(57)【要約】【課題】  本発明は走査電子顕微鏡とＸ線分析器Ｓを統合し、一つの装置として単一化するための走査電子顕微鏡とＸ線分析器の統合装置を提供する。【解決手段】  本発明による走査電子顕微鏡とＸ線分析器の統合装置は、試料から放出される電子を検出して試料形象測定用走査電子顕微鏡イメージとＸ線分析のためのイメージを同時に生成するイメージ生成手段と、前記イメージ生成手段から生成したイメージの表示制御と特定位置の保存制御信号を発生する制御機と、前記制御機から発生した特定位置の保存制御信号によって前記イメージ生成手段から生成されたイメージの特定位置に対するエネルギーレベルを累積して物質成分情報を提供するＸ線測定回路と、を含むことを特徴とする。【選択図】図７
2013527472.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
試料から放出される電子を検出して試料の形象を測定し、同時にＸ線分析のための走査電子顕微鏡イメージを生成するイメージ生成手段と、
前記イメージ生成手段から生成したイメージの表示制御と特定位置の保存制御信号を発生する制御機と、
前記制御機から発生した特定位置の保存制御信号によって前記イメージ生成手段から生成されたイメージの特定位置に対するエネルギーレベルを累積して物質成分情報を提供するＸ線測定回路と、
を含むことを特徴とする走査電子顕微鏡とＸ線分析器の統合装置。
【請求項２】
前記イメージ生成手段は、
試料から放出される電子を検出して試料形象測定用イメージを作る走査電子顕微鏡であることを特徴とする請求項１に記載の走査電子顕微鏡とＸ線分析器の統合装置。
【請求項３】
前記イメージ生成手段は、
走査線を生成する走査線生成回路と、
前記生成した走査線の回転及び歪みを補正する補正回路と、
前記補正回路によって補正された走査線が試料に放出された後、前記試料から放出される電子を検出して試料形象測定用走査電子顕微鏡イメージとＸ線分析のためのイメージを同時に生成するイメージ生成回路と、
を含むことを特徴とする請求項２に記載の走査電子顕微鏡とＸ線分析器の統合装置。
【請求項４】
前記制御機は、
前記イメージ生成手段から生成されたイメージの次の累積信号または次の周期信号を特定位置の保存制御信号として前記Ｘ線測定回路に提供することを特徴とする請求項１に記載の走査電子顕微鏡とＸ線分析器の統合装置。
【請求項５】
前記Ｘ線測定回路は、別途のイメージ生成手段を具備せずに走査電子顕微鏡から提供するイメージを使うＸ線分析器であることを特徴とする請求項１に記載の走査電子顕微鏡とＸ線分析器の統合装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は走査電子顕微鏡（Ｓｃａｎｎｉｎｇ  Ｅｌｅｃｔｒｏｎ  Ｍｉｃｒｏｓｃｏｐｅ：  ＳＥＭ）とＸ線分析器（Ｅｎｅｒｇｙ  Ｄｉｓｐｅｒｓｉｖｅ  ｘ−ｒａｙ  Ｓｐｅｃｔｒｏｓｃｏｐｙ：  ＥＤＳ）の統合に係り、より詳しくは、走査電子顕微鏡とＸ線分析器を統合して一つの装置で単一化するための走査電子顕微鏡とＸ線分析器の統合装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
一般に、走査電子顕微鏡（ＳＥＭ）は、電子線が試料面の上に走査（ｓｃａｎｎｉｎｇ）する時、試料から発生するさまざまな信号の中で、その発生確率が一番多い二次電子（ｓｅｃｏｎｄａｒｙ  ｅｌｅｃｔｒｏｎ）または後方散乱電子（ｂａｃｋ  ｓｃａｔｔｅｒｅｄ  ｅｌｅｃｔｒｏｎ）を剣出して、検出した電子の数量を基盤で映像に具現する一連の過程を通じて  試料に対する映像情報を提供し、これを通じて対象試料を測定する装備である。
【０００３】
前記走査電子顕微鏡は、試料を映像で観察して試料表面の情報を得ることができるし、試料の厚さ、大きさ及び形象に大きく制限を受けないという長所がある。
