(57)【要約】    【課題】    試料面の欠陥部を検出して分析の効率を向上させる。    【解決手段】    撮像部１０により試料表面の画像を撮像して、画像解析手段であるパーソナルコンピュータ１４に画像データを取り込んで画像解析が行なわれる。画像解析により試料表面の正常部との輝度の違いから欠陥部を検出して、分析する位置が欠陥部を避けるように分析位置を抽出する。抽出した分析位置の座標に基づいてロボットアーム１２をパーソナルコンピュータ１４により制御して試料の位置決めを行ない、分析位置を分析する。    【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
固体試料表面の分析を行なう分析部と、
試料の分析面を撮像して欠陥部を検出する画像解析手段とを備え、
前記分析部により分析する際には前記画像解析手段により検出した欠陥部情報に基づいて抽出した分析位置で分析を行なうようにしたことを特徴とする発光分析装置。
【請求項２】
前記画像解析手段は、撮像部としてＣＣＤカメラを備えて試料面を撮影し、試料面の欠陥部を輝度により検出するものである請求項１に記載の発光分析装置。
【請求項３】
前記分析部により分析を行なう試料の設置位置と前記画像解析手段における撮像時の試料の設置位置は異なっており、両試料設置位置間を移送する搬送機構をさらに備えており、
前記画像解析手段は分析位置の抽出まで行なうものであり、
前記搬送機構は、前記画像解析手段により抽出された分析位置で分析を行なうように前記分析部における試料の位置決めも行なうものである請求項１又は２に記載の発光分析装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、固体試料を放電により発光させて試料からの光を検出し分析を行なう発光分析装置やレーザＩＣＰ（誘導結合プラズマ）分析装置など、固体試料表面の分析を行なう各種分析装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
固体試料表面分析装置の一例としての発光分析装置は、試料の形状や材質等によって、スパーク放電やアーク放電など放電の仕様を切り替えて放電・分析を行なう。固形の試料を分析する際、試料を分析ギャップに設置して高電流を流し放電するが、試料面の欠陥部に放電を行なうと、発光度合いが正常部とは異なり、正確な分析を行なうことはできない。
試料面の欠陥の有無を検出するには、試料面の予め決められた位置を分析して、その結果により試料の分析位置が欠陥部位であったか否かを判定するか、又は、試料面の予め決められた位置を分析前に反射型センサにより照射して、その入力信号により該当位置が欠陥部位であるか否かを判定する方法がとられている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
試料面を一度分析し、その結果により欠陥部を検出する場合、欠陥部も正常部も分析しなければならないので、無駄な分析が必要となり、分析時間が長くなってしまう。また、予め決められた位置のみしか判定できないので、分析可能な位置が少なくなってしまうことがある。また、試料面の一部にのみ欠陥があった場合でも、たまたまその欠陥部が予め定められた分析位置であったときには、分析結果を得られないことになる。
反射型センサによる欠陥部の検出は正確性が低い。
このように、従来の方法では試料不良となることが多く、再度試料を採取し再分析の必要があることが多い。
【０００４】
そこで本発明は、試料面の欠陥部を検出して分析の効率を向上させることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の分析装置は、固体試料表面の分析を行なう分析部と、試料の分析面を撮像して欠陥部を検出する画像解析手段とを備え、前記分析部により分析する際には前記画像解析手段により検出した欠陥部情報に基づいて抽出した分析位置で分析を行なうようにしたことを特徴とするものである。
【０００６】
また、その画像解析手段は、例えば撮像部としてＣＣＤカメラを用いて試料面を撮影し、試料面の欠陥部を正常部との輝度の違いにより検出するものとすることができる。
【０００７】
分析部により分析を行なう試料の設置位置と前記画像解析手段における撮像時の試料の設置位置は異なったものとし、両試料設置位置間を移送する搬送機構をさらに備え、前記画像解析手段は分析位置の抽出まで行なうものであり、前記搬送機構は、前記画像解析手段により抽出された分析位置で分析を行なうように前記分析部における試料の位置決めも行なうようにするものであることが好ましい。
【発明の効果】
【０００８】
試料面を撮像し画像解析により欠陥部を検出し、その欠陥部を避けるように分析位置を抽出して分析するようにしたので、欠陥部を分析することがなくなり、分析時間を短くすることができる。また、分析する位置を試料面の正常部に制限して行なうよう制御するので、欠陥部を有した試料であっても必要最小限の正常部分からも正常な分析結果を得ることが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
一実施例として、欠陥を検出するための検出手段として、試料面の画像をＣＣＤカメラを用いて撮影し、その画像の解析処理を行なって正常部と欠陥部との輝度の違いにより欠陥部を検出するものを用い、搬送機構としてロボットアームを用いた発光分析装置を取り挙げて説明する。
【００１０】
図１は一実施例を概略的に示す構成図である。
この発光分析装置は、放電用の電極を備えた分析部２と、分析部２の近傍に設けられたＣＣＤカメラ４とランプ６及び遮蔽カバー８とを有する撮像部１０と、試料を保持して搬送する搬送機構としてのロボットアーム１２と、ＣＣＤカメラ４とロボットアーム１２及び分析部２に接続されて、ＣＣＤカメラ４からの画像データの解析処理を行ない、その結果に基づいてロボットアーム１２の動作及び分析部２を制御する制御装置としてのパーソナルコンピュータ１４（ＰＣ）とを備えている。
【００１１】
