HINTERGRUNDBACKGROUND
1. Technisches Gebiet1. Technical area
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Röntgenanalysegerät und ein Computerprogramm zum Analysieren der Intensitätsverteilung einer von einer Probe abgegebenen Röntgenstrahlung.The present invention relates to an X-ray analysis apparatus and a computer program for analyzing the intensity distribution of an X-ray emitted from a sample.
2. Beschreibung der verwandten Technik2. Description of the Related Art
Die Röntgenanalyse ist ein Analyseverfahren, bei dem eine Probe beispielsweise mit Elektronen- oder Röntgenstrahlen bestrahlt wird, die von der Probe abgegebenen Röntgenstrahlen mittels eines Röntgenstrahlungsdetektors detektiert werden und eine qualitative oder quantitative Analyse über ein in der Probe enthaltenes Element aus einem Spektrum charakteristischer Röntgenstrahlen oder Röntgenfluoreszenz ausgeführt wird. Außerdem können mit der Röntgenanalyse die Röntgenstrahlen von der Probe detektiert werden, während die Probe mit einem Strahl abgetastet wird, und die Intensitätsverteilung der charakteristischen Röntgenstrahlen oder der durch ein spezifisches Element verursachten Röntgenfluoreszenz untersucht werden. Die Intensität der charakteristischen Röntgenstrahlen oder die durch das spezifische Element verursachte Röntgenfluoreszenz entspricht der Menge des spezifischen Elements. Deshalb kann die Intensitätsverteilung der charakteristischen Röntgenstrahlen oder die durch das spezifische Element verursachte Röntgenfluoreszenz untersucht werden, um die Konzentrationsverteilung des spezifischen in der Probe enthaltenen Elements zu bestimmen. In manchen Fällen ist ein Röntgenanalysegerät, das mit Elektronenstrahlen arbeitet, in einem Elektronenmikroskop integriert.The X-ray analysis is an analysis method in which a sample is irradiated with, for example, electron or X-rays, the X-rays emitted from the sample are detected by an X-ray detector, and a qualitative or quantitative analysis of an X-ray or X-ray fluorescence characteristic element contained in the sample is performed. In addition, with the X-ray analysis, the X-rays from the sample can be detected while the sample is scanned with a beam, and the intensity distribution of characteristic X-rays or X-ray fluorescence caused by a specific element are examined. The intensity of the characteristic X-rays or the X-ray fluorescence caused by the specific element corresponds to the amount of the specific element. Therefore, the intensity distribution of the characteristic X-rays or the X-ray fluorescence caused by the specific element can be examined to determine the concentration distribution of the specific element contained in the sample. In some cases, an X-ray analyzer that uses electron beams is integrated in an electron microscope.
Wenn sich jedoch in der Probe ein unregelmäßiger Abschnitt befindet, werden von einem Abschnitt der Probe abgegebene Röntgenstrahlen von anderen Abschnitten der Probe abgeschirmt, bevor sie vom Röntgenstrahlungsdetektor detektiert werden. Deshalb variiert die Intensität der detektierten Röntgenstrahlen in Abhängigkeit von der Form der Probe. Die vom Röntgenanalysegerät detektierte Intensitätsverteilung der charakteristischen Röntgenstrahlen oder die Röntgenfluoreszenz enthält den Einfluss einer Intensitätsänderung aufgrund der Form der Probe, wodurch eine genaue Konzentrationsverteilung eines Elements schwer zu erhalten ist. In diesem Fall muss die Richtung, in der die Probe betrachtet wird, geändert werden, indem z. B. ein Verfahren zum Drehen der Probe angewendet wird.However, if there is an irregular section in the sample, X-rays emitted from one section of the sample are shielded from other sections of the sample before they are detected by the X-ray detector. Therefore, the intensity of the detected X-rays varies depending on the shape of the sample. The intensity distribution of the characteristic X-rays or the X-ray fluorescence detected by the X-ray analyzer includes the influence of an intensity change due to the shape of the sample, whereby an accurate concentration distribution of an element is difficult to obtain. In this case, the direction in which the sample is viewed must be changed by, for. B. a method for rotating the sample is applied.
Aus diesem Grund wird ein Röntgenanalysegerät, das eine Probe in einer Mehrzahl Richtungen mittels einer Mehrzahl Röntgenstrahlungsdetektoren betrachten kann, in der Praxis eingesetzt. Die japanische Offenlegungsschrift Nr. 2002-310957 offenbart ein Röntgenanalysegerät mit zwei Röntgenstrahlungsdetektoren. Außerdem offenbart die japanische Offenlegungsschrift Nr. 2002-310957 eine Technik, die einen Korrekturkoffizienten zum Korrigieren der Summe der Intensitäten der von den zwei Röntgenstrahlungsdetektoren detektierten Röntgenstrahlen aus dem Intensitätsverhältnis der Röntgenstrahlenberechnet, die auf die zwei Röntgenstrahlungsdetektoren treffen und korrigiert die Intensitäten der Röntgenstrahlen anhand des Korrekturkoffizienten, um den Einfluss der Probenform auf die Intensitäten der Röntgenstrahlen zu verringern.For this reason, an X-ray analyzer capable of observing a sample in a plurality of directions by means of a plurality of X-ray detectors has been put to practical use. The Japanese Patent Laid-Open Publication No. 2002-310957 discloses an X-ray analysis device with two X-ray detectors. In addition, the disclosed Japanese Patent Laid-Open Publication No. 2002-310957 a technique which calculates a correction coefficient for correcting the sum of the intensities of the X-rays detected by the two X-ray detectors from the intensity ratio of the X-rays impinging on the two X-ray detectors and corrects the intensities of the X-rays using the correction coefficient to determine the influence of the sample shape on the intensities of the X-rays Reduce x-rays.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNGSUMMARY OF THE INVENTION
Bei dem Röntgenanalysegerät, das die Probe in einer Mehrzahl Richtungen betrachten kann, wird eine Mehrzahl Röntgen-Intensitätsverteilungen von einer Probe erhalten. Alle Röntgen-Intensitätsverteilungen beinhalten den Einfluss einer Intensitätsänderung aufgrund der Form der Probe. Bei verschiedenen Betrachtungsrichtungen sind die Intensitätsänderungen aufgrund der Probenform verschieden und die Röntgen-Intensitätsverteilungen unerscheiden sich voneinander. Deshalb entspricht keine der Mehrzahl Röntgen-Intensitätsverteilungen einer genauen Konzentrationsverteilung eines Elements. Aus diesem Grund ist ein Verfahren erforderlich, das die Konzentrationsverteilung des Elements aus einer Mehrzahl Röntgen-Intensitätsverteilungen berechnet. Allerdings ist nur die Addition einer Mehrzahl Röntgen-Intensitätsverteilungen unzureichend, um den Einfluss der Probenform aufzuheben. Deshalb ist die Technik zum Verringern des Einflusses der Probenform gemäß der japanischen Offenlegungsschrift Nr. 2002-310957 erforderlich.In the X-ray analyzer capable of viewing the sample in a plurality of directions, a plurality of X-ray intensity distributions are obtained from a sample. All X-ray intensity distributions include the influence of a change in intensity due to the shape of the sample. In different viewing directions, the intensity changes due to the sample shape are different and the X-ray intensity distributions are different from each other. Therefore, none of the plurality of X-ray intensity distributions corresponds to an accurate concentration distribution of an element. For this reason, a method which calculates the concentration distribution of the element from a plurality of X-ray intensity distributions is required. However, only the addition of a plurality of X-ray intensity distributions is insufficient to cancel the influence of the sample shape. Therefore, the technique for reducing the influence of the sample shape according to the Japanese Patent Laid-Open Publication No. 2002-310957 required.
Allerdings können beidem Verfahren mit zwei Röntgenstrahlungsdetektoren die Röntgenstrahlen in nur zwei Richtungen detektiert werden. Als Ergebnis ist die Wirkung der Verringerung des Einflusses der Probenform unzureichend. Wenn drei oder mehr Röntgenstrahlungsdetektoren verwendet werden, ist der Korrekturkoffizient für die Ausführung der Analyse zu kompliziert.However, in both X-ray detector methods, X-rays can be detected in only two directions. As a result, the effect of reducing the influence of the sample shape is insufficient. When three or more X-ray detectors are used, the correction coefficient for the execution of the analysis is too complicated.
Die Erfindung ist angesichts der oben beschriebenen Probleme erarbeitet worden, und eine Aufgabe der Erfindung ist es, ein Röntgenanalysegerät und ein Computerprogramm bereitzustellen, die von einer Mehrzahl Röntgenstrahlungsdetektoren detektierte Röntgenintensitäten mit einem einfachen Rechenverfahren korrigieren können, um eine Röntgen-Intensitätsverteilung zu erhalten, bei der Einfluss der Probenform verringert wird.The invention has been accomplished in view of the problems described above, and an object of the invention is to provide an X-ray analysis apparatus and a computer program capable of correcting X-ray intensities detected by a plurality of X-ray detectors with a simple calculation method to obtain an X-ray intensity distribution in which Influence of the sample shape is reduced.
Ein Röntgenanalysegerät gemäß der vorliegenden Erfindung mit einer Scanner-Einheit, die eine Probe mit einem Strahl abtastet; und einer Mehrzahl Röntgenstrahlungsdetektoren, die die Röntgenstrahlen, die von einem Abschnitt der mit dem Strahl bestrahlten Probe erzeugt werden, durch Abtasten mittels der Scanner-Einheit detektieren, ist dadurch gekennzeichnet, dass es aufweist: einen Berechnungsabschnitt, der eine gewichtete Summe aus Werten berechnet, die durch Multiplizieren jeder einer Mehrzahl Röntgenintensitäten, die von der Mehrzahl Röntgenstrahlungsdetektoren detektiert werden, mit einem Gewichtungskoeffizienten erhalten werden, der für jeden einer Mehrzahl Abschnitte der durch Abtasten durch die Scanner-Einheit mit dem Strahl bestrahlten Probe bezüglich eines relativen Verhältnisses der Röntgenintensitäten gleichmäßig ansteigt; und einen Intensitätsverteilungs-Erzeugungsabschnitt, der die vom Berechnungsabschnitt für jeden Abschnitt der mit dem Strahl bestrahlten Probe berechnete gewichtete Summe jedem Abschnitt der Probe zuordnet, um eine korrigierte Intensitätsverteilung der Röntgenstrahlen zu erhalten.An X-ray analysis apparatus according to the present invention having a scanner unit comprising a Sample is scanned with a beam; and a plurality of X-ray detectors that detect the X-rays generated from a portion of the beam-irradiated sample by scanning by the scanner unit, characterized by comprising: a calculating section that calculates a weighted sum of values; which is obtained by multiplying each of a plurality of X-ray intensities detected by the plurality of X-ray detectors by a weighting coefficient which uniformly increases with respect to a relative ratio of the X-ray intensities for each of a plurality of portions of the sample irradiated with the beam by scanning by the scanner unit; and an intensity distribution generating section that associates the weighted sum calculated by the calculating section for each section of the beam irradiated sample with each section of the sample to obtain a corrected intensity distribution of the X-rays.
Das Röntgenanalysegerät gemäß der vorliegenden Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass der Berechnungsabschnitt einen Wert verwendet, der durch Dividieren jeder Röntgen-Intensität durch die Summe der Mehrzahl Röntgenintensitäten als Gewichtungskoeffizient erhalten wird.The X-ray analysis apparatus according to the present invention is characterized in that the calculating section uses a value obtained by dividing each X-ray intensity by the sum of the plurality of X-ray intensities as a weighting coefficient.
Das Röntgenanalysegerät gemäß der vorliegenden Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass der Berechnungsabschnitt den Gewichtungskoeffizienten für eine maximale Röntgen-Intensität aus der Mehrzahl Röntgenintensitäten auf 1 und den Gewichtungskoeffizienten für andere Röntgenintensitäten auf 0 einstellt.The X-ray analysis apparatus according to the present invention is characterized in that the calculating section sets the weighting coefficient for a maximum X-ray intensity of the plurality of X-ray intensities to 1 and the weighting coefficient for other X-ray intensities to zero.
Das Röntgenanalysegerät gemäß der vorliegenden Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass der Berechnungsabschnitt als Gewichtungskoeffizienten einen Wert verwendet, der durch Dividieren eines integrierten Wertes der Röntgenstrahlen, die von jedem Röntgenstrahlungsdetektor in einem spezifischen Energiebereich oder einem spezifischen Wellenlängenbereich detektiert werden, durch die Summe der integrierten Werte für die Mehrzahl Röntgenstrahlungsdetektoren erhalten wird.The X-ray analyzing apparatus according to the present invention is characterized in that the calculating section uses as a weighting coefficient a value obtained by dividing an integrated value of the X-rays detected by each X-ray detector in a specific energy range or a specific wavelength range by the sum of the integrated values for the plurality of X-ray detectors is obtained.
Das Röntgenanalysegerät gemäß der vorliegenden Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass der Berechnungsabschnitt die gewichtete Summe für eine Mehrzahl Intensitäten von Röntgenstrahlen berechnet, die durch das spezifische Element verursacht und von der Mehrzahl Röntgenstrahlungsdetektoren detektiert werden, und der Intensitätsverteilungs-Erzeugungsabschnitt eine Intensitätsverteilung der durch das spezifische Element verursachten Röntgenstrahlen erzeugt.The X-ray analyzing apparatus according to the present invention is characterized in that the calculating section calculates the weighted sum for a plurality of intensities of X-rays caused by the specific element and detected by the plurality of X-ray detectors, and the intensity distribution generating section has an intensity distribution by the specific element caused X-rays.
Ein Röntgenanalysegerät gemäß der vorliegenden Erfindung mit einer Bestrahlungseinheit, die eine Probe mit einem Strahl abtaset; und einer Mehrzahl Röntgenstrahlungsdetektoren, die von einem Abschnitt der mit dem Strahl bestrahlten Probe abgegebene Röntgenstrahlen detektieren, ist dadurch gekennzeichnet, dass es aufweist: einen Berechnungsabschnitt, der eine gewichtete Summe aus Werten berechnet, die durch Multpiplizieren jeder einer Mehrzahl Röntgenintensitäten, die von der Mehrzahl Röntgenstrahlungsdetektoren detektiert werden, mit einem Gewichtungskoeffizienten erhalten werden, der bezüglich eines relativen Verhältnisses der Röntgenintensitäten gleichmäßig ansteigt; und einen Spektrums-Erzeugungsabschnitt, der ein Spektrum erzeugt, in dem die für jeden Energiepegel oder jede Wellenlänge der Röntgenstrahlen vom Berechnungsabschnitt berechnete gewichtete Summe eine Röntgen-Intensität ist.An X-ray analysis apparatus according to the present invention comprising an irradiation unit that scans a sample with a beam; and a plurality of X-ray detectors that detect X-rays emitted from a portion of the sample irradiated with the beam, characterized by comprising: a calculating section that calculates a weighted sum of values obtained by multiplying each of a plurality of X-ray intensities selected from the plurality X-ray detectors are detected, obtained with a weighting coefficient, which increases uniformly with respect to a relative ratio of the X-ray intensities; and a spectrum generating section that generates a spectrum in which the weighted sum calculated by the calculating section for each energy level or wavelength of the X-rays is an X-ray intensity.
