JP2000346816A - X線分析装置 - Google Patents

X線分析装置

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JP2000346816A
JP2000346816A JP11161320A JP16132099A JP2000346816A JP 2000346816 A JP2000346816 A JP 2000346816A JP 11161320 A JP11161320 A JP 11161320A JP 16132099 A JP16132099 A JP 16132099A JP 2000346816 A JP2000346816 A JP 2000346816A
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JP
Japan
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ray
slit
incident
semiconductor detector
parallel plate
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JP11161320A
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English (en)
Inventor
Kiyoshi Ogawa
潔 小河
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Shimadzu Corp
Original Assignee
Shimadzu Corp
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 半導体検出器への入射X線量を連続的に可変
させ、かつ取付に精度を必要としないX線分析装置を提
供する。 【解決手段】 平板を複数個平行に並べた平行平板スリ
ット1をスリット支持枠2に挿着して、このスリット支
持枠2を入射X線に対して傾斜可変とした。従ってウォ
ーム回転軸7を回転させることによってスリット支持枠
2を回転させ、これによって平行平板スリット1を無段
階に傾斜させて入射X線制限量を連続して変えることが
できる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、試料表面層の元素
の定性・定量測定を行ったり、元素濃度の2次元分析、
および状態分析を行うX線マイクロアナライザEPMA
(Electron Probe Microanal
yzer)やEPMAを併設する走査型電子顕微鏡SE
M(Scaning Electron Micros
cope)に関する。
【0002】
【従来の技術】X線マイクロアナライザや走査型電子顕
微鏡におけるX線分析では図2のように真空容器19内
に電子銃18を設け、これから発生する電子線を試料1
7に照射する。高電圧で加速された電子線が試料表面を
照射するとき、入射した電子のもつエネルギによって試
料表面物質元素の原子の内殻電子を励起し殻外にはじき
だす。このとき外殻の電子は落ち込み、外殻と内殻の電
子のもつエネルギの差に相当するエネルギがX線として
放出される。この値は元素固有の値をもつているので放
射されるX線も固有の波長またはエネルギをもち、これ
を特性X線と呼んでいる。従って、この特性X線の波長
またはエネルギおよびそれらの強度を測定することによ
って試料表面物質の元素の定性・定量が行えるのであ
る。(以後特性X線を単にX線と呼ぶ)
【0003】分析装置ではX線を測定するための検出部
として半導体検出器10を用いたエネルギ分散型X線検
出部(EDX)22と分光結晶24を用いた波長分散型
X線検出部(WDX)26とを備えることが多い。ED
X22はX線を検知する半導体検出器10とこれを支持
するコールドフィンガ11と呼ばれる支持部材と、コー
ルドフィンガ11を介して半導体検出器10を冷却する
液体窒素20が入れられたデュア部21からなり、一方
WDX26はX線を分光する分光結晶24とソーラスリ
ット23および検出器として一般に比例計数管25とで
構成される。検出法として両者には一長一短があり、分
析目的によって次のような使い分けがなされる。例え
ば、EDX22では全X線を半導体検出器10で一度に
捉えるため定性分析の分析時間が短くて済み、元素の存
在状態のおおよそを迅速に知るには有効である。一方、
EDX22は波長分解能やピーク対バックグランド比
