JP2005128013A - Fluorescence x-ray analyzing method and fluoroscence x-ray analyzer - Google Patents

Fluorescence x-ray analyzing method and fluoroscence x-ray analyzer Download PDF

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  • Analysing Materials By The Use Of Radiation (AREA)

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a fluorescence X-ray analyzing method capable of rapidly analyzing/evaluating a plurality of the samples formed on one substrate by a fluorescence X-ray method and capable of analyzing all of the samples accumulated on the substrate under the same condition at the same time, and an fluoroscence X-ray analyzer. <P>SOLUTION: The surface of the substrate, on which a plurality of samples are formed, is irradiated with X-rays at an incident angle θ from a value satisfying the formula (I): tanθ=h/i (wherein h is the height from the substrate of the samples and l is the distance between the samples measured along a vector wherein an incident X-ray vector is projected on the surface of the substrate) to a value satisfying the formula (II):H=L sinθ+h cosθ (wherein H is the beam width of incident X-rays, L is the distance between the lowermost part of the sample present on the most upstream side to the downstream end part of the sample present on the most downstream side and h is the height from the substrate of the sample) and the fluorescence X-rays generated from the respective sample regions are simultaneously detected by a detection means constituted by gathering at least individual detection parts aimed at the respective sample regions. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

この出願の発明は、蛍光X線分析方法とそのための装置に関するものである。さらに詳しくは、この出願の発明は、一つの基板上に形成された複数の試料、例えば、コンビナトリアル材料合成法により基板上に合成または調製された無機化合物、半導体、金属等のコンビナトリアル試料を蛍光X線法により分析するための方法であって、異なる試料領域から発せられる蛍光X線を同時に検出し、該試料領域について、同時に構造や組成の分析を行うことを可能にする分析方法と、そのための装置に関するものである。   The invention of this application relates to a fluorescent X-ray analysis method and an apparatus therefor. More specifically, the invention of this application relates to a plurality of samples formed on one substrate, for example, combinatorial samples of inorganic compounds, semiconductors, metals, etc. synthesized or prepared on a substrate by a combinatorial material synthesis method. An analysis method for analyzing by the X-ray method, wherein fluorescent X-rays emitted from different sample regions can be detected at the same time, and the structure and composition of the sample regions can be analyzed at the same time. It relates to the device.

近年、電子デバイスに用いる半導体材料や無機酸化物などの開発において、有用な新規物質・材料の探索を効率的に行うために、コンビナトリアル材料合成法が盛んに行われている。これは、一枚の微小基板上に組成、温度など合成条件の異なる物質(試料)を並行して同時に合成し、その中から必要とする材料や特性の優れた物質を拾い出す手法であり、今後の発展が期待されている。このようなコンビナトリアル材料合成法としては、具体的には、複数種の原料の供給と基板上でのマスクの移動とを制御しながらコンビナトリアル材料を作製し、組成傾斜をつけた多元系試料を合成する方法などが例示される。   In recent years, in the development of semiconductor materials and inorganic oxides used in electronic devices, combinatorial material synthesis methods have been actively performed in order to efficiently search for useful new substances and materials. This is a method of simultaneously synthesizing substances (samples) with different synthesis conditions such as composition and temperature on a single micro substrate in parallel, and picking out necessary materials and substances with excellent characteristics from them, Future development is expected. As such a combinatorial material synthesis method, specifically, a combinatorial material is produced while controlling the supply of multiple types of raw materials and the movement of the mask on the substrate, and a multi-component sample with a composition gradient is synthesized. The method of doing is illustrated.

このようにしてコンビナトリアル材料合成法で合成を行うと、従来に比べ、短時間で、非常に効率的に、多数の合成条件の物質を作製することができる。   When the synthesis is performed by the combinatorial material synthesis method in this way, a substance having a large number of synthesis conditions can be produced in a shorter time and more efficiently than in the past.

しかし、コンビナトリアル材料合成法によって作製された試料も、その評価は依然として従来法により行われており、合成条件の異なる各々の部分について個別に評価しているため、長時間を要するという問題があった。したがって、せっかく高速で合成を行っても評価が追いついていなかったのが実情である。
特開2000−55842 E. D. Isaacs et al., Applied Physics Letters, 1998, Vol. 73, No. 13, 1820-1822 Kenji Sakurai et al., Analytical Chemistry, Vol. 75, 355-359
However, the sample produced by the combinatorial material synthesis method is still evaluated by the conventional method, and each part with different synthesis conditions is individually evaluated, so there is a problem that it takes a long time. . Therefore, the fact is that the evaluation has not caught up even if the synthesis is performed at high speed.
JP 2000-55842 A ED Isaacs et al., Applied Physics Letters, 1998, Vol. 73, No. 13, 1820-1822 Kenji Sakurai et al., Analytical Chemistry, Vol. 75, 355-359

一方、蛍光X線分析法は、物質の組成を解明でき、蛍光XAFS法と呼ばれるX線吸収スペクトルを蛍光X線強度により間接的に測定する手法を用いれば、構成元素の電子状態や局所的原子配列までもがわかることから、材料評価においては非常に重要である。しかし、蛍光X線分析法は、一般に、均一な組成や一様な構造をもつ均質物質について行われることが前提となっており、狭い領域で組成や構造が変化しているような対象にはそのままでは適用できない。   On the other hand, the fluorescent X-ray analysis method can elucidate the composition of a substance, and if an X-ray absorption spectrum called a fluorescent XAFS method is used to indirectly measure the X-ray absorption spectrum by the fluorescent X-ray intensity, Since even the arrangement is known, it is very important in material evaluation. However, X-ray fluorescence analysis is generally premised on homogeneous materials having a uniform composition and structure, and for objects whose composition or structure changes in a narrow area. It cannot be applied as it is.

そこで材料表面の組成分布等を観察する場合には、いわゆる走査型の蛍光X線分析法として、X線ビームや電子ビームを照射し、この照射位置を材料表面に対して走査しながら蛍光X線を観測することによりマッピングする方法が行われてきた。前記のコンビナトリアル試料の蛍光X線を用いた評価についても、シンクロトロン放射光を小さいビームサイズに集光させて基板上の特定の試料部分のみを照射し、分析することが試みられている(例えば、非特許文献1)。   Therefore, when observing the composition distribution on the surface of the material, as a so-called scanning X-ray fluorescence analysis method, an X-ray beam or an electron beam is irradiated, and the X-ray fluorescence is scanned while scanning the irradiation position with respect to the material surface. A mapping method has been performed by observing. Regarding the evaluation of the above-described combinatorial sample using fluorescent X-rays, it is attempted to analyze by irradiating only a specific sample portion on the substrate by focusing synchrotron radiation to a small beam size (for example, Non-Patent Document 1).

しかし、このような走査型蛍光X線分析法では、やはり基板上に形成された複数の試料をすべて評価するには長時間を要し、能率が悪くなるという問題があった。また、時間が
掛かることにより測定条件や環境が変化し、分析条件が変動する恐れがあるという問題もあった。
However, such a scanning X-ray fluorescence analysis method has a problem that it takes a long time to evaluate all of the plurality of samples formed on the substrate, resulting in poor efficiency. There is also a problem that the analysis conditions may change due to changes in measurement conditions and environment due to the time required.

一方、この出願の発明者らは、これまでに、物質表面に存在する元素の位置的な分布を高精度でかつ短時間に撮像、分析できるX線撮像分析方法と装置を提供しており(特許文献1)、試料またはビームを走査することなく蛍光X線のイメージングが実現されることを見出している。しかし、コンビナトリアル材料のように一つの基板上に形成された複数の試料を短時間で同時に測定する方法については、明らかにされていなかったのが実情である。   On the other hand, the inventors of this application have provided an X-ray imaging analysis method and apparatus capable of imaging and analyzing the positional distribution of elements existing on the surface of a substance with high accuracy and in a short time. Patent Document 1) finds that imaging of fluorescent X-rays can be realized without scanning a sample or a beam. However, the actual situation is that the method of simultaneously measuring a plurality of samples formed on one substrate like a combinatorial material in a short time has not been clarified.

そこで、この出願の発明は以上のとおりの事情に鑑み、一つの基板上に形成された複数の試料の蛍光X線法による分析・評価を迅速に行うことが可能で、基板上に集積した全試料を同条件で同時分析できる蛍光X線分析方法と、そのための装置を提供することを課題としている。   Therefore, in view of the circumstances as described above, the invention of this application is capable of promptly analyzing and evaluating a plurality of samples formed on one substrate by the fluorescent X-ray method. It is an object of the present invention to provide a fluorescent X-ray analysis method capable of simultaneously analyzing a sample under the same conditions and an apparatus therefor.

