JP3192846B2 - 汚染元素濃度分析方法および分析装置 - Google Patents
汚染元素濃度分析方法および分析装置Info
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、全反射蛍光Ｘ線分析を
用いて例えば半導体基板等の汚染元素濃度を測定する汚
染元素濃度分析方法および装置に関するものである。
用いて例えば半導体基板等の汚染元素濃度を測定する汚
染元素濃度分析方法および装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来、非破壊型の汚染元素濃度分析装置
として、全反射蛍光Ｘ線分析を用いたものが知られてい
る（嶋崎綾子、宮崎邦浩：日経マイクロデバイス1992 8
月号，No86，pp．148 参照）。また、全反射蛍光Ｘ線分
析を用いた汚染元素濃度分析装置としては、エネルギー
分散型の装置や波長分散型の装置が知られている。この
ような全反射蛍光Ｘ線分析を用いた汚染元素濃度分析装
置を使用することにより、汚染元素濃度の分析を非破壊
で行うことができるので、シリコンウエハの汚染に対す
る管理を半導体製造工程中に行うことが可能となり、か
かる汚染の低減を図る上で有効である。
として、全反射蛍光Ｘ線分析を用いたものが知られてい
る（嶋崎綾子、宮崎邦浩：日経マイクロデバイス1992 8
月号，No86，pp．148 参照）。また、全反射蛍光Ｘ線分
析を用いた汚染元素濃度分析装置としては、エネルギー
分散型の装置や波長分散型の装置が知られている。この
ような全反射蛍光Ｘ線分析を用いた汚染元素濃度分析装
置を使用することにより、汚染元素濃度の分析を非破壊
で行うことができるので、シリコンウエハの汚染に対す
る管理を半導体製造工程中に行うことが可能となり、か
かる汚染の低減を図る上で有効である。
【０００３】図４は、エネルギー分散型の全反射蛍光Ｘ
線分析を用いた汚染元素濃度分析装置の一構成例を示す
概念図である。
線分析を用いた汚染元素濃度分析装置の一構成例を示す
概念図である。
【０００４】同図において、真空チャンバ４１内には試
料台４２が設けられており、この試料台４２上には試料
（ここではシリコンウエハ）４３が載置されている。そ
して、回転対陰極型のＸ線源４４で発生したＸ線が、モ
ノクロメータ４５で単色化され、スリット４９を通過し
て、全反射するような角度で試料４３に照射される。こ
れにより、この試料４３の表面で蛍光Ｘ線が発生する。
この蛍光Ｘ線は、検出器（例えば半導体検出器）４６で
検出されて、電気信号に変換される。このようにして検
出された蛍光Ｘ線の信号を、パルスプロセッサ４７で処
理することにより、図５に示したような観測波形が得ら
れる。図５において、横軸は検出された蛍光Ｘ線のエネ
ルギー、縦軸は蛍光Ｘ線の信号強度（検出器４６に入射
された光子数に応じた相対的な強度）である。同図から
わかるように、このグラフの観測波形はシリコンウエハ
４３に含有される元素（シリコンおよび汚染元素）ごと
にピークを有している。また、各ピークの積分強度（ピ
ーク部分の面積に相当する）は、当該元素の濃度に比例
している。
料台４２が設けられており、この試料台４２上には試料
（ここではシリコンウエハ）４３が載置されている。そ
して、回転対陰極型のＸ線源４４で発生したＸ線が、モ
ノクロメータ４５で単色化され、スリット４９を通過し
て、全反射するような角度で試料４３に照射される。こ
れにより、この試料４３の表面で蛍光Ｘ線が発生する。
この蛍光Ｘ線は、検出器（例えば半導体検出器）４６で
検出されて、電気信号に変換される。このようにして検
出された蛍光Ｘ線の信号を、パルスプロセッサ４７で処
理することにより、図５に示したような観測波形が得ら
れる。図５において、横軸は検出された蛍光Ｘ線のエネ
ルギー、縦軸は蛍光Ｘ線の信号強度（検出器４６に入射
された光子数に応じた相対的な強度）である。同図から
わかるように、このグラフの観測波形はシリコンウエハ
４３に含有される元素（シリコンおよび汚染元素）ごと
にピークを有している。また、各ピークの積分強度（ピ
