CN105675640B - 荧光x射线分析装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及荧光X射线分析装置。提供一种即使不将装置大型化也能够大幅度地提高载置于样品台的样品的测定位置的观察性并且样品的放入取出也变得容易的X射线分析装置。具备：样品台2，具有能够设置样品的载置面；X射线源3，配置在对样品照射一次X射线X1的照射位置P的正上方，对样品照射一次X射线；检测器4，对从被照射一次X射线后的样品产生的荧光X射线进行检测；以及遮蔽容器5，至少收纳样品台、X射线源和检测器，遮蔽容器具备：样品室部6，收纳样品台；以及门部7，能够对样品室部的上部的至少前半部分进行开闭，X射线源和检测器被配置在门部的后侧。

Description

荧光X射线分析装置

技术领域

本发明涉及能够进行有害物质的检测等并且在制品的筛选等或电镀等的膜厚测定中使用的荧光X射线分析装置。

背景技术

在荧光X射线分析中，将从X射线源射出的X射线照射到样品，用X射线检测器检测作为从样品放出的特性X射线的荧光X射线，由此，从其能量取得谱，进行样品的定性分析或定量分析或者膜厚测定。该荧光X射线分析由于能够非破坏地迅速地分析样品，所以在工序、品质管理等中被广泛地使用。在近年来，谋求高精度化、高灵敏度化而能够进行微量测定，特别地，作为进行材料、复合电子部件等所包含的有害物质的检测的分析手法而期待普及。

通常，在荧光X射线分析的装置中，在设置于作为遮蔽容器的盒（enclosure）内的样品室的样品台上载置样品，从X射线源向样品照射一次X射线来进行分析，但是，以往，例如如非专利文献1和2所示那样为对设置在盒的前表面的门进行开闭来进行样品的搬入搬出的构造。

现有技术文献

非专利文献

非专利文献1：“蛍光Ｘ線式膜厚計（XRF膜厚計）のネット店舗”、［online］、株式会社フィッシャー・インストルメンツ、［平成26年11月21日検索］、インターネット＜URL：http://makuatsu.com/index.php?option=com_content&view=article&id=35&Itemid=77＞；

非专利文献2：“膜厚測定 蛍光Ｘ線膜厚計 FT110シリーズ”、［online］、株式会社日立ハイテクサイエンス、［平成26年11月21日検索］、インターネット＜URL：http://www.hitachi-hitec-science.com/products/xrf/FT110.html＞。

发明内容

发明要解决的课题

在上述现有的技术中残留有以下的课题。

即，在以往的荧光X射线分析装置中，为了进行样品的测定位置对准等而打开盒的前表面的门来确认设置于样品台的样品，但是，存在从盒前表面的前方斜上方对样品进行观察而难以对样品整体进行观察的这样的问题。此外，存在为了对样品整体进行观察而使前表面的门变大的方法，但是，在该情况下，存在不仅是门而且盒变高而大型化的问题。进而，在从盒前表面的门放入取出大型印刷基板等来作为样品时，存在无法得到充分宽的开口部而作业性差这样的问题。

本发明是鉴于前述的课题而完成的，其目的在于提供一种即使不将装置大型化也能够大幅度地提高载置于样品台的样品的测定位置的观察性且样品的放入取出也变得容易的X射线分析装置。

用于解决课题的方案

本发明为了解决前述课题而采用了以下的结构。即，第一发明的荧光X射线分析装置的特征在于，具备：样品台，具有能够设置样品的载置面；X射线源，配置在对所述样品照射一次X射线的照射位置的正上方，对所述样品照射一次X射线；检测器，对从被照射所述一次X射线后的所述样品产生的荧光X射线进行检测；以及遮蔽容器，至少收纳所述样品台、所述X射线源和所述检测器，所述遮蔽容器具备：样品室部，收纳所述样品台；以及门部，能够对所述样品室部的上部的至少前半部分进行开闭，所述X射线源和所述检测器被配置在所述门部的后侧，在所述门部形成有由透明板挡住的窗部。