この出願の発明は、上記の課題を解決するものとして、一つの基板上に形成された複数の試料について同時に蛍光X線分析を行う方法であって、複数の試料が形成された基板表面に対し、次式(I)   The invention of this application is a method for simultaneously performing a fluorescent X-ray analysis on a plurality of samples formed on one substrate, in order to solve the above-described problems, and for a substrate surface on which a plurality of samples are formed. And the following formula (I)

(ただし、hは試料の基板からの高さを表し、lは入射X線ベクトルを基板面上に投影したベクトルに沿って測った試料間の距離を表す)
を満たす値以上で、次式(II)
(Where h represents the height of the sample from the substrate, and l represents the distance between the samples measured along the vector obtained by projecting the incident X-ray vector onto the substrate surface)
If the value meets or exceeds the following formula (II)

(ただし、Hは入射X線のビーム幅を示し、Lは最も上流側にある試料の最低部から最も下流側にある試料の下流側端部までの距離を表し、hは試料の基板からの高さを表す)
を満たす値以下の入射角θでX線を照射し、各試料領域から発生した蛍光X線を、少なくとも各試料領域に照準を合わせた個別の検出部が集合して構成される検出手段により同時に検出することを特徴とする蛍光X線分析方法(請求項1)を提供し、X線の入射角θは、基板に対して0.1〜5°とすること(請求項2)や、X線は、単色または狭いエネルギー幅を有し、一つの基板上に形成された複数の試料を構成する元素の吸収端を含むエネルギー領域のものとすること(請求項3)や、一つの基板上に形成された複数の試料を、コンビナトリアル材料合成法により形成されたコンビナトリアル試料とすること(請求項4)や、検出手段は、少なくとも、基板に近接して配置された検出部と、基板と該検出部との間にあり、蛍光X線の角度発散を制限するための角度発散制限手段とから構成されること(請求項5)や、角度発散制限手段は、少なくとも、1つ1つが各試料領域に一対一で照準を合わせている個別のコリメータの集合体により構成されること(請求項6)や、検出部を、一次元または二次元検出器とすること(請求項7)などもその態様として提供する。
(Where H represents the beam width of the incident X-ray, L represents the distance from the lowest part of the sample on the most upstream side to the downstream end of the sample on the most downstream side, and h represents the distance from the substrate of the sample. Represents height)
X-rays are irradiated at an incident angle θ equal to or less than a value satisfying the above, and the fluorescent X-rays generated from each sample region are simultaneously detected by a detection means configured by a collection of individual detection units that are aimed at at least each sample region. An X-ray fluorescence analysis method (Claim 1) is provided, wherein the incident angle θ of X-rays is 0.1 to 5 ° with respect to the substrate (Claim 2). The line has a single color or a narrow energy width and is in an energy region including absorption edges of elements constituting a plurality of samples formed on one substrate (Claim 3), or on one substrate. The plurality of samples formed in the above are used as combinatorial samples formed by a combinatorial material synthesis method (Claim 4), and the detection means includes at least a detection unit disposed near the substrate, a substrate, Fluorescent X-ray angle between detection unit The angle divergence limiting means for limiting the divergence (Claim 5), and the angle divergence limiting means is an individual collimator in which at least each one is aimed one-on-one in each sample region (Aspect 6), and the detection unit is a one-dimensional or two-dimensional detector (Claim 7).

また、この出願の発明は、少なくとも、X線源と、複数の試料が形成された基板を固定
でき、かつX線源からのX線を基板表面に照射する際の入射角と入射方向を調節できる試料台と、各試料領域から発生した蛍光X線を検出できる、各試料領域に照準を合わせた個別の検出部が集合して構成される検出手段を有することを特徴とする蛍光X線分析装置(請求項8)をも提供し、X線源を、単色または狭いエネルギー幅を有し、一つの基板上に形成された複数の試料を構成する元素の吸収端を含むエネルギー領域のX線を照射でき、エネルギー領域を変動させることができるものとすること(請求項9)や、検出手段を、少なくとも、基板に近接して配置された検出部と、基板と該検出部との間にあり、蛍光X線の角度発散を制限するための角度発散制限手段とから構成されるものとすること(請求項10)や、角度発散制限手段は、少なくとも、1つ1つが各試料領域に一対一で照準を合わせている個別のコリメータの集合体により構成されるものとすること(請求項11)や、検出手段を、一次元または二次元検出器とすること(請求項12)などをその態様としている。
The invention of this application can at least fix an X-ray source and a substrate on which a plurality of samples are formed, and adjust an incident angle and an incident direction when irradiating the surface of the substrate with X-rays from the X-ray source. X-ray fluorescence analysis characterized by comprising a sample stage capable of detecting and X-ray fluorescence generated from each sample region, and a detection means configured by a collection of individual detection units aiming at each sample region An apparatus (Claim 8) is also provided, and the X-ray source is an X-ray source in an energy region having a single color or a narrow energy width and including absorption edges of elements constituting a plurality of samples formed on one substrate. And the energy region can be varied (Claim 9), and the detection means is at least between the detection unit disposed close to the substrate and the substrate and the detection unit. Yes, to limit the angular divergence of fluorescent X-rays The angle divergence limiting means is composed of at least one collimator that is aimed at each sample area on a one-to-one basis. (Claim 11), and the detection means is a one-dimensional or two-dimensional detector (Claim 12).

なお、「狭いエネルギー幅のX線」とは、XAFS観察等において十分な分解能のスペクトルが得られるようなエネルギー幅のX線のことであり、たとえば図9のマンガンの例では3d遷移金属のK吸収端におけるXANESやEXAFSの場合は典型的には1〜20keV程度のエネルギー幅である。   The “X-ray with a narrow energy width” means an X-ray with an energy width that can provide a spectrum with sufficient resolution in XAFS observation or the like. For example, in the example of manganese in FIG. In the case of XANES and EXAFS at the absorption edge, the energy width is typically about 1 to 20 keV.

この出願の発明の蛍光X線分析方法では、一つの基板上に形成された複数の試料、例えばコンビナトリアル試料について、同時に、並行して蛍光X線分析を行うことが可能となる。また、基板に対する照射X線の入射角を調整することにより、基板上の広い面積を照射することができると同時に、照射されたX線が試料中に十分な浸入深さをもって入り込むこともでき、試料表面だけでなく、試料低部に存在する元素をも励起して蛍光X線を発生させることが可能となる。また、照射X線に対して、各試料領域が互いの陰にならないように基板を設置すれば、より簡便かつ確実に試料低部に存在する元素を励起して蛍光X線を発生させることができる。また、この出願の発明の蛍光X線分析方法では、X線の光路を妨げることなく、検出手段を試料に近接させることができることから、複数の試料の蛍光X線分析を精度高く同時に行うことが可能となる。さらに、検出手段が、基板と検出部との間にあり、蛍光X線の角度発散を制限するための角度発散制限手段を有し、該角度発散制限手段を、1つ1つが各試料領域に一対一で照準を合わせている個別のコリメータの集合体により構成すると、検出X線強度が著しく向上し、撮像時間が大幅に短縮され信頼性の高い蛍光X線情報を得ることが可能となる。   In the fluorescent X-ray analysis method of the invention of this application, it is possible to simultaneously perform a parallel X-ray fluorescence analysis on a plurality of samples formed on one substrate, for example, a combinatorial sample. In addition, by adjusting the incident angle of the irradiated X-rays to the substrate, a wide area on the substrate can be irradiated, and at the same time, the irradiated X-rays can enter the sample with a sufficient penetration depth, It is possible to generate fluorescent X-rays by exciting not only the sample surface but also elements present in the lower part of the sample. In addition, if the substrate is placed so that the respective sample regions are not shaded from each other with respect to the irradiated X-rays, the fluorescent X-rays can be generated by exciting the elements present in the lower part of the sample more easily and reliably. it can. Further, in the fluorescent X-ray analysis method of the invention of this application, since the detection means can be brought close to the sample without interfering with the optical path of the X-ray, it is possible to simultaneously perform fluorescent X-ray analysis of a plurality of samples with high accuracy. It becomes possible. Furthermore, the detection means is provided between the substrate and the detection unit, and has angle divergence limiting means for limiting the angle divergence of the fluorescent X-rays, and each of the angle divergence limiting means is provided in each sample region. When configured by an assembly of individual collimators that are aimed one-on-one, the detected X-ray intensity is remarkably improved, the imaging time is greatly shortened, and highly reliable fluorescent X-ray information can be obtained.

この出願の発明は、上記のとおり、一つの基板上に形成された複数の試料の蛍光X線分析において、異なる試料領域から発生する蛍光X線を同時に検出することを可能とするものである。   As described above, the invention of this application enables simultaneous detection of fluorescent X-rays generated from different sample regions in fluorescent X-ray analysis of a plurality of samples formed on one substrate.

この出願の発明者らは、X線の入射角を基板に対して浅い角度とすれば、基板上の広い面積を照射することができることに着目した。そして、鋭意研究により、この出願の発明の蛍光X線分析方法を見出した。   The inventors of this application have focused on the fact that a wide area on the substrate can be irradiated if the X-ray incident angle is shallow with respect to the substrate. And by the earnest research, they found the fluorescent X-ray analysis method of the invention of this application.

具体的には、基板上の各試料にX線を照射し、各試料から発せられる蛍光X線を、基板に近接して配置された、各試料領域に照準を合わせた個別の検出部が集合して構成される検出手段によって検出することにより、一つの基板上に形成された複数の試料について蛍光X線分析を行うことが可能となる。したがって、X線の光路を妨げることなく、検出手段を物質に近接させる上でも、照射されるX線の入射角はなるべく浅いことが望ましい。   Specifically, individual detection units that irradiate each sample on the substrate with X-rays and aim the fluorescent X-rays emitted from each sample close to the substrate and aim at each sample region are assembled. By detecting with the detecting means configured as described above, it becomes possible to perform fluorescent X-ray analysis on a plurality of samples formed on one substrate. Therefore, it is desirable that the incident angle of the irradiated X-rays be as shallow as possible even when the detecting means is brought close to the substance without obstructing the optical path of the X-rays.

しかし、このとき入射角があまり小さい場合には、基板上に形成された複数の試料のう
ち、入射X線の下流側にある試料の低部がより上流側にある試料の陰となり、低部付近の元素からの蛍光X線を観測することができなくなる。そのため、照射するX線の入射角を適度な大きさのものとする必要もある。入射角を適度な大きさのものにすると、照射されたX線が試料中に十分な浸入深さをもって入り込むことができるという効果も合わせて発生し、試料表面はもとより、試料低部に存在する元素をも励起して蛍光X線を発生させることが可能となる。
However, if the incident angle is too small at this time, among the plurality of samples formed on the substrate, the lower part of the sample on the downstream side of the incident X-ray becomes the shadow of the sample on the more upstream side, and the lower part It becomes impossible to observe fluorescent X-rays from nearby elements. Therefore, it is necessary to make the incident angle of the X-rays to be radiated appropriately. When the incident angle is set to an appropriate size, the effect that the irradiated X-rays can enter the sample with a sufficient penetration depth is also generated, and the sample surface exists in the lower part of the sample as well as the sample surface. It is also possible to generate fluorescent X-rays by exciting elements.

