JP2008032703A - X-ray fluorescence analyzer - Google Patents

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隆 山田
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an X-ray fluorescence analyzer, enabling an operator to always perform analysis of high sensitivity and accuracy in a short time, even if the operator is not skilled in optical adjustment, by automatically adjusting the position and angle of primary X-rays emitted from an X-ray source so as to maximize the intensity of fluorescent X-rays emitted from a sample. <P>SOLUTION: In the X-ray fluorescence analyzer 1, adjusting means 19, 22, and 23 controlled by a control means 20 adjust the position and angle of an X-ray tube 11 and a spectroscopic element 13. Offset storage means 21, 24, and 25 store as offsets the differences between the adjusted position and angle and the corresponding position and angle in the device mechanism. The stored offsets are given to an analytical condition setting means. The irradiation position and irradiation angle of the sample 16, irradiated with primary X-rays from the X-ray tube 11, are automatically adjusted so that the intensity of the fluorescent X-rays 17 emitted from the sample 16 becomes maximum. <P>COPYRIGHT: (C)2008,JPO&INPIT

Description

本発明は、試料より発生する蛍光X線の強度が最大になるようにX線源からの一次X線の照射位置および照射角度を自動調整する蛍光X線分析装置に関する。   The present invention relates to a fluorescent X-ray analyzer that automatically adjusts the irradiation position and irradiation angle of primary X-rays from an X-ray source so that the intensity of fluorescent X-rays generated from a sample is maximized.

従来、分光結晶の回転機構、X線検出器、試料ステージなどを測定最適位置にするために、それらの機構のオフセットを記憶し、記憶したオフセットを用いて、それらの機構を駆動する蛍光X線分析装置がある。そのひとつとして、分析目的に応じた適切な分光結晶を複数の結晶の中から選択使用するために、複数の分光結晶をX線分光器中心位置に交互に設置する結晶交換機構を備え、分光器中心に位置させた分光結晶をX線分光器中心を中心として回転させる手段と、X線検出器をX線分光器中心を中心として回転させる機構とをお互いに独立に設けると共に、分光結晶の回転角とX線検出器の回転位置を検知する手段を設け、既知元素の特性X線の検出出力が最大になる分光結晶及びX線検出器の位置と、分光結晶及びX線検出器の機構上のX線波長対応位置との差をオフセット量として記憶し、分光結晶を駆動する蛍光X線分析装置がある(特許文献1参照)。   Conventionally, in order to set the rotation mechanism of the spectral crystal, the X-ray detector, the sample stage, etc. to the optimum measurement position, the offsets of these mechanisms are stored, and the stored X-rays are used to drive these mechanisms. There is an analyzer. As one of them, in order to select and use an appropriate spectral crystal according to the purpose of analysis from among multiple crystals, it is equipped with a crystal exchange mechanism that alternately installs multiple spectral crystals at the center position of the X-ray spectrometer. A means for rotating the spectral crystal positioned at the center around the center of the X-ray spectrometer and a mechanism for rotating the X-ray detector around the center of the X-ray spectrometer are provided independently of each other, and rotation of the spectral crystal is performed. A means for detecting the angle and the rotational position of the X-ray detector is provided, and the position of the spectroscopic crystal and the X-ray detector at which the detection output of the characteristic X-ray of the known element is maximized, and the mechanism of the spectroscopic crystal and the X-ray detector. There is a fluorescent X-ray analyzer that stores a difference from the X-ray wavelength corresponding position as an offset amount and drives a spectral crystal (see Patent Document 1).

また、複数の励起X線の試料面での照射位置の微小な位置合わせを容易にするために、試料ステージは、各励起X線が照射する一次X線の試料面での照射位置と試料ステージの原点との位置ずれを蛍光板を用いて求め、求めたずれ量を各励起X線源毎にオフセット量として記憶しておき、このオフセット量を用いて、照射位置と試料ステージの原点が一致するように試料ステージの位置補正を行う蛍光X線分析装置がある(特許文献2参照)。
特開昭63−167250号公報 特開2003−149182号公報
In order to facilitate fine alignment of the irradiation positions of the plurality of excitation X-rays on the sample surface, the sample stage includes the irradiation position on the sample surface of the primary X-ray irradiated by each excitation X-ray and the sample stage. The position deviation from the origin is obtained using a fluorescent screen, and the obtained deviation is stored as an offset amount for each excitation X-ray source, and the irradiation position and the origin of the sample stage coincide with each other using this offset amount. As described above, there is a fluorescent X-ray analyzer that corrects the position of the sample stage (see Patent Document 2).
JP-A 63-167250 JP 2003-149182 A

従来のこのような蛍光X線分析装置では、分光結晶の回転機構、X線検出器、試料ステージなどのオフセットを工場調整時に記憶し、記憶したオフセットを用いて、それらの機構を駆動して位置設定しており、測定時必要に応じてオフセット量を求め、求めたオフセット量を用いて位置設定をしておらず、X線源の位置や分光素子の位置と角度を制御することにより試料より発生する蛍光X線の強度が最大になるようにX線源からの一次X線の照射位置および照射角度を適宜、自動調整し常時、蛍光X線分析装置を高感度および高精度に維持するものではない。蛍光X線分析装置において、装置設置室の季節による室温の変化や装置の経時変化やX線管交換時の位置ずれなどの装置機構上の歪やずれにより、X線源からの一次X線の試料への照射位置や照射角度が最適な状態からずれると感度が低下し、分析精度も低下する。   In such a conventional X-ray fluorescence analyzer, offsets such as a rotation mechanism of a spectral crystal, an X-ray detector, and a sample stage are stored at the time of factory adjustment, and the stored offsets are used to drive these mechanisms to position them. It is set, the offset amount is obtained as necessary at the time of measurement, the position is not set using the obtained offset amount, and the position of the X-ray source and the position and angle of the spectroscopic element are controlled by the sample. The primary X-ray irradiation position and angle from the X-ray source are automatically and appropriately adjusted so that the intensity of the generated X-ray fluorescence is maximized, and the fluorescent X-ray analyzer is constantly maintained with high sensitivity and high accuracy. is not. In the X-ray fluorescence analyzer, the primary X-ray from the X-ray source is caused by distortions and deviations in the device mechanism, such as changes in the room temperature due to the season of the device installation room, changes in the device over time, and displacements during X-ray tube replacement. If the irradiation position or irradiation angle on the sample deviates from the optimum state, the sensitivity decreases and the analysis accuracy also decreases.

特に、全反射蛍光X線分析装置では、X線源からの一次X線を分光素子で単色化したX線を例えば、0.05°〜0.25°で試料に照射し分析しているため、試料への照射位置や照射角度が少しでもずれると大幅に感度や分析精度が低下する。そのため、ウェハや試料溶液が点滴乾燥されたガラス基板のように試料高さが同一であっても、測定試料の入れ替え毎に試料台をモータ駆動によって調整し、照射位置や照射角度を最適条件に合わせている。また、万一、試料への照射位置や照射角度がずれ、感度が大幅に低下すると光学調整に熟練した者が手動で調整を行っている。   In particular, in a total reflection fluorescent X-ray analysis apparatus, X-rays obtained by monochromatizing primary X-rays from an X-ray source with a spectroscopic element are irradiated and analyzed at, for example, 0.05 ° to 0.25 °. If the irradiation position and irradiation angle on the sample are shifted even a little, the sensitivity and analysis accuracy are greatly reduced. Therefore, even if the sample height is the same as in the case of a glass substrate on which a wafer or sample solution has been drip-dried, the sample stage is adjusted by a motor drive each time the measurement sample is replaced, so that the irradiation position and irradiation angle are optimized. It is matched. Also, in the unlikely event that the irradiation position or irradiation angle on the sample is shifted and the sensitivity is greatly reduced, a person skilled in optical adjustment manually adjusts.

また従来、複数のX線源を有し、分析目的に応じたX線源を選択使用する蛍光X線分析装置、特に全反射蛍光X線分析装置では、X線源を交換する毎に試料への照射位置や照射角度がずれていないか、測定者が確認をしながら分析を行っていたため、分析開始までに余分な時間を要していた。   Conventionally, in a fluorescent X-ray analyzer that has a plurality of X-ray sources and selects and uses an X-ray source according to the purpose of analysis, in particular, a total reflection X-ray fluorescence analyzer, each time the X-ray source is replaced, it is transferred to the sample. Since the measurement person was performing an analysis while confirming whether the irradiation position and the irradiation angle were not shifted, extra time was required until the analysis started.

本発明は前記従来の問題に鑑み、単一または複数のX線源を有し、X線源調整手段によって調整されたX線源位置と前記X線源の機構上の対応位置との距離差をX線源オフセット距離として、分光素子位置調整手段によって調整された分光素子位置と分光素子の機構上の対応位置との距離差を分光素子オフセット距離として、分光素子角度調整手段によって調整された分光素子角度と分光素子の機構上の対応角度との角度差を分光素子オフセット角度として記憶するとともにこれらのオフセット量を制御し、試料より発生する蛍光X線の強度が最大になるようにX線源からの一次X線の照射位置および照射角度を適宜に、例えば、1週間に1度、1ヶ月に1度、自動調整することにより、光学調整の熟練者でなくても、常に短時間で高感度、高精度の分析が行える蛍光X線分析装置を提供することを目的とする。   In view of the above-described conventional problems, the present invention has a single or plural X-ray sources, and a distance difference between the X-ray source position adjusted by the X-ray source adjusting means and the corresponding position on the mechanism of the X-ray source. Is the spectral offset adjusted by the spectroscopic element angle adjusting means, with the distance difference between the spectroscopic element position adjusted by the spectroscopic element position adjusting means and the corresponding position on the mechanism of the spectroscopic element as the spectroscopic element offset distance. The angle difference between the element angle and the corresponding angle on the mechanism of the spectroscopic element is stored as the spectroscopic element offset angle, and the offset amount is controlled so that the intensity of the fluorescent X-ray generated from the sample is maximized. Even if you are not an expert in optical adjustment, the position and angle of primary X-rays are automatically adjusted, for example, once a week and once a month. sensitivity, And to provide a fluorescent X-ray analyzer accuracy analysis can be performed.

前記目的を達成するために、本発明の第1構成にかかる蛍光X線分析装置は、単一のX線源と、前記X線源から発生するX線を分光して所定の波長のX線を試料基板上の試料に照射する分光素子と、前記試料より発生する蛍光X線の強度を測定する検出器と、分析条件を設定する分析条件設定手段とを備える蛍光X線分析装置であって、前記X線源の位置を調整するX線源位置調整手段と、前記分光素子の位置を調整する分光素子位置調整手段と、前記分光素子の回転角度を調整する分光素子角度調整手段と、前記検出器が測定する試料より発生する蛍光X線の強度に基づき、前記X線源位置調整手段、前記分光素子位置調整手段および前記分光素子角度調整手段を制御する制御手段とを備える。   In order to achieve the above object, an X-ray fluorescence analyzer according to a first configuration of the present invention splits a single X-ray source and X-rays generated from the X-ray source into an X-ray having a predetermined wavelength. A fluorescent X-ray analyzer comprising: a spectroscopic element that irradiates a sample on a sample substrate; a detector that measures the intensity of fluorescent X-rays generated from the sample; and an analysis condition setting means that sets analysis conditions X-ray source position adjusting means for adjusting the position of the X-ray source, spectral element position adjusting means for adjusting the position of the spectral element, spectral element angle adjusting means for adjusting the rotation angle of the spectral element, And a control means for controlling the X-ray source position adjusting means, the spectroscopic element position adjusting means, and the spectroscopic element angle adjusting means based on the intensity of fluorescent X-rays generated from the sample measured by the detector.

その上に、前記X線源位置調整手段によって調整されたX線源位置と前記X線源の機構上の対応位置との距離をX線源位置原点に対するX線源オフセット距離として記憶し、前記記憶したX線源オフセット距離を前記分析条件設定手段に付与するX線源オフセット距離記憶手段と、前記分光素子位置調整手段によって調整された分光素子位置と分光素子の機構上の対応位置との距離を分光素子位置原点に対する分光素子オフセット距離として記憶し、前記記憶した分光素子オフセット距離を前記分析条件設定手段に付与する分光素子オフセット距離記憶手段と、前記分光素子角度調整手段によって調整された分光素子角度と分光素子の機構上の対応角度との角度差を基準平面に対する分光素子オフセット角度として記憶し、前記記憶した分光素子オフセット角度を前記分析条件設定手段に付与する分光素子オフセット角度記憶手段とを備え、前記試料より発生する蛍光X線の強度が最大になるように前記X線源からの一次X線の前記試料への照射位置および照射角度を自動調整する。   In addition, the distance between the X-ray source position adjusted by the X-ray source position adjusting means and the corresponding position on the mechanism of the X-ray source is stored as an X-ray source offset distance with respect to the X-ray source position origin, The distance between the X-ray source offset distance storage means for giving the stored X-ray source offset distance to the analysis condition setting means, and the spectral element position adjusted by the spectral element position adjusting means and the corresponding position on the mechanism of the spectral element Is stored as a spectroscopic element offset distance with respect to the spectroscopic element position origin, and the spectroscopic element offset distance storage means for applying the stored spectroscopic element offset distance to the analysis condition setting means, and the spectroscopic element adjusted by the spectroscopic element angle adjustment means The angle difference between the angle and the corresponding angle on the spectroscopic element mechanism is stored as a spectroscopic element offset angle with respect to the reference plane, and the stored spectroscopic element is stored. A spectroscopic element offset angle storage means for giving a child offset angle to the analysis condition setting means, and the sample of primary X-rays from the X-ray source so that the intensity of fluorescent X-rays generated from the sample is maximized Automatically adjust the irradiation position and angle.