ーク部分の面積に相当する）は、当該元素の濃度に比例
している。
【０００５】演算処理回路４８は、蛍光Ｘ線の積分強度
と濃度との関係を示す情報を、汚染元素ごとに記憶して
いる。この情報は、一般に「検量線」と称されている。
そして、演算処理回路４８は、まず、パルスプロセッサ
４７から入力した観測波形（図４参照）から濃度検出を
行う汚染元素のピークを分離し、次に、分離されたピー
クの積分強度を算出して、この積分強度と検量線とによ
り汚染元素濃度を求める。
と濃度との関係を示す情報を、汚染元素ごとに記憶して
いる。この情報は、一般に「検量線」と称されている。
そして、演算処理回路４８は、まず、パルスプロセッサ
４７から入力した観測波形（図４参照）から濃度検出を
行う汚染元素のピークを分離し、次に、分離されたピー
クの積分強度を算出して、この積分強度と検量線とによ
り汚染元素濃度を求める。
【０００６】ここで、従来、汚染元素のピークの分離
は、以下のようにして行っていた。
は、以下のようにして行っていた。
【０００７】最初に、観測波形（図４参照）を用いて
ピーク検出を行う。このピーク検出は、例えば、まず観
測波形に平滑化微分処理を施して３次微分波形を求め、
次にこの３次微分波形の中から零点を検出し、最後にこ
の零点の中で２次微分値が極小値となり且つ観測波形の
蛍光Ｘ線強度が所定値以上となる点を検出することによ
り、行われる。
ピーク検出を行う。このピーク検出は、例えば、まず観
測波形に平滑化微分処理を施して３次微分波形を求め、
次にこの３次微分波形の中から零点を検出し、最後にこ
の零点の中で２次微分値が極小値となり且つ観測波形の
蛍光Ｘ線強度が所定値以上となる点を検出することによ
り、行われる。
【０００８】検出された各ピークについて、それぞ
れ、ピーク位置、ピーク高さ、半値半幅等の仮の値を設
定する。
れ、ピーク位置、ピーク高さ、半値半幅等の仮の値を設
定する。
【０００９】そして、かかるピーク位置、ピーク高さ、
半値半幅等をパラメータとしたモデル関数を用いて上述
の仮の値を初期値とした非線形最適化処理を行い、この
モデル関数と観測波形との残差二乗和が最小となるよう
なピーク位置、ピーク高さ、半値半幅等を求める。
半値半幅等をパラメータとしたモデル関数を用いて上述
の仮の値を初期値とした非線形最適化処理を行い、この
モデル関数と観測波形との残差二乗和が最小となるよう
なピーク位置、ピーク高さ、半値半幅等を求める。
【００１０】このような方法により、所望の汚染元素の
ピークを分離させることが可能となる。
ピークを分離させることが可能となる。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
汚染元素濃度分析装置のピーク分離には、観測波形の歪
み（すなわち、波形のピーク割れ）が存在する場合に、
複数のピークの重なりであると判断してしまうという欠
点があった。図６（ａ）は、ＦｅおよびＮｉの観測波形
（図４においてエネルギーが６．８９〜８．０１ｅＶ）
を示すものであり、ａ1 はＮｉのＫα線のピーク波形、
ａ2 はＦｅのＫβ線のピーク波形である。このようなピ
ーク割れが存在する場合には、図６（ａ）に示したピー
クａ1 は同図（ｂ）に示したピークｂ1 とピークｂ1 ′
との重なりであると判断されてしまい、同図（ａ）に示
したピークａ2 は同図（ｂ）に示したピークｂ2 とピー
クｂ2 ′との重なりであると判断されてしまう。
汚染元素濃度分析装置のピーク分離には、観測波形の歪
み（すなわち、波形のピーク割れ）が存在する場合に、
複数のピークの重なりであると判断してしまうという欠
点があった。図６（ａ）は、ＦｅおよびＮｉの観測波形
（図４においてエネルギーが６．８９〜８．０１ｅＶ）
を示すものであり、ａ1 はＮｉのＫα線のピーク波形、
ａ2 はＦｅのＫβ線のピーク波形である。このようなピ
ーク割れが存在する場合には、図６（ａ）に示したピー
クａ1 は同図（ｂ）に示したピークｂ1 とピークｂ1 ′
との重なりであると判断されてしまい、同図（ａ）に示
したピークａ2 は同図（ｂ）に示したピークｂ2 とピー