図1〜2にこの出願の発明の蛍光X線分析方法における照射X線の入射角θを説明する概略模式図を示した。蛍光X線は、X線を基板上に照射したとき試料に含まれる各元素が励起されて発生するものであるが、この出願の発明の蛍光X線分析方法では、入射角、つまり照射X線(1)の基板(2)に対する角度(θ)を、次のとおりの範囲のものに規定する。   FIG. 1 and FIG. 2 show schematic schematic diagrams for explaining the incident angle θ of irradiated X-rays in the fluorescent X-ray analysis method of the invention of this application. X-ray fluorescence is generated when each element contained in a sample is excited when the substrate is irradiated with X-rays. In the X-ray fluorescence analysis method of the invention of this application, the incident angle, that is, irradiation X-rays. The angle (θ) of (1) with respect to the substrate (2) is defined within the following range.

すなわち、入射角(θ)を、次式(I)   That is, the incident angle (θ) is expressed by the following formula (I)

の関係を満たす値以上とすることにより、基板(2)上に形成された複数の試料(31, 32,
33)の表面(41)だけでなく、低部(42)も照射することが可能となるのである。
By setting the value to a value that satisfies the above relationship, a plurality of samples (31, 32,
It is possible to irradiate not only the surface (41) of 33) but also the low part (42).

上記の式(I)において、hは図1に示されるとおり、試料(31, 32, 33)の基板(2)
からの高さを表し、lは入射X線(1)ベクトルの基板上投影ベクトルの方向の試料(31,
32, 33)間の距離を表す。θが上記の式を満たす値より小さい場合には、入射X線(1)に対して下流側の試料(例えば33)がその上流側の試料(例えば32)の陰になり、十分にX線(1)が照射されない。例えば、試料(例えば33)の低部(42)についての蛍光X線
分析が不可能となる。
In the above formula (I), h is the substrate (2) of the sample (31, 32, 33) as shown in FIG.
Where l is the sample in the direction of the projected vector on the substrate of the incident X-ray (1) vector (31,
32, 33). When θ is smaller than a value satisfying the above equation, the sample on the downstream side (for example, 33) is shadowed by the sample on the upstream side (for example, 32) with respect to the incident X-ray (1), and the X-ray is sufficiently obtained. (1) is not irradiated. For example, X-ray fluorescence analysis is not possible for the lower part (42) of the sample (eg 33).

また、入射角(θ)は、次式(II)   The incident angle (θ) is expressed by the following formula (II)

の関係を満たす値以下とすることにより、幅の狭い入射X線によっても基板上の試料全体を照射することが可能となる。上記式(II)において、Hは式(II)の条件が満たされている状態を表す図2に示されるとおり、入射X線(1)の幅を示し、Lは最も上流側にあ
る試料(31)の最低部(311)から最も下流側にある試料(33)の下流側端部(332)までの距離を表し、hは試料の基板からの高さを表す。θが上記の式を満たす値より大きい場合には、試料全体の領域よりも入射X線の照射領域が小さくなり、すべての試料についてX線を完浴させることができなくなる。
By making the value less than or equal to the value satisfying the above relationship, it is possible to irradiate the entire sample on the substrate even with a narrow incident X-ray. In the above formula (II), H represents the width of the incident X-ray (1) as shown in FIG. 2 representing the state where the condition of the formula (II) is satisfied, and L is the most upstream sample ( 31 represents the distance from the lowest part (311) of 31) to the downstream end part (332) of the sample (33) located on the most downstream side, and h represents the height of the sample from the substrate. When θ is larger than the value satisfying the above formula, the irradiation region of incident X-rays becomes smaller than the region of the entire sample, and X-rays cannot be completely bathed for all samples.

したがって、θとしては、上記の式(I)の関係を満たす値以上としつつ、上記の式(II)の関係を満たす値以下とする。また、式(I)と式(II)の両者を同時に満たすようなθとするため、試料の構造から式(I)によって一義的に求まるθを式(II)に代入してHを求め、このHを実現するよう、入射X線の幅を調整してもよい。   Accordingly, θ is not less than a value satisfying the relationship of the above formula (II) while being not less than a value satisfying the relationship of the above formula (II). Further, in order to obtain θ that satisfies both formula (I) and formula (II) at the same time, θ is obtained by substituting θ uniquely determined by formula (I) from the structure of the sample into formula (II), and The width of the incident X-ray may be adjusted to realize this H.

なお、上記の式(II)において、Hは、図2におけるH1とH2の和として表されており、展開すると次式(II')   In the above formula (II), H is expressed as the sum of H1 and H2 in FIG.

となり、θを算出することができる。θは上記の条件を満足することが必要であり、具体的なθの値としては、例えば0.1〜5°とすることができる。 Thus, θ can be calculated. θ needs to satisfy the above conditions, and a specific value of θ can be set to 0.1 to 5 °, for example.

この出願の発明の蛍光X線分析方法において、測定対象となる「一つの基板上に形成された複数の試料」としては、コンビナトリアル材料合成法によって形成されたコンビナトリアル材料が好ましく挙げられる。具体的には、図1〜2に模式的に示されるように、基板(2)上で高さを持つ試料(31, 32, 33)が挙げられるが、試料(31, 32, 33)ごとに
高さが異なっていたり、各試料の表面に凹凸があって、高さ(厚さ)が一定でないようなものであってもよい。試料(31, 32, 33)の高さ(h)が各々の試料(31, 32, 33)や試料(31, 32, 33)の部位によって大きく異なる場合には、各々の試料(31または32または33)または部位について、h、各試料や各部分と下流試料の上流端との基板上での距離l、H、H2(図3において、各試料や各部分から最も下流側にある試料(33)の下流側端部(332)までの距離をmとするとH2=(h−m・tanθ)・cosθ)を求め、得られた
θの下限値から上限値の間で入射角(θ)を決定すればよい。
In the fluorescent X-ray analysis method of the invention of this application, “a plurality of samples formed on one substrate” to be measured is preferably a combinatorial material formed by a combinatorial material synthesis method. Specifically, as schematically shown in FIGS. 1 and 2, there are samples (31, 32, 33) having a height on the substrate (2), but for each sample (31, 32, 33). May be different in height, or may have irregularities on the surface of each sample, so that the height (thickness) is not constant. If the height (h) of the sample (31, 32, 33) differs greatly depending on the location of each sample (31, 32, 33) or sample (31, 32, 33), each sample (31 or 32) Or 33) or a part, h, distances on the substrate between each sample or each part and the upstream end of the downstream sample, H, H2 (in FIG. 3, each sample or the sample most downstream from each part ( 33) If the distance to the downstream end (332) is m, H2 = (hm · tan θ) · cos θ) is obtained, and the incident angle (θ) between the obtained lower limit value and the upper limit value is obtained. Can be determined.

この出願の発明の蛍光X線分析方法において、使用される基板(2)は、とくに限定さ
れないが、試料(31, 32, 33)の調製方法等に応じて耐熱性の高いものや試料(31, 32, 33)との整合性のよいものを選択することが望ましい。具体的には、アルミナ、合成石英ガラス、サファイア基板、シリコンウェハ等が例示される。例えば、MBE法などによるエピタキシャル成長によって半導体デバイス、人工格子等を作製する場合には、結晶方位が揃って成長するように、同種材料のものや、結晶格子の類似したものを選択すればよい。
In the fluorescent X-ray analysis method of the invention of this application, the substrate (2) to be used is not particularly limited, but a substrate having high heat resistance or a sample (31) depending on the preparation method of the sample (31, 32, 33), etc. , 32, 33) should be selected. Specific examples include alumina, synthetic quartz glass, sapphire substrate, silicon wafer, and the like. For example, when a semiconductor device, an artificial lattice, or the like is manufactured by epitaxial growth using the MBE method or the like, a material of the same kind or a similar crystal lattice may be selected so that the crystal orientation grows in a uniform manner.

この出願の発明の蛍光X線分析方法では、さらに、X線(1)が試料(31, 32, 33)の
低部(42)をも照射するようにするためには、入射X線のベクトル方向に対して、各試料領域(34)(図6参照)が互いの陰にならないように基板(2)を設置することが望まし
い。つまり、図4はこの出願の発明の蛍光X線分析装置の一例を示した概略模式図であるが、図4における複数の試料(例えば31, 32, 33)が形成された基板(2)を、図5に示
されるように、入射X線(1)のベクトル方向に対して下流側にある試料(32, 33)が、
上流側にある試料(31)の陰とならないように配置することにより、すべての試料(3)
の全部位に対してX線(1)を確実に照射し、蛍光X線を発生させることが可能になるの
である。
In the fluorescent X-ray analysis method of the invention of this application, in order to further irradiate the lower part (42) of the sample (31, 32, 33) with the X-ray (1), an incident X-ray vector is used. It is desirable to place the substrate (2) so that each sample region (34) (see FIG. 6) is not shaded with respect to the direction. That is, FIG. 4 is a schematic diagram showing an example of the fluorescent X-ray analysis apparatus of the invention of this application. The substrate (2) on which a plurality of samples (for example, 31, 32, 33) in FIG. As shown in FIG. 5, the samples (32, 33) on the downstream side with respect to the vector direction of the incident X-ray (1)
All samples (3) by placing them so that they are not shaded by the samples (31) on the upstream side
X-rays (1) can be reliably irradiated to all parts of the device to generate fluorescent X-rays.

例えば、各試料(31, 32, 33)は、図6に示されるように、次式(III)   For example, each sample (31, 32, 33) has the following formula (III) as shown in FIG.

の関係を満たす半径rの円内に設け、X線(1)の入射方向については、基板(2)上の試
料領域(30)に対して前記の式(III)および次式(IV)
For the incident direction of the X-ray (1) with respect to the sample region (30) on the substrate (2), the above formula (III) and the following formula (IV)

の関係を満たす角度ψで照射されるようにすることが考慮される。 It is considered that the irradiation is performed at an angle ψ that satisfies the above relationship.

