JP2020024176A - Electron probe microanalyzer, data processing method and data processing program - Google Patents

Electron probe microanalyzer, data processing method and data processing program Download PDF

Info

Publication number
JP2020024176A
JP2020024176A JP2018149647A JP2018149647A JP2020024176A JP 2020024176 A JP2020024176 A JP 2020024176A JP 2018149647 A JP2018149647 A JP 2018149647A JP 2018149647 A JP2018149647 A JP 2018149647A JP 2020024176 A JP2020024176 A JP 2020024176A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
standard sensitivity
data
value
curve
standard
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.)
Granted
Application number
JP2018149647A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP6973323B2 (en
Inventor
坂前 浩
Hiroshi Sakamae
浩 坂前
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Shimadzu Corp
Original Assignee
Shimadzu Corp
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Shimadzu Corp filed Critical Shimadzu Corp
Priority to JP2018149647A priority Critical patent/JP6973323B2/en
Priority to CN201910731587.6A priority patent/CN110823937B/en
Publication of JP2020024176A publication Critical patent/JP2020024176A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP6973323B2 publication Critical patent/JP6973323B2/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N23/00Investigating or analysing materials by the use of wave or particle radiation, e.g. X-rays or neutrons, not covered by groups G01N3/00 – G01N17/00, G01N21/00 or G01N22/00
    • G01N23/22Investigating or analysing materials by the use of wave or particle radiation, e.g. X-rays or neutrons, not covered by groups G01N3/00 – G01N17/00, G01N21/00 or G01N22/00 by measuring secondary emission from the material
    • G01N23/225Investigating or analysing materials by the use of wave or particle radiation, e.g. X-rays or neutrons, not covered by groups G01N3/00 – G01N17/00, G01N21/00 or G01N22/00 by measuring secondary emission from the material using electron or ion
    • G01N23/2251Investigating or analysing materials by the use of wave or particle radiation, e.g. X-rays or neutrons, not covered by groups G01N3/00 – G01N17/00, G01N21/00 or G01N22/00 by measuring secondary emission from the material using electron or ion using incident electron beams, e.g. scanning electron microscopy [SEM]
    • G01N23/2252Measuring emitted X-rays, e.g. electron probe microanalysis [EPMA]
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N23/00Investigating or analysing materials by the use of wave or particle radiation, e.g. X-rays or neutrons, not covered by groups G01N3/00 – G01N17/00, G01N21/00 or G01N22/00
    • G01N23/22Investigating or analysing materials by the use of wave or particle radiation, e.g. X-rays or neutrons, not covered by groups G01N3/00 – G01N17/00, G01N21/00 or G01N22/00 by measuring secondary emission from the material
    • G01N23/2209Investigating or analysing materials by the use of wave or particle radiation, e.g. X-rays or neutrons, not covered by groups G01N3/00 – G01N17/00, G01N21/00 or G01N22/00 by measuring secondary emission from the material using wavelength dispersive spectroscopy [WDS]
    • GPHYSICS
    • G05CONTROLLING; REGULATING
    • G05BCONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B19/00Programme-control systems
    • G05B19/02Programme-control systems electric
    • G05B19/04Programme control other than numerical control, i.e. in sequence controllers or logic controllers
    • G05B19/042Programme control other than numerical control, i.e. in sequence controllers or logic controllers using digital processors
    • G05B19/0423Input/output

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Automation & Control Theory (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
  • Analysing Materials By The Use Of Radiation (AREA)

Abstract

To provide an electron probe microanalyzer, a data processing method and a data processing program each of which enables work for correcting data of a standard sensitivity curve to be simplified.SOLUTION: A memory part 20 memorizes data of a standard sensitivity curve, a standard sensitivity value, and initial data of the standard sensitivity curve every acceleration voltage of an electron beam. An update processing part 13 updates the standard sensitivity value memorized in the memory part 20 based on an actual value of the standard sensitivity value by one acceleration voltage, and then, updates the standard sensitivity value memorized in the memory part 20 by using a standard sensitivity curve calculation processing part 12. Also, the update processing part obtains a ratio of change of the standard sensitivity value from the initial data of data of each standard sensitivity curve memorized in the memory part 20 when the accelerating voltage is changed, calculates the standard sensitivity value in the other acceleration voltage from the ratio and the actual value of the standard sensitivity value, and updates the data of the standard sensitivity curve based on the standard sensitivity value and causes the memory part 20 to memorize the updated data.SELECTED DRAWING: Figure 2

Description

本発明は、電子線を試料に照射することにより発生するX線を波長分散型X線分光器により検出する電子線マイクロアナライザー、及び、これに用いられるデータ処理方法及びデータ処理プログラムに関するものである。   The present invention relates to an electron beam microanalyzer for detecting X-rays generated by irradiating a sample with an electron beam using a wavelength dispersive X-ray spectrometer, and to a data processing method and a data processing program used for the same. .

電子線マイクロアナライザー(EPMA:Electron Probe Microanalyzer)には、X線分光器として波長分散型X線分光器(WDS:Wavelength Dispersive X-ray Spectrometer)が備えられており、このX線分光器でX線を検出することによりスペクトルデータが得られる(例えば、下記特許文献1〜4参照)。EPMAを用いた定性分析では、スペクトルデータのピーク波長に基づいて、試料に含まれる元素の種類を特定するとともに、各ピークの高さ(X線強度)を標準感度と比較することにより、各元素の含有量(元素濃度)を求めることができる。   An electron probe microanalyzer (EPMA: Electron Probe Microanalyzer) is provided with a wavelength dispersive X-ray spectrometer (WDS) as an X-ray spectrometer, and the X-ray spectrometer uses the X-ray spectrometer. The spectral data can be obtained by detecting (see, for example, Patent Documents 1 to 4 below). In the qualitative analysis using EPMA, the type of element contained in the sample is specified based on the peak wavelength of the spectrum data, and the height (X-ray intensity) of each peak is compared with the standard sensitivity, whereby each element is analyzed. Can be determined.

X線分光器の感度は装置ごとに異なるため、個々の装置において標準感度値と波長との関係を表す標準感度曲線のデータが記憶され、その標準感度曲線のデータが必要に応じて修正されるのが一般的である。ここで、標準感度値とは、各元素が濃度100%の場合に計測される、単位ビーム電流量当たりのX線信号のカウントレートである。標準感度値は、X線の発生効率とX線分光器の波長に応じた検出効率に依存して変化するため、標準感度曲線のデータは、X線の発生に関わるエネルギー順位に応じた系列(K線、L線、M線)に分けて、記憶部に記憶される。この標準感度曲線のデータを用いることにより、試料の元素濃度を算出することができる。   Since the sensitivity of the X-ray spectrometer differs from device to device, data of a standard sensitivity curve representing the relationship between the standard sensitivity value and the wavelength is stored in each device, and the data of the standard sensitivity curve is corrected as necessary. It is common. Here, the standard sensitivity value is a count rate of an X-ray signal per unit beam current amount measured when each element has a concentration of 100%. Since the standard sensitivity value changes depending on the X-ray generation efficiency and the detection efficiency according to the wavelength of the X-ray spectrometer, the data of the standard sensitivity curve includes a series (X-rays) corresponding to the energy rank related to X-ray generation. (K line, L line, M line) are stored in the storage unit. By using the data of the standard sensitivity curve, the element concentration of the sample can be calculated.

図5は、標準感度曲線の一例を示した図である。この図5に示すように、標準感度値と波長との関係を最小二乗法などにより多項式近似すると、滑らかに変化する標準感度曲線が得られる。標準感度曲線は、試料に照射する電子線(照射電子ビーム)の加速電圧によっても異なるため、複数の異なる加速電圧条件で標準感度曲線を算出し、それらの間の加速電圧における標準感度値を直線補間により求める方法が実用化されている。   FIG. 5 is a diagram showing an example of the standard sensitivity curve. As shown in FIG. 5, when the relationship between the standard sensitivity value and the wavelength is approximated by a polynomial using the least squares method or the like, a standard sensitivity curve that changes smoothly is obtained. Since the standard sensitivity curve differs depending on the acceleration voltage of the electron beam (irradiated electron beam) irradiating the sample, the standard sensitivity curve is calculated under a plurality of different acceleration voltage conditions, and the standard sensitivity value at the acceleration voltage between them is linearly calculated A method of finding by interpolation has been put to practical use.

特開2007−285786号公報JP 2007-285786 A 特開2008−122267号公報JP 2008-122267 A 特開2010−107334号公報JP 2010-107334 A 特開2011−227056号公報JP 2011-227056 A

EPMAのX線分光器の感度は、分光素子やX線検出器を新品に交換した場合に変化するだけでなく、これらが経年変化することによっても低下する場合がある。したがって、定性分析で正確な定量値を得るためには、標準感度曲線のデータを一定期間ごとに修正することが望ましい。   The sensitivity of the EPMA X-ray spectrometer not only changes when the spectroscopic element or the X-ray detector is replaced with a new one, but may also deteriorate due to aging of these elements. Therefore, in order to obtain an accurate quantitative value by qualitative analysis, it is desirable to correct the data of the standard sensitivity curve at regular intervals.

