(57)【要約】【課題】  簡易な構成の装置によって正確に試料表面の情報を得ることができる試料表面の測定方法及び分析方法並びに試料表面の測定装置及び分析装置を提供する。【解決手段】  試料１０の試料表面１０ａに電子ビーム９を照射しながら試料１０を移動させ、試料１０の移動において試料１０から発生する特性Ｘ線１３を分光結晶１４により集光させて、その集光位置をＸ線検出器１５によって検出することにより試料表面１０ａの測定を行う。この際に、特性Ｘ線１３の集光位置の変位に基づいて試料表面１０ａの高さ情報を取得する。【選択図】図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
試料の表面に電子ビームを照射しながら試料を移動させ、試料の移動において試料から発生する特性Ｘ線を集光させてその集光位置を検出する試料表面の測定方法であって、特性Ｘ線の集光位置の変位に基づいて試料表面の高さ情報を得ることを特徴とする試料表面の測定方法。
【請求項２】
試料の表面に電子ビームを照射する工程と、試料を移動させる工程と、試料から発生する特性Ｘ線を集光させる工程と、集光された特性Ｘ線の集光位置を検出する工程とを有する試料表面の測定方法であって、特性Ｘ線の集光位置の変位に基づいて試料表面の高さ情報を得ることを特徴とする試料表面の測定方法。
【請求項３】
集光された前記特性Ｘ線の集光位置は、マルチチャンネル型Ｘ線検出器によって検出されることを特徴とする請求項１若しくは２記載の試料表面の測定方法。
【請求項４】
前記マルチチャンネル型Ｘ線検出器は、面状に集積された多数の検出素子を備えることを特徴とする請求項３記載の試料表面の測定方法。
【請求項５】
前記マルチチャンネル型Ｘ線検出器は、線状に集積された多数の検出素子を備えることを特徴とする請求項３記載の試料表面の測定方法。
【請求項６】
前記特性Ｘ線の集光は、分光結晶により行われることを特徴とする請求項１乃至５何れかに記載の試料表面の測定方法。
【請求項７】
前記分光結晶の位置が固定された状態で、前記特性Ｘ線の集光位置を検出することを特徴とする請求項６記載の試料表面の測定方法。
【請求項８】
前記試料の表面には、金または炭素からなる被膜が形成されていることを特徴とする請求項１乃至７何れかに記載の試料表面の測定方法。
【請求項９】
試料の表面に電子ビームを照射する工程と、試料を移動させる工程と、試料から発生する特性Ｘ線を集光させる工程と、集光された特性Ｘ線の集光位置を検出する工程と、特性Ｘ線の集光位置の変位を求めることにより試料表面の高さ情報を得る工程と、得られた試料表面の高さ情報に基づいて試料の位置制御を行いながら試料表面の分析を行う工程とを有する試料表面の分析方法。
【請求項１０】
集光された前記特性Ｘ線の集光位置は、マルチチャンネル型Ｘ線検出器によって検出されることを特徴とする請求項９記載の試料表面の分析方法。
試料表面の測定方法。
【請求項１１】
試料の表面に電子ビームを照射する照射手段と、試料を移動させる移動手段と、試料から発生する特性Ｘ線を集光させる集光手段と、集光された特性Ｘ線の集光位置を検出する検出手段とを有する試料表面の測定装置であって、特性Ｘ線の集光位置の変位に基づいて試料表面の高さ情報を得ることを特徴とする試料表面の測定装置。
【請求項１２】
集光された前記特性Ｘ線の集光位置は、マルチチャンネル型Ｘ線検出器によって検出されることを特徴とする請求項１１記載の試料表面の測定装置。
【請求項１３】
前記マルチチャンネル型Ｘ線検出器は、面状に集積された多数の検出素子を備えることを特徴とする請求項１２記載の試料表面の測定装置。
【請求項１４】
前記マルチチャンネル型Ｘ線検出器は、線状に集積された多数の検出素子を備えることを特徴とする請求項１２記載の試料表面の測定装置。
【請求項１５】
前記特性Ｘ線の集光は、分光結晶により行われることを特徴とする請求項１１乃至１４何れかに記載の試料表面の測定装置。
【請求項１６】
前記分光結晶の位置が固定された状態で、前記特性Ｘ線の集光位置を検出することを特徴とする請求項１６記載の試料表面の測定装置。
【請求項１７】
