JP2000356609A - 蛍光ｘ線分析装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 試料に１次Ｘ線を照射して、発生した蛍光Ｘ
線の強度を測定する蛍光Ｘ線分析装置において、複数の
試料について、十分に簡単な構成で迅速に分析できる装
置を提供する。 【解決手段】 複数の試料3 を試料ホルダ8 に収納し、
第１、第２交換機9,10、プッシャー機構11、高さ調整器
12等の簡単な構成で、試料ホルダ8 の移動や、試料3 の
試料台2 への取り出し、試料ホルダ8 への収納を行う。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、試料に１次Ｘ線を
照射して、発生した蛍光Ｘ線の強度を測定する蛍光Ｘ線
分析装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】一般に、蛍光Ｘ線分析装置においては、
試料に１次Ｘ線を照射して、発生した蛍光Ｘ線の強度を
測定する。例えば、ウエハを試料として、複数のウエハ
を市販のカセットに収納し、位置の高いウエハから順
に、ロボットハンドでの試料台への取り出し、測定、ロ
ボットハンドでのカセットへの収納を行う全反射蛍光Ｘ
線分析装置がある（特願平１０−２６６３１４号参
照）。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかし、この従来の装
置では、高い自由度をもつロボットハンドで、固定され
たカセットの入出口から、ウエハを１枚ずつ試料台へ取
り出してはもとの位置に収納するために、ロボットハン
ドの構造、動作、制御を今一つ簡単にできず、また、ウ
エハの搬送にもそれなりの時間を要し、今一つ迅速な分
析ができない。

【０００４】本発明は前記従来の問題に鑑みてなされた
もので、試料に１次Ｘ線を照射して、発生した蛍光Ｘ線
の強度を測定する蛍光Ｘ線分析装置において、複数の試
料について、十分に簡単な構成で迅速に分析できる装置
を提供することを目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
に、請求項１の蛍光Ｘ線分析装置は、試料台に載置され
た試料に１次Ｘ線を照射して、発生した蛍光Ｘ線の強度
を測定する蛍光Ｘ線分析装置において、以下の試料ホル
ダ、第１交換機、第２交換機、プッシャー機構および高
さ調整器を備える。試料ホルダは、所定の寸法形状の試
料を鉛直方向に複数収納できる。第１交換機は、試料ホ
ルダに収納された試料が投入される投入位置と、試料が
１個ずつ試料ホルダから試料台に向けて押し出される取
り出し位置との間で、試料ホルダを交換する。第２交換
機は、前記取り出し位置と、試料台に載置された試料が
１個ずつ試料ホルダに押し込まれる収納位置との間で、
試料ホルダを交換する。

【０００６】プッシャー機構は、前記取り出し位置の試
料を水平方向に押し出して試料台に載置し、また、試料
台に載置された試料を水平方向に押し込んで前記収納位
置の試料ホルダに収納する。高さ調整器は、前記試料台
およびプッシャー機構と、前記取り出し位置および収納
位置の試料ホルダとの高さ関係を調整する。

【０００７】請求項１の装置によれば、複数の試料を試
料ホルダに収納し、前記の簡単な構成で、試料ホルダの
移動や、試料の試料台への取り出し、試料ホルダへの収
納を行うので、複数の試料について、十分に簡単な構成
で迅速に分析できる。

【０００８】請求項２の蛍光Ｘ線分析装置は、試料台に
試料ホルダを介して載置された試料に１次Ｘ線を照射し
て、発生した蛍光Ｘ線の強度を測定する蛍光Ｘ線分析装
置において、前記試料ホルダが、所定の寸法形状の試料
を鉛直方向に複数収納でき、収納した試料を上方向に付
勢する押し上げ機構と、最上の試料の表面を露出させる
露出孔とを有している。そして、前記最上の試料を試料
ホルダから水平方向に押し出すプッシャー機構と、その
押し出された試料を所定の回収位置へ移動させる移動機
構とを備える。

【０００９】請求項２の装置によれば、複数の試料を試
料ホルダに収納し、前記の簡単な構成で、試料の測定す
べき高さへの移動、回収位置への移動を行うので、複数
の試料について、十分に簡単な構成で迅速に分析でき
る。