【０００４】
一方、Ｘ線分析器（ＥＤＳ）は、走査電子顕微鏡に附着して映像で計測された全部または一部の物質構成を計測する装備である。すなわち、試料の成分分析と等しい定性分析のために使われる。電子が試料に衝突すれば、多くの種類の電子、イオン及び特性Ｘ線などが放出されるので、前記Ｘ線分析器は、放出された特性Ｘ線のみを別に検出して対象位置別にＸ線のエネルギーを累積記録する。  この時、対象位置別に累積した特性Ｘ線のエネルギーの強度は、物質が持つ固有の値なので、このエネルギーの値をあらかじめ入力された物質の特定値と対照して一致する物質を類推する。
【０００５】
周知のように、２種装備は、相互補完的な関係を持つが、根源的な技術の原理が違い、開発製造社の領域が違って、並行して運営されているが、統合させて製作されなかった。
【０００６】
図１は一般的な走査電子顕微鏡の構造図であり、内部に測定対象である試料１１が安置され、真空空間を形成するチャンバ（ｃｈａｍｂｅｒ）１０、前記チャンバ１０の上部に繋がれ、電子ビームを前記試料１１に走査する走査体２０、前記試料１１に衝突した電子ビームから発生する電子を検出する電子検出器３０で構成される。
【０００７】
また、前記走査電子顕微鏡と並行運営されるＸ線検出器４０が附着される場合には、前記測定対象である試料１１、真空空間を形成するチャンバ（ｃｈａｍｂｅｒ）１０、前記チャンバ１０の上部に繋がれ、電子ビームを前記試料１１に走査する走査体２０、前記試料１１に衝突した電子ビームから発生する電子を検出する電子検出器  ３０と、前記試料１１に衝突した電子ビームから発生するＸ線を検出するＸ線検出器４０と統合して構成することができる。
【０００８】
周知のように、一般的な走査電子顕微鏡をよく見れば、まるで単一の装備に電子検出器３０とＸ線検出器４０が統合して具備されたように見えるが、実際に走査電子顕微鏡の製作業社で、Ｘ線分析器を製作する会社からＸ線分析器だけを別に購入して単純に結合したに過ぎない。  したがって、下記で説明するが、電子検出回路とＸ線分回路が別個の装備でそれぞれ構成されて、走査電子顕微鏡は、映像観測を通じる試料の形象測定を目的に、Ｘ線分析機は、対象試料の成分分析を目的に、別々に動作をする。
【０００９】
前記走査電子顕微鏡及び走査電子顕微鏡と並行して運営されるＸ線検出器の動作を手短に説明すれば、走査体２０で電子ビームを試料１１に走査し、電子検出器３０及びＸ線検出器４０では、それぞれ電子及びＸ線を検出して試料の形象測定及び成分分析をするので、この時、正確な試料観察のために一般に映像を表示するモニターのような映像媒体と等しい形態である正四角形の走査領域を形成して映像を表示しようとする。しかし、自分のレンズをパスした電子は、ローレンツの力の影響で図２のように、ねじ線方向に回転をしながら移動するようになり実際試料に走査される領域は回転と歪みの影響で正四角形領域を観察しない。
【００１０】
したがって、画面に表示される等しい正四角形模様の走査領域が試料に走査されることが可能な補正回路が必要である。図３は、補正回路を利用して補正された走査線を生成して正常な試料走査線を作り上げることの出来た例示図である。
【００１１】
図４は走査電子顕微鏡とＸ線分析器が並行運営される時、Ｘ線分析器に補正回路が適用される一例であり、Ｘ線分析器は、モニターの映像に表示される試料の全体または一部領域の成分分析のために不可欠な走査電子顕微鏡の補正回路を使用しなければならないことを示してくれる。これは映像と一致した位置の成分分析のためにローレンツ力により変形される走査線の回転及び歪みを走査電子顕微鏡だけが識別しているからである。したがって、モニターの映像で表示される試料全体または一部領域の成分分析のためにスィッチ５４を利用してＸ線分析器が発生する全体生成走査線５１または一部の生成走査線５２を走査電子顕微鏡の補正回路５３を利用して試料に走査し、この時、発生するＸ線エネルギーを累積記録５５して成分分析をする。