本発明の第1構成においては、単一のX線源は、例えばタングステン、銅、クロム、モリブデン、白金、ロジウム、パラジウムなどのX線管である。分光素子は、例えば、LiF、ゲルマニウム、グラファイトなどの結晶や累積多層膜などである。検出器はエネルギ分散型蛍光X線分析装置に用いられる半導体検出器であっても、波長分散型蛍光X線分析装置に用いられる比例計数管などであってもよい。   In the first configuration of the present invention, the single X-ray source is an X-ray tube made of, for example, tungsten, copper, chromium, molybdenum, platinum, rhodium, or palladium. The spectroscopic element is, for example, a crystal such as LiF, germanium, or graphite, or a cumulative multilayer film. The detector may be a semiconductor detector used in an energy dispersive X-ray fluorescence analyzer or a proportional counter used in a wavelength dispersive X-ray fluorescence analyzer.

X線源位置調整手段はX線源をX線源位置原点に対し直線移動する位置調整手段であり、例えばパルスモータやボールねじ機構を制御手段により駆動制御する。X線源位置原点とは、試料基板のX線照射面を含む平面(以下基準平面という)上にありX線源がX線源位置調整手段のパルスモータによって基準平面に垂直に直線移動する移動原点である。分光素子位置調整手段は分光素子を分光素子位置原点に対し直線移動する位置調整手段であり、例えばパルスモータやボールねじ機構を制御手段により駆動制御する。   The X-ray source position adjusting means is a position adjusting means for linearly moving the X-ray source with respect to the X-ray source position origin. For example, a pulse motor or a ball screw mechanism is driven and controlled by the control means. The origin of the X-ray source position is on a plane including the X-ray irradiation surface of the sample substrate (hereinafter referred to as a reference plane), and the X-ray source moves linearly perpendicularly to the reference plane by a pulse motor of the X-ray source position adjusting means. It is the origin. The spectroscopic element position adjusting unit is a position adjusting unit that linearly moves the spectroscopic element with respect to the spectroscopic element position origin. For example, a pulse motor or a ball screw mechanism is driven and controlled by the control unit.

分光素子位置原点とは、基準平面上にあり、分光素子が分光素子位置調整手段のパルスモータによって基準平面に垂直に直線移動する移動原点である。分光素子角度調整手段は分光素子を分光素子回転中心を中心とし基準平面を0°として回転運動する回転手段であり、例えばギヤとパルスモータなどを制御手段により駆動制御する。X線源と分光素子は、X線源からの一次X線の分光素子への視射角、すなわち分光素子で回折される回折X線の回折角がブラッグ条件を満たすように移動、回転する。   The spectroscopic element position origin is a moving origin that is on the reference plane and linearly moves the spectroscopic element perpendicularly to the reference plane by the pulse motor of the spectroscopic element position adjusting means. The spectroscopic element angle adjusting means is a rotating means that rotationally moves the spectroscopic element with the spectroscopic element rotation center as a center and a reference plane of 0 °. For example, a gear and a pulse motor are driven and controlled by the control means. The X-ray source and the spectroscopic element move and rotate so that the viewing angle of the primary X-ray from the X-ray source to the spectroscopic element, that is, the diffraction angle of the diffracted X-ray diffracted by the spectroscopic element satisfies the Bragg condition.

X線源オフセット距離記憶手段は、X線源位置調整手段によって調整されたX線源位置とX線源の機構上の対応位置との距離差をX線源位置原点に対するX線源オフセット距離として記憶し、記憶したX線源オフセット距離を分析条件設定手段に付与する。分光素子オフセット距離記憶手段は、分光素子位置調整手段によって調整された分光素子位置と分光素子の機構上の対応位置との距離差を分光素子位置原点に対する分光素子オフセット距離として記憶し、記憶した分光素子オフセット距離を分析条件設定手段に付与する。分光素子オフセット角度記憶手段は、分光素子角度調整手段によって調整された分光素子角度と分光素子の機構上の対応角度との角度差を基準平面に対する分光素子オフセット角度として記憶し、記憶した分光素子オフセット角度を分析条件設定手段に付与する。分光素子角度は分光素子の反射面と基準平面とのなす角度である。   The X-ray source offset distance storage means uses the distance difference between the X-ray source position adjusted by the X-ray source position adjustment means and the corresponding position on the mechanism of the X-ray source as the X-ray source offset distance with respect to the X-ray source position origin. The stored X-ray source offset distance is given to the analysis condition setting means. The spectroscopic element offset distance storage means stores the distance difference between the spectroscopic element position adjusted by the spectroscopic element position adjusting means and the corresponding position on the spectroscopic element mechanism as a spectroscopic element offset distance with respect to the spectroscopic element position origin, and stores the stored spectral value. The element offset distance is given to the analysis condition setting means. The spectroscopic element offset angle storage means stores the angle difference between the spectroscopic element angle adjusted by the spectroscopic element angle adjustment means and the corresponding angle on the spectroscopic element mechanism as the spectroscopic element offset angle with respect to the reference plane, and stores the spectroscopic element offset stored therein. An angle is given to the analysis condition setting means. The spectroscopic element angle is an angle formed by the reflection surface of the spectroscopic element and the reference plane.

X線源および分光素子の機構上の対応位置と角度とは、各調整手段によって調整されたX線源および分光素子の位置と角度に対応する、装置設計において理論的に求められた機構上のX線源および分光素子の位置と角度である。X線源オフセット距離記憶手段、分光素子オフセット距離記憶手段、分光素子オフセット角度記憶手段は、例えばX線源位置調整手段、分光素子位置調整手段、分光素子角度調整手段を駆動するパルスモータの駆動ステップ数を演算したものを記憶する。検出器が測定する前記試料より発生する蛍光X線の強度に基づき、X線源位置調整手段、分光素子位置調整手段、分光素子角度調整手段を制御する制御手段は、例えばコンピュータである。   The corresponding position and angle on the mechanism of the X-ray source and the spectroscopic element correspond to the mechanism theoretically obtained in the apparatus design corresponding to the position and angle of the X-ray source and spectroscopic element adjusted by each adjusting means. The position and angle of the X-ray source and the spectroscopic element. The X-ray source offset distance storage means, the spectroscopic element offset distance storage means, and the spectroscopic element offset angle storage means include, for example, a pulse motor driving step for driving the X-ray source position adjusting means, the spectroscopic element position adjusting means, and the spectroscopic element angle adjusting means. Memorize the number. The control means for controlling the X-ray source position adjusting means, the spectroscopic element position adjusting means, and the spectroscopic element angle adjusting means based on the intensity of fluorescent X-rays generated from the sample measured by the detector is, for example, a computer.

分光素子は、複数の分光素子であってもよく、複数の分光素子の場合には、それぞれの分光素子の位置および角度を調整することができる分光素子位置調整手段、分光素子角度調整手段を有することが望ましい。蛍光X線分析装置はエネルギ分散型蛍光X線分析装置であっても、波長分散型蛍光X線分析装置であってもよい。   The spectroscopic element may be a plurality of spectroscopic elements. In the case of a plurality of spectroscopic elements, the spectroscopic element has a spectroscopic element position adjusting unit and a spectroscopic element angle adjusting unit that can adjust the position and angle of each spectroscopic element. It is desirable. The fluorescent X-ray analyzer may be an energy dispersive fluorescent X-ray analyzer or a wavelength dispersive fluorescent X-ray analyzer.

本発明の第1構成によれば、装置設置室の温度変化や装置の経時変化などによる装置機構上の歪やずれが発生していても、試料より発生する蛍光X線の強度が最大になるように
X線源位置調整手段、分光素子位置調整手段および分光素子角度調整手段を制御することにより、X線源位置原点に対するX線源オフセット距離、分光素子位置原点に対する分光素子オフセット距離および基準平面に対する分光素子オフセット角度を自動的に求め、そのオフセット量をそれぞれX線源オフセット距離記憶手段、分光素子オフセット角度記憶手段および分光素子オフセット角度記憶手段に記憶し分析条件設定手段に付与する。付与された各オフセット量に基づき、X線源からの一次X線の試料への照射位置および照射角度を自動設定することができ、光学調整の熟練者がいなくても、常に短時間で高感度、高精度の分析を行うことができる。
According to the first configuration of the present invention, the intensity of fluorescent X-rays generated from the sample is maximized even when distortion or deviation occurs in the apparatus mechanism due to temperature changes in the apparatus installation chamber or changes in the apparatus over time. Thus, by controlling the X-ray source position adjusting means, the spectroscopic element position adjusting means, and the spectroscopic element angle adjusting means, the X-ray source offset distance with respect to the X-ray source position origin, the spectroscopic element offset distance with respect to the spectroscopic element position origin, and the reference plane Is automatically obtained, stored in the X-ray source offset distance storage means, the spectral element offset angle storage means, and the spectral element offset angle storage means, and applied to the analysis condition setting means. The irradiation position and irradiation angle of the primary X-ray from the X-ray source to the specimen can be automatically set based on the given offset amount, and high sensitivity is always achieved in a short time even without skilled optical adjustment. Highly accurate analysis can be performed.

本発明の第2構成にかかる蛍光X線分析装置は、第1構成にかかる蛍光X線分析装置に、さらに試料基板へのX線照射角度と前記試料基板より発生する蛍光X線の強度とを演算することにより、前記X線照射角度の臨界角を算出する臨界角算出手段と、前記臨界角算出手段により算出する臨界角に基づき、前記試料へのX線照射角度を補正するX線照射角度補正手段とを備える。   The fluorescent X-ray analyzer according to the second configuration of the present invention further includes an X-ray irradiation angle to the sample substrate and an intensity of the fluorescent X-ray generated from the sample substrate to the fluorescent X-ray analyzer according to the first configuration. A critical angle calculation means for calculating a critical angle of the X-ray irradiation angle by calculation, and an X-ray irradiation angle for correcting the X-ray irradiation angle on the sample based on the critical angle calculated by the critical angle calculation means Correction means.

本発明の第2構成においては、臨界角算出手段は、X線源位置調整手段、分光素子位置調整手段および分光素子角度調整手段を駆動し、試料基板へのX線照射角度を順次変化させながらX線照射角度に対応する試料基板から発生する蛍光X線の強度を検出器で測定し、X線照射角度に対する蛍光X線強度の勾配が最大になるX線照射角度を演算することによりX線照射角度の臨界角を算出する。X線照射角度補正手段は、臨界角算出手段によって算出する臨界角と試料基板の屈折率と照射X線エネルギに基づき計算される理論臨界角との差をX線照射角度の照射角オフセット角度としてX線照射角度を補正する。試料基板は、例えばガラス基板やシリコン基板を用い、臨界角算出手段では試料基板から発生する蛍光X線Si―Kα線の強度を測定し、臨界角を算出する。   In the second configuration of the present invention, the critical angle calculating means drives the X-ray source position adjusting means, the spectroscopic element position adjusting means, and the spectroscopic element angle adjusting means while sequentially changing the X-ray irradiation angle to the sample substrate. The intensity of fluorescent X-rays generated from the sample substrate corresponding to the X-ray irradiation angle is measured with a detector, and the X-ray irradiation angle is calculated by calculating the X-ray irradiation angle at which the gradient of the fluorescent X-ray intensity with respect to the X-ray irradiation angle is maximized. The critical angle of the irradiation angle is calculated. The X-ray irradiation angle correction means uses the difference between the critical angle calculated by the critical angle calculation means and the theoretical critical angle calculated based on the refractive index of the sample substrate and the irradiation X-ray energy as the irradiation angle offset angle of the X-ray irradiation angle. The X-ray irradiation angle is corrected. For example, a glass substrate or a silicon substrate is used as the sample substrate, and the critical angle calculating means measures the intensity of fluorescent X-ray Si-Kα rays generated from the sample substrate to calculate the critical angle.

本発明の第2構成によれば、本発明の第1構成に加え臨界角算出手段とX線照射角度補正手段とを備えているので、第1構成の作用効果に加え、より精密にX線源からの一次X線の前記試料への照射位置および照射角度を適宜に自動調整することができ、より高感度、高精度の分析を行うことができる。   According to the second configuration of the present invention, in addition to the first configuration of the present invention, the critical angle calculation means and the X-ray irradiation angle correction means are provided. The irradiation position and the irradiation angle of the primary X-rays from the source to the sample can be automatically adjusted as appropriate, and analysis with higher sensitivity and higher accuracy can be performed.

本発明の第3構成にかかる蛍光X線分析装置は、複数のX線源と、前記複数のX線源の中から1つのX線源を選択する選択手段と、前記選択手段により選択されたX線源から発生するX線を分光して、所定の波長のX線を試料基板上の試料に照射する分光素子と、前記試料より発生する蛍光X線の強度を測定する検出器と、分析条件を設定する分析条件設定手段とを備える蛍光X線分析装置であって、前記選択されたX線源の位置を調整するX線源位置調整手段と、前記分光素子の位置を調整する分光素子位置調整手段と、前記分光素子の回転角度を調整する分光素子角度調整手段と、前記検出器が測定する試料より発生する蛍光X線の強度に基づき、前記X線源位置調整手段、前記分光素子位置調整手段および前記分光素子角度調整手段を制御する制御手段とを備える。   The X-ray fluorescence analyzer according to the third configuration of the present invention is selected by a plurality of X-ray sources, a selection unit that selects one X-ray source from the plurality of X-ray sources, and the selection unit. A spectroscopic element that divides X-rays generated from an X-ray source and irradiates a sample on a sample substrate with X-rays having a predetermined wavelength, a detector that measures the intensity of fluorescent X-rays generated from the sample, and an analysis An X-ray fluorescence analysis apparatus comprising an analysis condition setting means for setting conditions, an X-ray source position adjusting means for adjusting the position of the selected X-ray source, and a spectroscopic element for adjusting the position of the spectroscopic element Position adjusting means, spectral element angle adjusting means for adjusting the rotation angle of the spectroscopic element, the X-ray source position adjusting means, the spectroscopic element based on the intensity of fluorescent X-rays generated from the sample measured by the detector Position adjusting means and the spectroscopic element angle adjusting means And a Gosuru control means.