【００１０】

【発明の実施の形態】以下、本発明の第１実施形態の蛍
光Ｘ線分析装置について説明する。まず、この装置の構
成について説明する。この装置は、図１の正面図に示す
ように、真空引きされる真空室１内で試料台２に載置さ
れた試料３にＸ線管等のＸ線源４から１次Ｘ線５を照射
して、発生した蛍光Ｘ線６の強度を検出器等の検出手段
７で測定する蛍光Ｘ線分析装置において、以下の試料ホ
ルダ８、第１交換機９、第２交換機１０、プッシャー機
構１１および高さ調整器１２を備える。

【００１１】試料ホルダ８は、下部約半分が円柱、上部
約半分が天板８ａ付きの円筒で側面の一方に試料入出口
８ｂ、他方にプッシャー入出口８ｃが開口している。図
１０のＸ−Ｘ断面図に示すように、円筒部分には、所定
の寸法形状（ここでは円板状）の試料３を載置するため
の棚８ｄが、図１に示すように、複数対、例えば４対、
形成されており、試料３を試料入出口８ｂから入れて各
棚８ｄに載せ、鉛直方向に４つ収納できる。なお、最下
の棚８ｄは、円柱部分の上面そのものである。

【００１２】第１交換機９は、試料ホルダ８に収納され
た試料３が投入される投入位置Ａと、試料３が１個ずつ
試料ホルダ８から試料台２に向けて押し出される取り出
し位置Ｂとの間で、試料ホルダ８を交換する。具体的に
は、投入位置Ａと取り出し位置Ｂとの中心で、モータ等
により回転される回転軸９ａと、その回転軸９ａに中心
を固定され、両端を半円状に形成された水平に延びるア
ーム９ｂ（図２の平面図参照）とを含む。なお、位置と
は、平面視したときの２次元的な位置をいうものとす
る。

【００１３】第２交換機１０は、取り出し位置Ｂと、試
料台２に載置された試料３が１個ずつ試料ホルダ８に押
し込まれる収納位置Ｃとの間で、試料ホルダ８を交換す
る。具体的には、取り出し位置Ｂと収納位置Ｃとの中心
にあって、試料台２の支軸１２Ａａと同心で、その支軸
１２Ａａに対して軸受けを介してモータ等により回転自
在な円筒状の回転軸１０ａと、その回転軸１０ａに中心
を固定され、両端を半円状に形成された水平に延びるア
ーム１０ｂ（図２の平面図参照）とを含む。

【００１４】プッシャー機構１１は、取り出し位置Ｂの
試料３を水平方向に押し出して試料台２に載置し、ま
た、試料台２に載置された試料３を水平方向に押し込ん
で収納位置Ｃの試料ホルダ８に収納する。具体的には、
試料台２または収納位置Ｃの試料ホルダ８にまで水平に
進出して戻る進退軸１１ａと、その先端に固定され、試
料３の外縁に沿う円弧状のハンド部１１ｂ（図２の平面
図参照）とを含む。

【００１５】高さ調整器１２は、試料台２およびプッシ
ャー機構１１と、取り出し位置Ｂおよび収納位置Ｃの試
料ホルダ８との高さ関係を調整する。具体的には、試料
台２を支軸１２Ａａを介して上下させる第１高さ調整器
１２Ａと、プッシャー機構１１を支軸１２Ｂａを介して
上下させる第２高さ調整器１２Ｂとを含む。第１交換機
９、第２交換機１０、プッシャー機構１１および高さ調
整器１２は、図示しない制御手段により制御される。な
お、試料ホルダ８、第１交換機９、第２交換機１０、プ
ッシャー機構１１および高さ調整器１２は、真空室１内
に配置される。

【００１６】次に、この装置の動作について説明する。
図２に示すように、通常は、前々回に分析した試料群３
Ａが投入位置Ａの試料ホルダ８に収納され、前回に分析
した試料群３Ｂが取り出し位置Ｂの試料ホルダ８に収納
され、収納位置Ｃの試料ホルダ８は空の状態で、真空室
１の真空が破られる。そして、操作者により、投入位置
Ａの試料ホルダ８が回収され、代わりに、今回分析すべ
き試料群３Ｃが収納された試料ホルダ８が、試料入出口
８ｂが右になるように投入されて、図３の状態になり、
真空室１が真空引きされる。以降、次に投入位置Ａにお
いて試料ホルダ８の回収、投入が行われるまで、真空室
１の真空雰囲気が維持される。

