JP2023086588A - Electron beam probe microanalyzer, epma data correction method, and epma data correction program - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、電子線プローブマイクロアナライザ(以下、慣用に従って「EPMA」と略す)、EPMAデータ(EPMAにより得られるデータ)の補正方法、及びEPMAデータ補正プログラムに関する。 The present invention relates to an electron probe microanalyzer (hereinafter abbreviated as "EPMA" according to common practice), a correction method for EPMA data (data obtained by EPMA), and an EPMA data correction program.
EPMAでは、微小径に集束させた電子線を試料に照射し、その照射位置から放出される特性X線を検出する。特性X線は試料に含まれる元素に特有の波長を有するため、特性X線の波長及び強度を分析することにより、試料上の分析位置付近に存在する元素の同定や定量を行うことができる。 In EPMA, a sample is irradiated with an electron beam focused to a small diameter, and characteristic X-rays emitted from the irradiated position are detected. Since the characteristic X-rays have wavelengths specific to the elements contained in the sample, by analyzing the wavelength and intensity of the characteristic X-rays, it is possible to identify and quantify the elements present in the vicinity of the analysis position on the sample.
特性X線の波長及び強度の分析は一般に、入射したX線を分光する分光結晶と、分光された特性X線を検出するX線検出器を用いて行われる。試料の電子線の照射位置、分光結晶及びX線検出器はそれぞれ、該照射位置から放出される特性X線が分光結晶で分光されてX線検出器に入射するように、「ローランド円」と呼ばれる円の円周上の所定の位置に配置される。X線検出器には、波長分解能を高めるためにスリットを設ける。また、検出対象の波長が異なる複数の分光結晶を設けると共に、それら複数の分光結晶の各々にX線検出器を設けることにより、波長が異なる複数種の特性X線を同時に測定することができ、それにより異なる複数種の元素の同定及び定量を行うことができる。 Analysis of the wavelength and intensity of characteristic X-rays is generally performed using an analyzing crystal that disperses incident X-rays and an X-ray detector that detects the spectrally dispersed characteristic X-rays. The irradiation position of the electron beam on the sample, the analyzing crystal, and the X-ray detector each form a "Roland circle" so that the characteristic X-rays emitted from the irradiation position are separated by the analyzing crystal and enter the X-ray detector. are placed at predetermined positions on the circumference of a circle called A slit is provided in the X-ray detector to improve the wavelength resolution. Further, by providing a plurality of analyzing crystals with different wavelengths to be detected and providing an X-ray detector in each of the plurality of analyzing crystals, it is possible to simultaneously measure a plurality of types of characteristic X-rays with different wavelengths, It is thereby possible to identify and quantify a plurality of different elements.
またEPMAでは、試料上の所定の一次元範囲又は二次元範囲内で電子線の照射位置を移動しつつ同様の分析を繰り返すことにより、各位置における元素の種類やその含有量を調べることができ、それに基づいて該範囲全体における元素の分布を得ることができる。一般には一次元範囲の分析を線分析と呼び、二次元範囲の分析をマッピング分析と呼ぶが、本明細書ではそれらを合わせてマッピング分析と呼ぶ。 In EPMA, by repeating the same analysis while moving the irradiation position of the electron beam within a predetermined one-dimensional range or two-dimensional range on the sample, the type and content of the element at each position can be examined. , on the basis of which the distribution of elements over the range can be obtained. Although one-dimensional range analysis is generally referred to as line analysis and two-dimensional range analysis is referred to as mapping analysis, they are collectively referred to herein as mapping analysis.
電子線の照射位置を移動する方法には、電子線を固定して試料ステージを移動させるステージスキャン法と、試料ステージを固定して電子線の方向を電磁界(電界又は/及び磁界)により変化させるビームスキャン法という2つの方法がある(例えば特許文献1参照)。これらのうちビームスキャン法は、電子線の照射位置を高速で走査することができるという点でステージスキャン法よりも優れている。また、ステージスキャン法では試料ステージを機械的に移動させるため、バックラッシュの影響を考慮して1ラインスキャン毎に照射位置の確認を行わなければならないという問題がある。 There are two methods for moving the electron beam irradiation position: the stage scanning method, in which the electron beam is fixed and the sample stage is moved; There are two methods, a beam scanning method that allows the light to flow (see, for example, Patent Document 1). Among these methods, the beam scanning method is superior to the stage scanning method in that the electron beam irradiation position can be scanned at high speed. In addition, since the stage scanning method moves the sample stage mechanically, there is a problem that the irradiation position must be confirmed for each line scanning in consideration of the influence of backlash.
従来のビームスキャン法によるマッピング分析では、電子線の照射位置を移動する範囲を大きくすると、照射位置によっては、該照射位置から放出されて分光結晶で分光される所定波長の特性X線の一部がスリットから外れてX線検出器に入射しなくなってしまい、特性X線の検出強度に誤差が生じてしまう。そのため、従来のマッピング分析では分光結晶で分光される所定波長の特性X線の全てがスリットを通過する範囲内でしかビームスキャン法による分析を行うことができず、それよりも広い範囲で分析を行う場合には時間を要するステージスキャン法による分析を行わなければならなかった。 In mapping analysis by the conventional beam scanning method, if the range of movement of the irradiation position of the electron beam is increased, depending on the irradiation position, part of the characteristic X-ray of a predetermined wavelength emitted from the irradiation position and dispersed by the analyzing crystal deviates from the slit and does not enter the X-ray detector, resulting in an error in the detected intensity of characteristic X-rays. For this reason, in conventional mapping analysis, beam scanning analysis can only be performed within a range in which all characteristic X-rays of a predetermined wavelength separated by the analyzing crystal pass through the slit. When it was done, it had to be analyzed by the time-consuming stage scanning method.
本発明が解決しようとする課題は、従来よりも広い範囲に亘ってビームスキャン法を用いたマッピング分析を行うことができるEPMA、EPMAデータ補正方法、及びEPMAデータ補正プログラムを提供することである。 The problem to be solved by the present invention is to provide an EPMA, an EPMA data correction method, and an EPMA data correction program that can perform mapping analysis using a beam scanning method over a wider range than before.
上記課題を解決するために成された本発明に係るEPMAは、
試料が載置される試料ステージと、
前記試料ステージに載置された試料に電子線を照射する電子線源と、
前記電子線の照射位置が所定の走査範囲内で移動するように該電子線の方向を制御する電界及び磁界のいずれか一方又は双方を生成する電磁界源と、
前記試料ステージに載置された試料から放出される特性X線を分光する分光結晶と、
前記分光結晶で分光された特性X線を通過させるスリットを有し、該スリットを通過した特性X線を検出するX線検出器と、
前記走査範囲内において所定元素が均一に分布している標準試料を前記試料ステージに載置したうえで、前記電磁界源により該走査範囲内で前記電子線の照射位置を移動させつつ前記X線検出器で検出された、該標準試料の該走査範囲内の各位置で生成された特性X線の強度である標準試料強度分布値を記憶する標準試料強度分布値記憶部と、
前記電磁界源により前記走査範囲内で前記電子線の照射位置を移動させつつ前記X線検出器で検出される、前記試料ステージに載置された測定対象試料の各位置で生成された特性X線の強度である測定対象試料強度分布値を取得する測定対象試料強度分布値取得部と、
前記測定対象試料強度分布値取得部で取得された測定対象試料強度分布値を、前記標準試料強度分布値記憶部から読み出された標準試料強度分布値を用いて補正した補正後測定対象試料強度分布値を算出する補正後測定対象試料強度分布値算出部と
を備える。
The EPMA according to the present invention, which has been made to solve the above problems,
a sample stage on which the sample is placed;
an electron beam source for irradiating the sample placed on the sample stage with an electron beam;
an electromagnetic field source for generating one or both of an electric field and a magnetic field for controlling the direction of the electron beam so that the irradiation position of the electron beam moves within a predetermined scanning range;
an analyzing crystal that disperses characteristic X-rays emitted from the sample placed on the sample stage;
an X-ray detector having a slit for passing characteristic X-rays spectroscopically separated by the analyzing crystal and detecting the characteristic X-rays that have passed through the slit;
A standard sample in which a predetermined element is uniformly distributed within the scanning range is placed on the sample stage, and the X-ray beam is scanned while moving the irradiation position of the electron beam within the scanning range by the electromagnetic field source. a standard sample intensity distribution value storage unit for storing standard sample intensity distribution values, which are the intensity of characteristic X-rays detected by a detector and generated at each position within the scanning range of the standard sample;
A characteristic X generated at each position of the sample to be measured placed on the sample stage and detected by the X-ray detector while moving the irradiation position of the electron beam within the scanning range by the electromagnetic field source. a measurement target sample intensity distribution value acquisition unit that acquires a measurement target sample intensity distribution value that is the line intensity;
Corrected measurement target sample intensity obtained by correcting the measurement target sample intensity distribution value acquired by the measurement target sample intensity distribution value acquisition unit using the standard sample intensity distribution value read from the standard sample intensity distribution value storage unit and a post-correction measurement target sample intensity distribution value calculation unit that calculates the distribution value.
