JP6772949B2 - Analysis equipment - Google Patents
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Description
本発明は、真空チャンバ内の試料に電子線又はＸ線を照射することにより分析を行う分析装置に関するものである。 The present invention relates to an analyzer that analyzes a sample in a vacuum chamber by irradiating it with an electron beam or an X-ray.
分析装置の一例である電子線マイクロアナライザー（ＥＰＭＡ：Electron Probe Microanalyzer）では、試料に電子線を照射し、この照射によって試料から発生するＸ線を検出することにより、試料の元素分析を行うことができる。ＥＰＭＡには、試料を保持するための試料ホルダが着脱可能となっている。試料ホルダは、用途に応じて複数準備されており、用途に適した試料ホルダを試料ステージに搭載して、分析を行うことができるようになっている。 An electron probe microanalyzer (EPMA), which is an example of an analyzer, can perform elemental analysis of a sample by irradiating the sample with an electron beam and detecting the X-rays generated from the sample by this irradiation. it can. A sample holder for holding the sample is removable from the EPMA. A plurality of sample holders are prepared according to the application, and a sample holder suitable for the application can be mounted on the sample stage for analysis.
試料ステージは真空チャンバ内に設けられており、この試料ステージに対して試料ホルダが着脱可能となっている。試料ホルダには、モータなどの複数の電子部品（図示せず）が備えられており、これらの電子部品にそれぞれ電気的に接続された第１端子が、試料ホルダの下面に形成されている。一方、試料ステージの上面には、試料ホルダが取り付けられたときに第１端子に接触する複数の第２端子が形成されている。このような接続端子の接触により電気的な接続を行う構成は、分析装置において一般的に採用されている（例えば、下記特許文献１参照）。 The sample stage is provided in a vacuum chamber, and the sample holder can be attached to and detached from the sample stage. The sample holder is provided with a plurality of electronic components (not shown) such as a motor, and first terminals electrically connected to each of these electronic components are formed on the lower surface of the sample holder. On the other hand, on the upper surface of the sample stage, a plurality of second terminals that come into contact with the first terminal when the sample holder is attached are formed. Such a configuration in which electrical connection is performed by contact of connection terminals is generally adopted in an analyzer (see, for example, Patent Document 1 below).
試料ステージには、コネクタを介して、真空チャンバの外部に設けられたコントローラが接続される。これにより、第１端子及び第２端子を介して試料ホルダに接続されたコントローラから、試料ホルダに備えられた電子部品に対する制御を行うことができる。 A controller provided outside the vacuum chamber is connected to the sample stage via a connector. As a result, the controller connected to the sample holder via the first terminal and the second terminal can control the electronic components provided in the sample holder.
用途に応じて準備される複数の試料ホルダには、それぞれ専用のコントローラを接続しなければならない。そのため、試料ホルダを交換する度に、コネクタを着脱して別のコントローラを手動で接続し直す必要があり、作業が煩雑になるという問題があった。 A dedicated controller must be connected to each of the multiple sample holders prepared according to the application. Therefore, every time the sample holder is replaced, it is necessary to attach / detach the connector and manually reconnect another controller, which causes a problem that the work becomes complicated.
また、真空チャンバ内に設置されている試料ステージ上の試料ホルダは、真空チャンバの外部から目視できないため、設置後の試料ホルダの識別を容易に行うことができない。そのため、設置された試料ホルダに対応していないコントローラを誤って接続するおそれがあり、その場合には、試料ホルダ及びコントローラが破損する原因ともなる。 Further, since the sample holder on the sample stage installed in the vacuum chamber cannot be visually observed from the outside of the vacuum chamber, it is not possible to easily identify the sample holder after installation. Therefore, there is a risk of erroneously connecting a controller that does not correspond to the installed sample holder, and in that case, the sample holder and the controller may be damaged.
本発明は、上記実情に鑑みてなされたものであり、試料ホルダの種類を容易に識別することができる分析装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to provide an analyzer capable of easily identifying the type of sample holder.
（１）本発明に係る分析装置は、真空チャンバ内の試料に電子線又はＸ線を照射することにより分析を行う分析装置であって、試料ホルダと、取付部と、複数の第１端子と、複数の第２端子と、コントローラとを備える。前記試料ホルダは、試料を保持する。前記取付部は、前記真空チャンバ内に設けられ、前記試料ホルダを着脱可能である。前記複数の第１端子は、前記試料ホルダに設けられ、当該試料ホルダに備えられた電気部品にそれぞれ電気的に接続された端子を含む。前記複数の第２端子は、前記取付部に設けられ、当該取付部に取り付けられた前記試料ホルダの前記複数の第１端子にそれぞれ接触する。前記コントローラは、前記真空チャンバの外部に設けられ、前記複数の第２端子を介して前記複数の第１端子との間で信号の入力又は出力を行う。前記複数の第１端子のうち、前記電気部品に接続されていない１対の端子同士が短絡されている。前記コントローラは、前記複数の第２端子のうち、前記取付部に前記試料ホルダを取り付けたときに前記１対の端子に接触する端子間の通電状態の変化に基づいて、前記試料ホルダの種類を識別する。 (1) The analyzer according to the present invention is an analyzer that analyzes a sample in a vacuum chamber by irradiating it with an electron beam or an X-ray, and includes a sample holder, a mounting portion, and a plurality of first terminals. , A plurality of second terminals and a controller are provided. The sample holder holds a sample. The mounting portion is provided in the vacuum chamber, and the sample holder can be attached and detached. The plurality of first terminals include terminals provided in the sample holder and electrically connected to electrical components provided in the sample holder. The plurality of second terminals are provided in the mounting portion and come into contact with the plurality of first terminals of the sample holder mounted on the mounting portion. The controller is provided outside the vacuum chamber, and inputs or outputs a signal to and from the plurality of first terminals via the plurality of second terminals. Of the plurality of first terminals, a pair of terminals that are not connected to the electric component are short-circuited. The controller determines the type of the sample holder based on the change in the energization state between the terminals that come into contact with the pair of terminals when the sample holder is attached to the attachment portion among the plurality of second terminals. Identify.