(P/B比)が悪いため正確な定性分析や高精度を要す
る定量分析にはWDX26の方がはるかに優れている。
このような理由により、分析者が検出法を自由に選択で
きるよう両者を分析装置に装備することが多い。
【0004】ところで、EDX22とWDX26とでは
検出系の検出効率が大きく異なる。EDX22では主に
分析に用いる1〜20KeVのエネルギ範囲では半導体
検出器10に入射したX線はほぼ100%電気信号に変
換される。このためX線の検出量は試料17からの立体
角のみで決まる。これに対し、WDX26では分解能を
高めるためのソーラスリット23やX線を分光して目的
のX線のみを選別する分光結晶24での損失が大きいた
め、検出効率はEDX22に比べ極めて低い。従って、
WDX26に対して適切なX線入射量に設定するとED
X22では入射X線量が過大となってしまう。このた
め、EDX22とWDX26の両者を備えるX線分析装
置ではEDX22の方のX線入射量を低減させるため
に、半導体検出器10のX線入射窓9の前面に試料17
からの立体角を制限する絞り穴を設けて半導体検出器1
0に入るX線入射量を調節するのが一般的である。そし
て、通常この絞り穴は図2に示すように絞り円板13を
用意し、この円板上の同一円周上に複数個の大きさの異
なるX線制限絞り穴14a〜14nを穿設し、この円周
中心に固着された回転軸15を駆動モータ16で回転さ
せることにより、測定に際し必要なX線入射量を通過さ
せる絞り穴を選択し、その絞り穴中心をX線入射窓9の
中心に合わせて測定される。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】従来のX線分析装置は
以上のように構成されているが、このような絞り円板1
3上にX線制限絞り穴14a〜14nを穿設する方法で
は絞り穴の数だけ数段階にしか変更できず、X線の制限
量を連続的に変えることができない。また各X線制限絞
り穴14a〜14nの中心が回転軸15の中心と合致し
ていないときは、図3(b)に示すように半導体検出器
10へのX線入射に位置ずれをおこし、半導体検出器1
0に存在する感度むらの影響を受けてX線制限絞り穴1
4a〜14nの開口大きさによる所定の割合でのX線入
射量を制限することが不可能になる。
【0006】さらに半導体検出器10はX線の検出感度
を高くするため出来得る限り試料17に近づけて配設さ
れる。このため半導体検出器10およびコールドフィン
ガ11を保持するエンドキャップ12は真空容器19へ
の取り付け面から長く内部に入り込んでおり、必然的に
絞り円板13の回転軸15も長くする必要がある。この
場合図3(b)に示すように回転軸15の芯振れを起こ
し易く、結果として前述のごとく各X線制限絞り穴14
a〜14nの中心が回転軸15の中心と合致せず、この
場合もX線制限絞り穴14a〜14nの開口大きさによ
る所定の割合でのX線入射量を制限することが不可能に
なる。本発明は、このような事情に鑑みてなされたもの
であって、半導体検出器へのX線入射量を連続的に制限
でき、かつ、そのための高い工作精度を必要としないX
線入射量制限機構を備えたX線分析装置を提供すること
を目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明のX線分析装置
は、上記の目的を達成するため、複数の平行平面板から
なる平行平板スリットを配設し、かつ該平行平板スリッ
トを傾斜させ得るようにしたものである。本発明の構成
要件である平行平板スリットとその傾斜は、半導体検出
器との同心性がなくなり、半導体検出器へのX線入射量
が連続可変となる。
【0008】
【発明の実施の形態】以下、本発明のX線分析装置のX
線入射量制限機構部の一実施例を図1により説明する。
図1(a)はX線入射量制限機構部の側面図であり、図
1(b)はその正面図である。複数の板からなる平行平
板スリット1はX線入射窓9の大きさを充分にカバーす
る開口をもつ大きさで、これらはスリット支持枠2に挿
着されている。スリット支持枠2はスリット回転軸4を
持着し、スリット回転軸受5において回転が可能であ
る。スリット支持枠2の回転を行うためにウォーム回転
軸7の先端にスリット回転ウォーム6を定着させ、これ
に連結するスリット回転ウォームホイール3が前述のス
リット回転軸4に固着されている。以上の平行平板スリ
ット1の回転機構は半導体検出器10とこれを冷却する
ためのコールドフインガ11を内蔵するエンドキャップ
12の先端のX線入射窓9の直前に配設されるよう、ス
リット回転支持基台8に定着される。
【0009】次に、図1に示す実施例のX線分析装置の