本発明に係るEPMAデータ補正方法は、
試料が載置される試料ステージと、前記試料ステージに載置された試料に電子線を照射する電子線源と、前記電子線の照射位置が所定の走査範囲内で移動するように該電子線の方向を制御する電界及び磁界のいずれか一方又は双方を生成する電磁界源と、前記試料ステージに載置された試料から放出される特性X線を分光する分光結晶と、前記分光結晶で分光された特性X線を通過させるスリットを有し、該スリットを通過した特性X線を検出するX線検出器とを備えるEPMAにより取得されるデータを補正する方法であって、
前記走査範囲内において所定元素が均一に分布している標準試料を前記試料ステージに載置したうえで、前記電磁界源により該走査範囲内で前記電子線の照射位置を移動させつつ前記X線検出器で検出される、該標準試料の該走査範囲内の各位置で生成された特性X線の強度である標準試料強度分布値を取得する標準試料強度分布値取得ステップと、
測定対象試料を前記試料ステージに載置したうえで、前記電磁界源により前記走査範囲内で前記電子線の照射位置を移動させつつ前記X線検出器で検出される、該測定対象試料の各位置で生成された特性X線の強度である測定対象試料強度分布値を取得する測定対象試料強度分布値取得ステップと、
前記測定対象試料強度分布値取得ステップで取得された測定対象試料強度分布値を、前記標準試料強度分布値取得ステップで取得された標準試料強度分布値を用いて補正した補正後測定対象試料強度分布値を算出する補正後測定対象試料強度分布値算出ステップと
を有する。
EPMA data correction method according to the present invention,
a sample stage on which a sample is placed; an electron beam source for irradiating the sample placed on the sample stage with an electron beam; an electromagnetic field source that generates one or both of an electric field and a magnetic field that control the direction of the; an analyzing crystal that disperses characteristic X-rays emitted from the sample placed on the sample stage; and an X-ray detector for detecting the characteristic X-rays that have passed through the slit, the EPMA comprising:
A standard sample in which a predetermined element is uniformly distributed within the scanning range is placed on the sample stage, and the X-ray beam is scanned while moving the irradiation position of the electron beam within the scanning range by the electromagnetic field source. a standard sample intensity distribution value acquiring step of acquiring a standard sample intensity distribution value, which is the intensity of characteristic X-rays generated at each position within the scanning range of the standard sample detected by a detector;
After the sample to be measured is placed on the sample stage, the electromagnetic field source moves the irradiation position of the electron beam within the scanning range, and the X-ray detector detects each of the samples to be measured. a measurement target sample intensity distribution value acquiring step of acquiring a measurement target sample intensity distribution value that is the intensity of the characteristic X-ray generated at the position;
Corrected intensity distribution of the sample to be measured obtained by correcting the intensity distribution value of the sample to be measured acquired in the step of acquiring the intensity distribution value of the sample to be measured using the standard sample intensity distribution value acquired in the step of acquiring the standard sample intensity distribution value and a post-correction measurement target sample intensity distribution value calculation step of calculating the value.
本発明に係るEPMAデータ補正プログラムは、試料が載置される試料ステージと、前記試料ステージに載置された試料に電子線を照射する電子線源と、前記電子線の照射位置が所定の走査範囲内で移動するように該電子線の方向を制御する電界及び磁界のいずれか一方又は双方を生成する電磁界源と、前記試料ステージに載置された試料から放出される特性X線を分光する分光結晶と、前記分光結晶で分光された特性X線を通過させるスリットを有し、該スリットを通過した特性X線を検出するX線検出器とを備えるEPMAにより取得されるデータを補正するプログラムであって、
前記走査範囲内において所定元素が均一に分布している標準試料を前記試料ステージに載置したうえで、前記電磁界源により該走査範囲内で前記電子線の照射位置を移動させつつ前記X線検出器で検出される、該標準試料の該走査範囲内の各位置で生成された特性X線の強度である標準試料強度分布値を取得する標準試料強度分布値取得ステップと、
測定対象試料を前記試料ステージに載置したうえで、前記電磁界源により前記走査範囲内で前記電子線の照射位置を移動させつつ前記X線検出器で検出される、該測定対象試料の各位置で生成された特性X線の強度である測定対象試料強度分布値を取得する測定対象試料強度分布値取得ステップと、
前記測定対象試料強度分布値取得ステップで取得された測定対象試料強度分布値を、前記標準試料強度分布値取得ステップで取得された標準試料強度分布値を用いて補正した補正後測定対象試料強度分布値を算出する補正後測定対象試料強度分布値算出ステップと
をコンピュータに実行させる。
An EPMA data correction program according to the present invention includes a sample stage on which a sample is placed, an electron beam source for irradiating the sample placed on the sample stage with an electron beam, and a predetermined scanning position of the electron beam. An electromagnetic field source that generates one or both of an electric field and a magnetic field that controls the direction of the electron beam so that it moves within a range; and an X-ray detector having a slit for passing characteristic X-rays dispersed by the analyzing crystal and detecting the characteristic X-rays that have passed through the slit. a program,
A standard sample in which a predetermined element is uniformly distributed within the scanning range is placed on the sample stage, and the X-ray beam is scanned while moving the irradiation position of the electron beam within the scanning range by the electromagnetic field source. a standard sample intensity distribution value acquiring step of acquiring a standard sample intensity distribution value, which is the intensity of characteristic X-rays generated at each position within the scanning range of the standard sample detected by a detector;
After the sample to be measured is placed on the sample stage, the electromagnetic field source moves the irradiation position of the electron beam within the scanning range, and the X-ray detector detects each of the samples to be measured. a measurement target sample intensity distribution value acquiring step of acquiring a measurement target sample intensity distribution value that is the intensity of the characteristic X-ray generated at the position;
Corrected intensity distribution of the sample to be measured obtained by correcting the intensity distribution value of the sample to be measured acquired in the step of acquiring the intensity distribution value of the sample to be measured using the standard sample intensity distribution value acquired in the step of acquiring the standard sample intensity distribution value and a post-correction measurement target sample intensity distribution value calculation step of calculating the value.
本発明に係るEPMA、EPMAデータ補正方法及びEPMAデータ補正プログラムでは、走査範囲内において所定元素が均一に分布している標準試料を用いて該走査範囲内で前記電子線の照射位置を移動させつつX線検出器で検出した、該走査範囲内の各位置における標準試料強度値を用いる。このような標準試料からは走査範囲内の位置に依らずにほぼ同じ強度の特性X線が放出されるため、位置毎の標準試料強度値は、放出された特性X線のうちスリットを通過してX線検出器で検出される割合を反映した値となる。この標準試料強度値を用いて測定対象試料強度値を補正することにより、測定対象試料中の位置のうち放出された特性X線の一部がスリットを通過しない位置においても、放出された特性X線の強度を正確に求めることができる。従って、特性X線の一部がスリットを通過しない走査範囲を含んでいても正確なデータを得ることができるため、従来よりも広い範囲に亘ってビームスキャンを用いたマッピング分析を行うことができる。 In the EPMA, EPMA data correction method, and EPMA data correction program according to the present invention, a standard sample in which a predetermined element is uniformly distributed within a scanning range is used, and the irradiation position of the electron beam is moved within the scanning range. A standard sample intensity value at each location within the scan range is used as detected by the X-ray detector. Since characteristic X-rays with substantially the same intensity are emitted from such a standard sample regardless of the position within the scanning range, the standard sample intensity value for each position is is a value that reflects the rate of detection by the X-ray detector. By correcting the intensity value of the sample to be measured using this standard sample intensity value, even at positions in the sample to be measured where part of the emitted characteristic X-rays does not pass through the slit, the emitted characteristic X-ray The intensity of the line can be determined accurately. Therefore, accurate data can be obtained even if a part of the characteristic X-rays includes a scanning range that does not pass through the slit, so that mapping analysis using beam scanning can be performed over a wider range than before. .
