(57)【要約】【課題】複数の測定位置の測定と測定結果の解析を、短時間で行うことができる放射線分析装置を提供する。【解決手段】放射線分析装置１００は、試料Ｓから発生する放射線を検出し、当該放射線のエネルギーに応じた信号を出力するＥＤＳ検出器９と、ＥＤＳ検出器９からの信号を受け付けて、当該信号に基づく放射線エネルギーデータを順次生成する信号処理部（検出器制御装置２０）と、放射線エネルギーデータを、順次、受け付けて、測定時間に基づくタイミングで測定区切フラグを加えることで、放射線エネルギーデータと測定区切フラグとが時系列に並んだデータ列を生成し、当該データ列をデータ列記憶部５２に書き込むデータ列生成部６６と、データ列記憶部５２に記憶されたデータ列を読み出して、測定位置ごとに解析を行うデータ解析部６８と、を含む。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
試料上の複数の測定位置に電子プローブを移動させ、設定された測定時間だけ前記測定位置に前記電子プローブを照射して発生した放射線を検出して解析を行う放射線分析装置であって、
試料から発生する放射線を検出し、当該放射線のエネルギーに応じた信号を出力する検出器と、
前記検出器からの信号を受け付けて、当該信号に基づく放射線エネルギーデータを順次生成する信号処理部と、
前記放射線エネルギーデータを、順次、受け付けて、前記測定時間に基づくタイミングで測定区切フラグを加えることで、前記放射線エネルギーデータと前記測定区切フラグとが時系列に並んだデータ列を生成し、当該データ列をデータ列記憶部に書き込むデータ列生成部と、
前記データ列記憶部に記憶された前記データ列を読み出して、前記測定位置ごとに解析を行うデータ解析部と、
を含む、放射線分析装置。
【請求項２】
請求項１において、
前記データ列生成部は、設定された前記測定時間の間隔で前記測定区切フラグを加える、放射線分析装置。
【請求項３】
請求項１において、
前記データ列生成部は、前記電子プローブが移動する時間として設定された移動時間および前記測定時間に基づくタイミングで前記測定区切フラグと移動区切フラグを加えて、前記放射線エネルギーデータと前記測定区切フラグと前記移動区切フラグとが時系列に並んだ前記データ列を生成する、放射線分析装置。
【請求項４】
請求項３において、
前記データ列生成部は、
前記移動時間と前記測定時間の和の間隔で前記測定区切フラグを加える処理と、
前記測定区切フラグを加えた後、前記移動時間経過したタイミングで前記移動区切フラグを加える処理と、
を行う、放射線分析装置。
【請求項５】
請求項４において、
前記データ解析部は、前記データ列から前記移動区切フラグで区切られた前記放射線エネルギーデータを取り出して、解析から除外する、放射線分析装置。
【請求項６】
請求項３ないし５のいずれか１項において、
前記移動時間の情報の入力を受け付ける入力部を含む、放射線分析装置。
【請求項７】
請求項１ないし６のいずれか１項において、
前記データ列生成部による前記データ列の書き込みと、前記データ解析部による前記データ列の読み出しとが並行して行われる、放射線分析装置。
【請求項８】
請求項１ないし７のいずれか１項において、
前記測定時間の情報の入力を受け付ける入力部を含む、放射線分析装置。
【請求項９】
請求項１ないし８のいずれか１項において、
前記電子プローブを制御するための光学系と、
前記光学系を制御する光学系制御部と、
を含み、
前記光学系制御部は、設定された前記測定時間に基づいて前記光学系制御部を制御する、放射線分析装置。
【請求項１０】
請求項９において、
前記光学系制御部は、
複数の前記測定位置のうちの第１測定位置に前記電子プローブを移動させて前記測定時間だけ前記電子プローブを停止させる処理と、
複数の前記測定位置のうちの第２測定位置に前記電子プローブを移動させて前記測定時間だけ前記電子プローブを停止させる処理と、
を連続して行う、放射線分析装置。
【請求項１１】
請求項１０において、
前記光学系制御部は、前記電子プローブが前記試料に照射された状態で、前記電子プローブを前記第１測定位置から前記第２測定位置に移動させる、放射線分析装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、放射線分析装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
エネルギー分散型Ｘ線検出器（ＥＤＳ）が搭載された走査電子顕微鏡（ＳＥＭ）や、電子プローブマイクロアナライザー（ＥＰＭＡ）などの分析装置では、粒子解析を行うことができる。例えば、特許文献１では、電子顕微鏡像から粒子の形状を求め、元素分析によって粒子の組成を求めて、これらの結果から統計を行うことで、粒子解析を行っている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１５−１４８４９９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
図７は、エネルギー分散型Ｘ線検出器が搭載された電子顕微鏡における粒子解析の流れの一例を示すフローチャートである。
【０００５】
まず、粒子解析の対象となる視野の電子顕微鏡像を取得する（ステップＳ１０）。
【０００６】
次に、取得した電子顕微鏡像に対して画像処理を行い、粒子の部分を抽出する（ステップＳ１２）。
【０００７】
次に、抽出した各粒子の大きさを算出する。また、抽出した各粒子の位置座標を特定する（ステップＳ１４）。
【０００８】
次に、粒子の位置座標の情報に基づき各粒子に電子線を照射し、発生した特性Ｘ線を検出して各粒子のＸ線エネルギーデータを取得する。そして、取得した各粒子のＸ線エネルギーデータからスペクトル解析（スペクトルの生成、定量分析、定性分析等）を行う（ステップＳ１６）。
【０００９】
以上の工程により、粒子解析を行うことができる。なお、上記の工程（ステップＳ１０〜ステップＳ１６の工程）を行った後に、試料ステージを移動させて、別の視野で、上記の一連の工程を行ってもよい。