在该荧光X射线分析装置中，具备能够对样品室部的上部的至少前半部分进行开闭的门部，X射线源和检测器被配置在门部的后侧，因此，通过样品室部前部的上方的门部来得到大的开口部，样品台上的样品的观察性提高，样品的测定位置对准变得容易。即，在样品室部后部配置X射线源和检测器并在空着的样品室部前部之上设置门部，由此，样品台前部的上方能够开口得大，样品台上的样品的位置观察区域变广。此外，通过打开门部，从而样品室部前部的上方开口得大，因此，即使为大型印刷基板等样品，也能够在不牺牲操作性的情况下容易地放入取出。进而，样品室部前部的上部能够通过门部而开闭，因此，不需要在维护时如以往设备那样卸下大型的框体（遮蔽容器）等工序。

关于第二发明的荧光X射线分析装置，在第一发明中，其特征在于，在所述门部形成有由透明板挡住的窗部。

即，在该荧光X射线分析装置中，在门部形成有由透明板挡住的窗部，因此，即使为关闭了门部的状态，也能够从窗部目视设置在样品台的样品的测定位置。

关于第三发明的荧光X射线分析装置，在第一或第二发明中，其特征在于，具备：盖部，设置在所述遮蔽容器的上部即所述门部的后侧并且与所述遮蔽容器连结；以及上下移动机构，能够上下移动所述X射线源和所述检测器，能够将所述X射线源和所述检测器从所述遮蔽容器内向所述盖部内移动。

即，在该荧光X射线分析装置中，具备设置在遮蔽容器的上部即门部的后侧并且与遮蔽容器连结的盖部、以及能够上下移动X射线源和检测器并且能够将X射线源和检测器从遮蔽容器内向盖部内移动的上下移动机构，因此，能够在将样品搬入搬出到样品室部中时通过上下移动机构使X射线源和检测器退避到盖部内，作业性提高，样品的放入取出变得容易。

关于第四发明的荧光X射线分析装置，在第三发明中，其特征在于，所述盖部相对于从前面观察所述样品室部时的中央被配置在左侧或右侧，所述遮蔽容器和所述盖部为左右非对称的配置。

即，在该荧光X射线分析装置中，遮蔽容器和盖部为左右非对称的配置，因此，在采用例如大型印刷基板那样的大型样品测定用的荧光X射线分析装置的情况下，虽然也较大地需要装置的设置空间，但是能够在遮蔽容器上表面的没有盖部的侧设置显示器部等，因此，节省设置空间。

关于第五发明的荧光X射线分析装置，在第三或第四发明中，其特征在于，所述盖部能够以收纳有所述X射线源和所述检测器的状态对至少一部分进行开闭。

即，在该荧光X射线分析装置中，盖部能够在收纳有X射线源和检测器的状态下对至少一部分进行开闭，因此，通过打开盖部，从而能够提高X射线源和检测器的取出、安装和维护等的作业性。

关于第六发明的荧光X射线分析装置，在第三至第五发明的任一个中，其特征在于，具备开闭感测机构，所述开闭感测机构感测所述门部的开闭，所述上下移动机构当所述开闭感测机构感测到所述门部被打开时使所述X射线源和所述检测器向所述盖部移动。

即，在该荧光X射线分析装置中，当开闭感测机构感测到打开了门部时，上下移动机构使X射线源和检测器向盖部移动，因此，在打开了门部时，X射线源和检测器自动地退避到盖部，由此，能够防止在设置样品时忘记退避。

关于第七发明的荧光X射线分析装置，在第六发明中，其特征在于，具备样品感测机构，所述样品感测机构感测在所述样品台设置所述样品的情况，当所述样品感测机构感测到所述样品台上的所述样品并且所述开闭感测机构感测到所述门部被关闭时，所述上下移动机构使所述X射线源和所述检测器移动到所述遮蔽容器内的规定高度位置。

即，在该荧光X射线分析装置中，当样品感测机构感测到样品台上的样品并且开闭感测机构感测到关闭了门部时，上下移动机构使X射线源和检测器移动到遮蔽容器内的规定高度位置，因此，只要在将样品载于样品台之后关闭门部，则X射线源和检测器自动地下降，能够进行高度方向的粗位置对准。因此，在测定时只要进行微细的位置对准就可以，能够省略长的行程的移动，能够得到高的便利性，并且，谋求时间缩短化。

