料３９ａ〜３９ｅは試料取付台３７にセットされている。
【００２３】
また、試料ホルダ３５の側面には、そのホルダの種類の情報を有するホルダ端子４０が固定されている。種類Ｂのホルダ端子４０においては、電気接点ピン４１がピン固定部▲１▼〜▲４▼の▲１▼と▲３▼に固定されている。
【００２４】
一方、前記Ｘステージ１０に固定された電気接点コネクタ１２には、図３に示すように、ホルダ端子４０のピン固定部▲１▼〜▲４▼に対応する位置にピン穴▲１▼’〜▲４▼’が設けられている。また、ピン穴▲１▼’にはリード線Ｌ₁が、ピン穴▲２▼’にはリード線Ｌ₂が、ピン穴▲３▼’にはリード線Ｌ₃が、ピン穴▲４▼’にはリード線Ｌ₄が取り付けられており、それらのリード線は前記ホルダ情報処理手段１８に電気的に接続されている。
【００２５】
このような試料ホルダと試料ステージの構成により、前記試料ホルダ３５が試料ホルダ取付台１１に取り付けられると、ピン固定部▲１▼のピン４１がピン穴▲１▼’に差し込まれ、ピン固定部▲３▼のピン４１がピン穴▲３▼’に差し込まれる。そして、ピン穴▲１▼’と▲３▼’にピン４１の電気的接触があったことを表す信号、すなわち、種類Ｂの試料ホルダが試料ステージに取り付けられたことを表す信号が前記リード線を介して前記ホルダ情報処理手段１８に送られる。
【００２６】
以上、種類Ｂの試料ホルダについて説明したが、図１の装置で使用される他の試料ホルダも、そのホルダの種類の情報を有するホルダ端子を備えている。例えば、図１の装置で使用される種類Ａ〜Ｉの試料ホルダにおいては、図４に示すように、電気接点ピン４１がピン固定部▲１▼〜▲４▼の所定位置に固定されている。なお、図４において、Ａ〜Ｉは試料ホルダの種類を示しており、▲１▼〜▲４▼は前記ピン固定部を示しており、各試料ホルダには○印が付けられているピン固定部にピン４１が固定されている。
【００２７】
以上、図１の装置構成および、図１の装置で使用される試料ホルダの構成について説明したが、以下に、このような装置の動作について説明する。
【００２８】
まず、オペレータは、試料をセットした試料ホルダ、たとえば図２に示した種類Ｂの試料ホルダ３５を、前記予備排気室チャンバー１５内において試料搬送手段１７の先端に取り付ける。そして、予備排気室チャンバー１５内が図示しない排気装置によって排気されると、オペレータはホルダ通過用扉１６を開け、試料搬送手段１７を用いて試料ホルダ３５を試料ホルダ取付台１１に取り付ける。
【００２９】
このようにして試料ホルダ３５が試料ホルダ取付台１１に取り付けられると、上述したように試料ホルダ３５のホルダ端子４０が電気接点コネクタ１２に接続され、種類Ｂの試料ホルダ３５が試料ステージ（Ｘステージ１０）に取り付けられたことを表す信号が、電気接点コネクタ１２からホルダ情報処理手段１８に送られる。
【００３０】
すると、ホルダ情報処理手段１８のホルダ判定手段１９は、電気接点コネクタ１２からの信号に基づき、試料ステージに取り付けられた試料ホルダの種類がＢであると判定する。
【００３１】
こうして試料ホルダの種類が判定されると、ホルダ情報処理手段１８は、判定された試料ホルダＢに対応するホルダ形状データ（形状データＢ）をホルダ形状データ格納手段２０から読み出す。このホルダ形状データ格納手段２０には、上述した種類Ａ〜Ｉの各試料ホルダの形状データが格納されており、ホルダ情報処理手段１８は、その読み出した形状データ（形状データＢ）に基づいて表示処理手段２４の画面上にホルダＢの形状を表示させる。
【００３２】
図５は、表示処理手段２４の画面を示したものであり、ホルダＢの形状が表示処理手段２４の画面左側に表示されている。また、画面右側上段には、前記ホルダ判定手段１９により種類Ｂと自動判定された結果が表示され、画面右側下段には、以下に述べる分析選択表示が行われている。
【００３３】
さて、ホルダＢの形状が表示処理手段２４の画面に表示されると、オペレータは、自動分析を行うかマニュアル分析を行うかを、入力指示手段２５を用いて表示処理手段２４の画面上で選択する。
【００３４】
例えば、オペレータが自動分析を選択すると、ホルダ情報処理手段１８は、判定された種類Ｂの試料ホルダに対応する分析位置データ（電子線照射位置データ）を分析位置データ格納手段２１から読み出す。この分析位置データ格納手段２１には、上述した種類Ａ〜Ｉの各試料ホルダに対応して分析位置データが格納されており、１つの試料ホルダについて前記試料穴の数だけの分析位置データが格納されている。すなわち、種類Ｂの試料ホルダ３５に関しては５個の分析位置データが記憶されており、試料穴３６ａに対して分析位置データａ（ｘ₁，ｙ₁）が、試料穴３６ｂに対して分析位置データｂ（ｘ₂，ｙ₂）が、試料穴３６ｃに対して分析位置データｃ（ｘ₃，ｙ₃）が、試料穴３６ｄに対して分析位置データｄ（ｘ₄，ｙ₄）が、試料穴３６ｅに対して分析位置データｅ（ｘ₅，ｙ₅）がそれぞれ記憶されている。なお、これらの分析位置データは、各試料穴の中心が電子線光軸Ｏ上に位置するときの、試料ステージの基準位置（０，０）からの移動量を表している。
【００３５】
ホルダ情報処理手段１８は、種類Ｂの試料ホルダに関する上記５個の分析位置データを分析位置データ格納手段２１から読み出すと、それらの分析位置データを分析処理手段２６の自動分析制御手段２７に送る。
【００３６】
自動分析制御手段２７は５個の分析位置データを受け取ると、まず、分析位置データａ（ｘ₁，ｙ₁）をステージ制御手段２８に送る。すると、ステージ制御手段２８は、そのデータに基づき、Ｘステージ１０がｘ₁、Ｙステージ９がｙ₁移動するようにＸ−Ｙステージ駆動手段３４を制御する。この制御により、試料ステージ（９，１０）は座標（ｘ₁，ｙ₁）に位置決めされ、試料穴３６ａの中心が電子線光軸Ｏ上に位置する。その結果、試料穴３６ａにセットされた試料３９ａのほぼ中心が電子線光軸Ｏ上に位置する。
【００３７】
このように試料３９ａが電子線光軸Ｏ上に位置すると、自動分析制御手段２７は、試料３９ａの光学像を得るように光学顕微鏡制御手段２９に制御信号を送る。すると、光学顕微鏡制御手段２９は、光学顕微鏡６による光学像を表示処理手段３２に送るので、表示処理手段３２の画面上には試料３９ａの光学像が表示される。
【００３８】
また、試料３９ａが電子線光軸Ｏ上に位置すると、自動分析制御手段２７は、試料３９ａの分析を行うように分析制御手段３０に指示を行う。この指示を受けた分析制御手段３０は、電子線が試料３９ａを照射するように前記電子光学手段を制御するので、試料３９ａに電子線が照射され、その照射によって試料３９ａから発生した特性Ｘ線はＸ線検出器１３で検出される。そして、Ｘ線検出器１３の出力は分析制御手段３０に送られ、分析制御手段３０は例えば得られたスペクトルデータを表示処理手段３２に送る。この結果、表示処理手段３２の画面上には、上述した試料３９ａの光学像と共にスペクトルが表示される。