【００１２】
図５は一般的な走査電子顕微鏡の回路図であり、走査線生成回路６１、生成された走査線に対して補正した走査線を生成して補正をする補正回路６２、測定対象試料のイメージを生成するイメージ生成回路６３で構成される。
【００１３】
図６は一般的なＸ線分析器の回路図であり、特定イメージ位置の走査線を生成する走査線生成回路７１、生成された走査線に対して補正した走査線を生成して補正をする補正回路７２、測定対象試料のイメージを生成するイメージ生成回路７３、前記イメージ生成回路７３により生成されたイメージで特定位置のエネルギーレベルを累積するＸ線測定回路７４から構成される。ここで、補正回路７２はＸ線分析器が独立に具現ができず、必ず走査電子顕微鏡の補正回路６２を借りて使う。
【００１４】
このように既存には、走査電子顕微鏡とＸ線分析器は、走査線生成回路６１、７１とイメージ生成回路６３、７３が重複する機能を持っているにも拘わらず、それぞれの製作業社で別途のボードで製作して、別途の運営ソフトウェア（２個のコンピューター及び２個のモニター）で試料の映像測定及び成分分析を遂行している。
【００１５】
ここで、走査線生成回路及びイメージ生成回路のボード製作が複雑するのはもちろん、ボード製作費用がかさみ、したがって、走査電子顕微鏡とＸ線分析器の装備間に重複する構成が存在するにもかかわらず、従来はそれぞれの装備を別個に製作するので、それぞれの装備を製作するのに製作費用が多く必要となり、使用空間も多く占め、２個の装備の使用に当たり操作も複雑であるという短所がある。
【００１６】
また、近年は相互技術領域を保存した状態の物理的な統合が要求されている実情である。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１７】
したがって、本発明は、前記のような従来の問題に鑑みなされたもので、  本発明の目的は、走査電子顕微鏡とＸ線分析器を統合して一つの装置で単一化するための走査電子顕微鏡とＸ線分析器の統合装置の提供にある。
【００１８】
本発明の他の目的は、走査電子顕微鏡とＸ線分析器の重複する機能を単一化することができる走査電子顕微鏡とＸ線分析器の統合装置の提供にある。
【課題を解決するための手段】
【００１９】
本発明が解決しようとする課題を果たすために、本発明による走査電子顕微鏡とＸ線分析器の統合装置は、試料から放出される電子を検出して試料の形象を測定し、同時にＸ線分析のための走査電子顕微鏡イメージを生成するイメージ生成手段と、前記イメージ生成手段から生成したイメージの表示制御と特定位置の保存制御信号を発生する制御機と、前記制御機から発生した特定位置の保存制御信号によって前記イメージ生成手段から生成されたイメージの特定位置に対するエネルギーレベルを累積して物質成分情報を提供するＸ線測定回路と、を含むことを特徴とする。
【００２０】
望ましくは、前記イメージ生成手段は、試料から放出される電子を検出して試料形象測定用イメージを作る走査電子顕微鏡である。
【００２１】
望ましくは、前記イメージ生成手段は、走査線を生成する走査線生成回路と、
前記生成した走査線の回転及び歪みを補正する補正回路と、前記補正回路によって補正された走査線が試料に放出された後、前記試料から放出される電子を検出して試料形象測定用走査電子顕微鏡イメージとＸ線分析のためのイメージを同時に生成するイメージ生成回路と、を含む。
【００２２】
望ましくは、前記制御機は、前記イメージ生成手段から生成されたイメージの次の累積信号または次の周期信号を特定位置の保存制御信号として前記Ｘ線測定回路に提供する。
【００２３】
望ましくは、前記Ｘ線測定回路は、別途のイメージ生成手段を具備せずに走査電子顕微鏡から提供するイメージを使うＸ線分析器である。