しかしながら、標準感度曲線のデータを修正するために取得しなければならない標準感度値の数は非常に多い。具体的には、1つの分光素子についての標準感度値だけでも、K線用、L線用、M線用それぞれ多いもので約10個、あわせて約30個の標準感度値を取得する必要があり、この作業は、装置に用いられている全ての分光素子について実施する必要がある。さらに、複数の異なる加速電圧条件で標準感度曲線を算出するには、その数を乗算した分の標準感度値を取得する必要がある。そのため、全ての加速電圧条件に関して標準感度曲線のデータを定期的に修正することは実質的に困難であった。   However, the number of standard sensitivity values that must be obtained to modify the data of the standard sensitivity curve is very large. More specifically, it is necessary to acquire about 30 standard sensitivity values in total for K-line, L-line, and M-line, each of which is only about 10 standard sensitivity values for only one spectral element. Yes, this operation needs to be performed for all the spectroscopic elements used in the apparatus. Furthermore, in order to calculate a standard sensitivity curve under a plurality of different acceleration voltage conditions, it is necessary to obtain a standard sensitivity value obtained by multiplying the number by the number. Therefore, it has been substantially difficult to periodically correct the data of the standard sensitivity curve for all acceleration voltage conditions.

本発明は、上記実情に鑑みてなされたものであり、標準感度曲線のデータを修正する作業を簡略化することができる電子線マイクロアナライザー、データ処理方法及びデータ処理プログラムを提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of the above circumstances, and has as its object to provide an electron beam microanalyzer, a data processing method, and a data processing program that can simplify the work of correcting data of a standard sensitivity curve. I do.

(1)本発明に係る電子線マイクロアナライザーは、電子線照射部と、波長分散型X線分光器と、標準感度曲線算出処理部と、記憶部と、更新処理部とを備える。前記電子線照射部は、電子線を試料に照射してX線を発生させる。前記波長分散型X線分光器は、試料から発生するX線を検出してスペクトルデータを取得する。前記標準感度曲線算出処理部は、前記波長分散型X線分光器の標準感度値と波長との関係を表す標準感度曲線を算出する。前記記憶部は、前記標準感度曲線算出処理部により算出された標準感度曲線のデータ、前記標準感度曲線の算出に用いられる波長ごとの標準感度値、及び、予め一つの代表する装置を用いて求められた標準感度曲線の初期データを電子線の加速電圧ごとに記憶する。前記更新処理部は、一つの加速電圧での標準感度値の実測値に基づいて、前記記憶部に記憶されている標準感度値を更新し、前記標準感度曲線算出処理部を用いて前記記憶部に記憶されている標準感度曲線のデータを更新するとともに、加速電圧が変化したときに標準感度値が変化する割合を前記記憶部に記憶されている各標準感度曲線の初期データから求め、当該割合及び前記標準感度値の実測値から他の加速電圧における標準感度値を算出し、当該標準感度値に基づいて標準感度曲線のデータを更新して前記記憶部に記憶させる。 (1) An electron beam microanalyzer according to the present invention includes an electron beam irradiation unit, a wavelength dispersive X-ray spectrometer, a standard sensitivity curve calculation processing unit, a storage unit, and an update processing unit. The electron beam irradiation unit irradiates a sample with an electron beam to generate X-rays. The wavelength dispersive X-ray spectrometer detects X-rays generated from a sample and acquires spectrum data. The standard sensitivity curve calculation processing unit calculates a standard sensitivity curve representing a relationship between a standard sensitivity value and a wavelength of the wavelength dispersive X-ray spectrometer. The storage unit stores the standard sensitivity curve data calculated by the standard sensitivity curve calculation processing unit, the standard sensitivity value for each wavelength used in the calculation of the standard sensitivity curve, and a value obtained using one representative device in advance. The initial data of the obtained standard sensitivity curve is stored for each electron beam acceleration voltage. The update processing unit updates the standard sensitivity value stored in the storage unit based on the measured value of the standard sensitivity value at one acceleration voltage, and uses the standard sensitivity curve calculation processing unit to update the storage unit. The data of the standard sensitivity curve stored in the storage unit is updated, and the rate at which the standard sensitivity value changes when the acceleration voltage changes is obtained from the initial data of each standard sensitivity curve stored in the storage unit. Then, a standard sensitivity value at another acceleration voltage is calculated from the measured value of the standard sensitivity value, and the data of the standard sensitivity curve is updated based on the standard sensitivity value and stored in the storage unit.

このような構成によれば、一つの加速電圧で取得した標準感度値の実測値を用いて、他の加速電圧における標準感度曲線のデータを一括して更新することができる。したがって、各加速電圧について、標準感度値の実測値を用いて標準感度曲線のデータを更新する必要がないため、標準感度曲線のデータを修正する作業を簡略化することができる。   According to such a configuration, the data of the standard sensitivity curve at another acceleration voltage can be updated collectively using the measured values of the standard sensitivity values acquired at one acceleration voltage. Therefore, for each acceleration voltage, it is not necessary to update the data of the standard sensitivity curve using the measured value of the standard sensitivity value, so that the work of correcting the data of the standard sensitivity curve can be simplified.

(2)前記電子線マイクロアナライザーは、元素濃度算出処理部をさらに備えていてもよい。前記元素濃度算出処理部は、前記更新処理部により更新された標準感度曲線のデータを用いて試料の元素濃度を算出する。 (2) The electron beam microanalyzer may further include an element concentration calculation processing unit. The element concentration calculation processing section calculates the element concentration of the sample using the data of the standard sensitivity curve updated by the update processing section.

このような構成によれば、一括して更新された各加速電圧における標準感度曲線のデータを用いて、試料の元素濃度を算出することができる。したがって、簡略化された作業により得られる加速電圧ごとの標準感度曲線のデータを用いて、試料の元素濃度を容易に算出することができる。   According to such a configuration, the element concentration of the sample can be calculated using the data of the standard sensitivity curve at each accelerating voltage updated collectively. Therefore, the element concentration of the sample can be easily calculated using the data of the standard sensitivity curve for each acceleration voltage obtained by the simplified operation.

(3)本発明に係るデータ処理方法は、電子線を試料に照射してX線を発生させる電子線照射部と、試料から発生するX線を検出してスペクトルデータを取得する波長分散型X線分光器と、前記波長分散型X線分光器の標準感度値と波長との関係を表す標準感度曲線のデータ、前記標準感度曲線の算出に用いられる波長ごとの標準感度値、及び、予め一つの代表する装置を用いて求められた標準感度曲線の初期データを電子線の加速電圧ごとに記憶する記憶部とを備える電子線マイクロアナライザーに用いられるデータ処理方法であって、標準感度曲線算出ステップと、更新ステップとを含む。前記標準感度曲線算出ステップでは、前記波長分散型X線分光器の標準感度値と波長との関係を表す標準感度曲線を算出する。前記更新ステップでは、一つの加速電圧での標準感度値の実測値に基づいて、前記記憶部に記憶されている標準感度値を更新し、前記標準感度曲線算出ステップを用いて前記記憶部に記憶されている標準感度曲線のデータを更新するとともに、加速電圧が変化したときに標準感度値が変化する割合を前記記憶部に記憶されている各標準感度曲線の初期データから求め、当該割合及び前記標準感度値の実測値から他の加速電圧における標準感度値を算出し、当該標準感度値に基づいて標準感度曲線のデータを更新して前記記憶部に記憶させる。 (3) The data processing method according to the present invention includes an electron beam irradiation unit that irradiates a sample with an electron beam to generate X-rays, and a wavelength-dispersive X-ray that detects X-rays generated from the sample and acquires spectrum data. X-ray spectrometer, data of a standard sensitivity curve representing the relationship between the standard sensitivity value and the wavelength of the wavelength dispersive X-ray spectrometer, the standard sensitivity value for each wavelength used for calculating the standard sensitivity curve, and A storage unit for storing initial data of a standard sensitivity curve obtained by using one of the representative devices for each acceleration voltage of an electron beam. And an updating step. In the standard sensitivity curve calculation step, a standard sensitivity curve representing a relationship between a standard sensitivity value and a wavelength of the wavelength dispersive X-ray spectrometer is calculated. In the updating step, the standard sensitivity value stored in the storage unit is updated based on an actual measurement value of the standard sensitivity value at one acceleration voltage, and stored in the storage unit using the standard sensitivity curve calculation step. While updating the data of the standard sensitivity curve, the rate at which the standard sensitivity value changes when the acceleration voltage changes is obtained from the initial data of each standard sensitivity curve stored in the storage unit, and the rate and the rate are calculated. A standard sensitivity value at another acceleration voltage is calculated from an actual measurement value of the standard sensitivity value, and data of a standard sensitivity curve is updated based on the standard sensitivity value and stored in the storage unit.