【００１０】
図８は、エネルギー分散型Ｘ線検出器が搭載された電子顕微鏡における粒子解析の一例（参考例）を示すシーケンス図である。なお、電子顕微鏡は、電子顕微鏡本体と、電子顕微鏡本体を制御しデータの解析を行う分析システムと、検出器を制御する検出器システムと、を含んで構成されているものとする。
【００１１】
まず、分析システムが、電子顕微鏡に１つ目の粒子の位置座標情報と電子プローブ移動命令を送る。
【００１２】
電子顕微鏡本体は、位置座標情報に基づいて測定位置を特定し、電子プローブ移動命令に基づいて電子プローブを特定された測定位置の座標に移動させる。そして、電子顕微鏡本体は、分析システムに移動完了通知を送る。
【００１３】
分析システムは、移動完了通知を受け付けると、検出器システムに粒子の測定条件（測定時間）の情報およびスペクトル収集開始命令を送る。
【００１４】
検出器システムは、スペクトル収集開始命令に基づいて、設定された測定時間だけスペクトル収集（Ｘ線エネルギーデータの収集）を行い、得られたＸ線エネルギーデータを出力する。このＸ線エネルギーデータは記憶装置に記憶される。
【００１５】
分析システムは、検出器システムに対してスペクトル収集が終了したか否かを定期的に確認する（ステータスの取得）。分析システムは、スペクトル収集が終了したこと（すなわち測定時間が経過したこと）を確認したら、記憶装置に記憶されたＸ線エネルギーデータを取得し、１つ目の粒子に対するスペクトル解析（スペクトルの生成、定量分析、定性分析など）を行う。
【００１６】
分析システムは、スペクトル解析が終了したら、２つ目の粒子に対しても同様に一連の処理を行う。この一連の処理は、測定対象となる粒子数分だけ繰り返し行われる。
【００１７】
図８に示す粒子解析では、粒子解析に時間がかかってしまうという問題がある。例えば、図８に示す粒子解析では、１つの粒子のスペクトル解析が終わるまで、分析システムは、次の粒子の位置座標情報およびプローブ移動命令を検出器システムに送らない。すなわち、１つの粒子のスペクトル解析が終わるまで、次の粒子の測定が行われない。
【００１８】
本発明は、以上のような問題点に鑑みてなされたものであり、本発明のいくつかの態様に係る目的の１つは、複数の測定位置の測定と測定結果の解析を短時間で行うことができる放射線分析装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１９】
（１）本発明に係る放射線分析装置は、
試料上の複数の測定位置に電子プローブを移動させ、設定された測定時間だけ前記測定位置に前記電子プローブを照射して分析を行う放射線分析装置であって、
試料から発生する放射線を検出し、当該放射線のエネルギーに応じた信号を出力する検出器と、
前記検出器からの信号を受け付けて、当該信号に基づく放射線エネルギーデータを順次生成する信号処理部と、
前記放射線エネルギーデータを、順次、受け付けて、前記測定時間に基づくタイミングで測定区切フラグを加えることで、前記放射線エネルギーデータと前記測定区切フラグとが時系列に並んだデータ列を生成し、当該データ列をデータ列記憶部に書き込むデータ列生成部と、
前記データ列記憶部に記憶された前記データ列を読み出して、前記測定位置ごとに解析を行うデータ解析部と、
を含む。
【００２０】
このような放射線分析装置では、測定と解析を並行して行うことができるため、複数の測定位置の測定と測定結果の解析を、短時間で行うことができる。
【００２１】
（２）本発明に係る放射線分析装置において、
前記データ列生成部は、設定された前記測定時間の間隔で前記測定区切フラグを加えてもよい。
【００２２】
このような放射線分析装置では、放射線エネルギーデータと測定区切フラグとが時系列に並んだデータ列を生成することができる。このデータ列からは１測定ごとの放射線エネ
ルギーデータを取り出すことができる。したがって、このような放射線分析装置では、測定と解析を並行して行うことができ、複数の測定位置の測定と測定結果の解析を、短時間で行うことができる。
【００２３】
（３）本発明に係る放射線分析装置において、
前記データ列生成部は、前記電子プローブが移動する時間として設定された移動時間および前記測定時間に基づくタイミングで前記測定区切フラグと移動区切フラグを加えて、前記放射線エネルギーデータと前記測定区切フラグと前記移動区切フラグとが時系列に並んだ前記データ列を生成してもよい。
【００２４】
このような放射線分析装置では、電子プローブが移動している間の放射線エネルギーデータを解析から除外することができる。したがって、このような放射線分析装置によれば、より精度よく解析を行うことができる。
【００２５】
（４）本発明に係る放射線分析装置において、
前記データ列生成部は、
前記移動時間と前記測定時間の和の間隔で前記測定区切フラグを加える処理と、
前記測定区切フラグを加えた後、前記移動時間経過したタイミングで前記移動区切フラグを加える処理と、
を行ってもよい。
【００２６】
このような放射線分析装置では、データ列から電子プローブが移動している間の放射線エネルギーデータを取り出して、電子プローブが移動している間の放射線エネルギーデータを解析から除外することができる。
【００２７】
（５）本発明に係る放射線分析装置において、
前記データ解析部は、前記データ列から前記移動区切フラグで区切られた前記放射線エネルギーデータを取り出して、解析から除外してもよい。
【００２８】
このような放射線分析装置では、より精度よく解析を行うことができる。
【００２９】
（６）本発明に係る放射線分析装置において、
前記移動時間の情報の入力を受け付ける入力部を含んでいてもよい。
【００３０】
（７）本発明に係る放射線分析装置において、
前記データ列生成部による前記データ列の書き込みと、前記データ解析部による前記データ列の読み出しとが並行して行われてもよい。
【００３１】
このような放射線分析装置では、複数の測定位置の測定と測定結果の解析を、短時間で行うことができる。