試料の表面に電子ビームを照射する照射手段と、試料を移動させる移動手段と、試料から発生する特性Ｘ線を集光させる集光手段と、集光された特性Ｘ線の集光位置を検出する検出手段と、特性Ｘ線の集光位置の変位を求めることにより試料表面の高さ情報を得る演算手段とを有し、得られた試料表面の高さ情報に基づいて試料の位置制御を行いながら試料表面の分析を行うことを特徴とする試料表面の分析装置。
【請求項１８】
集光された前記特性Ｘ線の集光位置は、マルチチャンネル型Ｘ線検出器によって検出されることを特徴とする請求項１７記載の試料表面の分析装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子ビームマイクロアナライザ等を用いる試料表面の測定方法及び分析方法並びに試料表面の測定装置及び分析装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
電子プローブマイクロアナライザ等を用いた分析方法においては、試料の表面に電子ビームを照射し、これにより試料にて発生した特性Ｘ線を検出することにより、試料表面の構成元素を特定したり、構成元素の濃度を求めることを行っている。
【０００３】
このような分析方法において、分析の対象である試料の表面がうねっていたり、凹凸の高低差が激しい状態となっていると、目的とする試料表面に電子ビームが適切に照射されなくなる場合があるので、当該試料の表面の凹凸情報を取得しておくことが望ましい。
【０００４】
そこで、電子プローブマイクロアナライザにより試料表面の凹凸情報を得る手法が検討されており、一例として、特開昭６３−６７５５４号公報（特許文献１）に示された測定装置を用いる手法がある。以下、当該特許文献１に開示された測定装置をもとに、本発明における背景技術について説明する。
【０００５】
この特許文献１に示された測定装置では、試料ステージ上に載置された試料に電子ビームが照射され、これにより試料からはＸ線が発生して放出される。試料から放出されたＸ線は、第１の分光結晶（特許文献１の第１図における分光結晶５）及び第１のＸ線検出器（同特許文献の第１図におけるＸ線検出器６）よりなる第１の検出系により検出され、第１のＸ線検出器からは補正用検出信号が出力される。
【０００６】
また、試料から放出されるＸ線のうちの特性Ｘ線は、第２の分光結晶（同特許文献の第１図における分光結晶３）及び第２のＸ線検出器（同特許文献の第１図におけるＸ線検出器４）よりなる第２の検出系により検出され、第２のＸ線検出器からは特性Ｘ線検出信号が出力される。
【０００７】
そして、第１のＸ線検出器から出力された補正用検出信号と、第２のＸ線検出器から出力された特性Ｘ線検出信号は、測定制御装置に送られ、当該測定制御装置において処理されて記憶される。なお、試料を載置している試料ステージは試料ステージコントローラにより上下左右に位置制御され、また、試料の表面には、金等の重い元素からなるコーティング層が薄く設けられている。
【０００８】
測定制御装置から出力される測定データと、試料ステージコントローラから出力される測定位置データは、マッピングコントロール装置に送られ、当該マッピングコントロール装置において各画素の測定データと補正データとを記憶し、補正データを用いて各測定データの補正を行い、その補正画素測定データによりカラーコンテントマッピングが行われる。マッピングコントロール装置にて処理された画像信号は表示装置に送られ、当該表示装置によって表示される。
【０００９】
上記構成からなる測定装置を用いて測定を行う際には、試料の表面に設けられたコーティング層のＸ線強度関数Ｍ（Ｚ）（同文献の第３図参照）と各分析元素のＸ線強度関数Ａ（Ｚ）（同文献の第３図参照）と求めて、予め測定制御装置に記憶させておく。そして、コーティング層の測定データをＸ線強度関数値Ｍ（Ｚ）に変換し、その変換した関数値Ｍ（Ｚ）に基づいて、予め記憶させておいたＭ（Ｚ）関数により各測定点の試料面高さＺを求める。これにより、まず、試料表面の高さ情報（凹凸情報）が得られる。
【００１０】
その後、各測定点における分析元素の測定データを補正する際には、求められた試料高さＺに対応するＸ線強度関数値Ａ（Ｚ）を、予め記憶されたＡ（Ｚ）関数から求め、各測定点の分析元素の測定データをその求めたＡ（Ｚ）値で割算することにより行われる。