このような構成によれば、試料ホルダに設けられた複数の第１端子のうち、電気部品に接続されていない１対の端子同士を短絡させることにより、取付部に設けられた複数の第２端子のうち、これらの１対の端子に接触する端子間の通電状態の変化に基づいて、試料ホルダの種類を識別することができる。したがって、試料ホルダに設けられた複数の第１端子のうち使用していない端子を用いて、試料ホルダの種類を容易に識別することができる。 According to such a configuration, among the plurality of first terminals provided on the sample holder, the plurality of second terminals provided on the mounting portion are provided by short-circuiting the pair of terminals that are not connected to the electrical components. Among the terminals, the type of sample holder can be identified based on the change in the energization state between the terminals in contact with these pair of terminals. Therefore, the type of the sample holder can be easily identified by using the unused terminal among the plurality of first terminals provided on the sample holder.
（２）前記分析装置は、前記複数の第２端子に対して接続された信号切換え装置をさらに備えていてもよい。この場合、前記信号切換え装置を介して複数種類の前記コントローラが前記複数の第２端子に接続可能となっていてもよい。また、前記信号切換え装置は、前記取付部に前記試料ホルダが取り付けられたときに、当該試料ホルダの種類に応じて配線の切替動作を自動で行うことにより、当該試料ホルダに対応する種類のコントローラを前記複数の第２端子に接続してもよい。 (2) The analyzer may further include a signal switching device connected to the plurality of second terminals. In this case, a plurality of types of the controllers may be connectable to the plurality of second terminals via the signal switching device. Further, the signal switching device is a controller of a type corresponding to the sample holder by automatically performing a wiring switching operation according to the type of the sample holder when the sample holder is attached to the mounting portion. May be connected to the plurality of second terminals.
このような構成によれば、信号切換え装置により配線の切替動作を自動で行い、取付部に取り付けられた試料ホルダに対応する種類のコントローラを複数の第２端子に自動的に接続することができる。したがって、試料ホルダに対応するコントローラを手動で接続し直す必要がないため、作業が煩雑になるのを防止することができる。 According to such a configuration, the signal switching device automatically switches the wiring, and the controller of the type corresponding to the sample holder attached to the mounting portion can be automatically connected to the plurality of second terminals. .. Therefore, since it is not necessary to manually reconnect the controller corresponding to the sample holder, it is possible to prevent the work from becoming complicated.
（３）前記複数の第１端子には、前記電気部品に接続されていない端子が複数対あり、各対の端子同士が短絡されていてもよい。この場合、前記信号切換え装置は、前記複数対の端子に対する配線の接続状態を切り替える切替部を有していてもよい。 (3) The plurality of first terminals may have a plurality of pairs of terminals that are not connected to the electric component, and the terminals of each pair may be short-circuited. In this case, the signal switching device may have a switching unit for switching the connection state of the wiring to the plurality of pairs of terminals.
このような構成によれば、それぞれ短絡された複数対の端子に対する配線の接続状態を切替部で切り替えることにより、さらに多くの試料ホルダの種類を容易に識別することができる。 According to such a configuration, more types of sample holders can be easily identified by switching the connection state of the wiring to the plurality of pairs of terminals short-circuited by the switching unit.
本発明によれば、試料ホルダに設けられた複数の第１端子のうち使用していない端子を用いて、試料ホルダの種類を容易に識別することができる。 According to the present invention, the type of the sample holder can be easily identified by using the unused terminal among the plurality of first terminals provided on the sample holder.
１．電子線マイクロアナライザーの全体構成
図１は、本発明の一実施形態に係るＥＰＭＡ１００の構成例を示した概略図である。ＥＰＭＡ（電子線マイクロアナライザー）１００は、分析装置の一例であり、ハウジング１内に試料Ｓを設置して電子線を照射することにより、試料Ｓから発生するＸ線を検出して分析を行うための装置である。分析時には、ハウジング１内が真空状態とされることにより、ハウジング１が真空チャンバとして機能する。ＥＰＭＡ１００には、試料ホルダ２、試料ステージ３、電子線照射部４、ＥＤＳ５、ＷＤＳ６、二次電子検出器７などが備えられている。
1. 1. Overall configuration of electron probe microanalyzer FIG. 1 is a schematic view showing a configuration example of EPMA100 according to an embodiment of the present invention. The EPMA (electron probe microanalyzer) 100 is an example of an analyzer for detecting and analyzing X-rays generated from the sample S by installing the sample S in the housing 1 and irradiating the sample S with an electron beam. It is a device of. At the time of analysis, the inside of the housing 1 is evacuated so that the housing 1 functions as a vacuum chamber. The EPMA 100 is provided with a sample holder 2, a sample stage 3, an electron beam irradiation unit 4, EDS 5, WDS 6, a secondary electron detector 7, and the like.
試料ホルダ２は、試料を保持するための部材であり、試料ステージ３に対して着脱可能である。試料ステージ３は、ハウジング１内に設けられており、水平面内において互いに直交する２軸（Ｘ軸及びＹ軸）と、鉛直方向のＺ軸に沿って変位可能である。試料ホルダ２は、試料ステージ３を着脱可能な取付部を構成している。この試料ステージ３の変位を制御することにより、試料Ｓの表面上における測定領域（電子線が照射される領域）を調整することができる。 The sample holder 2 is a member for holding the sample, and is removable from the sample stage 3. The sample stage 3 is provided in the housing 1 and can be displaced along two axes (X-axis and Y-axis) orthogonal to each other in a horizontal plane and a Z-axis in the vertical direction. The sample holder 2 constitutes a mounting portion to which the sample stage 3 can be attached and detached. By controlling the displacement of the sample stage 3, the measurement region (the region irradiated with the electron beam) on the surface of the sample S can be adjusted.