【００３２】
（８）本発明に係る放射線分析装置において、
前記測定時間の情報の入力を受け付ける入力部を含んでいてもよい。
【００３３】
（９）本発明に係る放射線分析装置において、
前記電子プローブを制御するための光学系と、
前記光学系を制御する光学系制御部と、
を含み、
前記光学系制御部は、設定された前記測定時間に基づいて前記光学系制御部を制御してもよい。
【００３４】
（１０）本発明に係る放射線分析装置において、
前記光学系制御部は、
複数の前記測定位置のうちの第１測定位置に前記電子プローブを移動させて前記測定時間だけ前記電子プローブを停止させる処理と、
複数の前記測定位置のうちの第２測定位置に前記電子プローブを移動させて前記測定時間だけ前記電子プローブを停止させる処理と、
を連続して行ってもよい。
【００３５】
このような放射線分析装置では、第１測定位置での測定が終わると、直ちに、第２測定位置での測定が行われるため、複数の測定位置の測定を短時間で行うことができる。
【００３６】
（１１）本発明に係る放射線分析装置において、
前記光学系制御部は、前記電子プローブが前記試料に照射された状態で、前記電子プローブを前記第１測定位置から前記第２測定位置に移動させてもよい。
【００３７】
このような放射線分析装置では、複数の測定位置の測定を短時間で行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】本実施形態に係る電子顕微鏡の構成を模式的に示す図。
【図２】データ列記憶部に記憶されたデータ列の構成を説明するための図。
【図３】本実施形態に係る電子顕微鏡における粒子解析の流れの一例を示すフローチャート。
【図４】本実施形態に係る電子顕微鏡における粒子解析の一例を示すシーケンス図。
【図５】データ列記憶部に記憶されたデータ列の構成の変形例を説明するための図。
【図６】データ列記憶部に記憶されたデータ列の構成の変形例を説明するための図。
【図７】エネルギー分散型Ｘ線検出器が搭載された電子顕微鏡における粒子解析の流れの一例を示すフローチャート。
【図８】エネルギー分散型Ｘ線検出器が搭載された電子顕微鏡における粒子解析の一例（参考例）を示すシーケンス図。
【発明を実施するための形態】
【００３９】
以下、本発明の好適な実施形態について図面を用いて詳細に説明する。なお、以下に説明する実施形態は、特許請求の範囲に記載された本発明の内容を不当に限定するものではない。また、以下で説明される構成の全てが本発明の必須構成要件であるとは限らない。
【００４０】
また、以下では、本発明に係る放射線分析装置として、エネルギー分散型Ｘ線検出器が搭載された電子顕微鏡を例に挙げて説明するが、本発明に係る放射線分析装置は、これに限定されない。本発明に係る放射線装置は、電子プローブマイクロアナライザーであってもよい。また、本発明に係る放射線装置は、Ｘ線以外のその他の放射線（γ線等）を検出して分析を行う装置であってもよい。
【００４１】
１．  分析装置
まず、本実施形態に係る電子顕微鏡１００について図面を参照しながら説明する。図１は、本実施形態に係る電子顕微鏡１００の構成を模式的に示す図である。
【００４２】
電子顕微鏡１００には、ＥＤＳ検出器（エネルギー分散型Ｘ線検出器）９が搭載されている。電子顕微鏡１００では、電子源２で発生した電子を集束レンズ３および対物レンズ４で集束して電子プローブを形成し、当該電子プローブで試料Ｓ表面を走査したときの電子プローブの照射点から放出される二次電子を検出して画像化することができる。また、
電子顕微鏡１００では、電子プローブを試料Ｓに照射した際に発生する特性Ｘ線を検出して、スペクトルを得ることができる。
【００４３】
また、電子顕微鏡１００は、試料Ｓ上の複数の測定位置に電子プローブを移動させ、設定された測定時間だけ測定位置に電子プローブを照射して発生したＸ線を検出して解析を行うことができる。具体的には、電子顕微鏡１００では、粒子解析を行うことができる。粒子解析では、電子顕微鏡像から、試料Ｓ表面の粒子を規定されたルールに従って抽出して個々の粒子の大きさ等の粒子形状情報を算出し、それらの粒子に電子プローブを照射して得られるＸ線を検出することにより粒子の組成等の情報を取得する。
【００４４】
電子顕微鏡１００は、電子顕微鏡本体１と、電子顕微鏡本体制御装置１０と、検出器制御装置２０と、操作部３０と、表示部４０と、記憶部５０と、データ列記憶部５２と、処理部６０と、を含む。
【００４５】
電子顕微鏡本体１は、電子源２と、集束レンズ３と、対物レンズ４と、偏向器５と、試料ステージ７と、二次電子検出器８と、ＥＤＳ検出器９と、を含んで構成されている。
【００４６】
電子源２は、電子を発生させる。電子源２は、例えば、陰極から放出された電子を陽極で加速し電子線を放出する電子銃である。
【００４７】
集束レンズ３は、電子源２から放出された電子線を集束させて電子プローブを形成するためのレンズである。集束レンズ３によって、電子プローブの径やプローブ電流（照射電流量）を制御することができる。
【００４８】
対物レンズ４は、試料Ｓの直前に配置された電子プローブを形成するためのレンズである。対物レンズ４は、例えば、コイルと、ヨークと、を含んで構成されている。対物レンズ４では、コイルで作られた磁力線を、鉄などの透磁率の高い材料で作られたヨークに閉じ込め、ヨークの一部に切欠き（レンズギャップ）を作ることで、高密度に分布した磁力線を光軸上に漏洩させる。
【００４９】
偏向器５は、集束レンズ３と対物レンズ４との間に配置されている。偏向器５は、集束レンズ３と対物レンズ４とによって形成された電子プローブ（電子線）を偏向させる。偏向器５は、電子プローブを、試料Ｓ上で走査するために用いられる。また、偏向器５は、試料Ｓの任意の位置に電子プローブを移動させて、当該位置を電子プローブで照射するためにも用いられる。偏向器５は、電子プローブを制御するための光学系として機能する。
【００５０】