Ein Computerprogramm gemäß der vorliegenden Erfindung, das einen Computer veranlasst, die Detektionsergebnisse der Röntgenstrahlen, die von einer mit einem Strahl abgetasteten Probe abgegeben und von einer Mehrzahl Röntgenstrahlungsdetektoren detektiert werden, zu analysieren, ist dadurch gekennzeichnt, dass es aufweist: einen Schritt zum Veranlassen des Computers, eine gewichtete Summe von Werten zu berechnen, die durch Multiplizieren jeder einer Mehrzahl von der Mehrzahl Röntgenstrahlungsdetektoren detektierten Röntgenintensitäten mit einem Gewichtungskoeffizienten erhalten werden, der für jeden einer Mehrzahl Abschnitte der mit dem Strahl durch die Scanner-Einheit abgetasteten Probe bezüglich eines relativen Verhältnisses der Röntgenintensitäten gleichmäßig ansteigt, und einen Schritt zum Veranlassen des Computers, die gewichtete Summe, die für jeden Abschnitt der mit dem Strahl bestrahlten Probe berechnet wird, jedem Abschnitt der Probe zuzuordnen, um eine Intensitätsverteilung der Röntgenstrahlen zu erhalten.A computer program according to the present invention which causes a computer to analyze the detection results of the X-rays emitted from a sample scanned by a beam and detected by a plurality of X-ray detectors is characterized by comprising: a step of causing the A computer for calculating a weighted sum of values obtained by multiplying each of a plurality of X-ray intensities detected by the plurality of X-ray detectors by a weighting coefficient corresponding to each of a plurality of portions of the sample scanned with the beam by the scanner unit in terms of a relative ratio X-ray intensities increases uniformly, and a step of causing the computer to assign the weighted sum, which is calculated for each section of the beam-irradiated sample, each section of the sample to a Intensita To obtain distribution of the X-rays.
Gemäß der Erfindung detektiert das Röntgenanalysegerät die von einer Probe abgegebenen Röntgenstrahlen, die mit dem Strahl bestrahlt wird, unter Verwendung einer Mehrzahl Röntgenstrahlungsdetektoren und berechnet eine gewichtete Summe der Röntgenintensitäten, die durch Addieren einer Mehrzahl Röntgenintensitäten mit dem Gewichtungskoeffizienten erhalten wird, der bezüglich des relativen Verhältnisses der Röntgenintensitäten gleichmäßig ansteigt. Das Röntgenanalysegerät erzeugt die Intensitätsverteilung der Röntgenstrahlen anhand der gewichteten Summe als die Intensität der Röntgenstrahlen von jedem Abschnitt der Probe. Von den durch die Mehrzahl Röntgenstrahlungsdetektoren detektierten Röntgenintensitäten trägt eine relativ hohe Röntgenintensität in hohem Maße zur gewichteten Summe der Röntgenintensitäten bei, und der Einfluss der Probenform auf die Dämpfung der Röntgenstrahlen wird verringert.According to the invention, the X-ray analyzer detects the X-ray irradiated from a sample irradiated with the beam by using a plurality of X-ray detectors and calculates a weighted sum of the X-ray intensities obtained by adding a plurality of X-ray intensities with the weighting coefficient relative to each other the X-ray intensities increase uniformly. The X-ray analyzer generates the intensity distribution of the X-rays from the weighted sum as the intensity of the X-rays from each portion of the sample. Of the X-ray intensities detected by the plurality of X-ray detectors, a relatively high X-ray intensity contributes greatly to the weighted sum of the X-ray intensities, and the Influence of the sample shape on the attenuation of the X-rays is reduced.
Gemäß der Erfindung berechnet das Röntgenanalysegerät die gewichtete Summe der Röntgenintensitäten anhand des Wertes, der durch Dividieren jeder Röntgenintensität durch die Summe der von der Mehrzahl Röntgenstrahlungsdetektoren detektierten Röntgenintensitäten als Gewichtungskoeffizient erhalten wird. Die Intensität der Röntgenstrahlen von jedem Abschnitt der Probe, zu der eine relativ hohe Intensität der von einer Mehrzahl Röntgenstrahlungsdetektoren detektierten Röntgenintensitäten in hohem Maße beiträgt, und eine relativ niedrige Intensität geringfügig beitragen, wird errechnet.According to the invention, the X-ray analysis apparatus calculates the weighted sum of the X-ray intensities from the value obtained by dividing each X-ray intensity by the sum of the X-ray intensities detected by the plurality of X-ray detectors as the weighting coefficient. The intensity of the X-rays of each portion of the sample, to which a relatively high intensity of the X-ray intensities detected by a plurality of X-ray detectors largely contributes, and slightly contribute a relatively low intensity is calculated.
Gemäß der Erfindung berechnet das Röntgenanalysegerät die gewichtete Summe der Röntgenintensitäten, wobei es den Gewichtungskoeffizienten für die maximale der von der Mehrzahl Röntgenstrahlungsdetektoren detektierten Röntgenintensitäten auf 1 und den Gewichtungskoeffizienten der Röntgenintensität für andere Röntgenintensitäten auf 0 einstellt. Deshalb verwendet das Röntgenanalysegerät den von der Mehrzahl Röntgenstrahlungsdetektoren detektierten maximalen Wert der Röntgenintensitäten als die Intensität der von der Probe abgegebenen charakteristischen Röntgenstrahlen.According to the invention, the X-ray analysis device calculates the weighted sum of the X-ray intensities, setting the weighting coefficient for the maximum of the X-ray intensities detected by the plurality of X-ray detectors to 1 and the weighting coefficient of the X-ray intensity to 0 for other X-ray intensities. Therefore, the X-ray analysis apparatus uses the maximum value of the X-ray intensities detected by the plurality of X-ray detectors as the intensity of the characteristic X-rays emitted from the sample.
Gemäß der Erfindung dividiert das Röntgenanalysegerät jeden integrierten Wert der von jedem Röntgenstrahlungsdetektor detektierten Röntgenstrahlen durch die Summe der integrierten Werte für die Mehrzahl Röntgenstrahlungsdetektoren zur Berechnung des Gewichtungskoeffizienten. Die Integration erfolgt in einem spezifischen Energie- oder Wellenlängenbereich. Der Integrationsbereich ist z. B. der gesamte Energie- oder Wellenlängenbereich, in dem die Röntgenstrahlung detektiert werden kann, oder ein Bereich, der die Energie oder Wellenlänge einer charakteristischen Röntgenstrahlung enthält, die von einem spezifischen Element verursacht wird. Die gewichtete Summe der Röntgenintensitäten wird mittels des Gewichtungskoeffizienten berechnet, um die Röntgenintensitäten zu erhalten, in denen der Beitrag einer relativ hohen Intensität der von der Mehrzahl Röntgenstrahlungsdetektoren detektierten Röntgenintensitäten hoch und der Beitrag einer relativ niedrigen Intensität klein ist.According to the invention, the X-ray analysis unit divides each integrated value of the X-rays detected by each X-ray detector by the sum of the integrated values for the plurality of X-ray detectors to calculate the weighting coefficient. The integration takes place in a specific energy or wavelength range. The integration area is z. B. the entire energy or wavelength range in which the X-radiation can be detected, or a region containing the energy or wavelength of a characteristic X-ray radiation, which is caused by a specific element. The weighted sum of the X-ray intensities is calculated by the weighting coefficient to obtain the X-ray intensities in which the contribution of a relatively high intensity of the X-ray intensities detected by the plurality of X-ray detectors is high and the contribution of a relatively low intensity is small.
Gemäß der Erfindung erzeugt das Röntgenanalysegerät die Intensitätsverteilung charakteristischer Röntgenstrahlen entsprechend einem spezifischen Element. Deshalb wird die Konzentrationsverteilung des spezifischen Elements in der Probe erhalten.According to the invention, the X-ray analysis apparatus generates the intensity distribution of characteristic X-rays corresponding to a specific element. Therefore, the concentration distribution of the specific element in the sample is obtained.
Gemäß der Erfindung erzeugt das Röntgenanalysegerät ein Spektrum, das die berechnete gewichtete Summe der Röntgenintensitäten enthält. Deshalb wird ein Röntgen-Spektrum, in dem der Einfluss der Probenform verringert ist, erhalten.According to the invention, the X-ray analyzer generates a spectrum containing the calculated weighted sum of the X-ray intensities. Therefore, an X-ray spectrum in which the influence of the sample shape is reduced is obtained.
Gemäß der Erfindung kann das Röntgenanalysegerät die Intensitätsverteilung charakteristischer Röntgenstrahlen auf einfache Weise erzeugen, bei der der Einfluss der Probenform verringert ist. Deshalb hat die Erfindung eine hervorragende Wirkung. Das Röntgenanalysegerät kann beispielsweise eine genaue Konzentrationsverteilung eines in der Probe enthaltenen Elements bestimmen.According to the invention, the X-ray analysis apparatus can easily generate the intensity distribution of characteristic X-rays at which the influence of the sample shape is reduced. Therefore, the invention has an excellent effect. For example, the X-ray analysis apparatus can determine an accurate concentration distribution of an element contained in the sample.
Kurzbeschreibung der verschiedenen Ansichten der ZeichungenBrief description of the different views of the drawings
1 ist ein Blockdiagramm der Struktur eines Röntgenanalysegeräts gemäß Ausführungsform 1; 1 FIG. 10 is a block diagram of the structure of an X-ray analyzing apparatus according to Embodiment 1; FIG.
2 ist eine Draufsicht, die eine Röntgenstrahlungs-Detektoreinheit schematisch darstellt; 2 Fig. 10 is a plan view schematically illustrating an X-ray detector unit;
3 ist ein Blockdiagramm der internen Struktur eines Steuergeräts; 3 Fig. 10 is a block diagram of the internal structure of a controller;
4A ist ein Diagramm, das ein Beispiel der Intensitätsverteilung der von jedem Röntgenstrahlungsdetektor detektierten charakteristischen Röntgenstrahlen schematisch darstellt; 4A Fig. 12 is a diagram schematically illustrating an example of the intensity distribution of the characteristic X-rays detected by each X-ray detector;
4B ist ein Diagramm, das ein Beispiel der Intensitätsverteilung der von jedem Röntgenstrahlungsdetektor detektierten charakteristischen Röntgenstrahlen schematisch darstellt; 4B Fig. 12 is a diagram schematically illustrating an example of the intensity distribution of the characteristic X-rays detected by each X-ray detector;
4C ist ein Diagramm, das ein Beispiel der Intensitätsverteilung der von jedem Röntgenstrahlungsdetektor detektierten charakteristischen Röntgenstrahlen schematisch darstellt; 4C Fig. 12 is a diagram schematically illustrating an example of the intensity distribution of the characteristic X-rays detected by each X-ray detector;
4D ist ein Diagramm, das ein Beispiel der Intensitätsverteilung der von jedem Röntgenstrahlungsdetektor detektierten charakteristischen Röntgenstrahlen schematisch darstellt; 4D Fig. 12 is a diagram schematically illustrating an example of the intensity distribution of the characteristic X-rays detected by each X-ray detector;
5 ist ein Flussdiagramm, das die Prozedur eines vom Steuergerät ausgeführten Prozesses veranschaulicht; 5 Fig. 10 is a flowchart illustrating the procedure of a process executed by the controller;
6 ist ein Diagramm, das ein Beispiel der Intensitätsverteilung der charakteristischen in S3 abgegebenen Röntgenstrahlen schematisch darstellt; und 6 Fig. 12 is a diagram schematically showing an example of the intensity distribution of the characteristic X-rays emitted in S3; and
7 ist ein Blockdiagramm der Struktur eines Röntgenanalysegeräts gemäß Ausführungsform 5. 7 FIG. 10 is a block diagram of the structure of an X-ray analyzing apparatus according to Embodiment 5. FIG.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DETAILED DESCRIPTION
Die Erfindung wird im Folgenden unter Bezugnahme auf die Ausführungsformen darstellende Zeuchnungen ausführlich beschrieben.The invention will now be described in detail with reference to the embodiments illustrating sputtering.
(Ausführungsform 1)(Embodiment 1)
1 ist Blockdiagramm der Struktur eines Röntgenanalysegeräts gemäß Ausführungsform 1. Das Röntgenanalysegerät enthält eine Elektronenkanone 41, die eine Probe 5 mit einem Elektronenstrahl (Strahl) bestrahlt, eine Elektronenlinsensystem 42 und einen Probenträger 43, auf dem die Probe 5 angeordnet ist. Das Elektronenlinsensystem 42 enthält eine Scan-Spule, die die Richtung der Elektronenstrahlen ändert. Die Elektronenkanone 41 und das Elektronenlinsensystem 42 entsprechen einer Scanner-Einheit gemäß der Erfindung. Außerdem sind die Elektronenkanone 41 und das Elektronenlinsensystem 42 mit einem Steuergerät 3 verbunden, das den Gesamtbetrieb des Röntgenanalysegeräts steuert. 1 FIG. 10 is a block diagram of the structure of an X-ray analyzing apparatus according to Embodiment 1. The X-ray analyzing apparatus includes an electron gun 41 that a sample 5 irradiated with an electron beam (beam), an electron lens system 42 and a sample carrier 43 on which the sample 5 is arranged. The electron lens system 42 contains a scan coil that changes the direction of the electron beams. The electron gun 41 and the electron lens system 42 correspond to a scanner unit according to the invention. Besides, the electron gun 41 and the electron lens system 42 with a control unit 3 connected, which controls the overall operation of the X-ray analyzer.
