JP2002243671A - X-ray filter and x-ray fluorescence analyzer - Google Patents

X-ray filter and x-ray fluorescence analyzer

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JP2002243671A
JP2002243671A JP2001045974A JP2001045974A JP2002243671A JP 2002243671 A JP2002243671 A JP 2002243671A JP 2001045974 A JP2001045974 A JP 2001045974A JP 2001045974 A JP2001045974 A JP 2001045974A JP 2002243671 A JP2002243671 A JP 2002243671A
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Japan
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ray
filter
thickness
ray filter
sample
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JP2001045974A
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Japanese (ja)
Inventor
Hideo Nishikatsu
英雄 西勝
Susumu Sugiyama
進 杉山
Toshiyuki Toriyama
寿之 鳥山
Haruki Shiraishi
晴樹 白石
Shinjiro Hayakawa
慎二郎 早川
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Kansai Technology Licensing Organization Co Ltd
Original Assignee
Kansai Technology Licensing Organization Co Ltd
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an X-ray filter of which the thickness can be easily altered finely, and an X-ray fluorescence analyzer. SOLUTION: An X-ray fluorescence analyzer 100 is an energy dispersion type total reflection X-ray fluorescence analyzer and equipped with a synchrotron(SR) radiation source 101, a slit 102 for narrowing the continuous light 1 emitted from the SR radiation source 101, and X-ray filter 103 made of silicon for making continuous light 1 quasi-monochromatic to convert the same to X-rays 2, having to irradiate a sample S and a detector 104 for detecting fluorescent X-rays 3 generated from the sample S.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、X線フィルタ、及
び蛍光X線分析装置に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an X-ray filter and an X-ray fluorescence analyzer.

【0002】[0002]

【従来の技術】蛍光X線分析装置は、多元素を同時に非
破壊で分析できるものであるが、チタンよりも原子番号
の低い、いわゆる軽元素に対しては高感度とは言い難
い。しかし、半導体ウエハの不純物の分析や最先端材料
の研究には軽元素の分析も重要であり、蛍光X線装置分
析装置において、軽元素の検出下限の向上が期待されて
いる。
2. Description of the Related Art An X-ray fluorescence spectrometer can simultaneously analyze non-destructive multi-elements, but cannot be said to be highly sensitive to so-called light elements having an atomic number lower than that of titanium. However, the analysis of light elements is also important for the analysis of impurities in semiconductor wafers and the research of cutting-edge materials, and it is expected that the detection limit of light elements will be improved in fluorescent X-ray analyzers.

【0003】従来の蛍光X線分析装置によれば、X線源
から発生されたX線を、X線フィルタにより単色光とし
て試料に照射する。これにより、X線が照射された試料
の元素が励起されて蛍光X線を発生し、該蛍光X線のス
ペクトルを検出器で検出、解析して、試料中の元素の定
性又は定量分析を行う。なお、軽元素を分析対象とする
場合には、X線源から検出器までの一連の光路は真空系
におかれている。
According to a conventional X-ray fluorescence analyzer, a sample is irradiated with X-rays generated from an X-ray source as monochromatic light by an X-ray filter. As a result, the elements of the sample irradiated with the X-rays are excited to generate fluorescent X-rays, and the spectrum of the fluorescent X-rays is detected and analyzed by a detector to perform qualitative or quantitative analysis of the elements in the sample. . When light elements are to be analyzed, a series of optical paths from the X-ray source to the detector are placed in a vacuum system.

【0004】一般に、蛍光X線分析装置の検出下限は、
試料から発生される蛍光X線のうち検出対象元素のシグ
ナル強度と、それ以外の蛍光X線や散乱X線等であるバ
ックグラウンド強度との比(S/N比)で決まる。試料
から発生する蛍光X線の強度は、試料に照射するX線強
度に比例して増大するので、前記X線フィルタの厚さを
薄くすれば、該X線強度とともにシグナル強度は増大す
る。一方、X線強度を大きくすればバックグラウンド強
度も大きくなる。したがって、単に前記X線フィルタの
厚さを薄くするのではなく、S/N比が最大となるよう
な、最適な厚さのX線フィルタを用いることが、検出下
限を向上することとなる。
Generally, the lower limit of detection of an X-ray fluorescence analyzer is:
It is determined by the ratio (S / N ratio) between the signal intensity of the detection target element among the fluorescent X-rays generated from the sample and the background intensity such as other fluorescent X-rays and scattered X-rays. Since the intensity of the fluorescent X-ray generated from the sample increases in proportion to the X-ray intensity applied to the sample, if the thickness of the X-ray filter is reduced, the signal intensity increases with the X-ray intensity. On the other hand, increasing the X-ray intensity also increases the background intensity. Therefore, instead of simply reducing the thickness of the X-ray filter, using an X-ray filter having an optimum thickness that maximizes the S / N ratio improves the lower detection limit.

