JP2000046768A - X線分析装置 - Google Patents

X線分析装置

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JP2000046768A
JP2000046768A JP10213204A JP21320498A JP2000046768A JP 2000046768 A JP2000046768 A JP 2000046768A JP 10213204 A JP10213204 A JP 10213204A JP 21320498 A JP21320498 A JP 21320498A JP 2000046768 A JP2000046768 A JP 2000046768A
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Japan
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spectrum
scanning
mapping
mca
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JP10213204A
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English (en)
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Masumi Kataue
真澄 片上
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Jeol Ltd
Jeol Engineering Co Ltd
Original Assignee
Jeol Ltd
Jeol Engineering Co Ltd
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【課題】X線マッピングにおいて、試料上の各走査位置
に含まれる元素の同定を正確に行い、その同定元素の濃
度を正確に得る。 【解決手段】MCA5は、電子ビームが試料1上の走査
領域のどの位置に照射されているかを認識し、その走査
位置におけるスペクトルを検知する。そして、MCA5
は、このとき検知したスペクトルを、スペクトルマッピ
ングメモリ10の当該走査位置に対応するアドレスに書
き込む。処理装置7は、MCA10によるスペクトルマ
ッピングメモリ10へのスペクトルの書き込みとは非同
期でスペクトルマッピングメモリ10をアクセス可能で
あり、取り込んだスペクトルデータに対して所定の処理
を施して、試料1上の各走査位置に含まれる元素の同
定、及びその同定した元素の濃度を求め、それに基づい
て同定した元素のマッピング像を生成してモニタ8に表
示する処理を行う。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、X線分析装置に係
り、特に、X線マッピングが可能なX線分析装置に関す
る。
【0002】
【従来の技術】従来、X線マッピングが可能なX線分析
装置が知られている。ここで、X線マッピングとは、試
料の所望の領域を電子ビームで走査し、そのときに試料
から放出されるX線を電子ビームの走査と同期してX線
検出器で検出し、その検出したX線のエネルギー、及び
カウント数を解析して、当該走査領域の各位置に含まれ
る元素、及びその濃度を分析して、組成元素毎の濃度分
布を表すマッピング像を作成、表示する分析手法であ
り、その元素毎のマッピング像は、所定の濃度範囲毎に
所定の色が割り当てられてカラー表示としてされたり、
あるいは所定の濃度範囲毎に所定の輝度が割り当てられ
てモノクロ画像として表示されたりしている。また、マ
ッピング像をプリンタで出力することも行われている。
【0003】そのようなX線マッピングが可能なX線分
析装置の概略の構成例、及び動作を図3を参照して説明
する。図3において、1は試料、2は偏向系、3はX線
検出器、4は信号処理部、5はマルチチャネルアナライ
ザ(以下、MCAと称す)、6は元素マッピングメモ
リ、7は処理装置、8はモニタを示す。
【0004】電子ビームは偏向系2によって、試料1上
の所定の領域を走査する。なお、偏向系2は処理装置7
によって制御されるようになされている。即ち、装置処
理7から走査信号が供給され、それによって試料1上の
所定の領域を走査するようになされている。
【0005】X線検出器3は、試料1の所定の領域が電
子ビームによって走査されたときに、電子ビームが照射
されている位置から放出されるX線を検出するものであ
る。ここではX線検出器3としてはエネルギー分散型X
線検出器(以下、EDSと称す)を用いるものとする。
【0006】信号処理部4は、EDS3の出力信号に対
して所定の信号処理を施すものであり、最終的には信号