この出願の発明の蛍光X線分析方法は、一つの基板(2)上に形成された複数の試料(
例えば31, 32, 33)、例えば前記のコンビナトリアル試料について、その構成元素からの蛍光X線を観測することにより定性分析を行うことができ、かつ発せられる蛍光X線の強度を測定することにより定量分析を行い、構成元素の含有量や含有比を求めることもできる。すなわち、一つの基板(2)上に形成された複数の試料(3)に対し、同時に組成分析をすることができるのである。このとき、任意の元素からの蛍光X線を観測する場合には、照射するX線(1)は、その元素の吸収端(吸収スペクトルにおいて、内殻電子が光電
子として飛び出していくのに必要なエネルギーの下限)より高いエネルギーを有するものでなければならない。また、試料中に複数の元素が含まれる場合には、吸収端の高エネルギー側と低エネルギー側のX線を照射して発生する蛍光X線を観測し、演算を行うことによって目的の元素についての定性分析、定量分析が可能となる。
The fluorescent X-ray analysis method of the invention of this application uses a plurality of samples (on a single substrate (2)).
For example, 31, 32, 33), for example, the above-mentioned combinatorial sample can be qualitatively analyzed by observing fluorescent X-rays from its constituent elements, and quantified by measuring the intensity of emitted fluorescent X-rays. Analysis can be performed to determine the content and content ratio of the constituent elements. That is, the composition analysis can be simultaneously performed on a plurality of samples (3) formed on one substrate (2). At this time, when observing X-ray fluorescence from an arbitrary element, the irradiated X-ray (1) is necessary for the absorption edge of the element (in the absorption spectrum, the inner shell electrons jump out as photoelectrons). It must have a higher energy (lower limit of energy). When a sample contains a plurality of elements, the X-rays generated by irradiating the X-rays on the high energy side and the low energy side of the absorption edge are observed, and the target element is calculated by performing calculations. Qualitative analysis and quantitative analysis are possible.

さらに、この出願の発明の蛍光X線分析方法では、検出部(71)としてX線直接検出型の電荷結合素子(CCD)を用いることにより、蛍光X線エネルギーを選別して元素を識別することができる。蛍光X線によって電荷結合素子内で発生する電荷量は、X線のエネルギーにより異なることから、蛍光X線の単一光子を検出するとともに、そのエネルギーを選別すれば元素別に蛍光X線強度を観測することができるのである。   Furthermore, in the fluorescent X-ray analysis method of the invention of this application, an X-ray direct detection type charge-coupled device (CCD) is used as the detection unit (71), and the element is identified by selecting the fluorescent X-ray energy. Can do. Since the amount of charge generated in a charge-coupled device by fluorescent X-rays varies depending on the energy of X-rays, a single photon of fluorescent X-rays is detected, and if the energy is selected, the fluorescent X-ray intensity is observed for each element. It can be done.

したがって、この出願の発明の蛍光X線分析方法では、例えば、合成条件の異なるコンビナトリアル試料について、蛍光X線を観測し、各々の試料(3)について定性分析、定
量分析、組成分析を同時に行うことが可能となる。
Therefore, in the fluorescent X-ray analysis method of the invention of this application, for example, fluorescent X-rays are observed for combinatorial samples with different synthesis conditions, and qualitative analysis, quantitative analysis, and composition analysis are simultaneously performed for each sample (3). Is possible.

また、この出願の発明の蛍光X線分析方法では、一つの基板(2)上に形成された複数
の試料(3)、例えばコンビナトリアル材料について、それを構成する元素の吸収端を含
むエネルギー領域で照射されたX線のエネルギーに対する蛍光X線強度を測定し、X線吸収微細構造スペクトルを同時に得ることもできる。X線吸収微細構造(XAFS)は、X線吸収スペクトルにおいて、各元素に特有の吸収端付近から高エネルギー側にわたって現れる微細構造であり、このうち原子の吸収端のごく近傍の微細構造、すなわちX線吸収端近傍微細構造(XANES)に着目すると、当該原子の電子状態や価数、電子配置と結合の対称性の情報などを得ることができる。
In the fluorescent X-ray analysis method of the invention of this application, a plurality of samples (3) formed on one substrate (2), for example, a combinatorial material, in an energy region including an absorption edge of an element constituting the sample. An X-ray absorption fine structure spectrum can also be obtained at the same time by measuring the fluorescent X-ray intensity with respect to the energy of the irradiated X-rays. The X-ray absorption fine structure (XAFS) is a fine structure that appears from the vicinity of the absorption edge peculiar to each element to the high energy side in the X-ray absorption spectrum. Paying attention to the near-line-absorption fine structure (XANES), information on the electronic state and valence of the atom, the symmetry of the electron arrangement and the bond, and the like can be obtained.

また、吸収端より数十eV以上高エネルギー側で現れる微細構造、すなわち広域X線吸収微細構造からは、当該原子の周囲における原子種と原子の数、原子間距離とを決定できる。いずれも、X線回折を観測できないような非晶質物質や微粒子などについて構造決定ができるという特徴をもっている。この出願の発明の蛍光X線分析方法では、一つの基板(2)上に形成された複数の試料(3)について同時に測定された蛍光X線強度から、特定の試料(例えば31)に対応する信号部分を抽出し、その強度の照射X線エネルギーに対する変化をグラフ化することにより、蛍光X線吸収微細構造(蛍光XAFS)スペクトルが得られるのである。したがって、この出願の発明の蛍光X線分析方法をコンビナトリアル試料に適用することにより、合成条件の異なる各試料(3)について、蛍光XAFSスペ
クトルが得られ、各試料毎の構成元素の電子状態、価数、構成元素周りの局所構造等を同
時に分析することが可能となる。
Further, from the fine structure appearing on the high energy side by several tens eV or more from the absorption edge, that is, the wide-area X-ray absorption fine structure, the atomic species, the number of atoms, and the interatomic distance around the atom can be determined. Both have the feature that the structure can be determined for amorphous substances and fine particles that cannot be observed for X-ray diffraction. In the fluorescent X-ray analysis method of the invention of this application, a specific sample (for example, 31) is handled from fluorescent X-ray intensities measured simultaneously on a plurality of samples (3) formed on one substrate (2). By extracting the signal portion and graphing the change of the intensity with respect to the irradiation X-ray energy, a fluorescence X-ray absorption fine structure (fluorescence XAFS) spectrum can be obtained. Therefore, by applying the fluorescent X-ray analysis method of the invention of this application to a combinatorial sample, a fluorescent XAFS spectrum can be obtained for each sample (3) with different synthesis conditions, and the electronic state and valence of the constituent elements for each sample are obtained. It is possible to simultaneously analyze the number, local structure around the constituent elements, and the like.

さらに、この出願の発明の蛍光X線分析方法では、検出手段(7)は、少なくとも、各
試料領域(例えば31, 32, 33)に照準を合わせた個別の検出部(71)が集合して構成されるものであるが、検出手段(7)は、さらに、基板(2)に近接して配置された検出部(71)と、基板(2)と該検出部(71)との間にあり、蛍光X線の角度発散を制限するための
角度発散制限手段(8)とから構成されるものとすることが好ましい。
Furthermore, in the fluorescent X-ray analysis method of the invention of this application, the detection means (7) includes at least an individual detection unit (71) aiming at each sample region (for example, 31, 32, 33). The detection means (7) further includes a detection unit (71) disposed close to the substrate (2), and between the substrate (2) and the detection unit (71). There is preferably an angle divergence limiting means (8) for limiting the angle divergence of fluorescent X-rays.

検出部(71)および角度発散制限手段(8)を試料(3)に近接させた状態とは、照射するX線(1)の入射光路を妨げない範囲で可能な限り近い状態を指し、そのような状態と
することによって、試料(3)上の任意の位置から全方向に発散する蛍光X線の発生位置
を特定し、その位置からの角度発散を抑制することにより、蛍光X線の広がりを抑えることができるとともに、十分な強度を確保することができる。よって一つの基板(2)上に
形成された複数の試料(3)について、各々分析をすることができるようになる。より近
接した配置をとることにより、蛍光X線検出効率および位置分解能がともに向上する。
The state in which the detector (71) and the angle divergence limiting means (8) are brought close to the sample (3) refers to a state as close as possible within a range that does not interfere with the incident optical path of the irradiated X-ray (1). By setting such a state, the generation position of fluorescent X-rays that diverge from any position on the sample (3) is specified, and the angular divergence from that position is suppressed, thereby spreading the fluorescent X-rays. Can be suppressed, and sufficient strength can be secured. Therefore, each of the plurality of samples (3) formed on one substrate (2) can be analyzed. By taking a closer arrangement, both the fluorescent X-ray detection efficiency and the position resolution are improved.

このとき、検出部(71)と試料(3)との距離は、例えば0.5〜5mm等にすること
ができる。このような配置をとる場合、試料を照射するX線(1)は、その隙間を通すよ
うに前記の式(I)および(II)の条件を満たす浅い入射角(θ)で照射しなければならなくなるが、前記のとおり、X線(1)を浅い角度で基板試料に入射させると、X線(1)の光軸方向については基板(2)上で広がり、ビーム断面の幅が狭いX線を用いても、基
板上の広い面積を一度に照射、励起することができる。例えば、100μmの幅の入射X線が基板に対し10mrad(約0.57°)の入射角で入射したときには、基板(2)
上では10mm幅に広がる。したがって、約10mmのコンビナトリアル試料全面を照射することができる。
At this time, the distance between the detection unit (71) and the sample (3) can be set to 0.5 to 5 mm, for example. In such an arrangement, the X-ray (1) irradiating the sample must be irradiated at a shallow incident angle (θ) that satisfies the conditions of the above formulas (I) and (II) so as to pass through the gap. However, as described above, when the X-ray (1) is incident on the substrate sample at a shallow angle, the optical axis direction of the X-ray (1) spreads on the substrate (2) and the width of the beam cross section is narrow. Even using lines, a large area on the substrate can be irradiated and excited at once. For example, when an incident X-ray having a width of 100 μm is incident on the substrate at an incident angle of 10 mrad (about 0.57 °), the substrate (2)
Above it spreads out to a width of 10 mm. Therefore, it is possible to irradiate the entire surface of a combinatorial sample of about 10 mm.