その上に、前記X線源位置調整手段によって調整されたX線源位置と前記X線源の機構上の対応位置との距離をX線源位置原点に対するX線源オフセット距離として記憶し、前記記憶したX線源オフセット距離を前記分析条件設定手段に付与するX線源オフセット距離記憶手段と、前記分光素子位置調整手段によって調整されたX線源に対する前記分光素子の位置と前記分光素子の機構上の対応位置との距離を分光素子位置原点に対する分光素子オフセット距離として記憶し、前記記憶した分光素子オフセット距離を前記分析条件設定手段に付与する分光素子オフセット距離記憶手段と、前記分光素子角度調整手段によって調整されたX線源に対する分光素子角度と前記分光素子の機構上の対応角度との角度差を基準平面に対する分光素子オフセット角度として記憶し、前記記憶した分光素子オフセット角度を前記分析条件設定手段に付与する分光素子オフセット角度記憶手段とを備え、前記試料より発生する蛍光X線の強度が最大になるように前記X線源からの一次X線の前記試料への照射位置および照射角度を自動調整する。   In addition, the distance between the X-ray source position adjusted by the X-ray source position adjusting means and the corresponding position on the mechanism of the X-ray source is stored as an X-ray source offset distance with respect to the X-ray source position origin, X-ray source offset distance storage means for applying the stored X-ray source offset distance to the analysis condition setting means; the position of the spectroscopic element with respect to the X-ray source adjusted by the spectroscopic element position adjusting means; and the mechanism of the spectroscopic element The distance from the corresponding position above is stored as a spectral element offset distance with respect to the spectral element position origin, and the spectral element offset distance storage means for giving the stored spectral element offset distance to the analysis condition setting means, and the spectral element angle adjustment The angle difference between the spectroscopic element angle with respect to the X-ray source adjusted by the means and the corresponding angle on the mechanism of the spectroscopic element is defined as A spectroscopic element offset angle storage means for storing the set spectroscopic element offset angle and applying the stored spectroscopic element offset angle to the analysis condition setting means, so that the X-ray fluorescence generated from the sample has a maximum intensity. The irradiation position and irradiation angle of the primary X-ray from the radiation source to the sample are automatically adjusted.

本発明の第3構成においては、複数のX線源、例えば、銅X線管とモリブデンX線管を分析目的に応じて選択使用するために、X線管の選択手段を備えている。選択手段は、複数のX線管をX線管保持部で保持し、使用するX線管が選択されるとパルスモータなどの機構部を駆動制御し、選択したX線管を測定位置に設定する。複数のX線管と選択手段は、前記のX線管に加えクロムX線管、タングステンX線管などを含めて、その中から選択する手段にしてもよい。   In the third configuration of the present invention, in order to select and use a plurality of X-ray sources, for example, a copper X-ray tube and a molybdenum X-ray tube according to the purpose of analysis, an X-ray tube selection means is provided. The selection means holds a plurality of X-ray tubes with an X-ray tube holding unit, and when an X-ray tube to be used is selected, drives and controls a mechanism unit such as a pulse motor, and sets the selected X-ray tube as a measurement position. To do. The plurality of X-ray tubes and selecting means may be means for selecting from among the above-mentioned X-ray tubes, including chromium X-ray tubes and tungsten X-ray tubes.

本発明の第3構成によれば、前記第1構成の蛍光X線分析装置と同様の作用効果が得られるとともに、分析目的に応じて複数のX線源の中から選択したX線源を使用するときでも、X線源を交換する毎に試料への照射位置や照射角度がずれていないか、測定者が確認することなく、試料より発生する蛍光X線の強度が最大になるように、選択したX線源からの一次X線の前記試料への照射位置および照射角度を適宜に自動調整することができ、常に短時間で高感度、高精度の分析を行うことができる。  According to the third configuration of the present invention, the same effects as the fluorescent X-ray analyzer of the first configuration can be obtained, and an X-ray source selected from a plurality of X-ray sources according to the analysis purpose is used. Even when the X-ray source is replaced, the intensity of fluorescent X-rays generated from the sample is maximized without the operator confirming that the irradiation position or irradiation angle on the sample is not shifted. The irradiation position and irradiation angle of the primary X-rays from the selected X-ray source to the sample can be automatically adjusted appropriately, and high sensitivity and high accuracy analysis can always be performed in a short time.

本発明の第4構成にかかる蛍光X線分析装置は、第3構成にかかる蛍光X線分析装置に、さらに試料基板へのX線照射角度と前記試料基板より発生する蛍光X線の強度とを演算することにより、前記X線照射角度の臨界角を算出する臨界角算出手段と、前記臨界角算出手段により算出する臨界角に基づき、前記試料へのX線照射角度を補正するX線照射角度補正手段とを備える。   The X-ray fluorescence analyzer according to the fourth configuration of the present invention further includes an X-ray irradiation angle to the sample substrate and the intensity of the X-ray fluorescence generated from the sample substrate to the X-ray fluorescence analyzer according to the third configuration. A critical angle calculation means for calculating a critical angle of the X-ray irradiation angle by calculation, and an X-ray irradiation angle for correcting the X-ray irradiation angle on the sample based on the critical angle calculated by the critical angle calculation means Correction means.

本発明の第4構成においては、臨界角算出手段はX線源位置調整手段、分光素子位置調整手段および分光素子角度調整手段を駆動し、試料基板へのX線照射角度を順次変化させながらX線照射角度に対応する試料基板から発生する蛍光X線の強度を検出器で測定し、X線照射角度に対する蛍光X線強度の勾配が最大になるX線照射角度を演算することによりX線照射角度の臨界角を算出する。X線照射角度補正手段は臨界角算出手段によって算出する臨界角と試料基板の屈折率と照射X線エネルギに基づき計算される理論臨界角との差をX線照射角度の照射角オフセット角度としてX線照射角度を補正する。   In the fourth configuration of the present invention, the critical angle calculating means drives the X-ray source position adjusting means, the spectroscopic element position adjusting means, and the spectroscopic element angle adjusting means, and sequentially changes the X-ray irradiation angle to the sample substrate. The intensity of fluorescent X-rays generated from the sample substrate corresponding to the X-ray irradiation angle is measured with a detector, and the X-ray irradiation angle is calculated by calculating the X-ray irradiation angle at which the gradient of the fluorescent X-ray intensity with respect to the X-ray irradiation angle is maximized. Calculate the critical angle of the angle. The X-ray irradiation angle correction means uses the difference between the critical angle calculated by the critical angle calculation means and the theoretical critical angle calculated based on the refractive index of the sample substrate and the irradiation X-ray energy as an irradiation angle offset angle of the X-ray irradiation angle. Correct the irradiation angle.

本発明の第4構成によれば、本発明の第3構成に加え臨界角算出手段とX線照射角度補正手段とを備えているので、第3構成の作用効果に加え、より精密にX線源からの一次X線の前記試料への照射位置および照射角度を適宜に自動調整することができ、より高感度、高精度の分析を行うことができる。   According to the fourth configuration of the present invention, since the critical angle calculation means and the X-ray irradiation angle correction means are provided in addition to the third configuration of the present invention, the X-ray is more precisely added to the effects of the third configuration. The irradiation position and the irradiation angle of the primary X-rays from the source to the sample can be automatically adjusted as appropriate, and analysis with higher sensitivity and higher accuracy can be performed.

以下、本発明の第1実施形態である全反射蛍光X線分析装置について説明する。図1に示すように、この全反射蛍光X線分析装置1は単一のX線源である銅X線管11からの一次X線12を、例えば累積多層膜で構成される分光素子13でCu−Kα線に単色化した特性X線14を試料基板であるガラス基板15上の試料16に照射し、試料16から発生する蛍光X線17を、例えば半導体検出器(SSDまたはSDD)である検出器18で検出する。試料16は、例えば、光軸自動調整用試料としてクロムを含有する溶液試料が試料基板15上に、例えばマイクロピペットで50μl点滴され乾燥されたものである。   Hereinafter, the total reflection X-ray fluorescence spectrometer which is the first embodiment of the present invention will be described. As shown in FIG. 1, the total reflection X-ray fluorescence spectrometer 1 converts primary X-rays 12 from a copper X-ray tube 11, which is a single X-ray source, into a spectroscopic element 13 made of, for example, a cumulative multilayer film. The sample X on the glass substrate 15 as the sample substrate is irradiated with the characteristic X-ray 14 monochromatized into Cu-Kα rays, and the fluorescent X-ray 17 generated from the sample 16 is, for example, a semiconductor detector (SSD or SDD). Detection is performed by the detector 18. The sample 16 is, for example, a solution sample containing chromium as a sample for optical axis automatic adjustment which is instilled onto the sample substrate 15 by 50 μl, for example, with a micropipette and dried.

X線源位置調整手段19はコンピュータで構成する制御手段20からの電気信号により、例えばパルスモータ、パルスモータ駆動回路、ボールねじ機構(ラックアンドピニオン機構でもよい)などで銅X線管11をX線源位置原点から直線移動する位置調整手段である。X線源オフセット距離記憶手段21は、X線源位置調整手段19によって調整されたX線源位置とX線源の機構上の対応位置との距離差をX線源位置原点に対しX線源オフセット距離として記憶し、記憶したX線源オフセット距離を分析条件設定手段26に付与する。   The X-ray source position adjusting means 19 is connected to the copper X-ray tube 11 by an electric signal from a control means 20 constituted by a computer, for example, by a pulse motor, a pulse motor drive circuit, a ball screw mechanism (or a rack and pinion mechanism). This is a position adjusting means for linear movement from the radiation source position origin. The X-ray source offset distance storage means 21 determines the distance difference between the X-ray source position adjusted by the X-ray source position adjusting means 19 and the corresponding position on the mechanism of the X-ray source with respect to the X-ray source position origin. The stored X-ray source offset distance is stored in the analysis condition setting means 26 as an offset distance.

分光素子位置調整手段22は制御手段20からの電気信号により、例えばパルスモータ、パルスモータ駆動回路、ボールねじ機構などで分光素子13を分光素子位置原点から直線移動する位置調整手段である。分光素子オフセット距離記憶手段24は、分光素子位置調整手段22によって調整された分光素子位置と分光素子の機構上の対応位置との距離差を分光素子位置原点に対する分光素子オフセット距離として記憶し、記憶した分光素子オフセット距離を分析条件設定手段26に付与する。   The spectroscopic element position adjusting unit 22 is a position adjusting unit that linearly moves the spectroscopic element 13 from the spectroscopic element position origin by using, for example, a pulse motor, a pulse motor drive circuit, a ball screw mechanism, or the like, based on an electrical signal from the control unit 20. The spectroscopic element offset distance storage unit 24 stores a distance difference between the spectroscopic element position adjusted by the spectroscopic element position adjusting unit 22 and the corresponding position on the spectroscopic element mechanism as a spectroscopic element offset distance with respect to the spectroscopic element position origin. The obtained spectral element offset distance is given to the analysis condition setting means 26.

分光素子13は、分光素子の反射面上にあって分光素子への入射X線軸と直角に交わる回転軸138を中心として回転する。分光素子角度調整手段23は制御手段20からの電気信号により、例えばパルスモータ、パルスモータ駆動回路、ギヤ機構などで分光素子13を基準平面から回転する回転調整手段である。分光素子オフセット角度記憶手段25は、分光素子角度調整手段23によって調整された分光素子角度と分光素子の機構上の対応角度との角度差を基準平面に対する分光素子オフセット角度として記憶し、記憶した分光素子オフセット角度を分析条件設定手段26に付与する。X線管位置記憶手段21、分光素子オフセット距離記憶手段24および分光素子オフセット角度記憶手段25は、例えばコンピュータで構成される。   The spectroscopic element 13 rotates about a rotation axis 138 that is on the reflection surface of the spectroscopic element and intersects the incident X-ray axis to the spectroscopic element at a right angle. The spectroscopic element angle adjusting means 23 is a rotation adjusting means for rotating the spectroscopic element 13 from the reference plane by an electric signal from the control means 20, for example, by a pulse motor, a pulse motor drive circuit, a gear mechanism or the like. The spectroscopic element offset angle storage unit 25 stores an angular difference between the spectroscopic element angle adjusted by the spectroscopic element angle adjustment unit 23 and the corresponding angle on the mechanism of the spectroscopic element as a spectroscopic element offset angle with respect to the reference plane, and stores the stored spectroscopic element. The element offset angle is given to the analysis condition setting means 26. The X-ray tube position storage unit 21, the spectroscopic element offset distance storage unit 24, and the spectroscopic element offset angle storage unit 25 are configured by a computer, for example.

制御手段20は、例えばコンピュータで構成され、検出器18が測定する蛍光X線強度に基づき、各調整手段19、22、23のパルスモータ駆動回路に銅X線管11の制御位置および分光素子13の制御位置と制御角度に応じた制御パルス信号を送り、銅X線管11の制御位置および分光素子13の制御位置と制御角度を制御する。   The control means 20 is constituted by a computer, for example, and based on the fluorescent X-ray intensity measured by the detector 18, the control position of the copper X-ray tube 11 and the spectroscopic element 13 are added to the pulse motor drive circuit of each adjustment means 19, 22, 23. A control pulse signal corresponding to the control position and the control angle is sent to control the control position of the copper X-ray tube 11 and the control position and control angle of the spectroscopic element 13.

分析条件設定手段26は各記憶手段21、24、25からに付与されたX線源オフセット距離、分光素子オフセット距離および分光素子オフセット角度に基づき、試料へのX線照射位置および照射角度を設定することにより、試料16より発生する蛍光X線17の強度が最大になるように、銅X線管11からの一次X線12を分光素子13でCu−Kα線に単色化した一次X線14の試料への照射位置および照射角度を自動調整する。   The analysis condition setting unit 26 sets the X-ray irradiation position and the irradiation angle for the sample based on the X-ray source offset distance, the spectroscopic element offset distance, and the spectroscopic element offset angle given from the storage units 21, 24, and 25. Thus, the primary X-rays 14 obtained by monochromatizing the primary X-rays 12 from the copper X-ray tube 11 into Cu-Kα rays by the spectroscopic element 13 so that the intensity of the fluorescent X-rays 17 generated from the sample 16 is maximized. Automatically adjust the irradiation position and angle of the sample.

次に、この全反射蛍光X線分析装置1における各部の幾何学的な位置関係について説明する。   Next, the geometric positional relationship of each part in the total reflection X-ray fluorescence analyzer 1 will be described.