図1~図12を用いて、本発明に係るEPMA及びデータ補正方法の一実施形態を説明する。 An embodiment of the EPMA and data correction method according to the present invention will be described with reference to FIGS. 1 to 12. FIG.
(1) 本発明に係るEPMAの一実施形態の構成
本実施形態のEPMA1は、図1に示すように、試料が載置される試料ステージ11と、電子銃(前記電子線源に相当)12と、走査コイル(前記電磁界源に相当)13と、対物レンズ14と、分光結晶15と、X線検出器16と、ステージ駆動機構17とを有する。
(1) Configuration of one embodiment of EPMA according to the present invention As shown in FIG. , a scanning coil (corresponding to the electromagnetic field source) 13 , an
電子銃12は、電子線91を生成して出射するものであって、出射した電子線91が試料ステージ11に向かうように配置されている。
The
走査コイル13は、試料ステージ11と電子銃12の間に配置されている。図2に示すように、走査コイル13は、第1コイル131、第2コイル132、第3コイル133及び第4コイル134を組み合わせたものである。第1コイル131と第2コイル132は第1軸1301で同軸となるように配置されている。第3コイル133と第4コイル134は、第1コイル131と第2コイル132で挟まれた空間を挟んで、第1軸1301に垂直な第2軸1302で同軸となるように配置されている。第1軸1301及び第2軸1302はいずれも、電子銃12を出射した(走査コイル13によって進行方向が曲げられていない)電子線91の進行方向に垂直である。以下、第1軸1301が延びる方向をX方向、第2軸1302が延びる方向をY方向、電子線91の進行方向をZ方向とする。
A
対物レンズ14は走査コイル13と試料ステージ11の間に設けられており、走査コイル13を通過した電子線を試料ステージ11上で収束させるレンズとして機能するものである。
The
分光結晶15は、所定の曲率を有する円筒面状の凹面に入射する所定の波長を有するX線を分光するものである。該凹面は、図1の紙面に垂直な方向に関しては同じ断面形状を有している。なお、図1では分光結晶15は1個のみ描かれているが、実際には、図3(Z方向から見た図)に示すように、複数個(図3の例では5個)の分光結晶15がZ方向の軸の回りに配置されている。
The analyzing
X線検出器16は、スリット161とX線検出部162とを有しており、該スリット161を通過したX線をX線検出部162で検出するものである。スリット161は、図1の紙面に垂直な方向に延びる線状の孔を有する。X線検出器16は、1個の分光結晶15に対して1個(すなわち分光結晶15と同数)設けられている。それら複数組の分光結晶15及びX線検出器16は、各組が互いに異なる波長のX線を分光結晶15で分光してX線検出器16に入射させるように配置されている。
The
各分光結晶15及びそれに対応して設けられたX線検出器16のスリット161は、分光・検出されるX線の波長に対応した形状の円周を有するローランド円(図1中の一点鎖線。ローランド円は分光結晶15毎に設定されている。)の該円周上に配置されている。また、各分光結晶15及び各X線検出器16は、各ローランド円の円周が試料ステージ11の中央付近にある共通の点を通過するように配置されている。
Each analyzing
ステージ駆動機構17は、試料ステージ11をX方向、Y方向、及びZ方向の各方向に移動させるものであり、試料ステージ11上の試料90の初期位置を設定するために用いられる。一般的なEPMAではステージスキャン時に試料上の電子線の照射位置を移動させるためにステージ駆動機構が用いられるが、本実施形態ではステージ駆動機構17はステージスキャンの機能を有する必要は無い。但し、ユーザがビームスキャンとステージスキャンのいずれかを選択できるようにしたうえで、ステージ駆動機構17がステージスキャンの機能も有するようにしてもよい。
The
本実施形態のEPMA1はさらに、制御部20及びデータ処理部30を有する。これら制御部20及びデータ処理部30は、CPUやメモリ等のハードウエア、及びソフトウエアにより具現化されている。
The
制御部20は、電子銃12、走査コイル13及びステージ駆動機構17の動作を制御する。また、制御部20は、走査コイル13の制御情報として、試料90上で電子ビームが照射される位置の情報をデータ処理部30に送信する機能を有する。
The
データ処理部30は、標準試料強度分布値取得部31と、標準試料強度分布値記憶部32と、測定対象試料強度分布値取得部33と、補正後測定対象試料強度分布値算出部34とを有する。これらデータ処理部30中の各部の詳細は、本実施形態のEPMA1の動作の説明と共に後述する。
The
(2) 本実施形態のEPMAの動作、及び本発明に係るEPMAデータの補正方法の一実施形態
図4~図12を用いて、本実施形態のEPMA1の動作を、EPMAデータの補正方法の実施形態を含めて説明する。
(2) The operation of the EPMA of this embodiment and an embodiment of the EPMA data correction method according to the present invention will be described with reference to FIGS. Description will be made including the form.