クｂ2 ′との重なりであると判断されてしまう。
【００１２】このようにピーク割れのある波形を複数の
ピークの重なりであると判断すること自体は従来の方法
では正常な処理結果であるが、このような近接したピー
クの重なりは実際には存在しないものであり、ピークの
個数を誤って検出することになってしまっていた。
ピークの重なりであると判断すること自体は従来の方法
では正常な処理結果であるが、このような近接したピー
クの重なりは実際には存在しないものであり、ピークの
個数を誤って検出することになってしまっていた。
【００１３】また、ピーク割れのある波形を複数のピー
クの重なりであると判断した場合、検出されたピークの
ピーク高さや半値半幅の判定誤差が生じる。このため、
次の段階でこのピークの積分強度を算出する際に誤差が
生じ、これにより濃度分析の結果にも誤差が生じてしま
う。
クの重なりであると判断した場合、検出されたピークの
ピーク高さや半値半幅の判定誤差が生じる。このため、
次の段階でこのピークの積分強度を算出する際に誤差が
生じ、これにより濃度分析の結果にも誤差が生じてしま
う。
【００１４】本発明は、このような従来技術の欠点に鑑
みてなされたものであり、観測波形にピーク割れがあっ
ても正確なピーク分離を行うことができる汚染元素濃度
分析方法および装置を提供することを目的とする。
みてなされたものであり、観測波形にピーク割れがあっ
ても正確なピーク分離を行うことができる汚染元素濃度
分析方法および装置を提供することを目的とする。
【００１５】
【課題を解決するための手段】本発明に係わる汚染元素
濃度分析方法は、Ｘ線を分析対象基板に所定の入射角で
照射する過程と、分析対象基板表面から前記Ｘ線が全反
射したときに元素により発生した蛍光Ｘ線波形を検出す
る検出過程と、この検出器から出力された信号波形から
分析対象汚染元素のピークを検出するピーク検出過程
と、検出されたピークの前後の所定チャンネル数内に他
のピークが存在するか否かを検出する過程と、他のピー
クを検出した場合に、各ピーク間に位置するチャンネル
の番号と信号強度とを抽出する過程と、これらの各ピー
クを真のピークであると仮定した場合のそれぞれに付い
ての評価量Ｙi を Ｙi ＝ Σi ｜Ｐ−Ｐi ｜×Ｃi ここで Ｐ ： 仮定した真のピークのチャンネル番号 Ｐi ： ピーク間のチャンネルのチャンネル番号 Ｃi ： チャンネル番号Ｐi の信号強度 の式により算出する評価量演算過程と、この評価量演算
過程で算出された各評価量Ｙi を比較して、この評価量
Ｙi が最小となる場合のピークを真のピークであると判
定する過程と、分離された前記ピークを用いて前記被検
出汚染元素の濃度を算出する算出過程と、を備えたこと
を特徴とする。また、本発明に係わる汚染元素濃度分析
装置は、Ｘ線を分析対象基板に所定の入射角で照射させ
るＸ線照射手段と、分析対象基板表面から前記Ｘ線が全
反射したときに元素により発生した蛍光Ｘ線波形を検出
するＸ線検出手段と、このＸ線検出手段で検出された蛍
光Ｘ線検出波形から分析対象汚染元素により発生した蛍
光Ｘ線のピークを分離するピーク分離手段と、前記ピー
ク分離手段で分離されたピークに基づいて、分析対象汚
染元素の濃度を検出する濃度検出手段とを備え、前記分
離手段は、前記Ｘ線検出手段により検出された波形から
検出された汚染元素のピークを検出する第１のピーク検
出手段と、前記第１のピーク検出手段により検出された
ピークの前後の所定チャンネル数内に他のピークが存在
するか否かを検出する第２の検出手段と、前記第２のピ
ーク検出手段が他のピークを検出したとき、各ピーク間
に位置するチャンネルの番号と信号強度とを抽出する抽
出手段と、検出された各ピークが真のピークであると仮
定した場合のそれぞれについての評価量Ｙi を次の式 Ｙi ＝ Σi ｜Ｐ−Ｐi ｜×Ｃi ここで Ｐ ： 仮定した真のピークのチャンネル番号 Ｐi ： ピーク間のチャンネルのチャンネル番号 Ｃi ： チャンネル番号Ｐi の信号強度 により算出する評価量演算手段と、この評価量演算手段