図2に示すように、基準平面160は試料基板15のX線照射面を含む平面である。銅X線管11からの一次X線12を分光素子13でCu−Kα線に単色化した一次X線14の試料へのX線照射位置162は、銅X線管11が基準平面160に垂直に移動するX線管移動直線軸111と基準平面160との第1交点112と、分光素子13が基準平面160に垂直に移動する分光素子移動直線軸131と基準平面160との第2交点132とを結ぶ直線161上になるように構成されている。第1交点112はX線源位置原点112であり、第2交点132は分光素子位置原点132である。   As shown in FIG. 2, the reference plane 160 is a plane including the X-ray irradiation surface of the sample substrate 15. The X-ray irradiation position 162 on the sample of the primary X-ray 14 obtained by monochromatizing the primary X-ray 12 from the copper X-ray tube 11 into Cu-Kα rays by the spectroscopic element 13 is such that the copper X-ray tube 11 is perpendicular to the reference plane 160. The first intersection 112 of the X-ray tube movement linear axis 111 moving to the reference plane 160 and the reference plane 160, and the second intersection 132 of the spectroscopic element movement linear axis 131 where the spectroscopic element 13 moves perpendicular to the reference plane 160 and the reference plane 160. It is comprised so that it may be on the straight line 161 which connects. The first intersection 112 is the X-ray source position origin 112, and the second intersection 132 is the spectroscopic element position origin 132.

試料16への照射位置162と分光素子位置原点132との距離をL1、X線発生点113から分光素子移動直線軸131へ下ろした垂線の足(以下、第3交点)134とX線発生点113との距離をL2、入射点133(分光素子位置)と分光素子位置原点132との距離をS、分光素子位置原点132と第3交点134との距離をTとし、一次X線14が試料の照射面に照射する照射角である直線161と一次X線14との角度をφ、分光素子13の反射面136と基準平面160とのなす角度を分光素子13の回転角度Ωとする。銅X線管11からの一次X線12の分光素子13への視射角、すなわち分光素子で単色化される回折X線14の回折角をθとする。   The distance between the irradiation position 162 of the sample 16 and the spectroscopic element position origin 132 is L1, a perpendicular foot (hereinafter referred to as the third intersection) 134 and the X-ray generation point that is lowered from the X-ray generation point 113 to the spectroscopic element movement linear axis 131. 113 is L2, the distance between the incident point 133 (spectral element position) and the spectroscopic element position origin 132 is S, the distance between the spectroscopic element position origin 132 and the third intersection 134 is T, and the primary X-ray 14 is the sample. The angle between the straight line 161 and the primary X-ray 14, which is the irradiation angle with which the irradiation surface is irradiated, is φ, and the angle between the reflection surface 136 of the spectroscopic element 13 and the reference plane 160 is the rotation angle Ω of the spectroscopic element 13. A viewing angle of the primary X-ray 12 from the copper X-ray tube 11 to the spectroscopic element 13, that is, a diffraction angle of the diffracted X-ray 14 that is monochromatized by the spectroscopic element is defined as θ.

分光素子位置原点132と第3交点134との距離Tは、銅X線管11のX線発生点(銅X線管位置)113とX線源位置原点112との距離と同一距離であり、X線源位置調整手段19によって調整された銅X線管位置113とX線源位置原点112との距離である。   The distance T between the spectroscopic element position origin 132 and the third intersection 134 is the same distance as the distance between the X-ray generation point (copper X-ray tube position) 113 of the copper X-ray tube 11 and the X-ray source position origin 112. This is the distance between the copper X-ray tube position 113 adjusted by the X-ray source position adjusting means 19 and the X-ray source position origin 112.

図2において、式1〜3の関係が成立する。   In FIG. 2, the relationship of Formula 1-3 is materialized.

T=L2tan(2θ−φ)−L1tanφ ・・・(1)       T = L2 tan (2θ−φ) −L1 tan φ (1)

S=L1tanφ ・・・(2)       S = L1tanφ (2)

Ω=θ−φ ・・・(3)       Ω = θ−φ (3)

式1〜3を用いて、一次X線14の試料16への照射角度φを変化させるための銅X線管11と分光素子13の動作について説明する。回折角θは分光素子13のd値と回折X線であるCu−Kα線14の波長によって定まる一定角度であり、L1とL2の距離は全反射蛍光X線分析装置1の固定距離である、つまり、3つの式1〜3において未知数はT、S、φ、Ωの4つであるから、所望のφを既知数とすれば、T、S、Ωは一義的に求められる。したがって、銅X線管11と分光素子13とを位置調整手段19、22により直線移動させてT、Sを適切に変化させ、かつ分光素子角度調整手段23で分光素子回転角度Ωを適切に変化させることにより、照射位置を変化させずに照射角度φを所望の角度に変えることができる。   The operations of the copper X-ray tube 11 and the spectroscopic element 13 for changing the irradiation angle φ of the primary X-ray 14 to the sample 16 will be described using Equations 1 to 3. The diffraction angle θ is a constant angle determined by the d value of the spectroscopic element 13 and the wavelength of the Cu-Kα ray 14 that is a diffraction X-ray, and the distance between L1 and L2 is a fixed distance of the total reflection X-ray fluorescence spectrometer 1. That is, in the three formulas 1 to 3, there are four unknowns, T, S, φ, and Ω. Therefore, if the desired φ is a known number, T, S, and Ω are uniquely determined. Therefore, the copper X-ray tube 11 and the spectroscopic element 13 are linearly moved by the position adjusting means 19 and 22 to appropriately change T and S, and the spectroscopic element angle adjusting means 23 is appropriately changed to the spectroscopic element rotation angle Ω. By doing so, the irradiation angle φ can be changed to a desired angle without changing the irradiation position.

式1〜3のT、S、Ωで表される銅X線管位置113、分光素子位置133、分光素子角度は、装置設計によって理論的に求められた装置機構上の位置と角度である。しかし、実際の装置においては、製作誤差もあり、また装置設置室の季節による室温の変化や装置の経時変化などのより装置機構上の歪やずれも発生する。それらが各調整手段19、22、23によって調整される位置および角度と機構上の対応位置および角度との差となる。この差が各原点位置112、132と基準平面160に対するオフセット距離とオフセット角度である。   The copper X-ray tube position 113, the spectroscopic element position 133, and the spectroscopic element angle represented by T, S, and Ω in Equations 1 to 3 are the position and angle on the apparatus mechanism that are theoretically obtained by the apparatus design. However, in an actual apparatus, there are also manufacturing errors, and distortions and deviations in the apparatus mechanism such as changes in room temperature due to the season of the apparatus installation room and changes over time of the apparatus also occur. They are the difference between the position and angle adjusted by each adjusting means 19, 22, and 23 and the corresponding position and angle on the mechanism. This difference is an offset distance and an offset angle with respect to each of the origin positions 112 and 132 and the reference plane 160.

したがって、実際の装置では、式1〜3はオフセットt、s、ωを有する式4〜6となる。 Therefore, in an actual apparatus, Equations 1 to 3 become Equations 4 to 6 having offsets t 0 , s 0 , and ω 0 .

T=L2tan(2θ−φ)−L1tanφ+t ・・・(4) T = L2 tan (2θ−φ) −L1 tan φ + t 0 (4)

S=L1tanφ+s ・・・(5) S = L1 tan φ + s 0 (5)

Ω=θ−φ+ω ・・・(6) Ω = θ−φ + ω 0 (6)

次に、図3のフロー図を用いて、この全反射蛍光X線分析装置1の動作において、各調整手段19、22、23が各オフセットを記憶するステップを説明する。ステップS1の試料の配置とステップS2の自動調整の選択は測定者が操作し、全反射蛍光X線分析装置1はステップS3より自動的に動作する。ステップS1では、例えば、クロムを含有する溶液試料をマイクロピペットで50μl採取し、試料基板であるガラス基板15上に点滴乾燥して、光軸自動調整用試料として全反射蛍光X線分析装置1の試料台(図示なし)に配置する。ステップS2では、銅X線管11からの一次X線の試料への照射位置および照射角度の自動調整を選択する。   Next, with reference to the flowchart of FIG. 3, the steps in which the adjustment means 19, 22, and 23 store the offsets in the operation of the total reflection X-ray fluorescence spectrometer 1 will be described. The measurer operates the arrangement of the sample in step S1 and the selection of the automatic adjustment in step S2, and the total reflection X-ray fluorescence spectrometer 1 automatically operates from step S3. In step S1, for example, 50 μl of a solution sample containing chromium is collected with a micropipette, drip-dried onto a glass substrate 15 as a sample substrate, and the total reflection fluorescent X-ray analyzer 1 is used as a sample for optical axis automatic adjustment. Place on the sample stage (not shown). In step S2, automatic adjustment of the irradiation position and irradiation angle of the primary X-ray sample from the copper X-ray tube 11 is selected.

ステップS3では、各調整手段19、22、23により、例えば一次X線の試料への照射位置は試料16の初期設定されている中心位置近辺に、照射角度は初期設定されている0.15°に設定される。ステップS4では、銅X線管11からの一次X線12を、Cu−Kα線に単色化する回折角度と位置に設定している分光素子13に入射させ、試料16に単色化されたCu−Kα線の照射を開始する。ステップS5では、照射したCu−Kα線によって試料中に含有されるクロムが励起されて発生する蛍光X線であるCr−Kα線17を検出器であるSSD18で測定を開始する。   In step S3, the adjustment means 19, 22, 23, for example, the irradiation position of the primary X-ray sample near the center position where the sample 16 is initially set, and the irradiation angle is initially set to 0.15 °. Set to In step S4, the primary X-ray 12 from the copper X-ray tube 11 is incident on the spectroscopic element 13 set at the diffraction angle and position for monochromatization to Cu-Kα rays, and the monochromatized Cu- Irradiation of Kα rays is started. In step S5, the measurement of the Cr-Kα ray 17 which is a fluorescent X-ray generated by the excitation of chromium contained in the sample by the irradiated Cu-Kα ray is started by the SSD 18 as a detector.

ステップS6では、X線管位置調整手段19と分光素子位置調整手段22を制御手段20で制御することにより銅X線管11と分光素子13とを同時に同一距離を、設定されている位置を中心に直線平行進退移動させ、SSD18で測定するCr−Kα線17の強度が最大になる位置に調整する。この銅X線管11と分光素子13との直線平行進退移動により試料16へのCu−Kα線の照射位置を調整する。   In step S6, the X-ray tube position adjusting means 19 and the spectroscopic element position adjusting means 22 are controlled by the control means 20, whereby the copper X-ray tube 11 and the spectroscopic element 13 are simultaneously set at the same distance and centered at the set position. And move to a position where the intensity of the Cr-Kα line 17 measured by the SSD 18 becomes maximum. The irradiation position of the Cu—Kα ray on the sample 16 is adjusted by the linear parallel movement of the copper X-ray tube 11 and the spectroscopic element 13.

ステップS7では、X線管位置調整手段19で銅X線管11をX線管移動直線軸111に沿ってステップS6で調整された位置を中心に進退移動させ、SSD18で測定するCr−Kα線17の強度が最大になる銅X線管11の位置に調整する。   In step S7, the X-ray tube position adjusting means 19 moves the copper X-ray tube 11 forward and backward along the X-ray tube moving linear axis 111 around the position adjusted in step S6, and the Cr-Kα ray measured by the SSD 18 is obtained. The copper X-ray tube 11 is adjusted to the position where the strength of 17 is maximized.

ステップS8では、ステップS3で0.15°に設定された照射角度を調整する。前記したように、式1〜3の関係により銅X線管11と分光素子13とを位置調整手段19、22により直線移動させてT、Sを変化させて、分光素子角度調整手段23で分光素子回転角度Ωを変化させることにより、照射位置を変化させずに所望の照射角度φに設定することができる。そこで、設定された0.15°を中心に0.005°ステップで照射角度φが変化するように、位置調整手段19、22および分光素子角度調整手段23によりT、S、Ωを変化させ、Cr−Kα線17の強度が最大になる照射角度φに調整する。照射角度φは0.01°ステップで変化させてもよい。   In step S8, the irradiation angle set to 0.15 ° in step S3 is adjusted. As described above, the copper X-ray tube 11 and the spectroscopic element 13 are linearly moved by the position adjusting means 19 and 22 to change T and S according to the relations of Expressions 1 to 3, and the spectroscopic element angle adjusting means 23 performs spectroscopic analysis. By changing the element rotation angle Ω, the desired irradiation angle φ can be set without changing the irradiation position. Therefore, T, S, and Ω are changed by the position adjusting means 19 and 22 and the spectroscopic element angle adjusting means 23 so that the irradiation angle φ changes in steps of 0.005 ° around the set 0.15 °. The irradiation angle φ is adjusted so that the intensity of the Cr—Kα line 17 is maximized. The irradiation angle φ may be changed in 0.01 ° steps.

ステップS9では、ステップS6〜S8を二巡したか、否かを判定し、YESならばスッテプS10へ進み、NOならばステップS6へ戻る。ステップS10では、ステップS9のYES判定までで調整された銅X線管位置113と機構上の対応位置との距離をX線源位置原点に対するX線管オフセット距離tとしてX線管オフセット距離記憶手段21に記憶する。また、ステップS9のYES判定までで、調整された分光素子位置133と機構上の対応位置との距離を分光素子位置原点に対する分光素子オフセット距離sとして分光素子位置記憶手段24に記憶する。さらに、ステップS9のYES判定までで、調整された分光素子角度Ωと分光素子の機構上の対応角度との角度差を基準平面に対する分光素子オフセット角度ωとして分光素子角度記憶手段25に記憶する。本実施形態では、ステップS6〜S8を二巡したが、一巡でも、三巡でもよく、適切な巡回回数であればよい。 In step S9, it is determined whether or not steps S6 to S8 have been performed twice. If YES, the process proceeds to step S10. If NO, the process returns to step S6. In step S10, X-ray tube offset distance storing the distance between the corresponding location on the copper X-ray tube position 113 a mechanism that is adjusted until YES determination in step S9 as X-ray tube offset distance t 0 with respect to the X-ray source position origin Store in means 21. Until the determination in step S9 is YES, the distance between the adjusted spectroscopic element position 133 and the corresponding position on the mechanism is stored in the spectroscopic element position storage unit 24 as the spectroscopic element offset distance s 0 with respect to the spectroscopic element position origin. Further, until the YES determination in step S9, the angle difference between the adjusted spectroscopic element angle Ω and the corresponding angle on the spectroscopic element mechanism is stored in the spectroscopic element angle storage means 25 as the spectroscopic element offset angle ω 0 with respect to the reference plane. . In the present embodiment, steps S6 to S8 are performed twice, but may be one or three rounds as long as the number of times is appropriate.

