JP2010032485A - X線分析装置及びx線分析方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 試料S上に放射線を照射するX線管球2と、特性X線及び散乱X線を検出しそのエネルギー情報を含む信号を出力するX線検出器3と、信号を分析する分析器5と、予め設定されたマッピング領域M内で試料Sに対して照射ポイントを相対的に移動可能な試料ステージ1と、特定の元素に対応したX線強度を判別し、該X線強度に応じて色又は明度を変えた強度コントラストを決定して照射ポイントに対応した位置に画像表示するX線マッピング処理部6と、を備え、該X線マッピング処理部6が、予め組成元素及びその濃度が既知の標準物質7について判別したX線強度を基準にして、照射ポイントにおけるX線強度の強度コントラストを決定する。
【選択図】 図1
Description
従来、例えば特許文献1には、試料にX線を照射するX線管と、X線照射された試料から生じた蛍光X線を検出するX線検出器と、X線検出器の出力に基づいて試料中に含まれる元素とその強度を判別するパルスプロセッサーと、このパルスプロセッサーからの信号を入力するコンピュータと、このコンピュータの出力を処理してX線強度の分布を二次元画像に表示する画像処理装置と、を備えたX線マッピング装置が提案されている。
すなわち、従来のX線マッピングを行う装置では、X線強度の強弱によって特定の元素分布が画像上の色やコントラストである程度判断できるが、元素濃度に関する基準がなく、画像から所定濃度以上の元素分布を直接的に認識することが難しいという不都合があった。
また、本発明のX線分析方法は、前記標準物質を、前記マッピング領域内に設置しておき、前記画像表示するステップで、前記X線マッピング処理部が、前記試料と共に前記標準物質のX線強度を判別して前記画像表示を行うことを特徴とする。
すなわち、これらのX線分析装置及びX線分析方法では、マッピング領域内に設置された標準物質について試料と共にX線強度を判別して画像表示するので、標準物質と試料とを同時にX線マッピングでき、標準物質のX線強度を別途測定する手間を省くことができる。また、標準物質と試料とで、X線強度を判別する際の分析条件(検出器との距離や雰囲気等)を互いに揃え易くなり、分析環境によるばらつきを抑えることができる。
すなわち、本発明に係るX線分析装置及びX線分析方法によれば、X線マッピング処理部が、予め組成元素及びその濃度又はその膜厚が既知の標準物質について判別したX線強度を基準にして、照射ポイントにおけるX線強度の強度コントラストを決定するので、基準の標準物質よりも特定の元素濃度が高いか低いか又は膜厚が厚いか薄いかを視覚的に容易に認識することが可能である。したがって、特定の元素が規定よりも高い濃度で含有される問題部位等を、視覚的に容易に特定することが可能になる。
また、上記試料ステージ1は、試料Sを固定した状態でステッピングモータ(図示略)等により上下左右の水平移動及び高さ調整可能なXYZステージであって、予め設定されたマッピング領域M内で試料Sに対して照射ポイントを相対的に移動させるように、X線マッピング処理部6により制御される。
この状態で、試料室8内を所定の減圧状態とする。この標準物質7は、予め組成元素及びその濃度が既知のものであり、例えば鉛、カドミウム、クロム等のいずれかの元素を含むと共にその濃度がわかっているものである。なお、本実施形態では、X線マッピングにより鉛(Pb)の含有濃度の分布を調べるため、電子回路基板である試料S上に、Pbが1000ppmの半田材で円板状に形成された標準物質7を載置した。また、標準物質7の高さは、試料S上の分析対象である電子部品Eや半田材Hの高さに合わせておく。
さらに、照射ポイントをマッピング領域M内で所定距離間隔で順次移動させ、マトリクス状、すなわち二次元的に走査してマッピング領域M全体にわたって複数の照射ポイントにおいて上記検出を繰り返し、各照射ポイントの座標情報及び特定元素のX線強度を記憶する。すなわち、マッピング領域M内の試料Sと共に標準物質7についても同時にX線強度を判別し、記憶する。
なお、試料S上に標準物質7を載置した状態でX線強度を検出してX線マッピングを行っているので、分析対象の試料S上の半田材H等と標準物質7との高さがほぼ同じになり、X線強度の高い検出精度が得られる。
この分析を行う場合、試料ステージ1上にノート型パーソナルコンピュータPCと共に標準物質7を載置する。この際、標準物質7は、筐体K0と同じ材質及び厚さのカバー部材K1で覆った状態にして設置される。
なお、検出する対象元素をX線のエネルギーの高いものに変更することで、内部の基板形状等を分析画像として得ることも可能である。