(4)本発明に係るデータ処理プログラムは、電子線を試料に照射してX線を発生させる電子線照射部と、試料から発生するX線を検出してスペクトルデータを取得する波長分散型X線分光器と、前記波長分散型X線分光器の標準感度値と波長との関係を表す標準感度曲線のデータ、前記標準感度曲線の算出に用いられる波長ごとの標準感度値、及び、予め一つの代表する装置を用いて求められた標準感度曲線の初期データを電子線の加速電圧ごとに記憶する記憶部とを備える電子線マイクロアナライザーに用いられるデータ処理プログラムであって、標準感度曲線算出ステップと、更新ステップとをコンピュータに実行させる。前記標準感度曲線算出ステップでは、前記波長分散型X線分光器の標準感度値と波長との関係を表す標準感度曲線を算出する。前記更新ステップでは、一つの加速電圧での標準感度値の実測値に基づいて、前記記憶部に記憶されている標準感度値を更新し、前記標準感度曲線算出ステップを用いて前記記憶部に記憶されている標準感度曲線のデータを更新するとともに、加速電圧が変化したときに標準感度値が変化する割合を前記記憶部に記憶されている各標準感度曲線の初期データから求め、当該割合及び前記標準感度値の実測値から他の加速電圧における標準感度値を算出し、当該標準感度値に基づいて標準感度曲線のデータを更新して前記記憶部に記憶させる。 (4) The data processing program according to the present invention includes an electron beam irradiation unit for irradiating a sample with an electron beam to generate X-rays, and a wavelength dispersion type X-ray for detecting X-rays generated from the sample and acquiring spectrum data. X-ray spectrometer, data of a standard sensitivity curve representing the relationship between the standard sensitivity value and the wavelength of the wavelength dispersive X-ray spectrometer, the standard sensitivity value for each wavelength used for calculating the standard sensitivity curve, and A storage unit for storing, for each acceleration voltage of the electron beam, initial data of the standard sensitivity curve obtained by using one of the representative devices. And causing the computer to execute the updating step. In the standard sensitivity curve calculation step, a standard sensitivity curve representing a relationship between a standard sensitivity value and a wavelength of the wavelength dispersive X-ray spectrometer is calculated. In the updating step, the standard sensitivity value stored in the storage unit is updated based on an actual measurement value of the standard sensitivity value at one acceleration voltage, and stored in the storage unit using the standard sensitivity curve calculation step. While updating the data of the standard sensitivity curve, the rate at which the standard sensitivity value changes when the acceleration voltage changes is obtained from the initial data of each standard sensitivity curve stored in the storage unit, and the rate and the rate are calculated. A standard sensitivity value at another acceleration voltage is calculated from an actual measurement value of the standard sensitivity value, and data of a standard sensitivity curve is updated based on the standard sensitivity value and stored in the storage unit.

本発明によれば、各加速電圧について、標準感度値の実測値を用いて標準感度曲線のデータを更新する必要がないため、標準感度曲線のデータを修正する作業を簡略化することができる。   According to the present invention, it is not necessary to update the data of the standard sensitivity curve using the actual measurement value of the standard sensitivity value for each acceleration voltage, so that the work of correcting the data of the standard sensitivity curve can be simplified.

本発明の一実施形態に係るEPMAの構成例を示した概略図である。FIG. 1 is a schematic diagram illustrating a configuration example of an EPMA according to an embodiment of the present invention. 図1のEPMAの電気的構成の一例を示したブロック図である。FIG. 2 is a block diagram illustrating an example of an electrical configuration of the EPMA of FIG. 1. 条件番号mと加速電圧E[m]の対応関係の一例を示した図である。FIG. 9 is a diagram illustrating an example of a correspondence relationship between a condition number m and an acceleration voltage E [m]. ある加速電圧E[m]における標準感度データの一例を示した図である。FIG. 4 is a diagram showing an example of standard sensitivity data at a certain acceleration voltage E [m]. 各加速電圧E[m]における標準感度曲線の一例を示した図である。FIG. 4 is a diagram showing an example of a standard sensitivity curve at each acceleration voltage E [m]. 標準感度曲線のデータを更新する際の態様について説明するための図である。FIG. 9 is a diagram for describing an aspect when updating data of a standard sensitivity curve. 標準感度曲線のデータを更新する際の態様について説明するための図である。FIG. 9 is a diagram for describing an aspect when updating data of a standard sensitivity curve. 標準感度曲線の一例を示した図である。FIG. 4 is a diagram illustrating an example of a standard sensitivity curve.

1.電子線マイクロアナライザーの全体構成
図1は、本発明の一実施形態に係るEPMA100の構成例を示した概略図である。EPMA(電子線マイクロアナライザー)100は、ハウジング1内に試料Sを設置して電子線を照射することにより、試料Sから発生するX線を検出して分析を行うための装置である。EPMA100には、試料ステージ3、電子線照射部4、WDS6などが備えられている。
1. FIG. 1 is a schematic diagram showing a configuration example of an EPMA 100 according to an embodiment of the present invention. The EPMA (electron beam microanalyzer) 100 is a device for detecting and analyzing X-rays generated from the sample S by placing the sample S in the housing 1 and irradiating the sample S with an electron beam. The EPMA 100 includes a sample stage 3, an electron beam irradiation unit 4, a WDS 6, and the like.

試料ステージ3は、水平面内において互いに直交する2軸(X軸及びY軸)と、鉛直方向のZ軸に沿って変位可能である。この試料ステージ3の変位を制御することにより、試料Sの表面上における測定領域(電子線が照射される領域)を調整することができる。   The sample stage 3 can be displaced along two axes (X axis and Y axis) orthogonal to each other in a horizontal plane and a Z axis in a vertical direction. By controlling the displacement of the sample stage 3, it is possible to adjust the measurement region (the region irradiated with the electron beam) on the surface of the sample S.

電子線照射部4は、電子源41、コンデンサレンズ42、絞り43、対物レンズ45などを備えている。電子源41から放出される電子線は、コンデンサレンズ42により集光され、絞り43により光束が絞られた後、対物レンズ45により小さいスポット状となって試料Sの表面に照射される。電子線が照射された試料Sの表面からは、X線が発生し、そのX線がWDS6に入射する。   The electron beam irradiation unit 4 includes an electron source 41, a condenser lens 42, a diaphragm 43, an objective lens 45, and the like. The electron beam emitted from the electron source 41 is condensed by the condenser lens 42, the luminous flux is converged by the diaphragm 43, and then is irradiated on the surface of the sample S in the form of a smaller spot on the objective lens 45. X-rays are generated from the surface of the sample S irradiated with the electron beam, and the X-rays enter the WDS 6.

WDS6は、X線の回折現象を利用する分光器(波長分散型X線分光器)であり、分光結晶61及びX線検出器62を備えている。試料SからのX線は、分光素子としての分光結晶61により分光されてX線検出器62に入射する。このとき、分光結晶61に対するX線の入射角を制御することにより、Braggの回折条件を満たす波長のX線のみをX線検出器62で検出し、X線スペクトルのデータを取得することができる。WDS6は、ハウジング1内に複数設けられている。これにより、WDS6の数と同じ数の元素を同時に分析することができる。   The WDS 6 is a spectroscope (wavelength dispersive X-ray spectroscope) that utilizes the X-ray diffraction phenomenon, and includes a spectral crystal 61 and an X-ray detector 62. The X-rays from the sample S are split by the splitter crystal 61 as a splitter and are incident on the X-ray detector 62. At this time, by controlling the incident angle of the X-rays on the spectral crystal 61, only the X-rays having a wavelength satisfying the Bragg diffraction condition can be detected by the X-ray detector 62, and the data of the X-ray spectrum can be obtained. . A plurality of WDSs 6 are provided in the housing 1. Thereby, the same number of elements as the number of WDS6 can be analyzed simultaneously.

分光結晶61及びX線検出器62は、それぞれ移動可能に設けられている。具体的には、分光結晶61は、試料Sに対して離間した位置と近接した位置との間で直線的に移動可能となっている。X線検出器62は、分光結晶61により分光されたX線が入射するように、分光結晶61の位置に応じて移動可能となっている。分光結晶61を試料Sに対して離間した位置(長波長側)から近接した位置(短波長側)へと走査させ、分光結晶61の位置に応じた波長のX線をX線検出器62で検出することにより、各波長におけるX線強度を表すスペクトルデータが得られる。なお、X線強度は、X線検出器62により検出されるX線の強度に比例する値であり、例えばX線検出器62における一定時間当たりのX線のカウント値である。   The spectral crystal 61 and the X-ray detector 62 are provided movably. Specifically, the spectral crystal 61 can move linearly between a position separated from the sample S and a position close to the sample S. The X-ray detector 62 is movable in accordance with the position of the spectral crystal 61 so that the X-rays separated by the spectral crystal 61 enter. The spectral crystal 61 is scanned from a position (long wavelength side) away from the sample S to a position (short wavelength side) close to the sample S, and an X-ray having a wavelength corresponding to the position of the spectral crystal 61 is detected by the X-ray detector 62. By detection, spectrum data representing the X-ray intensity at each wavelength is obtained. The X-ray intensity is a value proportional to the intensity of X-rays detected by the X-ray detector 62, and is, for example, a count value of X-rays per fixed time in the X-ray detector 62.