ユーザは試料ステージ11の上面に標準試料を載置し(ステップ1:図4)、所定の測定開始操作を行う。これにより、EPMA1の一連の動作が開始される。ここで標準試料は、電子銃12から出射される電子ビームが走査コイル13の動作によって標準試料の表面を移動する範囲である走査範囲内において、所定元素が均一に分布している試料である。所定元素には、後に測定を実行する測定対象試料が含有すると想定される元素を用いる。
A user places a standard sample on the upper surface of the sample stage 11 (step 1: FIG. 4) and performs a predetermined measurement start operation. This starts a series of operations of EPMA1. Here, the standard sample is a sample in which a predetermined element is uniformly distributed within a scanning range in which the electron beam emitted from the
まず、制御部20は、電子銃12を起動させる。電子銃12は、起動後、動作が安定すると電子線を一定の強度で出射する。この状態で、制御部20は走査コイル13(が有する第1コイル131~第4コイル134)に電流を流し、走査コイル13を通過する電子線の進行方向を変化させることにより、試料ステージ11上の試料(この時点では標準試料)90の表面における電子線の照射位置を移動させる。
First, the
ここで、走査コイル13における電子線の進行方向の変化は、具体的には以下のように制御される。第1コイル131及び第2コイル132に電流を流すと電子ビームの進行方向はY方向側に曲げられ、第3コイル133及び第4コイル134に電流を流すと電子ビームの進行方向はX方向側に曲げられる。それら電流の方向を切り替えれば、X(又はY)方向の正負が切り替わる。電流を大きくするほど、電子ビームはX(又はY)方向により大きく曲げられる。これら第1コイル131~第4コイルにそれぞれ流す電流の向き及び大きさを適宜組み合わせ、それら組み合わせを変化させてゆくことにより、電子線の進行方向が変化する。
Here, the change in the traveling direction of the electron beam in the
このように標準試料上で電子線の照射位置を移動させると、各照射位置では標準試料が有する所定元素の種類により定まる波長を有する特性X線が生成される。標準試料では所定元素が均一に分布しているため、各照射位置から放出される特性X線の強度は略均一である。放出された特性X線は、複数設けられた分光結晶15のうち、分光する波長が該特性X線の波長と一致するものにより分光され、その分光結晶15に対応して設けられたX線検出器16で検出される(ステップ2)。
By moving the irradiation position of the electron beam on the standard sample in this way, a characteristic X-ray having a wavelength determined by the type of the predetermined element contained in the standard sample is generated at each irradiation position. Since the predetermined element is uniformly distributed in the standard sample, the intensity of characteristic X-rays emitted from each irradiation position is substantially uniform. The emitted characteristic X-rays are spectroscopically separated by one of the plurality of analyzing
標準試料強度分布値取得部31は、電子ビームの移動中に所定の時間間隔で、標準試料の表面で電子ビームが照射された位置を示す情報を制御部20から取得すると共に、検出強度の値をX線検出器16から取得する。標準試料強度分布値記憶部32は、標準試料強度分布値取得部31が取得した、標準試料の表面上の位置毎の検出強度の値(標準試料強度分布値)を、位置の情報と共に記憶する(ステップ3)。
The standard sample intensity distribution
ここで、標準試料で測定される位置毎の検出強度の分布について説明する。X線検出器16では、標準試料の表面で電子線の照射位置を移動させる範囲(走査範囲)の中心に電子線を照射したときに放出される特性X線92がスリット161の孔の中心を通過する(図5)ように、X線検出器16の位置が設定されている。電子線の照射位置が走査範囲の中心から移動してゆくと、特性X線92がスリット161の孔を通過する位置も移動してゆく。この特性X線92の通過位置がスリット161の孔の幅方向に移動してゆくと、特性X線92の一部がスリット161の孔よりも外側に照射されて遮られてしまい、X線検出部162に到達しなくなる(図6)。その結果、X線検出器16での検出強度が本来の値よりも小さくなってしまう。
Here, the distribution of the detected intensity for each position measured with the standard sample will be described. In the
そのため、標準試料の表面上の位置毎の強度の検出値をマッピング表示すると、たとえ標準試料上の各位置からほぼ同じ強度で特性X線が放出されているにも関わらず、あたかも位置毎に強度が異なる強度分布が生じているように表示されてしまう。例えば図7に示すように、一方向(同図では上下方向)には中心から或る範囲93、すなわちスリット161の位置まで到達した特性X線92の全てがスリット161の孔を通過する範囲では、略同一の強度となる。それに対して前記範囲93から前記一方向に離れてゆくと、検出強度が低下してゆく。なお、スリット161が図1、図5、図6の紙面に垂直な方向に延びているため、当該方向に関しては特性X線92の通過位置が或る程度移動しても、特性X線92の一部がスリット161の孔の外側で遮られることはなく、検出強度は一定となる。そのため、図7の左右方向には検出強度の分布は生じていない。
Therefore, when the intensity detection values for each position on the surface of the standard sample are mapped and displayed, even though the characteristic X-rays are emitted at approximately the same intensity from each position on the standard sample, it appears as if the intensity is appears to have different intensity distributions. For example, as shown in FIG. 7, in one direction (vertical direction in FIG. 7), a
以上のように、標準試料上の各位置からはほぼ同じ強度の特性X線が放出されるにも関わらず、電子線の照射位置が走査範囲の中心から移動してゆくと、検出強度が本来の値よりも小さくなってしまい、実際とは異なる強度分布が存在するように検出されてしまう。このような実際とは異なる強度分布は測定対象試料を分析する際にも生じてしまうため、もし、得られた強度の値をそのまま用いて元素の定量分析を行うと正確なデータを得ることができない。そこで本実施形態では、ステップ3までで得られた標準試料の測定結果を用いて、後述のように測定対象試料の強度分布値を補正する。 As described above, even though characteristic X-rays with almost the same intensity are emitted from each position on the standard sample, as the electron beam irradiation position moves from the center of the scanning range, the detected intensity is originally is smaller than the value of , and an intensity distribution different from the actual one is detected. Such an intensity distribution different from the actual one also occurs when the sample to be measured is analyzed. Therefore, if the obtained intensity values are used as they are for elemental quantitative analysis, accurate data cannot be obtained. Can not. Therefore, in this embodiment, the intensity distribution value of the measurement target sample is corrected using the measurement results of the standard sample obtained up to step 3, as will be described later.
標準試料に対する測定を終了した後、制御部20は電子線の出射を終了するよう、電子銃12を制御する。ユーザは試料ステージ11から標準試料を除去し、試料ステージ11に測定対象試料を載置する(ステップ4)。そして、標準試料を測定したときと同様に、制御部20は、電子銃12が電子線を一定の強度で出射しつつ走査コイル13が電子線の進行方向を変化させることで試料ステージ11上の試料(ここでは測定対象試料)90の表面における電子線の照射位置を移動させるように、電子銃12及び走査コイル13を制御する。これにより、測定対象試料から、それが含有する元素に対応する波長を有する特性X線が放出される。放出された特性X線は、複数設けられた分光結晶15のうち、分光する波長が該特性X線の波長と一致するものにより分光され、その分光結晶15に対応して設けられたX線検出器16で検出される(ステップ5)。
After completing the measurement on the standard sample, the
測定対象試料強度分布値取得部33は、電子ビームの照射中に所定の時間間隔で、測定対象試料の表面で電子ビームが照射された位置を示す情報を制御部20から取得すると共に、該表面上の位置毎の検出強度の値(測定対象試料強度分布値)をX線検出器16から取得する(ステップ6)。ここで、検出強度の値の取得を開始するタイミング及び前記時間間隔を標準試料を測定したときのそれらと合わせることにより、標準試料からの特性X線の検出強度を取得した位置と同じ位置における測定対象試料からの特性X線の検出強度を取得することができる。
The measurement target sample intensity distribution
測定対象試料の測定においても、標準試料の場合と同じ理由により、電子線の照射位置が走査範囲の中心から移動してゆくと特性X線の一部がスリット161の孔よりも外側のところで遮られてしまうため、位置毎の強度の検出値をマッピング表示すると、実際とは異なる強度分布が存在するように検出されてしまう。例えば、測定対象試料の表面の走査範囲内に、所定元素が存在する領域(第1所定元素存在領域941、第2所定元素存在領域942、第3所定元素存在領域943)が存在する場合に、走査範囲内の位置毎に該所定元素から放出される所定波長の特性X線の強度を検出した結果を、図8に示すようにマッピング表示する。この例では、第1~第3所定元素存在領域941~943の周囲の領域であるバックグラウンド領域940は、標準試料の場合と同様に、実際には均一であるはずにも関わらず、あたかも図の上下方向に検出強度の強弱の分布が生じているかのように表示されている。一方、第1所定元素存在領域941は検出強度が一様であるかのように表示され、第2所定元素存在領域942及び第3所定元素存在領域943は図の上下方向に検出強度の強弱の分布が生じているかのように表示されている。しかし、このような検出強度の分布が実際に第1~第3所定元素存在領域941~943に生じていると判断することはできない。そこで、補正後測定対象試料強度分布値算出部34は、以下のように測定対象試料強度分布値の補正を行う。
In the measurement of the sample to be measured, for the same reason as in the case of the standard sample, as the electron beam irradiation position moves from the center of the scanning range, part of the characteristic X-rays is blocked outside the hole of the
まず、補正後測定対象試料強度分布値算出部34は、標準試料強度分布値記憶部32から走査範囲内の位置(位置(x, y)と表記する)毎に標準試料で得られた検出強度の値Ir(x, y)を取得し、それらのIr(x, y)のうちの最大強度Irmaxを求める。そのうえで、この最大強度Irmaxを用いて、位置(x, y)毎に検出強度の補正係数kr(x, y)=Ir(x, y)/Irmaxを求める(ステップ7)。試料ステージ11と分光結晶15とX線検出器16が正しい位置に配置されていれば、最大強度Irmaxは標準試料の表面の或る位置から放出され分光結晶15で分光された特性X線の全てがスリット161を通過したときの検出強度を示し、補正係数kr(x, y)は各位置(x, y)から放出され分光結晶15で分光された特性X線のうち、スリット161を通過する特性X線の強度の割合を示している。標準試料強度分布値が図7のような分布を有する場合には、補正係数kr(x, y)は図9に示すように、図の上下方向の中央で最大値1となり、そこから上下両端に向かって減少してゆく分布を有する。
First, the post-correction measurement target sample intensity distribution