【0005】[0005]

【数1】 式(1)は検出下限LDを算出するためのものであり、
は検出すべき元素の濃度、Nは測定された蛍光X
線スペクトル(図8)のうち、検出すべき元素のピーク
値(シグナル強度)、Nはバックグラウンド値であ
る。これより、ピーク値Nとバックグラウンド値N
との差が大きく、かつ、バックグラウンド値Nが小さ
いほど、検出下限LDが小さくなることがわかる。
(Equation 1) Equation (1) is for calculating the detection lower limit LD,
The concentration of C X is to be detected element, N P is the measured fluorescence X
Of line spectrum (FIG. 8), the peak value (signal intensity) to be detected element, N B is the background value. Than this, the peak value N P and background values N B
The difference between the large and more background value N B is small, it can be seen that the detection limit LD decreases.

【0006】しかし、X線フィルタを最適な厚さとする
には、複数種類の厚さのX線フィルタを用意し、蛍光X
線分析装置の真空系におかれているX線フィルタを、該
真空系を一旦大気圧に戻してから他のX線フィルタに交
換し、再び真空に戻してからS/N比を求めて比較する
という作業を何回か繰り返さなければならず、非常に面
倒である。
However, in order to make the X-ray filter have an optimum thickness, X-ray filters having a plurality of thicknesses are prepared and the fluorescent X-ray filter is used.
The X-ray filter in the vacuum system of the X-ray analyzer is replaced with another X-ray filter after the vacuum system is once returned to the atmospheric pressure, and the S / N ratio is calculated after returning to the vacuum again. You have to repeat the task several times, which is very troublesome.

【0007】このような作業を簡略化するために、回転
自在な円盤に、厚さの異なる複数のX線フィルタを取り
付けて、該円盤を回転することによりX線フィルタの厚
さを変更する方法が考案されている。
In order to simplify such operations, a method of attaching a plurality of X-ray filters having different thicknesses to a rotatable disk and changing the thickness of the X-ray filter by rotating the disk is described. Has been devised.

【0008】[0008]

【発明が解決しようとする課題】前記方法によれば、X
線フィルタを交換するために、蛍光X線分析装置の真空
系を大気圧に戻す必要がなくなり、交換作業が容易なも
のとなるが、円盤及びその駆動源を前記真空系におく必
要があるので、装置全体の大きさを考慮すると、円盤の
大きさは限定的なものになり、例えば、直径が約5セン
チメートルの円盤に4種類のX線フィルタを装着する程
度のものとなる。このため、各X線フィルタの厚さも限
られており、ある試料を分析する際に、装着された4種
類のX線フィルタ中に最適な厚さのものが含まれている
とは限らない。すなわち、必ずしも最適なS/N比を実
現することができず、検出下限の向上も限定的なものに
なるという問題があった。
According to the above method, X
In order to replace the line filter, it is not necessary to return the vacuum system of the X-ray fluorescence analyzer to the atmospheric pressure, and the replacement operation becomes easy. However, since the disk and its driving source need to be placed in the vacuum system. Considering the size of the entire apparatus, the size of the disk is limited, for example, such that four types of X-ray filters are mounted on a disk having a diameter of about 5 cm. For this reason, the thickness of each X-ray filter is also limited, and when analyzing a certain sample, the four types of mounted X-ray filters do not always include those having the optimum thickness. That is, there is a problem that an optimum S / N ratio cannot always be realized, and the improvement of the detection lower limit is also limited.

【0009】本発明は、これらの点に鑑みてなされたも
のであり、容易に微小な厚さ変更を行うことができるX
線フィルタ、及び蛍光X線分析装置を提供することを目
的とする。
[0009] The present invention has been made in view of these points, and the present invention provides an X-type device that can easily change a minute thickness.
It is an object to provide a line filter and a fluorescent X-ray analyzer.

【0010】[0010]

【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
になされた本発明の請求項1に係るX線フィルタは、所
定のX線吸収端を有する材質からなるX線フィルタにお
いて、X線フィルタのX線透過部の厚さを、段階的に変
化させたものである。
According to a first aspect of the present invention, there is provided an X-ray filter comprising a material having a predetermined X-ray absorption edge. The thickness of the X-ray transmitting portion is changed stepwise.

【0011】また、本発明の請求項2に係るX線フィル
タは、所定のX線吸収端を有する材質からなるX線フィ
ルタにおいて、X線フィルタのX線透過部の厚さを、連
続的に変化させたものである。
According to a second aspect of the present invention, there is provided an X-ray filter made of a material having a predetermined X-ray absorption end, wherein the thickness of the X-ray transmitting portion of the X-ray filter is continuously reduced. It has been changed.

【0012】また、本発明(請求項3)は、請求項1に
記載のX線フィルタにおいて、前記X線透過部の1段当
りの厚さ変化が、5マイクロメートルから100マイク
ロメートルの範囲内のものである。
Further, according to the present invention (claim 3), in the X-ray filter according to claim 1, the change in thickness of the X-ray transmitting portion per step is in a range of 5 micrometers to 100 micrometers. belongs to.