電子線照射部４は、電子源４１、コンデンサレンズ４２、絞り４３、走査コイル４４、対物レンズ４５などを備えている。電子源４１から放出される電子線は、コンデンサレンズ４２により集光され、絞り４３により光束が絞られた後、対物レンズ４５により小さいスポット状となって試料Ｓの表面に照射される。試料Ｓの表面に照射される電子線は、走査コイル４４により、測定領域内で水平方向（Ｘ方向及びＹ方向）に走査される。電子線が照射された試料Ｓの表面からは、Ｘ線が発生し、そのＸ線がＥＤＳ５及びＷＤＳ６に入射する。 The electron beam irradiation unit 4 includes an electron source 41, a condenser lens 42, a diaphragm 43, a scanning coil 44, an objective lens 45, and the like. The electron beam emitted from the electron source 41 is focused by the condenser lens 42, the luminous flux is focused by the diaphragm 43, and then the objective lens 45 becomes a smaller spot and is irradiated on the surface of the sample S. The electron beam irradiated to the surface of the sample S is scanned in the horizontal direction (X direction and Y direction) in the measurement region by the scanning coil 44. X-rays are generated from the surface of the sample S irradiated with the electron beam, and the X-rays are incident on EDS5 and WDS6.
ＥＤＳ５は、Ｘ線のエネルギースペクトルを求める分光器（エネルギー分散型Ｘ線分光器）であり、図示しない半導体検出器及びマルチチャンネルアナライザを備えている。試料ＳからのＸ線は、半導体検出器に入射して電気信号に変換され、入射するＸ線のエネルギーに比例する高さのパルスがマルチチャンネルアナライザに導かれる。これにより、Ｘ線エネルギーに対応させた各チャンネルにパルス個数を積算し、Ｘ線スペクトルのデータを取得することができる。ＥＤＳ５は、ハウジング１の外側から着脱可能であり、本実施形態のようにＥＰＭＡ１００に追加で装備することができるが、省略することも可能である。 The EDS5 is a spectroscope (energy dispersive X-ray spectroscope) that obtains an X-ray energy spectrum, and includes a semiconductor detector and a multi-channel analyzer (not shown). The X-rays from the sample S enter the semiconductor detector and are converted into an electric signal, and a pulse having a height proportional to the energy of the incident X-rays is guided to the multi-channel analyzer. As a result, the number of pulses can be integrated into each channel corresponding to the X-ray energy, and the X-ray spectrum data can be acquired. The EDS 5 is removable from the outside of the housing 1 and can be additionally equipped on the EPMA 100 as in the present embodiment, but it can be omitted.
ＷＤＳ６は、Ｘ線の回折現象を利用する分光器（波長分散型Ｘ線分光器）であり、分光結晶６１及びＸ線検出器６２を備えている。試料ＳからのＸ線は、分光素子としての分光結晶６１により分光されてＸ線検出器６２に入射する。このとき、分光結晶６１に対するＸ線の入射角を制御することにより、Ｂｒａｇｇの回折条件を満たす波長のＸ線のみをＸ線検出器６２で検出し、Ｘ線スペクトルのデータを取得することができる。ＷＤＳ６は、ハウジング１内に複数設けられている。これにより、ＷＤＳ６の数と同じ数の元素を同時に分析することができる。 The WDS 6 is a spectroscope (wavelength-dispersed X-ray spectroscope) that utilizes an X-ray diffraction phenomenon, and includes a spectroscopic crystal 61 and an X-ray detector 62. The X-rays from the sample S are separated by the spectroscopic crystal 61 as a spectroscopic element and incident on the X-ray detector 62. At this time, by controlling the incident angle of X-rays with respect to the spectroscopic crystal 61, only the X-rays having a wavelength satisfying the Bragg diffraction condition can be detected by the X-ray detector 62, and the X-ray spectrum data can be acquired. .. A plurality of WDS6s are provided in the housing 1. As a result, the same number of elements as the number of WDS6 can be analyzed at the same time.
測定領域は、試料Ｓの表面上に設定された矩形の領域であり、Ｘ方向及びＹ方向にマトリックス状に配列された複数の画素（測定位置）からなる。測定領域内の各画素について、選択された元素に対応する波長のＸ線がＷＤＳ６のＸ線検出器６２で検出されることによりスペクトルデータが取得され、各スペクトルデータのＸ線強度を表すＸ線強度分布が得られる。なお、Ｘ線強度は、Ｘ線検出器６２により検出されるＸ線の強度に比例する値であり、例えばＸ線検出器６２における一定時間当たりのＸ線のカウント値である。 The measurement region is a rectangular region set on the surface of the sample S, and is composed of a plurality of pixels (measurement positions) arranged in a matrix in the X direction and the Y direction. For each pixel in the measurement area, spectrum data is acquired by detecting X-rays having a wavelength corresponding to the selected element by the X-ray detector 62 of WDS6, and X-rays representing the X-ray intensity of each spectrum data. An intensity distribution is obtained. The X-ray intensity is a value proportional to the intensity of X-rays detected by the X-ray detector 62, and is, for example, a count value of X-rays per fixed time in the X-ray detector 62.
二次電子検出器７は、試料Ｓの表面から生じる二次電子を検出する。この二次電子検出器７からの検出信号に基づいて、二次電子像を得ることができる。 The secondary electron detector 7 detects secondary electrons generated from the surface of the sample S. A secondary electron image can be obtained based on the detection signal from the secondary electron detector 7.
２．試料ホルダに関する電気的構成
図２は、試料ホルダ２に関する電気的構成について説明するための概略図である。試料ホルダ２には、モータ、エンコーダ又はセンサといった各種電気部品が備えられている。これらの電気部品に対して信号の入力又は出力を行うために、試料ホルダ２には複数の第１端子３１が設けられている。複数の第１端子３１の少なくとも一部は、試料ホルダ２に備えられた電気部品に対して電気的に接続されている。
2. Electrical configuration of the sample holder FIG. 2 is a schematic diagram for explaining the electrical configuration of the sample holder 2. The sample holder 2 is provided with various electric components such as a motor, an encoder, and a sensor. The sample holder 2 is provided with a plurality of first terminals 31 in order to input or output signals to these electrical components. At least a part of the plurality of first terminals 31 is electrically connected to the electrical components provided in the sample holder 2.