【００１７】続いて、次の第１交換機９による試料ホル
ダ８の交換の障害にならないよう、第２交換機１０のア
ーム１０ｂが右回りに９０度回転した後、第１交換機９
のアーム９ｂが左回りに２７０度回転し、投入位置Ａと
取り出し位置Ｂとの間で試料ホルダ８を交換する。これ
により、図４の状態となり、前回に分析した試料群３Ｂ
を収納した試料ホルダ８が投入位置Ａにきて、今回分析
すべき試料群３Ｃを収納した試料ホルダ８が取り出し位
置Ｂにくる。

【００１８】そこで、取り出し位置Ｂの試料ホルダ８か
ら、最上の試料３Ｃａを試料台２へ取り出すべく、高さ
調整器１２Ａ，１２Ｂが、試料台２およびプッシャー１
１の高さを図１に実線で示す高さ（最上の試料３Ｃａに
対応する）に調整する。なお、この装置では、このとき
の試料台２の高さが、試料３を測定する際の高さでもあ
るが、本発明はこのように限定されるものではない。そ
して、プッシャー１１がハンド部１１ｂで、最上の試料
３Ｃａを試料台２へ押し出して載置し、図５の状態にな
る。プッシャー１１のハンド部１１ｂは、その後、もと
の位置（図４）に戻る。

【００１９】この状態で、試料３Ｃａの測定が行われ
る。すなわち、図１に示すように、Ｘ線源４から１次Ｘ
線５を照射して、発生した蛍光Ｘ線６の強度を検出手段
７で測定する。試料３Ｃａの測定が終了すると、プッシ
ャー１１がハンド部１１ｂで、試料３Ｃａを収納位置Ｃ
の試料ホルダ８の最上の棚８ｄに押し込んで収納し、図
６の状態になる。プッシャー１１のハンド部１１ｂは、
その後、もとの位置（図４）に戻る。

【００２０】続いて、取り出し位置Ｂの試料ホルダ８中
の、上から２番目以下の試料３Ｃｂ…について、同様
に、試料台２への取り出し、測定、収納位置の試料ホル
ダへの収納が繰り返される。なお、２番目以下の試料３
Ｃｂ…については、第１高さ調整器１２Ａにより、測定
時に試料台２が図１の高さまで上昇し、収納位置Ｃの試
料ホルダ８への収納時に各試料３Ｃｂ…に対応した高さ
に戻る。

【００２１】このようにして、今回分析すべき試料群３
Ｃの測定がすべて終了すると、取り出し位置Ｂの試料ホ
ルダ８が空になり、図７の状態になる。すると、次の第
２交換機１０による試料ホルダ８の交換の障害にならな
いよう、第１交換機９のアーム９ｂが右回りに９０度回
転した後、第２交換機１０のアーム１０ｂが左回りに２
７０度回転し、取り出し位置Ｂと収納位置Ｃとの間で試
料ホルダ８を交換する。これにより、図８の状態とな
り、空の試料ホルダ８が収納位置Ｃにきて、今回分析し
た試料群３Ｃを収納した試料ホルダ８が取り出し位置Ｂ
にくる。

【００２２】これで、図２に示した状態から、１サイク
ル進んだ状態になり、以降、新たに分析すべき試料群３
Ｄ…について、以上の動作が繰り返される。なお、以上
の動作において、第１交換機９、第２交換機１０、プッ
シャー機構１１および高さ調整器１２は、図示しない制
御手段により制御され、自動的に動作する。

【００２３】このように、第１実施形態の装置によれ
ば、複数の試料３Ｃａ…を試料ホルダ８に収納し、前記
の簡単な構成で、試料ホルダ８の移動や、試料３Ｃａ…
の試料台２への取り出し、試料ホルダ８への収納を行う
ので、複数の試料３Ｃａ…について、十分に簡単な構成
で迅速に分析できる。なお、第１実施形態の装置では、
試料台２に載置された試料３への１次Ｘ線５の照射、お
よび、発生した蛍光Ｘ線６の強度の測定を、真空引きさ
れる真空室１内で行い、試料ホルダ８、第１交換機９、
第２交換機１０、プッシャー機構１１および高さ調整器
１２を、真空室１内に配置したが、本発明はこのように
限定されるものではない。