偏向器５は、図示の例では、２段であるが、１段であってもよいし、３段以上であってもよい。また、ここでは、偏向器５が２つの用途（電子プローブの走査と電子プローブの任意の位置への照射）に用いられるが、電子プローブの走査に用いられる偏向器と、電子プローブで試料Ｓ上の任意の位置を照射するために用いられる偏向器と、がそれぞれ設けられてもよい。
【００５１】
試料ステージ７には、試料Ｓが載置される。試料ステージ７は、試料Ｓを支持し、試料Ｓを移動させることができる。試料ステージ７は、試料Ｓを移動させるための駆動機構を有している。
【００５２】
二次電子検出器８は、電子プローブが照射されて試料Ｓから放出された二次電子を検出するための検出器である。二次電子検出器８の出力信号は、電子線の走査信号に同期して記憶部５０に記憶される。これにより、電子顕微鏡像（二次電子像）を得ることができる。
【００５３】
ＥＤＳ検出器９は、電子プローブを試料Ｓに照射することにより試料Ｓから発生する特性Ｘ線を検出する。ＥＤＳ検出器９は、Ｘ線をエネルギーで弁別し、スペクトルを得るための検出器である。ＥＤＳ検出器９は、入射したＸ線のエネルギーに応じた信号を出力する。
【００５４】
電子顕微鏡本体制御装置１０は、電子顕微鏡本体１の各部（ＥＤＳ検出器９を除く）を制御する。電子顕微鏡本体制御装置１０は、例えば、処理部６０からの制御信号に基づいて、集束レンズ３や対物レンズ４に対する励磁電流の供給や、試料ステージ７の駆動機構の制御を行う。また、電子顕微鏡本体制御装置１０は、処理部６０からの制御信号に基づいて偏向器５に走査信号を送る。これにより、電子プローブが試料Ｓ上で走査される。
【００５５】
検出器制御装置２０は、ＥＤＳ検出器９を制御する。検出器制御装置２０は、処理部６０（検出器制御部６４）からの制御信号に基づいてＥＤＳ検出器９を制御する。検出器制御装置２０は、制御信号に基づき設定された測定位置に電子プローブが移動するように偏向器５を動作させる。
【００５６】
なお、偏向器５は電子顕微鏡本体制御装置１０（電子顕微鏡本体制御部６２）によって制御されてもよいし、検出器制御装置２０（検出器制御部６４）によって制御されてもよい。
【００５７】
また、検出器制御装置２０は、ＥＤＳ検出器９からの信号を受け付けて、当該信号に基づくＸ線エネルギーデータ（放射線エネルギーデータの一例）を生成する信号処理部として機能する。検出器制御装置２０は、ＥＤＳ検出器９の出力信号（ＥＤＳ検出器９で検出されたＸ線のエネルギーに応じた信号）を受け付けて、当該信号に基づくＸ線エネルギーデータを、順次、生成する。Ｘ線エネルギーデータは、ＥＤＳ検出器９に入射したＸ線のエネルギーの情報を持つ。
【００５８】
検出器制御装置２０は、例えば、ＥＤＳ検出器９の出力信号から、検出されたＸ線のエネルギーに応じた高さを持つパルス信号を生成し、当該パルス信号の波高値の情報を取得する。Ｘ線エネルギーデータは、この波高値のデータである。
【００５９】
検出器制御装置２０は、測定位置の情報を含む測定位置データを出力する。検出器制御装置２０は、測定位置データおよびＸ線エネルギーデータを、処理部６０に出力する。
【００６０】
操作部３０（入力部の一例）は、ユーザーによる操作に応じた操作信号を取得し、処理部６０に送る処理を行う。操作部３０の機能は、例えば、ボタン、キー、タッチパネル型ディスプレイ、マイクなどにより実現できる。
【００６１】
表示部４０は、処理部６０によって生成された画像を表示するものであり、その機能は、ＬＣＤ、ＣＲＴなどにより実現できる。
【００６２】
記憶部５０は、処理部６０が各種の計算処理を行うためのプログラムやデータ等を記憶している。また、記憶部５０は、処理部６０の作業領域として用いられ、処理部６０が各種プログラムに従って実行した算出結果等を一時的に記憶するためにも使用される。記憶部５０の機能は、ハードディスク、ＲＡＭなどにより実現できる。
【００６３】
記憶部５０には、例えば、電子顕微鏡像（ＳＥＭ像）が記憶される。
【００６４】
データ列記憶部５２は、後述するデータ列が記憶される。データ列記憶部５２の機能は
、例えば、複数の読み取りや書き込みを同時（またはほぼ同時）に行うことができるデュアルポートメモリにより実現できる。
【００６５】
処理部６０は、後述する粒子解析を行うための処理を行う。また、処理部６０は、操作部３０からの操作信号に応じた各種の処理、表示部４０に各種の情報を表示させる処理などの処理を行う。処理部６０の機能は、各種プロセッサ（ＣＰＵ、ＤＳＰ等）でプログラムを実行することにより実現することができる。なお、処理部６０の機能の少なくとも一部を、ＡＳＩＣ（ゲートアレイ等）などの専用回路により実現してもよい。処理部６０は、電子顕微鏡本体制御部６２と、検出器制御部６４（光学系制御部の一例）と、データ列生成部６６と、データ解析部６８と、を含む。
【００６６】
電子顕微鏡本体制御部６２は、電子顕微鏡本体１の各部を制御するための制御信号を生成し、当該制御信号を電子顕微鏡本体制御装置１０に送る処理を行う。
【００６７】
検出器制御部６４は、ＥＤＳ検出器９を制御するための制御信号を生成し、当該制御信号を検出器制御装置２０に送る処理を行う。
【００６８】
データ列生成部６６は、検出器制御装置２０から出力されるＸ線エネルギーデータおよび測定位置データを、順次、受け付けて、設定された測定時間に基づくタイミングで測定区切フラグを加えて、Ｘ線エネルギーデータと測定位置データと測定区切フラグとが時系列に並んだデータ列を生成する（図２参照）。データ列生成部６６は、例えば、設定された測定時間の間隔で、測定区切フラグを加える。なお、測定時間は、一測定に要する時間（１つの測定位置に電子プローブを照射する時間）であり、適宜設定可能である。
【００６９】
データ列生成部６６は、生成されたデータ列を、順次、データ列記憶部５２に書き込む。データ列記憶部５２に記憶されたデータ列の構造については後述する。
【００７０】