关于第八发明的荧光X射线分析装置，在第一至第七发明的任一个中，其特征在于，在所述盖部设置有能够对从所述X射线源照射一次X射线的开/关进行观察的指示器。

即，在该荧光X射线分析装置中，在盖部设置有能够对从X射线源照射一次X射线的开/关进行观察的指示器，因此，能够明确地监视装置的工作状况。

关于第九发明的荧光X射线分析装置，在第一至第八发明的任一个中，其特征在于，所述门部在后端部具有铰链部，能够从前表面侧开口，在所述门部的前表面设置有把手部或凹部。

即，在该荧光X射线分析装置中，门部在后端部具有铰链部，能够从前表面侧开口，在门部的前表面设置有把手部或凹部，因此，将手指搭在把手部或凹部上来摆动门部的顶端部，由此，能够容易地进行开闭。

发明效果

根据本发明，起到以下的效果。

即，根据本发明的荧光X射线分析装置，具备能够对样品室部的上部的至少前半部分进行开闭的门部，X射线源和检测器被配置在门部的后侧，因此，通过样品室部前部的上方的门部来得到大的开口部，样品台上的样品的观察性提高。

因此，样品的测定位置对准变得容易，并且，即使为大型印刷基板等样品也能够在不牺牲操作性的情况下容易地放入取出，并且，与同程度的大型样品用荧光X射线分析装置相比较，节省设置空间。

附图说明

图1是在本发明的荧光X射线分析装置的一个实施方式中示出关闭了门部的状态的装置主体的内部构造和整体的结构的图。

图2是在本实施方式中示出打开了门部的状态的装置主体的侧面图。

图3是在本实施方式中示出荧光X射线分析装置的装置主体的立体图。

具体实施方式

以下，一边参照图1至图3一边说明本发明的荧光X射线分析装置的一个实施方式。

本实施方式的荧光X射线分析装置1如图1至图3所示那样具备：具有能够设置样品的载置面的样品台2、配置在对样品照射一次X射线X1的照射位置P的正上方来对样品照射一次X射线X1的X射线源3、对从被照射一次X射线X1后的样品产生的荧光X射线进行检测的检测器4、以及至少收纳样品台2、X射线源3和检测器4的遮蔽容器5。

上述遮蔽容器5是X射线遮蔽盒，由铁板等构成。

该遮蔽容器5具备收纳样品台2的样品室部6和能够开闭样品室部6的上部的至少前半部分的门部7。即，在将样品室部6的内表面尺寸（平面视中的一边的长度）设为L时，门部7被设置为从遮蔽容器5的前端部开口到L×（1/2）以上不足L×（2/3）的位置。

上述X射线源3和检测器4被配置在门部7的后侧。

此外，一次X射线X1的照射位置P被设定为从样品台2的中心偏离，在本实施方式中，在从样品台2的中心位置向后侧远离了L×（1/6）至L×（1/3）的距离的位置设定照射位置P。再有，在本实施方式中，测定位置对准用的引导光照射机构18被设置在样品台2的上方，使可见光的激光作为引导光G照射到测定位置（照射位置P）来点亮，由此，能够以目视进行测定位置的确认。

进而，在照射引导光G来对准样品测定位置与一次X射线X1的照射位置P（分析位置）时，经由拍摄部14（拍摄元件）的图像和利用目视的样品测定位置大致一致，因此，容易确认，作业性提高。

在上述门部7形成有由透明板8挡住的窗部7a。该透明板8例如为树脂制，含有铅等X射线遮蔽效果高的物质。

窗部7a在残留有保证门部7的强度的程度的框部的情况下被较大地形成，在关闭了门部7的状态下，能够从外部对引导光G所照射的测定位置进行观察。

再有，关于门部7，使与遮蔽容器5的后部侧面相接的部分为倾斜形状，谋求轻量化。

此外，该荧光X射线分析装置1具备：设置在上述遮蔽容器5的上部即门部7的后侧并且与遮蔽容器5连结的盖部9、能够将X射线源3和检测器4从遮蔽容器5内向盖部9内移动的上下移动机构10、感测门部7的开闭的开闭感测机构11、感测在样品台2设置样品的情况的样品感测机构12、能够移动样品台2的样品台移动机构13、以及能够对样品台2上的样品进行拍摄的拍摄部14。