【００３９】
このようにして試料３９ａの分析が終了すると、次に、自動分析制御手段２７は分析位置データｂ（ｘ₂，ｙ₂）をステージ制御手段２８に送る。その後、試料３９ａの場合と同じ処理が行われて試料３９ｂの分析が終了する。以後、試料３９ｃ、３９ｄ、３９ｅの分析が同様にして行われる。図６は、表示処理手段３２の画面上に表示される、試料３９ａ〜３９ｅの光学像と各スペクトルを示したものである。
【００４０】
以上、表示処理手段２４の画面上において自動分析が選択されたときの装置動作を説明したが、次に、表示処理手段２４の画面上においてマニュアル分析が選択されたときの装置動作について説明する。
【００４１】
さて、オペレータが表示処理手段２４の画面上においてマニュアル分析を選択すると、マニュアル分析が選択されたことを表す信号が表示処理手段２４からホルダ情報処理手段１８に送られる。そしてオペレータは、入力指示手段２５を用いて、表示処理手段２４の画面上に表示されているホルダ図形上で、前記電子線光軸Ｏ上に位置させたい位置Ｑを指定する。この位置指定が行われると、図７に示すように、ホルダ図形上のその指定位置Ｑにたとえば×印のマーカが表示される。
【００４２】
このような位置指定が行われると、その位置指定の情報はホルダ情報処理手段１８の観察位置検出手段２３に送られる。観察位置検出手段２３はこの情報に基づき、その位置Ｑを電子線光軸Ｏ上に位置させるためのＸステージ移動量ｘ_qとＹステージ移動量ｙ_qを求める。
【００４３】
こうして、位置Ｑを電子線光軸Ｏ上に位置させるための試料ステージ移動量（ｘ_q，ｙ_q）が求められると、ホルダ情報処理手段１８は、種類Ｂの試料ホルダに対応する試料ステージの移動制限データ（Ｘ＝ｘ_B，Ｙ＝ｙ_B）を移動制限データ格納手段２２から読み出す。この移動制限データ格納手段２２には、上述した種類Ａ〜Ｉの各試料ホルダに対応して試料ステージの移動制限データが格納されており、この移動制限データは、それ以上試料ステージをＸＹ方向に移動させると試料ホルダが試料室側壁に衝突してしまう値を表している。
【００４４】
ホルダ情報処理手段１８は、移動制限データ格納手段２２から移動制限データ（Ｘ＝ｘ_B，Ｙ＝ｙ_B）を読み出すと、その値と前記試料ステージ移動量（ｘ_q，ｙ_q）を比較し、ステージ移動量（ｘ_q，ｙ_q）が（Ｘ＝ｘ_B，Ｙ＝ｙ_B）よりも大きい場合には、その旨を表示処理手段２４の画面上に表示させて、ステージ制御の指示を行わない。
【００４５】
一方、ステージ移動量（ｘ_q，ｙ_q）が（Ｘ＝ｘ_B，Ｙ＝ｙ_B）よりも小さい場合には、ステージ制御データ（ｘ_q，ｙ_q）を分析処理手段２６のマニュアル分析制御手段３１に送る。
【００４６】
マニュアル分析制御手段３１はステージ制御データ（ｘ_q，ｙ_q）を受け取ると、そのデータをステージ制御手段２８に送る。すると、ステージ制御手段２８は、そのデータに基づき、Ｘステージ１０がｘ_q、Ｙステージ９がｙ_q移動するようにＸ−Ｙステージ駆動手段３４を制御する。この制御により、試料ステージは座標（ｘ_q，ｙ_q）に位置決めされ、位置Ｑが電子線光軸Ｏ上に位置する。
【００４７】
このように位置Ｑが電子線光軸Ｏ上に位置すると、マニュアル分析制御手段３１は、位置Ｑを中心とする領域の光学像を得るように光学顕微鏡制御手段２９に制御信号を送る。すると、光学顕微鏡制御手段２９は、光学顕微鏡６による光学像を表示処理手段３２に送るので、表示処理手段３２の画面上には、図８に示すように、位置Ｑを中心とする領域の試料の光学像が表示される。なお、図８において、×印は位置Ｑを示している。
【００４８】
オペレータは、このように位置Ｑを中心とする領域の光学像が表示されると、入力指示手段３３を用いて、表示処理手段３２の画面上に表示されている光学像上で、分析したい位置Ｓを指定する。この分析位置指定が行われると、図８に示すように、ホルダ図形上のその指定位置Ｓにたとえば△印のマーカが表示される。なお、・印のマーカは試料穴３６ｄの中心を表している。
【００４９】
このような分析位置指定が行われると、その位置指定の情報は表示処理手段３２から分析処理手段２６の分析制御手段３０に送られる。分析制御手段３０はこの情報に基づき、位置Ｓを電子線光軸Ｏ上に位置させるためのＸステージ移動量ｘ_sとＹステージ移動量ｙ_sを求める。
【００５０】
こうして、分析制御手段３０は、位置Ｓを電子線光軸Ｏ上に位置させるための試料ステージ移動量（ｘ_s，ｙ_s）を求めると、そのステージ制御データ（ｘ_s，ｙ_s）をステージ制御手段２８に送る。すると、ステージ制御手段２８は、そのデータに基づき、Ｘステージ１０がｘ_s、Ｙステージ９がｙ_s移動するようにＸ−Ｙステージ駆動手段３４を制御する。この制御により、試料ステージは座標（ｘ_s，ｙ_s）に位置決めされ、分析位置Ｓが電子線光軸Ｏ上に位置する。
【００５１】
このように分析位置Ｓが電子線光軸Ｏ上に位置すると、分析制御手段３０は、電子線が分析位置Ｓを照射するように前記電子光学手段を制御するので、分析位置Ｓに電子線が照射され、その照射によって試料から発生した特性Ｘ線はＸ線検出器１３で検出される。そして、Ｘ線検出器１３の出力は分析制御手段３０に送られ、分析制御手段３０は得られたスペクトルデータを表示処理手段３２に送る。この結果、表示処理手段３２の画面上には、図８に示すように試料の光学像と共にスペクトルが表示される。
【００５２】
以上、図１の装置動作について説明したが、このような装置においては、試料ステージに取り付けられる試料ホルダの種類が自動的に正確に判定され、表示装置の画面上に実際に取り付けられた試料ホルダの図形が誤りなく表示される。このため、この表示された図形を用いた試料分析が正確かつ迅速に行われる。
【００５３】
また、図１の装置においては、各試料ホルダ毎に分析位置データ、すなわち電子線照射位置データが予め格納されているので、従来のようにいちいち分析位置を指定しなくて済む。
【００５４】
また、図１の装置においては、移動制限データを格納することにより、各試料ホルダに衝突回避レバーを取り付けたり、試料ステージに衝突回避スイッチを取り付けなくても、試料ホルダの試料室壁への衝突を回避することができ、装置コストを下げることができる。
【００５５】