データ解析部６８は、データ列記憶部５２に記憶されたデータ列を読み出して、スペクトル解析を行う。データ解析部６８は、測定区切フラグで区切られたデータ列を１つの測定位置分のデータとして、各測定位置ごとにスペクトルを生成し、生成されたスペクトルから定性分析、定量分析等を行う。
【００７１】
また、データ解析部６８は、電子顕微鏡像から粒子を抽出する処理や、抽出した各粒子の大きさを算出する処理、抽出した各粒子の位置座標を特定する処理などを行う。
【００７２】
図２は、データ列記憶部５２に記憶されたデータ列の構成を説明するための図である。
【００７３】
データ列は、Ｘ線エネルギーデータＤと、測定位置データＰと、測定区切フラグＭと、を含んで構成されている。
【００７４】
Ｘ線エネルギーデータＤは、上述したように、検出器制御装置２０で生成されるデータであり、ＥＤＳ検出器９に入射したＸ線のエネルギー値のデータである。
【００７５】
測定位置データＰは、測定位置の座標（試料ステージ７上での位置座標）のデータである。測定位置データＰは、試料ステージ７上での位置（Ｘ座標、Ｙ座標）に加えて、試料ステージ７（試料Ｓ）の傾斜角の情報、試料ステージ７（試料Ｓ）の回転角の情報を含んでいてもよい。
【００７６】
測定区切フラグＭは、一測定分のデータ（すなわち１つの測定位置でのデータ）を取り出すためのフラグである。測定区切フラグＭは、設定された測定時間Ｔに基づくタイミン
グで加えられる。本実施形態では、測定区切フラグＭは、設定された測定時間Ｔの間隔で加えられる。例えば、測定時間Ｔが１秒に設定された場合、測定区切フラグＭは１秒間隔で加えられる。データ列生成部６６における測定区切フラグＭを加える処理は、測定の開始（最初の測定位置への電子プローブの照射の開始）と同じタイミングで開始される。
【００７７】
本実施形態では、電子プローブの移動時間（電子プローブがｎ−１番目の測定位置からｎ番目の測定位置に移動する間の時間）は考慮されていない。すなわち、測定区切フラグＭで区切られるデータ列のなかには電子プローブが移動している間のＸ線エネルギーデータＤも含まれている。しかしながら、電子顕微鏡において、通常、測定時間Ｔ（例えば数十ｍ秒〜数十秒程度）に対して電子プローブの移動時間（例えば数μ秒程度）は極めて短い。そのため、電子プローブが移動している間のＸ線エネルギーデータＤがスペクトル解析に与える影響は無視できる。
【００７８】
なお、データ列は、Ｘ線エネルギーデータＤおよび測定位置データＰ以外の測定条件のデータを含んでいてもよい。このようなデータとしては、経過時間の情報、実経過時間（Ｒｅａｌ  Ｔｉｍｅ）の情報などが挙げられる。ここで、経過時間とは測定開始から実際に経過した時間であり、実経過時間とはＥＤＳの不感時間（Ｄｅａｄ  Ｔｉｍｅ）を除いた実質的な測定時間である。
【００７９】
データ列は、Ｘ線エネルギーデータＤ、測定位置データＰ、および測定区切フラグＭが、時間軸に沿って一列に並んだデータ（時系列データ）である。なお、Ｘ線エネルギーデータＤ、測定位置データＰ、測定区切フラグＭは、それぞれ時間の情報（時間軸の座標の情報）を持っていてもよい。
【００８０】
測定区切フラグＭで区切られたデータ列に含まれるＸ線エネルギーデータを取り出すことで、測定位置ごとにスペクトルを生成することができる。具体的には、測定区切フラグＭで区切られたデータ列に含まれるＸ線エネルギーデータＤの数をエネルギーごとにカウントすることで、その測定位置でのスペクトル（ＥＤＳスペクトル）を生成することができる。また、測定区切フラグＭで区切られたデータ列に含まれる測定位置データＰから、測定位置を特定することができる。
【００８１】
２．  粒子解析
次に、電子顕微鏡１００における粒子解析について説明する。電子顕微鏡１００では、粒子解析が自動で行われる。図３は、電子顕微鏡１００における粒子解析の流れの一例を示すフローチャートである。
【００８２】
ユーザーは、粒子解析を開始する指示を行う前に、操作部３０を介して解析を行う粒子の数、および測定条件（測定時間など）の設定を行う。ユーザーは、粒子数および測定条件の設定を行った後に、操作部３０を介して粒子解析を開始する指示を行う。操作部３０は、測定条件（測定時間）の情報の入力、粒子解析を開始する指示の入力を受け付ける。
【００８３】
処理部６０は、ユーザーが粒子解析を開始する指示（開始指示）を行ったか否かを判断し（ステップＳ１００）、開始指示が行われるまで待機する（ステップＳ１００のＮＯ）。処理部６０は、操作部３０から開始指示が入力された場合に、ユーザーが開始指示を行ったと判断する。
【００８４】
開始指示が行われたと判断された場合（ステップＳ１００のＹＥＳ）、電子顕微鏡本体制御部６２が電子顕微鏡像を取得する（ステップＳ１０２）。
【００８５】
具体的には、電子顕微鏡本体制御部６２は、電子顕微鏡像を取得するための制御信号を
生成して電子顕微鏡本体制御装置１０に送る。電子顕微鏡本体制御装置１０は当該制御信号に基づき電子顕微鏡本体１を動作させる。これにより、１視野分の電子顕微鏡像が記憶部５０に記憶される。
【００８６】
次に、データ解析部６８は、取得した電子顕微鏡像に対して、画像処理を行い、粒子部分を抽出する（ステップＳ１０４）。
【００８７】
次に、データ解析部６８は、抽出した各粒子の大きさを算出する。さらに、データ解析部６８は、抽出した各粒子の位置座標を特定する（ステップＳ１０６）。
【００８８】
次に、処理部６０は、各粒子の測定（ＥＤＳ法による測定）を行ってＸ線エネルギーデータを取得し、得られたＸ線エネルギーデータから各粒子のスペクトル解析（スペクトルの生成、定量分析、定性分析等）を行う（ステップＳ１０８）。本処理の詳細は、後述する。
【００８９】
次に、処理部６０は、設定された粒子数分のスペクトル解析が行われたか否かを判定する（ステップＳ１１０）。
【００９０】
設定された粒子数分のスペクトル解析が行われていないと判定された場合（ステップＳ１１０のＮＯ）、ステップＳ１００に戻って、電子顕微鏡本体制御部６２が、試料ステージ７を移動させて別の視野の電子顕微鏡像を取得する（ステップＳ１００）。そして、別の視野の電子顕微鏡像を用いてステップＳ１０２〜ステップＳ１１０の処理が行われる。
