CN115389538A - X射线分析装置及方法 - Google Patents

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Abstract

本发明适用于X射线分析技术领域，提供了一种X射线分析装置及方法。X射线分析装置，包括沿光线传播方向依次设置的光线产生组件、毛细管透镜以及探测组件，光线产生组件包括X射线源以及可见光光源，X射线源用于发出X射线，可见光光源用于发出可见光；毛细管透镜包括透镜主体、以及设置于透镜主体内的光纤，透镜主体用于将X射线会聚或平行输出，光纤用于将可见光会聚或平行输出；探测组件包括可见光及X射线探测装置，可见光探测装置用于观测可见光是否照射至样品待测点，X射线探测装置用于接收样品与X射线作用后发出的信号。本发明提供的X射线分析装置及方法，广泛适用于利用X射线毛细管透镜进行分析的装置，可有效缩短光路校准时长。

Description

X射线分析装置及方法
技术领域
本发明属于X射线分析技术领域，尤其涉及一种X射线分析装置及方法。
背景技术
半导体芯片制造工艺步骤极多，工艺复杂，很难根据最后出厂产品的检测结果准确分析出影响产品性能与合格率的具体原因，为了能够及时发现问题，每道工艺都必须进行抽检甚至全检，前道量测是芯片制造的初始阶段，至关重要。而利用X射线测量薄膜厚度及成分等信息是晶圆前道精细结构检测中的一个常用量测方式。但由于晶圆前道精细结构只有几十个微米，且X射线不可见，量测时X射线难以精确对焦到微细结构上，进而容易出现误差。对此，传统方案通常通过不断的调整光路及晶圆位置，然后观察探测器扫描到的最强信号实现光路校准。此方法比较费时，在初次校准过程中通常需要几个小时，再校准过程也需要十几分钟。
为此，急需提供一种新的X射线分析装置及方法，来缩短光路校准时长，提高芯片检测效率。
发明内容
本发明的目的在于提供一种X射线分析装置及方法，旨在缩短光路校准时长，提高芯片检测效率。
本发明是这样实现的，第一方面，提供了一种X射线分析装置，包括沿光线传播方向依次设置的光线产生组件、毛细管透镜以及探测组件，所述光线产生组件包括X射线源以及可见光光源，所述X射线源用于发出X射线，所述可见光光源用于发出可见光；所述毛细管透镜包括透镜主体、以及设置于所述透镜主体内的光纤，所述透镜主体用于接收、传导所述X射线，并将所述X射线会聚或平行输出，所述光纤用于接收、传导、输出所述可见光，经所述光纤输出的可见光位于经所述透镜主体输出的X射线所形成的光束内；所述探测组件包括可见光探测装置以及X射线探测装置，所述可见光探测装置用于观测所述可见光是否照射至样品待测点，所述X射线探测装置用于接收并分析所述样品被X射线照射后产生的信号；
其中，所述可见光光源、所述光纤和所述可见光探测装置形成校准光路，所述X射线源、所述透镜主体和所述X射线探测装置形成样品检测光路。
在一个可选实施例中，所述X射线分析装置还包括位于光线产生组件和所述毛细管透镜之间的分光件，所述分光件用于供所述X射线光穿过，还用于接收并反射所述可见光。
在一个可选实施例中，所述光纤设有多根，多根所述光纤聚拢设置形成光纤束；
或者，多根所述光纤沿预设曲线设置形成弧形结构或者环形结构；
或者，多根所述光纤形成十字型结构。
在一个可选实施例中，所述毛细管透镜还包括位于所述透镜主体和所述光纤组成的组合件的入光侧的第一限光件，所述第一限光件具有与所述光纤的入光区域对应的第一区域和与所述透镜主体的入光区域对应的第二区域，所述第一区域用于供所述可见光穿过，所述第二区域用于供所述X射线穿过并阻挡所述可见光。
在一个可选实施例中，所述毛细管透镜还包括位于所述透镜主体和所述光纤组成的组合件的出光侧的第二限光件，所述第二限光件具有与所述光纤的出光区域对应的第三区域和与所述透镜主体的出光区域对应的第四区域，所述第三区域用于供所述可见光穿过，所述第四区域用于供所述X射线穿过并阻挡所述可见光。
在一个可选实施例中，所述光纤的外表面中除入光面和出光面外的全部表面镀有反射层。
在一个可选实施例中，所述X射线分析装置还包括测角仪，所述测角仪具有能够绕同一转轴旋转的第一支撑臂和第二支撑臂，所述第一支撑臂和所述第二支撑臂与测试平面之间的夹角可调，所述X射线源、所述可见光光源和所述毛细管透镜安装于所述第一支撑臂上，所述X射线探测装置安装于所述第二支撑臂上。
在一个可选实施例中，所述X射线源通过活动支架连接于所述第一支撑臂上，借助所述活动支架所述X射线源能够沿第一方向相对所述第一支撑臂移动、和/或沿第二方向相对所述第一支撑臂移动、和/或相对所述第一支撑臂转动，所述第一方向为所述第一支撑臂的长度方向，所述第二方向为垂直于所述第一方向的方向。
在一个可选实施例中，所述测角仪包括第一底座、第一转动部、第二转动部、所述第一支撑臂和所述第二支撑部，所述第一转动部和所述第二转动部分别可转动的安装于所述第一底座上，且两者对应转轴同轴设置，所述第一支撑臂与所述第一转动部连接，所述第二支撑臂与所述第二转动部连接。
在一个可选实施例中，所述测角仪还包括第一滑动部和第二滑动部，所述第一滑动部沿径向滑动设置于所述第一支撑臂上，所述第二滑动部沿径向滑动设置于所述第二支撑臂上，所述X射线源、所述可见光光源和所述毛细管透镜均通过所述第一滑动部活动设置于所述第一支撑臂上，所述X射线探测装置通过所述第二滑动部活动设置于所述第二支撑臂上。
在一个可选实施例中，所述X射线分析装置还包括位于所述X射线源和所述毛细管透镜之间的光限组件，所述光限组件包括支撑件以及设置于所述支撑件上的功能件，所述功能件包括第一光阑、滤波片和光闸中的至少一种，所述支撑件能够相对所述X射线源移动；
通过调整所述支撑件的位置可以将相应所述功能件移动至所述检测光路上。
在一个可选实施例中，所述X射线分析装置还包括试样台，所述试样台用于装载所述样品并带动所述样品相对所述光线产生组件、所述毛细管透镜和/或所述探测组件移动。
在一个可选实施例中，所述可见光光源和所述毛细管透镜分别借助连接件连接于所述X射线源上，三者形成一个组合件。
在一个可选实施例中，所述X射线分析装置还包括位于所述X射线探测装置的入光侧的第二光阑。
