JP2014196925A - Fluorescent x-ray analyzer, and depth direction analysis method used for the same - Google Patents
Fluorescent x-ray analyzer, and depth direction analysis method used for the same Download PDFInfo
- Publication number
- JP2014196925A JP2014196925A JP2013071982A JP2013071982A JP2014196925A JP 2014196925 A JP2014196925 A JP 2014196925A JP 2013071982 A JP2013071982 A JP 2013071982A JP 2013071982 A JP2013071982 A JP 2013071982A JP 2014196925 A JP2014196925 A JP 2014196925A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- collimator
- sample
- slit
- range
- ray
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Images
Landscapes
- Analysing Materials By The Use Of Radiation (AREA)
- Measurement Of Radiation (AREA)
Abstract
Description
本発明は、試料中に含まれる元素の情報を取得する蛍光X線分析装置及びそれに用いられる深さ方向分析方法に関する。 The present invention relates to a fluorescent X-ray analyzer that acquires information on elements contained in a sample and a depth direction analysis method used therefor.
蛍光X線分析装置は、固体試料や粉体試料や液体試料に一次X線を照射し、一次X線により励起されて放出される蛍光X線を検出することによって、その試料に含まれる元素の定性や定量分析を行うものである。 An X-ray fluorescence analyzer irradiates a solid sample, a powder sample, or a liquid sample with primary X-rays, and detects the X-rays emitted by being excited by the primary X-rays. Qualitative and quantitative analysis is performed.
蛍光X線分析装置において、一次X線を発するX線源と試料との間に一次X線ビームを絞るためのコリメータを備えたものがある。コリメータは、例えば、径の異なる複数の開口を有する平板で構成されており、適当な径の開口を選択してX線の光軸上に位置させることにより、一次X線の照射範囲を試料サイズに応じた所定の大きさに制限している。このような蛍光X線分析装置によれば、微小試料を分析する場合や試料上の微小領域を分析する場合等に、目的測定領域以外からの蛍光X線の発生を抑えて高いS/N比を達成している。 Some X-ray fluorescence analyzers include a collimator for narrowing a primary X-ray beam between an X-ray source that emits primary X-rays and a sample. The collimator is composed of, for example, a flat plate having a plurality of apertures with different diameters. By selecting an aperture with an appropriate diameter and positioning it on the optical axis of the X-ray, the irradiation range of the primary X-ray is set to the sample size. Is limited to a predetermined size according to According to such a fluorescent X-ray analyzer, when analyzing a micro sample or analyzing a micro area on the sample, the generation of fluorescent X-rays from other than the target measurement area is suppressed and a high S / N ratio is obtained. Has achieved.
また、X線源と試料との間のX線の光軸上に設けられ、開口サイズを連続的に変更可能なコリメータと、コリメータの開口サイズを測定者が指定するための入力手段とを備える蛍光X線分析装置が開示されている(例えば、特許文献1参照)。このような蛍光X線分析装置によれば、一次X線の照射範囲を目的測定領域に応じた最適な大きさに設定することが可能となっている。 Further, a collimator provided on the optical axis of the X-ray between the X-ray source and the sample and capable of continuously changing the aperture size, and an input means for the measurer to specify the aperture size of the collimator are provided. A fluorescent X-ray analyzer is disclosed (for example, see Patent Document 1). According to such a fluorescent X-ray analyzer, it is possible to set the irradiation range of the primary X-ray to an optimum size according to the target measurement region.
さらに、薄膜や固体試料中の所定の深さの位置におけるバルク解析や異物解析を行ったり、複合材料中の有害元素混入場所の特定を行ったりする測定方法が広く知られている。例えば、一次X線の入射角度を走査しながら分析する全反射蛍光X線分析(TXRF)や、斜入射蛍光X線分析(GIXRF)が活用されている。 Furthermore, a measurement method that performs bulk analysis or foreign matter analysis at a predetermined depth in a thin film or solid sample, or specifies a place where a harmful element is mixed in a composite material is widely known. For example, total reflection X-ray fluorescence analysis (TXRF) for analyzing the incident angle of primary X-rays while scanning and oblique incidence X-ray fluorescence analysis (GIXRF) are used.
一方、蛍光X線以外を検出することで、薄膜や固体試料中の所定の深さの位置におけるバルク解析や異物解析を行ったりする測定方法として、試料にビーム状のイオン(「一次イオン」と呼ばれる)を照射し、一次イオンと試料との分子・原子レベルでの衝突によって発生するイオン(「二次イオン」と呼ばれる)を質量分析計で検出する二次イオン質量分析法(SIMS)や、試料にX線を照射し、生じる光電子のエネルギーを測定することで、試料の構成元素とその電子状態とを分析するX線光電子分光(ESCA)等もある。 On the other hand, as a measurement method for performing bulk analysis or foreign matter analysis at a predetermined depth in a thin film or solid sample by detecting other than fluorescent X-rays, beam-like ions (“primary ions”) are applied to the sample. Secondary ion mass spectrometry (SIMS), which detects ions (called “secondary ions”) generated by collisions between the primary ions and the sample at the molecular / atomic level (called “secondary ions”), There is X-ray photoelectron spectroscopy (ESCA) for analyzing the constituent elements of the sample and their electronic states by irradiating the sample with X-rays and measuring the energy of the generated photoelectrons.