さらに、この出願の発明の蛍光X線分析方法において、検出手段(7)は、各試料領域
(3)に照準を合わせた個別の検出部(71)が集合して構成されたものであるが、このと
き検出部は一次元または二次元検出器であってよい。
Furthermore, in the fluorescent X-ray analysis method of the invention of this application, the detection means (7) is configured by assembling individual detection units (71) aiming at each sample region (3). In this case, the detection unit may be a one-dimensional or two-dimensional detector.

検出部(71)として二次元検出器を用いる場合には、平面状のコンビナトリアル試料に対し、平面状に構成した角度発散制限手段(8)を介して平面的な二次元検出器を設置で
きる。したがって、試料(3)と角度発散制限手段(8)の隙間にX線(1)を通しつつも
、無駄な間隔を開けることなく接近させることができる。各試料領域に照準を合わせた個別の検出部(71)が集合して構成された二次元検出器としては電荷結合素子(CCDカメラ)が例示され、この場合の検出部(71)は複数の画素ということになる。それら個別の検出部(71)が集合していることにより、各々の検出部(71)が、それぞれが異なる試料領域(3)からの蛍光X線を観測し、基板(2)上の複数の試料(3)について同時に分析
することが可能となる。
When a two-dimensional detector is used as the detector (71), a planar two-dimensional detector can be installed on the planar combinatorial sample via the angle divergence limiting means (8) configured in a planar shape. Therefore, the X-ray (1) can be made to approach the gap between the sample (3) and the angle divergence limiting means (8) without leaving a useless interval. A charge coupled device (CCD camera) is exemplified as a two-dimensional detector configured by assembling individual detection units (71) each aiming at each sample region. In this case, the detection unit (71) includes a plurality of detection units (71). That is a pixel. Since these individual detection units (71) are assembled, each detection unit (71) observes fluorescent X-rays from different sample regions (3), and a plurality of detection units (71) on the substrate (2). The sample (3) can be analyzed simultaneously.

電荷結合素子は、素子の1画素のサイズが数μmから数十μm程度であり、分解能に優れており、素子全体のサイズ(一回に撮像できる画像のサイズ)は数〜十数mm角程度である。例えば、一つの基板(2)上に形成された複数の試料としてコンビナトリアル試料
を用いる場合、コンビナトリアル試料の基板(2)サイズは合成作業時の扱いやすさから
、数〜十数mm角程度であることから、CCDカメラは観察領域サイズとして好ましい。
A charge-coupled device has a pixel size of several μm to several tens of μm, and has excellent resolution. The entire size of the device (the size of an image that can be captured at one time) is about several to several tens of square mm. It is. For example, when a combinatorial sample is used as a plurality of samples formed on one substrate (2), the size of the substrate (2) of the combinatorial sample is about several to several tens of mm square for ease of handling during synthesis work. Therefore, a CCD camera is preferable as the observation area size.

なお、電荷結合素子としてX線直接検出型のものを用いると、蛍光X線の単一光子を検出して、そのエネルギーを選別できることから、元素別の蛍光X線強度を観測することも可能となり好ましい。他に、二次元検出器としては、イメージングプレートやマルチワイヤX線検出器等も考慮される。   If a charge-coupled device of the X-ray direct detection type is used, it is possible to detect single photons of fluorescent X-rays and select their energy, so that it is possible to observe the fluorescent X-ray intensity for each element. preferable. In addition, an imaging plate, a multi-wire X-ray detector, etc. are considered as a two-dimensional detector.

一方、角度発散制限手段(8)としては、例えば微細管や管状のコリメータが例示され
る。検出部(71)が集合して構成される二次元検出器等のものに組み合わせる場合には、微細管集合体を採用できる。この微細管集合体は、例えばX線を遮断できるような素材(ガラス板等)に精密に規則正しく穴あけ加工が施されてなるもの、あるいは微細なパイプが規則正しく配列され一体化されてなるガラス等の板とすることができる。このような微細管集合体は、一般に「コリメータ板」や「キャピラリプレート」として知られているが、蛍光X線の角度発散を制限するという機能を有しているものであれば、様々な公知の手段またはその機能を有するように新たに作製された手段を角度発散制限手段(8)として
用いることができる。
On the other hand, examples of the angle divergence limiting means (8) include a fine tube and a tubular collimator. When the detector (71) is combined with a two-dimensional detector or the like constituted by an assembly, a fine tube assembly can be adopted. This fine tube aggregate is made of, for example, a material in which X-rays can be blocked (such as a glass plate) is precisely and regularly drilled, or glass in which fine pipes are regularly arranged and integrated. It can be a board. Such a microtubule aggregate is generally known as a “collimator plate” or “capillary plate”, but various microtubule assemblies may be used as long as they have a function of limiting the angle divergence of fluorescent X-rays. These means or means newly prepared to have the function can be used as the angle divergence limiting means (8).

さらに、この出願の発明では、個別の検出手段(7)が、基板(2)上の複数の試料(3
)の試料分布に対応する角度発散制限レベルや分解能、素子サイズ、配列を特別に有するものであってもよい。
Furthermore, in the invention of this application, the individual detection means (7) includes a plurality of samples (3) on the substrate (2).
), The angle divergence limit level corresponding to the sample distribution, resolution, element size, and arrangement may be specially provided.

角度発散制限手段(8)によって決まる蛍光X線像の分解能は次のように計算される。
角度発散制限手段(8)が、例えば内径6μmで長さ1mmの微細管である場合、蛍光X
線の角度発散は6/1000rad(ラジアン)という制限になる。また、試料(3)表
面(41)と検出素子間の距離が仮に3mmであるとすると、像の分解能は、角度発散と(試料表面−検出素子間距離)の積になるので、18μmとなる。しかし、例えば1mmサイズの試料領域(例えば31)において合成条件が均一であり、その条件の異なる試料(例えば31, 32, 33)が1mm間隔で配列してなるコンビナトリアル試料であれば、十数μmという分解能はオーバースペックで、実際には、少なくとも各試料ユニットを区別し、各々からの信号を個別の信号として観測できるような構造であれば十分である。すなわち、例えば角度発散制限手段(8)が微細管集合体である場合、一つの試料(例えば31)から
発生した蛍光X線を、一つまたは少数の特定の微細管で受け止めれば十分で無駄がなく、外部に発散しないよう抑制し、かつ別の試料(例えば32)からの蛍光X線も混入しないよう抑制するような角度発散制限手段(8)を設ければよいのである。
The resolution of the fluorescent X-ray image determined by the angle divergence limiting means (8) is calculated as follows.
When the angle divergence limiting means (8) is, for example, a fine tube having an inner diameter of 6 μm and a length of 1 mm, fluorescent X
The angle divergence of the line is limited to 6/1000 rad (radians). If the distance between the sample (3) surface (41) and the detection element is 3 mm, the resolution of the image is 18 μm because the product of the angle divergence and (distance between the sample surface and the detection element). . However, for example, in the case of a combinatorial sample in which synthesis conditions are uniform in a 1 mm size sample region (for example, 31) and samples having different conditions (for example, 31, 32, and 33) are arranged at intervals of 1 mm, dozens of μm The resolution is over-spec, and in practice, it is sufficient to have a structure that can distinguish at least each sample unit and observe signals from each as individual signals. That is, for example, when the angle divergence limiting means (8) is a microtubule assembly, it is sufficient and wasteful to receive fluorescent X-rays generated from one sample (for example, 31) with one or a few specific microtubules. It is only necessary to provide an angle divergence limiting means (8) that suppresses divergence to the outside and suppresses fluorescent X-rays from another sample (for example, 32) from being mixed.

コンビナトリアル試料の評価としては1mm等の分解能で分析ができれば十分評価ができる場合もあり、そのようなときには、例えば角度発散制限手段(8)として内径300
μm、長さ1mmの微細管を選択すると、試料表面−検出素子間距離が3mmのときに分解能は約0.9mmになる。特にコンビナトリアル試料が相互に独立・分離した試料ユニットから構成されているときは、互いの間の距離より小さい分解能があれば、分離した信号観察が可能となることから、その範囲の分解能で十分である。
In some cases, the combinatorial sample can be sufficiently evaluated if it can be analyzed with a resolution of 1 mm or the like. In such a case, for example, an inner diameter of 300 is used as the angle divergence limiting means (8).
If a micro tube of μm and a length of 1 mm is selected, the resolution is about 0.9 mm when the distance between the sample surface and the detection element is 3 mm. In particular, when the combinatorial sample is composed of sample units that are independent and separated from each other, if the resolution is smaller than the distance between each other, the separated signal can be observed. is there.

さらに、コンビナトリアル試料上の試料分布に合わせて、コンビナトリアル試料上で評価したい間隔ごとに1つ1つ微細管や管状のコリメータを配列させたり、コンビナトリアル試料上の試料(3)の配列に合わせて、各試料(例えば31, 32, 33)各々の直上に1つ
1つ、微細管や管状のコリメータを配置・配列させて、各々の試料(例えば31, 32, 33)のみを見込むように設置することもできる。
Furthermore, according to the sample distribution on the combinatorial sample, micro tubes and tubular collimators are arranged one by one at intervals to be evaluated on the combinatorial sample, or according to the arrangement of the sample (3) on the combinatorial sample, Place and arrange micro tubes and tubular collimators one by one directly above each sample (eg 31, 32, 33), and install so that only each sample (eg 31, 32, 33) can be seen You can also

検出部(71)が二次元検出器によるものであれば、それ自身の素子サイズ等により決まる撮像分解能を、試料にあわせて選択したり、0次元(位置分解能をもたない)検出器、例えば、適切な受光窓サイズを持つシンチレーションカウンターや半導体検出器を複数配列させて、二次元検出器として取り扱うこともできる。このときの配列はコンビナトリアル試料上の試料(3)の配列に合わせて、最適な位置関係に調節することができる。   If the detector (71) is a two-dimensional detector, the imaging resolution determined by its own element size or the like is selected according to the sample, or a zero-dimensional (no position resolution) detector, for example, A plurality of scintillation counters or semiconductor detectors having an appropriate light receiving window size can be arranged and handled as a two-dimensional detector. The arrangement at this time can be adjusted to the optimum positional relationship according to the arrangement of the sample (3) on the combinatorial sample.