なお、図１の装置に旧式の試料ホルダ、すなわち、前記ホルダ端子を備えないだけでその形状は前記種類Ａ〜Ｉの試料ホルダと全く同じである試料ホルダを装着したときにも対応できるように、図１の装置構成を変形させることは容易である。たとえば、図９に示すように、前記表示処理手段２４の画面上に、入力指示手段２５でそのホルダの種類を選択できるように表示を行い、選択されたホルダの形状データをホルダ形状データ格納手段２０から読み出して表示させるようにすればよい。
【００５６】
また、図１の装置において、分析位置データ格納手段２１に、試料ホルダに対応させて電子線走査データ、すなわち、試料上で電子線を２次元的に走査させるためのデータを格納しておき、さらに、表示処理手段２４の画面上において自動分析が選択されたときに、その電子線走査により試料から発生した信号を２次電子検出器１４で検出して画像処理を行うようにすれば、各試料ホルダ毎に自動的に試料の２次電子像を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一例として示した、電子プローブマイクロアナライザの概略図である。
【図２】図１の装置に使用される試料ホルダを説明するために示した図である。
【図３】図１のＸステージ１０を説明するために示した図である。
【図４】図１の装置に使用される試料ホルダを説明するために示した図である。
【図５】表示処理手段２４の表示形態を示した図である。
【図６】表示処理手段３２の表示形態を示した図である。
【図７】表示処理手段２４の表示形態を示した図である。
【図８】表示処理手段３２の表示形態を示した図である。
【図９】表示処理手段２４の表示形態を示した図である。
【符号の説明】
１…鏡筒、２…電子銃、３…集束レンズ、４…偏向器、５…対物レンズ、６…光学顕微鏡、７…試料室チャンバー、８…ステージ台、９…Ｙステージ、１０…Ｘステージ、１１…試料ホルダ取付台、１２…電気接点コネクタ、１３…Ｘ線検出器、１４…２次電子検出器、１５…予備排気室チャンバー、１６…ホルダ通過用扉、１７…試料搬送手段、１８…ホルダ情報処理手段、１９…ホルダ判定手段、２０…ホルダ形状データ格納手段、２１…分析位置データ格納手段、２２…移動制限データ格納手段、２３…観察位置検出手段、２４…表示処理手段、２５…入力指示手段、２６…分析処理手段、２７…自動分析制御手段、２８…ステージ制御手段、２９…光学顕微鏡制御手段、３０…分析制御手段、３１…マニュアル分析制御手段、３２…表示処理手段、３３…入力指示手段、３４…Ｘ−Ｙステージ駆動手段、３５…試料ホルダ、３６ａ、３６ｂ、３６ｃ、３６ｄ、３６ｅ…試料穴、３７…試料取付台、３８…アダプタ、３９ａ、３９ｂ、３９ｃ、３９ｄ、３９ｅ…試料、４０…ホルダ端子、４１…ピン[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a charged particle beam apparatus such as an electron probe microanalyzer or a scanning electron microscope.
[0002]
[Prior art]
An electron probe microanalyzer (EPMA) is an apparatus that irradiates a sample with an electron beam, detects characteristic X-rays generated from the sample by the irradiation, and performs qualitative and quantitative analysis of the sample based on the detected characteristic X-rays. .
[0003]
There are many types of sample holders used in such an electronic probe microanalyzer, and the shape of the sample holder differs depending on the number of sample holes in which the sample is set, the size of the sample holder, and the like.
[0004]
The conventional electronic probe microanalyzer stores the shape data of each sample holder. When the operator selects and inputs the type of the sample holder attached to the sample stage to the apparatus, the outline of the mounted sample holder is displayed on the screen of the display device. A figure is displayed.
[0005]
Then, when the operator designates the observation position of the sample on the screen of the display device using a mouse or the like, the sample stage moves so that the designated position is on the electron beam optical axis, and the designated position is changed. An optical image of the center area is displayed on the screen of the display device. This optical image is obtained by an optical microscope with a CCD camera provided in the electronic probe microanalyzer.
[0006]