測定対象試料の測定においても標準試料と同様の割合で特性X線がスリット161を通過することから、測定対象試料の走査範囲内の位置(x, y)から放出され分光結晶15で分光された特性X線の強度をIst(x, y)とすると、スリット161を通過してX線検出器16で検出される強度Is(x, y)はIs(x, y)=Ist(x, y)×kr(x, y)となる。従って、Ist(x, y)はIst(x, y)=Is(x, y)/kr(x, y)で求められる。測定対象試料における元素の分布は、スリット161で特性X線の一部が遮られる影響を受けたIs(x, y)ではなく、スリット161の影響が排除されたIst(x, y)の強度分布に対応している。
In the measurement of the sample to be measured, the characteristic X-rays pass through the
そこで、補正後測定対象試料強度分布値算出部34は、測定対象試料の測定で得られた位置(x, y)毎の検出強度Is(x, y)を該位置毎の補正係数kr(x, y)で除することにより、補正後測定対象試料強度分布値Ist(x, y)を求める(ステップ8)。以上の操作により、1つの測定対象試料に対する強度の補正の操作が完了する。
Therefore, the post-correction measurement target sample intensity distribution
図8に示した検出結果のマッピングに対して、ステップ7及び8における補正の操作を行うと、図10に示すように、図の上下方向の中央から上下両端に向かうに従って、図8よりも強度値が大きくなるように補正される。その結果、バックグラウンド領域940では強度がほぼ均一になる。第1所定元素存在領域941は、図8ではあたかも領域内の強度が均一であるように見えるが、上記のように補正を行うことにより、実際には図10に示すように領域内に検出強度の強弱の分布が生じていることがわかり、対応する元素の分布も不均一である。一方、第2所定元素存在領域942及び第3所定元素存在領域943は、図8ではあたかも領域内に検出強度の強弱の分布が生じているように見えるが、実際には図10に示すように領域内の検出強度が均一であることがわかり、対応する元素の分布も均一である。また、第3所定元素存在領域943内は、図8では最大強度よりも弱い強度で示されているが、実際には図10に示すようにほぼ最大強度に近い強度で検出されている。以上のように、補正後の実際の検出強度の分布は、補正前の見かけ上の検出強度の分布とは異なることがわかる。
When the correction operations in steps 7 and 8 are performed on the mapping of the detection results shown in FIG. 8, as shown in FIG. Corrected to increase the value. As a result, the
本実施形態のEPMA1及びEPMAデータの補正方法によれば、ビームスキャンを用いて取得した走査範囲内の位置毎の強度値を補正することにより、たとえ試料から放出され分光結晶で分光された特性X線の一部がスリットを通過しない走査範囲を含んでいたとしても、正確なデータを得ることができる。そのため、従来よりも広い走査範囲で測定を行うときにも、時間を要するステージスキャンを用いる必要がなく、ビームスキャンを用いればよいため、測定時間を短縮することができる。 According to the EPMA1 and the EPMA data correction method of the present embodiment, by correcting the intensity value for each position within the scanning range acquired using beam scanning, even if the characteristic X Accurate data can be obtained even if part of the line includes a scan range that does not pass through the slit. Therefore, even when performing measurement in a wider scanning range than in the conventional art, it is not necessary to use time-consuming stage scanning, and only beam scanning can be used, so that measurement time can be shortened.
(3) 変形例
本発明は上記実施形態には限定されず、種々の変形が可能である。例えば、上記実施形態では電子線を移動させるための電磁界源として走査コイル13を用いたが、それと共に、又はその代わりに、電子線に電界を印加する電極を用いてもよい。
(3) Modifications The present invention is not limited to the above embodiments, and various modifications are possible. For example, although the
上記実施形態では、標準試料の測定の実行後に1つの測定対象試料の測定を実行したうえで該測定対象試料から得られたデータを補正しているが、標準試料の測定の実行後に複数の測定対象試料の測定を実行したうえでそれら複数の測定対象試料からそれぞれ得られたデータを補正してもよい。 In the above embodiment, one measurement target sample is measured after the standard sample is measured, and the data obtained from the measurement target sample is corrected. Data obtained from each of the plurality of measurement target samples may be corrected after measurement of the target sample is performed.
また、分光結晶15及びX線検出器16の位置の設定を行った後に標準試料の測定を1回実行して補正係数を求めておいたうえで、測定対象試料の測定時には標準試料の測定を実行することなく、その補正係数を用いて補正を行うようにしてもよい。但し、その場合にも、EPMAを長期間使用している間に分光結晶15やX線検出器16の位置にずれが生じる可能性があるため、定期的に標準試料の測定を実行して補正係数を求めるようにするとよい。
After setting the positions of the analyzing
上記実施形態では、標準試料の測定時と測定対象試料の測定時で検出強度の値の取得を開始するタイミング及び検出強度の値の取得する時間間隔を合わせることにより、標準試料からの特性X線の検出強度を取得した位置と同じ位置における測定対象試料からの特性X線の検出強度を取得している。しかし、標準試料では或る位置とそこから多少ずれた位置から得られる検出強度の相違がそれほど大きくないことから、特性X線の検出強度の取得位置は、標準試料と測定対象試料で完全に一致させる必要はなく、多少ずれていても差し支えはない。 In the above-described embodiment, by matching the timing of starting acquisition of the detection intensity value and the time interval of acquisition of the detection intensity value during measurement of the standard sample and measurement of the measurement target sample, characteristic X-rays from the standard sample The detected intensity of the characteristic X-ray from the sample to be measured is obtained at the same position as the position where the detected intensity of . However, in the standard sample, the difference in the detected intensity obtained from a certain position and a position slightly deviated from it is not so large, so the acquisition position of the detected intensity of the characteristic X-ray is completely the same for the standard sample and the sample to be measured. There is no problem even if it deviates to some extent.
また、検出強度を取得する位置の間隔は、標準試料と測定対象試料で一致させることは必須ではなく、標準試料の方を測定対象試料よりも粗い間隔で取得してもよい。その場合には、測定対象試料における位置毎の検出強度の補正は、その位置に最も近い位置において標準試料で得られた検出強度の値を用いて行えばよい。このように標準試料の方を測定対象試料よりも粗い間隔で取得する場合には、標準試料と測定対象試料で位置の間隔を一致させるときと同じ時間間隔で検出強度を取得しつつ、電子ビームの移動速度をより速くすることができ、それによって標準試料の測定時間を短縮することができる。 In addition, it is not essential that the standard sample and the sample to be measured have the same interval between the positions at which the detection intensities are acquired, and the standard sample may be acquired at a coarser interval than the sample to be measured. In that case, the correction of the detected intensity for each position in the sample to be measured may be performed using the value of the detected intensity obtained with the standard sample at the position closest to that position. In this way, when the standard sample is acquired at coarser intervals than the sample to be measured, the electron beam can can be moved faster, thereby shortening the measurement time of the standard sample.
図11及び図12に示した例では、それらの図の上下方向に関しては、標準試料における位置毎の検出強度を測定対象試料におけるそれよりも粗い間隔で測定し、それに基づいて補正係数も測定対象試料における位置毎の検出強度よりも粗い間隔で求めている。また、図11及び図12の左右方向に関しては、スリット161が延びる方向に対応していることから、位置に依らずに同じ検出強度になる蓋然性が高いため、標準試料の検出強度及び補正係数は同じ値としている。従って、標準試料における位置毎の検出強度は、スリット161に垂直な方向に対応する標準試料表面の線上においてのみ取得すればよいため、測定時間を短縮することができる。
In the examples shown in FIGS. 11 and 12, in the vertical direction of these figures, the detected intensity at each position in the standard sample is measured at intervals coarser than those in the sample to be measured, and based on this, the correction coefficient is also the object to be measured. The detected intensity at each position on the sample is obtained at coarser intervals. 11 and 12 corresponds to the direction in which the
あるいは、標準試料の測定時に得られた位置毎の強度の測定値の代わりに、各位置からそれぞれ所定の範囲内にある複数の位置の強度の測定値の平均値を用いて、測定対象試料の位置毎の強度値の補正を行ってもよい。これにより、ノイズ等の何らかの原因によって位置毎の標準試料の強度値にばらつきが生じた場合に、補正後の測定対象試料の強度分布値にばらつきが生じることを抑えることができる。 Alternatively, instead of the measured intensity values for each position obtained when measuring the standard sample, the average value of the measured intensity values at a plurality of positions within a predetermined range from each position is used. Correction of intensity values for each position may be performed. As a result, even if the intensity values of the standard sample for each position vary due to some cause such as noise, it is possible to suppress variations in the corrected intensity distribution values of the measurement target sample.