試料ステージ３には、複数の第２端子３２が設けられている。第２端子３２の数は、例えば第１端子３１の数と同数である。試料ホルダ２を試料ステージ３に取り付けたときには、試料ホルダ２の複数の第１端子３１が、試料ステージ３の複数の第２端子３２に対して、それぞれ１対１で接触するようになっている。 The sample stage 3 is provided with a plurality of second terminals 32. The number of the second terminals 32 is, for example, the same as the number of the first terminals 31. When the sample holder 2 is attached to the sample stage 3, the plurality of first terminals 31 of the sample holder 2 are in one-to-one contact with the plurality of second terminals 32 of the sample stage 3. ..
試料ステージ３の複数の第２端子３２には配線が接続されており、その配線がコネクタ１０を介して信号切換え装置２００に接続されている。コネクタ１０は、いわゆるフィードスルーコネクタであり、真空チャンバ内（ハウジング１内）と大気中との間での電気的接続を可能とする。この例では、コネクタ１０は、第１コネクタ１１及び第２コネクタ１２の２つで構成されているが、１つのコネクタで構成されていてもよいし、３つ以上のコネクタで構成されていてもよい。 Wiring is connected to the plurality of second terminals 32 of the sample stage 3, and the wiring is connected to the signal switching device 200 via the connector 10. The connector 10 is a so-called feedthrough connector, which enables an electrical connection between the inside of the vacuum chamber (inside the housing 1) and the atmosphere. In this example, the connector 10 is composed of two connectors, a first connector 11 and a second connector 12, but may be composed of one connector or three or more connectors. Good.
信号切換え装置２００には、複数種類のコントローラ３００が接続されている。信号切換え装置２００は、試料ステージ３の複数の第２端子３２に対して、いずれのコントローラ３００を接続するかを自動的に切り替えるための装置である。すなわち、複数種類のコントローラ３００は、信号切換え装置２００による切替動作に伴って、当該信号切換え装置２００を介して複数の第２端子３２に接続可能となっている。 A plurality of types of controllers 300 are connected to the signal switching device 200. The signal switching device 200 is a device for automatically switching which controller 300 is connected to the plurality of second terminals 32 of the sample stage 3. That is, the plurality of types of controllers 300 can be connected to the plurality of second terminals 32 via the signal switching device 200 as the signal switching device 200 switches.
各コントローラ３００は、ハウジング１の外部に設けられ、信号切換え装置２００の切替動作により接続された試料ステージ３の複数の第２端子３２を介して、試料ホルダ２の複数の第１端子３１との間で信号の入力又は出力を行う。具体的には、各コントローラ３００には、試料ホルダ２に備えられたエンコーダ又はセンサなどの電気部品から、第１端子３１及び第２端子３２を介して信号が入力される。また、各コントローラ３００は、試料ホルダ２に備えられたモータなどの電気部品に対して、第２端子３２及び第１端子３１を介して信号を出力する。 Each controller 300 is provided outside the housing 1 and is connected to the plurality of first terminals 31 of the sample holder 2 via the plurality of second terminals 32 of the sample stage 3 connected by the switching operation of the signal switching device 200. Signals are input or output between them. Specifically, signals are input to each controller 300 from electrical components such as encoders or sensors provided in the sample holder 2 via the first terminal 31 and the second terminal 32. Further, each controller 300 outputs a signal to an electric component such as a motor provided in the sample holder 2 via the second terminal 32 and the first terminal 31.
３．信号切換え装置の回路図
図３は、信号切換え装置２００の一例を示した回路図である。この例では、コントローラ３００として、ＸコントローラとＹコントローラの２つが信号切換え装置２００に接続されている場合について説明する。
3. 3. Circuit diagram of the signal switching device FIG. 3 is a circuit diagram showing an example of the signal switching device 200. In this example, a case where two controllers 300, an X controller and a Y controller, are connected to the signal switching device 200 will be described.
信号切換え装置２００には、Ｘコントローラに接続された第１接続部２０１と、Ｙコントローラに接続された第２接続部２０２とが備えられている。第１接続部２０１及び第２接続部２０２は、リレー２０３を介してコネクタ１０（第１コネクタ１１及び第２コネクタ１２）に接続されている。すなわち、リレー２０３の切替によって、第１接続部２０１に接続されたＸコントローラ、又は、第２接続部２０２に接続されたＹコントローラのいずれかをコネクタ１０に接続することができるようになっている。 The signal switching device 200 includes a first connection unit 201 connected to the X controller and a second connection unit 202 connected to the Y controller. The first connection portion 201 and the second connection portion 202 are connected to the connector 10 (the first connector 11 and the second connector 12) via the relay 203. That is, by switching the relay 203, either the X controller connected to the first connection unit 201 or the Y controller connected to the second connection unit 202 can be connected to the connector 10. ..
信号切換え装置２００には、通電状態をオン又はオフに切り替えるためのフォトカプラ２１１，２１２，２１３が備えられている。フォトカプラ２１１は、オン状態のときにコネクタ１０（第２コネクタ１２）と第１接続部２０１とを電気的に接続する。フォトカプラ２１２は、オン状態のときにコネクタ１０（第２コネクタ１２）と第２接続部２０２とを電気的に接続する。フォトカプラ２１３は、オン状態のときにリレー２０３を通電させ、当該リレー２０３を切り替える。また、信号切換え装置２００には、フォトカプラ２１２及びフォトカプラ２１３に対する配線の接続状態を切り替えるためのジャンパーピン２２０が備えられている。 The signal switching device 200 is provided with photocouplers 211,212,213 for switching the energized state on or off. The photocoupler 211 electrically connects the connector 10 (second connector 12) and the first connection portion 201 when it is in the ON state. The photocoupler 212 electrically connects the connector 10 (second connector 12) and the second connection portion 202 when it is in the ON state. When the photocoupler 213 is in the ON state, the relay 203 is energized to switch the relay 203. Further, the signal switching device 200 is provided with a jumper pin 220 for switching the connection state of the wiring to the photocoupler 212 and the photocoupler 213.