Eine Röntgenstrahlungsdetektoreinheit 1 ist zwischen dem Elektronenlinsensystem 42 und dem Probenträger 43 angeordnet. Die Röntgenstrahlungsdetektoreinheit 1 ist mit einer Öffnung ausgebildet, durch die der Elektronenstrahl passiert. 1 zeigt die Röntgenstrahlungsdetektoreinheit 1 im Querschnitt. Außerdem enthält die Röntgenstrahlungsdetektoreinheit 1 eine Mehrzahl Röntgenstrahlungsdetektoren, von denen jeder ein Silizium-Drift-Detektor (SDD) ist. 2 ist eine Draufsicht, die die Röntgenstrahlungsdetektoreinheit 1 schematisch darstellt. Die Röntgenstrahlungsdetektoreinheit 1 hat eine Struktur, bei der eine Mehrzahl Röntgenstrahlungsdetektoren 11, 12, 13 und 14 auf einem Substrat mit einer darin ausgebildeten Öffnung 15 angebracht sind, und die Mehrzahl Röntgenstrahlungsdetektoren 11, 12, 13 und 14 sind die Öffnung 15 umgebend angeordnet. Die Röntgenstrahlungsdetektoreinheit 1 ist so positioniet, dass ein Elektronenstrahl die Öffnung 15 passiert, und die Einfallebene der Röntgenstrahlen die Achse des Elektronenstrahls schneidet. Außerdem enthält die Röntgenstrahlungsdetektoreinheit 1 einen Kühlmechanismus (nicht dargestellt) wie ein Peltier-Element. Die Röntgenstrahlungsdetektoreinheit 1 ist vor der Oberfläche der mit dem Elektronenstrahl bestrahlten Probe 5 angeordnet, wobei die Probe 5 auf dem Probenträger 43 platziert ist. Als Reaktion auf Steuersignale vom Steuergerät 3 emittiert die Elektronenkanone 41 einen Elektronenstrahl und das Elektronenlinsensystem 42 stellt die Richtung des Elektronenstrahls so ein, dass der Elektronenstrahl die Probe 5 auf dem Probenträger 43 durch die Öffnung 15 der Röntgenstrahlungsdetektoreinheit 1 bestrahlt. Charakteristische Röntgenstrahlen werden von einem Abschnitt der Probe 5 abgegeben, der mit dem Elektronenstrahl bestrahlt wird. Die charakteristischen Röntgenstrahlen werden von den Röntgenstrahlungsdetektoren 11, 12, 13 und 14 in der Röntgenstrahlungsdetektoreinheit 1 detektiert. Das heißt, die charakteristischen Röntgenstrahlen, die gleichzeitig vom selben Abschnitt der Probe 5 erzeugt werden, werden unabhängig voneinander von einer Mehrzahl Röntgenstrahlungsdetektoren detektiert. In 1 ist der Elektronenstrahl durch einen Pfeil mit durchgezogener Linie dargestellt und die charakteristischen Röntgenstrahlen sind durch Pfeile mit Strichlinien dargestellt. Die Röntgenstrahlungsdetektoren 11, 12, 13 und 14 geben Signale aus, die sich proAbschnittal zur Energie der detektierten charakteristischen Röntgenstrahlen verhalten. In der Struktir des Röntgenanalysegeräts sind mindestens die Elektronenkanone 41, das Elektronenlinsensystem 42, die Röntgenstrahlungsdetektoreinheit 1 und der Probenträger 43 in einer Vakuumkammer (nicht dargestellt) untergebracht. Die Vakuumkammer besteht aus einem Material, das Elektronenstrahlen und Röntgenstrahlen abschirmt und das Vakuum während des Betriebs des Röntgenanalysegeräts aufrechterhält.An X-ray detector unit 1 is between the electron lens system 42 and the sample carrier 43 arranged. The X-ray detector unit 1 is formed with an opening through which the electron beam passes. 1 shows the X-ray detector unit 1 in cross section. In addition, the X-ray detector unit includes 1 a plurality of X-ray detectors, each of which is a silicon drift detector (SDD). 2 FIG. 10 is a plan view showing the X-ray detector unit. FIG 1 schematically represents. The X-ray detector unit 1 has a structure in which a plurality of X-ray detectors 11 . 12 . 13 and 14 on a substrate with an opening formed therein 15 are mounted, and the plurality of X-ray detectors 11 . 12 . 13 and 14 are the opening 15 arranged surrounding. The X-ray detector unit 1 is positioned so that an electron beam is the opening 15 happens, and the incidence plane of the X-rays intersects the axis of the electron beam. In addition, the X-ray detector unit includes 1 a cooling mechanism (not shown) such as a Peltier element. The X-ray detector unit 1 is in front of the surface of the sample irradiated with the electron beam 5 arranged, the sample 5 on the sample carrier 43 is placed. In response to control signals from the controller 3 emits the electron gun 41 an electron beam and the electron lens system 42 Sets the direction of the electron beam so that the electron beam is the sample 5 on the sample carrier 43 through the opening 15 the X-ray detector unit 1 irradiated. Characteristic X-rays are taken from a section of the sample 5 delivered, which is irradiated with the electron beam. The characteristic X-rays are emitted by the X-ray detectors 11 . 12 . 13 and 14 in the X-ray detector unit 1 detected. That is, the characteristic X-rays, simultaneously from the same section of the sample 5 are independently detected by a plurality of X-ray detectors. In 1 For example, the electron beam is shown by a solid line arrow and the characteristic X-rays are indicated by arrows with dashed lines. The X-ray detectors 11 . 12 . 13 and 14 emit signals that behave in part to the energy of the detected characteristic X-rays. In the structure of the X-ray analyzer are at least the electron gun 41 , the electron lens system 42 , the X-ray detector unit 1 and the sample carrier 43 housed in a vacuum chamber (not shown). The vacuum chamber is made of a material that shields electron beams and X-rays and maintains the vacuum during operation of the X-ray analyzer.
Jeder der Röntgenstrahlungsdetektoren 11, 12, 13 und 14 ist mit der Signalverarbeitungseinheit 2 verbunden, die die Ausgangssignale verarbeitet. Die Signalverarbeitungseinheit 2 führt einen Prozess aus, in dem die von den Röntgenstrahlungsdetektoren 11, 12, 13 und 14 ausgegebenen Signale empfangen werden, die Signale gemäß gemäß einem Wert gezählt werden und ein charakteristisches Röntgen-Spektrum gewonnen wird, in dem die Energie der charakteristischen Röntgenstrahlen, die durch den Signalwert angegeben wird, dem Zählwert zugeordnet wird. Der Zählwert, der der einem bestimmen Energiepegel zugeordnet wird, ist die Intensität der charakteristischen Röntgenstrahlen mit der Energie. Die Signalverarbeitungseinheit 2 ist mit dem Steuergerät 3 verbunden. Das Elektronenlinsensystem 42 ändert die Richtung des Elektronenstrahls sequentiell, um die Probe 5 mit dem Elektronenstrahl abzutasten. Wenn die Probe 5 mit dem Elektronenstrahl abgetastet wird, wird jeder Abschnitt in einer Abtastzone der Probe 5 mit dem Elektronenstrahl sequentiell bestrahlt. Beim Abtasten der Probe 5 mit dem Elektronenstrahl werden die vor Abschnitt der Probe 5, der mit dem Elektronenstrahl bestrahlt wird, abgegebenen charakteristischen Röntgenstrahlen von den Röntgenstrahlungsdetektoren 11, 12, 13 und 14 sequentiell detektiert. Die Signalverarbeitungseinheit 2 führt die Signalverarbeitung sequentiell aus, um die Spektren der charakteristischen Röntgenstrahlen von einer Mehrzahl Abschnitte der Probe 5, die mit dem Elektronenstrahl bestrahlt werden, sequentiell zu erzeugen. Die Signalverarbeitungseinheit 2 erzeugt die Spektren der charakteristischen Röntgenstrahlen, die von jedem der Röntgenstrahlungsdetektoren 11, 12, 13 und 14 detektiert werden, individuell. Das heißt, eine Mehrzahl Spektren der charakteristischen Röntgenstrahlen werden für eine Mehrzahl Abschnitte der Probe 5 erzeugt, die mit dem Elektronenstrahl bestrahlt werden. Die Signalverarbeitungseinheit 2 gibt Daten der erzeugten charakteristischen Röntgenspektren sequentiell an das Steuergerät 3 aus.Each of the X-ray detectors 11 . 12 . 13 and 14 is with the signal processing unit 2 connected, which processes the output signals. The signal processing unit 2 performs a process in which the of the X-ray detectors 11 . 12 . 13 and 14 outputted signals are counted according to a value and a characteristic X-ray spectrum is obtained in which the energy of the characteristic X-rays, which is indicated by the signal value, the count value is assigned. The count associated with a given energy level is the intensity of the characteristic X-rays with energy. The signal processing unit 2 is with the controller 3 connected. The electron lens system 42 changes the direction of the electron beam sequentially to the sample 5 to scan with the electron beam. If the sample 5 is scanned with the electron beam, each section in a scanning zone of the sample 5 irradiated sequentially with the electron beam. When scanning the sample 5 with the electron beam are the before section of the sample 5 which is irradiated with the electron beam, emitted characteristic X-rays from the X-ray detectors 11 . 12 . 13 and 14 detected sequentially. The signal processing unit 2 Performs the signal processing sequentially to the spectra of the characteristic X-rays from a plurality of sections of the sample 5 which are irradiated with the electron beam to generate sequentially. The signal processing unit 2 generates the spectra of the characteristic X-rays emitted by each of the X-ray detectors 11 . 12 . 13 and 14 be detected, individually. That is, a plurality of spectra of the characteristic X-rays become for a plurality of portions of the sample 5 generated with the Electron beam to be irradiated. The signal processing unit 2 Gives data of the generated characteristic X-ray spectra sequentially to the controller 3 out.
3 ist ein Blockdiagramm der internen Struktur des Steuergeräts 3. Das Steuergerät 3 ist ein Computer wie z. B. ein Personal Computer. Das Steuergerät 3 enthält eine Zentraleinheit (CPU) 31, die Berechnungen ausführt, einen Speicher mit wahlfreiem Zugriff (RAM) 32, der durch die Berechnungen generierte temporäre Daten speichert, eine Treibereinheit 33, die Informationen von einem Aufzeichnungsmedium 6 liest, wie einer optischen Platte, und eine nicht flüchtige Speichereinheit 34, wie eine Festplatte. Außerdem enthält das Steuergerät 3 eine Bedieneinheit 35, wie eine Tastatur oder eine Maus, die von einem Nutzer betätigt wird, eine Anzeigeeinheit 36, wie eine Flüssigkristallanzeige, und eine Schnittstelleneinheit 37. Die Elektronenkanone 41, das Elektronenlinsensystem 42 und die Signalverarbeitungseinheit 2 sind mit der Schnittstelleneinheit 37 verbunden. Die CPU 31 weist die Treibereinheit 33 an, ein auf dem Aufzeichnungsmedium 6 aufgezeichnetes Computerprogramm 61 zu lesen und speichert das gelesene Computerprogramm 61 in der Speichereinheit 34. Das Computerprogramm 61 wird aus der Speichereinheit 34 falls erforderlich in den RAM 32 geladen. Die CPU 31 führt einen für das Röntgenanalysegerät erforderlichen Prozess gemäß dem geladenen Computerprogramm 61 aus. Das Computerprogramm 61 kann kann von außerhalb des Steuergeräts 3 heruntergeladen werden. Das Steuergerät 3 empfängt Daten für die von der Signalverarbeitungseinheit 2 ausgegebenen charakteristischen Röntgen-Spektren über die Schnittstelleneinheit 37 und speichert in der Speichereinheit 34 Daten, in denen die Position eines Abschnitts der mit dem Elektronenstrahl bestrahlten Probe 5 den charakteristischen Röntgen-Spektren zugeordnet ist. Außerdem steuert das Steuergerät 3 den Betrieb des mit der Schnittstelleneinheit 37 verbundenen Elektronenlinsensystems 42. 3 is a block diagram of the internal structure of the controller 3 , The control unit 3 is a computer like A personal computer. The control unit 3 contains a central processing unit (CPU) 31 Performing Calculations on a Random Access Memory (RAM) 32 which stores temporary data generated by the calculations, a driver unit 33 , the information from a recording medium 6 reads, such as an optical disk, and a nonvolatile memory unit 34 like a hard disk. In addition, the controller contains 3 an operating unit 35 such as a keyboard or a mouse operated by a user, a display unit 36 such as a liquid crystal display, and an interface unit 37 , The electron gun 41 , the electron lens system 42 and the signal processing unit 2 are with the interface unit 37 connected. The CPU 31 indicates the driver unit 33 on, on the recording medium 6 recorded computer program 61 to read and save the read computer program 61 in the storage unit 34 , The computer program 61 gets out of the storage unit 34 if necessary in the RAM 32 loaded. The CPU 31 performs a process required by the X-ray analyzer according to the loaded computer program 61 out. The computer program 61 can be from outside the controller 3 be downloaded. The control unit 3 receives data for that from the signal processing unit 2 output characteristic X-ray spectra via the interface unit 37 and stores in the storage unit 34 Data in which the position of a portion of the sample irradiated with the electron beam 5 associated with the characteristic X-ray spectra. In addition, the controller controls 3 the operation of the interface unit 37 connected electron lens system 42 ,
In dem Stadium, in dem das Abtasten der Probe 5 mit dem Elektronenstrahl endet, speichert das Steuergerät 3 Daten für die Spektren der charakteristischen Röntgenstrahlen, die von jedem der Röntgenstrahlungsdetektoren 11, 12, 13 und 14 detektiert wurden, in der Speichereinheit 34, so jedem Abschnitt der Probe 5 zugeordnet werden. Es ist möglich, die Intensitätsverteilung der charakteristischen Röntgenstrahlen, die von jedem der Röntgenstrahlungsdetektoren 11, 12, 13 und 14 von der Probe 5 detektiert wurden, aus den gespeicherten Daten zu berechnen. Jedoch wird die Intensität der charakteristischen Röntgenstrahlen, die von jedem Röntgenstrahlungsdetektor detektiert wird, von der Form der Probe 5 beeinflusst. Deshalb entspricht die Intensitätsverteilung der von jedem Röntgenstrahlungsdetektor detektierten charakteristischen Röntgenstrahlen nicht der Konzentrationsverteilung eines Elements in der Probe 5.At the stage where the sampling of the sample 5 ends with the electron beam, stores the controller 3 Data for the spectra of characteristic X-rays taken from each of the X-ray detectors 11 . 12 . 13 and 14 were detected in the storage unit 34 so every section of the sample 5 be assigned. It is possible to determine the intensity distribution of the characteristic X-rays emitted by each of the X-ray detectors 11 . 12 . 13 and 14 from the sample 5 were detected from the stored data. However, the intensity of the characteristic X-rays detected by each X-ray detector becomes the shape of the sample 5 affected. Therefore, the intensity distribution of the characteristic X-rays detected by each X-ray detector does not correspond to the concentration distribution of an element in the sample 5 ,