上記実施形態ではEPMA1が有するデータ処理部30において本発明に係るEPMAデータの補正方法を実施しているが、EPMAで取得したデータを別体のパーソナルコンピュータ等に取り込んだうえで、該パーソナルコンピュータ等で本発明に係るEPMAデータの補正方法を実施してもよい。
In the above embodiment, the EPMA data correction method according to the present invention is implemented in the
[態様]
上述した例示的な実施形態は、以下に付記した態様の具体例であることが当業者により理解される。
[Aspect]
It will be appreciated by those skilled in the art that the exemplary embodiments described above are specific examples of the aspects noted below.
(第1項)
第1項に係るEPMAは、
試料が載置される試料ステージと、
前記試料ステージに載置された試料に電子線を照射する電子線源と、
前記電子線の照射位置が所定の走査範囲内で移動するように該電子線の方向を制御する電界及び磁界のいずれか一方又は双方を生成する電磁界源と、
前記試料ステージに載置された試料から放出される特性X線を分光する分光結晶と、
前記分光結晶で分光された特性X線を通過させるスリットを有し、該スリットを通過した特性X線を検出するX線検出器と、
前記走査範囲内において所定元素が均一に分布している標準試料を前記試料ステージに載置したうえで、前記電磁界源により該走査範囲内で前記電子線の照射位置を移動させつつ前記X線検出器で検出された、該標準試料の該走査範囲内の各位置で生成された特性X線の強度である標準試料強度分布値を記憶する標準試料強度分布値記憶部と、
前記電磁界源により前記走査範囲内で前記電子線の照射位置を移動させつつ前記X線検出器で検出される、前記試料ステージに載置された測定対象試料の各位置で生成された特性X線の強度である測定対象試料強度分布値を取得する測定対象試料強度分布値取得部と、
前記測定対象試料強度分布値取得部で取得された測定対象試料強度分布値を、前記標準試料強度分布値記憶部から読み出された標準試料強度分布値を用いて補正した補正後測定対象試料強度分布値を算出する補正後測定対象試料強度分布値算出部と
を備える。
(Section 1)
The EPMA pertaining to
a sample stage on which the sample is placed;
an electron beam source for irradiating the sample placed on the sample stage with an electron beam;
an electromagnetic field source for generating one or both of an electric field and a magnetic field for controlling the direction of the electron beam so that the irradiation position of the electron beam moves within a predetermined scanning range;
an analyzing crystal that disperses characteristic X-rays emitted from the sample placed on the sample stage;
an X-ray detector having a slit for passing characteristic X-rays spectroscopically separated by the analyzing crystal and detecting the characteristic X-rays that have passed through the slit;
A standard sample in which a predetermined element is uniformly distributed within the scanning range is placed on the sample stage, and the X-ray beam is scanned while moving the irradiation position of the electron beam within the scanning range by the electromagnetic field source. a standard sample intensity distribution value storage unit for storing standard sample intensity distribution values, which are the intensity of characteristic X-rays detected by a detector and generated at each position within the scanning range of the standard sample;
A characteristic X generated at each position of the sample to be measured placed on the sample stage and detected by the X-ray detector while moving the irradiation position of the electron beam within the scanning range by the electromagnetic field source. a measurement target sample intensity distribution value acquisition unit that acquires a measurement target sample intensity distribution value that is the line intensity;
Corrected measurement target sample intensity obtained by correcting the measurement target sample intensity distribution value acquired by the measurement target sample intensity distribution value acquisition unit using the standard sample intensity distribution value read from the standard sample intensity distribution value storage unit and a post-correction measurement target sample intensity distribution value calculation unit that calculates the distribution value.
(第4項)
第4項に係るEPMAデータの補正方法は、
試料が載置される試料ステージと、前記試料ステージに載置された試料に電子線を照射する電子線源と、前記電子線の照射位置が所定の走査範囲内で移動するように該電子線の方向を制御する電界及び磁界のいずれか一方又は双方を生成する電磁界源と、前記試料ステージに載置された試料から放出される特性X線を分光させる分光結晶と、前記分光結晶で分光された特性X線を通過させるスリットを有し、該スリットを通過した特性X線を検出するX線検出器とを備えるEPMAにより取得されるデータを補正する方法であって、
前記走査範囲内において所定元素が均一に分布している標準試料を前記試料ステージに載置したうえで、前記電磁界源により該走査範囲内で前記電子線の照射位置を移動させつつ前記X線検出器で検出される、該標準試料の該走査範囲内の各位置で生成された特性X線の強度である標準試料強度分布値を取得する標準試料強度分布値取得ステップと、
測定対象試料を前記試料ステージに載置したうえで、前記電磁界源により前記走査範囲内で前記電子線の照射位置を移動させつつ前記X線検出器で検出される、該測定対象試料の各位置で生成された特性X線の強度である測定対象試料強度分布値を取得する測定対象試料強度分布値取得ステップと、
前記測定対象試料強度分布値取得ステップで取得された測定対象試料強度分布値を、前記標準試料強度分布値取得ステップで取得された標準試料強度分布値を用いて補正した補正後測定対象試料強度分布値を算出する補正後測定対象試料強度分布値算出ステップと
を有する。
(Section 4)
The EPMA data correction method according to paragraph 4 is
a sample stage on which a sample is placed; an electron beam source for irradiating the sample placed on the sample stage with an electron beam; an electromagnetic field source that generates one or both of an electric field and a magnetic field that control the direction of the; an analyzing crystal that disperses characteristic X-rays emitted from the sample placed on the sample stage; and an X-ray detector for detecting the characteristic X-rays that have passed through the slit, the EPMA comprising:
A standard sample in which a predetermined element is uniformly distributed within the scanning range is placed on the sample stage, and the X-ray beam is scanned while moving the irradiation position of the electron beam within the scanning range by the electromagnetic field source. a standard sample intensity distribution value acquiring step of acquiring a standard sample intensity distribution value, which is the intensity of characteristic X-rays generated at each position within the scanning range of the standard sample detected by a detector;
After the sample to be measured is placed on the sample stage, the electromagnetic field source moves the irradiation position of the electron beam within the scanning range, and the X-ray detector detects each of the samples to be measured. a measurement target sample intensity distribution value acquiring step of acquiring a measurement target sample intensity distribution value that is the intensity of the characteristic X-ray generated at the position;
Corrected intensity distribution of the sample to be measured obtained by correcting the intensity distribution value of the sample to be measured acquired in the step of acquiring the intensity distribution value of the sample to be measured using the standard sample intensity distribution value acquired in the step of acquiring the standard sample intensity distribution value and a post-correction measurement target sample intensity distribution value calculation step of calculating the value.