一般的に信号の検出において、分解能を向上させることは検出効率を低下させることになり、角度発散制限手段(8)においても、厳しい角度発散制限は、その制限によって排
除される蛍光X線成分が増えることを意味するため、必要以上の角度発散制限は、単なる蛍光X線信号のロスにつながる。したがって、可能な限り基板(2)上の試料(3)の分布に合わせた分解能を選択することにより、検出器に届く有効な蛍光X線も増え、蛍光X線観測効率の面からも好ましい。
In general, in the detection of a signal, improving the resolution will lower the detection efficiency. Even in the angle divergence limiting means (8), the strict angle divergence limitation is caused by the fact that the fluorescent X-ray components excluded by the limitation are not. Since it means an increase, the angle divergence limit more than necessary leads to a simple loss of the fluorescent X-ray signal. Therefore, by selecting a resolution that matches the distribution of the sample (3) on the substrate (2) as much as possible, the number of effective fluorescent X-rays that reach the detector is increased, which is preferable from the viewpoint of fluorescent X-ray observation efficiency.

ここで、特に好ましい角度発散制限手段(8)を用いた例を示す。   Here, an example using a particularly preferred angle divergence limiting means (8) is shown.

この例では、検出手段(7)を構成する角度発散制限手段(8)として、コンビナトリアル試料上の試料(3)の配列に合わせて、試料(3)各々の直上に1つ1つ、各々の試料(3)の領域のみを見込むようにコリメータを配置させたものを用いる。ここで1つのコリメータは1本の管状になっている。よって角度発散制限手段(8)は試料(3)の数だけの管状コリメータの集合体であり、一つの試料(3)から発生した蛍光X線を、1つのコリメータで受け、外部に発散しないように抑制し、かつ別の試料(3)からの蛍光X線も混入しないように抑制するような角度発散制限手段(8)になっている。   In this example, as the angle divergence limiting means (8) constituting the detection means (7), each one is directly above each of the samples (3) in accordance with the arrangement of the samples (3) on the combinatorial sample. Use a collimator placed so that only the area of sample (3) is expected. Here, one collimator has a single tubular shape. Accordingly, the angle divergence limiting means (8) is an aggregate of tubular collimators as many as the number of samples (3), and the fluorescent X-rays generated from one sample (3) are received by one collimator so as not to diverge outside. The angle divergence limiting means (8) suppresses the fluorescent X-ray from another sample (3) so as not to be mixed.

このような角度発散制限手段(8)とした結果、検出部(71)へ到達する蛍光X線の強
度は格段に向上し、蛍光X線画像を撮像するのに要する時間が大幅に短縮される。そして、コンビナトリアル試料のような微小量の試料からも精度良く観測可能な蛍光X線を検出部(71)へ到達させることができ、十分な強度の信頼性が高い蛍光X線情報を得ることができるようになる。
As a result of such angle divergence limiting means (8), the intensity of the fluorescent X-rays reaching the detector (71) is remarkably improved, and the time required to capture the fluorescent X-ray image is greatly reduced. . In addition, fluorescent X-rays that can be observed with high accuracy from a very small amount of sample such as a combinatorial sample can be made to reach the detection unit (71), and sufficiently strong and reliable fluorescent X-ray information can be obtained. become able to.

この出願の発明では、また、以上のとおりの蛍光X線分析方法により、一つの基板(1
)に形成された複数の試料(3)の蛍光X線分析を同時に行うための蛍光X線分析装置を
も提供する。このような装置は、具体的には、少なくとも(a)X線源(5)と、(b)
複数の試料(3)が形成された一つの基板(2)を固定でき、かつX線源(5)からのX線
(1)を基板(2)表面に照射する際の入射角(θ)と入射方向(ψ)を調節できる試料台(6)と、(c)各試料(3)から発生した蛍光X線を検出でき、各試料(3)に照準を合
わせた個別の検出部(71)が集合して構成される検出手段(7)、を有するものである。
また、X線源(5)を、単色または狭いエネルギー幅を有し、一つの基板(2)上に形成された複数の試料(3)を構成する元素の吸収端を含むエネルギー領域のX線(1)を照射でき、エネルギー領域を変動させることができるものとすることにより、前記のとおりに、試料(3)中に含まれる目的元素についての定性分析、定量分析および試料の組成分析を
同時に行うことが可能となり、さらには、蛍光XAFSによる各試料毎の構成元素の電子状態、価数、構成元素周りの局所構造等を同時に分析することも可能となる。
In the invention of this application, one substrate (1) is also obtained by the fluorescent X-ray analysis method as described above.
The fluorescent X-ray analyzer for simultaneously performing the fluorescent X-ray analysis of the plurality of samples (3) formed in (1) is also provided. Specifically, such an apparatus comprises at least (a) an X-ray source (5) and (b)
An incident angle (θ) when a substrate (2) on which a plurality of samples (3) are formed can be fixed and the surface of the substrate (2) is irradiated with X-rays (1) from an X-ray source (5) And a sample stage (6) that can adjust the incident direction (ψ), and (c) an individual detector (71) that can detect fluorescent X-rays generated from each sample (3) and is aimed at each sample (3) ) Are included in the detection means (7).
Further, the X-ray source (5) has a single color or a narrow energy width, and includes X-rays in an energy region including absorption edges of elements constituting a plurality of samples (3) formed on one substrate (2). (1) can be irradiated and the energy range can be changed, as described above, qualitative analysis, quantitative analysis and sample composition analysis of the target element contained in the sample (3) can be performed simultaneously. In addition, it is possible to simultaneously analyze the electronic state, valence, local structure around the constituent element, etc. of each constituent element by fluorescent XAFS.

この出願の発明の蛍光X線分析装置において、検出手段(7)は、さらに、基板(2)に近接して配置された検出部(71)と、基板(2)と該検出部(71)との間にあり、蛍光X
線の角度発散を制限するための角度発散制限手段(8)とから構成される前記のものが好
ましく、検出部(71)は、一次元または二次元検出器であってもよい。
In the fluorescent X-ray analysis apparatus of the invention of this application, the detection means (7) further includes a detection unit (71) disposed close to the substrate (2), a substrate (2), and the detection unit (71). Fluorescence X
The above-described configuration including the angle divergence limiting means (8) for limiting the angle divergence of the line is preferable, and the detection unit (71) may be a one-dimensional or two-dimensional detector.

以上より、この出願の発明の蛍光X線分析方法は、コンビナトリアル試料上の各試料部分を個別にターゲットとして、分析を行う従来の方法に比べ、同時分析による測定時間の短縮、効率化という点で優れている。また、複数の試料(3)を同時に分析するため、試
料領域(30)における測定条件が平等となる利点もある。
From the above, the fluorescent X-ray analysis method of the invention of this application is reduced in the measurement time and efficiency by simultaneous analysis, compared with the conventional method in which each sample portion on the combinatorial sample is individually targeted. Are better. In addition, since a plurality of samples (3) are analyzed simultaneously, there is also an advantage that the measurement conditions in the sample region (30) are equal.

以下、添付した図面に沿って実施例を示し、この発明の実施の形態についてさらに詳しく説明する。   Hereinafter, embodiments will be described with reference to the accompanying drawings, and embodiments of the present invention will be described in more detail.

<実施例1>
図4は、この出願の発明の蛍光X線分析装置の一例を示した概略模式図である。
<Example 1>
FIG. 4 is a schematic diagram showing an example of a fluorescent X-ray analyzer according to the invention of this application.

図4の蛍光X線分析装置では、Si(111)二結晶モノクロメータ(51)により単色化し、幅0.6mm×長さ20mmの入射スリット(52)を通過させたX線(1)を、基
板(2)上に作製したコンビナトリアル試料(3)に対し、約3.5°の入射角(θ)で照射した。
In the fluorescent X-ray analyzer of FIG. 4, X-rays (1) that have been made monochromatic by a Si (111) double crystal monochromator (51) and passed through an entrance slit (52) having a width of 0.6 mm and a length of 20 mm are obtained. The combinatorial sample (3) produced on the substrate (2) was irradiated at an incident angle (θ) of about 3.5 °.

厚さ1mm、直径25mmのガラス板に、穴径6μmφの穴が規則正しく二次元的に開けられ、有効径20mmにおける開孔率が55%以上となっているガラス製コリメータ板(8)を内蔵したCCDカメラ(7)を、コンビナトリアル試料(3)の鉛直方向真上に設
置した。コンビナトリアル試料(3)またはCCDカメラ(7)の高さを調節することにより、入射X線(1)が試料(3)を照射できる程度の隙間はあけつつ、CCDカメラ(7)
の受光窓をコンビナトリアル試料(3)に極力近接させることができた。なお、CCDカ
メラ(7)の構成要素でありX線検出部の役割をする電荷結合素子(71)のサイズは8m
m角で、画素数は1000×1000とした。
A glass collimator plate (8) having a hole diameter of 6 μmφ regularly and two-dimensionally formed in a glass plate having a thickness of 1 mm and a diameter of 25 mm and having an aperture ratio of 55% or more at an effective diameter of 20 mm is incorporated. A CCD camera (7) was placed directly above the combinatorial sample (3) in the vertical direction. By adjusting the height of the combinatorial sample (3) or CCD camera (7), the CCD camera (7) has a gap that allows the incident X-ray (1) to irradiate the sample (3).
The light-receiving window was able to be as close as possible to the combinatorial sample (3). The size of the charge coupled device (71), which is a component of the CCD camera (7) and serves as an X-ray detector, is 8 m.
The number of pixels is 1000 × 1000 at the m-square.