进而，荧光X射线分析装置1具备：连接于检测器4并且对来自检测器4的信号进行分析的分析器15以及连接于X射线源3、检测器4、样品台移动机构13、开闭感测机构11、样品感测机构12、拍摄部14、显示部16和分析器15等并且控制它们的控制部17。

再有，将遮蔽容器5、盖部9以及收纳于它们的部分作为装置主体。

上述盖部9能够在收纳有X射线源3和检测器4的状态下对至少一部分进行开闭。即，在盖部9的上部设置有能够开闭的盖开闭部9a。该盖开闭部9a如图2所示那样在后侧具有铰链部而盖部9的前侧能够开口得大。

此外，在盖部9设置有能够对从X射线源3照射一次X射线X1的开/关进行观察的指示器17。该指示器17呈纵长的带状地设置在盖开闭部9a的前表面，并且，设定为：在一次X射线X1的照射时显示为红色，并且，在一次X射线X1的非照射时熄灭。

上述上下移动机构10具有当开闭感测机构11感测到打开了门部7时使X射线源3和检测器4向盖部9移动的功能。

此外，上下移动机构10具有当样品感测机构12感测到样品台2上的样品并且开闭感测机构11感测到关闭了门部7时使X射线源3和检测器4移动到遮蔽容器5内的规定高度位置的功能。

上述样品感测机构12在样品被设置在样品台2上时利用引导光照射机构18将引导光G照射到样品来检测光位置检测元件（PSD）或线性图像传感器等的光接收部（图示略）中的感知状态，由此，能够检测样品台2上的样品。

此外，上下移动机构10通过将引导光G照射到样品来检测上述光接收部中的感知状态，从而能够感测样品的测定位置的高度方向的相对位置，使X射线源3和检测器4移动到遮蔽容器5内的规定高度位置。

上述开闭感测机构11能够采用例如通过开关来感测门部7的顶端部和遮蔽容器5的下部的接触的有无的机构等。

门部7在后端部具有铰链部7c，能够从前表面侧开口，在门部7的前表面设置有把手部7b。再有，也可以代替把手部7b而在门部7的前表面设置凹部。

上述样品台移动机构13具备：能够在作为与载置面平行的一个方向的X方向上移动样品台2的X台（图示略）、能够在与载置面平行且与X方向正交的Y方向上移动样品台2的Y台（图示略）、以及在载置面的中心具有旋转中心且能够绕与载置面正交的旋转轴转动样品台2的θ台（图示略）。这些台分别由电动机等驱动。

上下移动机构10由能够在与上述X方向和Y方向正交的Z方向（上下方向）上移动安装有X射线源3、检测器4、拍摄部14和引导光照射机构18的单元的电动机等构成。

上述拍摄部14为装载有CCD等的观察用摄像机，并且，被设置在样品台2的上方且靠近门部7的位置，能够对样品台2上的样品进行拍摄。

上述X射线源3为能够照射一次X射线X1的X射线真空管，从铍箔等的窗射出利用施加到灯丝（filament）（阴极）和靶（阳极）之间的电压对从真空管内的灯丝（阴极）产生的热电子进行加速而与靶的W（钨）、Mo（钼）、Cr（铬）等冲突而产生的X射线来作为一次X射线X1。

上述检测器4具备半导体检测元件（例如，作为pin构造的二极管的Si（硅）元件）（图示略），当X射线光子入射1个时，产生与该X射线光子1个对应的电流脉冲。该电流脉冲的瞬间的电流值与入射的特性X射线的能量成比例。此外，检测器4被设定为将由半导体检测元件产生的电流脉冲变换为电压脉冲并放大而作为信号输出。