Die Intensität der charakteristischen Röntgenstrahlen wird außerdem von der Detektionseffizienz jedes Röntgenstrahlungsdetektors beeinflusst. Die Detektionseffizienz jedes Röntgenstrahlungsdetektors variiert im Allgemeinen in Abhängigkeit von verschiedenen Faktoren. Die die Detektionseffizienz beeinflussenden Faktoren beinhalten die wirksame Fläche des Röntgenstrahlungsdetektors, den Abstand der Probe zum Röntgenstrahlungsdetektor und die Abweichung des Detektionsraumwinkels, der durch den Einfallswinkel der von der Probe abgegebenen charakteristischen Röntgenstrahlen auf den Röntgenstrahlungsdetektor bestimmt wird. Zum Beispiel ist der die Detektionseffizienz beeinflussender Faktor eine unterschiedliche Detektionsempfindlichkeit des Röntgenstrahlungsdetektors aufgrund unterschiedlicher Materialien und Dicken eines Röntgenstrahlen-Fensters, das die auf den Röntgenstrahlungsdetektor treffenden Röntgenstrahlen durchlässt, oder es bestehen Unerschiede im Materialien und in der Dicke einer Röntgenstrahlen-Einfallsfläche des Röntgenstrahlungsdetektors. Außerdem ist z. B. ein die Detektionseffizienz beeinflussender Faktor eine unterschiedliche Totzeit aufgrund der Signalverarbeitungsgeschwindigkeit oder einer Zeitkonstanten. Da jedoch diese Faktoren vor der Messung der charakteristischen Röntgenstrahlen bekannt sind, kann ein Unterschied zwischen der Detektionseffizienz der Röntgenstrahlungsdetektoren mittels eines Korrekturkoffizienten korrigiert werden. Der Korrekturkoffizient wird theoretisch oder experimentell im Voraus bestimmt und in der Speichereinheit 34 gespeichert. Das Steuergerät 3 speichert Daten für die Spektren der charakteristischen Röntgenstrahlen, bei denen der Einfluss der Detektionseffizienz jedes Röntgenstrahlungsdetektors korrigiert ist, in der Speichereinheit 34.The intensity of the characteristic X-rays is also influenced by the detection efficiency of each X-ray detector. The detection efficiency of each X-ray detector generally varies depending on various factors. The factors influencing the detection efficiency include the effective area of the X-ray detector, the distance of the sample to the X-ray detector, and the deviation of the detection space angle determined by the angle of incidence of the characteristic X-rays emitted from the sample onto the X-ray detector. For example, the factor influencing the detection efficiency is a different detection sensitivity of the X-ray detector due to different materials and thicknesses of an X-ray window transmitting the X-rays incident on the X-ray detector, or there are differences in materials and thickness of an X-ray incident surface of the X-ray detector. In addition, z. For example, a factor influencing the detection efficiency, a different dead time due to the signal processing speed or a time constant. However, since these factors are known before the measurement of the characteristic X-rays, a difference between the detection efficiency of the X-ray detectors can be corrected by means of a correction coefficient. The correction coefficient is theoretically or experimentally determined in advance and in the storage unit 34 saved. The control unit 3 stores data for the spectra of the characteristic X-rays in which the influence of the detection efficiency of each X-ray detector is corrected in the storage unit 34 ,
Die 4A, 4B, 4C und 4D sind Diagramme, die ein Beispiel der Intensitätsverteilung der charakteristischen von jedem Röntgenstrahlungsdetektor detektierten Röntgenstrahlen schematisch darstellen. Es wird angenommen, dass die Probe 5 eine Kugelform hat und die charakteristischen Röntgenstrahlen gleicher Intensität von jedem Abschnitt der Probe 5 abgegeben werden. 4A zeigt die Intensitätsverteilung der vom Röntgenstrahlungsdetektor 11 detektierten charakteristischen Röntgenstrahlen. In den 4A bis 4D bedeutet ein eng schraffierter Abschnitt, dass die detektierte Intensität der charakteristischen Röntgenstrahlen niedrig ist. Wie in den 1 und 2 dargestellt ist der Röntgenstrahlungsdetektor 11 schräg über der Probe 5 angeordnet und detektiert die von der Probe 5 abgegebenen charakteristischen Röntgenstrahlen. Für jeden Abschnitt der Probe 5 wird die Intensität der charakteristischen Röntgenstrahlen, die von einem Abschnitt abgegeben werden, der hinter anderen Abschnitten verborgen ist (bei Betrachtung vom Röntgenstrahlungsdetektor 11 aus) gedämpft. In der Draufsicht von 2 befindet sich die Probe 5 an einer Position entsprechend der Öffnung 15 und der Röntgenstrahlungsdetektor 11 ist an der oberen linken Seite der Probe 5 angeordnet. Deshalb sind die unteren rechten Abschnitte der kugeligen Probe 5 hinter anderen Abschnitten bei Blickrichtung vom Röntgenstrahlungsdetektor 11 aus verborgen. Wie in 4A dargestellt ist bei der Intensitätsverteilung der vom Röntgenstrahlungsdetektor 11 detektierten charakteristischen Röntgenstrahlen die Intensität der charakteristischen Röntgenstrahlen, die von den unteren rechten Abschnitten abgegeben werden, niedriger als die Intensität der charakteristischen Röntgenstrahlen, die von anderen Abschnitten abgegeben werden.The 4A . 4B . 4C and 4D FIG. 15 is diagrams schematically illustrating an example of the intensity distribution of the characteristic X-rays detected by each X-ray detector. It is believed that the sample 5 has a spherical shape and the characteristic X-rays of equal intensity from each section of the sample 5 be delivered. 4A shows the intensity distribution of the X-ray detector 11 detected characteristic X-rays. In the 4A to 4D a narrow hatched portion means that the detected intensity of the characteristic X-rays is low. As in the 1 and 2 the X-ray detector is shown 11 diagonally above the sample 5 arranged and detected by the sample 5 emitted characteristic X-rays. For each section of the sample 5 will the Intensity of the characteristic X-rays emitted from a portion hidden behind other portions (as viewed from the X-ray detector 11 off). In the top view of 2 is the sample 5 at a position corresponding to the opening 15 and the X-ray detector 11 is on the upper left side of the sample 5 arranged. Therefore, the lower right sections are the spherical sample 5 behind other sections when viewed from the X-ray detector 11 hidden from. As in 4A is shown in the intensity distribution of the X-ray detector 11 X-rays detected characteristic, the intensity of the characteristic X-rays emitted from the lower right sections, lower than the intensity of the characteristic X-rays emitted from other sections.
4B zeigt die Intensitätsverteilung der vom Röntgenstrahlungsdetektor 12 detektierten charakteristischen Röntgenstrahlen. In der Draufsicht von 2 befindet sich der Röntgenstrahlungsdetektor 12 an der unteren linken Seite der Probe 5. Deshalb ist wie in 4B dargestellt bei der Intensitätsverteilung der vom Röntgenstrahlungsdetektor 13 detektierten charakteristischen Röntgenstrahlen die charakteristische Röntgenintensität der oberen rechten Abschnitte niedriger als die anderer Abschnitte. 4C zeigt die vom Röntgenstrahlungsdetektor 13 detektierte Intensitätsverteilung der charakteristischen Röntgenstrahlen. In der Draufsicht von 2 befindet sich der Röntgenstrahlungsdetektor 13 an der oberen rechten Seite der Probe 5. Deshalb ist wie in 4C dargestellt bei der Intensitätsverteilung der vom Röntgenstrahlungsdetektor 14 detektierten 12 charakteristischen Röntgenstrahlen die charakteristische Röntgenintensität eines unteren linken Abschnitts niedriger als die anderer Abschnitte. 4D zeigt die Intensitätsverteilung der charakteristischen Röntgenstrahlen detektiert vom Röntgenstrahlungsdetektor 14. In der Draufsicht von 2 befindet sich der Röntgenstrahlungsdetektor 14 an der unteren linken Seite der Probe 5. Deshalb ist wie in 4D dargestellt bei der vom Röntgenstrahlungsdetektor 14 detektierten Intensitätsverteilung der charakteristischen Röntgenstrahlen die charakteristische Röntgenintensität eines oberen linken Abschnittsniedriger als die anderer Abschnitte. 4B shows the intensity distribution of the X-ray detector 12 detected characteristic X-rays. In the top view of 2 is the X-ray detector 12 at the lower left side of the sample 5 , That is why as in 4B shown in the intensity distribution of the X-ray detector 13 detected characteristic X-rays the characteristic X-ray intensity of the upper right sections lower than those of other sections. 4C shows that from the X-ray detector 13 detected intensity distribution of the characteristic X-rays. In the top view of 2 is the X-ray detector 13 on the upper right side of the sample 5 , That is why as in 4C shown in the intensity distribution of the X-ray detector 14 detected 12 characteristic X-rays have the characteristic X-ray intensity of a lower left section lower than that of other sections. 4D shows the intensity distribution of the characteristic X-rays detected by the X-ray detector 14 , In the top view of 2 is the X-ray detector 14 at the lower left side of the sample 5 , That is why as in 4D represented by the X-ray detector 14 detected intensity distribution of the characteristic X-rays, the characteristic X-ray intensity of an upper left section lower than those of other sections.
Das Steuergerät 3 führt eine Operation zur Korrektur der Intensitätsverteilung der charakteristischen Röntgenstrahlen aus, um den Einfluss der Form der Probe 5 zu beseitigen. Die Position jedes Abschnitts der Probe 5, die mit dem Elektronenstrahl bestrahlt wird, ist mit (x, y) gekennzeichnet. Die Anzahl der Röntgenstrahlungsdetektoren sei N und die Intensität der charakteristischen Röntgenstrahlen, die von einer Position (x, y) abgegeben und dann von einem i-ten Röntgenstrahlungsdetektor detektiert wird, sei Ii(x, y). Ii(x, y) ist der Zählwert der charakteristischen Röntgenstrahlen und wird für jeden Energiepegel ermittelt. Im Beispiel dieser Ausführungsform beträgt N 4. Das Steuergerät 3 berechnet anhand der folgenden Gleichung (1) eine gewichtete Summe I(x, y) der Intensitäten der charakteristischen Röntgenstrahlen, die von einer Mehrzahl Röntgenstrahlungsdetektoren detektiert werden. The control unit 3 performs an operation to correct the intensity distribution of the characteristic X-rays to determine the influence of the shape of the sample 5 to eliminate. The position of each section of the sample 5 that is irradiated with the electron beam is marked with (x, y). Let the number of X-ray detectors be N and let the intensity of the characteristic X-rays emitted from a position (x, y) and then be detected by an ith X-ray detector be I i (x, y). I i (x, y) is the count of the characteristic X-rays and is determined for each energy level. In the example of this embodiment, N is 4. The controller 3 calculates, using the following equation (1), a weighted sum I (x, y) of the intensities of characteristic X-rays detected by a plurality of X-ray detectors.
In Gleichung (1) ist wi(x, y) ein Gewichtungskoeffizient für jeden Röntgenstrahlungsdetektor. Der Gewichtungskoeffizient wi(x, y) wird für jeden der Mehrzahl Röntgenstrahlungsdetektoren bestimmt, die die von der Position (x, y) abgegebenen charakteristischen Röntgenstrahlen detektieren, um gleichmäßig bezüglich des relativen Verhältnisses der Intensitäten der detektierten charakteristischen Röntgenstrahlen anzusteigen. Konkret wird der Gewichtungskoeffizient wi(x, y) durch die folgende Gleichung (2) ausgedrückt. In equation (1), w i (x, y) is a weighting coefficient for each X-ray detector. The weighting coefficient w i (x, y) is determined for each of the plurality of X-ray detectors which detect the characteristic X-rays emitted from the position (x, y) so as to increase smoothly with respect to the relative ratio of the intensities of the detected characteristic X-rays. Concretely, the weighting coefficient w i (x, y) is expressed by the following equation (2).
Wie in Gleichung (2) angegeben ist wi(x, y) ein Wert, der durch Dividieren der Intensität der von jedem Röntgenstrahlungsdetektor detektierten charakteristischen Röntgenstrahlen durch die Summe der Intensitäten der charakteristischen Röntgenstrahlen, die an der Position (x, y) abgegeben und dann von einer Mehrzahl Röntgenstrahlungsdetektoren detektiert worden sind, erhalten wird. Wenn I(x, y) anhand von Gleichung (1) und Gleichung (2) berechnet wird, wird der Einfluss einer relativ hohen Intensität der Intensitäten der charakteristischen Röntgenstrahlen, die von einer Mehrzahl Röntgenstrahlungsdetektoren an I(x, y) detektiert werden, verstärkt und der Einfluss einer relativ niedrigen Intensität an I(x, y) abgeschwächt. Von den Intensitäten einer Mehrzahl charakteristischer Röntgenstrahlen wird eine relativ niedrige Intensität durch den Einfluss der Form der Probe 5 gedämpft und eine relativ hohe Intensität liegt nahe der Intensität der charakteristischen Röntgenstrahlen, die nicht gedämpft wird. Der Beitrag einer relativ hohen Intensität an der gewichteten Summe I(x, y) der von einer Mehrzahl Röntgenstrahlungsdetektoren gemessenen Intensitäten der charakteristischen Röntgenstrahlen ist groß, und der Beitrag einer relativ niedrigen Intensität an der gewichtete Summe I(x, y) ist klein. Deshalb wird der Einfluss der Form der Probe 5 auf die Intensität der charakteristischen Röntgenstrahlen verringert.As indicated in equation (2), w i (x, y) is a value obtained by dividing the intensity of the characteristic X-rays detected by each X-ray detector by the sum of the intensities of the characteristic X-rays emitted at the position (x, y) then detected by a plurality of X-ray detectors. When I (x, y) is calculated from Equation (1) and Equation (2), the influence of a relatively high intensity of the intensities of characteristic X-rays detected by a plurality of X-ray detectors on I (x, y) is enhanced and the influence of a relatively low intensity on I (x, y) attenuated. Of the intensities of a plurality of characteristic X-rays, a relatively low intensity becomes due to the influence of the shape of the sample 5 attenuated and a relatively high intensity is close to the intensity of characteristic X-rays, which is not attenuated. The contribution of a relatively high intensity to the weighted sum I (x, y) of the X-ray intensities measured by a plurality of X-ray detectors is large, and the contribution of relatively low intensity to the weighted sum I (x, y) is small. Therefore, the influence of the shape of the sample 5 reduced to the intensity of the characteristic X-rays.