When the optical image of the sample is displayed on the screen of the display device in this way, the operator designates the analysis position of the sample on the screen using a mouse or the like. Then, the sample stage moves so that the analysis position is on the electron beam optical axis, and the analysis position is irradiated with the electron beam to perform sample analysis.
[0007]
Moreover, in the conventional electronic probe microanalyzer, a collision avoidance lever is attached to each sample holder, while a collision avoidance switch is attached to the sample stage side. For example, even when a large sample holder is used, Before the holder collides with the side wall of the sample chamber, the collision avoidance switch is turned on by the lever, and the movement of the sample stage is stopped.
[0008]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the conventional electronic probe microanalyzer, as described above, the operator selects and inputs the type of the sample holder to the apparatus by manual operation. Therefore, if there is an input mistake, the display screen differs from the actual one. A schematic figure of the sample holder is displayed. Therefore, even if an observation position is designated on the display screen, only an optical image of a holder portion without a sample portion may be displayed, and sample analysis cannot be performed well.
[0009]
If a multi-sample holder having a large number of sample holes is used, it takes a considerable time to specify the sample observation position and the analysis position described above.
[0010]
Conventionally, a collision avoidance lever must be attached to each sample holder, and a collision avoidance switch must be attached to the sample stage side, which leads to an increase in the cost of the apparatus.
[0011]
The present invention aims to solve such problems.
[0012]
[Means for Solving the Problems]
For this purpose, the charged particle beam apparatus of the present invention has a sample holder attached to the sample stage, irradiates the sample placed on the sample holder with a charged particle beam, detects a signal generated from the sample by the irradiation, In a charged particle beam apparatus configured to perform sample analysis or sample image display based on a detection signal, holder determination means for determining the type of sample holder attached to the sample stage, and a holder shape corresponding to each sample holder Holder shape data storage means for storing data, and holder shape data corresponding to the sample holder determined by the holder determination means are read from the holder shape data storage means, and the holder is displayed on the display means based on the read shape data. A means for displaying the shape is provided.
[0013]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
[0014]
FIG. 1 is a schematic view of an electron probe microanalyzer shown as an example of the charged particle beam apparatus of the present invention.