【0013】また、本発明の請求項4に係る蛍光X線分
析装置は、試料にX線を照射するためのX線源と、試料
から発生する蛍光X線を検出する検出器とを具備してな
る蛍光X線分析装置において、前記X線源から試料まで
の光路に、請求項1又は請求項2に記載のX線フィルタ
が、該光路に対してX線透過部の厚さが変化するように
相対移動可能に設けられものである。
According to a fourth aspect of the present invention, there is provided an X-ray fluorescence analyzer comprising: an X-ray source for irradiating a sample with X-rays; and a detector for detecting X-ray fluorescence generated from the sample. An X-ray fluorescence analyzer according to claim 1, wherein the X-ray filter according to claim 1 or 2 has an optical path from the X-ray source to the sample, wherein the thickness of the X-ray transmitting portion changes with respect to the optical path. As described above.

【0014】[0014]

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態に係る
蛍光X線分析装置100を、図面に基づいて具体的に説
明する。図1に示すように、本蛍光X線分析装置100
は、エネルギー分散型の全反射蛍光X線分析装置であっ
て、シンクロトロン(SR)放射源101と、SR放射
源101から発生された連続光1を絞るスリット102
と、該連続光1を準単色化して試料Sに照射すべきX線
2とするシリコン製のX線フィルタ103と、試料Sか
ら発生する蛍光X線3を検出する検出器104とを具備
するものである。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, an X-ray fluorescence analyzer 100 according to an embodiment of the present invention will be specifically described with reference to the drawings. As shown in FIG. 1, the present X-ray fluorescence analyzer 100
Is a synchrotron (SR) radiation source 101 and a slit 102 for narrowing the continuous light 1 generated from the SR radiation source 101.
A silicon X-ray filter 103 that converts the continuous light 1 into a quasi-monochromatic X-ray 2 to be irradiated on the sample S, and a detector 104 that detects fluorescent X-rays 3 generated from the sample S. Things.

【0015】SR放射源101は、電子蓄積リングにお
いて、高エネルギー電子を磁場により曲げ、その接線方
向に生じた広領域の連続光1を放射するものであり、ま
た、検出器104は、半導体検出器(SSD)である。
なお、SR放射源101からSSD104までの光路は
真空系におかれている。
The SR radiation source 101 bends high-energy electrons by a magnetic field in the electron storage ring and emits continuous light 1 in a wide area generated in a tangential direction of the electron storage ring. (SSD).
The optical path from the SR radiation source 101 to the SSD 104 is in a vacuum system.

【0016】X線フィルタ103は、図2(a)に示すよ
うに、約30mm四方、厚さ400μmのシリコン基板
30の中央に階段状の凹欠部(X線透過部)31が形成
されてなるものであり、該凹欠部31は、図2(b)に示
すように、8段の階段状に凹欠されており、1段の幅が
約1.2mm、最も薄い部分の厚さが40μm、1段当
りの厚さ変化は、20μmから100μmの範囲内のも
のである。
As shown in FIG. 2A, the X-ray filter 103 has a stepped concave portion (X-ray transmitting portion) 31 formed at the center of a silicon substrate 30 of about 30 mm square and 400 μm thick. As shown in FIG. 2 (b), the concave notch 31 is concavely notched in eight steps, the width of one step is about 1.2 mm, and the thickness of the thinnest part. Is 40 μm, and the thickness change per step is in the range of 20 μm to 100 μm.

【0017】なお、X線フィルタ103の凹欠部31の
厚さの範囲は、該X線フィルタに透過させるX線の強度
等により異なり、特に限定されるものではないが、本実
施の形態のように、臨界エネルギーが844eVのSR
放射源101を用いる場合には、5μmから400μm
の範囲内とすることが好適である。X線フィルタ103
の厚さが400μm以上となると、K吸収端付近のX線
強度が小さくなり、所望の感度増加が実現できない。
The range of the thickness of the concave portion 31 of the X-ray filter 103 depends on the intensity of the X-ray transmitted through the X-ray filter and is not particularly limited. Thus, the SR of critical energy 844 eV
When using the radiation source 101, 5 μm to 400 μm
Is preferably within the range. X-ray filter 103
When the thickness is more than 400 μm, the X-ray intensity near the K-absorption edge decreases, and a desired increase in sensitivity cannot be realized.

【0018】また、凹欠部31の段数も8段に限られる
ものではなく任意に設定すればよいが、K吸収端付近の
X線強度が所望の間隔で均等に分割されるように、凹欠
部31の段数、及び1段当りの厚さ変化を設定すること
が好ましい。さらに、X線を透過させる前記凹欠部31
を設けるべき位置は、X線フィルタ103の中央に限定
されるものではなく、下端付近等、任意の位置に設ける
ことができる。
The number of recesses 31 is not limited to eight, and may be set arbitrarily. However, the number of recesses 31 is set so that the X-ray intensity near the K-absorption edge is evenly divided at desired intervals. It is preferable to set the number of steps of the notch 31 and the change in thickness per step. Further, the concave notch 31 for transmitting X-rays
Is not limited to the center of the X-ray filter 103, but may be provided at an arbitrary position such as near the lower end.