【００１１】
【特許文献１】特開昭６３−６７５５４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
上述のような測定装置によっても、試料表面の凹凸情報を適切に得ることができ、また、当該凹凸情報に基づいて試料の分析を適切に行うことができるが、以下に示すような要改善点があった。
【００１３】
まず、上記構成からなる測定装置では、上述のように、第１の検出系及び第２の検出系の２つの検出系をそれぞれ個別に設けなくてはならないので、装置が大がかりなものになるとともに、高価なものとなっていた。
【００１４】
また、試料表面の凹凸情報を得るために、上述のごとく、コーティング層の測定データをＸ線強度関数値Ｍ（Ｚ）に変換し、その変換した関数値Ｍ（Ｚ）に基づいて、予め記憶させておいたＭ（Ｚ）関数により各測定点の試料高さＺを求めているが、特許文献１の第３図に示されているように、Ｍ（Ｚ）関数は、Ｍ（Ｚ０）［Ｚ０は、電子ビームが試料面に合焦する試料面高さ］を中心としてほぼ対象な曲線となっている。このため、ある測定点についての試料高さＺを当該Ｍ（Ｚ）関数により求める際に、補正用検出信号に基づく補正量が、Ｚ０を中心として正負いずれの方向に補正すべきものであるかを直ちに把握することができず、試料高さＺのみを正確に測定する場合には改善を要する点があった。
【００１５】
本発明は、このような点に鑑みてなされたものであって、簡易な構成の装置によって正確に試料表面の情報を得ることができる試料表面の測定方法及び分析方法並びに試料表面の測定装置及び分析装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
本発明に基づく試料表面の測定方法は、試料の表面に電子ビームを照射しながら試料を移動させ、試料の移動において試料から発生する特性Ｘ線を集光させてその集光位置を検出する試料表面の測定方法であって、特性Ｘ線の集光位置の変位に基づいて試料表面の高さ情報を得ることを特徴とする。
【００１７】
本発明に基づく他の試料表面の測定方法は、試料の表面に電子ビームを照射する工程と、試料を移動させる工程と、試料から発生する特性Ｘ線を集光させる工程と、集光された特性Ｘ線の集光位置を検出する工程とを有する試料表面の測定方法であって、特性Ｘ線の集光位置の変位に基づいて試料表面の高さ情報を得ることを特徴とする。
【００１８】
また、本発明に基づく試料表面の分析方法は、試料の表面に電子ビームを照射する工程と、試料を移動させる工程と、試料から発生する特性Ｘ線を集光させる工程と、集光された特性Ｘ線の集光位置を検出する工程と、特性Ｘ線の集光位置の変位を求めることにより試料表面の高さ情報を得る工程と、得られた試料表面の高さ情報に基づいて試料の位置制御を行いながら試料表面の分析を行う工程とを有することを特徴とする。
【００１９】
本発明における試料表面の測定装置は、試料の表面に電子ビームを照射する照射手段と、試料を移動させる移動手段と、試料から発生する特性Ｘ線を集光させる集光手段と、集光された特性Ｘ線の集光位置を検出する検出手段とを有する試料表面の測定装置であって、特性Ｘ線の集光位置の変位に基づいて試料表面の高さ情報を得ることを特徴とする。
【００２０】
また、本発明における試料表面の分析装置は、試料の表面に電子ビームを照射する照射手段と、試料を移動させる移動手段と、試料から発生する特性Ｘ線を集光させる集光手段と、集光された特性Ｘ線の集光位置を検出する検出手段と、特性Ｘ線の集光位置の変位を求めることにより試料表面の高さ情報を得る演算手段とを有し、得られた試料表面の高さ情報に基づいて試料の位置制御を行いながら試料表面の分析を行うことを特徴とする。
【発明の効果】
【００２１】
本発明においては、試料の移動の際に試料から発生する特性Ｘ線を集光させ、集光された特性Ｘ線の集光位置を検出し、特性Ｘ線の集光位置の変位に基づいて試料表面の高さ情報を得る。このとき、特性Ｘ線の集光位置の変位における変位量及びその変位方向を合わせて求め、これにより試料表面の高さ情報を得ることができるので、正負いずれの高さ方向にどれだけの量の変位があるかを直ちに把握することができ、簡易な構成でもって試料表面の情報を正確に得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