(第5項)
第5項に係るEPMAデータ補正プログラムは、
試料が載置される試料ステージと、前記試料ステージに載置された試料に電子線を照射する電子線源と、前記電子線の照射位置が所定の走査範囲内で移動するように該電子線の方向を制御する電界及び磁界のいずれか一方又は双方を生成する電磁界源と、前記試料ステージに載置された試料から放出される特性X線を分光させる分光結晶と、前記分光結晶で分光された特性X線を通過させるスリットを有し、該スリットを通過した特性X線を検出するX線検出器とを備えるEPMAにより取得されるデータを補正するプログラムであって、
前記走査範囲内において所定元素が均一に分布している標準試料を前記試料ステージに載置したうえで、前記電磁界源により該走査範囲内で前記電子線の照射位置を移動させつつ前記X線検出器で検出される、該標準試料の該走査範囲内の各位置で生成された特性X線の強度である標準試料強度分布値を取得する標準試料強度分布値取得ステップと、
測定対象試料を前記試料ステージに載置したうえで、前記電磁界源により前記走査範囲内で前記電子線の照射位置を移動させつつ前記X線検出器で検出される、該測定対象試料の各位置で生成された特性X線の強度である測定対象試料強度分布値を取得する測定対象試料強度分布値取得ステップと、
前記測定対象試料強度分布値取得ステップで取得された測定対象試料強度分布値を、前記標準試料強度分布値取得ステップで取得された標準試料強度分布値を用いて補正した補正後測定対象試料強度分布値を算出する補正後測定対象試料強度分布値算出ステップと
をコンピュータに実行させる。
(Section 5)
The EPMA data correction program according to paragraph 5 is
a sample stage on which a sample is placed; an electron beam source for irradiating the sample placed on the sample stage with an electron beam; an electromagnetic field source that generates one or both of an electric field and a magnetic field that control the direction of the; an analyzing crystal that disperses characteristic X-rays emitted from the sample placed on the sample stage; A program for correcting data acquired by an EPMA comprising an X-ray detector for detecting the characteristic X-rays that have passed through the slit and the characteristic X-rays passed through the slit,
A standard sample in which a predetermined element is uniformly distributed within the scanning range is placed on the sample stage, and the X-ray beam is scanned while moving the irradiation position of the electron beam within the scanning range by the electromagnetic field source. a standard sample intensity distribution value acquiring step of acquiring a standard sample intensity distribution value, which is the intensity of characteristic X-rays generated at each position within the scanning range of the standard sample detected by a detector;
After the sample to be measured is placed on the sample stage, the electromagnetic field source moves the irradiation position of the electron beam within the scanning range, and the X-ray detector detects each of the samples to be measured. a measurement target sample intensity distribution value acquiring step of acquiring a measurement target sample intensity distribution value that is the intensity of the characteristic X-ray generated at the position;
Corrected intensity distribution of the sample to be measured obtained by correcting the intensity distribution value of the sample to be measured acquired in the step of acquiring the intensity distribution value of the sample to be measured using the standard sample intensity distribution value acquired in the step of acquiring the standard sample intensity distribution value and a post-correction measurement target sample intensity distribution value calculation step of calculating the value.
第1項に係るEPMA、第4項に係るEPMAデータ補正方法及び第5項に係るEPMAデータ補正プログラムでは、走査範囲内において所定元素が均一に分布している標準試料を用いて該走査範囲内で前記電子線の照射位置を移動させしつつX線検出器で検出した、該走査範囲内の各位置における標準試料強度値を用いる。このような標準試料からは走査範囲内の位置に依らずに略同じ強度の特性X線が放出されるため、位置毎の標準試料強度値は、放出された特性X線のうちスリットを通過してX線検出器で検出される割合を反映した値となる。この標準試料強度値を用いて測定対象試料強度値を補正することにより、測定対象試料中の位置のうち放出された特性X線の一部がスリットを通過しない位置においても、放出された特性X線の強度を正確に求めることができる。従って、特性X線の一部がスリットを通過しない走査範囲を含んでいても正確なデータを得ることができるため、従来よりも広い範囲に亘ってビームスキャンを用いたマッピング分析を行うことができる。 In the EPMA according to the first term, the EPMA data correction method according to the fourth term, and the EPMA data correction program according to the fifth term, a standard sample in which a predetermined element is uniformly distributed within the scanning range is used. A standard sample intensity value at each position within the scanning range detected by an X-ray detector while moving the irradiation position of the electron beam is used. Since characteristic X-rays with substantially the same intensity are emitted from such a standard sample regardless of the position within the scanning range, the standard sample intensity value for each position is is a value that reflects the rate of detection by the X-ray detector. By correcting the intensity value of the sample to be measured using this standard sample intensity value, even at positions in the sample to be measured where part of the emitted characteristic X-rays do not pass through the slit, the emitted characteristic X-ray The intensity of the line can be determined accurately. Therefore, accurate data can be obtained even if a part of the characteristic X-rays includes a scanning range that does not pass through the slit, so mapping analysis using beam scanning can be performed over a wider range than in the past. .
(第2項)
第2項に係るEPMAは、第1項に係るEPMAにおいて、前記測定対象試料強度分布値取得部が、前記標準試料強度分布値が取得された前記標準試料の前記各位置に対応する、前記測定対象試料の各位置で前記測定対象試料強度分布値を取得する。
(Section 2)
The EPMA according to the second term is the EPMA according to the first term, wherein the measurement target sample intensity distribution value acquiring unit corresponds to each of the positions of the standard sample from which the standard sample intensity distribution values are acquired. The measurement target sample intensity distribution value is acquired at each position of the target sample.
第2項に係るEPMAによれば、標準試料強度分布値が取得された標準試料の各位置と1対1で対応する測定対象試料の各位置で測定対象試料強度分布値が取得される。そのため、測定対象試料の各位置で正確に補正を行うことができる。 According to EPMA according to the second term, the intensity distribution values of the measurement target sample are acquired at each position of the measurement target sample that corresponds one-to-one with each position of the standard sample from which the standard sample intensity distribution value was acquired. Therefore, correction can be performed accurately at each position of the sample to be measured.
(第3項)
第3項に係るEPMAは、第1項に係るEPMAにおいて、
前記測定対象試料強度分布値取得部が、前記標準試料強度分布値が取得された前記標準試料の位置よりも多い位置で前記測定対象試料強度分布値を取得し、
前記補正後測定対象試料強度分布値算出部が、前記測定対象試料強度分布値が取得された各位置において、該位置に最も近い位置において取得された前記標準試料強度分布値を用いて補正後測定対象試料強度分布値を算出する。
(Section 3)
The EPMA pertaining to paragraph 3 is the EPMA pertaining to
The measurement target sample intensity distribution value acquisition unit acquires the measurement target sample intensity distribution values at more positions than the positions of the standard sample at which the standard sample intensity distribution values were acquired,
The post-correction measurement target sample intensity distribution value calculation unit performs post-correction measurement using the standard sample intensity distribution value acquired at the position closest to each position where the measurement target sample intensity distribution value was acquired. A target sample intensity distribution value is calculated.
第3項に係るEPMAによれば、測定対象試料強度分布値を取得する位置よりも標準試料強度分布値を取得する位置の方が少ないため、標準試料に対する測定に要する時間を短縮することができる。 According to the EPMA according to the third term, the number of positions for acquiring the intensity distribution value of the standard sample is smaller than the position for acquiring the intensity distribution value of the sample to be measured, so the time required for measuring the standard sample can be shortened. .
11…試料ステージ
12…電子銃(電子線源)
13…走査コイル(電磁界源)
1301…第1軸
1302…第2軸
131…第1コイル
132…第2コイル
133…第3コイル
134…第4コイル
14…対物レンズ
15…分光結晶
16…X線検出器
161…スリット
162…X線検出部
17…ステージ駆動機構
20…制御部
30…データ処理部
31…標準試料強度分布値取得部
32…標準試料強度分布値記憶部
33…測定対象試料強度分布値取得部
34…補正後測定対象試料強度分布値算出部
90…試料
91…電子線
92…特性X線
93…スリットの位置まで到達した特性X線の全てがスリットの孔を通過する範囲
940…バックグラウンド領域
941…第1所定元素存在領域
942…第2所定元素存在領域
943…第3所定元素存在領域
11...