をA/D変換して、デジタルデータとしてMCA5に出
力する。なお、信号処理部4における信号処理は周知で
あるので、詳細な説明は省略する。
【0007】MCA5は、信号処理部4からのデジタル
データを取り込んで、どのチャネルにどれだけのカウン
ト数があるかを検知するもので、周知のものであるが、
このMCA5には、予めチャネルに対して元素が定めら
れている。即ち、例えば、i番目のチャネルからj番目
のチャネルまでのチャネル範囲にカウントがあった場合
には、そのカウントはアルミニウムAlによるものであ
ると定められている。各元素に対してこのようなチャネ
ル範囲が定められているのである。
【0008】元素マッピングメモリ6は、予めオペレー
タによって指定された元素について用意されるものであ
り、試料1の走査領域に対応するサイズを有している。
そして、試料1上のある走査位置において、ある元素に
ついてカウントがあった場合には、MCA5によって、
当該元素のマッピングメモリの当該走査位置に対応する
アドレスには、当該カウント数が書き込まれる。このこ
とについては後に詳述する。
【0009】処理装置7は、元素マッピングメモリ6に
書き込まれているデータを取り込み、所定のデータ処理
を行って、マッピング像を生成して、モニタ8に表示す
るものであり、この処理装置7、モニタ8は、例えばパ
ーソナルコンピュータで構成することができる。なお、
図示してはいないが、処理装置7にはキーボードやマウ
ス等の入力装置が含まれているものとする。
【0010】さて、このような構成のX線分析装置にお
いてX線マッピングを行う場合の動作について説明す
る。なお、ここでは元素マッピングメモリ6として、ア
ルミニウムAl、銅Cu、鉄Feの3種類の元素のマッ
ピングメモリが用意されているものとする。
【0011】処理装置7は、試料1上の走査領域が指定
されると、当該走査領域を走査するための走査信号を生
成して偏向系2と、MCA5に供給する。これにより電
子ビームの走査が開始され、試料1から放出されたX線
はEDS3により検出され、そのEDS3の出力信号は
所定の信号処理が施されてMCA5に入力される。
【0012】MCA5は、処理装置7からの走査信号に
よって、現在電子ビームが試料1上の走査領域のどの位
置に照射されているかを認識すると共に、そのときに信
号処理部4から入力されるデジタルデータに基づいて、
どのチャネルにどれだけのカウント数があるか、即ち、
どの元素のカウント数がどれだけであるかを検知する。
【0013】そして、MCA5は、このとき検知した元
素のマッピングメモリの、当該走査位置に対応するアド
レスに、このとき検知したカウント数を書き込む。例え
ば、走査領域が図4の矩形で示すようであるとし、い
ま、図4のP1 で示す位置に電子ビームが照射されてお
り、このときMCA5は、アルミニウムAlに定められ
ているチャネル範囲にmカウントあったと判断すると、
アルミニウムの元素マッピングメモリの、当該走査位置
1 に対応するアドレスにカウント数mを書き込む。同
様に、図4のP2 で示す位置に電子ビームが照射されて
いるとき、鉄Feに定められているチャネル範囲にnカ
ウントあり、銅Cuに定められているチャネル範囲にk
カウントあったと判断すると、MCA5は、鉄の元素マ
ッピングメモリの、当該走査位置P2 に対応するアドレ
スにはカウント数nを書き込み、銅の元素マッピングメ
モリの、当該走査位置P2 に対応するアドレスにはカウ
ント数kを書き込む。
【0014】なお、X線マッピングにおいては、S/N
の向上を目的として、走査領域の走査を何回か繰り返し
て行うのが通常であり、その場合にはカウント数を積算
していく。即ち、例えば、1回目の走査において、図4
のP1 で示す位置でのアルミニウムのカウント数がm1
であるとすると、このときにはアルミニウムの元素マッ
ピングメモリの、当該走査位置P1 に対応するアドレス
にはカウント数m1 が書き込まれることになるが、2回
目の走査において、走査位置P1 でのアルミニウムのカ
ウント数がm2 であった場合には、MCA5は、アルミ
ニウムの元素マッピングメモリの当該走査位置P1 に対
応するアドレスには、1回目の走査時のカウント数m1
に今回の走査時のカウント数であるm2 を積算して書き
込むのである。
【0015】MCA5は以上の処理をX線マッピングの
終了まで繰り返す。そして、処理装置7は、元素マッピ
ングメモリ8に書き込まれている各元素のマッピングメ
モリのデータを取り込み、所定の処理を施して元素毎の
マッピング像を生成し、モニタ8に表示する。
【0016】
【発明が解決しようとする課題】上述した従来の装置、
動作によれば、X線マッピングを高速に、短時間で行う
ことができることが知られており、マッピング像によっ
て走査領域内の各元素の濃度分布の概略を知ることがで
きるが、各元素の濃度の正確な値を得ることはできない
ものであった。
【0017】即ち、上述したように、MCA5には、あ