以下、図面を参照して、本発明を実施するための最良の形態について説明する。
【００２３】
図１は、本発明における測定装置及び分析装置である電子プローブマイクロアナライザからなるＥＰＭＡ（ｅｌｅｃｔｒｏｎ  ｐｒｏｂｅ  ｍｉｃｒｏａｎａｌｙｚｅｒ）装置を示す概略構成図である。同図において、１はＥＰＭＡ装置（測定及び分析装置）であり、このＥＰＭＡ装置１は、ＥＰＭＡ本体２と制御システム３とから構成される。
【００２４】
ＥＰＭＡ本体２には、電子銃４と電子光学系８とを具備する鏡筒２ａと、内部に試料１０が配置される試料室２ｂとが備えられている。電子光学系８は、集束レンズ５、走査コイル６、及び対物レンズ７から構成されている。
【００２５】
電子銃４から放出されて加速された電子ビーム９は、集束レンズ５及び対物レンズ７により試料１０の表面（試料表面）１０ａ上に細く集束され、当該表面１０ａにて合焦された状態で照射される。このとき、走査コイル６により電子ビーム９が適宜偏向されて、その照射位置が制御される。なお、電子銃４と上記電子光学系８とにより、照射手段が構成されている。
【００２６】
試料１０は、試料室２ｂ内に配置された試料ステージ１１上に載置されている。試料ステージ１１は、ステージ駆動機構１２によって、平面方向（Ｘ−Ｙ方向）、垂直方向（Ｚ方向）、回転方向、及び傾斜方向に動くようになっている。さらに、ステージ駆動機構１２は、制御システム３内の駆動制御部１９に接続されており、当該駆動制御部１９によって駆動制御される。ここで、試料ステージ１１とステージ駆動機構１２とにより、移動手段が構成されている。
【００２７】
試料室２ｂ内には、試料１０から発生した特性Ｘ線１３を集光するための分光結晶（集光手段）１４が設けられている。試料１０から放出された特性Ｘ線１３は、分光結晶１４によりＸ線検出器（検出手段）１５に向けて集光される。Ｘ線検出器１５は、集光された特性Ｘ線１５のスペクトル及び強度を検出するとともに、当該特性Ｘ線１５の集光位置を検出する。
【００２８】
ここで、Ｘ線検出器１５は、マルチチャンネル型Ｘ線検出器とされている。このマルチチャンネル型Ｘ線検出器は、Ｘ線を検出するための検出素子を多数備えており、例えば、多数の検出素子を面状に集積して並べて構成された検出部１５ａを具備する。
【００２９】
試料１０における特性Ｘ線１５の発生源及びＸ線検出器１５における特性Ｘ線１５の検出位置は、分光結晶１４の結晶面に接するローランド円上にあるように、分光結晶１４は、図示しない移動機構に支持され、当該移動機構により適宜移動可能に構成されている。
【００３０】
Ｘ線検出器１５には、制御システム３内の演算部（演算手段）１６が接続されている。そして、Ｘ線検出器１５は、検出した特性Ｘ線１３に基づいて検出信号を作成し、当該検出信号を演算部１６に出力する。
【００３１】
制御システム３は、上記演算部１６、システム制御部１７、記憶部１８、及び上記駆動制御部１９を有している。そして、この制御システム３内において、演算部１６は、受けた検出信号に対して所定の演算処理を施し、その演算後の結果を情報信号としてシステム制御部１７に出力する。
【００３２】
システム制御部１７は、受けた情報信号を一旦記憶部１８に情報データとして格納し、また、適宜記憶部１８から情報データを読み出す。さらにシステム制御部１７は、記憶部１８から読み出した情報データに基づいて駆動制御部１９を制御する。これにより、駆動制御部１９は、その情報データに基づきステージ駆動機構１２を駆動制御することとなる。この結果、試料ステージ１１は、当該情報データに基づいて、試料１０を載置した状態で移動制御される。
【００３３】
なお、ＥＰＭＡ本体２における鏡筒２ａ内及び試料室２ｂ内は、それぞれ図示しない排気手段により排気される構成となっており、これによりそれぞれ所定の真空度に真空引きされる。そして、後述する試料表面１０ａの測定及び分析は、鏡筒２ａ内及び試料室２ｂ内がそれぞれ所定の真空度に真空引きされている状態で実施される。
【００３４】
次に、このような構成からなるＥＰＭＡ装置を用いて試料表面の測定及び分析を行う方法について説明する。