また、上記実施形態は、X線マッピング処理部6がX線強度の画像と試料Sの光学顕微鏡像とを重ね合わせて表示可能とされているが、SEM−EDS装置に本発明を採用した場合、X線強度の画像と二次電子像とを重ね合わせて表示可能にしても構わない。
さらに、上述したように、標準物質を試料上に載置してX線マッピングすることが好ましいが、標準物質をマッピング領域M内であるが試料の脇に載置して同時にX線マッピングしても構わない。
また、上記実施形態では、組成元素の濃度が既知の標準物質を用いて試料の元素濃度についてX線マッピングしたが、組成元素の膜厚が既知の標準物質を用い、この標準物質のX線強度を基準にして上記と同様の手法で、試料の膜厚についてX線マッピングしても構わない。
Claims (10)
- 試料上の照射ポイントに放射線を照射する放射線源と、
前記試料から放出される特性X線及び散乱X線を検出し該特性X線及び散乱X線のエネルギー情報を含む信号を出力するX線検出器と、
前記信号を分析する分析器と、
予め設定されたマッピング領域内で前記試料に対して前記照射ポイントを相対的に移動可能な移動機構と、
前記分析器の分析結果から特定の元素に対応したX線強度を判別し、該X線強度に応じて色又は明度を変えた強度コントラストを決定して前記マッピング領域の前記照射ポイントに対応した位置に画像表示するX線マッピング処理部と、を備え、
該X線マッピング処理部が、予め組成元素及びその濃度又はその膜厚が既知の標準物質について判別した前記X線強度を基準にして、前記照射ポイントにおけるX線強度の前記強度コントラストを決定することを特徴とするX線分析装置。 - 請求項1に記載のX線分析装置において、
前記標準物質が、前記マッピング領域内に設置され、
前記X線マッピング処理部が、前記試料と共に前記標準物質のX線強度を判別して前記画像表示を行うことを特徴とするX線分析装置。 - 請求項2に記載のX線分析装置において、
前記標準物質が、前記試料上に載置されていることを特徴とするX線分析装置。 - 請求項1から3のいずれか一項に記載のX線分析装置において、
前記X線マッピング処理部が、前記標準物質の一定領域内におけるX線強度の平均値を前記基準とすることを特徴とするX線分析装置。 - 請求項1から4のいずれか一項に記載のX線分析装置において、
前記X線マッピング処理部が、前記標準物質のX線強度を前記強度コントラストの上限値または下限値に設定して前記画像表示を行うことを特徴とするX線分析装置。 - 請求項1から5のいずれか一項に記載のX線分析装置において、
前記X線マッピング処理部が、前記X線強度の画像と前記試料の光学顕微鏡像又は二次電子像とを重ね合わせて表示可能であることを特徴とするX線分析装置。 - 請求項1から6のいずれか一項に記載のX線分析装置において、
前記試料が、前記放射線が透過可能な材質で形成された筐体に内蔵されているものであり、
前記X線マッピング処理部が、前記筐体と同じ材質及び厚さのカバー部材で前記標準物質を覆った状態で測定した該標準物質のX線強度を基準とすることを特徴とするX線分析装置。 - 放射線源から試料上の照射ポイントに放射線を照射し、X線検出器により前記試料から放出される特性X線及び散乱X線を検出し該特性X線及び散乱X線のエネルギー情報を含む信号を出力するX線検出方法であって、
分析器により、前記信号を分析するステップと、
移動機構により、予め設定されたマッピング領域内で前記試料に対して前記照射ポイントを相対的に移動するステップと、
X線マッピング処理部により、前記分析器の分析結果から特定の元素に対応したX線強度を判別し、該X線強度に応じて色又は明度を変えた強度コントラストを決定して前記マッピング領域の前記照射ポイントに対応した位置に画像表示するステップと、を有し、
前記画像表示するステップで、X線マッピング処理部が、予め組成元素及びその濃度又はその膜厚が既知の標準物質について判別した前記X線強度を基準にして、前記照射ポイントにおけるX線強度の前記強度コントラストを決定することを特徴とするX線分析方法。 - 請求項8に記載のX線分析方法において、
前記標準物質を、前記マッピング領域内に設置しておき、
前記画像表示するステップで、前記X線マッピング処理部が、前記試料と共に前記標準物質のX線強度を判別して前記画像表示を行うことを特徴とするX線分析方法。 - 請求項8又は9に記載のX線分析方法において、
前記試料が、前記放射線が透過可能な材質で形成された筐体に内蔵されているものであり、
前記画像表示するステップで、前記筐体と同じ材質及び厚さのカバー部材で前記標準物質を覆った状態で測定した該標準物質のX線強度を基準とすることを特徴とするX線分析方法。
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