【発明の効果】
【００２４】
本発明によれば、走査電子顕微鏡とＸ線分析器を統合して一つの装置で単一化することができる長所がある。
【００２５】
本発明によれば、走査電子顕微鏡とＸ線分析器を一つの装置で単一化することができるため、既存の走査電子顕微鏡とＸ線分析器のボードを別個に製作する複雑さを解決することができるので、別個のボード製作に必要な費用を節約できる長所がある。
【００２６】
本発明によれば、Ｘ線分析器のボード製作の際、走査電子顕微鏡と重複する走査線生成回路とイメージ生成回路をとり除いて、Ｘ線測定回路だけでＸ線分析器のボード製作が可能なので、Ｘ線分析器のボードを容易に製作することができる長所がある。
【００２７】
本発明によれば、走査電子顕微鏡とＸ線分析器を統合して単一のボードで製作することができるので、設置空間を最小化できる上、装備の使用において、便利な長所がある。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】一般的な走査電子顕微鏡とＸ線分析器が並行運営される形態の走査電子顕微鏡の構造図である。
【図２】図１の走査電子顕微鏡で走査線回転及び歪みを説明するための例示図である。
【図３】図１の走査電子顕微鏡で走査線回転及び歪みが発生した走査線を補正する例示図である。
【図４】図１の走査電子顕微鏡でＸ線分析器が走査電子顕微鏡の補正回路を使うことを説明するための例示図である。
【図５】既存の走査電子顕微鏡の実施例を示す構成図である。
【図６】既存のＸ線分析器が走査電子顕微鏡の補正回路を使う実施例を示す構成図である。
【図７】本発明による走査電子顕微鏡とＸ線分析器との統合装置構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００２９】
以下、本発明を添付した例示図面に基づいて詳細に説明する。
【００３０】
図７は本発明による走査電子顕微鏡とＸ線分析器の統合装置の構成図であり、イメージ生成手段１１０、制御機１２０、Ｘ線測定回路１３０及び入力装置１４０で構成される。
【００３１】
イメージ生成手段１１０は、試料から放出される電子を検出して試料形象測定用走査電子顕微鏡イメージとＸ線分析のためのイメージを同時に生成する役目をする。このように生成されるイメージは、走査電子顕微鏡で試料の形象を測定するための映像イメージで使われると同時にＸ線分析器で特定位置のエネルギーレベルを確認して物質成分を分析するためのイメージとして使われる。
【００３２】
ここで、イメージ生成手段１１０のイメージ生成原理は、既存の走査電子顕微鏡でのイメージ生成原理と等しいので、イメージ生成手段１１０を走査電子顕微鏡（ＳＥＭ）に見做すことができる。
【００３３】
このようなイメージ生成手段１１０は、走査線を生成する走査線生成回路１１１と、  前記生成した走査線の回転及び歪みを補正する補正回路１１２と、前記補正回路によって補正された走査線が試料に放出された後、前記試料から放出される電子を検出して試料形象測定用走査電子顕微鏡イメージとＸ線分析のためのイメージを同時に生成するイメージ生成回路１１３とを含む。
【００３４】
制御機１２０は、前記イメージ生成手段１１０から生成したイメージの表示制御と特定位置の保存制御信号を発生する役目をする。即ち、制御機１２０は、入力装置１４０から入力された特定位置によって前記イメージ生成手段１１０から生成されたイメージの次の累積信号を特定位置の保存制御信号で発生し、前記入力装置１４０から入力された特定位置によって前記イメージ生成手段１１０から生成されたイメージの次の周期信号を特定位置の保存制御信号で発生する役目をする。
【００３５】
また、前記制御機１２０は、イメージ生成手段１１０から生成されたイメージを表示装置に表示するように制御する役目もする。このような制御機１２０はマイコン、マイクロプロセッサー、コントローラー、中央処理装置のような制御装置で具現するのが望ましい。