【００３５】
まず、ＥＰＭＡ本体２の試料室２ｂ内における試料ステージ１１上に、測定及び分析の対象となる試料１０を位置決めした状態で載置する。このとき、試料１０の表面１０ａには、図２に示すごとく、被膜１０ｂが設けられている。ここで、図２は試料１０の要部を示す断面図であり、被膜１０ｂは、金もしくは炭素から構成される。
次に、鏡筒２ａ内及び試料室２ｂ内を排気し、それぞれを所定の真空度に真空引きする。鏡筒２ａ内及び試料室２ｂ内の雰囲気が所定の真空度に到達し、当該真空度にて維持された状態で、試料１０の表面１０ａに電子ビーム９を照射する。
【００３６】
このときのＥＰＭＡ装置１の要部を図３に示す。同図に示すように、電子ビーム９は、試料１０の表面１０ａに設けられた被膜１０ｂに照射される。なお、試料ステージ１１に載置されている試料１０の位置は、ステージ駆動機構１２を介して駆動制御部１９により制御されており、同図の状態においては第１の位置（初期位置）に位置している。
ここで、図３に示す場合では、試料表面１０ａにおける平均的な高さとなっている平均表面Ｐに電子ビーム９が照射されている。このとき、電子銃４及び電子光学系８を制御することにより、電子ビーム９は、この平均表面Ｐの高さ位置（Ｚ方向位置）にその焦点が合わされた（合焦された）状態となっている。この結果、電子ビーム９は、平均表面Ｐに設けられた被膜１０ｂに合焦され、当該被膜１０ｂに照射されることとなる。
【００３７】
このように電子ビーム９が照射された被膜１０ｂからは、当該被膜１０ｂの特性Ｘ線１３が発生する。そして、被膜１０ｂから発生した特性Ｘ線１３は、分光結晶１４に放出され、この分光結晶１４によりＸ線検出器１５に向けて集光される。
【００３８】
ここで、図３に示すように、Ｘ線検出器１５は、Ｘ線を検出するための検出素子１５ｂを多数個面状に集積して並べて構成された検出部１５ａを有している。そして、被膜１０ｂから発生した特性Ｘ線１３は、分光結晶１４によりＸ線検出器１５の検出部１５ａに集光される。同図に示した場合においては、分光結晶１４により集光された特性Ｘ線１３の集光位置は、Ｘ線検出器１５の検出部１５ａにおける位置Ａ（以下、集光位置Ａという）となっている。
【００３９】
Ｘ線検出器１５は、その検出部１５ａにおいて特性Ｘ線１３が集光している集光位置Ａを対応する検出素子１５ｂにより検出し、その検出結果に基づいて検出信号を作成する。Ｘ線検出器１５において作成された検出信号は、演算部１６に送られ、当該演算部１６は集光位置Ａに対応する試料表面１０ａの高さ（平均表面Ｐの高さ）を算出し、さらにそれに対応する高さ情報（情報信号）を作成する。
【００４０】
演算部１６において作成された高さ情報は、システム制御部１７に送られる。当該システム制御部１７は当該高さ情報を、対応するＸ−Ｙ方向位置情報とともに記憶部１８に情報データとして格納する。なお、このときには平均表面Ｐの高さ情報が情報データとして格納されることとなり、当該情報データを平均表面情報データということとする。
【００４１】
次に、駆動制御部１９によりステージ駆動機構１２を駆動制御して、試料ステージ１１を図３における矢印ｆで示した方向に動かす。これにより、試料１０が矢印ｆで示す方向に移動する。そして、この試料１０の移動の最中において、上述したＸ線検出器１５による特性Ｘ線１３の検出、及びＸ線検出器１３の検出結果に基づく演算部１６とシステム制御部による上記処理が継続して実行される。
【００４２】
試料１０がこのように矢印ｆの方向へ移動すると、図４に示すように、試料１０が第２の位置に位置することとなる。この状態では、電子ビーム９は、試料表面１０ａにおける平均表面Ｐよりも高い位置となっている凸状表面Ｑに照射される。ここで、試料１０の移動の最中は、電子銃４及び電子光学系８による電子ビーム９の照射条件を固定しておき、電子ビーム９の焦点を動かすことなく、継続して試料表面１０ａにおける平均表面Ｐの高さ位置に合焦している状態に保持しておく。また、分光結晶１４の位置も動かさずに固定しておく。
【００４３】
電子ビーム９が照射された凸状表面Ｑに設けられた被膜１０ｂからは、上述と同様に、その特性Ｘ線１３が発生する。被膜１０ｂから発生した特性Ｘ線１３は、分光結晶１４に放出され、分光結晶１４によりＸ線検出器１５に向けて集光される。そして、Ｘ線検出器１５により、特性Ｘ線１３の集光位置が検出される。