しかしながら、上述したような蛍光X線分析装置では、一次X線の照射範囲を目的測定領域に応じた最適な大きさに設定することはできるが、試料における表面と内部とに含まれる元素の情報を個別に取得することができなかった。つまり、試料におけるどの深さにどの元素が存在するかを特定することができなかった。
また、全反射蛍光X線分析(TXRF)や斜入射蛍光X線分析(GIXRF)では、一次X線の入射角度を走査しながらの分析であるため、試料ステージや検出器側での高精度な駆動機構システムが必要であり、装置が複雑化するといった問題点があった。
However, in the fluorescent X-ray analyzer as described above, the primary X-ray irradiation range can be set to an optimum size according to the target measurement region, but information on elements contained in the surface and inside of the sample is available. Could not be acquired individually. That is, it was impossible to specify which element is present at which depth in the sample.
In total reflection X-ray fluorescence analysis (TXRF) and oblique-incidence X-ray fluorescence analysis (GIXRF), the analysis is performed while scanning the incident angle of the primary X-ray, so that the sample stage or detector side has high accuracy. A drive mechanism system is required, and the apparatus is complicated.
さらに、二次イオン質量分析法(SIMS)やX線光電子分光(ESCA)では、高エネルギーのイオン照射による試料表面の破壊や超高真空条件下での測定が必要であり、試料の種類に制約があったり、試料へのダメージを伴ったりすることがあった。
そこで、本発明は、非破壊かつ測定雰囲気条件の制約を少なくした上で、試料中の所定の深さの位置に含まれる元素の情報を取得することができる蛍光X線分析装置及びそれに用いられる深さ方向分析方法を提供することを目的とする。
In addition, secondary ion mass spectrometry (SIMS) and X-ray photoelectron spectroscopy (ESCA) require destruction of the sample surface by high-energy ion irradiation and measurement under ultra-high vacuum conditions, limiting the type of sample. Or there was a case that the sample was damaged.
Therefore, the present invention is a non-destructive and X-ray fluorescence analyzer that can acquire information on elements contained in a position at a predetermined depth in a sample while reducing restrictions on measurement atmosphere conditions, and is used for the apparatus. An object is to provide a depth direction analysis method.
上記課題を解決するためになされた本発明の蛍光X線分析装置は、X線を試料の所定照射範囲に出射するX線管と、前記試料の所定検出範囲からの蛍光X線を検出する検出面を有する検出器とを備える蛍光X線分析装置であって、前記X線管と前記試料との間に配置され、前記所定照射範囲の内の設定照射有効範囲にX線を出射させるための第一開口を有する第一コリメータ又は第一スリットと、前記試料と前記検出器との間に配置され、前記所定検出範囲の内の設定検出有効範囲からの蛍光X線を検出させるための第二開口を有する第二コリメータ又は第二スリットと、第一コリメータ又は第一スリットを移動させる第一駆動機構と、第二コリメータ又は第二スリットを移動させる第二駆動機構とを備えるようにしている。 An X-ray fluorescence analyzer of the present invention made to solve the above problems includes an X-ray tube that emits X-rays to a predetermined irradiation range of a sample, and a detection that detects fluorescent X-rays from the predetermined detection range of the sample A fluorescent X-ray analyzer comprising a detector having a surface, disposed between the X-ray tube and the sample, for emitting X-rays to a set irradiation effective range within the predetermined irradiation range A first collimator or a first slit having a first opening and a second collimator disposed between the sample and the detector for detecting fluorescent X-rays from a set detection effective range within the predetermined detection range. A second collimator or a second slit having an opening, a first drive mechanism for moving the first collimator or the first slit, and a second drive mechanism for moving the second collimator or the second slit are provided.
ここで、「設定照射有効範囲」とは、第一開口の大きさによって決定されるものであり、測定者等によって第一開口の大きさを選択することで任意に決められるが、X線管が出射するX線の所定照射範囲より小さい範囲となる。
また、「設定検出有効範囲」とは、第二開口の大きさによって決定されるものであり、測定者等によって第二開口の大きさを選択することで任意に決められるが、検出器が検出可能な所定検出範囲より小さい範囲となる。
Here, the “set irradiation effective range” is determined by the size of the first opening, and can be arbitrarily determined by the size of the first opening by a measurer or the like. Becomes a range smaller than the predetermined irradiation range of the X-rays emitted.