【0019】前記X線フィルタ103は、スリット10
3により絞られた連続光1の光路が凹欠部(X線透過
部)31を透過するように設けられており、図3に示す
ように、枠体32に凹欠部31の各段が横方向となるよ
うに固定され、該枠体32が真空系の外側に設けられた
調整つまみ33で上下方向に移動できるものとなってい
る。これにより、真空系におかれたX線フィルタ103
を、連続光1に対して、その厚さが変化するように移動
できるものとなっている。
The X-ray filter 103 has a slit 10
3, the optical path of the continuous light 1 is provided so as to transmit through the concave portion (X-ray transmitting portion) 31. As shown in FIG. The frame 32 is fixed to be in the horizontal direction, and the frame 32 can be moved up and down by an adjustment knob 33 provided outside the vacuum system. Thus, the X-ray filter 103 placed in a vacuum system
Can be moved with respect to the continuous light 1 such that its thickness changes.

【0020】なお、本発明は、連続光1に対してX線フ
ィルタ103の厚さが変化するように相対的に移動可能
な他の構成をも含むものである。例えば、モータ等の駆
動源によりX線フィルタ103を連続光1に対して移動
させるものとしてもよいし、また、X線フィルタ103
を固定し、SR放射源101を周知な移動手段により移
動させるものとしてもよい。
Note that the present invention also includes another configuration that can be relatively moved with respect to the continuous light 1 so that the thickness of the X-ray filter 103 changes. For example, the X-ray filter 103 may be moved with respect to the continuous light 1 by a driving source such as a motor, or the X-ray filter 103 may be moved.
May be fixed, and the SR radiation source 101 may be moved by well-known moving means.

【0021】図4に示すように、本実施の形態における
SR放射源101から発生する連続光1の臨界エネルギ
ーは844eVであり、シリコン製のX線フィルタ10
3により準単色化されて、約10keVのところにX線
強度のピークがあるX線2となる。なお、図4は、X線
フィルタ103の厚さが380μmのものを示してい
る。
As shown in FIG. 4, the critical energy of continuous light 1 generated from SR radiation source 101 in the present embodiment is 844 eV, and X-ray filter 10 made of silicon is used.
3 is quasi-monochromatic, and becomes X-ray 2 having an X-ray intensity peak at about 10 keV. FIG. 4 shows the X-ray filter 103 having a thickness of 380 μm.

【0022】蛍光X線分析では、分析目的の元素のK吸
収端よりも高エネルギーのX線を用いないと分析を行う
ことができない。また、元素の励起は、その元素特有の
K吸収端に近い高エネルギー側に強度のピークを有する
X線で励起するほど励起効率が高い。例えば、カルシウ
ム(K吸収端=4.038keV)を分析する場合に、
ピークが5keVのX線で励起した方がピークが6ke
VのX線で励起するよりも高感度で分析できる。したが
って、前記X線2は、ナトリウム(K吸収端=1.08
keV)等の軽元素に対してかなり分析条件が悪いもの
となる。
In X-ray fluorescence analysis, analysis cannot be performed unless X-rays having a higher energy than the K absorption edge of the element to be analyzed are used. In addition, the excitation efficiency of an element is higher as the X-ray having an intensity peak on the high energy side near the K absorption edge peculiar to the element is excited. For example, when analyzing calcium (K absorption edge = 4.038 keV),
When the peak is excited by 5 keV X-ray, the peak becomes 6 keV
Analysis can be performed with higher sensitivity than when excited by V X-rays. Therefore, the X-ray 2 is sodium (K absorption edge = 1.08)
The analysis conditions are considerably poor for light elements such as keV).

【0023】一方、X線フィルタ103を移動させて連
続光1を透過させる凹欠部31の厚さを薄くすることに
より、図5に示すように、前記X線2に含まれるシリコ
ンのK吸収端(1.838keV)付近のX線強度は大
きくなる。したがって、前記K吸収端よりも小さなK吸
収端をもつ元素、例えばナトリウム、マグネシウム(K
吸収端=1.303keV)、アルミニウム(K吸収端
=1.559keV)に対してS/N比が最大となるよ
うに調整されたX線2が試料Sに照射され、軽元素の検
出下限が向上する。
On the other hand, by moving the X-ray filter 103 to reduce the thickness of the concave portion 31 for transmitting the continuous light 1, as shown in FIG. The X-ray intensity near the end (1.838 keV) increases. Therefore, an element having a K absorption edge smaller than the K absorption edge, for example, sodium, magnesium (K
The sample S is irradiated with X-rays 2 adjusted so that the S / N ratio is maximized with respect to the absorption edge = 1.303 keV) and aluminum (K absorption edge = 1.559 keV). improves.

【0024】このように、本実施の形態に係る蛍光分析
装置100によれば、厚さを段階的に変化させた凹欠部
31を有するX線フィルタ103を備え、連続光1を透
過させるX線フィルタ103の厚さを容易かつ段階的に
変化させることにより、試料Sに照射するX線2の強度
が段階的に変化されて、S/N比が最大となるような最
適な強度のX線2を得ることができ、軽元素の検出下限
が向上される。
As described above, according to the fluorescence analyzer 100 according to the present embodiment, the X-ray filter 103 having the concave notch 31 whose thickness is changed stepwise is provided, and the X-ray filter 103 transmitting the continuous light 1 is provided. By changing the thickness of the line filter 103 easily and stepwise, the intensity of the X-rays 2 irradiating the sample S is changed stepwise, and the X-ray having the optimum intensity to maximize the S / N ratio is obtained. Line 2 can be obtained, and the detection limit of light elements can be improved.