5 ist ein Flussdiagramm, das die Prozedur eines vom Steuergerät 3 ausgeführten Prozesses veranschaulicht. Die CPU 31 lädt das Computerprogramm 61 aus der Speichereinheit 34 in den RAM 32 und führt den folgenden Prozess gemäß dem geladenen Computerprogramm 61 aus. Das Steuergerät 3 speichert Daten für die Spektren der von jedem der Röntgenstrahlungsdetektoren 11, 12, 13 und 14 detektierten charakteristischen Röntgenstrahlen in der Speichereinheit 34, um sie jedem Abschnitt der Probe 5 zuzuordnen, wobei es die Elektronenkanone 41 und das Elektronenlinsensystem 42 so steuert, dass die Probe 5 mit dem Elektronenstrahl abgetastet wird (S1). Die CPU 31 lädt die in der Speichereinheit 34 gespeicherten Daten für die Spektren der charakteristischen Röntgenstrahlen in den RAM 32 und berechnet die gewichtete Summe I(x, y) der Intensitäten der von den Röntgenstrahlungsdetektoren 11, 12, 13 und 14 detektierten charakteristischen Röntgenstrahlen anhand der Gleichung (1) und Gleichung (2) (S2). In S2 berechnet die CPU 31 die gewichtete Summe I(x, y) der Intensitäten der charakteristischen Röntgenstrahlen für jeden Energiepegel in den Spektren der charakteristischen Röntgenstrahlen. Die CPU 31 ordnet die Energie der charakteristischen Röntgenstrahlen der berechneten I(x, y) zu, um das Spektrum der charakteristischen Röntgenstrahlen zu erzeugen, in dem der Einfluss der Form der Probe 5 verringert ist. Außerdem berechnet die CPU 31 in S2 die gewichtete Summe I(x, y) der von den Röntgenstrahlungsdetektoren 11, 12, 13 und 14 detektierten Intensitäten der charakteristischen Röntgenstrahlen für jeden Abschnitt der Probe 5, die mit dem Elektronenstrahl bestrahlt wird, und ereugt die Spektren der charakteristischen Röntgenstrahlen, in denen der Einfluss der Form der Probe 5 verringert ist. 5 is a flow chart showing the procedure of a control unit 3 Running process illustrated. The CPU 31 loads the computer program 61 from the storage unit 34 in the RAM 32 and performs the following process according to the loaded computer program 61 out. The control unit 3 stores data for the spectra of each of the X-ray detectors 11 . 12 . 13 and 14 detected characteristic X-rays in the storage unit 34 to sample each section of the sample 5 assign it being the electron gun 41 and the electron lens system 42 so controls that sample 5 is scanned with the electron beam (S1). The CPU 31 loads those in the storage unit 34 stored data for the spectra of the characteristic X-rays in the RAM 32 and calculates the weighted sum I (x, y) of the intensities of the X-ray detectors 11 . 12 . 13 and 14 detected characteristic X-rays using equation (1) and equation (2) (S2). In S2, the CPU calculates 31 the weighted sum I (x, y) of the intensities of the characteristic X-rays for each energy level in the spectra of the characteristic X-rays. The CPU 31 maps the energy of the characteristic X-rays of the calculated I (x, y) to produce the spectrum of characteristic X-rays, in which the influence of the shape of the sample 5 is reduced. In addition, the CPU calculates 31 in S2, the weighted sum I (x, y) of the X-ray detectors 11 . 12 . 13 and 14 detected intensities of the characteristic X-rays for each section of the sample 5 , which is irradiated with the electron beam, and causes the spectra of the characteristic X-rays, in which the influence of the shape of the sample 5 is reduced.
Dann erzeugt die CPU 31 die Intensitätsverteilung der von der Probe 5 abgegebenen charakteristischen Röntgenstrahlen mittels der gewichteten Summe I(x, y) der Intensitäten der charakteristischen Röntgenstrahlen als die Intensität der von der Probe 5 abgegebenen charakteristischen Röntgenstrahlen (S3). Insbesondere ordnet die CPU 31 die Position jedes Abschnitts der mit dem Elektronenstrahl bestrahlten Probe 5 der berechneten gewichteten Summe I(x, y) der Intensitäten der charakteristischen Röntgenstrahlen zu, um die Intensitätsverteilung der charakteristischen Röntgenstrahlen zu erzeugen. In S3 ordnet die CPU 31 die Position jedes Abschnitts der Probe 5 den Spektren der charakteristischen Röntgenstrahlen zu, um die Spektralverteilung der charakteristischen Röntgenstrahlen zu erzeugen. Außerdem kann die CPU 31 die Position jedes Abschnitts der Probe 5 der gewichteten Summe I(x, y) einem spezifischen Energiepegel in den Spektren der charakteristischen Röntgenstrahlen zuordnen, um die Intensitätsverteilung der charakteristischen Röntgenstrahlen mit dem spezifischen Energiepegel zu erzeugen. Die Speichereinheit 34 kann Daten speichern, in denen ein spezifisches Element der Energie der charakteristischen Röntgenstrahlen zugeordnet ist, die durch das Element verursacht werden, und die CPU 31 kann die Intensitätsverteilung der charakteristischen Röntgenstrahlen der Energie entsprechend dem spezifischen Element erzeugen. Die in S3 erhaltene Intensitätsverteilung der charakteristischen Röntgenstrahlen ist eine korrigierte Intensitätsverteilung, bei der der Einfluss der Form der Probe 5 verringert worden ist. Außerdem kann die CPU 31 die Elementkonzentration aus der gewichteten Summe I(x, y) der Energie entsprechend einem spezifischen Element berechnen und eine Konzentrationsverteilung eines Elements erzeugen, bei der die Position jedes Abschnitts der Probe 5 der Konzentration des spezifischen Elements zugeodnet ist. Ferner kann die CPU 31 die gewichtete Summe I(x, y) der Intensitäten der charakteristischen Röntgenstrahlen nur für die Energie der charakteristischen Röntgenstrahlen berechnen, die durch ein spezifisches Element verursacht werden, und erzeugt die Intensitätsverteilung der charakteristischen Röntgenstrahlen durch das spezifische Element oder die Konzentrationsverteilung des spezifischen Elements erzeugen. Die CPU 31 kann das Bild der erzeugten Intensitätsverteilung der charakteristischen Röntgenstrahlen oder der erzeugten Konzentrationsverteilung des Elements auf der Anzeigeeinheit 36 anzeigen. Die CPU 31 speichert Daten, die die Intensitätsverteilung der charakteristischen Röntgenstrahlen oder der Konzentrationsverteilung des Elements angeben, in der Speichereinheit 34 und beendet den Prozess.Then the CPU generates 31 the intensity distribution of the sample 5 emitted characteristic X-rays by means of the weighted sum I (x, y) of the intensities of the characteristic X-rays as the intensity of the sample 5 emitted characteristic X-rays (S3). In particular, the CPU arranges 31 the position of each section of the sample irradiated with the electron beam 5 the calculated weighted sum I (x, y) of the intensities of the characteristic X-rays to produce the intensity distribution of the characteristic X-rays. In S3, the CPU arranges 31 the position of each section of the sample 5 to the spectra of the characteristic X-rays to produce the spectral distribution of the characteristic X-rays. Besides, the CPU can 31 the position of each section of the sample 5 the weighted sum I (x, y) assign a specific energy level in the spectra of the characteristic X-rays to generate the intensity distribution of the characteristic X-rays with the specific energy level. The storage unit 34 may store data in which a specific element is associated with the energy of the characteristic X-rays caused by the element and the CPU 31 can generate the intensity distribution of the characteristic X-rays of the energy corresponding to the specific element. The intensity distribution of the characteristic X-rays obtained in S3 is a corrected intensity distribution at which the influence of the shape of the sample 5 has been reduced. Besides, the CPU can 31 Calculate the elemental concentration from the weighted sum I (x, y) of the energy corresponding to a specific element and generate a concentration distribution of an element at which the position of each section of the sample 5 the concentration of the specific element is zugeodnet. Furthermore, the CPU can 31 calculate the weighted sum I (x, y) of the intensities of the characteristic X-rays only for the energy of the characteristic X-rays caused by a specific element, and generate the intensity distribution of the characteristic X-rays by the specific element or the concentration distribution of the specific element. The CPU 31 For example, the image of the generated intensity distribution of the characteristic X-rays or the generated concentration distribution of the element on the display unit 36 Show. The CPU 31 stores data indicating the intensity distribution of the characteristic X-rays or the concentration distribution of the element in the storage unit 34 and ends the process.
Wie oben ausführlich beschrieben detektiert das Röntgenanalysegerät bei dieser Ausführungsform die charakteristischen Röntgenstrahlen, die von jedem Abschnitt der Probe 5 abgegeben werden, die mit dem Elektronenstrahl bestrahlt wird, mittels der Röntgenstrahlungsdetektoren 11, 12, 13 und 14 und berechnet die gewichtete Summe I(x, y) der Intensitäten der charakteristischen Röntgenstrahlen. Das Röntgenanalysegerät erzeugt die Intensitätsverteilung der von der Probe 5 abgegebenen charakteristischen Röntgenstrahlen mittels der berechneten gewichteten Summe I(x, y) als die Intensität der charakteristischen Röntgenstrahlen von jedem Abschnitt der Probe 5. Der Beitrag einer relativ hohen Intensität der von einer Mehrzahl Röntgenstrahlungsdetektoren detektierten Intensitäten der charakteristischen Röntgenstrahlen an der gewichteten Summe I(x, y) der Intensitäten der charakteristischen Röntgenstrahlen ist groß. Eine Differenz zwischen den Intensitäten der charakteristischen Röntgenstrahlen, die vom selben Abschnitt der Probe 5 abgegeben und dann von einer Mehrzahl Röntgenstrahlungsdetektoren detektiert worden sind, wird durch eine Differenz bei der Dämpfung der charakteristischen Röntgenstrahlen aufgrund des Einflusses der Form der Probe 5 gemäß der Position des Röntgenstrahlungsdetektors verursacht. Eine relativ hohe Intensität liegt nahe der Intensität der charakteristischen Röntgenstrahlen ohne Dämpfung. Deshalb ist die gewichtete Summe I(x, y) der Intensitäten der charakteristischen Röntgenstrahlen, bei der der Beitrag einer relativ hohen Intensität groß ist und der Beitrag einer relativ niedrigen Intensität klein ist, die Intensität der charakteristischen Röntgenstrahlen, bei der der Einfluss der Form der Probe 5 verringert ist. Das Röntgenanalysegerät erzeugt die Intensitätsverteilung der von der Probe 5 abgegebenen charakteristischen Röntgenstrahlen mittels der gewichteten Summe I(x, y) als die Intensität der charakteristischen Röntgenstrahlen. Deshalb kann die Intensitätsverteilung der charakteristischen Röntgenstrahlen erzeugt werden, bei der der Einfluss der Form der Probe 5 verringert ist.As described in detail above, the X-ray analysis apparatus in this embodiment detects the characteristic X-rays coming from each portion of the sample 5 are emitted, which is irradiated with the electron beam, by means of the X-ray detectors 11 . 12 . 13 and 14 and calculates the weighted sum I (x, y) of the intensities of the characteristic X-rays. The X-ray analyzer generates the intensity distribution of the sample 5 by the calculated weighted sum I (x, y) as the intensity of the characteristic X-rays of each portion of the sample 5 , The contribution of a relatively high intensity of the intensities of the characteristic X-rays detected by a plurality of X-ray detectors to the weighted sum I (x, y) of the intensities of the characteristic X-rays is large. A difference between the intensities of characteristic X-rays coming from the same section of the sample 5 and then detected by a plurality of X-ray detectors is detected by a difference in the attenuation of the characteristic X-rays due to the influence of the shape of the sample 5 caused according to the position of the X-ray detector. A relatively high intensity is close the intensity of characteristic X-rays without attenuation. Therefore, the weighted sum I (x, y) of the characteristic X-ray intensities, in which the contribution of a relatively high intensity is large and the contribution of a relatively low intensity is small, is the intensity of characteristic X-rays at which the influence of the shape of the X-ray sample 5 is reduced. The X-ray analyzer generates the intensity distribution of the sample 5 emitted characteristic X-rays by the weighted sum I (x, y) as the intensity of the characteristic X-rays. Therefore, the intensity distribution of the characteristic X-rays can be generated at which the influence of the shape of the sample 5 is reduced.
6 ist ein Diagramm, das ein Beispiel der in S3 erzeugten Intensitätsverteilung der charakteristischen Röntgenstrahlen schematisch darstellt. 6 zeigt die Intensitätsverteilung der charakteristischen Röntgenstrahlen, bei der der Einfluss der Form der Probe 5 verringert ist und die aus den Detektionsergebnissen der charakteristischen Röntgenstrahlen in den 4A bis 4D erzeugt wurde. Aus 6 ist ersichtlich, dass es keinen Abschnitt gibt, in dem die Intensität der charakteristischen Röntgenstrahlen aufgrund der Form der Probe 5 verringert ist, und dass die charakteristischen Röntgenstrahlen mit gleichmäßiger Intensität von jedem Abschnitt der Probe 5 abgegeben werden. 6 Fig. 12 is a diagram schematically showing an example of the intensity distribution of the characteristic X-rays generated in S3. 6 shows the intensity distribution of characteristic X-rays at which the influence of the shape of the sample 5 is reduced and that from the detection results of the characteristic X-rays in the 4A to 4D was generated. Out 6 It can be seen that there is no section in which the intensity of the characteristic X-rays due to the shape of the sample 5 is reduced, and that the characteristic X-rays with uniform intensity of each section of the sample 5 be delivered.
Ein Verfahren zur Berechnung der gewichteten Summe I(x, y) der Intensitäten der charakteristischen Röntgenstrahlen gemäß dieser Ausführungsform ist ein einfaches Rechenverfahren und auch bei einer großen Anzahl Röntgenstrahlungsdetektoren nicht kompliziert. Selbst bei einer großen Anzahl Röntgenstrahlungsdetektoren kann deshalb das Röntgenanalysegerät die Intensitätsverteilung der Röntgenstrahlen auf einfache Weise berechnen, bei der der Einfluss der Probenform verringert ist. Das Röntgenanalysegerät kann die Intensitätsverteilung der Röntgenstrahlen, bei der der Einfluss der Probenform hinreichend verringert ist, mit einer großen Anzahl Röntgenstrahlungsdetektoren erstellen.A method for calculating the weighted sum I (x, y) of the intensities of the characteristic X-rays according to this embodiment is a simple calculation method and is not complicated even in a large number of X-ray detectors. Therefore, even with a large number of X-ray detectors, the X-ray analyzer can easily calculate the intensity distribution of X-rays at which the influence of the sample shape is reduced. The X-ray analyzer can produce the intensity distribution of X-rays at which the influence of the sample shape is sufficiently reduced with a large number of X-ray detectors.
Bei der vom Röntgenanalysegerät erzeugten Intensitätsverteilung der charakteristischen Röntgenstrahlen ist der Einfluss der Form der Probe 5 auf eine Intensitätsdifferenz der charakteristischen Röntgenstrahlen aufgrund einer Positionsdifferenz eines Abschnitts der Probe 5 gering. Deshalb wird die Konzentrationsverteilung eines Elements, das die charakteristischen Röntgenstrahlen von der Probe 5 verursacht, durch die Intensitätsverteilung wiedergegeben. Als Ergebnis kann das Röntgenanalysegerät die genaue Konzentrationsverteilung eines in der Probe 5 enthaltenen Elements bestimmen.The intensity distribution of the characteristic X-rays generated by the X-ray analyzer is the influence of the shape of the sample 5 to an intensity difference of the characteristic X-rays due to a positional difference of a portion of the sample 5 low. Therefore, the concentration distribution of an element containing the characteristic X-rays from the sample 5 caused by the intensity distribution reproduced. As a result, the X-ray analyzer can determine the exact concentration distribution of one in the sample 5 determine the element contained.