The “setting detection effective range” is determined by the size of the second opening, and can be arbitrarily determined by the size of the second opening by the measurer, etc., but the detector detects it. The range is smaller than a possible predetermined detection range.
本発明の蛍光X線分析装置によれば、例えば、X線管が出射するX線の所定照射範囲を固定した状態(光学系を維持した状態)で、第一コリメータを移動させることにより、設定照射有効範囲の位置を最適な位置に設定する。また、検出器が検出可能な所定検出範囲を固定した状態(光学系を維持した状態)で、第二コリメータを移動させることにより、設定検出有効範囲の位置を最適な位置に設定する。これにより、検出器は、設定照射有効範囲と設定検出有効範囲とが重なった領域である測定領域(有効励起領域)からの蛍光X線を検出することになる。このとき、設定照射有効範囲と設定検出有効範囲とが重なった領域である測定領域の位置を変更することで、試料中における任意の深さを測定領域とすることができ、試料中における様々な深さからの蛍光X線を検出することができる。 According to the fluorescent X-ray analyzer of the present invention, for example, the setting is made by moving the first collimator in a state where the predetermined irradiation range of the X-rays emitted from the X-ray tube is fixed (a state in which the optical system is maintained). Set the position of the effective irradiation range to the optimum position. Further, the position of the set detection effective range is set to an optimum position by moving the second collimator in a state where the predetermined detection range that can be detected by the detector is fixed (a state in which the optical system is maintained). As a result, the detector detects fluorescent X-rays from the measurement region (effective excitation region), which is a region where the set irradiation effective range and the set detection effective range overlap. At this time, by changing the position of the measurement region, which is the region where the set irradiation effective range and the set detection effective range overlap, any depth in the sample can be set as the measurement region, X-ray fluorescence from the depth can be detected.
以上のように、本発明の蛍光X線分析装置によれば、非破壊かつ測定雰囲気条件の制約を少なくした上で、さらに、X線管と検出器とを固定した状態で、試料中の所定の深さの位置に含まれる元素の情報を取得することができる。 As described above, according to the X-ray fluorescence analyzer of the present invention, the non-destructive and measurement atmosphere conditions are reduced, and further, the X-ray tube and the detector are fixed and the predetermined in the sample is fixed. It is possible to obtain information on elements contained in the position of the depth.
(他の課題を解決するための手段および効果)
また、上記の発明において、前記第一駆動機構は、前記X線管を固定した状態で前記所定照射範囲における設定照射有効範囲の位置を変化させるよう、第一コリメータ又は第一スリットを移動させるとともに、前記第二駆動機構は、前記検出器を固定した状態で前記所定検出範囲における設定検出有効範囲の位置を変化させるよう、第二コリメータ又は第二スリットを移動させることで、前記試料における測定領域の深さを変更するようになっているようにしてもよい。
(Means and effects for solving other problems)
In the above invention, the first drive mechanism moves the first collimator or the first slit so as to change the position of the set effective irradiation range in the predetermined irradiation range in a state where the X-ray tube is fixed. The second drive mechanism moves the second collimator or the second slit so as to change the position of the set detection effective range in the predetermined detection range with the detector fixed, thereby measuring the measurement region in the sample. You may make it change the depth of.
また、上記の発明において、前記第一駆動機構は、第一コリメータ又は第一スリットを前記X線の光軸に直交する面内で移動させるとともに、前記第二駆動機構は、第二コリメータ又は第二スリットを前記検出面に平行な面内で移動させるようにしてもよい。 In the above invention, the first drive mechanism moves the first collimator or the first slit in a plane orthogonal to the optical axis of the X-ray, and the second drive mechanism includes the second collimator or the first slit. The two slits may be moved in a plane parallel to the detection surface.
また、上記の発明において、前記第一駆動機構は、前記所定照射範囲における設定照射有効範囲の位置を段階的に変化させるよう、第一コリメータ又は第一スリットを段階的に移動させる第一切替機構を有するとともに、前記第二駆動機構は、前記所定検出範囲における設定検出有効範囲の位置を段階的に変化させるよう、第二コリメータ又は第二スリットを段階的に移動させる第二切替機構を有するようにしてもよい。 In the above invention, the first switching mechanism moves the first collimator or the first slit stepwise so that the position of the set irradiation effective range in the predetermined irradiation range is changed stepwise. And the second drive mechanism has a second switching mechanism that moves the second collimator or the second slit stepwise so as to change the position of the setting detection effective range in the predetermined detection range stepwise. It may be.
また、上記の発明において、前記X線管は、ポイントフォーカスのX線管球であり、前記第一駆動機構は、第一コリメータを移動させるか、或いは、前記X線管は、ラインフォーカスのX線管球であり、前記第一駆動機構は、第一スリットを移動させるようにしてもよい。 In the above invention, the X-ray tube is a point focus X-ray tube, and the first drive mechanism moves the first collimator, or the X-ray tube is a line focus X-ray. The first driving mechanism may move the first slit.