第二方面，提供了一种X射线分析方法，基于上述各实施例提供的X射线分析装置，包括以下步骤：
提供样品；
通过所述校准光路对所述X射线分析装置进行校准；
通过所述检测光路对样品进行检测。
在一个可选实施例中，所述X射线分析方法还包括位于所述通过所述校准光路对所述X射线分析装置进行校准步骤之前的以下步骤：
校准所述毛细管透镜的前焦点和后焦点的位置；
校准所述可见光光路与所述X射线光路，使得经所述毛细管透镜出射的所述可见光位于出射的所述X射线所形成的光束内。
本发明相对于现有技术的技术效果是：第一方面提供的X射线分析装置，包括沿光线传播方向依次设置的光线产生组件、毛细管透镜以及探测组件，光线产生组件包括X射线源以及可见光光源，毛细管透镜包括透镜主体、以及设置于透镜主体内的多根光纤，探测组件包括可见光探测装置以及X射线探测装置，形成了样品检测光路和校准光路，且两个光路可以聚焦于同一光束内，从而使得X射线的校准可以通过观测可见光是否聚焦于样品上而实现，无需观察X射线探测装置是否扫描到最强信号来寻找测量点位置，观测起来更加直观、便捷，进而可以大大缩减X射线光路校准时长，同时使得X射线分析装置既具有样品检测功能，又具有光路校准功能，增加了装置的使用功能，大大提高检测精度和检测效率，广泛适用于利用X射线毛细管透镜进行分析的装置。
可以理解的是，上述第二方面的有益效果可以参见上述第一方面中的相关描述，在此不再赘述。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对本发明实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面所描述的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明一实施例提供的X射线分析装置的结构示意图；
图2是本发明另一实施例提供的X射线分析装置的结构示意图；
图3是本发明实施例所采用的透镜主体的结构示意图；
图4是可见光和X射线的传播原理示意图，图中虚线箭头表示可见光，实线箭头表示X射线；
图5是本发明实施例所采用的样品的结构示意图；
图6是本发明一实施例所采用的毛细管透镜的结构示意图，图中虚线表示光纤，细实线表示毛细管；
图7是图6所示毛细管透镜的侧视结构示意图；
图8是本发明另一实施例所采用的毛细管透镜的结构示意图，图中虚线表示光纤，细实线表示毛细管；
图9是图8所示毛细管透镜的侧视结构示意图；
图10是本发明另一实施例所采用的毛细管透镜的结构示意图，图中虚线表示光纤，细实线表示毛细管；
图11是图10所示毛细管透镜的侧视结构示意图；
图12是本发明另一实施例所采用的毛细管透镜的结构示意图，图中虚线表示光纤，细实线表示毛细管；
图13是图12所示毛细管透镜的侧视结构示意图；
图14是本发明另一实施例所采用的毛细管透镜的结构示意图，图中虚线表示光纤，细实线表示毛细管；
图15是图14所示毛细管透镜的侧视结构示意图；
图16是本发明另一实施例所采用的毛细管透镜的结构示意图，图中虚线表示光纤，细实线表示毛细管；
图17是图16所示毛细管透镜的侧视结构示意图；
图18是本发明另一实施例所采用的毛细管透镜的侧视结构示意图，图中虚线表示光纤，细实线表示毛细管；
图19是本发明另一实施例所采用的毛细管透镜的侧视结构示意图，图中虚线表示光纤，细实线表示毛细管；
图20是本发明另一实施例所采用的毛细管透镜的结构示意图，图中虚线表示光纤；
图21是本发明另一实施例所采用的毛细管透镜的结构示意图；
图22是本发明一实施例所采用的测角仪的结构示意图；
图23是本发明另一实施例所采用的测角仪的结构示意图；
图24是本发明一实施例提供的X射线分析装置在X射线光斑与光学光斑校准时的使用状态示意图；
图25是本发明一实施例提供的X射线分析装置在检测时的使用状态示意图；
图26是本发明一实施例所采用的光限组件的结构示意图；
图27是本发明一实施例所采用的试样台的结构示意图；
图28是X射线光斑校准过程中X射线焦点与毛细管透镜的中心线未对齐时两者的相对位置示意图；
图29是X射线光斑校准过程中X射线焦点与毛细管透镜的中心线对齐时两者的相对位置示意图；
图30是X射线光斑校准过程中X射线焦点与毛细管透镜的中心线未对齐和对齐时，X射线焦点与经毛细管透镜聚焦后X射线焦斑相对位置示意图；
图31是X射线光斑焦点校准过程中X射线焦点与毛细管透镜的前焦点对焦前后，X射线焦点与经毛细管透镜聚焦后X射线焦斑相对位置示意图；
图32是本发明一实施例提供的X射线分析装置在可见光光斑校准时的使用状态示意图；
图33是可见光光斑校准前后可见光光斑与X射线光斑的相对位置示意图；
图34是本发明一实施例提供的X射线分析装置在光路与测角仪的中心对齐前后的使用状态示意图。
附图标记说明：
100、光线产生组件；110、X射线源；120、可见光光源；200、毛细管透镜；210、透镜主体；220、光纤；230、第一限光件；231、第一区域；232、第二区域；240、第二限光件；241、第三区域；242、第四区域；250、外壳；300、探测组件；310、可见光探测装置；320、X射线探测装置；400、分光件；500、测角仪；510、第一支撑臂；520、第二支撑臂；530、第一底座；540、第一转动部；550、第二转动部；560、第一滑动部；570、第二滑动部；600、光限组件；610、支撑件；620、第一光阑；630、滤波片；640、光闸；700、试样台；710、第二底座；720、第一活动部；730、第二活动部；740、第三活动部；800、第二光阑；900、样品；910、晶圆；920、芯片；930、切割道。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“长度”、“宽度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。
请参照图1及图2所示，在本发明实施例中，提供了一种X射线分析装置，适用于生物、医学、半导体、化学分析等领域。