Das Röntgenanalysegerät ist nicht auf die Struktur beschränkt, bei der es das Bild der Intensitätsverteilung der charakteristischen Röntgenstrahlen oder die Konzentrationsverteilung eines Elements auf der Anzeigeeinheit 36 anzeigt, sondern kann eine Struktur haben, bei der es das Bild auf einer externen Anzeigeeinheit anzeigt. Außerdem kann die Signalverarbeitungseinheit 2 einen Teil des für diese Ausführungsform beschriebenen Prozesses des Steuergeräts 3 ausführen oder das Steuergerät 3 kann einen Teil des für diese Ausführungsform beschriebenen Prozesses der Signalverarbeitungseinheit 2 ausführen. Die Signalverarbeitungseinheit 2 und das Steuergerät 3 können im Röntgenanalysegerät miteinander integriert sein. Das Röntgenanalysegerät kann in einem Rasterelektronenmikroskop (SEM) oder einem Transmissions-Elektronenmikroskop (TEM) eingebaut sein. In diesem Fall enthält das Röntgenanalysegerät einen Detektor für ein SEM oder ein TEM, der Elektronen detektiert, wie reflektierte Elektronen, Sekundärelektronen oder Transmissionselektronen, und eine Signalverarbeitungseinheit für ein SEM oder ein TEM, die Signale vom Detektor verarbeitet.The X-ray analysis apparatus is not limited to the structure in which it is the image of the intensity distribution of the characteristic X-rays or the concentration distribution of an element on the display unit 36 but may have a structure in which it displays the image on an external display unit. In addition, the signal processing unit 2 a part of the process of the controller described for this embodiment 3 run or the controller 3 may be part of the process of the signal processing unit described for this embodiment 2 To run. The signal processing unit 2 and the controller 3 can be integrated with each other in the X-ray analysis device. The X-ray analyzer may be incorporated in a Scanning Electron Microscope (SEM) or a Transmission Electron Microscope (TEM). In this case, the X-ray analysis apparatus includes a detector for an SEM or a TEM that detects electrons, such as reflected electrons, secondary electrons, or transmission electrons, and a signal processing unit for an SEM or a TEM that processes signals from the detector.
(Ausführungsform 2)(Embodiment 2)
Ein Röntgenanalysegerät gemäß Ausführungsform 2 hat die gleiche Struktur wie das gemäß Ausführungsform 1. Bei der Ausführungsform 2 berechnet das Röntgenanalysegerät die gewichtete Summe I(x, y) der Intensitäten der charakteristischen Röntgenstrahlen mittels eines Verfahrens, das sich von dem gemäß Ausführungsform 1 unterscheidet.An X-ray analysis apparatus according to Embodiment 2 has the same structure as that according to Embodiment 1. In Embodiment 2, the X-ray analysis apparatus calculates the weighted sum I (x, y) of the intensities of the characteristic X-rays by a method different from that according to Embodiment 1.
Ähnlich wie bei Ausführungsform 1 bestrahlt das Röntgenanalysegerät eine Probe 5 mit einem Elektronenstrahl, detektiert die von jedem Abschnitt der Probe 5 abgegebenen charakteristischen Röntgenstrahlen mittels Röntgenstrahlungsdetektoren 11, 12, 13, und 14 und erzeugt die Spektren der charakteristischen Röntgenstrahlen mitttels einer Signalverarbeitungseinheit 2. Ein Steuergerät 3 führt den Prozess von S1 bis S3 ähnlich wie bei Ausführungsform 1 aus. Während des Prozesses berechnet eine CPU 31 in S2 einen Gewichtungskoeffizienten wi(x, y) anhand eines anderen Verfahrens ohne die Gleichung (2) zu verwenden. Die CPU 31 stellt einen Gewichtungskoeffizienten für die maximale Intensität aus den Intensitäten Ii(x, y) der charakteristischen Röntgenstrahlen, die an einer Position (x, y) der Probe 5 abgegeben und dann von einer Mehrzahl Röntgenstrahlungsdetektoren detektiert worden sind, auf 1 ein und Gewichtungskoeffizienten für die anderen Intensitäten der charakteristischen Röntgenstrahlen auf 0. Das heißt, wenn ein maximaler Wert aus N Intensitäten Ii(x, y) Ij(x, y) ist, werden wj(x, y) = 1 und wi(x, y) = 0 festgelegt (wobei i ungleich j ist). Die gewichtete Summe I(x, y) der Intensitäten der charakteristischen Röntgenstrahlen genügt der folgenden Beziehung gemäß Gleichung (1): I(x, y) = Ij(x, y). In S2 berechnet die CPU 31 auf diese Weise die gewichtete Summe I(x, y) der Intensitäten der charakteristischen Röntgenstrahlen.Similar to Embodiment 1, the X-ray analysis apparatus irradiates a sample 5 with an electron beam, that detects from each section of the sample 5 emitted characteristic X-rays by means of X-ray detectors 11 . 12 . 13 , and 14 and generates the spectra of the characteristic X-rays by means of a signal processing unit 2 , A control unit 3 executes the process from S1 to S3 similarly to Embodiment 1. During the process, a CPU calculates 31 in S2 a weighting coefficient w i (x, y) using another method without the equation (2) to use. The CPU 31 represents a weighting coefficient for the maximum intensity from the intensities I i (x, y) of the characteristic X-rays that are present at a position (x, y) of the sample 5 1 and weighting coefficients for the other intensities of the characteristic X-rays to 0. That is, when a maximum value of N intensities I i (x, y) I j (x, y) is given and then detected by a plurality of X-ray detectors. , w j (x, y) = 1 and w i (x, y) = 0 are set (where i is other than j). The weighted sum I (x, y) of the intensities of the characteristic X-rays satisfies the following Relationship according to equation (1): I (x, y) = I j (x, y). In S2, the CPU calculates 31 in this way the weighted sum I (x, y) of the intensities of the characteristic X-rays.
Wie oben beschrieben erzeugt das Röntgenanalysegerät bei dieser Ausführungsform die Intensitätsverteilung der von der Probe 5 abgegebenen charakteristischen Röntgenstrahlen anhand des Maximalwertes der von den Röntgenstrahlungsdetektoren 11, 12, 13 und 14 detektierten Intensitäten der charakteristischen Röntgenstrahlen als die Intensität der von der Probe 5 abgegebenen charakteristischen Röntgenstrahlen. Die Dämpfung des Maximalwerts der Intensitäten der charakteristischen Röntgenstrahlen, die von einer Mehrzahl Röntgenstrahlungsdetektoren detektiert werden, durch den Einfluss der Form der Probe 5 ist minimiert. Wenn der Maximalwert als die Intensität der charakteristischen Röntgenstrahlen verwendet wird, kann das Röntgenanalysegerät die Intensität der charakteristischen Röntgenstrahlen erhalten, bei denen der Einfluss der Form der Probe 5 so wenig wie möglich verringert ist. Das Röntgenanalysegerät erzeugt die Intensitätsverteilung der erhaltenen charakteristischen Röntgenstrahlen, um die Intensitätsverteilung der charakteristischen Röntgenstrahlen zu erzeugen, bei denen der Einfluss der Form der Probe 5 so wenig wie möglich verringert ist. Außerdem kann das Röntgenanalysegerät ähnlich wie bei Ausführungsform 1 die genaue Konzentrationsverteilung eines in der Probe 5 enthaltenen Elements bestimmen.As described above, the X-ray analysis apparatus in this embodiment generates the intensity distribution of the sample 5 emitted characteristic X-rays on the basis of the maximum value of the X-ray detectors 11 . 12 . 13 and 14 detected intensities of the characteristic X-rays as the intensity of the sample 5 emitted characteristic X-rays. The attenuation of the maximum value of the intensities of the characteristic X-rays detected by a plurality of X-ray detectors by the influence of the shape of the sample 5 is minimized. When the maximum value is used as the intensity of characteristic X-rays, the X-ray analyzer can obtain the intensity of the characteristic X-rays at which the influence of the shape of the sample 5 is reduced as little as possible. The X-ray analyzer generates the intensity distribution of the characteristic X-ray obtained to generate the intensity distribution of the characteristic X-rays which influence the shape of the sample 5 is reduced as little as possible. In addition, similarly to Embodiment 1, the X-ray analysis apparatus can determine the accurate concentration distribution of one in the sample 5 determine the element contained.
Bei dieser Ausführungsform findet die Addition der Intensitäten der charakteristischen Röntgenstrahlen, die von einer Mehrzahl Röntgenstrahlungsdetektoren detektiert werden, nicht tatsächlich statt. Da die Glättung der Intensitäten der charakteristischen Röntgenstrahlen durch Addition nicht erfolgt, sind das S/N-(Signal-/Rausch-)Verhältnis der Intensitätsverteilung der charakteristischen Röntgenstrahlen und die Konzentrationsverteilung eines Elements niedriger als bei Ausführungsform 1. Da jedoch Addition, Division und Multiplikation der Intensitäten der charakteristischen Röntgenstrahlen, die bei Ausführungsform 1 erforderlich waren, nicht erforderlich sind, ist die Rechenlast des Steuergeräts 3 bei dieser Ausführungsform verringert. Deshalb kann bei dieser Ausführungsform ein Röntgenanalysegerät mit geringeren Computer-Ressources zu verwirklichen.In this embodiment, the addition of the intensities of the characteristic X-rays detected by a plurality of X-ray detectors does not actually take place. Since the smoothing of the intensities of the characteristic X-rays by addition does not occur, the S / N (signal-to-noise) ratio of the intensity distribution of the characteristic X-rays and the concentration distribution of an element are lower than in Embodiment 1. However, since addition, division and multiplication The intensities of characteristic X-rays required in Embodiment 1 are not required, is the computational load of the controller 3 reduced in this embodiment. Therefore, in this embodiment, an X-ray analyzer with less computer resources can be realized.
Bei dieser Ausführungsform wird nur der Maximalwert der Intensitäten der charakteristischen Röntgenstrahlen, die von einer Mehrzahl Röntgenstrahlungsdetektoren detektiert werden, verwendet. Das Röntgenanalysegerät kann jedoch eine Mehrzahl charakteristischer Röntgenintensitäten mit einem relativ hohen Wert verwenden. Zum Beispiel kann das Röntgenanalysegerät einen Gewichtungskoeffizienten für eine vorgegebene Anzahl charakteristischer Röntgenintensitäten mit einem relativ hohen Wert aus den Intensitäten der charakteristischen Röntgenstrahlen, die von einer Mehrzahl Röntgenstrahlungsdetektoren detektiert werden, auf einen positiven Wert einstellen, Gewichtungskoeffizienten für die anderen charakteristischen Röntgenintensitäten auf 0 einstellen und die gewichtete Summe I(x, y) der Intensitäten der charakteristischen Röntgenstrahlen berechnen.In this embodiment, only the maximum value of the intensities of characteristic X-rays detected by a plurality of X-ray detectors is used. However, the X-ray analysis apparatus may use a plurality of characteristic X-ray intensities having a relatively high value. For example, the X-ray analysis apparatus may set a weighting coefficient to a positive value for a predetermined number of characteristic X-ray intensities having a relatively high value among the intensities of the characteristic X-ray detected by a plurality of X-ray detectors, set weighting coefficients to 0 for the other characteristic X-ray intensities, and calculate the weighted sum I (x, y) of the intensities of the characteristic x-rays.
(Ausführungsform 3)(Embodiment 3)
Ein Röntgenanalysegerätgemäß Ausführungsform 3 hat die gleiche Struktur wie das gemäß Ausführungsform 1. Ähnlich wie bei Ausführungsform 1 bestrahlt das Röntgenanalysegerät eine Probe 5 mit einem Elektronenstrahl, detektiert von jedem Abschnitt der Probe 5 abgegebene charakteristische Röntgenstrahlen mittels Röntgenstrahlungsdetektoren 11, 12, 13 und 14 und erzeugt die Spektren der charakteristischen Röntgenstrahlen mittels einer Signalverarbeitungseinheit 2. Ein Steuergerät 3 führt den Prozess von S1 bis S3 ähnlich wie bei Ausführungsform 1 aus. Während des Prozesses berechnet eine CPU 31 in S2 einen Gewichtungskoeffizienten wi(x, y), der durch die nachstehende Gleichung (3) ausgedrückt wird, ohne die Gleichung (2) zu verwenden. An X-ray analysis apparatus according to Embodiment 3 has the same structure as that according to Embodiment 1. Similar to Embodiment 1, the X-ray analysis apparatus irradiates a sample 5 with an electron beam detected from each section of the sample 5 emitted characteristic X-rays by means of X-ray detectors 11 . 12 . 13 and 14 and generates the spectra of the characteristic X-rays by means of a signal processing unit 2 , A control unit 3 executes the process from S1 to S3 similarly to Embodiment 1. During the process, a CPU calculates 31 in S2, a weighting coefficient w i (x, y) expressed by the following equation (3) without using the equation (2).
In Gleichung (3) wird Si(x, y) durch die folgende Gleichung (4) dargestellt.In equation (3), S i (x, y) is represented by the following equation (4).
In Gleichung (4) ist E die Energie der charakteristischen Röntgenstrahlen, Emin ist der untere Grenzwert der Energie der charakteristischen Röntgenstrahlen, die von den Röntgenstrahlungsdetektoren 11, 12, 13 und 14 detektiert werden können, und Emax ist der obere Grenzwert der Energie der charakteristischen Röntgenstrahlen. Si(x, y) ist die Summe der Zählwerte über alle Energiepegel der charakteristischen Röntgenstrahlen. In S2 berechnet die CPU 31 den Gewichtungskoeffizienten wi(x, y) using Gleichung (3) und Gleichung (4) und berechnet die gewichtete Summe I(x, y) der Intensitäten der charakteristischen Röntgenstrahlen mittels Gleichung (1). In S3 erzeugt die CPU 31 die Intensitätsverteilung der charakteristischen Röntgenstrahlen durch den gleichen Prozess wie in Ausführungsform 1. Ähnlich wie bei Ausführungsform 1 kann das Röntgenanalysegerät die genaue Konzentrationsverteilung eines in der Probe 5 enthaltenen Elements bestimmen. Bei dieser Ausführungsform kann das Röntgenanalysegerät die Intensitätsverteilung der charakteristischen Röntgenstrahlen, bei denen der Einfluss der Form der Probe 5 so wenig wie möglich verringert ist, erzeugen und die genaue Konzentrationsverteilung eines Elements in der Probe 5 enthaltenen bestimmen.In Eq. (4), E is the energy of the characteristic X-rays, E min is the lower limit of the energy of the characteristic X-rays emitted by the X-ray detectors 11 . 12 . 13 and 14 can be detected, and E max is the upper limit of the energy of characteristic X-rays. S i (x, y) is the sum of the counts over all the energy levels of the characteristic X-rays. In S2, the CPU calculates 31 the weighting coefficient w i (x, y) using equation (3) and equation (4) and calculates the weighted sum I (x, y) of the intensities of the characteristic X-rays by equation (1). In S3, the CPU generates 31 the intensity distribution of the characteristic X-rays by the same process as in Embodiment 1. Similar to Embodiment 1, the X-ray analyzer can determine the accurate concentration distribution of one in the sample 5 determine the element contained. At this Embodiment, the X-ray analysis device, the intensity distribution of the characteristic X-rays, in which the influence of the shape of the sample 5 is reduced as little as possible, and produce the exact concentration distribution of an element in the sample 5 determined.