2.電子線マイクロアナライザーの電気的構成
図2は、図1のEPMA100の電気的構成の一例を示したブロック図である。EPMAは、上述のWDS6の他に、データ処理部10、記憶部20及び表示部30などを備えている。
2. 2. Electrical Configuration of Electron Beam Microanalyzer FIG. 2 is a block diagram showing an example of the electrical configuration of the EPMA 100 of FIG. The EPMA includes a data processing unit 10, a storage unit 20, a display unit 30, and the like, in addition to the above-described WDS6.

データ処理部10は、例えばWDS6を含むEPMA100全体の動作を制御するEPMA制御装置である。データ処理部10は、例えばCPU(Central Processing Unit)を含む構成であり、WDS6から入力されるデータに対する処理を行う。データ処理部10は、CPUがプログラムを実行することにより、データ取得処理部11、標準感度曲線算出処理部12、更新処理部13、元素濃度算出処理部14及び表示画像生成処理部15などとして機能する。   The data processing unit 10 is an EPMA control device that controls the entire operation of the EPMA 100 including the WDS 6, for example. The data processing unit 10 has a configuration including, for example, a CPU (Central Processing Unit), and performs processing on data input from the WDS 6. The data processing unit 10 functions as a data acquisition processing unit 11, a standard sensitivity curve calculation processing unit 12, an update processing unit 13, an element concentration calculation processing unit 14, a display image generation processing unit 15, and the like when the CPU executes the program. I do.

記憶部20は、例えばRAM(Random Access Memory)又はハードディスクにより構成される。記憶部20に記憶されたデータは、データ処理部10により書き換えて適宜更新することができる。表示部30は、例えば液晶表示器により構成される。   The storage unit 20 is configured by, for example, a RAM (Random Access Memory) or a hard disk. The data stored in the storage unit 20 can be rewritten and appropriately updated by the data processing unit 10. The display unit 30 is configured by, for example, a liquid crystal display.

データ取得処理部11は、WDS6で検出されたX線強度のデータを取得する処理を行う(データ取得ステップ)。標準感度データを取得する際には、元素が濃度100%の標準試料に対して電子線を照射し、その標準試料から発生するX線をWDS6で検出する。このときデータ取得処理部11で取得されたX線強度のデータが、標準感度データとして記憶部20に記憶される。標準感度データは、条件番号に対応付けて記憶部20に記憶されており、条件番号を用いて記憶部20から読み出される。   The data acquisition processing unit 11 performs a process of acquiring data of the X-ray intensity detected by the WDS 6 (data acquisition step). When acquiring the standard sensitivity data, an electron beam is applied to a standard sample having an element concentration of 100%, and X-rays generated from the standard sample are detected by WDS6. At this time, the X-ray intensity data acquired by the data acquisition processing unit 11 is stored in the storage unit 20 as standard sensitivity data. The standard sensitivity data is stored in the storage unit 20 in association with the condition number, and is read from the storage unit 20 using the condition number.

標準感度データは、WDS6の標準感度値と波長との関係を表している。すなわち、記憶部20には、波長ごとの標準感度値が記憶されている。標準感度値は、例えば単位ビーム電流量当たりのX線信号のカウントレート(cps/μA)で表される。標準感度値は、試料に照射する電子線の加速電圧によっても異なるため、複数の異なる加速電圧ごとに標準感度データが記憶部20に記憶される。ここで、加速電圧とは、電子を加速するために印加される電圧を意味しており、試料に照射される電子線の強さに対応している。また、標準感度値は、X線の発生効率とWDS6の波長に応じた検出効率に依存して変化するため、標準感度データは、X線の発生に関わるエネルギー順位に応じた系列(K線、L線、M線)に分けて記憶部20に記憶される。   The standard sensitivity data indicates the relationship between the standard sensitivity value of WDS6 and the wavelength. That is, the storage unit 20 stores the standard sensitivity value for each wavelength. The standard sensitivity value is represented by, for example, the count rate (cps / μA) of the X-ray signal per unit beam current amount. Since the standard sensitivity value differs depending on the acceleration voltage of the electron beam applied to the sample, the standard sensitivity data is stored in the storage unit 20 for each of a plurality of different acceleration voltages. Here, the acceleration voltage means a voltage applied for accelerating electrons, and corresponds to the intensity of an electron beam applied to a sample. Further, since the standard sensitivity value changes depending on the X-ray generation efficiency and the detection efficiency according to the wavelength of WDS6, the standard sensitivity data includes a series (K-ray, (L line, M line) are stored in the storage unit 20.

標準感度曲線算出処理部12は、データ取得処理部11により取得した標準感度データに基づいて、標準感度値と波長との関係を表す標準感度曲線を算出する(標準感度曲線算出ステップ)。標準感度曲線は、複数の波長における標準感度値のデータを用いて、最小二乗法などにより多項式近似を行うことにより得られ、標準感度値と波長との関係をグラフで表したときに、滑らかに変化する曲線として表される。標準感度曲線算出処理部12により算出された標準感度曲線のデータは、電子線の加速電圧ごとに対応付けて記憶部20に記憶される。   The standard sensitivity curve calculation processing unit 12 calculates a standard sensitivity curve representing the relationship between the standard sensitivity value and the wavelength based on the standard sensitivity data acquired by the data acquisition processing unit 11 (standard sensitivity curve calculation step). The standard sensitivity curve is obtained by performing a polynomial approximation by the least squares method using the data of the standard sensitivity values at a plurality of wavelengths. Expressed as a changing curve. The data of the standard sensitivity curve calculated by the standard sensitivity curve calculation processing unit 12 is stored in the storage unit 20 in association with each acceleration voltage of the electron beam.

さらに、記憶部20には、予め一つの代表する装置(電子線マイクロアナライザー)を用いて求められた標準感度曲線のデータが、初期データとして電子線の加速電圧ごとに対応付けて記憶されている。上記代表する装置は、本実施形態に係る電子線マイクロアナライザーとは別の装置である。この標準感度曲線の初期データは、更新されることなく常に記憶部20に記憶されている。   Further, in the storage unit 20, data of a standard sensitivity curve previously obtained using one representative device (electron beam microanalyzer) is stored as initial data in association with each acceleration voltage of the electron beam. . The representative device is a device different from the electron beam microanalyzer according to the present embodiment. The initial data of the standard sensitivity curve is always stored in the storage unit 20 without being updated.

更新処理部13は、記憶部20に記憶されている標準感度曲線のデータを更新する処理を行う(更新ステップ)。上述の通り、標準感度曲線のデータは、複数の異なる加速電圧ごとに記憶部20に記憶されるが、更新処理部13は、ある一つの加速電圧における標準感度曲線のデータを更新する際に、他の加速電圧における標準感度曲線のデータも更新して記憶部20に記憶させる。   The update processing unit 13 performs a process of updating the data of the standard sensitivity curve stored in the storage unit 20 (update step). As described above, the data of the standard sensitivity curve is stored in the storage unit 20 for each of a plurality of different acceleration voltages. However, when the update processing unit 13 updates the data of the standard sensitivity curve at a certain acceleration voltage, The data of the standard sensitivity curve at other acceleration voltages is also updated and stored in the storage unit 20.

更新処理部13は、一つの加速電圧において標準試料から発生するX線をWDS6で検出し、このときデータ取得処理部11で取得された標準感度値の実測値に基づいて、記憶部20に記憶されている標準感度データ及び標準感度曲線のデータを更新する。具体的には、一つの加速電圧での標準感度値の実測値に基づいて、記憶部20に記憶されている標準感度値が、その標準感度値の実測値に更新される。また、その標準感度値の実測値に基づいて標準感度曲線算出処理部12が算出する標準感度曲線のデータにより、記憶部20に記憶されている標準感度曲線のデータが更新される。さらに、上記一つの加速電圧が他の加速電圧に変化したときに標準感度値が変化する割合が、記憶部20に記憶されている各標準感度曲線の初期データから求められ、当該割合及び標準感度値の実測値から、他の加速電圧における標準感度値が算出される。そして、算出された他の加速電圧における標準感度値に基づいて、記憶部20に記憶されている標準感度曲線のデータが更新される。なお、標準感度データ及び標準感度曲線のデータは、当初は記憶部20に記憶されておらず、更新処理部13の1回目の処理により記憶部20に記憶された標準感度データ及び標準感度曲線のデータが、2回目以降は順次書き換えられて更新されることとなる。   The update processing unit 13 detects the X-rays generated from the standard sample at one acceleration voltage by the WDS 6, and stores the X-rays in the storage unit 20 based on the actually measured standard sensitivity values acquired by the data acquisition processing unit 11 at this time. The standard sensitivity data and the data of the standard sensitivity curve are updated. Specifically, the standard sensitivity value stored in the storage unit 20 is updated to the actual measured value of the standard sensitivity value based on the actual measured value of the standard sensitivity value at one acceleration voltage. Further, the data of the standard sensitivity curve stored in the storage unit 20 is updated with the data of the standard sensitivity curve calculated by the standard sensitivity curve calculation processing unit 12 based on the measured value of the standard sensitivity value. Further, a rate at which the standard sensitivity value changes when the one acceleration voltage changes to another acceleration voltage is obtained from the initial data of each standard sensitivity curve stored in the storage unit 20. From the measured value of the value, a standard sensitivity value at another acceleration voltage is calculated. Then, the data of the standard sensitivity curve stored in the storage unit 20 is updated based on the calculated standard sensitivity value at another acceleration voltage. Note that the standard sensitivity data and the standard sensitivity curve data are not initially stored in the storage unit 20, but are stored in the storage unit 20 by the first processing of the update processing unit 13. The data is sequentially rewritten and updated after the second time.