４．試料ホルダの第１実施例
図４は、試料ホルダ２の第１実施例を示した回路図である。この第１実施例における試料ホルダ２（試料ホルダ２Ａ）には、「１」〜「１２」の番号が割り当てられた１２個の第１端子３１が備えられている。
4. First Example of Sample Holder FIG. 4 is a circuit diagram showing a first embodiment of sample holder 2. The sample holder 2 (sample holder 2A) in the first embodiment is provided with twelve first terminals 31 to which numbers "1" to "12" are assigned.
この試料ホルダ２Ａは、ＤＣモータ、エンコーダなどの電気部品を備えており、これらの電気部品が一部の第１端子３１に接続されている。また、電気部品が接続されていない残りの第１端子３１の少なくとも一部が、互いに短絡されている。この例では、「９」と「１１」の番号に対応する１対の第１端子３１同士が、配線などで接続されることにより短絡されている。 The sample holder 2A includes electric parts such as a DC motor and an encoder, and these electric parts are connected to a part of the first terminals 31. Further, at least a part of the remaining first terminal 31 to which no electric component is connected is short-circuited with each other. In this example, a pair of first terminals 31 corresponding to the numbers "9" and "11" are short-circuited by being connected by wiring or the like.
５．第１実施例の試料ホルダを取り付けた場合の回路図
図５は、図４の試料ホルダ２Ａが試料ステージ３に取り付けられたときの回路図である。
5. Circuit diagram when the sample holder of the first embodiment is attached FIG. 5 is a circuit diagram when the sample holder 2A of FIG. 4 is attached to the sample stage 3.
コネクタ１０（第１コネクタ１１及び第２コネクタ１２）には、試料ホルダ２Ａの複数の第１端子３１に対して１対１に対応付けられた端子が備えられている。具体的には、第１コネクタ１１には、「１」〜「７」の番号が割り当てられた７個の端子が備えられており、第２コネクタ１２には、「１」〜「７」の番号が割り当てられた７個の端子が割り当てられている。図５では、試料ステージ３からコネクタ１０までの配線を省略して示しているが、コネクタ１０の上記端子は、試料ステージ３に備えられた複数の第２端子３２に対して１対１に対応付けられている。 The connector 10 (first connector 11 and second connector 12) is provided with terminals that are associated one-to-one with a plurality of first terminals 31 of the sample holder 2A. Specifically, the first connector 11 is provided with seven terminals assigned numbers "1" to "7", and the second connector 12 is provided with "1" to "7". Seven terminals to which numbers are assigned are assigned. Although the wiring from the sample stage 3 to the connector 10 is omitted in FIG. 5, the terminal of the connector 10 has a one-to-one correspondence with a plurality of second terminals 32 provided in the sample stage 3. It is attached.
試料ホルダ２Ａが試料ステージ３に取り付けられた状態では、図５に示すように、試料ホルダ２Ａの互いに短絡した１対の第１端子３１（「９」及び「１１」）が、第２コネクタ１２の対応する端子（「３」及び「５」）に接続される。これにより、第２コネクタ１２の端子「３」に接続されたフォトカプラ２１１が通電され、オン状態となる。その結果、第２コネクタ１２がフォトカプラ２１１及び第１接続部２０１を介してＸコントローラに接続された状態となるため、試料ホルダ２Ａが試料ステージ３に取り付けられたことをＸコントローラにおいて確認することができる。すなわち、Ｘコントローラは、互いに短絡した１対の第１端子３１（「９」及び「１１」）に接触する第２端子３２間の通電状態の変化（非通電から通電への変化）に基づいて、試料ホルダ２の種類がＸコントローラに対応する試料ホルダ２Ａであることを識別することができる。 In the state where the sample holder 2A is attached to the sample stage 3, as shown in FIG. 5, a pair of first terminals 31 (“9” and “11”) short-circuited with each other of the sample holder 2A are connected to the second connector 12. It is connected to the corresponding terminals ("3" and "5") of. As a result, the photocoupler 211 connected to the terminal "3" of the second connector 12 is energized and turned on. As a result, the second connector 12 is connected to the X controller via the photocoupler 211 and the first connection portion 201. Therefore, it is confirmed by the X controller that the sample holder 2A is attached to the sample stage 3. Can be done. That is, the X controller is based on the change in the energized state (change from non-energized to energized) between the second terminals 32 in contact with the pair of first terminals 31 ("9" and "11") short-circuited with each other. , It is possible to identify that the type of the sample holder 2 is the sample holder 2A corresponding to the X controller.
この状態では、コネクタ１０がリレー２０３を介して第１接続部２０１に接続されることにより、試料ホルダ２Ａの各電気部品がＸコントローラに接続されている。したがって、Ｘコントローラは、試料ホルダ２Ａの各電気部品との間で信号の入力又は出力を行うことができる。 In this state, the connector 10 is connected to the first connection portion 201 via the relay 203, so that each electric component of the sample holder 2A is connected to the X controller. Therefore, the X controller can input or output a signal to and from each electric component of the sample holder 2A.
６．試料ホルダの第２実施例
図６は、試料ホルダ２の第２実施例を示した回路図である。この第２実施例における試料ホルダ２（試料ホルダ２Ｂ）には、「１」〜「１２」の番号が割り当てられた１２個の第１端子３１が備えられている。
6. Second Example of Sample Holder FIG. 6 is a circuit diagram showing a second embodiment of the sample holder 2. The sample holder 2 (sample holder 2B) in the second embodiment is provided with twelve first terminals 31 to which numbers "1" to "12" are assigned.