本实施例提供的X射线分析装置包括沿光线传播方向依次设置的光线产生组件100、毛细管透镜200以及探测组件300。光线产生组件100包括X射线源110以及可见光光源120。其中，X射线源110用于发出X射线，可见光光源120用于发出可见光。具体的，X射线源110包括X射线管，其可根据需要选择不同的靶材，如Cu、Rh、Mo、Au等，其原理是电子经过高压电场加速后轰击靶材，产生X射线。本实施例中的可见光光源120可以为LED光源、激光光源、红外光源等中的任一种或者多种组合，具体可以根据使用需要灵活选择。
毛细管透镜200包括透镜主体210、以及设置于透镜主体210内的光纤220。透镜主体210用于接收、传导X射线，并将X射线会聚或平行输出。光纤220用于接收、传导、输出可见光，经光纤220输出的可见光位于经透镜主体210输出的X射线所形成的光束内。需要说明的是，经透镜主体210输出的X射线所形成的光束的横截面尺寸小于等于样品900中用于接收X射线和可见光的一面的尺寸。
具体的，本实施例中的毛细管透镜200可以为会聚透镜，也可以为平行束透镜。光纤220可通过替换毛细管透镜200中的若干毛细管的方式装入毛细管透镜200主体内。当毛细管透镜200为会聚透镜时，用于将发散的X射线和可见光重新会聚到一个焦点，具有功率密度增益。当毛细管透镜200为平行束透镜时，用于将发散的X射线和可见光约束为发散度为几毫弧度的准平行束，此时经透镜主体210输出的X射线所形成的光束的横截面的尺寸与毛细管透镜200的出光面尺寸相当。
更为具体的，透镜主体210由多根(可以是百万根、千万根或者根据需要设定的其他数量)微细玻璃管(也可称为毛细管)组成，每根微细玻璃管由直径数微米的中空玻璃管组成，通常微细毛细管为六边形结构，如图3。透镜主体210中的各微细玻璃管的直径可以相同，也可以不同，具体可以根据生产工艺、出光效果等要求而定。X射线在单根微细玻璃管中传输，与可见光在光纤220中传输原理一样。X射线通过反射，在单根微细玻璃管中不断向前传输，如图4。通过改变微细玻璃管的材质，或在其内壁或者外壁上增加镀层，可以在一定程度上筛选X射线波长。通过控制单根微细玻璃管的直径，可以控制单根X射线的发散角。通过改变微细玻璃管的曲率，可以控制X射线输出光的特性。
具体的，可见光与X射线的传播原理如图4所示：
可见光(虚线)：光纤与空气相比，空气为光疏介质，光纤为光密介质。如此光纤-空气界面容易产生全反射，这样可见光在光纤中传输时，从光纤中传输到达上述界面处会全反射回来，如图4中的(a)所示，即可见光在光纤中可借助全反射原理进行传播；
X射线(实线)：X射线在毛细管内传播，由于毛细管为中空结构，其内空气为光密介质，管壁为光疏介质。空气-管壁界面容易产生全反射，如果X射线从空气中传输到达界面处会全反射回来，如图4中的(b)所示，X射线在单根毛细管内利用全反射原理进行传播。
由此可见，可见光与X射线传输特性相反。因此传输可见光的光纤采用实心玻璃管。传输X射线的毛细管透镜需要采用中空的玻璃管，由于工艺问题，中空玻璃管一般采用六边形结构。由于可见光从空气进入玻璃会被折射从而慢慢吸收掉，因此可见光若进入毛细管中无法沿X射线的路径进行传输，但是其可以沿毛细管的管壁传输，但这样形成的可见光光斑分散不易观察。
本实施例中的毛细管透镜200，用于将X射线源110发射的X射线以及可见光光源120产生的可见光输出到一个很小的焦点内，通过微聚焦技术上述焦点的直径可以小至几十微米。
探测组件300包括可见光探测装置310以及X射线探测装置320。本实施例中的可见光探测装置310可以为光学显微镜、具有显微镜功能的相机等中的任一种或多种组合，具体可以根据使用需要灵活选择。可见光探测装置310用于观测可见光是否照射至样品900的待测点。X射线探测装置320用于接收并分析样品900被X射线照射后产生的信号。
其中，可见光光源120、光纤220和可见光探测装置310形成校准光路，用于检测X射线是否照射至样品900的待测点。X射线源110、透镜主体210和X射线探测装置320形成样品检测光路，用于对样品900进行X射线分析。
具体的，X射线探测装置320可以包括一种或者多种探测器。当X射线探测装置320包括不同探测器时，功能也有所不同。举例说明，当X射线探测装置320包括荧光探测器时，用于探测样品900被X射线照射而发出的荧光，以对样品900进行X射线荧光光谱(X RayFluorescence，XRF)分析；当X射线探测装置320包括成像探测器时，用于探测样品900被X射线照射而得到的反射信息，以对样品900进行X射线反射(X-ray Reflectometry，XRR)分析；当X射线探测装置320包括成像探测器时，用于探测样品900被X射线照射而得到的衍射光，以对样品900进行X射线衍射(diffraction of X-rays，XRD)分析；当X射线探测装置320包括成像探测器时，用于探测样品900被X射线照射而得到的散射光，以对样品900进行小角X射线散射(Small Angle X-ray Scattering，SAXS)分析。设计时，可根据X射线分析装置具体用途(X射线衍射分析、荧光分析、应力分析等中的至少一种)选择X射线探测装置320中探测器的类型，这里不做唯一限定。
为便于理解，现以晶圆检测为例对本实施例提供的X射线分析装置的工作原理进行说明：
如图5所示，晶圆910由很多个规则排列的芯片920组成，芯片920加工完成以后，沿两列芯片920的中间位置切割开，通常称为切割道930。为了检验芯片920加工工艺，又不影响芯片920质量，通常在切割道930上采用与加工芯片920相同的工艺加工出测量点。这种微细结构测量点，尺寸只有几十个微米，对测量对焦的准确性要求很高。此时，测量点即为待检测的样品900。
而本发明实施例提供的X射线分析装置中的光纤220和透镜主体210可分别将可见光和X射线聚焦于同一光束内，因此可以通过观察可见光的照射位置，判断得出X射线照射位置，进而可以通过观察可见光是否照射至测量点上，判断得出X射线是否照射至测量点上。