元素濃度算出処理部14は、記憶部20に記憶されている標準感度曲線のデータを用いて試料の元素濃度を算出する(元素濃度算出ステップ)。更新処理部13により記憶部20に記憶されている標準感度曲線のデータが更新された場合には、その更新された標準感度曲線のデータを用いて試料の元素濃度が算出される。具体的には、所定の加速電圧において試料(未知試料)から発生するX線をWDS6で検出し、このときデータ取得処理部11で取得されたX線強度のデータに基づいて、各波長におけるピーク強度と、各波長における標準感度曲線上の標準感度値との比率を算出する。これにより、各波長に対応する元素の濃度(元素含有量)が、その波長において算出された上記比率に対応する値として算出される。   The element concentration calculation processing unit 14 calculates the element concentration of the sample using the data of the standard sensitivity curve stored in the storage unit 20 (element concentration calculation step). When the data of the standard sensitivity curve stored in the storage unit 20 is updated by the update processing unit 13, the element concentration of the sample is calculated using the updated data of the standard sensitivity curve. Specifically, an X-ray generated from a sample (unknown sample) at a predetermined acceleration voltage is detected by the WDS 6, and a peak at each wavelength is determined based on the X-ray intensity data acquired by the data acquisition processing unit 11 at this time. The ratio between the intensity and the standard sensitivity value on the standard sensitivity curve at each wavelength is calculated. Thereby, the concentration (element content) of the element corresponding to each wavelength is calculated as a value corresponding to the ratio calculated at that wavelength.

表示画像生成処理部15は、元素濃度算出処理部14により算出された各元素の濃度を表す表示画像を生成し、その表示画像を表示部30に表示させることができる。ただし、元素濃度算出処理部14により算出された各元素の濃度は、表示部30に表示されるような構成に限らず、例えば記憶部20に記憶され、必要に応じてデータとして出力されるような構成であってもよい。   The display image generation processing unit 15 can generate a display image representing the concentration of each element calculated by the element concentration calculation processing unit 14, and display the display image on the display unit 30. However, the concentration of each element calculated by the element concentration calculation processing unit 14 is not limited to the configuration displayed on the display unit 30, but may be stored in, for example, the storage unit 20 and output as data as needed. Configuration may be used.

3.標準感度データの具体例
図3Aは、条件番号mと加速電圧E[m]の対応関係の一例を示した図である。また、図3Bは、ある加速電圧E[m]における標準感度データの一例を示した図である。
3. Specific Example of Standard Sensitivity Data FIG. 3A is a diagram illustrating an example of a correspondence relationship between the condition number m and the acceleration voltage E [m]. FIG. 3B is a diagram showing an example of the standard sensitivity data at a certain acceleration voltage E [m].

図3Aに示すように、電子線の加速電圧E[m]には、その値に応じて異なる条件番号mが対応付けられている。例えば条件番号m=3には、加速電圧E[m]=15(kV)が対応付けられており、この加速電圧E[m]=15(kV)における標準感度データの一例が図3Bに示されている。   As shown in FIG. 3A, different condition numbers m are associated with the acceleration voltage E [m] of the electron beam according to the value. For example, an acceleration voltage E [m] = 15 (kV) is associated with the condition number m = 3, and an example of the standard sensitivity data at the acceleration voltage E [m] = 15 (kV) is shown in FIG. 3B. Have been.

図3Bに示すように、記憶部20には、標準感度値I_DATA[m][n]と、波長X[m][n]とが対応付けられ、標準感度データとして電子線の加速電圧E[m]ごとに記憶されている。各標準感度値I_DATA[m][n]には、それぞれ異なるデータ番号nが割り当てられるとともに、X線名NAME[m][n]も対応付けて記憶されている。本実施形態では、条件番号m及びデータ番号nを指定することにより、対応する加速電圧E[m]における標準感度値I_DATA[m][n]と波長X[m][n]の値を、X線名NAME[m][n]ごとに記憶部20から読み出すことができる。   As shown in FIG. 3B, the storage unit 20 associates the standard sensitivity value I_DATA [m] [n] with the wavelength X [m] [n], and stores the acceleration voltage E [ m]. Different data numbers n are assigned to the respective standard sensitivity values I_DATA [m] [n], and the X-ray names NAME [m] [n] are also stored in association with each other. In the present embodiment, by specifying the condition number m and the data number n, the values of the standard sensitivity value I_DATA [m] [n] and the wavelength X [m] [n] at the corresponding acceleration voltage E [m] are calculated. It can be read from the storage unit 20 for each X-ray name NAME [m] [n].

標準感度曲線算出処理部12は、加速電圧E[m]ごとに、各波長X[m][n]における標準感度値I_DATA[m][n]を記憶部20から読み出し、標準感度曲線を算出する。例えば、記憶部20から読み出した標準感度データが、最小二乗法を用いて下記式(1)のような多項式に近似されることにより、標準感度曲線I_CURVE(m,X)が算出される。なお、A[m]、B[m]、C[m]、D[m]は、それぞれ標準感度係数を表しており、これらの係数が標準感度曲線のデータとして記憶部20に記憶される。
I_CURVE(m,X)
=A[m]X+B[m]X+C[m]X+D[m] ・・・(1)
The standard sensitivity curve calculation processing unit 12 reads the standard sensitivity value I_DATA [m] [n] at each wavelength X [m] [n] from the storage unit 20 for each acceleration voltage E [m], and calculates the standard sensitivity curve. I do. For example, the standard sensitivity data I_CURVE (m, X) is calculated by approximating the standard sensitivity data read from the storage unit 20 to a polynomial such as the following equation (1) using the least squares method. Note that A [m], B [m], C [m], and D [m] each represent a standard sensitivity coefficient, and these coefficients are stored in the storage unit 20 as data of a standard sensitivity curve.
I_CURVE (m, X)
= A [m] X 3 + B [m] X 2 + C [m] X + D [m] (1)

4.標準感度データの更新
図4Aは、各加速電圧E[m]における標準感度曲線の一例を示した図である。記憶部20に初期値として記憶されている各加速電圧E[m](m=1,2,3,4)における標準感度データに基づいて、上記式(1)により標準感度曲線を算出すると、図4Aに示すように、E[1]=5kV、E[2]=10kV、E[3]=15kV、E[4]=20kVのそれぞれにおける標準感度曲線I_CURVE(1,X)、I_CURVE(2,X)、I_CURVE(3,X)、I_CURVE(4,X)が得られる。
4. Update of Standard Sensitivity Data FIG. 4A is a diagram showing an example of a standard sensitivity curve at each acceleration voltage E [m]. When the standard sensitivity curve is calculated by the above equation (1) based on the standard sensitivity data at each acceleration voltage E [m] (m = 1, 2, 3, 4) stored as an initial value in the storage unit 20, As shown in FIG. 4A, standard sensitivity curves I_CURVE (1, X) and I_CURVE (2) at E [1] = 5 kV, E [2] = 10 kV, E [3] = 15 kV, and E [4] = 20 kV, respectively. , X), I_CURVE (3, X), and I_CURVE (4, X).

図4B及び図4Cは、標準感度曲線のデータを更新する際の態様について説明するための図である。標準感度曲線のデータを更新する際には、ある条件番号m=Mにおける加速電圧E[M]で取得した標準感度値の実測値に基づいて、記憶部20に記憶されている当該加速電圧E[M]における標準感度値が更新され、その標準感度値に基づいて標準感度曲線算出処理部12により算出された標準感度曲線のデータが記憶部20に記憶されて更新されるとともに、後述する演算により算出された他の加速電圧E[m]における標準感度曲線のデータが記憶部20に記憶されて更新される。   FIG. 4B and FIG. 4C are diagrams for explaining aspects when updating the data of the standard sensitivity curve. When updating the data of the standard sensitivity curve, the acceleration voltage E stored in the storage unit 20 based on the actual measurement value of the standard sensitivity value acquired at the acceleration voltage E [M] under a certain condition number m = M. The standard sensitivity value in [M] is updated, and the data of the standard sensitivity curve calculated by the standard sensitivity curve calculation processing unit 12 based on the standard sensitivity value is stored and updated in the storage unit 20, and the calculation described later is performed. The data of the standard sensitivity curve at another acceleration voltage E [m] calculated by the above is stored in the storage unit 20 and updated.