[0015]
Referring to the configuration of FIG. 1, reference numeral 1 denotes a lens barrel. In the lens barrel 1, electron guns 2, a focusing lens 3, a deflector 4, and an objective lens 5 are arranged in order from the top. . An optical microscope 6 with a CCD camera is disposed near the objective lens 5 and on the electron beam optical axis.
[0016]
The lens barrel 1 is attached to a sample chamber 7, and the sample chamber 7, that is, the sample chamber, is evacuated to a high vacuum by an evacuation device (not shown).
[0017]
A Y stage 9 movable in the Y-axis direction is disposed on the stage base 8 in the sample chamber, and an X stage 10 movable in the X-axis direction is disposed on the Y stage 9. A sample holder mounting base 11 and an electrical contact connector (connection terminal) 12 are fixed on the X stage 10, and the electrical contact connector 12 is used when a sample holder to be described in detail later is attached to the mounting base 11. In addition, it is connected to a holder terminal fixed to the sample holder. An X-ray detector 13 and a secondary electron detector 14 are arranged in the sample chamber.
[0018]
Reference numeral 15 denotes a preliminary exhaust chamber attached to the sample chamber 7. The preliminary exhaust chamber 15 is placed on the sample chamber 7 so as to cover the holder passing door 16 provided on the side surface of the sample chamber 7. It is attached. Reference numeral 17 denotes a sample transport means attached to the preliminary exhaust chamber 15 and the preliminary exhaust chamber 15 is connected to an exhaust device (not shown).
[0019]
The electrical contact connector 12 is connected to a holder information processing means 18, which includes a holder determination means 19, a holder shape data storage means 20, an analysis position data storage means 21, a movement restriction data storage means 22 and Observation position detecting means 23 is provided. The holder information processing unit 18 is connected to a display processing unit 24, an input instruction unit 25 including a keyboard and a mouse, and an analysis processing unit 26.
[0020]
The analysis processing unit 26 includes an automatic analysis control unit 27, a stage control unit 28, an optical microscope control unit 29, an analysis control unit 30, and a manual analysis control unit 31. The analysis processing means 26 includes a display processing means 32, an input instruction means 33 having a keyboard and a mouse, an XY stage driving means 34 for moving the X stage 10 and the Y stage 9, and the electro-optics. Means and connected to the detector.
[0021]
Next, a sample holder used in the apparatus of FIG. 1 will be described.
[0022]
FIG. 2 shows a type B sample holder used in the apparatus of FIG. The sample holder 35 of type B is provided with five sample holes 36a to 36e. The adapters 38 holding the sample mounting base 37 are set in these sample holes, and the samples 39 a to 39 e are set on the sample mounting base 37.
[0023]
A holder terminal 40 having information on the type of the holder is fixed to the side surface of the sample holder 35. In the type B holder terminal 40, the electrical contact pins 41 are fixed to the pin fixing portions (1) to (4) (1) and (3).
[0024]
On the other hand, the electrical contact connector 12 fixed to the X stage 10 has pin holes {circle around (1)} at positions corresponding to the pin fixing portions (1) to (4) of the holder terminal 40 as shown in FIG. (4) 'is provided. Also, the lead wire L ₁ is in the pin hole ( ₁₎ ', the lead wire L ₂ is in the pin hole ( ₂₎ ', the lead wire L ₃ is in the pin hole ( ₃₎ ', and the pin hole (4)'. Are attached with lead wires L ₄ , and these lead wires are electrically connected to the holder information processing means 18.
[0025]
With such a configuration of the sample holder and the sample stage, when the sample holder 35 is attached to the sample holder mounting base 11, the pin 41 of the pin fixing portion (1) is inserted into the pin hole (1) ', and the pin fixing portion The pin 41 of (3) is inserted into the pin hole (3). A signal indicating that the pin 41 is in electrical contact with the pin holes {circle around (1)} and {circle around (3)}, that is, a signal indicating that the type B sample holder is attached to the sample stage is the lead wire. Is sent to the holder information processing means 18.
[0026]
Although the type B sample holder has been described above, other sample holders used in the apparatus of FIG. 1 also include a holder terminal having information on the type of the holder. For example, in the sample holders of types A to I used in the apparatus of FIG. 1, as shown in FIG. 4, the electrical contact pins 41 are fixed at predetermined positions of the pin fixing portions (1) to (4). . In FIG. 4, A to I indicate the types of sample holders, and (1) to (4) indicate the pin fixing portions, and pin fixing is marked with a circle on each sample holder. A pin 41 is fixed to the portion.
[0027]
The configuration of the apparatus of FIG. 1 and the configuration of the sample holder used in the apparatus of FIG. 1 have been described above. The operation of such an apparatus will be described below.
[0028]
First, the operator attaches a sample holder in which a sample is set, for example, the sample holder 35 of type B shown in FIG. 2 to the tip of the sample transport means 17 in the preliminary exhaust chamber 15. When the inside of the preliminary exhaust chamber 15 is exhausted by an exhaust device (not shown), the operator opens the holder passage door 16 and attaches the sample holder 35 to the sample holder mounting base 11 using the sample transport means 17.
[0029]
When the sample holder 35 is attached to the sample holder mounting base 11 in this way, the holder terminal 40 of the sample holder 35 is connected to the electrical contact connector 12 as described above, and the type B sample holder 35 is connected to the sample stage (X stage). A signal indicating that it is attached to 10) is sent from the electrical contact connector 12 to the holder information processing means 18.