さらに、上記の発明において、前記X線管と第一コリメータ又は第一スリットとの間に、ソーラースリットを備えるようにしてもよい。
本発明の蛍光X線分析装置によれば、X線ビームの広がりを抑え、深さ方向の分析精度を高めることができる。
Furthermore, in the above invention, a solar slit may be provided between the X-ray tube and the first collimator or the first slit.
According to the fluorescent X-ray analyzer of the present invention, the spread of the X-ray beam can be suppressed and the analysis accuracy in the depth direction can be increased.
そして、本発明の深さ方向分析方法は、X線を試料の所定照射範囲に出射するX線管と、前記試料の所定検出範囲からの蛍光X線を検出する検出面を有する検出器と、前記X線管と前記試料との間に配置され、前記所定照射範囲の内の設定照射有効範囲にX線を出射させるための第一開口を有する第一コリメータ又は第一スリットと、前記試料と前記検出器との間に配置され、前記所定検出範囲の内の設定検出有効範囲からの蛍光X線を検出させるための第二開口を有する第二コリメータ又は第二スリットと、第一コリメータ又は第一スリットを移動させる第一駆動機構と、第二コリメータ又は第二スリットを移動させる第二駆動機構とを備える蛍光X線分析装置に用いられる深さ方向分析方法であって、前記X線管を固定した状態で前記所定照射範囲における設定照射有効範囲の位置を変化させるよう、第一コリメータ又は第一スリットを移動させる設定照射有効範囲決定ステップと、前記検出器を固定した状態で前記所定検出範囲における設定検出有効範囲の位置を変化させるよう、第二コリメータ又は第二スリットを移動させる設定検出有効範囲決定ステップとを含むようにしている。 And the depth direction analysis method of the present invention includes an X-ray tube that emits X-rays to a predetermined irradiation range of a sample, a detector having a detection surface that detects fluorescent X-rays from the predetermined detection range of the sample, A first collimator or a first slit disposed between the X-ray tube and the sample and having a first opening for emitting X-rays within a set irradiation effective range within the predetermined irradiation range; A second collimator or a second slit disposed between the detector and having a second opening for detecting fluorescent X-rays from a set detection effective range within the predetermined detection range; and a first collimator or first A depth direction analysis method used in a fluorescent X-ray analyzer including a first drive mechanism for moving one slit and a second drive mechanism for moving a second collimator or a second slit, wherein the X-ray tube is In a fixed state A setting irradiation effective range determining step for moving the first collimator or the first slit so as to change the position of the setting irradiation effective range in the irradiation range, and the setting detection effective range in the predetermined detection range with the detector fixed. A setting detection effective range determining step of moving the second collimator or the second slit so as to change the position.
以下、本発明の実施形態について図面を用いて説明する。なお、本発明は、以下に説明するような実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々の態様が含まれることは言うまでもない。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. Note that the present invention is not limited to the embodiments described below, and it is needless to say that various aspects are included without departing from the gist of the present invention.
図1は、本発明の実施形態に係るエネルギー分散型蛍光X線分析装置の一例を示す概略構成図である。エネルギー分散型蛍光X線分析装置1は、試料Sが内部に配置される分析チャンバ20と、X線管10と第一コリメータ41と検出器30と第二コリメータ42とCCDカメラ51とが内部に配置された装置筐体50と、第一コリメータ41を移動させる第一駆動機構43と、第二コリメータ42を移動させる第二駆動機構44と、X線管10と検出器30と第一駆動機構43と第二駆動機構44とCCDカメラ51とを制御するコンピュータ60とを備える。
FIG. 1 is a schematic configuration diagram illustrating an example of an energy dispersive X-ray fluorescence spectrometer according to an embodiment of the present invention. The energy dispersive X-ray fluorescence analyzer 1 includes an