为此，在对晶圆910进行前道工艺检测时，可先启动可见光光源120，使其发出可见光，之后可见光通过毛细管透镜200中的光纤220传导照射至晶圆910上，之后通过可见光探测装置310观测可见光是否照射至测量点上。若可见光束照射至测量点上，则校准完成，若可见光未照射至测量点上，则对样品900位置或者光线产生组件100的位置进行调整，直至可见光照射至测量点上为止。
当然，在上述操作过程中，也可以同时启动可见光光源120和X射线源110，在光路校准完成后，直接通过X射线探测装置320对样品900相关参数进行检测。具体的，可以利用X射线荧光技术分析微细测量点的膜层厚度和成分，也可以利用X射线衍射技术测量膜层内部晶格结构，还可以利用X射线应力分析技术测量膜层应力分布情况。
本发明实施例提供的X射线分析装置，包括沿光线传播方向依次设置的光线产生组件100、毛细管透镜200以及探测组件300，光线产生组件100包括X射线源110以及可见光光源120，毛细管透镜200包括透镜主体210、以及设置于透镜主体210内的光纤220，探测组件300包括可见光探测装置310以及X射线探测装置320，形成了样品检测光路和校准光路，且两个光路可以聚焦于同一光束内，从而使得X射线的校准可以通过观测可见光是否聚焦于样品900上而实现，无需观察X射线探测装置320是否扫描到最强信号来寻找测量点位置，观测起来更加直观、便捷，进而可以大大缩减X射线光路校准时长，同时使得本发明实施例提供的X射线分析装置既具有样品检测功能，又具有光路校准功能，增加了装置的使用功能，大大提高检测精度和检测效率，广泛适用于利用X射线毛细管透镜进行分析的装置。
如图1所示，上述X射线源110和可见光光源120可以采用位置可调的方式进行设置，使用时可以先将可见光光源120移动至发射位置，待校准完成后，将其移开该位置，再将X射线源110移动至发射位置，对样品900进行检测。除此之外，如图2所示，X射线源110和可见光光源120还可以采用位置固定的方式进行设置。
当X射线源110和可见光光源120采用位置固定的方式进行设置时，可有效缩短每次校准的时长，且即使因为机械结构或者温度的影响，X射线和/或可见光经毛细管透镜200聚焦的光斑位置在检测过程中发生了移动，也可以及时发现调整，以保证检测精确度。
但是由于X射线源110以及可见光光源120均具有一定体积，要保证两者位置不动，且发出的光线均可以射入毛细管透镜200，操作起来较为困难，为了解决这一问题，在一个可选的实施例中，光线产生组件100和毛细管透镜200之间设置分光件400。分光件400用于供X射线穿过以照射至透镜主体210内，还用于接收并反射可见光以使可见光照射至光纤220内。具体的，本实施例中的分光件400可以采用能够实现上述功能的金属件，或者其他材料制成的分光件400。
采用本实施例提供的X射线分析装置进行样品检测时，X射线源110和可见光光源120可以同时开启，其原理如下：
X射线源110发出的X射线穿过分光件400照射至毛细管透镜200中的透镜主体210内，再经透镜主体210传播并输出后照射至样品900上；与此同时，可见光光源120发出的可见光经过分光件400后，被其反射，之后照射至毛细管透镜200中的光纤220内，再经光纤220传播并输出后照射至样品900上。
本实施例中的X射线源110和可见光光源120可在分光件400的不同方位设置，如X射线源110位于分光件400远离毛细管透镜200的一侧，可见光光源120位于分光件400的上方或者下方，进而两者不会发生相互影响。
由此可见，借助本实施例中的分光件400，X射线源110和可见光光源120均采用市场上现有产品便可实现此固定设置，且可见光和X射线可以同时发射，即光路校准和样品900检测可以同时进行。相比传统X射线表征技术，本实施例提供的X射线分析装置具有光路实时校准功能，在此期间无需关断X射线源110且无需停机改变光路特性，可实现连续测量，显著提高测量效率。同时，采用本实施例提供的X射线分析装置，还可以通过实时校准的方式检测测量时是否因为意外导致了光斑偏移，进而确保测量精确度。
在一个可选的实施例中，上述分光件400为铍反射镜或碳纤维反射镜。由于铍及碳原子序数低，透X射线的能力很强，因此分光件400采用铍金属、铍合金、碳纤维制成的反射镜，可以使得尽可能多的X射线穿过以保证X射线检测的顺利进行。另外，上述反射镜，通过表面研磨或镀层以后，既能很好的透过X射线，又可以反射可见光，通过调节反射镜的倾斜角度，可实现可见光光路与X射线光路的同轴。
在一个可选的实施例中，上述分光件400通过可调节的连接件与X射线源110或者可见光光源120固定连接。这里所说的连接件可以为伸缩件或者可供分光件400转动的连接件，具体可以根据使用需要选择。
如图6至图19所示，上述各实施例中的光纤220可以设置一根(如图6至图9所示)或者多根，当光纤220设有多根时，经毛细管透镜200输出的可见光光斑面积较大，较容易观察其位置，进而便于光路校准的快速准确进行。
另外，当光纤220设有多根时，多根光纤220可以根据不同的需要制作成不同的结构，现举例说明：
第一种，如图10至图13所示，多根光纤220聚拢设置，形成一个光纤束，实现中心点标定；
第二种，如图14至图17所示，多根光纤220沿预设曲线设置形成弧形结构或者环形结构，实现圆环标定，同时可以控制焦点，实现可见光与X射线焦点同心；
第三种，如图18及图19所示，多根光纤220形成十字形结构，进行位置标定；
第四种，采用具有特定几何结构的光纤220实现其他目的。
上述光纤220所形成结构可以为对称结构，也可以为非对称结构，可以位于毛细管透镜200的中心线上，也可以位于毛细管透镜200的中心线的一侧，具体可以根据使用需要灵活选择，这里不做唯一限定。
当然，光纤220还可以采用其他方式设置于透镜主体210内，具体可以根据使用需要灵活选择。
在一个可选的实施例中，如图20所示，毛细管透镜200还包括位于透镜主体210和光纤220组成的组合件的入光侧的第一限光件230。第一限光件230具有与光纤220的入光区域对应的第一区域231和与透镜主体210的入光区域对应的第二区域232。第一区域231用于供可见光穿过，第二区域232用于供X射线穿过并阻挡可见光。