【００３６】
前記Ｘ線測定回路１３０は、前記制御機１２０から発生した特定位置の保存制御信号によって前記イメージ生成手段１１０から生成されたイメージの特定位置に対する映像信号のみを累積して物質成分情報を提供する役目をする。このようなＸ線測定回路３０は、既存のＸ線分析器と同一であると見做なせる。
【００３７】
前記入力装置１４０は、使用者（管理者）が操作して信号を入力する役目をするキーボードやマウスである。  前記入力装置１４０は、特定位置を選択するか、倍率入力をするか、または、特定位置の物質成分を分析するために映像イメージで特定位置を指定する役目をする。
【００３８】
このように構成された本発明による走査電子顕微鏡とＸ線分析器の統合装置を具体的に説明すれば、次のようである。
【００３９】
先に、イメージ生成手段１１０では、既存の走査電子顕微鏡から観察用イメージを生成する方法と等しく、走査線生成回路１１１で試料に走査する走査線を生成し、補正回路１１２は、磁気レンズをパスして移動及び歪んだ走査線を補正する。
【００４０】
ここで、補正方法を簡単に説明すれば、作業距離（ＷＤ）別に像の回転移動値の補正、前記作業距離別磁場影響によって発生する像の歪みの補正、模様の補正（ｓｈｅａｒｉｎｇ  ｄｉｓｔｏｒｔｉｏｎ）、及び長さの補正を遂行する。このような走査線の補正は、従来技術で言及したように、該当の分野にもよく知られた公知の補正法をそのまま採択して使うので、詳しい説明は略する。
【００４１】
このような補正された走査線は試料に放射され、以後試料から放出される電子を検出器で検出し、イメージ生成回路１１３により映像信号を作って観察しようとするイメージ及び物質成分分析用イメージを生成する。以後、制御機１２０の制御下に生成されたイメージは、表示装置に表示されて、使用者は試料の形象を映像で観察する。  ここで、生成されるイメージは走査電子顕微鏡の形象測定用映像イメージであると同時にＸ線分析器で使うためのイメージであり、単一のイメージである。
【００４２】
使用者は、周知のような動作で表示装置を通じて試料の形象を観察する途中に特定位置の物質成分（構成）を知ろうと思えば、入力装置１４０を通じて特定位置を指定する。
【００４３】
前記入力装置１４０によって特定位置が指定されば、Ｘ線分析を要請する場合なので、前記制御機１２０は、Ｘ線測定回路１３０に特定位置の保存制御信号を発生する。  前記で制御機１２０は、走査線生成回路が試料に走査した領域に対して使用者が指定した特定位置をイメージ生成回路が生成したイメージから取得する。
【００４４】
ここで、発生する特定位置の保存制御信号は、累積のための特定位置を指定する特定位置累積信号と、特定位置の累積が完了し、再び最初の特定位置に戻るための特定位置に対する周期信号になる。
【００４５】
例えば、前記制御機１２０から、Ｘ線測定回路１３０に特定位置累積信号を特定位置保存制御信号として発生すれば、Ｘ線測定回路１３０は、イメージ生成回路１１３から生成されたイメージから第１の特定位置に対する累積信号のみを特定レジスターに累積して保存する。そして前記第１の特定位置に対する累積信号が一定の値に達すれば、制御機１２０は次の特定位置（第２の特定位置）に対する累積信号を発生して、Ｘ線測定回路１３０に提供する。このような制御信号によってＸ線測定回路１３０は、次のレジスターに前記イメージ生成回路１１３から送信される第２の特定位置に対応する累積信号を保存する。このような過程を通じて使用者が入力装置１４０を通じて指定した特定位置に対する累積信号が一定の値に達すれば、前記制御機１２０はＸ線測定回路１３０に次の周期信号を送って、累積信号を最初の特定位置（第１の特定位置）に移動させる。  このような次の周期信号によってＸ線測定回路１３０は、第１の特定位置にあたるレジスターへ移動してイメージ生成回路１１３から送信された信号を累積保存する。