例えば、図4Bに示すように、加速電圧E[M]で取得した標準感度値の実測値が、ある波長X_correct[M][n]において、I_DATA_correct[M][n]であるとする。また、この波長X_correct[M][n]における加速電圧E[M]での標準感度曲線上の標準感度値(初期値)が、I_CURVE_init(M,X_correct[M][n])であり、他の加速電圧E[m]における標準感度曲線上の標準感度値(初期値)が、I_CURVE_init(m,X_correct[m][n])であるとする。   For example, as shown in FIG. 4B, it is assumed that the actual measurement value of the standard sensitivity value acquired at the acceleration voltage E [M] is I_DATA_correct [M] [n] at a certain wavelength X_correct [M] [n]. Further, the standard sensitivity value (initial value) on the standard sensitivity curve at the acceleration voltage E [M] at this wavelength X_correct [M] [n] is I_CURVE_init (M, X_correct [M] [n]). It is assumed that the standard sensitivity value (initial value) on the standard sensitivity curve at the acceleration voltage E [m] is I_CURVE_init (m, X_correct [m] [n]).

この場合、他の加速電圧E[m]における標準感度値I_DATA_correct[m][n]は、下記式(2)により更新される。
I_DATA_correct[m][n]
=I_DATA_correct[M][n]×R ・・・(2)
なお、Rは、加速電圧がE[M]からE[m]に変化したときに標準感度値が変化する割合であり、記憶部20に記憶されている標準感度曲線の初期データから、下記式(3)により求められる。
R=I_CURVE_init(m,X_correct[m][n])
÷I_CURVE_init(M,X_correct[M][n])
・・・(3)
In this case, the standard sensitivity value I_DATA_correct [m] [n] at another acceleration voltage E [m] is updated by the following equation (2).
I_DATA_correct [m] [n]
= I_DATA_correct [M] [n] × R (2)
Note that R is a rate at which the standard sensitivity value changes when the acceleration voltage changes from E [M] to E [m]. From the initial data of the standard sensitivity curve stored in the storage unit 20, the following equation is used. It is determined by (3).
R = I_CURVE_init (m, X_correct [m] [n])
÷ I_CURVE_init (M, X_correct [M] [n])
... (3)

このような演算は、図4Bに示すように、各波長における標準感度値の実測値I_DATA_correct[M][n]に基づいて行われ、これにより、各波長における更新後の標準感度値I_DATA_correct[m][n]が得られる。その後、図4Cに示すように、各波長における標準感度値の実測値I_DATA_correct[M][n]に合わせて、加速電圧E[M]における標準感度曲線のデータI_CURVE_correct(M,X)が更新されるとともに、各波長における更新後の標準感度値I_DATA_correct[m][n]に合わせて、他の加速電圧E[m]における標準感度曲線のデータI_CURVE_correct(m,X)が更新される。   As shown in FIG. 4B, such an operation is performed based on the actual measurement value I_DATA_correct [M] [n] of the standard sensitivity value at each wavelength, and thereby, the updated standard sensitivity value I_DATA_correct [m at each wavelength. ] [N] is obtained. Thereafter, as shown in FIG. 4C, the data I_CURVE_correct (M, X) of the standard sensitivity curve at the acceleration voltage E [M] is updated in accordance with the actual measurement value I_DATA_correct [M] [n] of the standard sensitivity value at each wavelength. In addition, the data I_CURVE_correct (m, X) of the standard sensitivity curve at another acceleration voltage E [m] is updated in accordance with the updated standard sensitivity value I_DATA_correct [m] [n] at each wavelength.

すなわち、各波長における標準感度値の実測値I_DATA_correct[M][n]に基づいて、上記式(1)のような多項式に近似する演算が行われることにより、I_CURVE_correct(M,X)が得られ、この多項式における係数A_correct[M]、B_correct[M]、C_correct[M]、D_correct[M]が記憶部20に記憶されることにより、加速電圧E[M]における標準感度曲線のデータI_CURVE_correct(M,X)が更新される。また、各波長における更新後の標準感度値I_DATA_correct[m][n]に基づいて、上記式(1)のような多項式に近似する演算が行われることにより、I_CURVE_correct(m,X)が得られ、この多項式における係数A_correct[m]、B_correct[m]、C_correct[m]、D_correct[m]が記憶部20に記憶されることにより、他の加速電圧E[m]における標準感度曲線のデータI_CURVE_correct(m,X)が更新される。   That is, based on the actual measurement value I_DATA_correct [M] [n] of the standard sensitivity value at each wavelength, I_CURVE_correct (M, X) is obtained by performing an operation approximating to a polynomial such as the above equation (1). , The coefficients A_correct [M], B_correct [M], C_correct [M], and D_correct [M] in the polynomial are stored in the storage unit 20, so that the data I_CURVE_correct (M) of the standard sensitivity curve at the acceleration voltage E [M] is stored. , X) are updated. Further, based on the updated standard sensitivity value I_DATA_correct [m] [n] at each wavelength, an operation approximating a polynomial such as the above equation (1) is performed, so that I_CURVE_correct (m, X) is obtained. By storing the coefficients A_correct [m], B_correct [m], C_correct [m], and D_correct [m] in this polynomial in the storage unit 20, the data I_CURVE_correct of the standard sensitivity curve at another acceleration voltage E [m] is stored. (M, X) is updated.

所定の加速電圧E[M]及び他の加速電圧E[m]は、予め設定されている固定値であってもよいし、ユーザが任意に選択できてもよい。ただし、標準感度曲線の初期データが、WDS6において検出されるX線の波長範囲内(分光波長範囲内)で標準感度値が0以下にならない加速電圧条件でなければならない。例えば、図4Aに示した例では、加速電圧が15kV以上であれば、その条件を満たすこととなる。   The predetermined acceleration voltage E [M] and the other acceleration voltage E [m] may be fixed values set in advance or may be arbitrarily selected by the user. However, the initial data of the standard sensitivity curve must be under acceleration voltage conditions under which the standard sensitivity value does not become 0 or less within the wavelength range of X-rays detected by WDS6 (within the spectral wavelength range). For example, in the example shown in FIG. 4A, the condition is satisfied if the acceleration voltage is 15 kV or more.

5.更新後の元素濃度の算出
標準感度曲線のデータが更新された場合には、その更新された標準感度曲線のデータを用いて試料の元素濃度が算出される。すなわち、加速電圧E[m]で定性分析を実施した場合には、更新された標準感度曲線I_CURVE_correct(m,X)と、測定された各波長におけるピーク強度との比率に基づいて、各波長に対応する元素の濃度(元素含有量)が算出される。
5. Calculation of updated element concentration If the data of the standard sensitivity curve is updated, the element concentration of the sample is calculated using the updated data of the standard sensitivity curve. That is, when the qualitative analysis is performed with the acceleration voltage E [m], each wavelength is determined based on the ratio between the updated standard sensitivity curve I_CURVE_correct (m, X) and the measured peak intensity at each wavelength. The corresponding element concentration (element content) is calculated.

このとき、例えばE[m]とE[m+1]の間の加速電圧条件で定性分析を行った場合には、加速電圧E[m]における標準感度曲線I_CURVE_correct(m,X)と、加速電圧E[m+1]における標準感度曲線I_CURVE_correct(m+1,X)との間で、直線補間を行うことにより各波長における標準感度値を算出する。この場合、算出された各波長における標準感度値と、測定された各波長におけるピーク強度との比率に基づいて、各波長に対応する元素の濃度(元素含有量)が算出される。   At this time, for example, when qualitative analysis is performed under an acceleration voltage condition between E [m] and E [m + 1], a standard sensitivity curve I_CURVE_correct (m, X) at the acceleration voltage E [m] and the acceleration voltage E The standard sensitivity value at each wavelength is calculated by performing linear interpolation between the standard sensitivity curve I_CURVE_correct (m + 1, X) at [m + 1]. In this case, the concentration (element content) of the element corresponding to each wavelength is calculated based on the ratio between the calculated standard sensitivity value at each wavelength and the measured peak intensity at each wavelength.

6.作用効果
(1)本実施形態では、一つの加速電圧E[M]で取得した標準感度値の実測値I_DATA_correct[M][n]を用いて、他の加速電圧E[m]における標準感度曲線I_CURVE_correct(m,X)のデータを一括して更新することができる。したがって、各加速電圧E[m]について、標準感度値の実測値を用いて標準感度曲線のデータを更新する必要がないため、標準感度曲線のデータを修正する作業を簡略化することができる。
6. Operation and Effect (1) In the present embodiment, the standard sensitivity curve at another acceleration voltage E [m] is obtained by using the actually measured value I_DATA_correct [M] [n] of the standard sensitivity value acquired at one acceleration voltage E [M]. Data of I_CURVE_correct (m, X) can be updated collectively. Therefore, for each acceleration voltage E [m], there is no need to update the data of the standard sensitivity curve using the actual measurement value of the standard sensitivity value, so that the work of correcting the data of the standard sensitivity curve can be simplified.