【0025】以下、前記実施の形態に変形例について図
面に基づいて説明する。本変形例は、前記X線フィルタ
103に代えて、図6に示すような、X線フィルタ10
3aを用いるものであり、蛍光X線分析装置のその他の
構成は、前記実施の形態と同様である。
Hereinafter, modifications of the above embodiment will be described with reference to the drawings. In the present modification, an X-ray filter 10 as shown in FIG.
3a, and the other configuration of the X-ray fluorescence analyzer is the same as that of the above embodiment.

【0026】前記X線フィルタ103aは、図に示すよ
うに、シリコン基板30の中央に、厚さが400μmか
ら40μmまで連続的に変化させたスロープ状の凹欠部
31aが形成されてなるものである。なお、X線フィル
タ103aも前記実施の形態と同様に、スリット103
により絞られた連続光1の光路が凹欠部31aを透過す
るように設けられており、該連続光1に対して、その厚
さが変化するように移動できるものとなっている。
As shown in the figure, the X-ray filter 103a is formed by forming a slope-shaped concave portion 31a having a thickness continuously changed from 400 μm to 40 μm in the center of a silicon substrate 30. is there. Note that the X-ray filter 103a also has a slit
The optical path of the continuous light 1 is provided so as to pass through the concave notch 31a, and can be moved with respect to the continuous light 1 such that its thickness changes.

【0027】このように、本変形例によれば、連続光1
を透過させるX線フィルタ103aの厚さを容易かつ連
続的に変化できるので、試料Sに照射するX線2の強度
が連続的に変化されて、S/N比が最大となるような最
適な強度のX線2を得ることができ、軽元素の検出下限
が向上される。
As described above, according to this modification, the continuous light 1
Since the thickness of the X-ray filter 103a that transmits X-rays can be changed easily and continuously, the intensity of the X-rays 2 irradiating the sample S is continuously changed, so that the S / N ratio is maximized. Intense X-rays 2 can be obtained, and the lower limit of detection of light elements can be improved.

【0028】なお、前記実施の形態及び変形例では、凹
欠部31、31aの厚さは、その端部から一方向に向か
って階段状又はスロープ状に薄くなるようにしたが、凹
欠部の形状はこれに限定されるものではなく、例えば、
両端部から中央に向かって階段状又はスロープ状に薄く
なるような形状のものとしてもよい。
In the above-described embodiment and the modified example, the thickness of the concave notches 31 and 31a is reduced in a step shape or a slope from one end thereof in one direction. The shape of is not limited to this, for example,
The shape may be such that it becomes thinner in a step-like or slope-like manner from both ends toward the center.

【0029】また、前記実施の形態及び変形例で示した
シリコン製のX線フィルタに加えて、同様の構造のチタ
ン(K吸収端=4.964keV)製、及び、アルミニ
ウム製のX線フィルタを直列に並べ、分析目的の元素に
よって前記3種のX線フィルタから使用すべきX線フィ
ルタを選択するようにしてもよい。これにより、チタン
製のX線フィルタを用いる場合にはカルシウム、カリウ
ム、塩素、硫黄、リン、及びシリコンの検出下限が向上
され、アルミニウム製のX線フィルタを用いる場合には
マグネシウム、ナトリウム、及びフッ素の検出下限が向
上される。
Further, in addition to the silicon X-ray filters shown in the above-described embodiment and modified examples, titanium (K absorption edge = 4.964 keV) and aluminum X-ray filters having the same structure are used. An X-ray filter to be used may be arranged in series and an X-ray filter to be used is selected from the three types of X-ray filters according to an element to be analyzed. As a result, the detection lower limit of calcium, potassium, chlorine, sulfur, phosphorus, and silicon is improved when using a titanium X-ray filter, and magnesium, sodium, and fluorine are used when using an aluminum X-ray filter. Is improved.

【0030】また、前記実施の形態及び変形例において
は、SR放射源を準単色化して試料に照射するX線とす
る蛍光X線分析装置について説明したが、その他の構成
の蛍光X線分析装置、例えば、管球からの1次X線を適
当なターゲットにより2次X線として試料に照射するよ
うな蛍光X線分析装置においても、前記X線フィルタ1
03、103aを用い、同様の効果を得ることができ
る。
Further, in the above-described embodiment and the modified examples, the description has been given of the fluorescent X-ray analyzer which converts the SR radiation source into quasi-monochromatic X-rays for irradiating the sample. For example, even in a fluorescent X-ray analyzer that irradiates a sample with primary X-rays from a tube as secondary X-rays using an appropriate target, the X-ray filter 1
03, 103a, the same effect can be obtained.