上述分析器15为根据上述信号得到电压脉冲的波高来生成能谱的波高分析器（多通道分析器）。

上述控制部17为由CPU等构成的计算机，具有将利用拍摄部14的拍摄画面、分析结果显示在显示器部16中的功能。

接着，对使用了本实施方式的荧光X射线分析装置1的荧光X射线分析方法进行说明。

首先，打开门部7，使样品室部6的前部上方开口。此时，由开闭感测机构11感测到打开了门部7，并且，基于该感测，上下移动机构10使X射线源3和检测器4上升而退避到盖部9内。在该状态下，按照从引导光照射机构18照射的引导光G来在样品台2上设置样品。

在设置了样品之后，当在关闭门部7时通过开闭感测机构11感测到关闭了门部7并且样品感测机构12感测到样品台2上的样品时，基于这些感测，上下移动机构10使盖部9内的X射线源3和检测器4下降到样品室部6内的规定的高度位置。之后，在进行了微细的位置对准之后，从X射线源3将一次X射线X1照射到样品来进行荧光X射线分析。再有，当照射一次X射线X1时，指示器17点亮为红色。

像这样，在本实施方式的荧光X射线分析装置1中，具备能够对样品室部6的上部的至少前半部分进行开闭的门部7，X射线源3和检测器4被配置在门部7的后侧，因此，通过样品室部6前部的上方的门部7来得到大的开口部，样品台2上的样品的观察性提高，样品的测定位置对准变得容易。即，在样品室部6后部配置X射线源3和检测器4（从样品台2中央向后方偏移）并在空着的样品室部6前部之上设置门部7，由此，样品台2前部的上方能够开口得大，样品台2上的样品的位置观察区域（图2所示的阴影区域）变广。

再有，关于盖部，不仅可以采用图3所示的前后的偏移量（offset），还可以采用左右非对称。即，盖部相对于从前面观察样品室部时的中央（左右方向的中央）被配置在左侧或右侧，也可以采用遮蔽容器和盖部为左右非对称的配置。

与此伴随地，X射线产生源3和检测器4也进行移动。此外，盖部为左右非对称，由此，在遮蔽容器5的后部（门部7的后方）形成空白空间，在该空白空间设置显示器部等，由此，例如也能够使作为大型印刷基板测定用的荧光X射线分析装置的设置空间变小。

此外，通过打开门部7，从而样品室部6前部的上方开口得大，因此，即使为大型印刷基板等样品，也能够在不牺牲操作性的情况下容易地放入取出。进而，样品室部6前部的上部能够通过门部7而开闭，因此，不需要在维护（maintenance）时如以往设备那样卸下大型的框体（遮蔽容器）等工序。

此外，在门部7形成有由透明板8挡住的窗部7a，因此，即使为关闭了门部7的状态，也能够从窗部7a目视设置在样品台2的样品的测定位置。

进而，也能够在关闭了门部7的状态下照射引导光G并且使样品台2可动以进行样品测定位置的微调整。

此外，当关闭门部7时，遮蔽容器5为密封状态，使X射线源3为开的分析时的被照射防止或抑制效果变高，能够安全地进行荧光X射线分析。

此外，具备设置在遮蔽容器5的上部即门部7的后侧并且与遮蔽容器5连结的盖部9、以及能够上下移动X射线源3和检测器4并且能够将X射线源3和检测器4从遮蔽容器5内向盖部9内移动的上下移动机构10，因此，能够在将样品搬入搬出到样品室部6中时通过上下移动机构10使X射线源3和检测器4退避到盖部9内，作业性提高，样品的放入取出变得容易。

进而，盖部9能够在收纳有X射线源3和检测器4的状态下对至少一部分进行开闭，因此，通过打开盖部9，从而能够提高X射线源3和检测器4的取出、安装和维护等的作业性。

此外，当开闭感测机构11感测到打开了门部7时，上下移动机构10使X射线源3和检测器4向盖部9移动，因此，在打开了门部7时，X射线源3和检测器4自动地退避到盖部9，由此，能够防止在设置样品时忘记退避。

进而，当样品感测机构12感测到样品台2上的样品并且开闭感测机构11感测到关闭了门部7时，上下移动机构10使X射线源3和检测器4移动到遮蔽容器5内的规定高度位置，因此，只要在将样品载于样品台2之后关闭门部7，则X射线源3和检测器4自动地下降，能够进行高度方向的粗位置对准。因此，在测定时只要进行微细的位置对准就可以，能够省略长的行程（stroke）的移动，能够得到高的便利性，并且，谋求时间缩短化。