で算出された各評価量Ｙi を比較して、最小評価量Ｙi
を持つピークを真のピークであると判定するピーク識別
手段と、を備えたことを特徴とする。
濃度分析方法は、Ｘ線を分析対象基板に所定の入射角で
照射する過程と、分析対象基板表面から前記Ｘ線が全反
射したときに元素により発生した蛍光Ｘ線波形を検出す
る検出過程と、この検出器から出力された信号波形から
分析対象汚染元素のピークを検出するピーク検出過程
と、検出されたピークの前後の所定チャンネル数内に他
のピークが存在するか否かを検出する過程と、他のピー
クを検出した場合に、各ピーク間に位置するチャンネル
の番号と信号強度とを抽出する過程と、これらの各ピー
クを真のピークであると仮定した場合のそれぞれに付い
ての評価量Ｙi を Ｙi ＝ Σi ｜Ｐ−Ｐi ｜×Ｃi ここで Ｐ ： 仮定した真のピークのチャンネル番号 Ｐi ： ピーク間のチャンネルのチャンネル番号 Ｃi ： チャンネル番号Ｐi の信号強度 の式により算出する評価量演算過程と、この評価量演算
過程で算出された各評価量Ｙi を比較して、この評価量
Ｙi が最小となる場合のピークを真のピークであると判
定する過程と、分離された前記ピークを用いて前記被検
出汚染元素の濃度を算出する算出過程と、を備えたこと
を特徴とする。また、本発明に係わる汚染元素濃度分析
装置は、Ｘ線を分析対象基板に所定の入射角で照射させ
るＸ線照射手段と、分析対象基板表面から前記Ｘ線が全
反射したときに元素により発生した蛍光Ｘ線波形を検出
するＸ線検出手段と、このＸ線検出手段で検出された蛍
光Ｘ線検出波形から分析対象汚染元素により発生した蛍
光Ｘ線のピークを分離するピーク分離手段と、前記ピー
ク分離手段で分離されたピークに基づいて、分析対象汚
染元素の濃度を検出する濃度検出手段とを備え、前記分
離手段は、前記Ｘ線検出手段により検出された波形から
検出された汚染元素のピークを検出する第１のピーク検
出手段と、前記第１のピーク検出手段により検出された
ピークの前後の所定チャンネル数内に他のピークが存在
するか否かを検出する第２の検出手段と、前記第２のピ
ーク検出手段が他のピークを検出したとき、各ピーク間
に位置するチャンネルの番号と信号強度とを抽出する抽
出手段と、検出された各ピークが真のピークであると仮
定した場合のそれぞれについての評価量Ｙi を次の式 Ｙi ＝ Σi ｜Ｐ−Ｐi ｜×Ｃi ここで Ｐ ： 仮定した真のピークのチャンネル番号 Ｐi ： ピーク間のチャンネルのチャンネル番号 Ｃi ： チャンネル番号Ｐi の信号強度 により算出する評価量演算手段と、この評価量演算手段
で算出された各評価量Ｙi を比較して、最小評価量Ｙi
を持つピークを真のピークであると判定するピーク識別
手段と、を備えたことを特徴とする。
【００１６】
【作用】本発明では、近接して複数のピークが存在しな
いかどうかを第１のピーク検出手段および第２のピーク
検出手段を用いて判断し、近接して複数のピークが存在
する場合には各ピークの評価量Ｙi を評価量演算手段で
算出し、これらの評価量Ｙi をピーク判定手段で比較し
てこの評価量Ｙi が最小となる場合のピークを真のピー
クであると判定することとしたので、観測波形にピーク
割れがあっても正確なピーク分離を行うことができる。
いかどうかを第１のピーク検出手段および第２のピーク
検出手段を用いて判断し、近接して複数のピークが存在
する場合には各ピークの評価量Ｙi を評価量演算手段で
算出し、これらの評価量Ｙi をピーク判定手段で比較し
てこの評価量Ｙi が最小となる場合のピークを真のピー
クであると判定することとしたので、観測波形にピーク
割れがあっても正確なピーク分離を行うことができる。
【００１７】
【実施例】以下、本発明に係わる汚染元素濃度分析装置
の一実施例について、シリコンウエハの汚染元素を分析
する場合を例にとって説明する。
の一実施例について、シリコンウエハの汚染元素を分析
する場合を例にとって説明する。
【００１８】本実施例に係わる汚染元素濃度分析装置の
構成は、演算処理回路４８で実行されるピーク分離処理
の内容が、図４に示した従来の装置と異なる。