【００９１】
設定された粒子数分のスペクトル解析が行われたと判定した場合（ステップＳ１１０のＹＥＳ）、各粒子の大きさの算出結果、および設定された粒子数分のスペクトル解析の結果をもとに、粒子を規定されたルールに基づき分類する（ステップＳ１１２）。処理部６０は、この粒子の分類結果を表示部４０に表示させる制御を行い、処理を終了する。
【００９２】
Ｘ線エネルギーデータの収集およびスペクトル解析（ステップＳ１０８）について説明する。図４は、電子顕微鏡１００における粒子解析（Ｘ線エネルギーデータの収集およびスペクトル解析（ステップＳ１０８））の一例を示すシーケンス図である。
【００９３】
処理部６０（検出器制御部６４）は、測定時間の情報と、ステップＳ１０４の処理で電子顕微鏡像から抽出された全部の粒子の位置座標（測定位置の座標）の情報と、を含む測定条件の情報を検出器制御装置２０に送り、測定条件を設定する。
【００９４】
測定条件が設定されると、プローブの移動処理、Ｘ線エネルギーデータの収集処理、スペクトル解析処理が並行して行われる。すなわち、各粒子に対するＥＤＳ測定が行われてＸ線エネルギーデータが収集されている間に、並行してスペクトル解析が行われる。以下、プローブ移動処理、Ｘ線エネルギーデータ収集処理、プローブ移動処理について説明する。
【００９５】
＜プローブ移動処理＞
検出器制御部６４は、測定条件が設定されると、プローブ移動命令を検出器制御装置２０を介して電子顕微鏡本体１（偏向器５）に送る。電子顕微鏡本体１（偏向器５）は、プローブ移動命令に基づいて電子プローブを測定位置（粒子の位置座標）に移動させる。そして、電子顕微鏡本体１は、電子プローブが測定位置に移動すると、電子プローブを設定された測定時間だけ停止させる。
【００９６】
検出器制御部６４は、測定時間経過したと判断すると、次の測定位置（次の粒子の位置
座標）に電子プローブを移動させるための、プローブ移動命令を電子顕微鏡本体１（偏向器５）に送る。すなわち、検出器制御部６４は、設定された測定時間間隔で、プローブ移動命令を電子顕微鏡本体１に送る。そのため、電子顕微鏡本体１（偏向器５）では、プローブ移動命令に基づいて電子プローブを次の測定位置に移動させ、電子プローブを測定時間だけ停止させる動作が繰り返し行われる。
【００９７】
このように、検出器制御部６４は、ｎ−１番目の測定位置（第１測定位置）に電子プローブを移動させて設定された測定時間だけ電子プローブを停止させる処理と、ｎ番目の測定位置（第２測定位置）に電子プローブを移動させて設定された測定時間だけ電子プローブを停止させる処理と、を連続して行う。すなわち、検出器制御部６４は、ｎ−１番目の測定位置に設定された測定時間だけ電子プローブを停止させた後、直ちに、ｎ番目の測定位置に電子プローブを移動させて設定された測定時間だけ電子プローブを停止させる。このとき、検出器制御部６４は、電子プローブが試料Ｓを照射している状態で、電子プローブをｎ−１番目の測定位置からｎ番目の測定位置に移動させる。設定された粒子数の測定が行われるまで、電子プローブは試料Ｓを照射した状態（電子プローブはＯＮの状態）である。
【００９８】
＜Ｘ線エネルギーデータの収集処理＞
検出器制御装置２０は、ＥＤＳ検出器９の出力信号を受け付けて、当該出力信号に基づきＸ線エネルギーデータを生成し、当該Ｘ線エネルギーデータを処理部６０に出力する。データ列生成部６６は、検出器制御装置２０から、順次、送られるＸ線エネルギーデータに、測定時間に基づくタイミングで測定区切フラグを加えて、Ｘ線エネルギーデータと測定区切フラグとが時系列に並んだデータ列として、データ列記憶部５２に書き込む。
【００９９】
上述したようにプローブ移動処理では、ｎ−１番目の測定位置に電子プローブを移動させて設定された測定時間だけ電子プローブを停止させる処理と、ｎ番目の測定位置に電子プローブを移動させて設定された測定時間だけ電子プローブを停止させる処理と、が連続して行われる。そのため、ｎ−１番目の測定位置におけるＸ線エネルギーデータおよびｎ番目の測定位置におけるＸ線エネルギーデータも連続する。データ列生成部６６は、設定された測定時間の間隔で測定区切フラグを加えるため、ｎ−１番目の測定位置におけるＸ線エネルギーデータとｎ番目の測定位置におけるＸ線エネルギーデータとを区切ることができる（図２参照）。
【０１００】
検出器制御装置２０は、測定が終了するまで（例えば、設定された粒子数の解析が行われたと判定されるまで（ステップＳ１１０のＹＥＳ））、Ｘ線エネルギーデータを出力し続ける。そのため、データ列記憶部５２には、測定が終了するまで、データ列が書き込まれ続ける。
【０１０１】
上述したように、検出器制御部６４によるプローブ移動処理と、データ列生成部６６による測定区切フラグを加える処理とは、時間によって管理されている。具体的には、検出器制御部６４による電子プローブを移動させる処理、およびデータ列生成部６６による測定区切フラグを加える処理は、ともに設定された測定時間間隔で行われる。そのため、２つの処理を同じタイミングで行うことができる。
【０１０２】
＜スペクトル解析＞
データ解析部６８は、データ列記憶部５２に記憶されたデータ列を読み出して、スペクトル解析を行う。データ解析部６８は、データ列のうちの測定区切フラグで区切られたデータ列を１つの測定位置分のデータとして、各測定位置ごとに、スペクトルを生成し、定性分析、定量分析を行う。
【０１０３】
データ解析部６８によるデータ列の読み出しは、データ列生成部６６によるデータ列の書き込みと並行して行われる。データ解析部６８は、データ列記憶部５２に一定量のデータが書き込まれると、データ列記憶部５２からデータ列を読み出す。なお、データ列記憶部５２からデータ列を読み出すタイミングは特に限定されない。データ解析部６８は、プローブ移動処理、およびＸ線エネルギーデータの収集処理が行われている間にも、スペクトル解析を行う。
【０１０４】
電子顕微鏡１００は、例えば、以下の特徴を有する。
【０１０５】