如此，使用时，可见光只能通过第一限光件230的第一区域231进入光纤220内，而不会进入透镜主体210内，保证了可见光的传播路径仅能够按照预设路径进行传播，使得照射至样品900上的可见光光斑的尺寸小于X射线所形成焦斑的尺寸，进而使得通过可见光光斑位置可以准确定位X射线焦斑位置，保证了光路校准操作的准确性。
在一个具体的实施例中，第一区域231的尺寸小于等于所有光纤220的入光面的尺寸之和，且第一区域231紧靠光纤220入光面设置，以确保经过第一区域231的可见光可以全部进入光纤220，而不会进入透镜主体210内，保证了可见光的成像质量。
如图20所示，为限定最终照射至样品900上的可见光的光斑大小，在一个可选的实施例中，毛细管透镜200还包括位于透镜主体210和光纤220组成的组合件的出光侧的第二限光件240，第二限光件240具有与光纤220的出光区域对应的第三区域241和与透镜主体210的出光区域对应的第四区域242，第三区域241用于供可见光穿过，第四区域242用于供X射线穿过并阻挡可见光。
如此，经过毛细管透镜200传播的可见光仅能通过第二限光件240的第三区域241射出，进而使得照射至样品900上的可见光的光斑大小与第三区域241的尺寸相当。采用这一结构，可进一步控制可见光光斑大小，并有效控制可见光发散角，以将可见光光斑大小限定于预设范围内，使得形成的可见光光斑尺寸较小，便于用户在校准光路时准确观察其位置。
在一个可选的实施例中，通过第二限光件240，可将可见光光斑的直径限定在20微米左右。
在一个具体的实施例中，如图20所示，毛细管透镜200包括第一限光件230和第二限光件240，其中第一限光件230和第二限光件240结构相同，均为金属板，且金属板上与光纤220对应位置开设有沿光线传播方向贯穿自身的孔洞。更为具体的，金属板的材质为X射线透过率较高的金属材料。使用时，可见光通过孔洞部分进入光纤220或者射出光纤220，X射线穿过金属板进入透镜主体210或者射出透镜主体210。
采用这一结构，可有效限定可见光的直径，以使得形成于样品900上的可见光光斑尺寸小于X射线所形成光斑尺寸，以确保光路校准结果的准确性。
在一个具体的实施例中，金属板为铍板或者铍合金板，以保证X射线具有较高的透过率。
在一个可选的实施例中，如图21所示，透镜主体210和光纤220组成的组合件的入光侧设有第一限光件230，透镜主体210和光纤220组成的组合件的出光侧设有第二限光件240。X射线毛细管透镜还包括外壳250。外壳250为两端开放的筒形结构。透镜主体210和光纤220组成的组合件安装于外壳250内，第一限光件230安装于外壳250的入光口，第二限光件400安装于外壳250的出光口。外壳250的设置，可对透镜主体210和光纤220组成的组合件、第一限光件230和第二限光件240起到支撑和保护作用，且可将上述各部件组合成一个整体，便于搬运。
在一个可选的实施例中，光纤220的外表面中除入光面和出光面外的全部表面镀有反射层，以避免可见光传播至透镜主体210内，进而使得进入光纤220的可见光可以全部经光纤220出射照射至样品900上，以保证照射至样品900上的可见光光斑成像质量较佳，便于观察。
为进一步提高X射线分析装置使用的便捷性，在一个可选的实施例中，如图22、图24及图25所示，X射线分析装置还包括测角仪500。测角仪500具有能够绕同一转轴旋转的第一支撑臂510和第二支撑臂520，即第一支撑臂510和第二支撑臂520与测试平面之间的夹角可调，上述测试平面为样品900承接可见光的一面所在水平面。光线产生组件100和毛细管透镜200安装于第一支撑臂510上，X射线探测装置320安装于第二支撑臂520上。使用时，可根据测试需要，调整第一支撑臂510的倾斜角度，以实现可见光、X射线的入射角调节，也可以通过调整第二支撑臂520的倾斜角度，实现X射线探测装置320倾斜角度的调整。如此，本实施例提供的X射线分析装置可适用于多种样品900的测量，适用范围广，且调整方法简单，便于操作。
在一个可选的实施例中，X射线源110通过活动支架连接于第一支撑臂510上，借助活动支架X射线源110能够沿第一方向相对第一支撑臂510移动、和/或沿第二方向相对第一支撑臂510移动、和/或相对第一支撑臂510转动，第一方向为第一支撑臂510的长度方向，第二方向为垂直于第一方向的方向。
具体的，活动支架可以由多个组件组成，其结构可以根据想要设置的功能而定，如需要该活动支架能够带动X射线源110相对样品900沿第一方向移动，则活动支架可以沿第一方向滑动设置于第一支撑臂510上，或者活动支架具有与第一支撑臂510固定连接的固定座，以及沿第一方向滑动设置于固定座上的滑动座，X射线源110固定安装于滑动座上；需要该活动支架能够带动X射线源110相对样品900沿第二方向移动，则活动支架可以沿第二方向滑动设置于第一支撑臂510上，或者活动支架具有与第一支撑臂510固定连接的固定座，以及沿第二方向滑动设置于固定座上的滑动座，X射线源110固定安装于滑动座上；需要该活动支架既能够带动X射线源110相对样品900沿第一方向移动，也可以带动X射线源110相对样品900沿第二方向移动，则活动支架可以包括两部分，一部分沿第一方向滑动设置于第一支撑臂510上，另一部分沿第二方向滑动设置于第一部分上；需要该活动支架能够带动X射线源110相对样品900和第一支撑臂510转动，则活动支架采用设有至少一个转轴的相应结构。
综上所述，采用本实施例提供的X射线分析装置，X射线源110可根据使用需要设置为能够相对第一支撑臂510活动的结构，以便于根据使用需要对X射线源110的位置及出光角度进行调整，以满足不同样品900的检测需要，提高X射线分析装置使用的便捷性以及适用范围的广度。
在一个可选的实施例中，如图22所示，测角仪500包括第一底座530、第一转动部540、第二转动部550、第一支撑臂510和第二支撑臂520。其中，第一转动部540和第二转动部550分别可转动的安装于第一底座530上，且两者对应的转轴同轴设置，第一支撑臂510与第一转动部540连接，第二支撑臂520与第二转动部550连接。
本实施例中的第一转动部540和第二转动部550可以分别包括法兰、筒形件、环形件等中的任一个或者多个，可以通过电机等旋转驱动装置进行驱动旋转，也可以通过手动进行旋转和位置固定，具体可以根据使用需要进行设定。