【0031】[0031]

【実施例】(X線フィルタの作製)400μmの厚さの
シリコン基板に、ニッケル/クロムを真空蒸着した後、
レジストを塗布した。該シリコン基板を、露光、現像し
た後、蒸着したニッケル/クロムをエッチングし、さら
にレジストを除去して、シリコンエッチングを行い、凹
欠部の1段を作製した。この操作を繰り返して8段階の
凹欠部を作製した後、残存するニッケル及びクロムを除
去し、洗浄、乾燥して、厚さが8段階に変化するX線フ
ィルタを得た。前記凹欠部の各段の厚さの実測値は、3
70μm、345μm、305μm、269μm、23
8μm、188μm、134μm、42μmであり、1
段当りの幅は約1.2mmであった。なお、対象には厚
さ380μmの板状のX線フィルタを用いた。
EXAMPLE (Preparation of X-ray filter) After nickel / chromium was vacuum-deposited on a silicon substrate having a thickness of 400 μm,
A resist was applied. After exposing and developing the silicon substrate, the deposited nickel / chromium was etched, the resist was further removed, and silicon etching was performed to form one step of a concave notch. This operation was repeated to form an eight-step concave portion, and the remaining nickel and chromium were removed, washed, and dried to obtain an X-ray filter having a thickness changing to eight steps. The measured value of the thickness of each step of the recess is 3
70 μm, 345 μm, 305 μm, 269 μm, 23
8 μm, 188 μm, 134 μm, 42 μm,
The width per step was about 1.2 mm. Note that a plate-shaped X-ray filter having a thickness of 380 μm was used as an object.

【0032】(測定試料と測定条件)ナトリウムを10
0ng/ml、アルミニウムを50ng/ml、及びマ
グネシウムを各50ng/ml含む水溶液標準試料を3
0μl、シリコンウエハ(30×30mm)上に滴下
して乾燥させたものを試料として用いた。測定は全反射
モードで行い、入射X線の視射角を1mrad近傍に設
定し、X線フィルタの厚さとスリット幅(0.9mm、
0.65mm、0.4mm、0.25mm)を各々変化
させて測定した。試料室内の雰囲気は、約2×10−3
Torrで、測定時間は500sである。
(Measurement Sample and Measurement Conditions)
0 ng / ml, 50 ng / ml of aluminum, and 50 ng / ml of magnesium in each of three aqueous standard samples.
A sample of 0 μl, which was dropped on a silicon wafer (30 × 30 mm 2 ) and dried, was used as a sample. The measurement was performed in the total reflection mode, the incident angle of the incident X-ray was set near 1 mrad, the thickness of the X-ray filter and the slit width (0.9 mm,
(0.65 mm, 0.4 mm, 0.25 mm). The atmosphere in the sample chamber is about 2 × 10 −3.
At Torr, the measurement time is 500 s.

【0033】(測定結果)図7(a)は、X線フィルタの
厚さを最適にして得られた蛍光X線スペクトルである。
これに対し、図7(b)は、厚さが380μm均一のX線
フィルタを用いた場合の蛍光X線スペクトルである。図
に示すように、本実施例に係るX線フィルタを用いた場
合には明らかに増感効果がみられ、式(1)により算出
される検出下限(LD)は、ナトリウムで5倍、マグネ
シウムで4倍、アルミニウムで2倍となった。なお、図
7(b)に示した比較例の試料は、ナトリウムを50ng
/ml、アルミニウムを50ng/ml、及びマグネシ
ウムを各50ng/ml含む水溶液標準試料を30μ
l、シリコンウエハ(30×30mm)上に滴下して
乾燥させたものである。
(Measurement Results) FIG. 7A is a fluorescent X-ray spectrum obtained by optimizing the thickness of the X-ray filter.
On the other hand, FIG. 7B shows a fluorescent X-ray spectrum when an X-ray filter having a uniform thickness of 380 μm is used. As shown in the figure, when the X-ray filter according to the present example was used, a sensitizing effect was clearly observed, and the lower limit of detection (LD) calculated by equation (1) was 5 times for sodium and 5% for magnesium. 4 times, and aluminum twice. Note that the sample of the comparative example shown in FIG.
/ Ml, 50 ng / ml of aluminum, and 50 ng / ml of magnesium, each of which is 30 µ
1, which was dropped on a silicon wafer (30 × 30 mm 2 ) and dried.

【0034】[0034]

【発明の効果】以上説明したように、本発明に係るX線
フィルタによれば、所定のX線吸収端を有する材質から
なるX線フィルタにおいて、X線フィルタのX線透過部
の厚さを、段階的に変化させたものとしたので、X線の
光路に対して前記X線透過部を相対的に移動させること
により、該X線が通過するX線フィルタの厚さを容易か
つ段階的に変化させることができる。
As described above, according to the X-ray filter of the present invention, in the X-ray filter made of a material having a predetermined X-ray absorption edge, the thickness of the X-ray transmitting portion of the X-ray filter is reduced. The thickness of the X-ray filter through which the X-rays pass can be easily and gradually changed by moving the X-ray transmitting portion relatively with respect to the optical path of the X-rays. Can be changed to

【0035】また、本発明に係るX線フィルタによれ
ば、所定のX線吸収端を有する材質からなるX線フィル
タにおいて、X線フィルタのX線透過部の厚さが、連続
的に変化させたものとしたので、X線の光路に対して前
記X線透過部を相対的に移動させることにより、該X線
が通過するX線フィルタの厚さを容易かつ連続的に変化
させることができる。
According to the X-ray filter of the present invention, in the X-ray filter made of a material having a predetermined X-ray absorption end, the thickness of the X-ray transmitting portion of the X-ray filter is continuously changed. Therefore, the thickness of the X-ray filter through which the X-ray passes can be easily and continuously changed by relatively moving the X-ray transmitting portion with respect to the optical path of the X-ray. .