【００２４】次に、本発明の第２実施形態の蛍光Ｘ線分
析装置について説明する。まず、この装置の構成につい
て説明する。この装置は、図９の正面図に示すように、
真空引きされる真空室２１内で試料台２２に試料ホルダ
２８を介して載置された試料３にＸ線源４から１次Ｘ線
５を照射して、発生した蛍光Ｘ線６の強度を検出手段７
で測定する蛍光Ｘ線分析装置において、試料ホルダ２８
が、以下のように形成されている。

【００２５】すなわち、試料ホルダ２８は、天板２８
ａ、底板２８ｄ付きの円筒で、側面の一方に試料入出口
２８ｂ、他方にプッシャー入出口２８ｃが開口してい
る。そして、所定の寸法形状（第１実施形態の場合と同
様に円板状）の試料３を鉛直方向に複数、例えば４つ収
納でき、収納した試料３を上方向に付勢するばねである
押し上げ機構２８ｅと、最上の試料３ａの表面を露出さ
せる露出孔２８ｆ（図１１の平面図参照）とを有してい
る。なお、この装置においては、試料台２２は、試料ホ
ルダ２８の底板２８ｄに対応した、装置の床面の円形の
凹部である。

【００２６】そして、この装置は、以下のプッシャー機
構３１と移動機構３２とを備える。プッシャー機構３１
は、最上の試料３ａを試料ホルダ２８から水平方向に押
し出す。具体的には、最上の試料３ａに対応した高さ
で、移動機構３２にまで水平に進出して戻る進退軸３１
ａと、その先端に固定され、試料３の外縁に沿う円弧状
のハンド部３１ｂ（第１実施形態のもの１１ｂと同様）
とを含む。移動機構３２は、プッシャー機構３１により
押し出された試料３ａを所定の回収位置Ｄへ移動させ
る。具体的には、回収位置Ｄに回収容器３３が配置さ
れ、移動機構３２は、その回収容器３３に向けて下向き
に傾斜して連結されたすべり台である。なお、プッシャ
ー機構３１および移動機構３２は、真空室２１内に配置
される。

【００２７】次に、この装置の動作について説明する。
通常は、前回に分析した試料群３が回収容器３３に収容
され、試料台２２上の試料ホルダ２８が空になった状態
で、真空室２１の真空が破られる。そして、操作者によ
り、回収容器３３に入った前回に分析した試料群３と、
試料台２２上の空になった試料ホルダ２８が回収され、
代わりに、今回分析すべき試料群３が収納された試料ホ
ルダ２８が、試料入出口２８ｂが左になるように、試料
台２２に載置された後、真空室２１が真空引きされる。
以降、次に試料群３の回収、試料ホルダ２８の載置が行
われるまで、真空室２１の真空雰囲気が維持される。な
お、この装置においては、試料台２２に載置された試料
ホルダ２８中の最上の試料３ａが、測定すべき高さにな
る。

【００２８】この状態で、最上の試料３ａの測定が行わ
れる。すなわち、Ｘ線源４から１次Ｘ線５を照射して、
発生した蛍光Ｘ線６の強度を検出手段７で測定する。そ
の測定が終了すると、プッシャー３１がハンド部３１ｂ
で、最上の試料３ａを試料ホルダ２８から押し出し（図
９中央左寄りに二点鎖線で示す）、試料３ａは、移動機
構３２であるすべり台の上をすべり落ちて、回収容器３
３に収容される。最上の試料３ａが試料ホルダ２８から
押し出されて、プッシャー３１のハンド部３１ｂがもと
の位置（実線で示す位置）に戻ると、押し上げ機構２８
ｅにより、上から２番目であった試料３が、押し上げら
れて新たな最上の試料３ａになる。以降、試料ホルダ２
８に残っている試料３について、同様に、測定、回収容
器３３への収容が繰り返される。

【００２９】このようにして、今回分析すべき試料群３
の測定がすべて終了すると、試料台２２上の試料ホルダ
２８が空になって、動作の説明を開始した状態から、１
サイクル進んだ状態になり、以降、新たに分析すべき試
料群３について、以上の動作が繰り返される。