コンビナトリアル試料は、平板状アルミナ基板上において、8.5mm角の領域内に3×3の配列でマンガンとコバルトからなる合成条件の異なる試料がユニット(ピクセル)状に並んだものとした(図7)。   The combinatorial sample was obtained by arranging samples having different synthesis conditions of manganese and cobalt in a 3 × 3 arrangement in a 8.5 mm square area on a flat alumina substrate in a unit (pixel) form (FIG. 7). ).

この試料(3)について、上記の蛍光X線分析装置を用いて、高エネルギー加速器研究
機構放射光実験施設BL−16A1の放射光を用いて分析を行った。入射X線のエネルギーを6.57keVとし、CCDカメラ(7)により1秒の露光時間で撮像した。
About this sample (3), it analyzed using the synchrotron radiation experiment facility BL-16A1 of a high energy accelerator research organization using said fluorescence X-ray-analysis apparatus. The incident X-ray energy was 6.57 keV, and the image was taken with a CCD camera (7) with an exposure time of 1 second.

図8に示されるように、コンビナトリアル試料に対応する8mm角領域について、各試料ユニットからの蛍光X線が観測された。   As shown in FIG. 8, fluorescent X-rays from each sample unit were observed in the 8 mm square region corresponding to the combinatorial sample.

さらに、モノクロメータ(51)を調整し、マンガンのK吸収端と、コバルトのK吸収端のそれぞれについて、吸収端の上と下のエネルギーにおける蛍光X線を各々観測し、各試料ユニットからの蛍光X線強度を積算した。   Further, the monochromator (51) was adjusted to observe the X-ray fluorescence at the energy above and below the absorption edge for each of the manganese K absorption edge and the cobalt K absorption edge. The intensity was integrated.

図8のCの正方形枠内部について、CCDの各ピクセルにおけるカウント数を合計し、結果を表1に示した。なお、表1最下段のジャンプは、それぞれマンガン、コバルトからのK蛍光線の強度とみなした。   For the inside of the square frame in FIG. 8C, the counts in each pixel of the CCD were summed, and the results are shown in Table 1. The jump at the bottom of Table 1 was regarded as the intensity of K fluorescent rays from manganese and cobalt, respectively.

しかし、コバルトから発生したK蛍光線は、マンガンのK吸収端より高いエネルギーをもつため、一部は試料中に共存するマンガンに吸収されて弱くなったことが確認された。精密な定量分析をするには厳密な補正が必要となるが、コバルトとマンガンのジャンプの比は、0.63/0.35=1.8となった。コバルトからの蛍光線がマンガンに吸収され、その分弱く観測されていることも考慮すれば、マンガン:コバルトの組成は、ほぼ1:2であることが示唆された。したがって、得られたコンビナトリアル材料のおおよその組成比を求めることができた。   However, since the K fluorescent line generated from cobalt has higher energy than the K absorption edge of manganese, it was confirmed that a part was absorbed by manganese coexisting in the sample and became weak. Strict correction is required for accurate quantitative analysis, but the cobalt to manganese jump ratio was 0.63 / 0.35 = 1.8. Considering that the fluorescent line from cobalt is absorbed by manganese and is observed to be weak, it is suggested that the composition of manganese: cobalt is approximately 1: 2. Therefore, an approximate composition ratio of the obtained combinatorial material could be obtained.

<実施例2>
実施例1のコンビナトリアル試料について、図1の蛍光X線分析装置を用いて、蛍光X線強度の入射X線エネルギー依存性を調べた。
<Example 2>
With respect to the combinatorial sample of Example 1, the dependency of the fluorescent X-ray intensity on the incident X-ray energy was examined using the fluorescent X-ray analyzer shown in FIG.

モノクロメータの角度を走査することにより、入射X線のエネルギーをマンガンK吸収端の下から上まで変化させ、1秒の露光時間で蛍光X線強度を測定した。   By scanning the angle of the monochromator, the incident X-ray energy was changed from the bottom to the top of the manganese K absorption edge, and the fluorescent X-ray intensity was measured with an exposure time of 1 second.

図8におけるLL、UL、UR、LR、Cの各領域について蛍光X線強度を積分し、入射X線エネルギーを横軸、蛍光X線強度を規格化したものを縦軸として、各領域についてのXANESスペクトルを得た(図9)。吸収端のエネルギーやスペクトル形状から、マンガンの価数や化学状態が確認された。   The X-ray fluorescence intensity is integrated for each of the LL, UL, UR, LR, and C regions in FIG. 8, and the X-ray energy is normalized on the horizontal axis and the normalized X-ray fluorescence intensity is on the vertical axis. XANES spectra were obtained (Figure 9). The valence and chemical state of manganese were confirmed from the energy and spectral shape of the absorption edge.

以上より、硝酸濃度が高い場合には、220℃で加熱しても(LR)、350℃で加熱しても(UR)、マンガンの価数は大きくなることが明らかになった。一方、硝酸を添加しない場合や、硝酸濃度が薄い場合には220℃(LL)や285℃(C)の加熱ではマンガンの価数は大きくならないが、硝酸を添加しない場合でも350℃で加熱すれば(UL)マンガンの価数は大きくなることが示された。   From the above, it has been clarified that when the nitric acid concentration is high, the valence of manganese increases even when heated at 220 ° C. (LR) or 350 ° C. (UR). On the other hand, when nitric acid is not added or when the nitric acid concentration is low, the valence of manganese does not increase by heating at 220 ° C. (LL) or 285 ° C. (C), but it is heated at 350 ° C. even when nitric acid is not added. It has been shown that the valency of (UL) manganese increases.

なお、この測定に要した時間は13分程度で、通常のXAFSスペクトルを1試料について測定するのに要する時間と同等であった。しかし同時に9試料についてのスペクトルを得ることができたことから、トータルでは大幅な時間短縮が実現された。
<実施例3>
図10、図11に示すように、コンビナトリアル試料基板(2)と近接するように、内
径2mmの穴を開けた厚さ1mmのコリメータ板A(81)と、それに近接するように、内径1.5mmの穴を開けた厚さ1mmのコリメータ板B(82)を設け、各試料(3)から
の蛍光X線を2枚のコリメータ板A(81)、B(82)の一対の穴で受けて検出部(71)に到達せしめるようにした(2枚のコリメータ板を近接して並べることで、各々の試料に対向するコリメータが単純な環状構造になっている1枚の厚いコリメータ板を置いたときと
同様の角度発散制限効果が現れている)。
The time required for this measurement was about 13 minutes, which was equivalent to the time required for measuring a normal XAFS spectrum for one sample. However, since the spectra for 9 samples could be obtained at the same time, the total time was significantly reduced.
<Example 3>
As shown in FIG. 10 and FIG. 11, a collimator plate A (81) having a thickness of 1 mm with a hole having a diameter of 2 mm so as to be close to the combinatorial sample substrate (2), and an inner diameter of 1. A collimator plate B (82) with a thickness of 1 mm with a 5 mm hole is provided, and the fluorescent X-rays from each sample (3) are received by a pair of holes in the two collimator plates A (81) and B (82). To reach the detector (71) (by placing two collimator plates close to each other, one collimator plate facing each sample has a simple annular structure. The angle divergence limiting effect is similar to that of

高エネルギー加速器研究機構放射光実験施設BL−4Aの偏向電磁石からのX線を、Si(111)二結晶モノクロメータ(51)により9.3keVに単色化し、幅0.6mm×長さ20mmの入射スリット(52)を通過させて基板(2)上の銅箔試料に照射し、上
記コリメータ板A(81)、B(82)を介して1000×1000画素の電荷結合素子(71)を有するCCDカメラ(7)によって蛍光X線を観測した。1つの試料(3)からの蛍光X線信号に相当するものとして、コリメータ板A(81)、B(82)の穴の形状を反映した円形状の蛍光X線スポットがCCD上のイメージとして観測され、円形内の3000個の
ピクセルについてX線強度を調べた。
X-rays from the bending magnet of the synchrotron radiation experimental facility BL-4A at the High Energy Accelerator Research Organization were monochromatized to 9.3 keV by the Si (111) double crystal monochromator (51), and incident with a width of 0.6 mm and a length of 20 mm A CCD having a charge coupled device (71) of 1000 × 1000 pixels through the slit (52) and irradiating the copper foil sample on the substrate (2) through the collimator plates A (81) and B (82). X-ray fluorescence was observed with a camera (7). A circular fluorescent X-ray spot reflecting the shape of the holes in the collimator plates A (81) and B (82) is observed as an image on the CCD, corresponding to the fluorescent X-ray signal from one sample (3). X-ray intensity was examined for 3000 pixels in a circle.

その結果、撮像時間が0.25秒、1ピクセルあたりの平均カウント数が15837、1ピクセル・1秒あたりの平均カウント数が63348となり、撮像時間が大幅に短縮さ
れ、かつ十分な強度の信頼性の高い蛍光X線情報が得られた。
As a result, the imaging time is 0.25 seconds, the average count per pixel is 15837, the average count per pixel per second is 63348, the imaging time is greatly reduced, and reliability with sufficient strength High fluorescence X-ray information was obtained.

以上詳しく説明したとおり、この発明によって、一つの基板に形成された複数の試料からの蛍光X線を並行して観測し、高精度かつ短時間に合成条件の異なる試料について、組成や元素の化学状態、構造を同時に分析することのできる、新しい蛍光X線分析方法とそのための装置が提供される。   As described above in detail, according to the present invention, fluorescent X-rays from a plurality of samples formed on one substrate are observed in parallel, and the composition and element chemistry of samples with different synthesis conditions are obtained with high accuracy and in a short time. A new fluorescent X-ray analysis method and apparatus for analyzing the state and structure simultaneously are provided.

この蛍光X線分析方法や装置を用いることにより、コンビナトリアル材料合成法における材料評価が高速に進むようになり、その結果、合成と評価がともに効率的になって多数の系や物質をスクリーニングできるようになる。したがって、コンビナトリアル材料合成法のいっそうの発展を図ることができる。   By using this fluorescent X-ray analysis method and apparatus, the material evaluation in the combinatorial material synthesis method can proceed at a high speed, and as a result, both the synthesis and the evaluation can be efficiently performed and a large number of systems and substances can be screened. become. Therefore, further development of the combinatorial material synthesis method can be achieved.