【0036】また、本発明に係る蛍光X線分析装置によ
れば、試料にX線を照射するためのX線源と、試料から
発生する蛍光X線を検出する検出器とを具備してなる蛍
光X線分析装置において、前記X線源から試料までの光
路に、前記X線フィルタが、該光路に対してX線透過部
の厚さが変化するように相対移動可能に設けられものと
したので、X線を透過させるX線フィルタの厚さを容易
かつ段階的に変化させることにより、試料に照射するX
線の強度を段階的に変化させて、S/N比が最大となる
ような最適な強度のX線を得ることができる。これによ
り、蛍光X線分析装置の軽元素の検出下限が向上され
る。
The X-ray fluorescence analyzer according to the present invention comprises an X-ray source for irradiating a sample with X-rays, and a detector for detecting X-ray fluorescence generated from the sample. In the X-ray fluorescence spectrometer, the X-ray filter is provided in an optical path from the X-ray source to the sample so as to be relatively movable with respect to the optical path so that the thickness of the X-ray transmitting portion changes. Therefore, by changing the thickness of the X-ray filter that transmits X-rays easily and stepwise, X-
By changing the intensity of the line in a stepwise manner, it is possible to obtain an X-ray having an optimum intensity so that the S / N ratio becomes maximum. Thereby, the detection lower limit of the light element of the X-ray fluorescence analyzer is improved.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の実施の形態に係る蛍光X線分析装置1
00の構成を示す模式図である。
FIG. 1 is an X-ray fluorescence analyzer 1 according to an embodiment of the present invention.
It is a schematic diagram which shows the structure of 00.

【図2】X線フィルタ103の構成を示す正面図及び断
面図である。
FIGS. 2A and 2B are a front view and a cross-sectional view illustrating a configuration of an X-ray filter 103. FIGS.

【図3】枠体32に固定されたX線フィルタ103の外
観構成を示す概略斜視図である。
FIG. 3 is a schematic perspective view showing an external configuration of an X-ray filter 103 fixed to a frame 32.

【図4】X線フィルタを透過させたSRスペクトルを表
す図である。
FIG. 4 is a diagram illustrating an SR spectrum transmitted through an X-ray filter.

【図5】X線フィルタの厚さとSRスペクトルの関係を
表す図である。
FIG. 5 is a diagram illustrating a relationship between a thickness of an X-ray filter and an SR spectrum.

【図6】X線フィルタ103aの構成を示す正面図及び
断面図である。
FIG. 6 is a front view and a cross-sectional view illustrating a configuration of an X-ray filter 103a.

【図7】実施例で得られた蛍光X線スペクトルを表す図
である。
FIG. 7 is a diagram showing a fluorescent X-ray spectrum obtained in an example.

【図8】シグナル強度とバックグラウンド強度を示す図
である。
FIG. 8 is a diagram showing signal intensity and background intensity.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

100 蛍光X線分析装置 101 SR放射源 103 X線フィルタ 104 SSD 2 X線 3 蛍光X線 31 凹欠部 REFERENCE SIGNS LIST 100 X-ray fluorescence analyzer 101 SR radiation source 103 X-ray filter 104 SSD 2 X-ray 3 X-ray fluorescence 31 Concave portion

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 鳥山 寿之 滋賀県草津市野路東1−1−1 立命館大 学 びわこ・くさつキャンパス 理工学部 内 (72)発明者 白石 晴樹 滋賀県草津市野路東1−1−1 立命館大 学 びわこ・くさつキャンパス 理工学部 内 (72)発明者 早川 慎二郎 広島県東広島市鏡山一丁目4−1 広島大 学 工学部内 Fターム(参考) 2G001 AA01 AA09 BA04 BA11 BA13 CA01 EA06 EA20 FA09 JA01 JA11 JA14 KA01 LA02 NA04 NA05 NA06 NA07 NA09 NA15 NA16 NA17 RA04  ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuing from the front page (72) Inventor Toshiyuki Toriyama 1-1-1, Nojihigashi, Kusatsu-shi, Shiga Ritsumeikan University Inside the Faculty of Science and Engineering (72) Inventor Haruki Haruki Shiraishi 1, Nojihigashi-1, Kusatsu-shi, Shiga 1-1 Ritsumeikan University Biwako / Kusatsu Campus Faculty of Science and Technology (72) Inventor Shinjiro Hayakawa 1-4-1 Kagamiyama, Higashihiroshima-shi, Hiroshima F-term Hiroshima University Faculty of Engineering F-term (reference) 2G001 AA01 AA09 BA04 BA11 BA13 CA01 EA06 EA20 FA09 JA01 JA11 JA14 KA01 LA02 NA04 NA05 NA06 NA07 NA09 NA15 NA16 NA17 RA04