撮像部１０は、試料面の画像を撮影するためにＣＣＤカメラ４が上向きに設置され、ＣＣＤカメラ４の側方には試料面に影ができないよう全面を照射するようにランプ６が設置されている。また、撮影の妨害となる光の入射を防ぐ遮蔽カバー８で撮像部１０を囲っている。
ＣＣＤカメラ４によって撮影した画像データはパーソナルコンピュータ１４に送信される。パーソナルコンピュータ１４は、撮像部１０から取り込んだ試料表面の画像データを画像解析して試料面全体の欠陥部を検出し、その欠陥部情報に基づいて分析位置を抽出し、抽出した分析位置の座標を基にロボットアーム１２を制御して移動させ、試料の位置決めを行なう。
【００１２】
パーソナルコンピュータ１４は、ロボットアーム１２が保持している試料について、欠陥部情報に基づいて抽出した分析位置で分析が行なわれるように、分析部２とロボットアーム１２とを制御する。この際、分析位置の座標は、ロボットアーム１２の位置座標と関連付けられており、抽出された分析位置を正確に分析することができるようになっている。
【００１３】
画像解析は、図２に示されるように行なわれる。（Ａ）は撮像部１０から取り込まれた試料表面の画像データである。２０は試料面全体、２２は欠陥部である。（Ｂ）のように試料面２０上に複数の分析候補範囲２４を設定し、画像解析により各分析候補範囲２４が分析に適するかどうかを判定する。この判定は、各分析候補範囲２４内における輝度を正常部の輝度と比較し、欠陥部分がその分析候補範囲に占める割合（％）を設定値と比較することで、その分析候補範囲２４の適否を判定する。欠陥部が占める割合が設定値以下である分析候補範囲２４のうち、お互いが重ならないような範囲２４を抽出して、（Ｃ）に示されるように分析位置２４ａとして認識し、その結果に基づいてロボットアーム１２を制御する。
【００１４】
分析候補範囲２４の設定は、画像解析の結果に基づいて、試料面全体の半径などから分析に最適な位置（半径ｒ）を割り出して決定する。
また、分析位置２４ａの数、分析位置を設定する半径ｒや他の分析位置との重なり度、分析位置としての適否の判定基準となる設定値（％）などのパラメータは、オペレータが任意に設定することができる。
【００１５】
図３は同実施例の構成を概略的に示すブロック図である。
オペレータは試料をロボットアーム１２に保持させて、様々なパラメータを設定し、パーソナルコンピュータ１４に分析開始を入力する。パーソナルコンピュータ１４はオペレータの指示に基づいてロボットアーム１２を制御して、撮像部１０まで試料を搬送する。撮像部１０ではランプ６から試料面全体に光を照射し、その画像をＣＣＤカメラ４で撮影する。撮影された試料面の画像はデータとしてパーソナルコンピュータ１４に取り込まれて画像解析が行なわれ、正常部との輝度の違いにより欠陥部が検出される。パーソナルコンピュータ１４は、画像解析によって得られた欠陥部情報に基づいて分析位置を抽出し、その分析位置を分析するようにロボットアーム１２を分析部２まで移動させて、分析位置での分析を行なうよう制御し、分析データを取り込む。
【００１６】
各分析位置２４ａの座標は、予めロボットの分析位置と関連付けられており、抽出された分析位置を正確に分析することができる。
一つの分析位置の分析が終了すると、次の分析位置を分析するためにロボットアーム１２を制御して試料の位置決めを行ない、その分析位置の分析を行なう。以後、抽出した分析位置全ての分析が終了するまで繰り返し行なう。
【００１７】
図４は同実施例の動作を改めて概略的に示すフローチャート図である。
試料を保持したロボットアーム１２は撮像部１０に試料を移動させ、撮像部１０で試料面の撮像が行なわれる（ステップＳ１）。撮像した画像データはパーソナルコンピュータ１４に取り込まれ、正常部との輝度の違いにより欠陥部が検出される（ステップＳ２）。欠陥部の検出により、数箇所の分析位置が抽出される（ステップＳ３）。パーソナルコンピュータ１４はその分析位置の座標に基づいてロボットアーム１２を制御し、分析位置を分析するように試料の位置決めを行なう（ステップＳ４）。試料の位置決めが終わると、分析部２の分析用電極から放電され、分析が行なわれる（ステップＳ５）。１つの分析位置で分析が終了すると、次の分析位置を分析するようにロボットアーム１２を動かし、試料の位置決めを行なって分析する。このように、位置決め、分析の動作をすべての分析位置が分析されるまで繰り返し行ない、すべての分析位置の分析が終了するとその試料の分析を終了する（ステップＳ６）。
【００１８】
試料面の画像取り込みを手動で行なってもよい。その際、ＣＣＤカメラ４による画像をパーソナルコンピュータ１４のモニタで確認しながら試料面全体がモニタに映るように手動で調整することも可能である。
実施例ではパラメータの全てをオペレータが入力するようにしているが、そのうちのいくつかを自動的に判断して設定するようにしてもよい。例えば、試料面の直径を画像解析により求め、欠陥部を求めた画像解析の結果に基づいて、分析候補範囲２４を決める半径ｒを最多の分析位置２４ａが得られるようなものになるように判別して、自動で分析が開始できるようにすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】一実施例を示す概略構成図である。
【図２】同実施例の試料面における分析位置の抽出を説明するための図である。
【図３】同実施例を示すブロック図である。
【図４】同実施例の動作を示すフローチャート図である。
【符号の説明】
【００２０】
２      分析部
４      ＣＣＤカメラ
６      ランプ
８      遮蔽カバー
１０      撮像部
１２      ロボットアーム
１４      パーソナルコンピュータ
２０      試料面
２２      欠陥部
２４      分析候補範囲
２４ａ    分析位置
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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