次に、この全反射蛍光X線分析装置1の動作における未知試料測定時の試料へのX線照射位置と照射角度の自動調整について、図4のフロー図を用いて説明する。ステップS11では、未知溶液試料を点滴乾燥したガラス基板15を試料台に配置する。ステップS12では、分析条件設定手段26で分析目的の分析条件に選択する。ステップS13では、各記憶手段21、24、25がステップS10で記憶した各オフセット量t、s、ωを分析条件設定手段26に付与する。ステップS14では、分析条件設定手段26に付与された各オフセット量に基づき、各調整手段19、22、23のパルスモータ駆動回路、パルスモータ、ボールネジなどの機構部が制御され、銅X線管11の位置ならびに分光素子13の位置および回転角度が設定され、ステップS9のYES判定までで試料16より発生する蛍光X線17の強度が最大になったX線照射位置と照射角度に自動的に設定される。 Next, the automatic adjustment of the X-ray irradiation position and the irradiation angle to the sample during the unknown sample measurement in the operation of the total reflection X-ray fluorescence analyzer 1 will be described with reference to the flowchart of FIG. In step S11, the glass substrate 15 obtained by drip-drying the unknown solution sample is placed on the sample stage. In step S12, the analysis condition setting means 26 selects an analysis condition for analysis. In step S13, each storage means 21, 24, 25 gives each offset amount t 0 , s 0 , ω 0 stored in step S10 to the analysis condition setting means 26. In step S14, on the basis of each offset amount given to the analysis condition setting means 26, the mechanical parts such as the pulse motor drive circuit, pulse motor, and ball screw of each adjustment means 19, 22, 23 are controlled, and the copper X-ray tube 11 is controlled. And the position and rotation angle of the spectroscopic element 13 are set, and the X-ray irradiation position and the irradiation angle at which the intensity of the fluorescent X-rays 17 generated from the sample 16 reaches the maximum until the YES determination in step S9 is automatically set. Is done.

その他の分析条件もステップS12で分析条件設定手段26により設定されている。ステップS15では、ステップS11で配置された試料16を測定する。試料16の測定が終了すると全反射蛍光X線分析装置1の動作も終了し、スッテプS4、S5の試料16へのX線照射と蛍光X線測定も終了する。ステップS1〜S10に引き続き未知試料測定を行わない場合には、全反射蛍光X線分析装置1の動作が終了し、スッテプS4、S5の試料16へのX線照射と蛍光X線測定も終了する。   Other analysis conditions are also set by the analysis condition setting means 26 in step S12. In step S15, the sample 16 arranged in step S11 is measured. When the measurement of the sample 16 is finished, the operation of the total reflection fluorescent X-ray analyzer 1 is also finished, and the X-ray irradiation and the fluorescent X-ray measurement on the sample 16 in steps S4 and S5 are also finished. When the unknown sample measurement is not performed following steps S1 to S10, the operation of the total reflection fluorescent X-ray analyzer 1 is ended, and the X-ray irradiation and fluorescent X-ray measurement to the sample 16 in steps S4 and S5 are also ended. .

第1実施形態の装置によれば、装置設置室の温度変化や装置の経時変化などによる装置機構上の歪やずれが発生していても、試料より発生する蛍光X線の強度が最大になるように装置の機構上のずれを補正するオフセット量が自動的に求められ、そのオフセット量に基づき、X線源からの一次X線の試料への照射位置および照射角度が自動設定されるので、光学調整の熟練者がいなくても光軸自動調整を適宜に行えばよく、例えば、1週間に1度、1ヶ月に1度行えば、常に短時間で高感度、高精度の分析を行うことができる。   According to the apparatus of the first embodiment, the intensity of fluorescent X-rays generated from a sample is maximized even if distortion or deviation on the apparatus mechanism occurs due to temperature changes in the apparatus installation chamber or changes over time of the apparatus. As described above, the offset amount for correcting the deviation in the mechanism of the apparatus is automatically obtained, and based on the offset amount, the irradiation position and the irradiation angle of the primary X-ray from the X-ray source to the sample are automatically set. Even if there is no expert in optical adjustment, automatic optical axis adjustment may be performed as appropriate. For example, once a week, once a month, a highly sensitive and accurate analysis is always performed in a short time. Can do.

溶液試料を点滴乾燥する試料基板にガラス基板を用いたが、シリコン基板を用いてもよいし、試料の点滴量も50μlに限らず、10〜100μl程度の量であればよい。試料は溶液試料に限らず、基板そのものが試料となり、基板の表層部を分析する場合もある。照射角度の設定は0.15°に限らず、照射する特性X線のエネルギにより適宜選択すればよく、Mo−Kα線の場合には、0.10°が好ましい。分析条件設定手段26のパルスモータ駆動回路、パルスモータ、ボールネジなどの機構部に各調整手段19、22、23の機構部を用いたが、それぞれ独立していてもよい。   Although a glass substrate is used as a sample substrate for drip-drying a solution sample, a silicon substrate may be used, and the amount of drip applied to the sample is not limited to 50 μl, but may be about 10 to 100 μl. The sample is not limited to a solution sample, and the substrate itself may be a sample, and the surface layer portion of the substrate may be analyzed. The setting of the irradiation angle is not limited to 0.15 °, and may be appropriately selected depending on the energy of the characteristic X-ray to be irradiated. In the case of Mo-Kα rays, 0.10 ° is preferable. Although the mechanism parts of the adjusting means 19, 22, and 23 are used for the mechanism parts such as the pulse motor drive circuit, the pulse motor, and the ball screw of the analysis condition setting means 26, they may be independent of each other.

第2実施形態の蛍光X線分析装置について、以下に説明する。図5に示すように、第2実施形態の蛍光X線分析装置5は第1実施形態の蛍光X線分析装置に、さらに試料基板15へのX線照射角度と試料基板15より発生する蛍光X線17の強度とを演算することにより、前記X線照射角度の臨界角を算出する臨界角算出手段51と、臨界角算出手段51により算出する臨界角に基づき、試料16へのX線照射角度を補正するX線照射角度補正手段52とを備えている。   The X-ray fluorescence analyzer of the second embodiment will be described below. As shown in FIG. 5, the X-ray fluorescence analyzer 5 of the second embodiment is similar to the X-ray fluorescence analyzer of the first embodiment, and further, the X-ray irradiation angle to the sample substrate 15 and the fluorescence X generated from the sample substrate 15. The critical angle calculation means 51 for calculating the critical angle of the X-ray irradiation angle by calculating the intensity of the line 17, and the X-ray irradiation angle to the sample 16 based on the critical angle calculated by the critical angle calculation means 51 X-ray irradiation angle correction means 52 for correcting the above.

臨界角算出手段51は、各X線照射角度において試料基板15から発生する蛍光X線17の強度を検出器18で測定し、X線照射角度に対する蛍光X線強度変化の勾配が最大になるX線照射角度を演算することによりX線照射角度の臨界角を算出する。より具体的には、X線源位置調整手段19、分光素子位置調整手段22および分光素子角度調整手段23を駆動し、ガラス基板である試料基板15へのX線照射角度を、0°から例えば0.005°ステップで順次変化させながら各X線照射角度に対応するガラス基板である試料基板15から発生する蛍光X線Si―Kα線17の強度を検出器18で測定し、X線照射角度に対するSi―Kα線の強度変化の勾配が最大になるX線照射角度を演算することによりX線照射角度の臨界角を算出する。   The critical angle calculation means 51 measures the intensity of the fluorescent X-rays 17 generated from the sample substrate 15 at each X-ray irradiation angle by the detector 18, and the gradient of the fluorescent X-ray intensity change with respect to the X-ray irradiation angle is maximized. The critical angle of the X-ray irradiation angle is calculated by calculating the X-ray irradiation angle. More specifically, the X-ray source position adjusting means 19, the spectroscopic element position adjusting means 22 and the spectroscopic element angle adjusting means 23 are driven, and the X-ray irradiation angle to the sample substrate 15 which is a glass substrate is changed from 0 °, for example. The intensity of the fluorescent X-ray Si-Kα rays 17 generated from the sample substrate 15 which is a glass substrate corresponding to each X-ray irradiation angle is measured by the detector 18 while being changed in steps of 0.005 °, and the X-ray irradiation angle is measured. The critical angle of the X-ray irradiation angle is calculated by calculating the X-ray irradiation angle at which the gradient of the intensity change of the Si—Kα ray with respect to the maximum is calculated.

X線照射角度補正手段52は、臨界角算出手段51によって算出する臨界角と、試料基板15の屈折率および照射X線14のエネルギに基づき計算される理論臨界角との差を基準平面160(図2参照)に対する照射角オフセット角度として、X線照射角度φ(図2参照)を補正する。   The X-ray irradiation angle correction unit 52 calculates the difference between the critical angle calculated by the critical angle calculation unit 51 and the theoretical critical angle calculated based on the refractive index of the sample substrate 15 and the energy of the irradiation X-ray 14 as a reference plane 160 ( The X-ray irradiation angle φ (see FIG. 2) is corrected as the irradiation angle offset angle with respect to (see FIG. 2).

第2実施形態の全反射蛍光X線分析装置5の動作について説明する。全反射蛍光X線分析装置5は、まず図6に示すフロー図のステップの順に動作する。ステップS1〜S8とS9〜S10は、第1実施形態のステップS1〜S8とS9〜S10と同じステップであるので、ステップS8とS9の間にあるステップSA1およびSA2について説明する。   The operation of the total reflection X-ray fluorescence analyzer 5 of the second embodiment will be described. First, the total reflection fluorescent X-ray analyzer 5 operates in the order of steps in the flowchart shown in FIG. Since steps S1 to S8 and S9 to S10 are the same steps as steps S1 to S8 and S9 to S10 of the first embodiment, steps SA1 and SA2 between steps S8 and S9 will be described.

ステップSA1では、前記した第1実施形態のステップS8と同様にガラス基板である試料基板15へのX線照射角度を変えながら臨界角算出手段51を用いて試料基板15へのX線照射角度の臨界角を算出する。X線源位置調整手段19、分光素子位置調整手段22および分光素子角度調整手段23を駆動し、試料基板15へのX線照射角度を、0°から例えば0.005°ステップで順次変化させながら各X線照射角度に対応するガラス基板である試料基板15から発生する蛍光X線Si―Kα線17の強度を検出器18で測定し、X線照射角度に対するSi―Kα線の強度変化の勾配が最大になるX線照射角度を演算することによりX線照射角度の臨界角を算出する。X線照射角度を変化させると、試料基板15から発生するSi―Kα線17の強度が変化し、図7に示すような曲線になるので、Si―Kα線の強度変化の勾配が最大になるX線照射角度を臨界角算出手段51で算出する。算出されるX線照射角度は例えば0.22°であり、このX線照射角度が臨界角である。   In step SA1, the critical angle calculation means 51 is used to change the X-ray irradiation angle of the sample substrate 15 while changing the X-ray irradiation angle to the sample substrate 15 which is a glass substrate as in step S8 of the first embodiment. Calculate the critical angle. The X-ray source position adjusting means 19, the spectroscopic element position adjusting means 22 and the spectroscopic element angle adjusting means 23 are driven, and the X-ray irradiation angle to the sample substrate 15 is sequentially changed from 0 ° in, for example, 0.005 ° steps. The intensity of the fluorescent X-ray Si-Kα ray 17 generated from the sample substrate 15 which is a glass substrate corresponding to each X-ray irradiation angle is measured by the detector 18, and the gradient of the intensity change of the Si-Kα ray with respect to the X-ray irradiation angle. The critical angle of the X-ray irradiation angle is calculated by calculating the X-ray irradiation angle at which becomes the maximum. When the X-ray irradiation angle is changed, the intensity of the Si—Kα line 17 generated from the sample substrate 15 changes and becomes a curve as shown in FIG. 7, so that the gradient of the intensity change of the Si—Kα line is maximized. The critical angle calculation means 51 calculates the X-ray irradiation angle. The calculated X-ray irradiation angle is 0.22 °, for example, and this X-ray irradiation angle is a critical angle.

ステップSA2では、ステップSA1で算出された臨界角に基づき、X線照射角度補正手段52により、試料16へのX線照射角度φを補正する。X線照射角度補正手段52は、例えば本実施形態で使用する試料基板であるガラス基板の屈折率や試料基板へ照射する特性X線であるCu−Kα線のエネルギより演算された理論臨界角を記憶しており、この記憶している理論臨界角と臨界角算出手段51によって算出した臨界角との角度差を基準平面160(図2参照)に対する照射角オフセット角度として記憶し、この記憶した照射角オフセット角度に基づいて、自動調整時に設定されたX線照射角度である0.15°に再設定し、X線照射角度を補正する。X線照射角度補正手段52には、シリコン基板やCr−Kα線、Mo−Kα線などの他の特性X線により演算された理論臨界角も記憶されており、これらの基板や特性X線を用いた場合も同様にX線照射角度を補正する。   In Step SA2, the X-ray irradiation angle correction means 52 corrects the X-ray irradiation angle φ on the sample 16 based on the critical angle calculated in Step SA1. The X-ray irradiation angle correction means 52 has a theoretical critical angle calculated from the refractive index of a glass substrate that is a sample substrate used in the present embodiment and the energy of Cu-Kα rays that are characteristic X-rays irradiated to the sample substrate, for example. The difference between the stored theoretical critical angle and the critical angle calculated by the critical angle calculating means 51 is stored as an irradiation angle offset angle with respect to the reference plane 160 (see FIG. 2), and this stored irradiation is stored. Based on the angle offset angle, the X-ray irradiation angle is reset to 0.15 ° which is the X-ray irradiation angle set during the automatic adjustment, and the X-ray irradiation angle is corrected. The X-ray irradiation angle correction means 52 also stores theoretical critical angles calculated from other characteristic X-rays such as a silicon substrate, Cr-Kα ray, and Mo-Kα ray. When used, the X-ray irradiation angle is similarly corrected.