この試料ホルダ２Ｂは、ＤＣモータ、位置センサなどの電気部品を備えており、これらの電気部品が一部の第１端子３１に接続されている。また、電気部品が接続されていない残りの第１端子３１の少なくとも一部が、互いに短絡されている。この例では、「１１」と「１２」の番号に対応する１対の第１端子３１同士が短絡されるとともに、「７」と「８」の番号に対応する１対の第１端子３１同士が短絡されている。 The sample holder 2B includes electric parts such as a DC motor and a position sensor, and these electric parts are connected to a part of the first terminals 31. Further, at least a part of the remaining first terminal 31 to which no electric component is connected is short-circuited with each other. In this example, the pair of first terminals 31 corresponding to the numbers "11" and "12" are short-circuited, and the pair of first terminals 31 corresponding to the numbers "7" and "8" are short-circuited. Is short-circuited.
すなわち、この第２実施例における試料ホルダ２Ｂの複数の第１端子３１には、電気部品に接続されていない端子が複数対（例えば２対）あり、各対の端子同士が短絡されている。信号切換え装置２００に備えられたジャンパーピン２２０は、電気部品に接続されていない複数対の第１端子３１に対する配線の接続状態を切り替えるための切替部として機能する。 That is, the plurality of first terminals 31 of the sample holder 2B in the second embodiment have a plurality of pairs (for example, two pairs) of terminals that are not connected to electrical components, and the terminals of each pair are short-circuited. The jumper pin 220 provided in the signal switching device 200 functions as a switching unit for switching the connection state of wiring to a plurality of pairs of first terminals 31 that are not connected to electrical components.
７．第２実施例の試料ホルダを取り付けた場合の回路図
図７は、図６の試料ホルダ２Ｂが試料ステージ３に取り付けられたときの回路図である。
7. Circuit diagram when the sample holder of the second embodiment is attached FIG. 7 is a circuit diagram when the sample holder 2B of FIG. 6 is attached to the sample stage 3.
試料ホルダ２Ｂが試料ステージ３に取り付けられた状態では、図７に示すように、試料ホルダ２Ｂの互いに短絡した１対の第１端子３１（「１１」及び「１２」）が、第２コネクタ１２の対応する端子（「５」及び「６」）に接続される。また、試料ホルダ２Ｂの互いに短絡した別の１対の第１端子３１（「７」及び「８」）が、第２コネクタ１２の対応する端子（「１」及び「２」）に接続される。 In the state where the sample holder 2B is attached to the sample stage 3, as shown in FIG. 7, a pair of first terminals 31 (“11” and “12”) short-circuited with each other of the sample holder 2B are connected to the second connector 12. It is connected to the corresponding terminals ("5" and "6") of. Further, another pair of first terminals 31 (“7” and “8”) short-circuited with each other of the sample holder 2B are connected to the corresponding terminals (“1” and “2”) of the second connector 12. ..
図７の状態では、ジャンパーピン２２０により、フォトカプラ２１２及びフォトカプラ２１３が第２コネクタ１２の端子「６」に接続され、フォトカプラ２１２及びフォトカプラ２１３がいずれも通電されてオン状態となる。その結果、第２コネクタ１２がフォトカプラ２１２及び第２接続部２０２を介してＹコントローラに接続された状態となるため、試料ホルダ２Ｂが試料ステージ３に取り付けられたことをＹコントローラにおいて確認することができる。すなわち、Ｙコントローラは、互いに短絡した１対の第１端子３１（「１１」及び「１２」）に接触する第２端子３２間の通電状態の変化（非通電から通電への変化）に基づいて、試料ホルダ２の種類がＹコントローラに対応する試料ホルダ２Ｂであることを識別することができる。 In the state of FIG. 7, the photocoupler 212 and the photocoupler 213 are connected to the terminal “6” of the second connector 12 by the jumper pin 220, and both the photocoupler 212 and the photocoupler 213 are energized and turned on. As a result, the second connector 12 is connected to the Y controller via the photocoupler 212 and the second connection portion 202. Therefore, it is confirmed by the Y controller that the sample holder 2B is attached to the sample stage 3. Can be done. That is, the Y controller is based on the change in the energized state (change from non-energized to energized) between the second terminals 32 in contact with the pair of first terminals 31 ("11" and "12") short-circuited with each other. , It is possible to identify that the type of the sample holder 2 is the sample holder 2B corresponding to the Y controller.
この状態では、フォトカプラ２１３がオン状態となることにより、リレー２０３が通電され、図７に示すように当該リレー２０３が切り替えられる。これにより、コネクタ１０がリレー２０３を介して第２接続部２０２に接続され、試料ホルダ２Ｂの各電気部品がＹコントローラに接続された状態となる。したがって、Ｙコントローラは、試料ホルダ２Ｂの各電気部品との間で信号の入力又は出力を行うことができる。 In this state, when the photocoupler 213 is turned on, the relay 203 is energized and the relay 203 is switched as shown in FIG. 7. As a result, the connector 10 is connected to the second connection portion 202 via the relay 203, and each electric component of the sample holder 2B is connected to the Y controller. Therefore, the Y controller can input or output a signal to and from each electric component of the sample holder 2B.
このように、信号切換え装置２００は、Ｘコントローラに対応する試料ホルダ２Ａが試料ステージ３に取り付けられたときと、Ｙコントローラに対応する試料ホルダ２Ｂが試料ステージ３に取り付けられたときとで、配線の切替動作を自動で行う。すなわち、試料ステージ３に試料ホルダ２が取り付けられたときに、その試料ホルダ２の種類（試料ホルダ２Ａ又は試料ホルダ２Ｂ）に応じて、信号切換え装置２００がリレー２０３による配線の切替動作を自動で行うことにより、試料ホルダ２に対応する種類のコントローラ（Ｘコントローラ又はＹコントローラ）が試料ステージ３の複数の第２端子３２に接続される。 As described above, the signal switching device 200 is wired depending on whether the sample holder 2A corresponding to the X controller is attached to the sample stage 3 and the sample holder 2B corresponding to the Y controller is attached to the sample stage 3. The switching operation of is performed automatically. That is, when the sample holder 2 is attached to the sample stage 3, the signal switching device 200 automatically switches the wiring by the relay 203 according to the type of the sample holder 2 (sample holder 2A or sample holder 2B). By doing so, a controller (X controller or Y controller) of the type corresponding to the sample holder 2 is connected to the plurality of second terminals 32 of the sample stage 3.