Wie oben beschrieben wird bei dieser Ausführungsform der Gewichtungskoeffizient wi(x, y) aus der Summe der Zählwerte über alle Energiepegel der charakteristischen Röntgenstrahlen berechnet. Deshalb ergibt sich derselbe Gewichtungskoeffizient wi(x, y) bei jedem Energiepegel. Wenn die gewichtete Summe I(x, y) der Intensitäten der charakteristischen Röntgenstrahlen berechnet wird, ist es nicht erforderlich, den Gewichtungskoeffizienten wi(x, y) für jeden im Spektrum der charakteristischen Röntgenstrahlen enthaltenen Energiepegel zu berechnen. Deshalb wird der erforderliche Rechenaufwand verringert. Außerdem ist eine Änderung der gewichteten Summe I(x, y) der Intensitäten der charakteristischen Röntgenstrahlen geringer als in dem Fall, in dem der Gewichtungskoeffizient für jeden Energiepegel berechnet wird, und das S/N-Verhältnis der Intensitätsverteilung der charakteristischen Röntgenstrahlen und die Konzentrationsverteilung eines Elements werden verbessert.As described above, in this embodiment, the weighting coefficient w i (x, y) is calculated from the sum of the counts over all the energy levels of the characteristic X-rays. Therefore, the same weighting coefficient w i (x, y) results at each energy level. When the weighted sum I (x, y) of the intensities of the characteristic X-rays is calculated, it is not necessary to calculate the weighting coefficient w i (x, y) for each energy level included in the spectrum of the characteristic X-rays. Therefore, the required amount of computation is reduced. In addition, a change in the weighted sum I (x, y) of the intensities of the characteristic X-rays is smaller than in the case where the weighting coefficient is calculated for each energy level, and the S / N ratio of the intensity distribution of the characteristic X-rays and the concentration distribution of a Elements are improved.
(Ausführungsform 4)(Embodiment 4)
Ein Röntgenanalysegerät gemäß Ausführungsform 4 hat die gleiche Struktur wie das gemäß Ausführungsform 1. Bei dem Ausführungsformen 1 bis 3 wird der Zählwert der Röntgenstrahlen mit einem gegebenen Energiepegel als die Intensität der Röntgenstrahlen verwendet. Bei Ausführungsform 4 verwendet das Röntgenanalysegerät jedoch einen Wert, der durch Integrieren des Zählwertes der Röntgenstrahlen in einem spezifischen Energiebereich als die Intensität der Röntgenstrahlen erhalten wird.An X-ray analysis apparatus according to Embodiment 4 has the same structure as that according to Embodiment 1. In Embodiments 1 to 3, the count value of X-rays having a given energy level is used as the intensity of X-rays. However, in Embodiment 4, the X-ray analysis apparatus uses a value obtained by integrating the count value of the X-rays in a specific energy range as the intensity of the X-rays.
Ähnlich wie bei Ausführungsform 1 bestrahlt das Röntgenanalysegerät eine Probe 5 mit einem Elektronenstrahl, detektiert die von jedem Abschnitt der Probe 5 abgegebenen charakteristischen Röntgenstrahlen mittels Röntgenstrahlungsdetektoren 11, 12, 13 und 14 und erzeugt die Spektren der charakteristischen Röntgenstrahlen mittels einer Signalverarbeitungseinheit 2. Es wird angenommen, dass die Intensität der charakteristischen Röntgenstrahlen, die von einer Position (x, y) abgegeben und dann von einem i-ten Röntgenstrahlungsdetektor detektiert werden, Ri(x, y) beträgt. Ri(x, y) ist ein Wert, der durch Integrieren des Zählwertes der charakteristischen Röntgenstrahlen in einem spezifischen Energiebereich erhalten wird. Ri(x, y) wird durch die folgende Gleichung (5) ausgedrückt. Similar to Embodiment 1, the X-ray analysis apparatus irradiates a sample 5 with an electron beam, that detects from each section of the sample 5 emitted characteristic X-rays by means of X-ray detectors 11 . 12 . 13 and 14 and generates the spectra of the characteristic X-rays by means of a signal processing unit 2 , It is assumed that the intensity of characteristic X-rays emitted from a position (x, y) and then detected by an ith X-ray detector is R i (x, y). Ri (x, y) is a value obtained by integrating the count of the characteristic X-rays in a specific energy range. R i (x, y) is expressed by the following equation (5).
Ein Integrationsbereich in Gleichung (5) ist ein spezifischer Energiebereich, der die Energie der durch ein spezifisches Element verursachten charakteristischen Röntgenstrahlen enthält. E1 ist der untere Grenzwert der im spezifischen Energiebereich enthaltenen Energie und E2 der obere Grenzwert der Energie. Der Energiebereich entsprechend einem spezifischen Element ist eine so genannte Region of Interest (ROI). In den Spektren der charakteristischen Röntgenstrahlen ist eine Spitze entsprechend einem spezifischen Element im Bereich der ROI enthalten. Eine Mehrzahl ROIs entsprechend einem spezifischen Element können eingerichtet werden. Der Integrationsbereich in Gleichung (5) kann in einer Mehrzahl ROIs enthalten sein.An integration range in Equation (5) is a specific energy range containing the energy of the characteristic X-rays caused by a specific element. E1 is the lower limit of the energy contained in the specific energy range and E2 is the upper limit of the energy. The energy range corresponding to a specific element is a region of interest (ROI). In the spectra of the characteristic X-rays, a peak corresponding to a specific element is contained in the region of the ROI. A plurality of ROIs corresponding to a specific element may be established. The integration region in equation (5) may be included in a plurality of ROIs.
Das Steuergerät 3 führt den Prozess von S1 bis S3 ähnlich wie bei Ausführungsform 1 aus. Während des Prozesses berechnet das Steuergerät 3 in S2 die gewichtete Summe R(x, y) der Intensitäten der charakteristischen Röntgenstrahlen, die von einer Mehrzahl Röntgenstrahlungsdetektoren detektiert werden, anhand der folgenden Gleichung (6). The control unit 3 executes the process from S1 to S3 similarly to Embodiment 1. During the process, the controller calculates 3 in S2, the weighted sum R (x, y) of the intensities of the characteristic X-rays detected by a plurality of X-ray detectors is expressed by the following equation (6).
Bei dieser Ausführungsform wird ein Gewichtungskoeffizient wi(x, y) jedes Röntgenstrahlungsdetektors durch die Gleichung (7) ausgedrückt. In this embodiment, a weighting coefficient w i (x, y) of each X-ray detector is expressed by the equation (7).
Die CPU 31 berechnet den Gewichtungskoeffizienten wi(x, y) anhand von Gleichung (5) und Gleichung (7) und berechnet die gewichtete Summe R(x, y) der Intensitäten der charakteristischen Röntgenstrahlen anhand von Gleichung (6). Wenn eine Mehrzahl spezifischer Elemente vorhanden ist, deren Konzentrationsverteilung zu erzeugen ist, berechnet die CPU 31 den Gewichtungskoeffizienten wi(x, y) in der ROI jedes Elements und berechnet die gewichtete Summe R(x, y) der Intensitäten der charakteristischen Röntgenstrahlen. In S3 erzeugt die CPU 31 die Intensitätsverteilung der charakteristischen Röntgenstrahlen mittels des gleichen Prozesses wie bei Ausführungsform 1. Außerdem kann das Röntgenanalysegerät ähnlich wie bei Ausführungsform 1 die genaue Konzentrationsverteilung eines in der Probe 5 enthaltenen Elements bestimmen. Bei dieser Ausführungsform kann das Röntgenanalysegerät die Intensitätsverteilung der charakteristischen Röntgenstrahlen, bei denen der Einfluss der Form der Probe 5 so wenig wie möglich verringert ist, erzeugen und die genaue Konzentrationsverteilung eines in der Probe 5 enthaltenen Elements bestimmen.The CPU 31 calculates the weighting coefficient w i (x, y) from equation (5) and equation (7) and calculates the weighted sum R (x, y) of the intensities of characteristic X-rays using equation (6). If there are a plurality of specific elements whose concentration distribution is to be generated, the CPU calculates 31 the weighting coefficient w i (x, y) in the ROI of each element and calculates the weighted sum R (x, y) of the intensities of the characteristic x-rays. In S3, the CPU generates 31 the intensity distribution of the characteristic X-rays by the same process as Embodiment 1. In addition, similarly to Embodiment 1, the X-ray analysis apparatus can determine the accurate concentration distribution of one in the sample 5 determine the element contained. In this embodiment, the X-ray analysis device, the intensity distribution of the characteristic X-rays, which influence the shape of the sample 5 is reduced as little as possible, and produce the exact concentration distribution of one in the sample 5 determine the element contained.
Wie oben beschrieben wird bei dieser Ausführungsform die gewichtete Summe R(x, y) mittels des Wertes berechnet, der durch Integrieren des Zählwertes der charakteristischen Röntgenstrahlen im Bereich der ROI entsprechend einem spezifischen Element als die Intensität der charakteristischen Röntgenstrahlen, die von dem spezifischen Element verursacht werden, erhalten wird. Da der durch Integrieren des Zählwertes im Bereich der ROI erhaltene Wert größer ist als der Zählwert für jeden Energiepegel, ist eine Änderung der gewichteten Summe R(x, y) der Intensitäten der charakteristischen Röntgenstrahlen klein und das S/N-Verhältnis der Intensitätsverteilung der charakteristischen Röntgenstrahlen und die Konzentrationsverteilung eines Elements werden verbessert. Außerdem können der Gewichtungskoeffizient und die gewichtete Summe der Intensitäten der charakteristischen Röntgenstrahlen für die ROI entsprechend jedem Element berechnet werden. In diesem Fall ist es nicht erforderlich, die gewichtete Summe für jeden Energiepegel zu berechnen. Deshalb ist der erforderliche Rechenaufwand verringert.As described above, in this embodiment, the weighted sum R (x, y) is calculated by the value obtained by integrating the count of the characteristic X-rays in the region of the ROI corresponding to a specific element as the intensity of characteristic X-rays caused by the specific element will be received. Since the value obtained by integrating the count value in the area of the ROI is larger than the count value for each energy level, a change in the weighted sum R (x, y) of the intensities of the characteristic X-rays is small and the S / N ratio of the intensity distribution of the characteristic X-rays and the concentration distribution of an element are improved. In addition, the weighting coefficient and the weighted sum of the intensities of the characteristic X-rays can be calculated for the ROI corresponding to each element. In this case, it is not necessary to calculate the weighted sum for each energy level. Therefore, the required computational effort is reduced.
In S2 kann die CPU 31 den Gewichtungskoeffizienten wi(x, y) anhand von Gleichung (3), aber nicht unter Verwendung von Gleichung (7) berechnen. In diesem Fall wird derselbe Gewichtungskoeffizient wi(x, y) bei jedem Energiepegel erhalten, und der erforderliche Rechenaufwand ist verringert. In S2 kann die CPU 31 den Gewichtungskoeffizienten wi(x, y) unter Verwendung des Integrationsbereichs in der Gleichung (7) berechnen, die zur Berechnung von Ri(x, y) als Bereich, der eine Mehrzahl ROIs entsprechend einer Mehrzahl Elemente enthält, erforderlich ist. In diesem Fall wird derselbe Gewichtungskoeffizient wi(x, y) erhalten und der Einfluss von anderen Elementen als eine Mehrzahl Elemente, deren Konzentrationsverteilung zu erzeugen ist, wird verringert im Vergleich zu dem Fall, in dem der Gewichtungskoeffizient anhand von Gleichung (3) berechnet wird.In S2, the CPU can 31 calculate the weighting coefficient w i (x, y) from equation (3), but not using equation (7). In this case, the same weighting coefficient w i (x, y) is obtained at each energy level, and the required amount of computation is reduced. In S2, the CPU can 31 calculate the weighting coefficient w i (x, y) using the integration range in the equation (7) required for calculating R i (x, y) as a region containing a plurality of ROIs corresponding to a plurality of elements. In this case, the same weighting coefficient w i (x, y) is obtained, and the influence of elements other than a plurality of elements whose concentration distribution is to be generated is reduced as compared with the case where the weighting coefficient is calculated from Equation (3) becomes.
(Ausführungsform 5)(Embodiment 5)
7 ist ein Blockdiagramm der Struktur eines Röntgenanalysegeräts gemäß Ausführungsform 5. Das Röntgenanalysegerät enthält die Elektronenkanone 41 und das Elektronenlinsensystem 42 nicht, aber eine Röntgenstrahlenquelle 44 und eine Treibereinheit 45, die den Probenträger 43 in waagrechter Richtung bewegt. Die Röntgenstrahlenquelle 44 verwendet eine Röntgenstrahlenröhre. Die Röntgenstrahlenquelle 44 bestrahlt eine Probe 5 auf dem Probenträger 43 mit einem Röntgenstrahlenbündel. Eine Röntgenstrahlungsdetektoreinheit 1 ist zwischen der Röntgenstrahlenquelle 44 und dem Probenträger 43 angeordnet. Die Röntgenstrahlungsdetektoreinheit 1 hat die gleiche Struktur wie die gemäß Ausführungsform 1. Röntgenstrahlungsdetektoren 11, 12, 13 und 14 in der Röntgenstrahlungsdetektoreinheit 1 detektieren Röntgenfluoreszenz, die von der Probe 5 durch die Bestrahlung mit dem Röntgenstrahlenbündel erzeugt wird. Eine Signalverarbeitungseinheit 2 erstellt die Spektren der Röntgenfluoreszenz auf Basis von Signalen, die von den Röntgenstrahlungsdetektoren 11, 12, 13 und 14 ausgegeben werden. Ein Steuergerät 3 steuert den Betrieb der Treibereinheit 45 so, dass der Probenträger 43 in der waagrechten Richtung bewegt wird und führt einen Prozess zum Bestrahlen der Probe 5 auf dem bewegten Probenträger 43 mit dem Röntgenstrahlenbündel und zum Abtasten der Probe 5 mit dem Röntgenstrahlenbündel aus. Die Röntgenstrahlenquelle 44 und die Treibereinheit 45 entsprechen einer Scanner-Einheit gemäß der Erfindung. Die Signalverarbeitungseinheit 2 erzeugt eine Mehrzahl Spektren der Röntgenfluoreszenz für jeden Abschnitt der Probe 5, die mit dem Röntgenstrahlenbündel bestrahlt wird. 7 FIG. 10 is a block diagram of the structure of an X-ray analyzing apparatus according to Embodiment 5. The X-ray analyzing apparatus includes the electron gun 41 and the electron lens system 42 not, but an x-ray source 44 and a driver unit 45 holding the sample carrier 43 moved in a horizontal direction. The X-ray source 44 uses an X-ray tube. The X-ray source 44 irradiated a sample 5 on the sample carrier 43 with an x-ray beam. An X-ray detector unit 1 is between the x-ray source 44 and the sample carrier 43 arranged. The X-ray detector unit 1 has the same structure as that according to embodiment 1. X-ray detectors 11 . 12 . 13 and 14 in the X-ray detector unit 1 detect X-ray fluorescence from the sample 5 is generated by the irradiation with the X-ray beam. A signal processing unit 2 creates the spectra of X-ray fluorescence based on signals generated by the X-ray detectors 11 . 12 . 13 and 14 be issued. A control unit 3 controls the operation of the driver unit 45 so that the sample carrier 43 is moved in the horizontal direction and performs a process of irradiating the sample 5 on the moving sample carrier 43 with the X-ray beam and to sample the sample 5 with the X-ray beam out. The X-ray source 44 and the driver unit 45 correspond to a scanner unit according to the invention. The signal processing unit 2 generates a plurality of X-ray fluorescence spectra for each section of the sample 5 which is irradiated with the X-ray beam.