第2実施形態の全反射蛍光X線分析装置5の動作において、未知試料測定時の試料へのX線照射位置と照射角度の自動調整は、第1実施形態のステップS11〜14と同一である。   In the operation of the total reflection X-ray fluorescence spectrometer 5 of the second embodiment, the automatic adjustment of the X-ray irradiation position and the irradiation angle to the sample at the time of unknown sample measurement is the same as steps S11 to S14 of the first embodiment. .

第2実施形態の全反射蛍光X線分析装置5によれば、第1実施形態の全反射蛍光X線分析装置1に加え臨界角算出手段51とX線照射角度補正手段52とを備えているので、第1実施形態の作用効果に加え、臨界角算出手段51によって算出した臨界角を用いてX線照射角度をX線照射角度補正手段52によって補正し再設定するので、より精密に銅X線管11からの照射X線14の試料16への照射位置および照射角度を自動調整することができ、より高感度、高精度の分析を行うことができる。   According to the total reflection X-ray fluorescence analyzer 5 of the second embodiment, a critical angle calculation unit 51 and an X-ray irradiation angle correction unit 52 are provided in addition to the total reflection X-ray fluorescence analyzer 1 of the first embodiment. Therefore, in addition to the effects of the first embodiment, the X-ray irradiation angle is corrected and reset by the X-ray irradiation angle correction means 52 using the critical angle calculated by the critical angle calculation means 51, so that the copper X is more precisely set. The irradiation position and the irradiation angle of the irradiation X-rays 14 from the ray tube 11 to the sample 16 can be automatically adjusted, and analysis with higher sensitivity and higher accuracy can be performed.

次に、第3実施形態である全反射蛍光X線分析装置について説明する。図8に示すように、この全反射蛍光X線分析装置8は、前記の第1実施形態の全反射蛍光X線分析装置1に加え、さらに、銅X線管11と、モリブデンX線管81と、銅X線管11およびモリブデンX線管81の中のどちらかのX線管を選択する選択手段82とを備える。   Next, a total reflection X-ray fluorescence analyzer that is a third embodiment will be described. As shown in FIG. 8, the total reflection X-ray fluorescence analyzer 8 includes a copper X-ray tube 11 and a molybdenum X-ray tube 81 in addition to the total reflection X-ray fluorescence analyzer 1 of the first embodiment. And a selection means 82 for selecting one of the copper X-ray tube 11 and the molybdenum X-ray tube 81.

複数のX線管である銅X線管11とモリブデンX線管81は、選択手段82のX線管交換部である取り付け板に取り付けられている。測定者の選択によって銅X線管11が選択され選択手段82が作動すると、パルスモータ駆動回路、パルスモータ、ボールネジなどが駆動制御され、X線管取り付け板が移動し、選択された銅X線管11が測定位置に設定される。選択手段のパルスモータ駆動回路、パルスモータ、ボールネジなどの駆動部はX線管位置調整手段の駆動部と同じものを用いるのが好ましい。   The copper X-ray tube 11 and the molybdenum X-ray tube 81 which are a plurality of X-ray tubes are attached to a mounting plate which is an X-ray tube replacement part of the selection means 82. When the copper X-ray tube 11 is selected by the operator's selection and the selection means 82 is activated, the pulse motor drive circuit, pulse motor, ball screw, etc. are driven and controlled, the X-ray tube mounting plate moves, and the selected copper X-ray is moved. Tube 11 is set to the measurement position. It is preferable to use the same driving unit as the driving unit of the X-ray tube position adjusting unit, such as a pulse motor driving circuit, a pulse motor, and a ball screw.

第3実施形態の全反射蛍光X線分析装置8の動作について説明する。全反射蛍光X線分析装置8は、まず図9に示すフロー図のステップの順に動作する。ステップS1とS3〜S10は、第1実施形態のステップS1とS3〜S10と同じステップであるので、ステップS1とS3の間にあるステップSB1およびSB2について説明する。   The operation of the total reflection X-ray fluorescence analyzer 8 of the third embodiment will be described. The total reflection X-ray fluorescence analyzer 8 operates in the order of steps in the flowchart shown in FIG. Since steps S1 and S3 to S10 are the same steps as steps S1 and S3 to S10 of the first embodiment, steps SB1 and SB2 between steps S1 and S3 will be described.

ステップSB1では、使用する銅X線管11が選択手段82によって選択されると、選択手段82の制御部によってX線管交換部である取り付け板がパルスモータ駆動回路、パルスモータ、ボールネジなどによって駆動制御され、X線管取り付け板が移動し、選択された銅X線管11が測定位置に設定され、選択手段の制御部が分光素子位置調整手段22と分光素子角度調整手段23のパルスモータ駆動回路、パルスモータ、ボールねじなどの機構部を駆動制御し、分光素子13をCr−Kα線の測定角度に設定し、自動的に次のステップSB2に進行する。ステップSB2では、銅X線管11からの一次X線の試料への照射位置および照射角度の自動調整を自動的に選択する。   In step SB1, when the copper X-ray tube 11 to be used is selected by the selection means 82, the control unit of the selection means 82 drives the mounting plate, which is an X-ray tube replacement part, by a pulse motor drive circuit, a pulse motor, a ball screw, or the like. The X-ray tube mounting plate is moved, the selected copper X-ray tube 11 is set to the measurement position, and the control unit of the selection unit drives the spectroscopic element position adjusting unit 22 and the spectroscopic element angle adjusting unit 23 to drive the pulse motor. The driving mechanism controls the circuit, pulse motor, ball screw, and the like, sets the spectroscopic element 13 to the measurement angle of the Cr-Kα ray, and automatically proceeds to the next step SB2. In step SB2, automatic adjustment of the irradiation position and irradiation angle of the primary X-ray sample from the copper X-ray tube 11 is automatically selected.

モリブデンX線管81に交換する場合、図9に示すフロー図のステップSB1でモリブデンX線管81を選択すると、前記の銅X線管11と同様にしてモリブデンX線管81の測定位置および測定角度に設定され、自動的にステップSB2に進行する。ステップSB2では、モリブデンX線管81からの一次X線14の試料16への照射位置および照射角度の自動調整が自動的に選択される。   When the molybdenum X-ray tube 81 is replaced, if the molybdenum X-ray tube 81 is selected in step SB1 of the flowchart shown in FIG. 9, the measurement position and measurement of the molybdenum X-ray tube 81 are the same as the copper X-ray tube 11 described above. The angle is set and the process automatically proceeds to step SB2. In step SB2, automatic adjustment of the irradiation position and irradiation angle of the primary X-ray 14 from the molybdenum X-ray tube 81 to the sample 16 is automatically selected.

前記では、ステップSB1が終了するとステップSB2に自動的に進行し、ステップSB2で自動的にX線照射位置および照射角度の自動調整を選択したが、ステップSB2は、オペレータのマニュアル操作にしてもよい。ステップSB2をマニュアル操作にすることによって、ステップSB1の終了後すぐにステップS15で試料測定を開始することもできる。   In the above, when step SB1 is completed, the process automatically proceeds to step SB2, and the automatic adjustment of the X-ray irradiation position and the irradiation angle is automatically selected in step SB2. However, step SB2 may be manually operated by the operator. . By performing step SB2 manually, sample measurement can be started in step S15 immediately after step SB1 is completed.

第3実施形態の全反射蛍光X線分析装置8の動作において、未知試料測定時の試料へのX線照射位置と照射角度の自動調整は、第1実施形態のステップS11〜14と同一である。   In the operation of the total reflection X-ray fluorescence spectrometer 8 of the third embodiment, the automatic adjustment of the X-ray irradiation position and the irradiation angle to the sample at the time of unknown sample measurement is the same as steps S11 to S14 of the first embodiment. .

第3実施形態の全反射蛍光X線分析装置8によれば、前記第1実施形態の蛍光X線分析装置と同様の作用効果が得られるとともに、分析目的に応じて複数のX線源の中から選択したX線管を使用するときでも、X線源を交換する毎に試料へのX線照射位置や照射角度がずれていないか、測定者が確認することなく、試料より発生する蛍光X線の強度が最大になるように、選択したX線源からの一次X線の試料へのX線照射位置および照射角度が自動設定されるので、常に短時間で高感度、高精度の分析を行うことができる。   According to the total reflection X-ray fluorescence analyzer 8 of the third embodiment, the same effect as that of the X-ray fluorescence analyzer of the first embodiment can be obtained, and among a plurality of X-ray sources depending on the analysis purpose. Even when the X-ray tube selected from the above is used, every time the X-ray source is replaced, the fluorescence X generated from the sample without the operator confirming whether the X-ray irradiation position or irradiation angle on the sample is shifted. The X-ray irradiation position and irradiation angle to the primary X-ray sample from the selected X-ray source are automatically set so that the intensity of the line is maximized. It can be carried out.

第3実施形態の全反射蛍光X線分析装置8おいては、銅X線管11とモリブデンX線管81の中のどちらかのX線管を選択する選択手段82を備えているが、例えば、これらのX線管に加え、さらにタングステンX線管やクロムX線管を備え、その中から使用するX線管を選択するようにしてもよい。   The total reflection X-ray fluorescence analyzer 8 of the third embodiment includes a selection means 82 for selecting one of the copper X-ray tube 11 and the molybdenum X-ray tube 81. For example, In addition to these X-ray tubes, a tungsten X-ray tube or a chrome X-ray tube may be further provided, and an X-ray tube to be used may be selected from them.

次に、第4実施形態である全反射蛍光X線分析装置について説明する。図10に示すように、全反射蛍光X線分析装置10は、前記の第3実施形態の全反射蛍光X線分析装置8に加え、さらに、試料基板15へのX線照射角度と試料基板15より発生する蛍光X線17の強度とを演算することにより、X線照射角度φの臨界角を算出する臨界角算出手段51と、臨界角算出手段51により算出する臨界角に基づき、試料16へのX線照射角度を補正するX線照射角度補正手段52とを備えている。   Next, a total reflection X-ray fluorescence spectrometer that is a fourth embodiment will be described. As shown in FIG. 10, in addition to the total reflection X-ray fluorescence analyzer 8 of the third embodiment, the total reflection X-ray fluorescence analyzer 10 further includes the X-ray irradiation angle to the sample substrate 15 and the sample substrate 15. Based on the critical angle calculation means 51 for calculating the critical angle of the X-ray irradiation angle φ by calculating the intensity of the fluorescent X-rays 17 generated more and the critical angle calculated by the critical angle calculation means 51, the sample 16 is applied. X-ray irradiation angle correction means 52 for correcting the X-ray irradiation angle.

第4実施形態の全反射蛍光X線分析装置10の動作について説明する。全反射蛍光X線分析装置10は、まず図11に示すフロー図のステップの順に動作する。ステップS1〜S8は、第3実施形態のステップS1〜S8と同じステップであり、ステップSA1〜S10は、第2実施形態のステップSA1〜S10と同じステップである。   The operation of the total reflection X-ray fluorescence spectrometer 10 according to the fourth embodiment will be described. The total reflection X-ray fluorescence spectrometer 10 operates in the order of steps in the flowchart shown in FIG. Steps S1 to S8 are the same as steps S1 to S8 of the third embodiment, and steps SA1 to S10 are the same steps as steps SA1 to S10 of the second embodiment.

第4実施形態の全反射蛍光X線分析装置10の動作において、未知試料測定時の試料へのX線照射位置と照射角度の自動調整は、第1実施形態のステップS11〜14と同一である。   In the operation of the total reflection X-ray fluorescence spectrometer 10 of the fourth embodiment, the automatic adjustment of the X-ray irradiation position and the irradiation angle to the sample at the time of unknown sample measurement is the same as steps S11 to S14 of the first embodiment. .

第4実施形態の全反射蛍光X線分析装置10によれば、第3実施形態の全反射蛍光X線分析装置8に加え臨界角算出手段51とX線照射角度補正手段52とを備えているので、第3実施形態の作用効果に加え、複数のX線源の中から選択したX線管を使用するときでもX線源を交換する毎に、臨界角算出手段51によって算出した臨界角を用いてX線照射角度をX線照射角度補正手段52によって補正し再設定することにより、より精密に選択したX線管からの照射X線14の試料16への照射位置および照射角度を自動調整することができ、より高感度、高精度の分析を行うことができる。   According to the total reflection X-ray fluorescence analysis apparatus 10 of the fourth embodiment, the critical angle calculation means 51 and the X-ray irradiation angle correction means 52 are provided in addition to the total reflection X-ray fluorescence analysis apparatus 8 of the third embodiment. Therefore, in addition to the effects of the third embodiment, the critical angle calculated by the critical angle calculation means 51 is changed every time the X-ray source is replaced even when an X-ray tube selected from a plurality of X-ray sources is used. The X-ray irradiation angle is corrected and reset by the X-ray irradiation angle correction means 52, and the irradiation position and the irradiation angle of the X-ray irradiation 14 from the selected X-ray tube to the sample 16 are automatically adjusted. It is possible to perform analysis with higher sensitivity and higher accuracy.

図1、5、8および10では、試料16を明確に示すために目視できる厚みに描いているが、実際の試料は基板そのものであるか、目視確認できないほど極めて薄いものである。   In FIGS. 1, 5, 8 and 10, the sample 16 is drawn with a thickness that can be visually observed for the sake of clarity. However, the actual sample is the substrate itself or is extremely thin so that it cannot be visually confirmed.