[0030]
Then, the holder determination unit 19 of the holder information processing unit 18 determines that the type of the sample holder attached to the sample stage is B based on the signal from the electrical contact connector 12.
[0031]
When the type of the sample holder is thus determined, the holder information processing unit 18 reads out the holder shape data (shape data B) corresponding to the determined sample holder B from the holder shape data storage unit 20. The holder shape data storage means 20 stores the shape data of each of the above-described types A to I, and the holder information processing means 18 displays based on the read shape data (shape data B). The shape of the holder B is displayed on the screen of the processing means 24.
[0032]
FIG. 5 shows a screen of the display processing unit 24, and the shape of the holder B is displayed on the left side of the display processing unit 24. In the upper right part of the screen, the result automatically determined as type B by the holder determining means 19 is displayed, and in the lower right part of the screen, the analysis selection display described below is performed.
[0033]
Now, when the shape of the holder B is displayed on the screen of the display processing means 24, the operator selects whether to perform automatic analysis or manual analysis on the screen of the display processing means 24 using the input instruction means 25. To do.
[0034]
For example, when the operator selects automatic analysis, the holder information processing means 18 reads analysis position data (electron beam irradiation position data) corresponding to the determined type B sample holder from the analysis position data storage means 21. The analysis position data storage means 21 stores analysis position data corresponding to the above-described types A to I of sample holders, and stores the analysis position data corresponding to the number of the sample holes for one sample holder. Has been. That is, five types of analysis position data are stored for the type B sample holder 35, and the analysis position data a (x ₁ , y ₁ ) for the sample hole 36a and the analysis position data for the sample hole 36b. b (x ₂ , y ₂ ) is the analysis position data c (x ₃ , y ₃ ) for the sample hole 36c, and the analysis position data d (x ₄ , y ₄ ) is the sample hole for the sample hole 36d. Analysis position data e (x ₅ , y ₅ ) is stored for 36e. Note that these analysis position data represent the amount of movement of the sample stage from the reference position (0, 0) when the center of each sample hole is located on the electron beam optical axis O.
[0035]
When the holder information processing means 18 reads the five analysis position data relating to the type B sample holder from the analysis position data storage means 21, it sends these analysis position data to the automatic analysis control means 27 of the analysis processing means 26.
[0036]
When the automatic analysis control means 27 receives five pieces of analysis position data, it first sends analysis position data a (x ₁ , y ₁ ) to the stage control means 28. Then, based on the data, the stage control means 28 controls the XY stage driving means 34 so that the X stage 10 moves x ₁ and the Y stage 9 moves y ₁ . By this control, the sample stage (9, 10) is positioned at the coordinates (x ₁ , y ₁ ), and the center of the sample hole 36a is positioned on the electron beam optical axis O. As a result, the approximate center of the sample 39a set in the sample hole 36a is positioned on the electron beam optical axis O.
[0037]
When the sample 39a is thus positioned on the electron beam optical axis O, the automatic analysis control means 27 sends a control signal to the optical microscope control means 29 so as to obtain an optical image of the sample 39a. Then, the optical microscope control means 29 sends the optical image from the optical microscope 6 to the display processing means 32, so that the optical image of the sample 39a is displayed on the screen of the display processing means 32.
[0038]
When the sample 39a is positioned on the electron beam optical axis O, the automatic analysis control unit 27 instructs the analysis control unit 30 to analyze the sample 39a. Receiving this instruction, the analysis control means 30 controls the electron optical means so that the electron beam irradiates the sample 39a. Therefore, the sample 39a is irradiated with the electron beam, and the characteristic X-ray generated from the sample 39a by the irradiation. Is detected by the X-ray detector 13. Then, the output of the X-ray detector 13 is sent to the analysis control means 30, and the analysis control means 30 sends the obtained spectrum data to the display processing means 32, for example. As a result, a spectrum is displayed on the screen of the display processing means 32 together with the optical image of the sample 39a described above.
[0039]
When the analysis of the sample 39a is completed in this way, the automatic analysis control means 27 then sends the analysis position data b (x ₂ , y ₂ ) to the stage control means 28. Thereafter, the same processing as in the case of the sample 39a is performed, and the analysis of the sample 39b is completed. Thereafter, the samples 39c, 39d, and 39e are analyzed in the same manner. FIG. 6 shows optical images and respective spectra of the samples 39a to 39e displayed on the screen of the display processing means 32.
[0040]
The apparatus operation when automatic analysis is selected on the screen of the display processing unit 24 has been described above. Next, the apparatus operation when manual analysis is selected on the screen of the display processing unit 24 will be described.
[0041]
When the operator selects manual analysis on the screen of the display processing unit 24, a signal indicating that manual analysis is selected is sent from the display processing unit 24 to the holder information processing unit 18. Then, the operator designates a position Q to be positioned on the electron beam optical axis O on the holder graphic displayed on the screen of the display processing unit 24 by using the input instruction unit 25. When this position designation is performed, as shown in FIG. 7, for example, a marker with an X mark is displayed at the designated position Q on the holder graphic.