测角仪500采用本实施例所提供的结构，结构简单，便于组装和操作。
为进一步提高X射线分析装置使用的便捷性，在一个可选的实施例中，如图23所示，测角仪500还包括第一滑动部560和第二滑动部570，第一滑动部560沿径向滑动设置于第一支撑臂510上，第二滑动部570沿径向滑动设置于第二支撑臂520上，X射线源110、可见光光源120和毛细管透镜200均通过第一滑动部560活动设置于第一支撑臂510上，X射线探测装置320通过第二滑动部570活动设置于第二支撑臂520上。
具体的，本实施例中的第一滑动部560和第二滑动部570两者的结构可以相同，也可以不同，具体可以根据设计需要而定。组装时，可先将X射线源110、可见光光源120和毛细管透镜200安装于第一滑动部560上、X射线探测装置320安装于第二滑动部570上，再将第一滑动部560安装于第一支撑臂510上、第二滑动部570安装于第二支撑臂520上；也可以先将第一滑动部560安装于第一支撑臂510上、第二滑动部570安装于第二支撑臂520上，再将X射线源110、可见光光源120和毛细管透镜200安装于第一滑动部560上、X射线探测装置320安装于第二滑动部570上。
使用时，可根据检测需要通过调整第一滑动部560在第一支撑臂510上的位置，实现X射线源110、可见光光源120和毛细管透镜200与样品900的相对位置调节，通过调整第二滑动部570在第二支撑臂520上的位置，实现X射线探测装置320与样品900的相对位置调节，进而满足不同样品900、不同检测参数的检测需要。
另外，为保证测试结果的准确性，在上述操作过程中，在第一滑动部560和/或第二滑动部570滑动到位后，可以通过胶带、磁力块、螺栓等对其位置进行固定。
在一个具体的实施例中，上述各实施例中的第一转动部540和第二转动部550分别独立运行，通过电机驱动，且可以实现θ-2θ联动控制，如图23。其中，θ-2θ联动控制主要用于X射线衍射。
为进一步提高X射线分析装置使用的便捷性，在一个可选的实施例中，如图24至图26所示，X射线分析装置还包括位于X射线源110和毛细管透镜200之间的光限组件600。光限组件600包括支撑件610以及设置于支撑件610上的功能件。功能件包括第一光阑620、滤波片630和光闸640中的至少一种。具体的，第一光阑620用于限定X射线的直径，滤波片630为不同厚度不同材料的X射线光学器件，如采用Cu靶时，可采用Ni金属片吸收掉Kβ线，提高Kα线峰背比，从而实现提高测量信号信噪比的目的。光闸640用于遮挡X射线，可以采用重金属Wu、Cu等材料制作。第一光阑620用来限制X射线光束，通常采用金属Wu制作，可根据不同的光路制作不同孔径的第一光阑620，如图26。支撑件610能够相对X射线源110移动。具体的，支撑件610可以设置为能够相对X射线源110滑动或者转动，具体可以根据使用需要灵活设置。通过调整所述支撑件610的位置可以将相应所述功能件移动至所述检测光路上。
使用时，可根据X射线分析装置的当前使用需要，如在更换测量点时，为了避免X射线源110开启/关闭造成的波动，可通过移动支撑件610，将光闸640移动至检测光路上，阻挡X射线出射；如需要限定X射线出射直径时，可通过更换相应尺寸的第一光阑620，或者通过移动支撑件610，将第一光阑620移动至检测光路上，以实现X射线源110与透镜主体210的精准对焦；如想要调整Kα线峰背比，则可通过移动支撑件610，将相应滤波片630移动至检测光路上。
采用本实施例提供的X射线分析装置，可通过移动支撑件610，以及设置不同功能件，实现检测光路中X射线状态的调整，以适应不同阶段X射线分析装置的使用需要，进而提高了X射线分析装置使用的便捷性。
在一个具体的实施例中，支撑件610为能够绕转轴旋转的转盘，上述转轴通过连接件连接于X射线源110或者测角仪500上。采用这一结构，光限组件600结构简单，便于调整各功能件的位置，操作简便，且可实现不停机进行光路特性改变的功能。
在一个可选的实施例中，如图25所示，X射线分析装置还包括试样台700，试样台700用于装载样品900并带动样品900相对光线产生组件100、毛细管透镜200和/或探测组件300移动。具体的，本实施例中的试样台700可以根据需要选择能够带动样品900上下移动、前后移动、左右移动和/或转动的相应试样台700，这里不做唯一限定。借助上述试样台700，便于用户根据需要调整样品900与光线产生组件100、毛细管透镜200和/或探测组件300的相对位置，进而便于校准操作的快速、准确进行。
在一个可选的实施例中，如图27所示，试样台700具有带动样品900沿X轴、Y轴、Z轴方向移动的功能，同时还具有带动样品900绕Z轴转动的功能。
在一个具体的实施例中，试样台700包括沿Z轴依次设置的第二底座710、第一活动部720、第二活动部730和第三活动部740，第一活动部720能够沿X轴相对第二底座710移动，第二活动部730能够沿Y轴相对第一活动部720移动、且能够沿Z轴伸缩，第三活动部740能够绕Z轴相对第二活动部730转动。
本实施例提供的试样台700采用具有XYZT轴独立运动的机械平台，其中X轴为水平方向，Y轴为垂直纸面方向，Z轴为高度方向，T轴即Z轴回转轴，如图27。试样台700采用这一结构，结构简单，每个方向的移动相互独立，便于调整且不会发生相对干涉。
在一个可选的实施例中，可见光光源120和毛细管透镜200分别借助连接件连接于X射线源110上，三者形成一个组合件。具体的，可见光光源120和毛细管透镜200可以分别借助不同的连接件连接于X射线源110上，也可以借助同一连接件连接于X射线源110上，具体可以根据各装置的结构和安装空间、调节方式等进行设定。
可见光光源120和毛细管透镜200分别借助连接件连接于X射线源110上，便于三者快速安装于测角仪500上，同时当X射线源110位置发生移动时，可见光光源120和毛细管透镜200可以随其一起移动，可有效缩短相应操作的调整时长，提高检测效率。
在一个具体的实施例中，可见光探测装置310采用微焦相机。