分析チャンバ20は、板状の試料ベース21と、板状の上面を有する筒形状の上部チャンバ22とを有する。試料ベース21の中央部には、例えば直径15mmの円形状の開口21aが形成されている。そして、上部チャンバ22の内部は、真空ポンプ(図示せず)と接続されており、真空ポンプによって真空に排気されるようになっている。
The
装置筐体50の上面には試料ベース21が取り付けられている。そして、装置筐体50の内部には、X線管10と第一コリメータ41と検出器30と第二コリメータ42とCCDカメラ51とが配置されている。ここで、図2は、X線管10と第一コリメータ41と検出器30と第二コリメータ42と試料S中の測定領域との位置関係を説明するための図である。
A
CCDカメラ51は、試料Sの分析面に対向する位置に設けられており、試料Sの分析面画像をコンピュータ60に出力するようになっている。
The
X線管10は、ポイントフォーカスのX線管球であり、例えば筐体を有し、筐体の内部に陽極であるターゲット(図示せず)と陰極であるフィラメント(図示せず)とが配置されている。これにより、ターゲットとフィラメントの間に高電圧を印加することで、フィラメントから放射された熱電子をターゲットに衝突させて、ターゲットで発生した一次X線を出射するようになっている。そして、X線管10は、試料ベース21の開口21aの左(右)下方に位置するよう固定されており、X線管10から出射される一次X線が開口21a中の所定照射範囲(例えば直径10mmの円形状)に入射するように構成されている。よって、図2に示すように、試料Sの分析面が開口21aを塞ぐように当接されることで、試料Sにおける所定測定領域(A〜I)が一次X線によって照射されるようになっている。
The
第一コリメータ41は、円形状(例えば直径1mm)の開口41aを有する平板であり、X線管10と開口21aとの間に配置されている。これにより、X線管10から出射された所定照射範囲(例えば直径10mmの円形状)の一次X線の内の設定照射有効範囲(例えば直径1mmの円形状)の一次X線が、第一コリメータ41の開口41aを通過するようになっている。その結果、例えば、図2(a)に示すように、試料Sにおける設定測定領域(D〜F)が一次X線によって照射されるようになっている。
The
また、第一コリメータ41は、第一駆動機構43によって、一次X線の光軸に直交する面内で移動可能となっている。よって、X線管10から出射される所定照射範囲(例えば直径10mmの円形状)の一次X線の内の任意の設定照射有効範囲(例えば直径1mmの円形状)の一次X線が、第一コリメータ41の開口41aを通過するようになっている。これにより、図2(a)に示すように、試料Sにおける設定測定有効領域(D〜F)が一次X線によって照射されたり、図2(b)に示すように、試料Sにおける設定測定有効領域(A〜C)が一次X線によって照射されたりすることになる。
The
検出器30は、例えば、導入窓(検出面)が形成された筐体を有し、筐体の内部に蛍光X線を検出する検出素子(半導体素子)が配置されている。そして、検出器30は、試料ベース21の開口21aの右(左)下方に位置するよう固定されており、試料Sの分析面の所定検出範囲(例えば直径10mmの円形状)で発生する蛍光X線が導入窓に入射するように構成されている。よって、図2に示すように、試料Sの分析面の所定照射範囲(例えば直径10mmの円形状)が一次X線によって照射されると、検出器30は試料Sにおける所定測定領域(A〜I)で発生した蛍光X線を検出するようになっている。
The
第二コリメータ42は、円形状(例えば直径1mm)の開口42aを有する平板であり、検出器30と開口21aとの間に配置されている。これにより、試料Sの分析面の所定検出範囲(例えば直径10mmの円形状)の内の設定検出有効範囲(例えば直径1mmの円形状)で発生した蛍光X線が、第二コリメータ42の開口42aを通過するようになっている。その結果、例えば、図2(a)に示すように、試料Sにおける設定測定有効領域(B、E、H)で発生した蛍光X線が検出器30に入射するようになっている。
The
また、第二コリメータ42は、第二駆動機構44によって、検出面に平行な面内で移動可能となっている。よって、試料S中の所定検出領域(例えば直径10mmの円形状)で発生した蛍光X線の内の任意の設定検出有効領域(例えば直径1mmの円形状)で発生した蛍光X線が、第二コリメータ42の開口42aを通過するようになっている。これにより、図2(a)に示すように、試料Sにおける設定測定有効領域(B、E、H)で発生した蛍光X線が検出器30で検出されたり、図2(b)に示すように、試料Sにおける設定測定有効領域(C、F、I)で発生した蛍光X線が検出器30で検出されたりすることになる。
The
コンピュータ60は、CPU(制御部)61と入力装置62と表示装置63とを備える。CPU61が処理する機能をブロック化して説明すると、CCDカメラ51から試料Sの分析面画像を取得して表示装置63に表示する画像取得部61aと、検出器30から蛍光X線の強度(蛍光スペクトル)を取得する検出器制御部61bと、X線管10から一次X線を出射させるX線源制御部61cと、第一駆動機構43及び第二駆動機構44を制御する駆動機構制御部61dとを有する。
The
駆動機構制御部61dは、入力装置62からの入力信号に基づいて、第一駆動機構43及び第二駆動機構44に制御信号を出力する制御を行う。例えば、測定者は、表示装置63に表示された第一コリメータ41の位置(入射角度)を示す数値や試料Sの材質の密度等を観察しながら、設定照射有効範囲の位置を決定するために入力装置62を用いて第一コリメータ41を移動させるとともに(設定照射有効範囲決定ステップ)、表示装置63に表示された第二コリメータ42の位置(検出角度)を示す数値や試料Sの材質の密度等を観察しながら、設定検出有効領域の位置を決定するために入力装置62を用いて第二コリメータ42を移動させる(設定検出有効範囲決定ステップ)。
The drive
ここで、エネルギー分散型蛍光X線分析装置1を用いて、試料S中に金属異物が含まれるか否かを分析し、試料S中に金属異物が含まれているときには、試料Sのどの位置に金属異物が含まれるかを分析する深さ方向分析方法について説明する。なお、ここでは、樹脂試料S中の領域Cに金属異物が存在する場合について説明する。また、本発明の実施形態に係るエネルギー分散型蛍光X線分析装置1では、同一の樹脂試料Sを分析する間は、X線管10と検出器30とを固定した状態(光学系を維持した状態)となる。