電子顕微鏡１００では、検出器制御装置２０がＥＤＳ検出器９からの信号を受け付けてＸ線エネルギーデータを順次生成し、データ列生成部６６が測定時間に基づくタイミングで測定区切フラグを加えることで、Ｘ線エネルギーデータと測定区切フラグとが時系列に並んだデータ列を生成してデータ列記憶部５２に書き込む。そのため、データ解析部６８は、データ列記憶部５２に記憶されているデータ列を読み出すことで、１測定ごとのＸ線エネルギーデータを取り出すことができる。したがって、電子顕微鏡１００では、ＥＤＳ測定とスペクトル解析を並行して行うことができ、短時間で粒子解析を行うことができる。
【０１０６】
電子顕微鏡１００では、データ列生成部６６は、設定された測定時間の間隔で測定区切フラグを加える。そのため、Ｘ線エネルギーデータと測定区切フラグとが時系列に並んだデータ列を生成することができる。このデータ列から測定位置ごとのＸ線エネルギーデータを取り出すことができる。したがって、電子顕微鏡１００では、ＥＤＳ測定とスペクトル解析を並行して行うことができ、短時間で粒子解析を行うことができる。
【０１０７】
電子顕微鏡１００では、データ列生成部６６によるデータ列記憶部５２に対するデータ列の書き込みと、データ解析部６８によるデータ列記憶部５２に対するデータ列の読み出しとは並行して行われる。そのため、電子顕微鏡１００では、短時間で粒子解析を行うことができる。
【０１０８】
電子顕微鏡１００では、検出器制御部６４は、複数の測定位置のうちの第１測定位置に電子プローブを移動させて測定時間だけ第１測定位置で停止させる処理と、複数の測定位置のうちの第２測定位置に電子プローブを移動させて測定時間だけ電子プローブを第２測定位置に停止させる処理と、を連続して行う。すなわち、電子顕微鏡１００では、第１測定位置での測定が終わると、直ちに、第２測定位置での測定が行われるため、複数の測定位置の測定を、短時間で行うことができる。
【０１０９】
電子顕微鏡１００では、検出器制御部６４は、電子プローブが試料Ｓに照射された状態で、電子プローブを第１測定位置から第２測定位置に移動させる。そのため、電子顕微鏡１００では、複数の測定位置の測定を、短時間で行うことができる。
【０１１０】
ここで、電子顕微鏡１００における粒子解析と、図８に示す粒子解析と、を比較する。
【０１１１】
図８に示す粒子解析では、１つの粒子に対するＥＤＳ測定が終了しなければスペクトル解析を行うことができなかった。すなわち、ＥＤＳ測定が行われている間は、スペクトル解析が行われていなかった。これに対して、電子顕微鏡１００の粒子解析では、ＥＤＳ測定と、スペクトル解析を並行して行うことができるため、ＥＤＳ測定が行われている間にも、スペクトル解析を行うことができる。
【０１１２】
また、図８に示す粒子解析では、電子プローブが測定位置への移動を完了すると、移動完了通知を分析システムに返している。これに対して、電子顕微鏡１００の粒子解析では
、上述したように、プローブ移動処理は時間で管理されているため、電子顕微鏡本体１は電子プローブの測定位置への移動を完了しても移動完了通知を返す必要がない。したがって、電子顕微鏡１００では、粒子解析にかかる時間を短縮できる。
【０１１３】
また、図８に示す粒子解析では、分析システムは、１つの測定位置を測定するごとに測定条件の情報を検出器システムに送っている。これに対して、電子顕微鏡１００の粒子解析では、測定が開始される前に、測定条件の情報を一度に検出器制御装置２０に送っているため、粒子解析にかかる時間を短縮できる。
【０１１４】
また、図８に示す粒子解析では、分析システムは検出器システムに測定の終了（ステータスの取得）を一定の時間間隔で問い合わせている。しかし、測定が終了していても、問い合わせのタイミングによっては遅延が生じる。これに対して、電子顕微鏡１００では、処理部６０は検出器制御装置２０に測定の終了を問い合わせる必要がなく、このような遅延が生じない。したがって、電子顕微鏡１００では、粒子解析にかかる時間を短縮できる。
【０１１５】
３．  変形例
なお、本発明は上述した実施形態に限定されず、本発明の要旨の範囲内で種々の変形実施が可能である。
【０１１６】
３．１．  第１変形例
上述した実施形態では、データ列生成部６６が、測定時間に基づくタイミングで測定区切フラグを加えることで、Ｘ線エネルギーデータと測定区切フラグとが時系列に並んだデータ列を生成してデータ列記憶部５２に書き込む例について説明した。
【０１１７】
これに対して、本変形例では、データ列生成部６６は、電子プローブが移動する時間として設定された移動時間および測定時間に基づくタイミングで、測定区切フラグと移動区切フラグを加えて、Ｘ線エネルギーデータと測定区切フラグと移動区切フラグとが時系列に並んだデータ列を生成してデータ列記憶部５２に書き込む。
【０１１８】
具体的には、データ列生成部６６は、移動時間と測定時間の和の間隔で測定区切フラグを加える処理と、測定区切フラグを加えた後、移動時間経過したタイミングで移動区切フラグを加える処理と、を行う。
【０１１９】
移動時間は、電子プローブの移動時間に相当する時間として設定される。ユーザーは、粒子解析を開始する指示を行う前に、操作部３０を介して移動時間を設定する。操作部３０は、移動時間の情報の入力を受け付ける。
【０１２０】
データ解析部６８は、データ列から移動区切フラグで区切られたＸ線エネルギーデータを取り出して、解析から除外する。
【０１２１】
図５は、データ列記憶部５２に記憶されたデータ列の構成を説明するための図である。
【０１２２】
データ列は、Ｘ線エネルギーデータＤと、測定位置データＰと、測定区切フラグＭと、移動区切フラグＮと、を含んで構成されている。
【０１２３】
測定区切フラグＭは、移動時間ｔと測定時間Ｔの和ｔ＋Ｔの間隔で加えられる。移動時間ｔは、例えば、数μ秒〜数十μ秒程度に設定される。また、測定時間Ｔは、例えば、数十ｍ秒〜数十秒程度に設定される。
【０１２４】