第1から第4実施形態の全反射蛍光X線分析装置では、溶液試料をガラス基板15上に点滴乾燥した未知試料を測定している。このような試料の場合には、試料が極めて薄いためガラス基板15の試料表面は基準平面160と同一高さと見なせるが、ポリマーフィルムなど軟らかい材料でその表面の位置が定めにくい材料や毛髪などの試料をガラス基板上に載置した場合には、これらの試料表面は基準平面160より高くなり、図4のステップS11からS14までの動作により光軸を自動設定するだけでは、このような試料を精度よく分析することができない。   In the total reflection X-ray fluorescence analyzers of the first to fourth embodiments, an unknown sample obtained by drip-drying a solution sample on a glass substrate 15 is measured. In the case of such a sample, since the sample is extremely thin, the sample surface of the glass substrate 15 can be regarded as the same height as the reference plane 160, but a sample such as a material such as a polymer film or a soft material that is difficult to determine the position of the surface. When these are placed on a glass substrate, the surface of these samples becomes higher than the reference plane 160, and such a sample can be made accurate only by automatically setting the optical axis by the operations from steps S11 to S14 in FIG. I can't analyze well.

そこで、試料表面が基準平面160より高くなる試料を精度よく分析することができる第5実施形態である全反射蛍光X線分析装置について以下に説明する。第5実施形態の全反射蛍光X線分析装置は、第1実施形態の全反射蛍光X線分析装置と比べ、制御手段20の制御内容の一部のみが異なり、光軸自動調整用試料を用いて一次X線の試料への照射位置および照射角度を自動調整を行った後、試料高さに応じた最適な一次X線の照射位置を設定することができる条件を分析条件設定手段に設定することにより、試料より発生する蛍光X線の強度が最大になるようにX線源からの一次X線の試料への照射位置を自動調整する装置である。その点以外は、第1実施形態の全反射蛍光X線分析装置1と装置構成が同じであるので、装置の構成については図1を用いて説明する。   Accordingly, a total reflection X-ray fluorescence spectrometer that is a fifth embodiment capable of accurately analyzing a sample whose sample surface is higher than the reference plane 160 will be described below. The total reflection X-ray fluorescence analyzer of the fifth embodiment differs from the total reflection X-ray fluorescence analyzer of the first embodiment only in part of the control content of the control means 20, and uses a sample for automatic optical axis adjustment. After the automatic adjustment of the irradiation position and the irradiation angle of the primary X-ray to the sample, conditions for setting the optimal primary X-ray irradiation position according to the sample height are set in the analysis condition setting means. Thus, the apparatus automatically adjusts the irradiation position of the primary X-ray from the X-ray source to the sample so that the intensity of the fluorescent X-rays generated from the sample is maximized. Except for this point, the apparatus configuration is the same as that of the total reflection X-ray fluorescence spectrometer 1 of the first embodiment, and therefore the configuration of the apparatus will be described with reference to FIG.

まず、ポリマーフィルム中のクロムを分析する場合について図12のフロー図を用いて全反射蛍光X線分析装置1の動作について説明する。ステップS11では、試料(ポリマーフィルム)16を載置したガラス基板15を試料台に配置する。ステップS12では、分析条件設定手段26で分析目的の分析条件に選択する。このとき、試料のポリマーフィルムは試料間で厚みが同一であるので、複数個の試料を分析する場合でも図12のフロー図に示すステップSS1〜SS3を1度行うフローを選択する。ステップS13では、各記憶手段21、24、25がステップS10で記憶した各オフセット量t、s、ωを分析条件設定手段26に付与する。ステップS14では、分析条件設定手段26に付与された各オフセット量に基づき、各調整手段19、22、23のパルスモータ駆動回路、パルスモータ、ボールネジなどの機構部が制御され、銅X線管11および分光素子13の位置および回転角度が設定される。 First, the operation of the total reflection X-ray fluorescence spectrometer 1 will be described with reference to the flowchart of FIG. 12 in the case of analyzing chromium in the polymer film. In step S11, the glass substrate 15 on which the sample (polymer film) 16 is placed is placed on the sample stage. In step S12, the analysis condition setting means 26 selects an analysis condition for analysis. At this time, since the sample polymer film has the same thickness between samples, a flow for performing steps SS1 to SS3 shown in the flowchart of FIG. 12 once is selected even when a plurality of samples are analyzed. In step S13, each storage means 21, 24, 25 gives each offset amount t 0 , s 0 , ω 0 stored in step S10 to the analysis condition setting means 26. In step S14, on the basis of each offset amount given to the analysis condition setting means 26, the mechanical parts such as the pulse motor drive circuit, pulse motor, and ball screw of each adjustment means 19, 22, 23 are controlled, and the copper X-ray tube 11 is controlled. And the position and rotation angle of the spectroscopic element 13 are set.

ステップSS1では、銅X線管11からの一次X線12を、Cu−Kα線に単色化する回折角度と位置に設定している分光素子13に入射させ、試料16に単色化されたCu−Kα線の照射を開始する。ステップSS2では、照射したCu−Kα線によって試料中に含有されるクロムが励起されて発生する蛍光X線であるCr−Kα線17を検出器であるSSD18で測定を開始する。   In step SS1, the primary X-ray 12 from the copper X-ray tube 11 is made incident on the spectroscopic element 13 set at the diffraction angle and position to be monochromatized into Cu-Kα rays, and the monochromatized Cu- Irradiation of Kα rays is started. In step SS2, the measurement of the Cr-Kα ray 17 which is a fluorescent X-ray generated when the chromium contained in the sample is excited by the irradiated Cu-Kα ray is started by the SSD 18 as a detector.

ステップSS3では、X線管位置調整手段19と分光素子位置調整手段22を制御手段20で制御することにより銅X線管11と分光素子13とを同時に同一距離を、設定されている位置を中心に直線平行進退移動させ、SSD18で測定するCr−Kα線17の強度が最大になる位置に調整する。この銅X線管11と分光素子13との直線平行進退移動により試料16へのCu−Kα線の照射位置を調整する。   In step SS3, the X-ray tube position adjusting means 19 and the spectroscopic element position adjusting means 22 are controlled by the control means 20, whereby the copper X-ray tube 11 and the spectroscopic element 13 are simultaneously set at the same distance and centered at the set position. And move to a position where the intensity of the Cr-Kα line 17 measured by the SSD 18 becomes maximum. The irradiation position of the Cu—Kα ray on the sample 16 is adjusted by the linear parallel movement of the copper X-ray tube 11 and the spectroscopic element 13.

その他の分析条件もステップS12で分析条件設定手段26により設定されている。ステップS15では、ステップS11で配置された試料16を分析する。ステップS16では、次試料を分析するか否かを判断する。次試料を分析する場合には、ステップS17で次試料を測定位置に配置し、ステップS15に戻り、次試料を分析する。次試料を分析しない場合には、全反射蛍光X線分析装置1の動作が終了し、スッテプSS1、SS2の試料16へのX線照射と蛍光X線測定も終了する。   Other analysis conditions are also set by the analysis condition setting means 26 in step S12. In step S15, the sample 16 arranged in step S11 is analyzed. In step S16, it is determined whether or not to analyze the next sample. When analyzing the next sample, the next sample is placed at the measurement position in step S17, and the process returns to step S15 to analyze the next sample. When the next sample is not analyzed, the operation of the total reflection fluorescent X-ray analyzer 1 is completed, and the X-ray irradiation and fluorescent X-ray measurement on the sample 16 of steps SS1 and SS2 are also completed.

本分析例のポリマーフィルムのように厚みが同一である試料を複数個分析する場合には、図12のフロー図に示すようにステップSS1〜SS3を1度行うだけで、試料より発生する蛍光X線の強度が最大になるようにX線源からの一次X線の試料への照射位置を自動調整することができる。   When analyzing a plurality of samples having the same thickness, such as the polymer film of this analysis example, the fluorescence X generated from the sample is performed only by performing steps SS1 to SS3 once as shown in the flowchart of FIG. The irradiation position of the primary X-ray from the X-ray source to the sample can be automatically adjusted so that the intensity of the line is maximized.

次に、毛髪中のクロムを分析する場合について図13のフロー図を用いて説明する。ステップS11では、試料(毛髪)16を載置したガラス基板15を試料台に配置する。ステップS12では、分析条件設定手段26で分析目的の分析条件に選択する。このとき、試料の毛髪は試料間で太さが異なるので、図13のフロー図に示すステップSS1〜SS3を試料毎に行うフローを選択する。ステップS13では、各記憶手段21、24、25がステップS10で記憶した各オフセット量t、s、ωを分析条件設定手段26に付与する。ステップS14では、分析条件設定手段26に付与された各オフセット量に基づき、各調整手段19、22、23のパルスモータ駆動回路、パルスモータ、ボールネジなどの機構部が制御され、銅X線管11および分光素子13の位置および回転角度が設定される。 Next, the case of analyzing chromium in hair will be described with reference to the flowchart of FIG. In step S11, the glass substrate 15 on which the sample (hair) 16 is placed is placed on the sample stage. In step S12, the analysis condition setting means 26 selects an analysis condition for analysis. At this time, since the hair of the samples varies in thickness between the samples, a flow for performing steps SS1 to SS3 shown in the flowchart of FIG. 13 for each sample is selected. In step S13, each storage means 21, 24, 25 gives each offset amount t 0 , s 0 , ω 0 stored in step S10 to the analysis condition setting means 26. In step S14, on the basis of each offset amount given to the analysis condition setting means 26, the mechanical parts such as the pulse motor drive circuit, pulse motor, and ball screw of each adjustment means 19, 22, 23 are controlled, and the copper X-ray tube 11 is controlled. And the position and rotation angle of the spectroscopic element 13 are set.

ステップSS1では、銅X線管11からの一次X線12を、Cu−Kα線に単色化する回折角度と位置に設定している分光素子13に入射させ、試料16に単色化されたCu−Kα線の照射を開始する。ステップSS2では、照射したCu−Kα線によって試料中に含有されるクロムが励起されて発生する蛍光X線であるCr−Kα線17を検出器であるSSD18で測定を開始する。   In step SS1, the primary X-ray 12 from the copper X-ray tube 11 is made incident on the spectroscopic element 13 set at the diffraction angle and position to be monochromatized into Cu-Kα rays, and the monochromatized Cu- Irradiation of Kα rays is started. In step SS2, the measurement of the Cr-Kα ray 17 which is a fluorescent X-ray generated when the chromium contained in the sample is excited by the irradiated Cu-Kα ray is started by the SSD 18 as a detector.

ステップSS3では、X線管位置調整手段19と分光素子位置調整手段22を制御手段20で制御することにより銅X線管11と分光素子13とを同時に同一距離を、設定されている位置を中心に直線平行進退移動させ、SSD18で測定するCr−Kα線17の強度が最大になる位置に調整する。この銅X線管11と分光素子13との直線平行進退移動により試料16へのCu−Kα線の照射位置を調整する。   In step SS3, the X-ray tube position adjusting means 19 and the spectroscopic element position adjusting means 22 are controlled by the control means 20, whereby the copper X-ray tube 11 and the spectroscopic element 13 are simultaneously set at the same distance and centered at the set position. And move to a position where the intensity of the Cr-Kα line 17 measured by the SSD 18 becomes maximum. The irradiation position of the Cu—Kα ray on the sample 16 is adjusted by the linear parallel movement of the copper X-ray tube 11 and the spectroscopic element 13.

その他の分析条件もステップS12で分析条件設定手段26により設定されている。ステップS15では、ステップS11で配置された試料16を分析する。ステップS16では、次試料を分析するか否かを判断する。次試料を分析する場合には、ステップS17で試料を測定位置に配置し、ステップSS1に戻り、ステップSS1〜SS3により試料より発生する蛍光X線の強度が最大になるようにX線源からの一次X線の試料への照射位置を自動調整し、ステップS15で試料を分析する。以下同様にして、残りの試料を分析する。次試料を分析しない場合には、全反射蛍光X線分析装置1の動作が終了し、スッテプSS1、SS2の試料へのX線照射と蛍光X線測定も終了する。   Other analysis conditions are also set by the analysis condition setting means 26 in step S12. In step S15, the sample 16 arranged in step S11 is analyzed. In step S16, it is determined whether or not to analyze the next sample. When analyzing the next sample, the sample is placed at the measurement position in step S17, and the process returns to step SS1, and from steps X1 to SS3, the intensity of fluorescent X-rays generated from the sample is maximized. The irradiation position of the primary X-ray sample is automatically adjusted, and the sample is analyzed in step S15. In the same manner, the remaining samples are analyzed. When the next sample is not analyzed, the operation of the total reflection fluorescent X-ray analyzer 1 is completed, and the X-ray irradiation and fluorescent X-ray measurement on the samples of Steps SS1 and SS2 are also completed.

前記の分析例のポリマーフィルムのように厚みが同一である試料を複数個分析する場合には、図12のフロー図に示すようにステップSS1〜SS3を1度行うだけで、試料より発生する蛍光X線の強度が最大になるようにX線源からの一次X線の試料への照射位置を自動調整することができたが、毛髪のように試料毎に太さが異なる試料では、試料毎に試料高さが異なるため、試料毎にステップSS1〜SS3により試料より発生する蛍光X線の強度が最大になるようにX線源からの一次X線の試料への照射位置を自動調整する必要がある。   When analyzing a plurality of samples having the same thickness, such as the polymer film of the above-described analysis example, fluorescence generated from the sample can be obtained by performing steps SS1 to SS3 only once as shown in the flowchart of FIG. Although the irradiation position of the primary X-ray sample from the X-ray source to the X-ray source can be automatically adjusted so as to maximize the X-ray intensity, Because the sample height differs, it is necessary to automatically adjust the irradiation position of the primary X-ray from the X-ray source to the sample so that the intensity of the fluorescent X-ray generated from the sample is maximized in steps SS1 to SS3 for each sample. There is.

第5実施形態の全反射蛍光X線分析装置によれば、光軸自動調整用試料を用いて求められたオフセット量によって、一次X線の試料への照射位置、照射角度が自動設定されているので、試料表面が基準平面より高くなるポリマーフィルムや毛髪などの試料であっても照射角度を調整することなく、X線管と分光素子との直線平行進退移動により試料への一次X線の照射位置を調整するだけで、最適位置および最適角度に合わせることができ、常に短時間で高感度、高精度の分析を行うことができる。   According to the total reflection X-ray fluorescence spectrometer of the fifth embodiment, the irradiation position and irradiation angle of the primary X-ray sample are automatically set according to the offset amount obtained using the optical axis automatic adjustment sample. Therefore, even if the sample surface is a sample such as a polymer film or hair whose surface is higher than the reference plane, the sample is irradiated with primary X-rays by linearly moving back and forth between the X-ray tube and the spectroscopic element without adjusting the irradiation angle. By adjusting the position, it can be adjusted to the optimal position and the optimal angle, and analysis with high sensitivity and high accuracy can always be performed in a short time.