【００３０】このように、第２実施形態の装置によれ
ば、複数の試料３を試料ホルダ２８に収納し、前記の簡
単な構成で、試料３の測定すべき高さへの移動、回収位
置Ｄへの移動を行うので、複数の試料３について、十分
に簡単な構成で迅速に分析できる。なお、第２実施形態
の装置では、試料台２に試料ホルダ２８を介して載置さ
れた試料３への１次Ｘ線５の照射、および、発生した蛍
光Ｘ線６の強度の測定を、真空引きされる真空室２１内
で行い、プッシャー機構１１および移動機構３２を、真
空室２１内に配置したが、本発明はこのように限定され
るものではない。

【００３１】

【発明の効果】以上詳細に説明したように、本発明によ
れば、試料に１次Ｘ線を照射して、発生した蛍光Ｘ線の
強度を測定する蛍光Ｘ線分析装置において、複数の試料
について、十分に簡単な構成で迅速に分析できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施形態の蛍光Ｘ線分析装置の正
面図である。

【図２】前回の試料群の分析が終了した状態の同装置の
平面図である。

【図３】今回分析すべき試料群を投入した状態の同装置
の平面図である。

【図４】同試料群を取り出し位置に移動した状態の同装
置の平面図である。

【図５】同試料群の最上の試料を試料台に取り出した状
態の同装置の平面図である。

【図６】同試料群の最上の試料を収納位置の試料ホルダ
に収納した状態の同装置の平面図である。

【図７】同試料群のすべての試料を収納位置の試料ホル
ダに収納した状態の同装置の平面図である。

【図８】同試料群を取り出し位置に再度移動した状態の
同装置の平面図である。

【図９】本発明の第２実施形態の蛍光Ｘ線分析装置の正
面図である。

【図１０】図１の試料ホルダのＸ−Ｘ断面図である。

【図１１】本発明の第２実施形態の蛍光Ｘ線分析装置に
用いる試料ホルダの平面図である。

【符号の説明】

２，２２…試料台、３…試料、５…１次Ｘ線、６…蛍光
Ｘ線、８，２８…試料ホルダ、９…第１交換機、１０…
第２交換機、１１，３１…プッシャー機構、１２…高さ
調整器、２８ｅ…押し上げ機構、２８ｆ…露出孔、３２
…移動機構、Ａ…投入位置、Ｂ…取り出し位置、Ｃ…収
納位置、Ｄ…回収位置。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 試料台に載置された試料に１次Ｘ線を照
   射して、発生した蛍光Ｘ線の強度を測定する蛍光Ｘ線分
   析装置において、 所定の寸法形状の試料を鉛直方向に複数収納できる試料
   ホルダと、 試料ホルダに収納された試料が投入される投入位置と、
   試料が１個ずつ試料ホルダから試料台に向けて押し出さ
   れる取り出し位置との間で、試料ホルダを交換する第１
   交換機と、 前記取り出し位置と、試料台に載置された試料が１個ず
   つ試料ホルダに押し込まれる収納位置との間で、試料ホ
   ルダを交換する第２交換機と、 前記取り出し位置の試料を水平方向に押し出して試料台
   に載置し、また、試料台に載置された試料を水平方向に
   押し込んで前記収納位置の試料ホルダに収納するプッシ
   ャー機構と、 前記試料台およびプッシャー機構と、前記取り出し位置
   および収納位置の試料ホルダとの高さ関係を調整する高
   さ調整器とを備えることを特徴とする蛍光Ｘ線分析装
   置。
2. 【請求項２】 試料台に試料ホルダを介して載置された
   試料に１次Ｘ線を照射して、発生した蛍光Ｘ線の強度を
   測定する蛍光Ｘ線分析装置において、 前記試料ホルダが、所定の寸法形状の試料を鉛直方向に
   複数収納でき、収納した試料を上方向に付勢する押し上
   げ機構と、最上の試料の表面を露出させる露出孔とを有
   し、 前記最上の試料を試料ホルダから水平方向に押し出すプ
   ッシャー機構と、 その押し出された試料を所定の回収位置へ移動させる移
   動機構とを備えることを特徴とする蛍光Ｘ線分析装置。