Here, the energy dispersive X-ray fluorescence spectrometer 1 is used to analyze whether or not a metal foreign matter is contained in the sample S. When the sample S contains a metal foreign matter, which position of the sample S is Depth direction analysis method for analyzing whether or not a metal foreign matter is contained in the frame will be described. Here, a case where a metal foreign object exists in the region C in the resin sample S will be described. Further, in the energy dispersive X-ray fluorescence spectrometer 1 according to the embodiment of the present invention, while the same resin sample S is analyzed, the
まず、測定者は、表示装置63に表示された第一コリメータ41の位置を示す数値や第二コリメータ42の位置を示す数値や試料Sの材質の密度等を観察しながら、例えば図2(a)の状態となるように入力装置62を用いて第一コリメータ41と第二コリメータ42とを移動させる。これにより、樹脂試料Sにおける設定測定有効領域Eからの蛍光スペクトルを取得する。このとき、金属異物まで一次X線が到達しないため、樹脂試料SやX線管10からの散乱線以外の蛍光X線は検出されないことになる。
First, the measurer observes the numerical value indicating the position of the
次に、測定者は、表示装置63に表示された第一コリメータ41の位置を示す数値や第二コリメータ42の位置を示す数値や試料Sの材質の密度等を観察しながら、例えば図2(b)の状態となるように入力装置62を用いて第一コリメータ41と第二コリメータ42とを移動させる。これにより、樹脂試料Sにおける設定測定有効領域Cからの蛍光スペクトルを取得する。このときには、金属異物まで一次X線が到達するため、金属異物成分に由来する蛍光X線が検出されることになる。ただし、設定測定有効領域Cに金属異物が存在していなくても、設定測定有効領域Cで散乱された高エネルギーのX線により領域Fや領域Iに存在する金属異物を励起した結果が反映されていることも考えられるため、必ずしも設定測定有効領域Cに金属異物が存在するとは言えない。
Next, the measurer observes the numerical value indicating the position of the
そこで、設定測定有効領域Fからの蛍光スペクトルを取得するように、第一コリメータ41と第二コリメータ42とを移動させたり、設定測定有効領域Iからの蛍光スペクトルを取得するように、第一コリメータ41と第二コリメータ42とを移動させたりして、複数の蛍光スペクトルを取得する。そして、入射角度と検出角度との関係や、X線ビームの広がりや、試料Sの材質の密度、質量吸収係数等を求めて平均深さを算出することにより、設定測定有効領域Fや設定測定有効領域Iに金属異物が存在しているかを確認する。
Therefore, the
なお、金属異物の場所を特定する上で、第一コリメータ41と第二コリメータ42との複数の位置関係による測定結果を必要とする場合が生じるが、均一材料解析や膜解析等の一定の深さでの組成にばらつきがない試料Sへ適用するときには測定回数を減らしてもよい。また、単層膜や多層膜等の試料Sの膜厚や組成情報の深さ方向等の分析をすることも可能である。
Note that, in order to specify the location of the metal foreign object, measurement results based on a plurality of positional relationships between the
以上のように、本発明のエネルギー分散型蛍光X線分析装置1によれば、非破壊かつ測定雰囲気条件の制約を少なくした上で、試料ステージや検出器30側での高精度な駆動機構システムを使用せずに、簡易的なシステムで試料S中の所定の深さの位置に含まれる蛍光スペクトルを取得することができる。
As described above, according to the energy dispersive X-ray fluorescence spectrometer 1 of the present invention, a highly accurate driving mechanism system on the sample stage or the
<他の実施形態>
(1)上述したエネルギー分散型蛍光X線分析装置1では、ポイントフォーカスのX線管球であるX線管10と第一コリメータ41とを用いる構成を示したが、ラインフォーカスのX線管球であるX線管と第一スリットとを用いるような構成としてもよい。また、第二スリットを用いるような構成としてもよい。さらに、X線管と第一コリメータ又は第一スリットとの間に、ソーラースリットを備えるような構成としてもよい。
<Other embodiments>
(1) In the energy dispersive X-ray fluorescence spectrometer 1 described above, the configuration using the
(2)上述したエネルギー分散型蛍光X線分析装置1では、測定者は、表示装置63に表示された第一コリメータ41の位置(入射角度)を示す数値や第二コリメータ42の位置(検出角度)を示す数値や試料Sの材質の密度等を観察しながら、入力装置62を用いて第一コリメータ41と第二コリメータ42とを移動させる構成を示したが、第一コリメータ41と第二コリメータ42とを切替機構によって段階的(例えば3段階)かつ自動的に移動させるような構成としてもよい。
(2) In the energy dispersive X-ray fluorescence spectrometer 1 described above, the measurer displays a numerical value indicating the position (incident angle) of the
(3)上述した実施形態ではエネルギー分散型かつ下面照射方式の蛍光X線分析装置を例に説明を行ったが、試料Sの上面から一次X線を照射する上面照射方式のものや、波長分散型の蛍光X線分析装置に対しても本発明を同様に適用することができる。 (3) In the above-described embodiment, the energy dispersive and bottom irradiation type X-ray fluorescence analyzer has been described as an example. However, the top surface irradiation type that irradiates the primary X-ray from the top surface of the sample S, or wavelength dispersion. The present invention can be similarly applied to a type of fluorescent X-ray analyzer.