在一个具体的实施例中，可见光光源120采用准直性较好的激光器，并通过调节结构与X射线源110固定在一起。
在一个具体的实施例中，X射线分析装置包括光限组件600、可见光光源120和分光件400，光限组件600、可见光光源120、分光件400、毛细管透镜200分别通过可调整连接结构与X射线源110固定在一起，X射线源110通过可调整连接件连接于第一支撑臂510上。通过调整上述可调整连接件以及上述可调整连接结构可以调节X射线源110位置，进而实现整个校准光路的调整。
在X射线探测装置320接收样品900被X射线照射后产生的信号时，为避免该信号照射至X射线探测装置320的非信号接收区域，以对X射线探测装置320造成不良影响，在一个可选的实施例中，如图32所示，位于所述X射线探测装置320的入光侧的第二光阑800，
在一个具体的实施例中，上述第二光阑800为带有10μm直径微孔的钨板光阑，以避免X射线穿过。
在本发明的另一实施例中，提供了一种X射线分析方法，基于上述各实施例提供的X射线分析装置，包括以下步骤：
S1、提供样品；
S2、通过校准光路对X射线分析装置进行校准；
S3、通过检测光路对样品进行检测。
具体的，上述步骤中，步骤S2和步骤S3可以同时进行，也可以先进行步骤S2，再进行步骤S3。
本发明实施例提供的X射线分析方法，采用了上述各实施例提供的X射线分析装置，可在对样品检测前或者检测期间对检测光路进行校准，进而可以保证检测结果的准确性，同时校准方式简单，可有效缩短样品检测时长。
为保证分析结果的准确性，在一个可选的实施例中，X射线分析方法还包括位于通过校准光路对X射线分析装置进行校准步骤之前的以下步骤：
S4、校准毛细管透镜的前焦点和后焦点的位置，使得毛细管透镜的前焦点与X射线源的焦点重合，毛细管透镜的后焦点可以落至样品的待检测区域内；
S5、校准可见光光路与X射线光路，使得经毛细管透镜出射的可见光位于出射的X射线所形成的光束内。
通过上述操作，可以使得X射线分析装置在对样品进行检测前具有较佳的工作状态，保证检测结果的准确性。
由于上述各实施例提供的X射线分析装置适用于多种X射线测量技术，为便于理解，在此仅以通过上述各实施例提供的X射线分析装置进行X射线荧光分析为例，说明利用上述各实施例提供的X射线分析装置进行X射线分析的具体步骤。如图24至图33所示，在本实施例中X射线分析装置包括光线产生组件100、毛细管透镜200、探测组件300、试样台700、测角仪500、分光件400和光限组件600。毛细管透镜200为会聚透镜，且毛细管透镜200的接收端设有第一限光件230、输出端设有第二限光件240。
第一步：校准毛细管透镜200的前焦点和后焦点的位置。
①如图24所示，将测角仪500左右双臂移动到水平位置，X射线探测装置320感光面移动到测角仪500中心点。开启X射线源110，光限组件600旋转第一光阑620到X射线光路上，允许X射线通过。
②通过精细调节毛细管透镜200与X射线源110在XYZ方向的相对位置，实现毛细管透镜200的聚焦。调节毛细管透镜200的Y-Z方向目的是使毛细管透镜200中心线O-Q与X射线焦点A对齐，如图28所示，获得最大亮度。当毛细管透镜200中心线O-Q与X射线源110X光焦点A位置偏差较大时，在X射线探测装置320屏幕上观察不到X射线焦点，或者焦点很弱，如图30中的(a)图。当毛细管透镜200中心线O-Q与X射线源110X光焦点A对齐时，在X射线探测装置320屏幕上可以观察到很亮的光斑，并且光斑较小，如图30中的(b)图。
③通过精细调节毛细管透镜200与X射线源110在X方向的相对位置，可以获得最小的焦斑。移动毛细管透镜200，使其前焦距F1与X射线焦点A对齐，获得最大亮度。然后整体移动X射线源110、毛细管透镜200和可见光光源120，实现整个光路的移动，调节后焦距F2，使其照射至样品900上。前后焦距未调节好时，经毛细管透镜200所形成的光斑比较暗，且比较大，如图31中的(a)图。当前后焦距调节好以后，可以观察到最小最亮的光斑，如图31中的(b)图。
第二步：校准可见光光路与X射线光路。
①如图32所示，通过调整分光件400在θZ、θY方向的转角，调整可见光光路，使其通过光纤220，此时可见光光斑可能与X射线焦斑不重合，如图33中的(a)图；在X射线探测装置320前方增加一块带有10μm直径微孔的钨板光阑。调节钨板光阑位置，同时观察X射线探测装置320上X射线焦斑，当可以观察到比较亮的光斑时，说明X射线正好通过钨板光阑。此时关闭X射线源110，通过微调分光件400在θZ、θY方向的转角，使可见光光斑与X射线光斑重合，如图33中的(b)图。
②如图34所示，光路与测角仪500的中心对齐。将晶圆910放置于试样台700，调节试样台700高度，使晶圆910上表面与测角仪500中心平齐。旋转测角仪500左臂，此时整个光路都会跟着旋转，观察可见光是否偏离测角仪500中心，如果有偏移，需要调整光线发生组件，从而调整整个光路位置，最终实现中心对齐。
第三步：调整可见光探测装置310，使测量点处于其景深范围内。此时可以看到可见光光斑位于可见光探测装置310正下方，如图25。经过第一到第三步调整以后，固定所有光路，以后不用再进行光路调节。并且进行X射线实验时可以实时观察测量点位置，省去了强度扫描过程。只有当检测数据出线异常波动时才需要重新进行第一到第三步操作。
第四步：X射线光斑与可见光光斑对齐以后即可以进行实验分析。
利用晶圆搬运机器人将晶圆910放置在试样台700上，然后利用试样台700移动晶圆910的位置，并利用可见光探测装置310观察待测微型区域与可见光光斑的位置，当可见光光斑位置正好处于微型区域内时即可进行测量。通过X射线探测装置320可以探测到不同元素的波长——通量信息，如图25。注意此时的探测器需更换成能量分辨探测器。最后通过电脑软件分析，获得不同波长谱线信息，再采用相关算法即可实现晶圆910的膜厚、成分分析。
最后，如果要进行衍射分析，了解晶圆镀膜的晶格结构或应力信息，可以将光限组件600旋转到相对应的滤波片630位置，并更换探测器为成像探测器。转动测角仪500，进行θ-2θ测量。