るチャネル範囲にカウントがあった場合には、このカウ
ント数はこの元素のカウント数であるというように、チ
ャネルに対して元素が定められているのであるが、しか
し、例えばアルミニウムに定められているチャネル範囲
にカウント数があったとしても、実際には、そのチャネ
ル範囲にはアルミニウム以外の元素の線によるカウント
も入ってくることもあるのであり、このような他の元素
のカウントをもアルミニウムのカウント数としてしまう
ので、アルミニウムの正確な濃度を得ることはできない
のである。
【0018】そこで、本発明は、試料上の各走査位置に
含まれる元素の同定を正確に行うことができ、また、そ
の同定元素の濃度を正確に得ることができるX線分析装
置を提供することを目的とするものである。
【0019】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、本発明のX線分析装置は、電子ビームを2次元的
に走査する走査手段と、X線検出器と、X線検出器の出
力信号に基づいて、どのチャネルにどれだけのカウント
数が入力したかを検知するマルチチャネルアナライザ
と、電子ビームを走査したときの各画素位置におけるマ
ルチチャネルアナライザの出力であるX線スペクトル
を、各画素位置毎に記憶するスペクトルマッピングメモ
リと、スペクトルマッピングメモリからスペクトルデー
タを取り込み、マッピング像の生成、及び表示を行う処
理手段とを少なくとも備えることを特徴とする。
【0020】
【発明の実施の形態】以下、図面を参照しつつ実施の形
態について説明する。図1は本発明に係るX線分析装置
の一実施形態を示す図であり、図中、10はスペクトル
マッピングメモリを示す。なお、図3に示すものと同等
なものについては同一の符号を付す。
【0021】図1に示す構成は、ブロック構成的には、
図3に示す従来の元素マッピングメモリ6に代えて、ス
ペクトルマッピングメモリ10を設けたものであるが、
MCA5の動作も異なっている。
【0022】このX線分析装置では、MCA5は、各走
査位置において、どのチャネルにどれだけのカウント数
があるかを検知する。これは即ち、各走査位置でのスペ
クトルを検知することを意味している。従って、従来の
ように、チャネルに対して元素が定められているような
ことはない。
【0023】スペクトルマッピングメモリ10は、試料
1の走査領域に対応するサイズを有している。そして、
後述するように、スペクトルマッピングメモリ10の各
アドレスには、各アドレスと対応する試料1上の走査位
置で検出されたスペクトルがMCA5によって書き込ま
れる。
【0024】以下、動作について説明する。処理装置7
は、試料1上の走査領域が指定されると、当該走査領域
を走査するための走査信号を生成して偏向系2と、MC
A5に供給する。これにより電子ビームの走査が開始さ
れ、試料1から放出されたX線はEDS3により検出さ
れ、そのEDS3の出力信号は所定の信号処理が施され
てMCA5に入力される。
【0025】MCA5は、処理装置7からの走査信号に
よって、現在電子ビームが試料1上の走査領域のどの位
置に照射されているかを認識すると共に、そのときに信
号処理部4から入力されるデジタルデータに基づいて、
当該走査位置でのスペクトルを検知する。
【0026】そして、MCA5は、このとき検知したス
ペクトルを、スペクトルマッピングメモリ10の当該走
査位置に対応するアドレスに書き込む。このような動作
によって、スペクトルマッピングメモリ10の各アドレ
スには、そのアドレスと対応する試料1の走査位置から
放出されたX線のスペクトルが書き込まれることにな
る。なお、走査領域の走査を何回か繰り返す場合には、
MCA5は、各走査位置でのスペクトルを積算する。即
ち、何回目かの走査時に、ある走査位置であるスペクト
ルが得られた場合に、今回の走査時に得られたスペクト
ルを、スペクトルマッピングメモリ10の当該走査位置
に対応するアドレスに書き込むについて、MCA10
は、当該アドレスにこれまで書き込まれているスペクト
ルに積算して書き込んでいくのである。MCA5は以上
の処理をX線マッピングの終了まで繰り返す。
【0027】処理装置7は、MCA10によるスペクト
ルマッピングメモリ10へのスペクトルの書き込みとは
非同期でスペクトルマッピングメモリ10をアクセス可
能となされており、スペクトルマッピングメモリ10か
らスペクトルデータを取り込み、そのスペクトルデータ
に対して所定の処理を施して、試料1上の各走査位置に
含まれる元素の同定、及びその同定した元素の濃度を求
め、それに基づいて同定した元素のマッピング像を生成
してモニタ8に表示する処理を行う。従って、処理装置
7では、スペクトルの収集が終了するまで待つことな
く、スペクトルの収集中においてもマッピング像の生成
の処理を行うことができるので、例えば、所定の時間毎
にスペクトルマッピングメモリ10からスペクトルデー