13... Scanning coil (electromagnetic field source)
Claims (5)
前記試料ステージに載置された試料に電子線を照射する電子線源と、
前記電子線の照射位置が所定の走査範囲内で移動するように該電子線の方向を制御する電界及び磁界のいずれか一方又は双方を生成する電磁界源と、
前記試料ステージに載置された試料から放出される特性X線を分光させる分光結晶と、
前記分光結晶で分光された特性X線を通過させるスリットを有し、該スリットを通過した特性X線を検出するX線検出器と、
前記走査範囲内において所定元素が均一に分布している標準試料を前記試料ステージに載置したうえで、前記電磁界源により該走査範囲内で前記電子線の照射位置を移動させつつ前記X線検出器で検出された、該標準試料の該走査範囲内の各位置で生成された特性X線の強度である標準試料強度分布値を記憶する標準試料強度分布値記憶部と、
前記電磁界源により前記走査範囲内で前記電子線の照射位置を移動させつつ前記X線検出器で検出される、前記試料ステージに載置された測定対象試料の各位置で生成された特性X線の強度である測定対象試料強度分布値を取得する測定対象試料強度分布値取得部と、
前記測定対象試料強度分布値取得部で取得された測定対象試料強度分布値を、前記標準試料強度分布値記憶部から読み出された標準試料強度分布値を用いて補正した補正後測定対象試料強度分布値を算出する補正後測定対象試料強度分布値算出部と
を備える、電子線プローブマイクロアナライザ。 a sample stage on which the sample is placed;
an electron beam source for irradiating the sample placed on the sample stage with an electron beam;
an electromagnetic field source for generating one or both of an electric field and a magnetic field for controlling the direction of the electron beam so that the irradiation position of the electron beam moves within a predetermined scanning range;
an analyzing crystal that disperses characteristic X-rays emitted from the sample placed on the sample stage;
an X-ray detector having a slit for passing characteristic X-rays spectroscopically separated by the analyzing crystal and detecting the characteristic X-rays that have passed through the slit;
A standard sample in which a predetermined element is uniformly distributed within the scanning range is placed on the sample stage, and the X-ray beam is scanned while moving the irradiation position of the electron beam within the scanning range by the electromagnetic field source. a standard sample intensity distribution value storage unit for storing standard sample intensity distribution values, which are the intensity of characteristic X-rays detected by a detector and generated at each position within the scanning range of the standard sample;
A characteristic X generated at each position of the sample to be measured placed on the sample stage and detected by the X-ray detector while moving the irradiation position of the electron beam within the scanning range by the electromagnetic field source. a measurement target sample intensity distribution value acquisition unit that acquires a measurement target sample intensity distribution value that is the line intensity;
Corrected measurement target sample intensity obtained by correcting the measurement target sample intensity distribution value acquired by the measurement target sample intensity distribution value acquisition unit using the standard sample intensity distribution value read from the standard sample intensity distribution value storage unit An electron beam probe microanalyzer, comprising: a post-correction measurement target sample intensity distribution value calculation unit that calculates a distribution value.
前記補正後測定対象試料強度分布値算出部が、前記測定対象試料強度分布値が取得された各位置において、該位置に最も近い位置において取得された前記標準試料強度分布値を用いて補正後測定対象試料強度分布値を算出する、
請求項1に記載の電子線プローブマイクロアナライザ。 The measurement target sample intensity distribution value acquisition unit acquires the measurement target sample intensity distribution values at more positions than the positions of the standard sample at which the standard sample intensity distribution values were acquired,
The post-correction measurement target sample intensity distribution value calculation unit performs post-correction measurement using the standard sample intensity distribution value acquired at the position closest to each position where the measurement target sample intensity distribution value was acquired. calculating a target sample intensity distribution value;
An electron probe microanalyzer according to claim 1.
前記走査範囲内において所定元素が均一に分布している標準試料を前記試料ステージに載置したうえで、前記電磁界源により該走査範囲内で前記電子線の照射位置を移動させつつ前記X線検出器で検出される、該標準試料の該走査範囲内の各位置で生成された特性X線の強度である標準試料強度分布値を取得する標準試料強度分布値取得ステップと、
測定対象試料を前記試料ステージに載置したうえで、前記電磁界源により前記走査範囲内で前記電子線の照射位置を移動させつつ前記X線検出器で検出される、該測定対象試料の各位置で生成された特性X線の強度である測定対象試料強度分布値を取得する測定対象試料強度分布値取得ステップと、
前記測定対象試料強度分布値取得ステップで取得された測定対象試料強度分布値を、前記標準試料強度分布値取得ステップで取得された標準試料強度分布値を用いて補正した補正後測定対象試料強度分布値を算出する補正後測定対象試料強度分布値算出ステップと
を有するEPMAデータ補正方法。 a sample stage on which a sample is placed; an electron beam source for irradiating the sample placed on the sample stage with an electron beam; an electromagnetic field source that generates one or both of an electric field and a magnetic field that control the direction of the; an analyzing crystal that disperses characteristic X-rays emitted from the sample placed on the sample stage; and an X-ray detector for detecting the characteristic X-rays that have passed through the slit, the EPMA comprising:
A standard sample in which a predetermined element is uniformly distributed within the scanning range is placed on the sample stage, and the X-ray beam is scanned while moving the irradiation position of the electron beam within the scanning range by the electromagnetic field source. a standard sample intensity distribution value acquiring step of acquiring a standard sample intensity distribution value, which is the intensity of characteristic X-rays generated at each position within the scanning range of the standard sample detected by a detector;
After the sample to be measured is placed on the sample stage, the electromagnetic field source moves the irradiation position of the electron beam within the scanning range, and the X-ray detector detects each of the samples to be measured. a measurement target sample intensity distribution value acquiring step of acquiring a measurement target sample intensity distribution value that is the intensity of the characteristic X-ray generated at the position;
Corrected intensity distribution of the sample to be measured obtained by correcting the intensity distribution value of the sample to be measured acquired in the step of acquiring the intensity distribution value of the sample to be measured using the standard sample intensity distribution value acquired in the step of acquiring the standard sample intensity distribution value A correction method for EPMA data, comprising: a post-correction measurement target sample intensity distribution value calculation step of calculating a value.
前記走査範囲内において所定元素が均一に分布している標準試料を前記試料ステージに載置したうえで、前記電磁界源により該走査範囲内で前記電子線の照射位置を移動させつつ前記X線検出器で検出される、該標準試料の該走査範囲内の各位置で生成された特性X線の強度である標準試料強度分布値を取得する標準試料強度分布値取得ステップと、
測定対象試料を前記試料ステージに載置したうえで、前記電磁界源により前記走査範囲内で前記電子線の照射位置を移動させつつ前記X線検出器で検出される、該測定対象試料の各位置で生成された特性X線の強度である測定対象試料強度分布値を取得する測定対象試料強度分布値取得ステップと、
前記測定対象試料強度分布値取得ステップで取得された測定対象試料強度分布値を、前記標準試料強度分布値取得ステップで取得された標準試料強度分布値を用いて補正した補正後測定対象試料強度分布値を算出する補正後測定対象試料強度分布値算出ステップと
をコンピュータに実行させる、EPMAデータ補正プログラム。 a sample stage on which a sample is placed; an electron beam source for irradiating the sample placed on the sample stage with an electron beam; an electromagnetic field source that generates one or both of an electric field and a magnetic field that control the direction of the; an analyzing crystal that disperses characteristic X-rays emitted from the sample placed on the sample stage; A program for correcting data acquired by an EPMA comprising an X-ray detector for detecting the characteristic X-rays that have passed through the slit and the characteristic X-rays passed through the slit,
A standard sample in which a predetermined element is uniformly distributed within the scanning range is placed on the sample stage, and the X-ray beam is scanned while moving the irradiation position of the electron beam within the scanning range by the electromagnetic field source. a standard sample intensity distribution value acquiring step of acquiring a standard sample intensity distribution value, which is the intensity of characteristic X-rays generated at each position within the scanning range of the standard sample detected by a detector;
After the sample to be measured is placed on the sample stage, the electromagnetic field source moves the irradiation position of the electron beam within the scanning range, and the X-ray detector detects each of the samples to be measured. a measurement target sample intensity distribution value acquiring step of acquiring a measurement target sample intensity distribution value that is the intensity of the characteristic X-ray generated at the position;
Corrected intensity distribution of the sample to be measured obtained by correcting the intensity distribution value of the sample to be measured acquired in the step of acquiring the intensity distribution value of the sample to be measured using the standard sample intensity distribution value acquired in the step of acquiring the standard sample intensity distribution value An EPMA data correction program for causing a computer to execute a post-correction measurement sample intensity distribution value calculation step of calculating a value.
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