本発明は、試料中に含まれる元素の情報を取得する蛍光X線分析装置等に利用することができる。 The present invention can be used in a fluorescent X-ray analyzer or the like that acquires information on elements contained in a sample.
1 蛍光X線分析装置
10 X線管
20 分析チャンバ
30 検出器
41 第一コリメータ
41a 第一コリメータの開口(第一開口)
42 第二コリメータ
42a 第二コリメータの開口(第二開口)
43 第一駆動機構
44 第二駆動機構
S 試料
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1
42
43
Claims (7)
前記試料の所定検出範囲からの蛍光X線を検出する検出面を有する検出器とを備える蛍光X線分析装置であって、
前記X線管と前記試料との間に配置され、前記所定照射範囲の内の設定照射有効範囲にX線を出射させるための第一開口を有する第一コリメータ又は第一スリットと、
前記試料と前記検出器との間に配置され、前記所定検出範囲の内の設定検出有効範囲からの蛍光X線を検出させるための第二開口を有する第二コリメータ又は第二スリットと、
第一コリメータ又は第一スリットを移動させる第一駆動機構と、
第二コリメータ又は第二スリットを移動させる第二駆動機構とを備えることを特徴とする蛍光X線分析装置。 An X-ray tube for emitting X-rays to a predetermined irradiation range of the sample;
A fluorescent X-ray analyzer comprising a detector having a detection surface for detecting fluorescent X-rays from a predetermined detection range of the sample,
A first collimator or a first slit disposed between the X-ray tube and the sample, and having a first opening for emitting X-rays to a set irradiation effective range within the predetermined irradiation range;
A second collimator or a second slit disposed between the sample and the detector and having a second opening for detecting fluorescent X-rays from a set detection effective range within the predetermined detection range;
A first drive mechanism for moving the first collimator or the first slit;
A fluorescent X-ray analyzer comprising: a second drive mechanism for moving the second collimator or the second slit.
前記第二駆動機構は、第二コリメータ又は第二スリットを前記検出面に平行な面内で移動させることを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の蛍光X線分析装置。 The first drive mechanism moves the first collimator or the first slit in a plane perpendicular to the optical axis of the X-ray,
3. The X-ray fluorescence analyzer according to claim 1, wherein the second drive mechanism moves a second collimator or a second slit in a plane parallel to the detection surface.
前記第二駆動機構は、前記所定検出範囲における設定検出有効範囲の位置を段階的に変化させるよう、第二コリメータ又は第二スリットを段階的に移動させる第二切替機構を有することを特徴とする請求項1〜請求項3のいずれか1項に記載の蛍光X線分析装置。 The first drive mechanism has a first switching mechanism that moves the first collimator or the first slit stepwise so that the position of the set irradiation effective range in the predetermined irradiation range is changed stepwise,
The second drive mechanism has a second switching mechanism that moves the second collimator or the second slit stepwise so as to change the position of the setting detection effective range in the predetermined detection range stepwise. The fluorescent X-ray analyzer according to any one of claims 1 to 3.