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 所定のX線吸収端を有する材質からなる
X線フィルタにおいて、 X線フィルタのX線透過部の厚さを、段階的に変化させ
たものであることを特徴とするX線フィルタ。
1. An X-ray filter comprising a material having a predetermined X-ray absorption edge, wherein the thickness of an X-ray transmitting portion of the X-ray filter is changed stepwise. filter.
【請求項2】 所定のX線吸収端を有する材質からなる
X線フィルタにおいて、 X線フィルタのX線透過部の厚さを、連続的に変化させ
たものであることを特徴とするX線フィルタ。
2. An X-ray filter comprising a material having a predetermined X-ray absorption edge, wherein the thickness of an X-ray transmitting portion of the X-ray filter is continuously changed. filter.
【請求項3】 前記X線透過部の1段当りの厚さ変化
は、5マイクロメートルから100マイクロメートルの
範囲内であることを特徴とする請求項1に記載のX線フ
ィルタ。
3. The X-ray filter according to claim 1, wherein a change in thickness of the X-ray transmitting portion per one step is in a range of 5 μm to 100 μm.
【請求項4】 試料にX線を照射するためのX線源と、
試料から発生する蛍光X線を検出する検出器とを具備し
てなる蛍光X線分析装置において、 前記X線源から試料までの光路に、請求項1又は請求項
2に記載のX線フィルタが、該光路に対してX線透過部
の厚さが変化するように相対移動可能に設けられたこと
を特徴とする蛍光X線分析装置。
4. An X-ray source for irradiating a sample with X-rays,
An X-ray fluorescence analyzer comprising: a detector for detecting X-ray fluorescence generated from a sample. The X-ray filter according to claim 1 or 2, wherein an X-ray filter according to claim 1 or 2 is provided in an optical path from the X-ray source to the sample. An X-ray fluorescence analyzer provided so as to be relatively movable with respect to the optical path so that the thickness of the X-ray transmitting portion changes.
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Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004198326A (en) * 2002-12-19 2004-07-15 Asahi Breweries Ltd Method for determining interfusion time of insect in food
JP2007513336A (en) * 2003-11-24 2007-05-24 パスポート システムズ, インク. Adaptive scanning of materials using nuclear resonance fluorescence imaging
JP2007523341A (en) * 2004-02-20 2007-08-16 コーニンクレッカ フィリップス エレクトロニクス エヌ ヴィ Apparatus and method for mapping X-ray fluorescence marker distribution
JP2008002951A (en) * 2006-06-22 2008-01-10 Sii Nanotechnology Inc Energy dispersion type radiation detection system, and content measuring method of object element
US8180019B2 (en) 2003-11-24 2012-05-15 Passport Systems, Inc. Methods and systems for computer tomography of nuclear isotopes using nuclear resonance fluorescence
CN104576432A (en) * 2013-10-16 2015-04-29 三星电子株式会社 X-ray system, semiconductor package, and tray having x-ray absorption filter
WO2020008727A1 (en) * 2018-07-04 2020-01-09 株式会社リガク Luminescent x-ray analysis device

Cited By (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004198326A (en) * 2002-12-19 2004-07-15 Asahi Breweries Ltd Method for determining interfusion time of insect in food
US8259900B1 (en) 2003-11-24 2012-09-04 Passport Systems, Inc. Adaptive scanning of materials using nuclear resonance fluorescence imaging
JP2007513336A (en) * 2003-11-24 2007-05-24 パスポート システムズ, インク. Adaptive scanning of materials using nuclear resonance fluorescence imaging
JP4906512B2 (en) * 2003-11-24 2012-03-28 パスポート システムズ, インク. Adaptive scanning of materials using nuclear resonance fluorescence imaging
US8180019B2 (en) 2003-11-24 2012-05-15 Passport Systems, Inc. Methods and systems for computer tomography of nuclear isotopes using nuclear resonance fluorescence
JP2007523341A (en) * 2004-02-20 2007-08-16 コーニンクレッカ フィリップス エレクトロニクス エヌ ヴィ Apparatus and method for mapping X-ray fluorescence marker distribution
JP4825687B2 (en) * 2004-02-20 2011-11-30 コーニンクレッカ フィリップス エレクトロニクス エヌ ヴィ Apparatus and method for mapping X-ray fluorescence marker distribution
JP2008002951A (en) * 2006-06-22 2008-01-10 Sii Nanotechnology Inc Energy dispersion type radiation detection system, and content measuring method of object element
CN104576432A (en) * 2013-10-16 2015-04-29 三星电子株式会社 X-ray system, semiconductor package, and tray having x-ray absorption filter
US11217495B2 (en) 2013-10-16 2022-01-04 Samsung Electronics Co., Ltd. X-ray system, semiconductor package, and tray having X-ray absorption filter
WO2020008727A1 (en) * 2018-07-04 2020-01-09 株式会社リガク Luminescent x-ray analysis device
US11733185B2 (en) 2018-07-04 2023-08-22 Rigaku Corporation Fluorescent X-ray analysis apparatus comprising a plurality of X-ray detectors and an X-ray irradiation unit including a multi-wavelength mirror
IL279576B1 (en) * 2018-07-04 2024-05-01 Rigaku Denki Co Ltd Luminescent X-Ray Analysis Device

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