８．ジャンパーピンの切替
図８は、図７の状態からジャンパーピン２２０が切り替えられたときの回路図である。例えば、コントローラ３００として、Ｙコントローラとは異なるＺコントローラを第２接続部２０２に接続した場合、ジャンパーピン２２０を切り替えることにより、Ｚコントローラに対応する試料ホルダ２をＺコントローラにおいて識別することができる。なお、図８の例では、１つの試料ホルダ２Ｂが、Ｙコントローラ及びＺコントローラに共用できるような構成となっている。
8. Switching of Jumper Pins FIG. 8 is a circuit diagram when the jumper pins 220 are switched from the state of FIG. 7. For example, when a Z controller different from the Y controller is connected to the second connection unit 202 as the controller 300, the sample holder 2 corresponding to the Z controller can be identified in the Z controller by switching the jumper pin 220. In the example of FIG. 8, one sample holder 2B is configured to be shared by the Y controller and the Z controller.
図８の状態では、ジャンパーピン２２０により、フォトカプラ２１２及びフォトカプラ２１３が第２コネクタ１２の端子「１」に接続され、フォトカプラ２１２及びフォトカプラ２１３がいずれも通電されてオン状態となる。その結果、第２コネクタ１２がフォトカプラ２１２及び第２接続部２０２を介してＺコントローラに接続された状態となるため、試料ホルダ２Ｂが試料ステージ３に取り付けられたことをＺコントローラにおいて確認することができる。すなわち、Ｚコントローラは、互いに短絡した１対の第１端子３１（「７」及び「８」）に接触する第２端子３２間の通電状態の変化（非通電から通電への変化）に基づいて、試料ホルダ２の種類がＺコントローラに対応する試料ホルダ２Ｂであることを識別することができる。 In the state of FIG. 8, the photocoupler 212 and the photocoupler 213 are connected to the terminal “1” of the second connector 12 by the jumper pin 220, and both the photocoupler 212 and the photocoupler 213 are energized and turned on. As a result, the second connector 12 is connected to the Z controller via the photocoupler 212 and the second connection portion 202. Therefore, it is confirmed by the Z controller that the sample holder 2B is attached to the sample stage 3. Can be done. That is, the Z controller is based on the change in the energized state (change from non-energized to energized) between the second terminals 32 in contact with the pair of first terminals 31 ("7" and "8") short-circuited with each other. , It is possible to identify that the type of the sample holder 2 is the sample holder 2B corresponding to the Z controller.
この状態では、フォトカプラ２１３がオン状態となることにより、リレー２０３が通電され、図８に示すように当該リレー２０３が切り替えられる。これにより、コネクタ１０がリレー２０３を介して第２接続部２０２に接続され、試料ホルダ２Ｂの各電気部品がＺコントローラに接続された状態となる。したがって、Ｚコントローラは、試料ホルダ２Ｂの各電気部品との間で信号の入力又は出力を行うことができる。 In this state, when the photocoupler 213 is turned on, the relay 203 is energized and the relay 203 is switched as shown in FIG. As a result, the connector 10 is connected to the second connection portion 202 via the relay 203, and each electric component of the sample holder 2B is connected to the Z controller. Therefore, the Z controller can input or output a signal to and from each electric component of the sample holder 2B.
図８の例では、１つの試料ホルダ２Ｂが、Ｙコントローラ及びＺコントローラに共用できるような構成について説明したが、Ｙコントローラ用とＺコントローラ用とで別の試料ホルダ２を用いてもよい。この場合、Ｙコントローラ用の試料ホルダ２では、「１１」と「１２」の番号に対応する１対の第１端子３１同士が短絡されており、Ｚコントローラ用の試料ホルダ２では、「７」と「８」の番号に対応する１対の第１端子３１同士が短絡されていればよい。 In the example of FIG. 8, the configuration in which one sample holder 2B can be shared by the Y controller and the Z controller has been described, but different sample holders 2 may be used for the Y controller and the Z controller. In this case, in the sample holder 2 for the Y controller, the pair of first terminals 31 corresponding to the numbers "11" and "12" are short-circuited, and in the sample holder 2 for the Z controller, "7". It is sufficient that the pair of first terminals 31 corresponding to the numbers "8" and "8" are short-circuited.
９．作用効果
（１）本実施形態では、試料ホルダ２に設けられた複数の第１端子３１のうち、電気部品に接続されていない１対の端子同士を短絡させることにより、試料ステージ３に設けられた複数の第２端子３２のうち、これらの１対の端子に接触する端子間の通電状態の変化に基づいて、試料ホルダ２の種類を識別することができる。したがって、試料ホルダ２に設けられた複数の第１端子３１のうち使用していない端子を用いて、試料ホルダ２の種類を容易に識別することができる。
9. Action / Effect (1) In the present embodiment, the sample stage 3 is provided by short-circuiting a pair of terminals that are not connected to electrical components among the plurality of first terminals 31 provided in the sample holder 2. Among the plurality of second terminals 32, the type of the sample holder 2 can be identified based on the change in the energization state between the terminals in contact with the pair of terminals. Therefore, the type of the sample holder 2 can be easily identified by using the unused terminal among the plurality of first terminals 31 provided on the sample holder 2.
（２）また、本実施形態では、信号切換え装置２００により配線の切替動作を自動で行い、試料ステージ３に取り付けられた試料ホルダ２に対応する種類のコントローラ３００を複数の第２端子３２に自動的に接続することができる。したがって、試料ホルダ２に対応するコントローラ３００を手動で接続し直す必要がないため、作業が煩雑になるのを防止することができる。 (2) Further, in the present embodiment, the signal switching device 200 automatically switches the wiring, and the controller 300 of the type corresponding to the sample holder 2 attached to the sample stage 3 is automatically connected to the plurality of second terminals 32. Can be connected. Therefore, since it is not necessary to manually reconnect the controller 300 corresponding to the sample holder 2, it is possible to prevent the work from becoming complicated.