前記試料の所定検出範囲からの蛍光X線を検出する検出面を有する検出器と、
前記X線管と前記試料との間に配置され、前記所定照射範囲の内の設定照射有効範囲にX線を出射させるための第一開口を有する第一コリメータ又は第一スリットと、
前記試料と前記検出器との間に配置され、前記所定検出範囲の内の設定検出有効範囲からの蛍光X線を検出させるための第二開口を有する第二コリメータ又は第二スリットと、
第一コリメータ又は第一スリットを移動させる第一駆動機構と、
第二コリメータ又は第二スリットを移動させる第二駆動機構とを備える蛍光X線分析装置に用いられる深さ方向分析方法であって、
前記X線管を固定した状態で前記所定照射範囲における設定照射有効範囲の位置を変化させるよう、第一コリメータ又は第一スリットを移動させる設定照射有効範囲決定ステップと、
前記検出器を固定した状態で前記所定検出範囲における設定検出有効範囲の位置を変化させるよう、第二コリメータ又は第二スリットを移動させる設定検出有効範囲決定ステップとを含むことを特徴とする深さ方向分析方法。 An X-ray tube for emitting X-rays to a predetermined irradiation range of the sample;
A detector having a detection surface for detecting fluorescent X-rays from a predetermined detection range of the sample;
A first collimator or a first slit disposed between the X-ray tube and the sample, and having a first opening for emitting X-rays to a set irradiation effective range within the predetermined irradiation range;
A second collimator or a second slit disposed between the sample and the detector and having a second opening for detecting fluorescent X-rays from a set detection effective range within the predetermined detection range;
A first drive mechanism for moving the first collimator or the first slit;
A depth direction analysis method used in a fluorescent X-ray analyzer comprising a second drive mechanism for moving a second collimator or a second slit,
A setting irradiation effective range determination step of moving the first collimator or the first slit so as to change the position of the setting irradiation effective range in the predetermined irradiation range in a state where the X-ray tube is fixed;
A setting detection effective range determining step of moving the second collimator or the second slit so as to change the position of the setting detection effective range in the predetermined detection range with the detector fixed. Direction analysis method.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2013071982A JP2014196925A (en) | 2013-03-29 | 2013-03-29 | Fluorescent x-ray analyzer, and depth direction analysis method used for the same |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2013071982A JP2014196925A (en) | 2013-03-29 | 2013-03-29 | Fluorescent x-ray analyzer, and depth direction analysis method used for the same |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2014196925A true JP2014196925A (en) | 2014-10-16 |
Family
ID=52357824
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2013071982A Pending JP2014196925A (en) | 2013-03-29 | 2013-03-29 | Fluorescent x-ray analyzer, and depth direction analysis method used for the same |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2014196925A (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN109459458A (en) * | 2017-09-06 | 2019-03-12 | 日本株式会社日立高新技术科学 | Fluorescent x-ray analyzer and fluorescent x-ray analysis method |
JP2021125342A (en) * | 2020-02-04 | 2021-08-30 | 本田技研工業株式会社 | Method for inspection of membrane-electrode structure |
-
2013
- 2013-03-29 JP JP2013071982A patent/JP2014196925A/en active Pending
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN109459458A (en) * | 2017-09-06 | 2019-03-12 | 日本株式会社日立高新技术科学 | Fluorescent x-ray analyzer and fluorescent x-ray analysis method |
CN109459458B (en) * | 2017-09-06 | 2023-07-04 | 日本株式会社日立高新技术科学 | Fluorescent X-ray analysis device and fluorescent X-ray analysis method |
JP2021125342A (en) * | 2020-02-04 | 2021-08-30 | 本田技研工業株式会社 | Method for inspection of membrane-electrode structure |
JP7382244B2 (en) | 2020-02-04 | 2023-11-16 | 本田技研工業株式会社 | Inspection method for membrane electrode structure |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN110088603B (en) | Fluorescent X-ray analyzer | |
JP2008203245A (en) | X-ray analysis apparatus and x-ray analysis method | |
US8000439B2 (en) | X-ray analyzer and X-ray analysis method | |
JPWO2018211664A1 (en) | X-ray spectrometer | |
EP3239701A1 (en) | Grazing incidence x-ray fluorescence spectrometer and grazing incidence x-ray fluorescence analyzing method | |
JP2016057139A (en) | Fluorescent x-ray analyzer and measurement position adjustment method | |
KR102009051B1 (en) | Foreign matter detector | |
KR101387844B1 (en) | X-ray analyzing apparatus and x-ray analyzing method | |
KR20160067527A (en) | Apparatus and method for fine pattern measuring Micro-XRF | |
US8279225B2 (en) | Element mapping apparatus and element mapping image display method | |
JP2002189004A (en) | X-ray analyzer | |
JP2014196925A (en) | Fluorescent x-ray analyzer, and depth direction analysis method used for the same | |
JP2009236622A (en) | High-resolution x-ray microscopic apparatus with fluorescent x-ray analysis function | |
JP3208200U (en) | X-ray fluorescence analyzer | |
JP5684032B2 (en) | Charged particle beam analyzer and analysis method | |
WO2018100873A1 (en) | X-ray fluorescence analyzer | |
JP4349146B2 (en) | X-ray analyzer | |
JP2014211367A (en) | Fluorescent x-ray analyzer | |
JP2000055842A (en) | X-ray image pick-up analysis method and device | |
JP2010197229A (en) | Fluorescent x-ray analyzer | |
JP4656009B2 (en) | X-ray analyzer | |
CN109459458A (en) | Fluorescent x-ray analyzer and fluorescent x-ray analysis method | |
Kunimura et al. | Portable Total Reflection X-ray Fluorescence Spectrometer with a Collodion Film Sample Holder | |
JP2015184092A (en) | X-ray analyzer | |
CN115038959B (en) | Fluorescent X-ray analysis device, determination method, and determination program |