この出願の発明の蛍光X線分析方法における照射X線の入射角(θ)の下限値を説明する概略模式図である。It is a schematic diagram explaining the lower limit of the incident angle (θ) of irradiated X-rays in the fluorescent X-ray analysis method of the invention of this application. この出願の発明の蛍光X線分析方法における照射X線の入射角(θ)の上限値を説明する概略模式図である。It is a schematic diagram explaining the upper limit of the incident angle ((theta)) of the irradiation X-ray in the fluorescent-X-ray-analysis method of invention of this application. この出願の発明の蛍光X線分析方法において、試料の高さが一定でない場合の照射X線の入射角(θ)を説明する概略模式図である。In the fluorescent X-ray analysis method of the invention of this application, it is a schematic diagram illustrating the incident angle (θ) of irradiated X-rays when the height of a sample is not constant. この出願の発明の蛍光X線分析装置の一例を示した要部構成図である。It is a principal part block diagram which showed an example of the fluorescent-X-ray-analysis apparatus of invention of this application. この出願の発明の蛍光X線分析方法における、試料の設置方法の一例を示した概略模式図である。It is the schematic schematic which showed an example of the installation method of the sample in the fluorescent-X-ray-analysis method of invention of this application. この出願の発明の蛍光X線分析方法における、試料の設置方法と照射X線の入射方向(ψ)の一例を示した概略模式図である。It is the schematic schematic diagram which showed an example of the installation method of a sample and the incident direction ((psi)) of irradiation X-ray in the fluorescent X-ray-analysis method of invention of this application. この発明の実施例1において、作製されたコンビナトリアル試料を示した写真に代わる図である。In Example 1 of this invention, it is a figure replaced with the photograph which showed the produced combinatorial sample. この発明の実施例1において、6.57keVの単色X線を入射して得られた蛍光X線像を示した図である。In Example 1 of this invention, it is the figure which showed the fluorescence X-ray image obtained by injecting a monochromatic X-ray of 6.57 keV. この発明の実施例2において、コンビナトリアル試料の各試料ユニットからの蛍光X線積分強度をマンガンK吸収端付近で測定したXANESスペクトルである。In Example 2 of this invention, it is a XANES spectrum which measured the fluorescence X-ray integrated intensity from each sample unit of a combinatorial sample near manganese K absorption edge. この発明の実施例3において、角度発散制限手段に用いたコリメータ板を示した図である。In Example 3 of this invention, it is the figure which showed the collimator board used for the angle divergence limiting means. この発明の実施例3における入射X線、試料を有する基板、角度発散制限手段、蛍光X線および検出部を示した概略模式図である。It is the schematic diagram which showed the incident X-ray in Example 3 of this invention, the board | substrate which has a sample, an angle divergence limiting means, a fluorescent X-ray, and a detection part.

符号の説明Explanation of symbols

1 X線
11 入射X線ベクトル
2 基板
3 試料
30 試料領域
31 試料(上流側)
311 最低部
32 試料(中央付近)
33 試料(下流側)
331 最頂部
332 下流側端部
34 各試料領域
41 表面
42 低部
5 X線源
51 二結晶モノクロメータ
52 入射スリット
6 試料台
7 検出手段、CCDカメラ
71 検出部、電荷結合素子
8 角度発散制限手段、コリメータ板
81、82 コリメータ板
1 X-ray
11 Incident X-ray vector 2 Substrate 3 Sample
30 Sample area
31 samples (upstream side)
311 lowest part
32 samples (near the center)
33 Sample (downstream side)
331 top
332 Downstream end
34 Sample areas
41 surface
42 Lower part 5 X-ray source
51 Double crystal monochromator
52 Entrance slit 6 Sample stage 7 Detection means, CCD camera
71 detector, charge coupled device 8 angle divergence limiting means, collimator plate
81, 82 Collimator plate

Claims (12)

一つの基板上に形成された複数の試料について同時に蛍光X線分析を行う方法であって、複数の試料が形成された基板表面に対し、次式(I)

(ただし、hは試料の基板からの高さを表し、lは入射X線ベクトルを基板面上に投影したベクトルに沿って測った試料間の距離を表す)
を満たす値以上で、次式(II)
(ただし、Hは入射X線のビーム幅を示し、Lは最も上流側にある試料の最低部から最も下流側にある試料の下流側端部までの距離を表し、hは試料の基板からの高さを表す)
を満たす値以下の入射角θでX線を照射し、各試料領域から発生した蛍光X線を、少なくとも各試料領域に照準を合わせた個別の検出部が集合して構成される検出手段により同時に検出することを特徴とする蛍光X線分析方法。
A method of performing X-ray fluorescence analysis simultaneously on a plurality of samples formed on one substrate, wherein the following formula (I) is applied to the substrate surface on which the plurality of samples are formed:

(Where h represents the height of the sample from the substrate, and l represents the distance between the samples measured along the vector obtained by projecting the incident X-ray vector onto the substrate surface)
If the value meets or exceeds the following formula (II)
(Where H represents the beam width of the incident X-ray, L represents the distance from the lowest part of the sample on the most upstream side to the downstream end of the sample on the most downstream side, and h represents the distance from the substrate of the sample. Represents height)
X-rays are irradiated at an incident angle θ equal to or less than a value satisfying the above, and the fluorescent X-rays generated from each sample region are simultaneously detected by a detection means configured by a collection of individual detection units that are aimed at at least each sample region. X-ray fluorescence analysis method characterized by detecting.
X線の入射角θは、基板に対して0.1〜5°とする請求項1の蛍光X線分析方法。   The X-ray fluorescence analysis method according to claim 1, wherein an incident angle θ of the X-ray is 0.1 to 5 ° with respect to the substrate. X線は、単色または狭いエネルギー幅を有し、一つの基板上に形成された複数の試料を構成する元素の吸収端を含むエネルギー領域のものとする請求項1または2のいずれかの蛍光X線分析方法。   3. The fluorescent X-ray according to claim 1, wherein the X-ray has a monochromatic or narrow energy width and has an energy region including absorption edges of elements constituting a plurality of samples formed on one substrate. Line analysis method. 一つの基板上に形成された複数の試料は、コンビナトリアル材料合成法により形成されたコンビナトリアル試料とする請求項1ないし3のいずれかの蛍光X線分析方法。   4. The fluorescent X-ray analysis method according to claim 1, wherein the plurality of samples formed on one substrate are combinatorial samples formed by a combinatorial material synthesis method. 検出手段は、少なくとも、基板に近接して配置された検出部と、基板と該検出部との間にあり、蛍光X線の角度発散を制限するための角度発散制限手段とから構成される請求項1ないし4のいずれかの蛍光X線分析方法。   The detection means includes at least a detection unit disposed in the vicinity of the substrate, and an angle divergence limiting unit for limiting the angle divergence of fluorescent X-rays between the substrate and the detection unit. Item 5. The fluorescent X-ray analysis method according to any one of Items 1 to 4. 角度発散制限手段は、少なくとも、1つ1つが各試料領域に一対一で照準を合わせている個別のコリメータの集合体により構成される請求項5の蛍光X線分析方法。   6. The fluorescent X-ray analysis method according to claim 5, wherein the angle divergence limiting means comprises at least a collection of individual collimators each aiming at one-to-one with each sample region. 検出部は、一次元または二次元検出器である請求項5または6の蛍光X線分析方法。   The fluorescent X-ray analysis method according to claim 5 or 6, wherein the detection unit is a one-dimensional or two-dimensional detector. 少なくとも、
X線源と、
複数の試料が形成された基板を固定でき、かつX線源からのX線を基板表面に照射する際の入射角と入射方向を調節できる試料台と、
各試料領域から発生した蛍光X線を検出できる、少なくとも各試料領域に照準を合わせた個別の検出部が集合して構成される検出手段
を有することを特徴とする蛍光X線分析装置。
at least,
An X-ray source;
A sample stage capable of fixing a substrate on which a plurality of samples are formed and adjusting an incident angle and an incident direction when irradiating the surface of the substrate with X-rays from an X-ray source;
A fluorescent X-ray analyzer characterized by having a detecting means configured to collect individual detection units that are capable of detecting fluorescent X-rays generated from each sample region and at least aiming at each sample region.
X線源は、単色または狭いエネルギー幅を有し、一つの基板上に形成された複数の試料を構成する元素の吸収端を含むエネルギー領域のX線を照射でき、エネルギー領域を変動させることができるものとする請求項8の蛍光X線分析装置。   The X-ray source has a single color or a narrow energy width, can irradiate X-rays in an energy region including absorption edges of elements constituting a plurality of samples formed on one substrate, and can vary the energy region. The fluorescent X-ray analyzer according to claim 8, which can be performed. 検出手段は、少なくとも、基板に近接して配置された検出部と、基板と該検出部との間にあり、蛍光X線の角度発散を制限するための角度発散制限手段とから構成される請求項8または9の蛍光X線分析装置。   The detection means includes at least a detection unit disposed in the vicinity of the substrate, and an angle divergence limiting unit for limiting the angle divergence of fluorescent X-rays between the substrate and the detection unit. Item 8. The fluorescent X-ray analyzer according to item 8 or 9. 角度発散制限手段は、少なくとも、1つ1つが各試料領域に一対一で照準を合わせている個別のコリメータの集合体により構成される請求項10の蛍光X線分析装置。   11. The fluorescent X-ray analysis apparatus according to claim 10, wherein the angle divergence limiting means includes at least one set of individual collimators each aiming one-to-one with each sample region. 検出部は、一次元または二次元検出器である請求項10または11の蛍光X線分析装置。
The fluorescent X-ray analysis apparatus according to claim 10 or 11, wherein the detection unit is a one-dimensional or two-dimensional detector.
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