Das Röntgenanalysegerät kann ein optisches Röntgensystem (nicht dargestellt) zum Führen des Röntgenstrahlenbündels zur Probe 5 enthalten. Außerdem kann das Röntgenanalysegerät eine Röntgenstrahlenquelle mit einem von der Röntgenstrahlenquelle 44 verschiedenen Beschleuniger unter Verwendung einer Röntgenstrahlenröhre enthalten.The X-ray analysis apparatus may include an X-ray optical system (not shown) for guiding the X-ray beam to the sample 5 contain. In addition, the x-ray analyzer may include an x-ray source with one of the x-ray source 44 different accelerator using an X-ray tube included.
Das Steuergerät 3 führt den Prozess von S1 bis S3 ähnlich wie bei Ausführungsform 1 aus. Das heißt, das Steuergerät 3 speichert Daten für die Spektren der vom jedem der Röntgenstrahlungsdetektoren 11, 12, 13 und 14 detektierten Röntgenfluoreszenz in einer Speichereinheit 34, um sie jedem Abschnitt der Probe 5 zuzuordnen. Die CPU 31 berechnet die gewichtete Summe der Intensitäten der Röntgenfluoreszenz, die von den Röntgenstrahlungsdetektoren 11, 12, 13 und 14 detektiert wird. In diesem Fall berechnet die CPU 31 die gewichtete Summe I(x, y) der Intensitäten der Röntgenfluoreszenz, wobei sie gleiche Berechnungsverfahren wie bei den Ausführungsformen 1 bis 3 anwendet, oder sie berechnet die gewichtete Summe R(x, y) der Intensitäten der Röntgenfluoreszenz, wobei sie gleiche Berechnungsverfahren wie bei Ausführungsform 4 anwendet. Dann erzeugt die CPU 31 die Intensitätsverteilung der Röntgenfluoreszenz, die von der Probe 5 erzeugt wird, mittels der gewichteten Summe der Intensitäten der Röntgenfluoreszenz als die Intensität der Röntgenfluoreszenz der Probe 5. Speziell ordnet die CPU 31 die Position jedes Abschnitts der Probe 5, die mit dem Röntgenstrahlenbündel bestrahlt wird, der berechneten gewichteten Summe der Intensitäten der Röntgenfluoreszenz zu, um die Intensitätsverteilung der Röntgenfluoreszenz zu erzeugen. In diesem Fall kann die CPU 31 die Spektralverteilung der Röntgenfluoreszenz erzeugen. Außerdem kann die CPU 31 die Intensitätsverteilung der Röntgenfluoreszenz mit einem spezifischen Energiepegel erzeugen. Die Speichereinheit 34 kann Daten speichern, in denen ein spezifisches Element der Energie der durch das spezifische Element versachten Röntgenfluoreszenz zugeordnet ist, und die CPU 31 kann die Intensität der Röntgenfluoreszenz mit Energie entsprechend dem spezifischen Element erzeugen. Außerdem kann die CPU 31 die Elementkonzentration aus der Intensität der Röntgenfluoreszenz mit Energie entsprechend einem spezifischen Element berechnen und die Konzentrationsverteilung des in der Probe 5 enthaltenen spezifischen Elements erzeugen. Die CPU 31 kann das Bild der erzeugten Intensitätsverteilung der Röntgenfluoreszenz oder der erzeugten Konzentrationsverteilung des Elements auf einer Anzeigeeinheit 36 anzeigen. Die CPU 31 speichert Daten in der Speichereinheit 34, die die Intensitätsverteilung der Röntgenfluoreszenz oder die Konzentrationsverteilung des Elements angeben.The control unit 3 executes the process from S1 to S3 similarly to Embodiment 1. That is, the controller 3 stores data for the spectra of each of the X-ray detectors 11 . 12 . 13 and 14 detected X-ray fluorescence in a storage unit 34 to sample each section of the sample 5 assigned. The CPU 31 calculates the weighted sum of the intensities of X-ray fluorescence emitted by the X-ray detectors 11 . 12 . 13 and 14 is detected. In this case, the CPU calculates 31 the weighted sum I (x, y) of the intensities of the X-ray fluorescence, applying the same calculation methods as in Embodiments 1 to 3, or calculating the weighted sum R (x, y) of the intensities of the X-ray fluorescence, using the same calculation methods as in Embodiment 4 applies. Then the CPU generates 31 the intensity distribution of x-ray fluorescence from the sample 5 is generated by the weighted sum of the intensities of the X-ray fluorescence as the intensity of the X-ray fluorescence of the sample 5 , Specifically, the CPU arranges 31 the position of each section of the sample 5 , which is irradiated with the X-ray beam, to the calculated weighted sum of the intensities of the X-ray fluorescence to produce the intensity distribution of the X-ray fluorescence. In this case, the CPU can 31 the spectral distribution generate X-ray fluorescence. Besides, the CPU can 31 generate the intensity distribution of the X-ray fluorescence with a specific energy level. The storage unit 34 can store data in which a specific element of energy is assigned to the X-ray fluorescence concealed by the specific element, and the CPU 31 can generate the intensity of X-ray fluorescence with energy corresponding to the specific element. Besides, the CPU can 31 calculate the element concentration from the intensity of X-ray fluorescence with energy corresponding to a specific element and the concentration distribution of that in the sample 5 produce specific element contained. The CPU 31 For example, the image of the generated intensity distribution of the X-ray fluorescence or the generated concentration distribution of the element on a display unit 36 Show. The CPU 31 stores data in the storage unit 34 indicating the intensity distribution of the X-ray fluorescence or the concentration distribution of the element.
Bei dieser Ausführungsform kann das Röntgenanalysegerät die Intensität der Röntgenfluoreszenz, bei der der Einfluss der Form der Probe 5 verringert ist, ähnlich wie bei den Ausführungsformen 1 bis 4 bestimmen. Auf ähnliche Weise erzeugt das Röntgenanalysegerät die Intensitätsverteilung der Röntgenfluoreszenz, um die Intensitätsverteilung der Röntgenfluoreszenz, bei der der Einfluss der Form der Probe 5 verringert ist, zu erzeugen. Ferner kann das Röntgenanalysegerät auf ähnliche Weise die genaue Konzentrationsverteilung eines in der Probe 5 enthaltenen Elements bestimmen.In this embodiment, the X-ray analyzer can determine the intensity of X-ray fluorescence at which the influence of the shape of the sample 5 is reduced, similar to the embodiments 1 to 4 determine. Similarly, the X-ray analyzer generates the intensity distribution of X-ray fluorescence around the intensity distribution of X-ray fluorescence at which the influence of the shape of the sample 5 is reduced to produce. Further, the X-ray analysis apparatus can similarly determine the exact concentration distribution of one in the sample 5 determine the element contained.
Bei den oben beschriebenen Ausführungsformen 1 bis 5 werden die Spektren der von einer Mehrzahl Röntgenstrahlungsdetektoren detektierten Röntgenstrahlen erzeugt und dann die Intensitätsverteilung der Röntgenstrahlen erzeugt. Das Röntgenanalysegerät kann jedoch die Intensitätsverteilung der Röntgenstrahlen erzeugen ohne die Spektren der Röntgenstrahlen zu erzeugen. Zum Beispiel kann das Röntgenanalysegerät die Intensitätsverteilung nur der Röntgenstrahlen mit einem spezifischen Energiepegel erzeugen. Bei den Ausführungsformen 1 bis 5 wird die gewichtete Summe der Intensitäten der Röntgenstrahlen nach dem Abtasten der Probe 5 berechnet. Das Röntgenanalysegerät kann jedoch die gewichtete Summe der Intensitäten der von jedem Punkt der Probe 5 abgegebenen Röntgenstrahlen parallel zur Abtastung berechnen. Bei der Erfindung wird der Elektronenstrahl als der bei den Ausführungsformen 1 bis 4 verwendet und das Röntgenstrahlenbündel wird als der Strahl bei der Ausführungsform 5 verwendet. Bei der Erfindung kann der Strahl jedoch auch ein anderer Energiestrahl sein. Zum Beispiel kann das Röntgenanalysegerät die Probe 5 mit einem geladenen Partikelstrahl bestrahlen.In Embodiments 1 to 5 described above, the spectra of the X-rays detected by a plurality of X-ray detectors are generated, and then the intensity distribution of the X-rays is generated. However, the X-ray analysis apparatus can generate the intensity distribution of the X-rays without generating the spectra of the X-rays. For example, the X-ray analyzer can generate the intensity distribution of only the X-rays having a specific energy level. In Embodiments 1 to 5, the weighted sum of the intensities of the X-rays after the sample is scanned 5 calculated. However, the X-ray analyzer can measure the weighted sum of the intensities of each point of the sample 5 calculate emitted X-rays parallel to the scan. In the invention, the electron beam is used as that in Embodiments 1 to 4, and the X-ray beam is used as the beam in Embodiment 5. In the invention, however, the beam may also be another energy beam. For example, the x-ray analyzer may be the sample 5 irradiate with a charged particle beam.
Das Röntgenanalysegerät kann den Gewichtungskoeffizienten mittels anderer Verfahren als der in den Ausführungsformen 1 bis 5 beschriebenen bestimmen. Der Gewichtungskoeffizient wird für jeden der Mehrzahl Röntgenstrahlungsdetektoren so bestimmt, dass er gleichmäßig bezüglich des relativen Verhältnisses der Intensitäten der detektierten charakteristischen Röntgenstrahlen ansteigt. Wenn die Intensität der charakteristischen Röntgenstrahlen, die von einem der Röntgenstrahlungsdetektor detektiert wird, höher ist als die der von anderen Röntgenstrahlungsdetektoren detektierte Intensität der charakteristischen Röntgenstrahlen, kann der Gewichtungskoeffizient für den einen Röntgenstrahlungsdetektor gleich oder größer sein als die Gewichtungskoeffizienten für andere Röntgenstrahlungsdetektoren, da der Gewichtungskoeffizient gleichmäßig ansteigt. Zum Beispiel kann der Gewichtungskoeffizient schrittweise mit einem Anstieg des relativen Verhältnisses der Intensitäten ansteigen. Wenn die Intensitäten der von zwei Röntgenstrahlungsdetektoren detektierten charakteristischen Röntgenstrahlen gleich sind, kann der Gewichtungskoeffizient eines der zwei Röntgenstrahlungsdetektoren gleich dem eines anderen Röntgenstrahlungsdetektors mit einem niedrigeren relativen Verhältnis der Intensität sein, und der Gewichtungskoeffizient eines der zwei Röntgenstrahlungsdetektoren kann größer sein als der für den anderen Röntgenstrahlungsdetektor.The X-ray analysis apparatus may determine the weighting coefficient by other methods than those described in Embodiments 1 to 5. The weighting coefficient for each of the plurality of X-ray detectors is determined so as to increase uniformly with respect to the relative ratio of the intensities of the detected characteristic X-rays. When the intensity of the characteristic X-rays detected by one of the X-ray detectors is higher than that of the characteristic X-rays detected by other X-ray detectors, the weighting coefficient for the one X-ray detector may be equal to or greater than the weighting coefficients for other X-ray detectors because the weighting coefficient rises evenly. For example, the weighting coefficient may increase gradually with an increase in the relative ratio of the intensities. When the intensities of the characteristic X-rays detected by two X-ray detectors are the same, the weighting coefficient of one of the two X-ray detectors may be equal to that of another X-ray detector having a lower relative intensity ratio, and the weighting coefficient of one of the two X-ray detectors may be larger than that for the other X-ray detector ,
Bei den Ausführungsformen 1 bis 5 sind die Röntgenstrahlungsdetektoren 11, 12, 13 und 14 Halbleiterdetektoren mit einem SDD. Die Röntgenstrahlungsdetektors 11, 12, 13 und 14 können jedoch andere Halbleiterdetektoren als SDD oder andere Detektoren als die Halbleiterdetektoren sein. Bei den Ausführungsformen 1 bis 5 ist das Röntgenanalysegerät ein energiedispersives Röntgenanalysegert, das die Röntgenstrahlen entsprechend den Energiepegeln trennt und die Röntgenstrahlen detektiert. Das Röntgenanalysegerät kann jedoch ein wellenlängendispersives Röntgenanalysegerät sein, das Röntgenstrahlen entsprechend Wellenlänge trennt und die Röntgenstrahlen detektiert. Bei dieser Struktur erzeugt das Röntgenanalysegerät ein Spektrum, in die Wellenlänge der Röntgenstrahlen dem Zählwert zugeordnet wird und außerdem die Intensitätsverteilung der Röntgenstrahlen mit einer Wellenlänge entsprechend einem spezifischen Element.In Embodiments 1 to 5, the X-ray detectors are 11 . 12 . 13 and 14 Semiconductor detectors with an SDD. The X-ray detector 11 . 12 . 13 and 14 however, may be semiconductor detectors other than SDD or other detectors than the semiconductor detectors. In Embodiments 1 to 5, the X-ray analysis apparatus is an energy dispersive X-ray analyzing apparatus that separates the X-rays according to the energy levels and detects the X-rays. However, the X-ray analyzer may be a wavelength dispersive X-ray analyzer that separates X-rays according to wavelength and detects the X-rays. In this structure, the X-ray analyzer generates a spectrum in which the wavelength of the X-rays is assigned to the count value and also the intensity distribution of the X-rays having a wavelength corresponding to a specific element.
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
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11
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RÖNTGENSTRAHLUNGSDETEKTOREINHEITX rays DETECTOR UNIT
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11, 12, 13 UND 1411, 12, 13 AND 14
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RÖNTGENSTRAHLUNGSDETEKTORX rays DETECTOR
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22
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SIGNALVERARBEITUNGSEINHEITSIGNAL PROCESSING UNIT
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33
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STEUERGERÄTCONTROL UNIT
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3131
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CPUCPU
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3232
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RAMR.A.M.
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3434
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SPEICHEREINHEITSTORAGE UNIT
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4141
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ELEKTRONENKANONEELECTRON GUN
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4242
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ELEKTRONENLINSENSYSTEMELECTRON LENS SYSTEM
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4343
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PROBENTRÄGERSAMPLE CARRIER
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4444
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RÖNTGENSTRAHLENQUELLEX-RAYS SOURCE
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4545
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TREIBEREINHEITDRIVER UNIT
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55
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PROBESAMPLE
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66
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AUFZEICHNUNGSMEDIUMRECORDING MEDIUM
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6161
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COMPUTERPROGRAMMCOMPUTER PROGRAM