同じX線の測定に関して加速電圧E[m]のみを変化させた場合、測定される標準感度値は、WDS6の検出効率には依存せず、X線の発生効率のみに依存して変化する。したがって、異なる加速電圧条件において同じX線の標準感度値を求めた場合、互いの比率は装置や部品の個体差に依存せず、同じ値になると考えられる。このため、予め1つの代表する装置を用いて求めた加速電圧ごとの標準感度曲線を用いて上記比率を算出すれば、1つの加速電圧条件で標準感度値を更新するだけで、他の加速電圧E[m]の標準感度値も適切な値に修正し、標準感度曲線を更新することが可能である。   When only the acceleration voltage E [m] is changed for the same X-ray measurement, the measured standard sensitivity value does not depend on the detection efficiency of WDS6 but changes only depending on the X-ray generation efficiency. Therefore, when the same standard sensitivity value of X-rays is obtained under different acceleration voltage conditions, the mutual ratio is considered to be the same value without depending on the individual difference of the device or the component. For this reason, if the ratio is calculated using a standard sensitivity curve for each acceleration voltage obtained in advance using one representative device, it is only necessary to update the standard sensitivity value under one acceleration voltage condition. The standard sensitivity value of E [m] can be corrected to an appropriate value, and the standard sensitivity curve can be updated.

(2)また、本実施形態では、一括して更新された各加速電圧E[m]における標準感度曲線I_CURVE_correct(m,X)のデータを用いて、試料の元素濃度を算出することができる。したがって、簡略化された作業により得られる加速電圧ごとの標準感度曲線I_CURVE_correct(m,X)のデータを用いて、試料の元素濃度を容易に算出することができる。 (2) In the present embodiment, the element concentration of the sample can be calculated using the data of the standard sensitivity curve I_CURVE_correct (m, X) at each of the accelerating voltages E [m] updated collectively. Therefore, the element concentration of the sample can be easily calculated using the data of the standard sensitivity curve I_CURVE_correct (m, X) for each acceleration voltage obtained by the simplified operation.

7.変形例
上記実施形態では、データ処理部10を備えたEPMA100について説明したが、データ処理部10としてコンピュータを機能させるためのプログラム(データ処理プログラム)を提供することも可能である。この場合、上記プログラムは、記憶媒体に記憶された状態で提供されるような構成であってもよいし、有線通信又は無線通信を介してプログラム自体が提供されるような構成であってもよい。
7. Modified Example In the above embodiment, the EPMA 100 including the data processing unit 10 has been described. However, a program (data processing program) for causing a computer to function as the data processing unit 10 may be provided. In this case, the program may be provided in a state of being stored in a storage medium, or may be provided such that the program itself is provided via wired communication or wireless communication. .

1 ハウジング
3 試料ステージ
4 電子線照射部
6 WDS(波長分散型X線分光器)
10 データ処理部
11 データ取得処理部
12 標準感度曲線算出処理部
13 更新処理部
14 元素濃度算出処理部
15 表示画像生成処理部
20 記憶部
30 表示部
41 電子源
42 コンデンサレンズ
45 対物レンズ
61 分光結晶
62 X線検出器
100 EPMA(電子線マイクロアナライザー)
Reference Signs List 1 housing 3 sample stage 4 electron beam irradiation unit 6 WDS (wavelength dispersive X-ray spectrometer)
Reference Signs List 10 Data processing unit 11 Data acquisition processing unit 12 Standard sensitivity curve calculation processing unit 13 Update processing unit 14 Element concentration calculation processing unit 15 Display image generation processing unit 20 Storage unit 30 Display unit 41 Electron source 42 Condenser lens 45 Objective lens 61 Spectral crystal 62 X-ray detector 100 EPMA (Electron beam micro analyzer)

Claims (4)

電子線を試料に照射してX線を発生させる電子線照射部と、
試料から発生するX線を検出してスペクトルデータを取得する波長分散型X線分光器と、
前記波長分散型X線分光器の標準感度値と波長との関係を表す標準感度曲線を算出する標準感度曲線算出処理部と、
前記標準感度曲線算出処理部により算出された標準感度曲線のデータ、前記標準感度曲線の算出に用いられる波長ごとの標準感度値、及び、予め一つの代表する装置を用いて求められた標準感度曲線の初期データを電子線の加速電圧ごとに記憶する記憶部と、
一つの加速電圧での標準感度値の実測値に基づいて、前記記憶部に記憶されている標準感度値を更新し、前記標準感度曲線算出処理部を用いて前記記憶部に記憶されている標準感度曲線のデータを更新するとともに、加速電圧が変化したときに標準感度値が変化する割合を前記記憶部に記憶されている各標準感度曲線の初期データから求め、当該割合及び前記標準感度値の実測値から他の加速電圧における標準感度値を算出し、当該標準感度値に基づいて標準感度曲線のデータを更新して前記記憶部に記憶させる更新処理部とを備えることを特徴とする電子線マイクロアナライザー。
An electron beam irradiation unit that irradiates the sample with an electron beam to generate X-rays;
A wavelength-dispersive X-ray spectrometer that detects X-rays generated from the sample and acquires spectral data,
A standard sensitivity curve calculation processing unit that calculates a standard sensitivity curve representing a relationship between a standard sensitivity value and a wavelength of the wavelength dispersive X-ray spectrometer,
The data of the standard sensitivity curve calculated by the standard sensitivity curve calculation processing unit, the standard sensitivity value for each wavelength used for the calculation of the standard sensitivity curve, and the standard sensitivity curve previously obtained using one representative device A storage unit for storing the initial data of each electron beam accelerating voltage,
Based on the measured value of the standard sensitivity value at one acceleration voltage, the standard sensitivity value stored in the storage unit is updated, and the standard value stored in the storage unit is updated using the standard sensitivity curve calculation processing unit. While updating the sensitivity curve data, the rate at which the standard sensitivity value changes when the acceleration voltage changes is obtained from the initial data of each standard sensitivity curve stored in the storage unit, and the rate and the standard sensitivity value are calculated. An electron beam, comprising: calculating a standard sensitivity value at another acceleration voltage from an actual measurement value, updating the data of the standard sensitivity curve based on the standard sensitivity value, and storing the updated data in the storage unit. Micro analyzer.
前記更新処理部により更新された標準感度曲線のデータを用いて試料の元素濃度を算出する元素濃度算出処理部をさらに備えることを特徴とする請求項1に記載の電子線マイクロアナライザー。   The electron beam microanalyzer according to claim 1, further comprising an element concentration calculation processing unit that calculates an element concentration of the sample using the data of the standard sensitivity curve updated by the update processing unit. 電子線を試料に照射してX線を発生させる電子線照射部と、試料から発生するX線を検出してスペクトルデータを取得する波長分散型X線分光器と、前記波長分散型X線分光器の標準感度値と波長との関係を表す標準感度曲線のデータ、前記標準感度曲線の算出に用いられる波長ごとの標準感度値、及び、予め一つの代表する装置を用いて求められた標準感度曲線の初期データを電子線の加速電圧ごとに記憶する記憶部とを備える電子線マイクロアナライザーに用いられるデータ処理方法であって、
前記波長分散型X線分光器の標準感度値と波長との関係を表す標準感度曲線を算出する標準感度曲線算出ステップと、
一つの加速電圧での標準感度値の実測値に基づいて、前記記憶部に記憶されている標準感度値を更新し、前記標準感度曲線算出ステップを用いて前記記憶部に記憶されている標準感度曲線のデータを更新するとともに、加速電圧が変化したときに標準感度値が変化する割合を前記記憶部に記憶されている各標準感度曲線の初期データから求め、当該割合及び前記標準感度値の実測値から他の加速電圧における標準感度値を算出し、当該標準感度値に基づいて標準感度曲線のデータを更新して前記記憶部に記憶させる更新ステップとを含むことを特徴とするデータ処理方法。
An electron beam irradiator for irradiating a sample with an electron beam to generate X-rays, a wavelength dispersive X-ray spectrometer for detecting X-rays generated from the sample and acquiring spectrum data, and the wavelength dispersive X-ray spectrometer Data of a standard sensitivity curve representing the relationship between the standard sensitivity value of the instrument and the wavelength, the standard sensitivity value for each wavelength used for calculating the standard sensitivity curve, and the standard sensitivity previously obtained using one representative apparatus A data processing method used for an electron beam microanalyzer including a storage unit that stores initial data of a curve for each acceleration voltage of an electron beam,
A standard sensitivity curve calculating step of calculating a standard sensitivity curve representing a relationship between a standard sensitivity value and a wavelength of the wavelength dispersive X-ray spectrometer;
The standard sensitivity value stored in the storage unit is updated based on the actual measurement value of the standard sensitivity value at one acceleration voltage, and the standard sensitivity value stored in the storage unit is calculated using the standard sensitivity curve calculation step. While updating the curve data, the rate at which the standard sensitivity value changes when the acceleration voltage changes is obtained from the initial data of each standard sensitivity curve stored in the storage unit, and the rate and the standard sensitivity value are measured. Calculating a standard sensitivity value at another acceleration voltage from the value, updating the data of the standard sensitivity curve based on the standard sensitivity value, and storing the updated data in the storage unit.
電子線を試料に照射してX線を発生させる電子線照射部と、試料から発生するX線を検出してスペクトルデータを取得する波長分散型X線分光器と、前記波長分散型X線分光器の標準感度値と波長との関係を表す標準感度曲線のデータ、前記標準感度曲線の算出に用いられる波長ごとの標準感度値、及び、予め一つの代表する装置を用いて求められた標準感度曲線の初期データを電子線の加速電圧ごとに記憶する記憶部とを備える電子線マイクロアナライザーに用いられるデータ処理プログラムであって、
前記波長分散型X線分光器の標準感度値と波長との関係を表す標準感度曲線を算出する標準感度曲線算出ステップと、
一つの加速電圧での標準感度値の実測値に基づいて、前記記憶部に記憶されている標準感度値を更新し、前記標準感度曲線算出ステップを用いて前記記憶部に記憶されている標準感度曲線のデータを更新するとともに、加速電圧が変化したときに標準感度値が変化する割合を前記記憶部に記憶されている各標準感度曲線の初期データから求め、当該割合及び前記標準感度値の実測値から他の加速電圧における標準感度値を算出し、当該標準感度値に基づいて標準感度曲線のデータを更新して前記記憶部に記憶させる更新ステップとをコンピュータに実行させることを特徴とするデータ処理プログラム。
An electron beam irradiator for irradiating a sample with an electron beam to generate X-rays; a wavelength dispersive X-ray spectrometer for detecting X-rays generated from the sample and acquiring spectrum data; Of a standard sensitivity curve representing the relationship between the standard sensitivity value of the device and the wavelength, the standard sensitivity value for each wavelength used for calculating the standard sensitivity curve, and the standard sensitivity previously obtained using one representative apparatus A data processing program used for an electron beam microanalyzer including a storage unit that stores initial data of a curve for each acceleration voltage of an electron beam,
A standard sensitivity curve calculating step of calculating a standard sensitivity curve representing a relationship between a standard sensitivity value and a wavelength of the wavelength dispersive X-ray spectrometer;
The standard sensitivity value stored in the storage unit is updated based on the measured value of the standard sensitivity value at one acceleration voltage, and the standard sensitivity value stored in the storage unit is calculated using the standard sensitivity curve calculation step. While updating the curve data, the rate at which the standard sensitivity value changes when the acceleration voltage changes is obtained from the initial data of each standard sensitivity curve stored in the storage unit, and the rate and the actual measurement of the standard sensitivity value are obtained. Calculating a standard sensitivity value at another acceleration voltage from the value, updating the data of the standard sensitivity curve based on the standard sensitivity value, and storing the updated data in the storage unit. Processing program.
JP2018149647A 2018-08-08 2018-08-08 Electron microanalyzer, data processing method and data processing program Active JP6973323B2 (en)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2018149647A JP6973323B2 (en) 2018-08-08 2018-08-08 Electron microanalyzer, data processing method and data processing program
CN201910731587.6A CN110823937B (en) 2018-08-08 2019-08-08 Electron beam microanalyzer, data processing method and storage medium