（３）また、本実施形態では、それぞれ短絡された複数対の端子に対する配線の接続状態をジャンパーピン２２０で切り替えることにより、さらに多くの試料ホルダ２の種類を容易に識別することができる。 (3) Further, in the present embodiment, more types of the sample holder 2 can be easily identified by switching the connection state of the wiring to the plurality of pairs of terminals short-circuited by the jumper pin 220.
１０．変形例
試料ホルダ２が取り付けられる取付部は、Ｘ方向、Ｙ方向及びＺ方向に変位可能な試料ステージ３に限らず、Ｘ方向、Ｙ方向及びＺ方向のいずれか１方向又は２方向にのみ変位可能な試料ステージであってもよいし、単に試料ホルダ２が取り付けられるだけの取付部であってもよい。また回転や傾斜が可能なステージであってもよい。
10. Modification example The mounting portion to which the sample holder 2 is mounted is not limited to the sample stage 3 that can be displaced in the X, Y, and Z directions, and is displaced only in one or two directions of the X, Y, and Z directions. It may be a possible sample stage, or it may be a mounting portion to which the sample holder 2 is simply mounted. Further, the stage may be rotatable or tilted.
本発明は、ＥＤＳ５を備えていないＥＰＭＡにも適用可能である。また、本発明は、ＥＰＭＡ以外の分析装置にも適用可能である。例えば、電子線が照射された試料から生じる二次電子を検出して試料表面を観察するための走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ：Scanning Electron Microscope）の他、試料にＸ線を照射することにより分析を行う分析装置などにも、本発明を適用することができる。 The present invention is also applicable to EPMAs that do not have EDS5. The present invention is also applicable to analyzers other than EPMA. For example, in addition to a scanning electron microscope (SEM) for detecting secondary electrons generated from a sample irradiated with electron beams and observing the surface of the sample, analysis is performed by irradiating the sample with X-rays. The present invention can also be applied to an analyzer or the like.
１ ハウジング
２，２Ａ，２Ｂ 試料ホルダ
３ 試料ステージ
４ 電子線照射部
５ ＥＤＳ（エネルギー分散型Ｘ線分光器）
６ ＷＤＳ（波長分散型Ｘ線分光器）
７ 二次電子検出器
１０ コネクタ
３１ 第１端子
３２ 第２端子
１００ ＥＰＭＡ（電子線マイクロアナライザー）
２００ 信号切換え装置
２０１ 第１接続部
２０２ 第２接続部
２０３ リレー
２１１，２１２，２１３ フォトカプラ
２２０ ジャンパーピン
３００ コントローラ
1 Housing 2, 2A, 2B Sample holder 3 Sample stage 4 Electron beam irradiation unit 5 EDS (Energy dispersive X-ray spectrometer)
6 WDS (Wavelength Dispersive X-ray Spectrometer)
7 Secondary electron detector 10 Connector 31 1st terminal 32 2nd terminal 100 EPMA (electron microanalyzer)
200 Signal switching device 201 1st connection 202 2nd connection 203 Relay 211,212, 213 Photocoupler 220 Jumper pin 300 Controller
Claims (3)
試料を保持する試料ホルダと、
前記真空チャンバ内に設けられ、前記試料ホルダを着脱可能な取付部と、
前記試料ホルダに設けられ、当該試料ホルダに備えられた電気部品にそれぞれ電気的に接続された端子を含む複数の第１端子と、
前記取付部に設けられ、当該取付部に取り付けられた前記試料ホルダの前記複数の第１端子にそれぞれ接触する複数の第２端子と、
前記真空チャンバの外部に設けられ、前記複数の第２端子を介して前記複数の第１端子との間で信号の入力又は出力を行うコントローラとを備え、
前記複数の第１端子のうち、前記電気部品に接続されていない１対の端子同士が短絡されており、
前記コントローラは、前記複数の第２端子のうち、前記取付部に前記試料ホルダを取り付けたときに前記１対の端子に接触する端子間の通電状態の変化に基づいて、前記試料ホルダの種類を識別することを特徴とする分析装置。 An analyzer that analyzes a sample in a vacuum chamber by irradiating it with an electron beam or X-ray.
A sample holder that holds the sample and
A mounting portion provided in the vacuum chamber to which the sample holder can be attached and detached, and
A plurality of first terminals provided in the sample holder and including terminals electrically connected to the electrical components provided in the sample holder.
A plurality of second terminals provided on the mounting portion and in contact with the plurality of first terminals of the sample holder mounted on the mounting portion.
A controller provided outside the vacuum chamber and inputting or outputting a signal to or from the plurality of first terminals via the plurality of second terminals is provided.
Of the plurality of first terminals, a pair of terminals that are not connected to the electric component are short-circuited.
The controller determines the type of the sample holder based on the change in the energization state between the terminals that come into contact with the pair of terminals when the sample holder is attached to the attachment portion among the plurality of second terminals. An analyzer characterized by identifying.
前記信号切換え装置を介して複数種類の前記コントローラが前記複数の第２端子に接続可能となっており、
前記信号切換え装置は、前記取付部に前記試料ホルダが取り付けられたときに、当該試料ホルダの種類に応じて配線の切替動作を自動で行うことにより、当該試料ホルダに対応する種類のコントローラを前記複数の第２端子に接続することを特徴とする請求項１に記載の分析装置。 A signal switching device connected to the plurality of second terminals is further provided.
A plurality of types of the controllers can be connected to the plurality of second terminals via the signal switching device.
When the sample holder is attached to the attachment portion, the signal switching device automatically performs a wiring switching operation according to the type of the sample holder, thereby providing a controller of the type corresponding to the sample holder. The analyzer according to claim 1, wherein the analyzer is connected to a plurality of second terminals.
前記信号切換え装置は、前記複数対の端子に対する配線の接続状態を切り替える切替部を有することを特徴とする請求項２に記載の分析装置。 The plurality of first terminals have a plurality of pairs of terminals that are not connected to the electric component, and the terminals of each pair are short-circuited.
The analysis device according to claim 2, wherein the signal switching device includes a switching unit that switches a connection state of wiring to the plurality of pairs of terminals.
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