移動区切フラグＮは、電子プローブが移動している間のデータを取り出すためのフラグである。移動区切フラグＮは、設定された移動時間ｔおよび測定時間Ｔに基づくタイミングで加えられる。具体的には、移動区切フラグＮは、測定区切フラグＭが加えられた後、移動時間ｔ経過したタイミングで加えられる。すなわち、移動区切フラグＮと測定区切フラグＭとの間隔は、移動時間ｔである。移動区切フラグＮは、測定区切フラグＭと同様に、移動時間ｔと測定時間Ｔの和ｔ＋Ｔの間隔で加えられる。
【０１２５】
データ列は、Ｘ線エネルギーデータＤ、測定位置データＰ、測定区切フラグＭ、および移動区切フラグＮが、時間軸に沿って一列に並んだデータ（時系列データ）である。
【０１２６】
測定区切フラグＭで区切られたデータ列（より具体的には測定区切フラグＭから移動区切フラグＮまでのデータ列）に含まれるＸ線エネルギーデータを取り出すことで、１つの測定位置に対応するスペクトルを生成することができる。また、移動区切フラグＮで区切られたデータ列（より具体的には移動区切フラグＮから測定区切フラグＭまでのデータ列）に含まれるＸ線エネルギーデータを取り出すことで、取り出されたデータを電子プローブが移動している間のデータとして、スペクトル解析から除外することができる。
【０１２７】
本変形例によれば、上述した実施形態と同様の作用効果を奏することができる。
【０１２８】
さらに、本変形例では、データ列生成部６６は、電子プローブが移動する時間として設定される移動時間および測定時間に基づくタイミングで測定区切フラグと移動区切フラグを加えてデータ列を生成する。そのため、電子プローブが移動している間のＸ線エネルギーデータをスペクトル解析から除外することができる。したがって、本変形例によれば、より精度よく粒子解析を行うことができる。特に、高い定量精度が要求される粒子解析や、電子プローブの移動時間が長い装置を用いて粒子解析を行う場合などに有効である。
【０１２９】
また、本変形例では、データ列生成部６６は、移動時間と測定時間の和の間隔で測定区切フラグを加える処理と、測定区切フラグを加えた後、移動時間経過したタイミングで移動区切フラグを加える処理と、を行う。そのため、本変形例によれば、データ列から電子プローブが移動している間のＸ線エネルギーデータを取り出して、解析から除外することができる。
【０１３０】
３．２．  第２変形例
上述した実施形態では、図２に示すように、各測定位置での測定時間Ｔが同じであったが、図６に示すように、各測定位置での測定時間Ｔは、異なっていてもよい。例えば、ｎ−２番目の測定位置での測定時間がＴ１、ｎ−１番目の測定位置での測定時間がＴ２、ｎ番目の測定位置での測定時間がＴ３、ｎ＋１番目の測定位置での測定時間がＴ４に設定された場合、データ列生成部６６は、ｎ−３番目の測定位置の区切フラグを加えた後、測定時間Ｔ１経過後、測定時間Ｔ１＋Ｔ２経過後、測定時間Ｔ１＋Ｔ２＋Ｔ３経過後、測定時間Ｔ１＋Ｔ２＋Ｔ３＋Ｔ４経過後に、それぞれ測定区切フラグを加える。
【０１３１】
本変形例によれば、上述した実施形態と同様の作用効果を奏することができる。
【０１３２】
３．３．  第３変形例
上述した実施形態では、電子顕微鏡１００が粒子解析を行う場合について説明したが、本発明は、複数の測定位置の測定と測定結果の解析が行われる分析手法に適用可能である。このような分析としては、例えば、電子プローブを走査して各点からのＸ線を検出して元素の分布を画像化する面分析（元素マッピング、定量マッピング）や、複数の測定位置を自動で測定して測定結果の解析を行う点分析などが挙げられる。
【０１３３】
また、上述した実施形態では、電子顕微鏡１００がエネルギー分散型Ｘ線検出器（ＥＤＳ検出器９）を搭載している例について説明したが、電子顕微鏡１００は例えば波長分散型Ｘ線分光器を搭載していてもよいし、エネルギー分散型Ｘ線検出器および波長分散型Ｘ線分光器の両方を搭載していてもよい。
【０１３４】
３．４．  第４変形例
上述した実施形態では、処理部６０がデータ列生成部６６を含んでいたが、検出器制御装置２０がデータ列生成部６６を含んで構成されていてもよい。すなわち、検出器制御装置２０が、信号処理部としての機能とデータ列生成部としての機能とを有していてよい。この場合、検出器制御装置２０は、ＥＤＳ検出器９からの信号を受け付けて、当該信号に基づくＸ線エネルギーデータを順次生成し、測定時間に基づくタイミングで測定区切フラグを加えることで、データ列を生成してデータ列記憶部５２に書き込む処理を行う。
【０１３５】
なお、上述した実施形態及び変形例は一例であって、これらに限定されるわけではない。例えば各実施形態及び各変形例は、適宜組み合わせることが可能である。
【０１３６】
本発明は、実施の形態で説明した構成と実質的に同一の構成（例えば、機能、方法および結果が同一の構成、あるいは目的及び効果が同一の構成）を含む。また、本発明は、実施の形態で説明した構成の本質的でない部分を置き換えた構成を含む。また、本発明は、実施の形態で説明した構成と同一の作用効果を奏する構成又は同一の目的を達成することができる構成を含む。また、本発明は、実施の形態で説明した構成に公知技術を付加した構成を含む。
【符号の説明】
【０１３７】
１…電子顕微鏡本体、２…電子源、３…集束レンズ、４…対物レンズ、５…偏向器、７…試料ステージ、８…二次電子検出器、９…ＥＤＳ検出器、１０…電子顕微鏡本体制御装置、２０…検出器制御装置、３０…操作部、４０…表示部、５０…記憶部、５２…データ列記憶部、６０…処理部、６２…電子顕微鏡本体制御部、６４…検出器制御部、６６…データ列生成部、６８…データ解析部、１００…電子顕微鏡
【図１】
2018119918.tif 000003
【図２】
2018119918.tif 000004
【図３】
2018119918.tif 000005
【図４】
2018119918.tif 000006
【図５】
2018119918.tif 000007
【図６】
2018119918.tif 000008
【図７】
2018119918.tif 000009
【図８】
2018119918.tif 000010