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2018149647A JP6973323B2 (en) 2018-08-08 2018-08-08 Electron microanalyzer, data processing method and data processing program

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2020024176A true JP2020024176A (en) 2020-02-13
JP6973323B2 JP6973323B2 (en) 2021-11-24

Family

ID=69547782

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2018149647A Active JP6973323B2 (en) 2018-08-08 2018-08-08 Electron microanalyzer, data processing method and data processing program

Country Status (2)

Country Link
JP (1) JP6973323B2 (en)
CN (1) CN110823937B (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2023223777A1 (en) * 2022-05-16 2023-11-23 株式会社島津製作所 Correction method, analyzer, and program

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6457157A (en) * 1987-08-27 1989-03-03 Jeol Ltd Simple quantitative analysis method with wavelength dispersion type x-ray spectroscope
US20040099805A1 (en) * 2002-11-01 2004-05-27 Isao Ochiai Electron microscope including apparatus for x-ray analysis and method of analyzing specimens using same
JP2015523581A (en) * 2012-07-30 2015-08-13 エフ・イ−・アイ・カンパニー Automated EDS standard calibration
US20160163503A1 (en) * 2014-12-09 2016-06-09 Industrial Technology Research Institute Electron microscope, reader and acquiring elemental spectrum method

Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB487884A (en) * 1937-01-01 1938-06-28 Ig Farbenindustrie Ag Improvements in the measurement of roentgen rays
JP2004184123A (en) * 2002-11-29 2004-07-02 Shimadzu Corp Fluorometric x-ray analyzing method
JP4498855B2 (en) * 2004-08-17 2010-07-07 日本電子株式会社 Quantitative analysis method and quantitative analysis apparatus
JP2006275756A (en) * 2005-03-29 2006-10-12 Jeol Ltd X-ray analyzer by electron excitation
EP1870732A1 (en) * 2006-06-19 2007-12-26 Agfa HealthCare NV Method of determining the sensitivity of a radiation detector.
JP4630305B2 (en) * 2007-05-10 2011-02-09 名古屋電機工業株式会社 X-ray inspection apparatus, X-ray inspection method, and control program for X-ray inspection apparatus
CN104838261B (en) * 2012-12-07 2016-08-24 株式会社岛津制作所 Chromatograph data processing equipment and data processing method
WO2015029254A1 (en) * 2013-09-02 2015-03-05 株式会社島津製作所 Data processing device for chromatograph, and method
US10022099B2 (en) * 2013-10-31 2018-07-17 Hitachi, Ltd. X-ray image pickup apparatus, X-ray image pickup method, and X-ray image pickup apparatus monitoring method
CN107703172A (en) * 2017-09-14 2018-02-16 泰州赛宝工业技术研究院有限公司 A kind of calibration method of energy-dispersion X-ray fluorescence spectrometer

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6457157A (en) * 1987-08-27 1989-03-03 Jeol Ltd Simple quantitative analysis method with wavelength dispersion type x-ray spectroscope
US20040099805A1 (en) * 2002-11-01 2004-05-27 Isao Ochiai Electron microscope including apparatus for x-ray analysis and method of analyzing specimens using same
JP2004151045A (en) * 2002-11-01 2004-05-27 Hitachi High-Technologies Corp Electron microscope or x-ray analysis apparatus, and method for analyzing sample
JP2015523581A (en) * 2012-07-30 2015-08-13 エフ・イ−・アイ・カンパニー Automated EDS standard calibration
US9188555B2 (en) * 2012-07-30 2015-11-17 Fei Company Automated EDS standards calibration
US20160163503A1 (en) * 2014-12-09 2016-06-09 Industrial Technology Research Institute Electron microscope, reader and acquiring elemental spectrum method

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
小林 尚、ほか: "EPMA, AEM, SEMにおける国際規格化", まてりあ, vol. 第42巻、第1号, JPN6021038456, 20 January 2003 (2003-01-20), pages 24 - 28, ISSN: 0004607559 *

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2023223777A1 (en) * 2022-05-16 2023-11-23 株式会社島津製作所 Correction method, analyzer, and program

Also Published As

Publication number Publication date
JP6973323B2 (en) 2021-11-24
CN110823937A (en) 2020-02-21
CN110823937B (en) 2022-07-29

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP2020034420A (en) X-ray analyzer
US10613043B2 (en) Method and apparatus for sample analysis
EP3239704A1 (en) Analysis data processing method and device
JP6009975B2 (en) Radiation detector and sample analyzer
JP2008122267A (en) Sample analyzing method and sample analyzing apparatus
JP5664368B2 (en) Quadrupole mass spectrometer
JP6973323B2 (en) Electron microanalyzer, data processing method and data processing program
JP6851283B2 (en) Image processing equipment, analyzers, and image processing methods
JP2017204425A (en) Electron spectroscopic device and measuring method
JP7030077B2 (en) X-ray analyzer
JP2021162310A (en) Method for analysis and analyzer
JP5069078B2 (en) Analysis method using X-ray spectrum
JP6467684B2 (en) X-ray fluorescence analyzer
CN114641687B (en) Fluorescent X-ray analyzer
JP2020060381A (en) Element map production method and surface analysis device
JP7105261B2 (en) Auger electron spectroscopy device and analysis method
JP7010373B2 (en) Spectral data processing equipment and analysis equipment
JP2006118941A (en) Electronic probe x-ray analyzer for displaying surface analyzing data
JP2019090652A (en) Analyzer
JP7153324B2 (en) Elemental analysis method
JP2002062270A (en) Method of displaying face analysis data in surface analyzer using electron beam
WO2013035386A1 (en) Multipole measurement apparatus
WO2023223777A1 (en) Correction method, analyzer, and program
WO2023238193A1 (en) Charged particle beam device, observation condition setting method, and program
JP6796517B2 (en) Charged particle beam device

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20201201

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20210830

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20211005

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20211018

R151 Written notification of patent or utility model registration

Ref document number: 6973323

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R151