X線入射量制限機構部の動作を説明する。まずX線分析
装置コントローラ(図示されていない)からの信号によ
ってウォーム回転軸7が回転すると、連結されたスリッ
ト回転ウォームホイール3が回転する。スリット回転ウ
ォームホイール3の回転により、スリット支持枠2が回
転し、これによって平行平板スリット1はその回転量に
応じて傾斜する。平行平板スリット1の傾斜に従い、図
3(a)に示すようにX線入射窓9に入射するX線量は
制限を受け平行平板スリット1の傾斜が大になると入射
するX線量は減少する。最初にウォーム回転軸7を前後
に回転させ、半導体検出器10で検出する入射X線信号
が最大となる平行平板スリット1の傾き位置を求める。
この位置が装置組立上入射X線光束の中心軸が平行平板
スリット1に平行となった位置、即ちX線減衰率0%の
基準位置である。この位置からウォーム回転軸7を回転
させながら入射X線信号を測定し、回転角対信号強度か
ら回転角対X線減衰率の較正曲線を求める。この較正曲
線をX線分析装置コントローラに記憶させておけば試料
測定に際して定められた減衰率を得るウォーム回転軸7
の設定により必要な傾斜角に平行平板スリット1を置く
ことができる。
【0010】なお、上記の実施例では、平行平板スリッ
ト1を保持するスリット支持枠2を回転させて平行平板
スリット1を傾斜させていたが、このような回転駆動を
用いず図4(a)に示すように直線駆動器29を用い、
平行平板スリット1の片側を固定されたスリット支持枠
A27で保持し、もう一方を直線移動するスリット支持
枠B28に遊動保持させることによって、この可動側の
スリット支持枠B28を直線駆動器29で直線移動させ
ることにより平行平板スリット1を傾斜させることもで
きる。
【0011】同様に、駆動を直線移動で行う場合には、
図4(b)のようにスリット回転ウォームホイール3の
替わりに、スリット回転腕30をスリット回転軸4に固
着させ、直線移動棒31を直線移動させることによっ
て、スリット回転腕30を押し、スリット支持枠2を回
転させて平行平板スリット1を傾斜させることもでき
る。引張バネ32は直線移動棒31とスリット回転腕3
0とを常に当接させるためのものである。いずれの場合
でも直線移動で平行平板スリット1を傾斜させる場合に
は直線駆動器29および直線移動棒31の移動量と入射
X線減衰率がほぼ比例関係にできるのに対して実施例の
ような回転駆動による方法ではその回転角と入射X線減
衰率とは回転角の正弦に略比例となる特徴をもつ。
【0012】
【発明の効果】本発明のX線分析装置は上記のように構
成されており、半導体検出器へ入射するX線量を制限す
る機構に平行平板スリットを用いたので入射X線量を連
続的に制限することができ、かつ、半導体検出器および
X線入射窓に対する取り付け位置精度を必要としないの
で、従来法のような絞り円板におけるX線制限絞り穴の
高精度加工や回転軸の高精度加工が一切不要となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明のX線分析装置のX線入射量制限機構
部の一実施例を示す図である。
【図2】 従来のX線分析装置を示す図である。
【図3】 本発明のX線入射量制限機構部と従来装置と
を比較する図である。
【図4】 本発明の他のX線入射量制限機構部を示す図
である。
【符号の説明】
1 平行平板スリット 2 スリット支持枠 3 スリット回転ウォームホイール 4 スリット回転軸 6 スリット回転ウォーム 7 ウォーム回転軸 9 X線入射窓 10 半導体検出器 12 エンドキャップ

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 試料から発生するX線を検出する半導体
    検出器と、この半導体検出器のX線入射窓の前面にX線
    入射量を制限する手段を備えたX線分析装置において、
    そのX線入射量を制限する手段として複数の平行平面板
    からなる平行平板スリットを配設し、かつ該平行平板ス
    リットを傾斜させ得るようにしたことを特徴とするX線
    分析装置。
JP11161320A 1999-06-08 1999-06-08 X線分析装置 Pending JP2000346816A (ja)

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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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