【００４６】
このような動作は、既存のＸ線分析器で、特定位置に対するエネルギーレベルを累積する動作と同一である。  すなわち、Ｘ線測定回路１３０は既存のＸ線分析器で、特定位置のエネルギーレベルを累積するのと等しい動作をして、エネルギーレベルを累積する。
【００４７】
このようなエネルギーレベルの累積が完了すれば、Ｘ線測定回路１３０は、既存の物質成分分析と同様に累積したエネルギーレベルを成分分析機（未図示）に伝達する。そして成分分析機により、成分分析された結果はさらに制御機１２０に伝達される。
前記制御機１２０は、伝達された物質成分分析結果を表示装置に表示して、使用者は容易に指定した特定位置の物質成分を知ることができる。
【００４８】
周知のような本発明は、一つのボードに走査電子顕微鏡の観察用映像イメージを作る部分を具現し、同時に前記ボードに物質構成成分を分析するＸ線分析装置モジュールを装着した後、単一の制御機を通じて２種機能（走査電子顕微鏡機能及びＸ線分析機能）を選択的に制御することによって、走査電子顕微鏡と  Ｘ線分析機を統合する。したがって、従来は走査電子顕微鏡とＸ線分析器のボードが別個の製品としてそれぞれ製作されて使われたが、本発明によれば、一つの製品で走査電子顕微鏡とＸ線分析器の機能をすべて備えることができるので、製品を備えることが簡単になるだけでなく、製品の製作費用も節約することができる。
【００４９】
走査電子顕微鏡とＸ線分析器の統合のための他の方法として、走査電子顕微鏡のボードを別に製作し、Ｘ線分析器のボードは走査電子顕微鏡と重畳する部分（走査線生成回路及びイメージ生成回路）をとり除いて、Ｘ線測定のみを遂行するＸ線測定回路だけで簡単に具現し、単一の制御機を通じて前記２個のボードを統合制御して、走査電子顕微鏡とＸ線分析器を一つで統合することもできる。したがって、従来は走査電子顕微鏡とＸ線分析器のボードが別個の製品で各々製作されて使われたが、本発明によれば、一つの製品で走査電子顕微鏡とＸ線分析器の機能をすべて具現することができるので、製品を備えることが簡単になるだけでなく、製品の製作費用も節約することができる。
【００５０】
特に、Ｘ線分析器ボード製作の時には、走査電子顕微鏡と重畳する走査線生成回路及びイメージ生成回路を備えることなく、Ｘ線測定回路に対する部分だけ備えれば良いので、Ｘ線分析器ボードを容易に備えることはもちろん製品の製作費用も節約することができる。
【００５１】
本発明は実施例に限定されず、本発明が属する技術分野における当業者によって技術範囲内で、本発明を修正または変更が可能である。
【産業上の利用可能性】
【００５２】
本発明は走査電子顕微鏡（Ｓｃａｎｎｉｎｇ  Ｅｌｅｃｔｒｏｎ  Ｍｉｃｒｏｓｃｏｐｅ：  ＳＥＭ）とＸ線分析器（Ｅｎｅｒｇｙ  Ｄｉｓｐｅｒｓｉｖｅ  ｘ−ｒａｙ  Ｓｐｅｃｔｒｏｓｃｏｐｙ：  ＥＤＳ）  を統合して一つの装置で単一化する走査電子顕微鏡とＸ線分析器の統合装置に関する分野に適用できる。
【符号の説明】
【００５３】
１１０  イメージ生成手段
１１１  走査線生成回路
１１２  補正回路
１１３  イメージ生成回路
１２０  制御機
１３０  Ｘ線測定回路
１４０  入力装置
【図１】
2013527472.tif 000003
【図２】
2013527472.tif 000004
【図３】
2013527472.tif 000005
【図４】
2013527472.tif 000006
【図５】
2013527472.tif 000007
【図６】
2013527472.tif 000008
【図７】
2013527472.tif 000009
【国際調査報告】
2013527472.tif 000010
2013527472.tif 000011