此外，在盖部9设置有能够对从X射线源3照射一次X射线X1的开/关进行观察的指示器17，因此，能够明确地监视装置的工作状况。

此外，门部7在后端部具有铰链部7c，能够从前表面侧开口，在门部7的前表面设置有把手部7b，因此，将手指搭在把手部7b上来摆动门部7的顶端部，由此，能够容易地进行开闭。

再有，本发明的技术范围并不限定于上述实施方式，能够在不偏离本发明的主旨的范围内施加各种变更。

例如，在上述实施方式中，应用于通过波高分析器来测定X射线的能量和强度的能量色散方式的荧光X射线分析装置，但是，也可以应用于通过分光晶体对荧光X射线进行分光来测定X射线的波长和强度的波长色散方式的荧光X射线分析装置。

此外，在打开门部7来进行样品的搬入搬出时，也可以手动地进行X射线源3和检测器4的退避或者关闭门部7来开始荧光X射线分析之前的粗位置调整。

附图标记的说明

1…荧光X射线分析装置、2…样品台、3…X射线源、4…检测器、5…遮蔽容器、6…样品室部、7…门部、7a…窗部、7b…把手部、7c…铰链部、8…透明板、9…盖部、10…上下移动机构、11…开闭感测机构、12…样品感测机构、14…拍摄部（拍摄元件）、17…指示器、18…引导光照射机构（引导光源）、G…引导光、P…照射位置、X1…一次X射线。

Claims (8)

1.一种荧光X射线分析装置，其特征在于，具备：

样品台，具有能够设置样品的载置面；

X射线源，配置在对所述样品照射一次X射线的照射位置的正上方，对所述样品照射一次X射线；

检测器，对从被照射所述一次X射线后的所述样品产生的荧光X射线进行检测；以及

遮蔽容器，至少收纳所述样品台、所述X射线源和所述检测器，

所述遮蔽容器具备：

样品室部，收纳所述样品台；以及

门部，能够对所述样品室部的上部的至少前半部分进行开闭，

所述X射线源和所述检测器被配置在所述门部的后侧，

所述荧光X射线分析装置具备：

盖部，设置在所述遮蔽容器的上部即所述门部的后侧并且与所述遮蔽容器连结；以及

上下移动机构，能够上下移动所述X射线源和所述检测器，能够将所述X射线源和所述检测器从所述遮蔽容器内向所述盖部内移动。

2.根据权利要求1所述的荧光X射线分析装置，其特征在于，在所述门部形成有由透明板挡住的窗部。

3.根据权利要求1或2所述的荧光X射线分析装置，其特征在于，

所述盖部相对于从前面观察所述样品室部时的中央被配置在左侧或右侧，

所述遮蔽容器和所述盖部为左右非对称的配置。

4.根据权利要求1所述的荧光X射线分析装置，其特征在于，

所述盖部能够以收纳有所述X射线源和所述检测器的状态对至少一部分进行开闭。

5.根据权利要求1所述的荧光X射线分析装置，其特征在于，

具备开闭感测机构，所述开闭感测机构感测所述门部的开闭，

所述上下移动机构当所述开闭感测机构感测到所述门部被打开时使所述X射线源和所述检测器向所述盖部移动。

6.根据权利要求5所述的荧光X射线分析装置，其特征在于，

具备样品感测机构，所述样品感测机构感测在所述样品台设置所述样品的情况，

当所述样品感测机构感测到所述样品台上的所述样品并且所述开闭感测机构感测到所述门部被关闭时，所述上下移动机构使所述X射线源和所述检测器移动到所述遮蔽容器内的规定高度位置。

7.根据权利要求1所述的荧光X射线分析装置，其特征在于，

在所述盖部设置有能够对从所述X射线源照射一次X射线的开/关进行观察的指示器。

8.根据权利要求1所述的荧光X射线分析装置，其特征在于，

所述门部在后端部具有铰链部，能够从前表面侧开口，

在所述门部的前表面设置有把手部或凹部。

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