タを取り込んでマッピング像の生成、表示を行えば、次
第にS/Nが向上し、精度が上がっていくマッピング像
を観察することができることになる。このことは明らか
である。なぜなら、今回スペクトルマッピングメモリ1
0から取り込んだスペクトルデータは、前回スペクトル
マッピングメモリ10から取り込んだスペクトルデータ
に、更にこの間に測定されたスペクトルデータが積算さ
れたものであるからである。
【0028】以上のようであるので、このX線分析装置
によれば、試料1上の各走査位置に含まれる元素の同定
を正確に行うことができ、また、その同定元素の濃度を
正確に得ることができる。また、所定時間毎にスペクト
ルマッピングメモリ10からスペクトルデータを取り込
んでマッピング像を生成し、表示するようにすれば、ス
ペクトルの収集の途中であっても概略のマッピング像を
観察することが可能となる。
【0029】なお、マッピング像の表示の仕方として
は、次のような方法もある。以下に述べるマッピング像
の表示方法は、次第にマッピング像の解像度を上げてい
く方法である。
【0030】処理装置10は、所定の時間毎にスペクト
ルマッピングメモリ10からスペクトルデータを取り込
む。そして、第1回目にスペクトルデータを取り込んだ
ときには、例えば図2(a)に示すように走査領域を4
分割し、各分割領域毎に、それぞれの分割領域に含まれ
る走査位置での全てのスペクトルデータの平均値をと
り、その平均スペクトルに基づいて当該分割領域に含ま
れる元素の同定、及び同定元素の濃度を求め、その結果
に基づいてマッピング像を生成してモニタ8に表示す
る。このとき表示される、ある同定元素のマッピング像
は、図2(b)に示すように4分割して表示されること
になる。なお、これら4つの各分割領域における当該元
素の濃度は、同じであることもあり、異なることもあ
る。
【0031】次に、その所定時間後、第2回目にスペク
トルデータを取り込んだときには、例えば走査領域を4
(縦)×4(横)に16分割し、各分割領域毎に、それ
ぞれの分割領域に含まれる走査位置での全てのスペクト
ルデータの平均値をとり、その平均スペクトルに基づい
て当該分割領域に含まれる元素の同定、及び同定元素の
濃度を求め、その結果に基づいてマッピング像を生成し
てモニタ8に表示する。
【0032】以下、同様にして、スペクトルデータを取
り込む度毎に分割数を増やしていく。これにより、次第
に解像度、及び精度が上がっていくマッピング像を観察
することが可能となる。
【0033】以上、本発明の実施形態について説明した
が、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく種
々の変形が可能である。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明に係るX線分析装置の一実施形態を示
す図である。
【図2】 マッピング像の表示方法の例を示す図であ
る。
【図3】 X線マッピングが可能なX線分析装置の概略
の構成例を示す図である。
【図4】 図3において、MCA5による元素マッピン
グメモリ6へのカウント数の書き込みを説明するための
図である。
【符号の説明】
1…試料、2…偏向系、3…X線検出器、4…信号処理
部、5…マルチチャネルアナライザ(MCA)、6…元
素マッピングメモリ、7…処理装置、8…モニタ、10
…スペクトルマッピングメモリ。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Fターム(参考) 2G001 AA03 BA05 CA01 DA01 FA04 FA06 FA08 GA01 GA06 GA13 HA07 HA09 HA13 JA02 JA03 JA13 JA16 KA01 LA02 NA06 NA10 NA13 NA17 5C033 PP05 PP06

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】電子ビームを2次元的に走査する走査手段
    と、 X線検出器と、 X線検出器の出力信号に基づいて、どのチャネルにどれ
    だけのカウント数が入力したかを検知するマルチチャネ
    ルアナライザと、 電子ビームを走査したときの各画素位置におけるマルチ
    チャネルアナライザの出力であるX線スペクトルを、各
    画素位置毎に記憶するスペクトルマッピングメモリと、 スペクトルマッピングメモリからスペクトルデータを取
    り込み、マッピング像の生成、及び表示を行う処理手段
    とを少なくとも備えることを特徴とするX線分析装置。
JP10213204A 1998-07-28 1998-07-28 X線分析装置 Withdrawn JP2000046768A (ja)

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