第5実施形態の装置として、第1実施形態の装置の制御内容の一部を変更した装置を例に挙げたが、第2〜第4実施形態の装置の制御内容を同様に変更することもでき、同様の作用効果を得ることができる。第1〜第5実施形態では、全反射蛍光X線分析装置について説明したが、全反射蛍光X線分析装置以外の蛍光X線分析装置にも適用することができる。   As an example of the device according to the fifth embodiment, a device in which a part of the control content of the device according to the first embodiment is changed has been described as an example. However, the control content of the device according to the second to fourth embodiments may be similarly changed. And similar effects can be obtained. In the first to fifth embodiments, the total reflection X-ray fluorescence analyzer has been described. However, the present invention can also be applied to an X-ray fluorescence analyzer other than the total reflection X-ray fluorescence analyzer.

本発明の第1実施形態である全反射蛍光X線分析装置の概略図である。1 is a schematic view of a total reflection X-ray fluorescence spectrometer that is a first embodiment of the present invention. FIG. 同全反射蛍光X線分析装置のX線源位置、分光素子位置および角度調整の基本動作説明図である。It is a basic operation explanatory view of the X-ray source position, the spectroscopic element position and the angle adjustment of the total reflection fluorescent X-ray analyzer. 同全反射蛍光X線分析装置のオフセット量を記憶するステップ動作フロー図である。It is a step operation | movement flowchart which memorize | stores the offset amount of the said total reflection X-ray fluorescence analyzer. 同全反射蛍光X線分析装置の未知試料測定時の動作フロー図である。It is an operation | movement flowchart at the time of unknown sample measurement of the said total reflection X-ray fluorescence analyzer. 本発明の第2実施形態である全反射蛍光X線分析装置の概略図である。It is the schematic of the total reflection X-ray fluorescence spectrometer which is 2nd Embodiment of this invention. 同全反射蛍光X線分析装置のオフセット量を記憶するステップ動作フロー図である。It is a step operation | movement flowchart which memorize | stores the offset amount of the said total reflection X-ray fluorescence analyzer. 同全反射蛍光X線分析装置での臨界角の説明図である。It is explanatory drawing of the critical angle in the same total reflection fluorescent-X-ray-analysis apparatus. 本発明の第3実施形態である全反射蛍光X線分析装置の概略図である。It is the schematic of the total reflection X-ray fluorescence spectrometer which is 3rd Embodiment of this invention. 同全反射蛍光X線分析装置のオフセット量を記憶するステップ動作フロー図である。It is a step operation | movement flowchart which memorize | stores the offset amount of the said total reflection X-ray fluorescence analyzer. 本発明の第4実施形態である全反射蛍光X線分析装置の概略図である。It is the schematic of the total reflection X-ray fluorescence analyzer which is 4th Embodiment of this invention. 同全反射蛍光X線分析装置のオフセット量を記憶するステップ動作フロー図である。It is a step operation | movement flowchart which memorize | stores the offset amount of the said total reflection X-ray fluorescence analyzer. 本発明の第5実施形態である全反射蛍光X線分析装置のポリマーフィルム測定時の動作フロー図である。It is an operation | movement flowchart at the time of the polymer film measurement of the total reflection fluorescent-X-ray-analysis apparatus which is 5th Embodiment of this invention. 本発明の第5実施形態である全反射蛍光X線分析装置の毛髪測定時の動作フロー図である。It is an operation | movement flowchart at the time of the hair measurement of the total reflection X-ray fluorescence analyzer which is 5th Embodiment of this invention.

符号の説明Explanation of symbols

1、3、8、10 全反射蛍光X線分析装置
11 銅X線管
12 一次X線
13 分光素子
14 Cr−Kα線(所定の波長のX線)
15 試料基板
16 試料
17 蛍光X線
18 検出器(SSD)
19 X線管位置調整手段
20 制御手段
21 X線管オフセット距離記憶手段
22 分光素子位置調整手段
23 分光素子角度調整手段
24 分光素子オフセット距離記憶手段
25 分光素子オフセット角度記憶手段
26 分析条件設定手段
51 臨界角算出手段
52 X線照射角度補正手段
81 モリブデンX線管
82 選択手段
1, 3, 8, 10 Total reflection fluorescent X-ray analyzer 11 Copper X-ray tube 12 Primary X-ray 13 Spectroscopic element 14 Cr-Kα ray (X-ray of a predetermined wavelength)
15 Sample substrate 16 Sample 17 X-ray fluorescence 18 Detector (SSD)
19 X-ray tube position adjustment means 20 Control means 21 X-ray tube offset distance storage means 22 Spectroscopic element position adjustment means 23 Spectroscopic element angle adjustment means 24 Spectroscopic element offset distance storage means 25 Spectroscopic element offset angle storage means 26 Analysis condition setting means 51 Critical angle calculation means 52 X-ray irradiation angle correction means 81 Molybdenum X-ray tube 82 Selection means

Claims (4)

単一のX線源と、
前記X線源から発生するX線を分光して所定の波長のX線を試料基板上の試料に照射する分光素子と、
前記試料より発生する蛍光X線の強度を測定する検出器と、
分析条件を設定する分析条件設定手段とを備える蛍光X線分析装置であって、
前記X線源の位置を調整するX線源位置調整手段と、
前記分光素子の位置を調整する分光素子位置調整手段と、
前記分光素子の回転角度を調整する分光素子角度調整手段と、
前記検出器が測定する試料より発生する蛍光X線の強度に基づき、前記X線源位置調整手段、前記分光素子位置調整手段および前記分光素子角度調整手段を制御する制御手段と、
前記X線源位置調整手段によって調整されたX線源位置と前記X線源の機構上の対応位置との距離をX線源位置原点に対するX線源オフセット距離として記憶し、前記記憶したX線源オフセット距離を前記分析条件設定手段に付与するX線源オフセット距離記憶手段と、
前記分光素子位置調整手段によって調整された分光素子位置と分光素子の機構上の対応位置との距離を分光素子位置原点に対する分光素子オフセット距離として記憶し、前記記憶した分光素子オフセット距離を前記分析条件設定手段に付与する分光素子オフセット距離記憶手段と、
前記分光素子角度調整手段によって調整された分光素子角度と分光素子の機構上の対応角度との角度差を基準平面に対する分光素子オフセット角度として記憶し、前記記憶した分光素子オフセット角度を前記分析条件設定手段に付与する分光素子オフセット角度記憶手段とを備え、
前記試料より発生する蛍光X線の強度が最大になるように前記X線源からの一次X線の前記試料への照射位置および照射角度を自動調整する蛍光X線分析装置。
A single X-ray source;
A spectroscopic element that divides X-rays generated from the X-ray source and irradiates a sample on a sample substrate with X-rays having a predetermined wavelength;
A detector for measuring the intensity of fluorescent X-rays generated from the sample;
An X-ray fluorescence analyzer comprising analysis condition setting means for setting analysis conditions,
X-ray source position adjusting means for adjusting the position of the X-ray source;
A spectroscopic element position adjusting means for adjusting the position of the spectroscopic element;
A spectral element angle adjusting means for adjusting a rotation angle of the spectral element;
Control means for controlling the X-ray source position adjusting means, the spectroscopic element position adjusting means and the spectroscopic element angle adjusting means based on the intensity of fluorescent X-rays generated from the sample measured by the detector;
The distance between the X-ray source position adjusted by the X-ray source position adjusting means and the corresponding position on the mechanism of the X-ray source is stored as an X-ray source offset distance with respect to the X-ray source position origin, and the stored X-ray X-ray source offset distance storage means for providing a source offset distance to the analysis condition setting means;
The distance between the spectroscopic element position adjusted by the spectroscopic element position adjusting means and the corresponding position on the spectroscopic element mechanism is stored as a spectroscopic element offset distance with respect to the spectroscopic element position origin, and the stored spectroscopic element offset distance is stored as the analysis condition. A spectroscopic element offset distance storage means to be provided to the setting means;
The difference between the spectroscopic element angle adjusted by the spectroscopic element angle adjusting means and the corresponding angle on the spectroscopic element mechanism is stored as a spectroscopic element offset angle with respect to a reference plane, and the stored spectroscopic element offset angle is set as the analysis condition setting. Spectroscopic element offset angle storage means to be provided to the means,
An X-ray fluorescence analyzer that automatically adjusts the irradiation position and the irradiation angle of primary X-rays from the X-ray source to the sample so that the intensity of fluorescent X-rays generated from the sample is maximized.
請求項1において、さらに
前記試料基板へのX線照射角度と前記試料基板より発生する蛍光X線の強度とに基づき、前記X線照射角度の臨界角を算出する臨界角算出手段と、
前記臨界角算出手段により算出する臨界角に基づき、前記試料へのX線照射角度を補正するX線照射角度補正手段とを備える蛍光X線分析装置。
In Claim 1, further, a critical angle calculation means for calculating a critical angle of the X-ray irradiation angle based on the X-ray irradiation angle to the sample substrate and the intensity of fluorescent X-rays generated from the sample substrate;
An X-ray fluorescence analyzer comprising: an X-ray irradiation angle correction unit that corrects an X-ray irradiation angle to the sample based on the critical angle calculated by the critical angle calculation unit.
複数のX線源と、
前記複数のX線源の中から1つのX線源を選択する選択手段と、
前記選択手段により選択されたX線源から発生するX線を分光して、所定の波長のX線を試料基板上の試料に照射する分光素子と、
前記試料より発生する蛍光X線の強度を測定する検出器と、
分析条件を設定する分析条件設定手段とを備える蛍光X線分析装置であって、
前記選択されたX線源の位置を調整するX線源位置調整手段と、
前記分光素子の位置を調整する分光素子位置調整手段と、
前記分光素子の回転角度を調整する分光素子角度調整手段と、
前記検出器が測定する試料より発生する蛍光X線の強度に基づき、前記X線源位置調整手段、前記分光素子位置調整手段および前記分光素子角度調整手段を制御する制御手段と、
前記X線源位置調整手段によって調整されたX線源位置と前記X線源の機構上の対応位置との距離をX線源位置原点に対するX線源オフセット距離として記憶し、前記記憶したX線源オフセット距離を前記分析条件設定手段に付与するX線源オフセット距離記憶手段と、
前記分光素子位置調整手段によって調整された分光素子位置と分光素子の機構上の対応位置との距離を分光素子位置原点に対する分光素子オフセット距離として記憶し、前記記憶した分光素子オフセット距離を前記分析条件設定手段に付与する分光素子オフセット距離記憶手段と、
前記分光素子角度調整手段によって調整された分光素子角度と分光素子の機構上の対応角度との角度差を基準平面に対する分光素子オフセット角度として記憶し、前記記憶した分光素子オフセット角度を前記分析条件設定手段に付与する分光素子オフセット角度記憶手段とを備え、
前記試料より発生する蛍光X線の強度が最大になるように前記X線源からの一次X線の前記試料への照射位置および照射角度を自動調整する蛍光X線分析装置。
A plurality of x-ray sources;
Selecting means for selecting one X-ray source from the plurality of X-ray sources;
A spectroscopic element that divides X-rays generated from the X-ray source selected by the selection unit and irradiates the sample on the sample substrate with X-rays having a predetermined wavelength;
A detector for measuring the intensity of fluorescent X-rays generated from the sample;
An X-ray fluorescence analyzer comprising analysis condition setting means for setting analysis conditions,
X-ray source position adjusting means for adjusting the position of the selected X-ray source;
A spectroscopic element position adjusting means for adjusting the position of the spectroscopic element;
A spectral element angle adjusting means for adjusting a rotation angle of the spectral element;
Control means for controlling the X-ray source position adjusting means, the spectroscopic element position adjusting means and the spectroscopic element angle adjusting means based on the intensity of fluorescent X-rays generated from the sample measured by the detector;
The distance between the X-ray source position adjusted by the X-ray source position adjusting means and the corresponding position on the mechanism of the X-ray source is stored as an X-ray source offset distance with respect to the X-ray source position origin, and the stored X-ray X-ray source offset distance storage means for providing a source offset distance to the analysis condition setting means;
The distance between the spectroscopic element position adjusted by the spectroscopic element position adjusting means and the corresponding position on the spectroscopic element mechanism is stored as a spectroscopic element offset distance with respect to the spectroscopic element position origin, and the stored spectroscopic element offset distance is stored as the analysis condition. A spectroscopic element offset distance storage means to be provided to the setting means;
The difference between the spectroscopic element angle adjusted by the spectroscopic element angle adjusting means and the corresponding angle on the spectroscopic element mechanism is stored as a spectroscopic element offset angle with respect to a reference plane, and the stored spectroscopic element offset angle is set as the analysis condition setting. Spectroscopic element offset angle storage means to be provided to the means,
An X-ray fluorescence analyzer that automatically adjusts the irradiation position and the irradiation angle of primary X-rays from the X-ray source to the sample so that the intensity of fluorescent X-rays generated from the sample is maximized.
請求項3において、さらに
前記試料基板へのX線照射角度と前記試料基板より発生する蛍光X線の強度とに基づき、前記X線照射角度の臨界角を算出する臨界角算出手段と、
前記臨界角算出手段により算出する臨界角に基づき、前記試料へのX線照射角度を補正するX線照射角度補正手段とを備える蛍光X線分析装置。
In Claim 3, further, a critical angle calculation means for calculating a critical angle of the X-ray irradiation angle based on the X-ray irradiation angle to the sample substrate and the intensity of fluorescent X-rays generated from the sample substrate;
An X-ray fluorescence analyzer comprising: an X-ray irradiation angle correction unit that corrects an X-ray irradiation angle to the sample based on the critical angle calculated by the critical angle calculation unit.
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