当然，X射线分析装置采用其他结构时，其分析方法与上述方法原理一致，只是具体步骤有所不同。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，仅具体描述了本发明的技术原理，这些描述只是为了解释本发明的原理，不能以任何方式解释为对本发明保护范围的限制。基于此处解释，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进，及本领域的技术人员不需要付出创造性的劳动即可联想到本发明的其他具体实施方式，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (16)

1.一种X射线分析装置，其特征在于，包括沿光线传播方向依次设置的光线产生组件、毛细管透镜以及探测组件，所述光线产生组件包括X射线源以及可见光光源，所述X射线源用于发出X射线，所述可见光光源用于发出可见光；所述毛细管透镜包括透镜主体、以及设置于所述透镜主体内的光纤，所述透镜主体用于接收、传导所述X射线，并将所述X射线会聚或平行输出，所述光纤用于接收、传导、输出所述可见光，经所述光纤输出的可见光位于经所述透镜主体输出的X射线所形成的光束内；所述探测组件包括可见光探测装置以及X射线探测装置，所述可见光探测装置用于观测所述可见光是否照射至样品待测点，所述X射线探测装置用于接收并分析所述样品被X射线照射后产生的信号；
其中，所述可见光光源、所述光纤和所述可见光探测装置形成校准光路，所述X射线源、所述透镜主体和所述X射线探测装置形成样品检测光路。
2.如权利要求1所述的X射线分析装置，其特征在于，所述X射线分析装置还包括位于光线产生组件和所述毛细管透镜之间的分光件，所述分光件用于供所述X射线光穿过，还用于接收并反射所述可见光。
3.如权利要求1所述的X射线分析装置，其特征在于，所述光纤设有多根，多根所述光纤聚拢设置形成光纤束；
或者，多根所述光纤沿预设曲线设置形成弧形结构或者环形结构；
或者，多根所述光纤形成十字型结构。
4.如权利要求1-3任一项所述的X射线分析装置，其特征在于，所述毛细管透镜还包括位于所述透镜主体和所述光纤组成的组合件的入光侧的第一限光件，所述第一限光件具有与所述光纤的入光区域对应的第一区域和与所述透镜主体的入光区域对应的第二区域，所述第一区域用于供所述可见光穿过，所述第二区域用于供所述X射线穿过并阻挡所述可见光。
5.如权利要求1-3任一项所述的X射线分析装置，其特征在于，所述毛细管透镜还包括位于所述透镜主体和所述光纤组成的组合件的出光侧的第二限光件，所述第二限光件具有与所述光纤的出光区域对应的第三区域和与所述透镜主体的出光区域对应的第四区域，所述第三区域用于供所述可见光穿过，所述第四区域用于供所述X射线穿过并阻挡所述可见光。
6.如权利要求1-3任一项所述的X射线分析装置，其特征在于，所述光纤的外表面中除入光面和出光面外的全部表面镀有反射层。
7.如权利要求1-3任一项所述的X射线分析装置，其特征在于，所述X射线分析装置还包括测角仪，所述测角仪具有能够绕同一转轴旋转的第一支撑臂和第二支撑臂，所述第一支撑臂和所述第二支撑臂与测试平面之间的夹角可调，所述X射线源、所述可见光光源和所述毛细管透镜安装于所述第一支撑臂上，所述X射线探测装置安装于所述第二支撑臂上。
8.如权利要求7所述的X射线分析装置，其特征在于，所述X射线源通过活动支架连接于所述第一支撑臂上，借助所述活动支架所述X射线源能够沿第一方向相对所述第一支撑臂移动、和/或沿第二方向相对所述第一支撑臂移动、和/或相对所述第一支撑臂转动，所述第一方向为所述第一支撑臂的长度方向，所述第二方向为垂直于所述第一方向的方向。
9.如权利要求7所述的X射线分析装置，其特征在于，所述测角仪包括第一底座、第一转动部、第二转动部、所述第一支撑臂和所述第二支撑部，所述第一转动部和所述第二转动部分别可转动的安装于所述第一底座上，且两者对应转轴同轴设置，所述第一支撑臂与所述第一转动部连接，所述第二支撑臂与所述第二转动部连接。
10.如权利要求7所述的X射线分析装置，其特征在于，所述测角仪还包括第一滑动部和第二滑动部，所述第一滑动部沿径向滑动设置于所述第一支撑臂上，所述第二滑动部沿径向滑动设置于所述第二支撑臂上，所述X射线源、所述可见光光源和所述毛细管透镜均通过所述第一滑动部活动设置于所述第一支撑臂上，所述X射线探测装置通过所述第二滑动部活动设置于所述第二支撑臂上。
11.如权利要求1-3任一项所述的X射线分析装置，其特征在于，所述X射线分析装置还包括位于所述X射线源和所述毛细管透镜之间的光限组件，所述光限组件包括支撑件以及设置于所述支撑件上的功能件，所述功能件包括第一光阑、滤波片和光闸中的至少一种，所述支撑件能够相对所述X射线源移动；
通过调整所述支撑件的位置可以将相应所述功能件移动至所述检测光路上。
12.如权利要求1-3任一项所述的X射线分析装置，其特征在于，所述X射线分析装置还包括试样台，所述试样台用于装载所述样品并带动所述样品相对所述光线产生组件、所述毛细管透镜和/或所述探测组件移动。
13.如权利要求1-3任一项所述的X射线分析装置，其特征在于，所述可见光光源和所述毛细管透镜分别借助连接件连接于所述X射线源上，三者形成一个组合件。
14.如权利要求1-3任一项所述的X射线分析装置，其特征在于，所述X射线分析装置还包括位于所述X射线探测装置的入光侧的第二光阑。
15.一种X射线分析方法，基于权利要求1-14任一项所述的X射线分析装置，其特征在于，包括以下步骤：
提供样品；
通过所述校准光路对所述X射线分析装置进行校准；
通过所述检测光路对样品进行检测。
16.如权利要求15所述的X射线分析方法，其特征在于，所述X射线分析方法还包括位于所述通过所述校准光路对所述X射线分析装置进行校准步骤之前的以下步骤：
校准所述毛细管透镜的前焦点和后焦点的位置；
校准所述可见光光路与所述X射线光路，使得经所述毛细管透镜出射的所述可见光位于出射的所述X射线所形成的光束内。
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