[0042]
When such position designation is performed, the position designation information is sent to the observation position detection means 23 of the holder information processing means 18. Based on this information, the observation position detector 23 obtains an X stage movement amount x _q and a Y stage movement amount y _q for positioning the position Q on the electron beam optical axis O.
[0043]
When the sample stage movement amount (x _q , y _q ) for positioning the position Q on the electron beam optical axis O is obtained in this way, the holder information processing means 18 reads the sample stage corresponding to the type B sample holder. The movement restriction data (X = x _B , Y = y _B ) is read from the movement restriction data storage means 22. This movement restriction data storage means 22 stores movement restriction data of the sample stage corresponding to each of the above-mentioned types A to I, and this movement restriction data further moves the sample stage in the XY direction. This represents a value that causes the sample holder to collide with the side wall of the sample chamber when moved.
[0044]
When the holder information processing means 18 reads the movement restriction data (X = x _B , Y = y _B ) from the movement restriction data storage means 22, the holder information processing means 18 compares the value with the sample stage movement amount (x _q , y _q ). If the stage movement amount (x _q , y _q ) is larger than (X = x _B , Y = y _B ), that fact is displayed on the screen of the display processing means 24 and an instruction for stage control is given. Not performed.
[0045]
On the other hand, when the stage movement amount (x _q , y _q ) is smaller than (X = x _B , Y = y _B ), the stage control data (x _q , y _q ) is manually analyzed by the analysis processing means 26. Send to means 31.
[0046]
When manual analysis control means 31 receives stage control data (x _q , y _q ), it sends the data to stage control means 28. Then, based on the data, the stage control means 28 controls the XY stage driving means 34 so that the X stage 10 moves x _q and the Y stage 9 moves y _q . By this control, the sample stage is positioned at the coordinates (x _q , y _q ), and the position Q is positioned on the electron beam optical axis O.
[0047]
When the position Q is thus positioned on the electron beam optical axis O, the manual analysis control means 31 sends a control signal to the optical microscope control means 29 so as to obtain an optical image of a region centered on the position Q. Then, the optical microscope control means 29 sends the optical image from the optical microscope 6 to the display processing means 32. Therefore, on the screen of the display processing means 32, as shown in FIG. The optical image is displayed. In FIG. 8, the x mark indicates the position Q.
[0048]
When the optical image of the area centered on the position Q is displayed in this manner, the operator uses the input instruction unit 33 to select the position to be analyzed on the optical image displayed on the screen of the display processing unit 32. Specify S. When this analysis position designation is performed, for example, a marker of Δ mark is displayed at the designated position S on the holder graphic as shown in FIG. In addition, the marker of * represents the center of the sample hole 36d.
[0049]
When such analysis position designation is performed, the position designation information is sent from the display processing means 32 to the analysis control means 30 of the analysis processing means 26. Based on this information, the analysis control means 30 obtains an X stage movement amount x _s and a Y stage movement amount y _s for positioning the position S on the electron beam optical axis O.
[0050]
Thus, when the analysis control means 30 obtains the sample stage movement amount (x _s , y _s ) for positioning the position S on the electron beam optical axis O, the stage control data (x _s , y _s ) is staged. This is sent to the control means 28. Then, the stage control unit 28, based on the data, X stage 10 x _s, Y stage 9 is controlled X-Y stage driving unit 34 to move y _s. By this control, the sample stage is positioned at the coordinates (x _s , y _s ), and the analysis position S is positioned on the electron beam optical axis O.
[0051]
When the analysis position S is thus positioned on the electron beam optical axis O, the analysis control means 30 controls the electron optical means so that the electron beam irradiates the analysis position S. The characteristic X-rays generated from the sample by irradiation are detected by the X-ray detector 13. Then, the output of the X-ray detector 13 is sent to the analysis control means 30, and the analysis control means 30 sends the obtained spectrum data to the display processing means 32. As a result, a spectrum is displayed on the screen of the display processing means 32 together with the optical image of the sample as shown in FIG.
[0052]
The operation of the apparatus in FIG. 1 has been described above. In such an apparatus, the type of the sample holder attached to the sample stage is automatically and accurately determined, and the sample holder actually attached on the display device screen. Is displayed without error. For this reason, sample analysis using the displayed graphic is performed accurately and quickly.
[0053]
Further, in the apparatus of FIG. 1, since analysis position data, that is, electron beam irradiation position data is stored in advance for each sample holder, it is not necessary to designate the analysis position one by one as in the prior art.
[0054]
Further, in the apparatus of FIG. 1, by storing movement restriction data, the collision of the sample holder against the sample chamber wall can be achieved without attaching a collision avoidance lever to each sample holder or attaching a collision avoidance switch to the sample stage. Can be avoided and the cost of the apparatus can be reduced.
[0055]
It should be noted that the apparatus shown in FIG. 1 is not equipped with an old sample holder, that is, the holder terminal so that the shape of the apparatus is exactly the same as that of the type A to I sample holders. It is easy to change the apparatus configuration of FIG. For example, as shown in FIG. 9, display is made on the screen of the display processing means 24 so that the type of the holder can be selected by the input instruction means 25, and the shape data of the selected holder is stored in the holder shape data storage means. What is necessary is just to read from 20 and to display.