このとき、電子ビーム９の照射条件が固定され、その焦点が移動していないので、凸状表面Ｑの被膜１０ｂから発生して分光結晶１４により集光された特性Ｘ線１３の集光位置は、平均表面Ｐと凸状表面Ｑとの高さの差異（高度差）に応じて変位する。よって、この場合、図４に示すごとく、特性Ｘ線１３の集光位置は、Ｘ線検出器１５の検出部１５ａにおいて、上記集光位置Ａから第１の方向に変位した位置Ｂ（以下、集光位置Ｂという）となる。
【００４４】
この集光位置Ｂは、Ｘ線検出器１５によって検出され、Ｘ線検出器１５は、その検出結果に基いて検出信号を作成する。Ｘ線検出器１５において作成された検出信号は、上述と同様に演算部１６に送られる。演算部１６は、集光位置Ｂに対応する試料表面１０ａの高さ（凸状表面Ｑの高さ）を算出し、それに対応する高さ情報を作成する。
【００４５】
演算部１６において作成された高さ情報は、システム制御部１７に送られ、当該システム制御部１７は当該高さ情報を、対応するＸ−Ｙ方向位置情報とともに記憶部１８に情報データとして格納する。なお、このときには凸状表面Ｑの高さ情報が情報データとして格納されることとなり、当該情報データを凸状表面情報データということとする。
【００４６】
さらに続けて、駆動制御部１９によりステージ駆動機構１２を駆動制御して、試料ステージ１１を矢印ｆで示した方向に動かす。そして、この試料１０の移動の最中においても、上述したように、Ｘ線検出器１５による特性Ｘ線１３の検出、及びＸ線検出器１３の検出結果に基づく演算部１６とシステム制御部による上記処理が継続して実行されることとなる。
【００４７】
試料１０がこのように矢印ｆの方向へ移動すると、図５に示すように、試料１０が第３の位置に位置することとなる。この状態では、電子ビーム９は、試料表面１０ａにおける平均表面Ｐよりも低い位置となっている凹状表面Ｒに照射される。ここでも、試料１０の移動の最中において、電子銃４及び電子光学系８による電子ビーム９の照射条件を固定しておき、電子ビーム９の焦点を動かすことなく、継続して試料表面１０ａにおける平均表面Ｐの高さ位置に合焦している状態に保持しておく。また、分光結晶１４の位置も同様に、動かさずに固定しておく。
【００４８】
電子ビーム９が照射された凹状表面Ｒに設けられた被膜１０ｂからは、上述と同様に、その特性Ｘ線１３が発生する。被膜１０ｂから発生した特性Ｘ線１３は、分光結晶１４に放出され、分光結晶１４によりＸ線検出器１５に向けて集光される。そして、Ｘ線検出器１５により、特性Ｘ線１３の集光位置が検出される。
【００４９】
このとき、電子ビーム９の照射条件が固定され、その焦点が移動していないので、凹状表面Ｒの被膜１０ｂから発生して分光結晶１４により集光された特性Ｘ線１３の集光位置は、平均表面Ｐと凹状表面Ｒとの高さの差異（高度差）に応じて変位する。よって、この場合、図５に示すごとく、特性Ｘ線１３の集光位置は、Ｘ線検出器１５の検出部１５ａにおいて、上記集光位置Ａから第２の方向（上記第１の方向に対してほぼ逆となる方向）に変位した位置Ｃ（以下、集光位置Ｃという）となる。
【００５０】
この集光位置Ｃは、Ｘ線検出器１５によって検出され、Ｘ線検出器１５は、その検出結果に基いて検出信号を作成する。Ｘ線検出器１５において作成された検出信号は、上述と同様に演算部１６に送られる。演算部１６は、集光位置Ｃに対応する試料表面１０ａの高さ（凹状表面Ｒの高さ）を算出し、それに対応する高さ情報を作成する。
【００５１】
演算部１６において作成された高さ情報は、システム制御部１７に送られ、当該システム制御部１７は当該高さ情報を、対応するＸ−Ｙ方向位置情報とともに記憶部１８に情報データとして格納する。なお、このときには凹状表面Ｒの高さ情報が情報データとして格納されることとなり、当該情報データを凹状表面情報データということとする。
【００５２】
以上の工程を経ることにより、試料表面１０ａにおける平均表面Ｐ、凸状表面Ｑ、及び凹状表面に関する高さ情報が、それぞれ平均表面情報データ、凸状表面情報データ、及び凹状表面情報データとして測定され、制御システム３内の記憶部１８に格納されて記憶されることとなる。そして、上記の手法によれば、検出器１５の検出部１５ａにおける特性Ｘ線１３の集光位置を検出し、当該集光位置の変位に基づいて試料表面１０ａの高さ情報を得ることができる。
【００５３】
上述した試料表面１０ａの高さ情報を測定して取得するための各工程を行い、試料表面１０ａの所定の分析領域におけるＸ−Ｙ方向位置情報及び対応する高さ情報を各表面情報データとして記憶部１８に格納して記憶させた後、ＥＰＭＡによる試料表面１０ａの分析を行う際について、以下に説明する。
【００５４】
まず、制御システム３内のシステム制御部１７は、駆動制御部１９に初期化信号を送信する。これにより、駆動制御部１９はステージ駆動機構１２を駆動制御して、試料ステージ１１に載置された試料１０のＸ−Ｙ方向での位置が初期位置（上述における図３に示す第１の位置）に位置するようにする。
さらに、システム制御部１７は、記憶部１８から、Ｘ−Ｙ方向位置情報及び対応する高さ情報からなる各表面情報データを読み出し、当該表面情報データを駆動制御部１９に送信する。駆動制御部１９は、送られた各表面情報データに基づいてステージ駆動機構を駆動制御する。
この結果、試料ステージ１１に載置された試料１０のＸ−Ｙ方向位置及び対応する高さ位置（Ｚ方向位置）が制御された状態で、試料１０が上記矢印ｆの方向に移動する。これにより、試料表面１０ａの高さ位置を、そのＸ−Ｙ方向位置に応じて制御することができる。
【００５５】
従って、電子ビーム９の照射条件を固定して、その焦点の位置を動かさずに分析を行う際に、試料表面１０ａの高さ情報に基づいて試料１０の位置制御を行うことができ、分析領域における試料表面１０ａの位置を電子ビーム９の焦点位置に合わせて分析することができる。
【００５６】
なお、ここでの分析の手法は、通常行われるＥＰＭＡによる分析に対応して実施されることとなり、上述の分光結晶１４の位置を制御するとともに、Ｘ線検出器１５によって特性Ｘ線を検出することにより分析が行われる。
【００５７】
このように、本発明では、ＥＰＭＡ装置を構成しているＸ線検出器における特性Ｘ線の集光位置の変位に基づいて、試料表面の高さ情報を得ている。よって、ＥＰＭＡによる分析に用いられるＸ線検出器をそのまま利用して試料高さ情報を得ることとなるので、装置に検出系を別途設ける必要がなく、装置が大がかりなものとならずに簡易な構成の装置とすることができる。
【００５８】
また、Ｘ線検出器において特性Ｘ線の集光位置の変位方向も検出することができるので、試料表面の高さの変位方向も即座に把握することができ、正確な試料表面の情報を得ることができる。
【００５９】
従って、本発明においては、試料の移動の際に試料から発生する特性Ｘ線を集光させ、集光された特性Ｘ線の集光位置を検出し、特性Ｘ線の集光位置の変位に基づいて試料表面の高さ情報を得ている。このとき、特性Ｘ線の集光位置の変位における変位量及びその変位方向を合わせて求め、これにより試料表面の高さ情報を得ることができるので、正負いずれの高さ方向にどれだけの量の変位があるかを直ちに把握することができ、簡易な構成でもって試料表面の情報を正確に得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００６０】
【図１】本発明における測定装置（分析装置）を示す概略構成図である。
【図２】試料の要部を示す断面図である。
【図３】試料が第１の位置に位置する状態を示す概略図である。
【図４】試料が第２の位置に位置する状態を示す概略図である。
【図５】試料が第３の位置に位置する状態を示す概略図である。
【符号の説明】
【００６１】
１…ＥＰＭＡ装置（測定及び分析装置）、２…ＥＰＭＡ本体、３…制御システム、４…電子銃、８…電子光学系、９…電子ビーム、１０…試料、１０ａ…試料表面、１１…試料ステージ、１２…ステージ駆動機構、１３…特性Ｘ線、１４…分光結晶、１５…Ｘ線検出器、１６…演算部、１７…システム制御部、１８…記憶部、１９…駆動制御部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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