[0056]
In the apparatus of FIG. 1, the analysis position data storage means 21 stores electron beam scanning data corresponding to the sample holder, that is, data for two-dimensionally scanning the electron beam on the sample, Further, when automatic analysis is selected on the screen of the display processing means 24, if the signal generated from the sample by the electron beam scanning is detected by the secondary electron detector 14 to perform image processing, A secondary electron image of the sample can be automatically obtained for each sample holder.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic view of an electron probe microanalyzer shown as an example of the present invention.
FIG. 2 is a view for explaining a sample holder used in the apparatus of FIG. 1;
3 is a view for explaining the X stage 10 of FIG. 1; FIG.
4 is a view for explaining a sample holder used in the apparatus of FIG. 1; FIG.
5 is a diagram showing a display form of display processing means 24. FIG.
6 is a diagram showing a display form of display processing means 32. FIG.
7 is a diagram showing a display form of the display processing means 24. FIG.
8 is a diagram showing a display form of display processing means 32. FIG.
9 is a diagram showing a display form of the display processing means 24. FIG.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Lens tube, 2 ... Electron gun, 3 ... Condensing lens, 4 ... Deflector, 5 ... Objective lens, 6 ... Optical microscope, 7 ... Sample chamber chamber, 8 ... Stage stand, 9 ... Y stage, 10 ... X stage , 11 ... Sample holder mounting base, 12 ... Electrical contact connector, 13 ... X-ray detector, 14 ... Secondary electron detector, 15 ... Preliminary exhaust chamber, 16 ... Door for passing through the holder, 17 ... Sample transport means, 18 ... Holder information processing means, 19 ... Holder determination means, 20 ... Holder shape data storage means, 21 ... Analysis position data storage means, 22 ... Movement restriction data storage means, 23 ... Observation position detection means, 24 ... Display processing means, 25 Reference input means 26 Reference analysis processing means 27 Automatic analysis control means 28 Stage control means 29 Optical microscope control means 30 Analysis control means 31 Manual analysis control means 32 Display processing means, 33 ... input instruction means, 34 ... XY stage driving means, 35 ... sample holder, 36a, 36b, 36c, 36d, 36e ... sample hole, 37 ... sample mounting base, 38 ... adapter, 39a, 39b , 39c, 39d, 39e ... sample, 40 ... holder terminal, 41 ... pin

Claims

A sample holder is attached to the sample stage, a charged particle beam is irradiated to the sample placed on the sample holder, a signal generated from the sample is detected by the irradiation, and sample analysis or sample image display is performed based on the detection signal In a charged particle beam apparatus adapted to perform
Holder determination means for determining the type of sample holder attached to the sample stage;
Holder shape data storage means for storing holder shape data corresponding to each sample holder;
A holder shape data corresponding to the sample holder determined by the holder determination means is read from the holder shape data storage means, and a means for displaying the holder shape on the display means based on the read shape data is provided. A charged particle beam device.

A sample holder is attached to the sample stage, a charged particle beam is irradiated to the sample placed on the sample holder, a signal generated from the sample is detected by the irradiation, and sample analysis or sample image display is performed based on the detection signal In a charged particle beam apparatus adapted to perform
Holder determination means for determining the type of sample holder attached to the sample stage;
Charged particle beam irradiation position data storage means for storing charged particle beam irradiation position data corresponding to each sample holder;
The charged particle beam irradiation position data corresponding to the sample holder determined by the holder determination unit is read from the charged particle beam irradiation position data storage unit, and the charged particle beam is sampled based on the read charged particle beam irradiation position data. A charged particle beam apparatus comprising means for irradiating a laser beam.

A sample holder is attached to the sample stage, a charged particle beam is irradiated to the sample placed on the sample holder, a signal generated from the sample is detected by the irradiation, and sample analysis or sample image display is performed based on the detection signal In a charged particle beam apparatus adapted to perform
Holder determination means for determining the type of sample holder attached to the sample stage;
Movement restriction data storage means for storing movement restriction data of the sample stage corresponding to each sample holder;
A charged particle beam apparatus comprising: means for limiting the amount of movement of the sample stage based on the movement restriction data corresponding to the sample holder determined by the holder determining means.

A sample holder is attached to the sample stage, a charged particle beam is irradiated to the sample placed on the sample holder, a signal generated from the sample is detected by the irradiation, and sample analysis or sample image display is performed based on the detection signal In a charged particle beam apparatus adapted to perform
Holder determination means for determining the type of sample holder attached to the sample stage;
Holder shape data storage means for storing shape data of each sample holder;
Means for reading the shape data of the sample holder determined by the holder determination means from the holder shape data storage means, and causing the display means to display the holder shape based on the read shape data;
Charged particle beam irradiation position data storage means for storing charged particle beam irradiation position data corresponding to each sample holder;
The charged particle beam irradiation position data corresponding to the sample holder determined by the holder determination unit is read from the charged particle beam irradiation position data storage unit, and the charged particle beam is sampled based on the read charged particle beam irradiation position data. A charged particle beam apparatus comprising means for irradiating a laser beam.

The sample holder includes a holder terminal having information on the type of the holder,
On the other hand, the sample stage includes a connection terminal that is connected to the holder terminal when the sample holder is attached to the sample stage,
5. The charged particle beam apparatus according to claim 1, wherein the holder determining unit determines the type of the sample holder based on an output of the connection terminal.