構成は、演算処理回路４８で実行されるピーク分離処理
の内容が、図４に示した従来の装置と異なる。
【００１９】図１は、本実施例に係わる汚染元素濃度分
析装置における検出器および演算処理回路の構成を示す
ブロック図である。
析装置における検出器および演算処理回路の構成を示す
ブロック図である。
【００２０】シリコンウエハ４３（図１参照；本発明の
「基板」に該当する）の表面で発生した蛍光Ｘ線は、図
１に示した例えば半導体検出器等の検出器４６に入射さ
れる。検出器４６は、入射した蛍光Ｘ線を電気信号に変
換して出力する。この電気信号はパルスプロセッサ４７
に入力されて、従来と同様の観測波形（図４参照）が得
られる。
「基板」に該当する）の表面で発生した蛍光Ｘ線は、図
１に示した例えば半導体検出器等の検出器４６に入射さ
れる。検出器４６は、入射した蛍光Ｘ線を電気信号に変
換して出力する。この電気信号はパルスプロセッサ４７
に入力されて、従来と同様の観測波形（図４参照）が得
られる。
【００２１】この観測波形は、演算処理回路４８内のピ
ーク分離回路１１に入力される。このピーク分離回路１
２は、後述するようにして、入力した観測波形から濃度
検出の対象となる汚染元素のピークを分離させる。
ーク分離回路１１に入力される。このピーク分離回路１
２は、後述するようにして、入力した観測波形から濃度
検出の対象となる汚染元素のピークを分離させる。
【００２２】このようにして分離された各ピークの情報
は、積分強度算出回路１２（図１参照）に入力される。
この積分強度算出回路１２は、汚染元素のピークの積分
強度を算出する。そして、算出された積分強度は、汚染
元素濃度算出回路１３に送られる。
は、積分強度算出回路１２（図１参照）に入力される。
この積分強度算出回路１２は、汚染元素のピークの積分
強度を算出する。そして、算出された積分強度は、汚染
元素濃度算出回路１３に送られる。
【００２３】汚染元素濃度算出回路１３は、内部メモリ
（図示せず）に検量線を記憶しており、入力した積分強
度に該当する汚染元素濃度をこの検量線から判断して、
判断結果を出力する。
（図示せず）に検量線を記憶しており、入力した積分強
度に該当する汚染元素濃度をこの検量線から判断して、
判断結果を出力する。
【００２４】次に、図１に示したピーク分離回路１１に
ついて、より詳細に説明する。
ついて、より詳細に説明する。
【００２５】図２は、ピーク分離回路１２の処理手順を
示すフローチャートである。
示すフローチャートである。
【００２６】まず、パルスプロセッサ４７からピーク分
離回路１２に観測波形が入力されると、このピーク分離
回路は、入力した観測波形から、分析を行う汚染元素の
ピークを検出する（ステップＳ２１）。このピーク検出
は、まず、観測波形に平滑化微分処理を施して３次微分
波形を求め、次に、この３次微分波形の中から零点を検
出し、最後に、この零点の中で２次微分値が極小値とな
り且つ観測波形の蛍光Ｘ線強度が所定値（本実施例では
検出領域内での最大値の１０％とする）以上となる点を
検出することによって行われる。
離回路１２に観測波形が入力されると、このピーク分離
回路は、入力した観測波形から、分析を行う汚染元素の
ピークを検出する（ステップＳ２１）。このピーク検出
は、まず、観測波形に平滑化微分処理を施して３次微分
波形を求め、次に、この３次微分波形の中から零点を検
出し、最後に、この零点の中で２次微分値が極小値とな
り且つ観測波形の蛍光Ｘ線強度が所定値（本実施例では
検出領域内での最大値の１０％とする）以上となる点を
検出することによって行われる。
【００２７】次に、ステップＳ２１で検出されたピーク
を中心として前後１０チャンネル内に他のピークが存在
するか否かを検出する（ステップＳ２２）。ここで、本
実施例では、１チャンネルを１０ｅＶとする。前後１０
チャンネル内に他のピークが存在しなかった場合は、検
出されたピークについてピーク位置、ピーク高さ、半値
半幅等の仮の値を設定し（ステップＳ２３）、後述する
ステップＳ２８を実行する。
を中心として前後１０チャンネル内に他のピークが存在
するか否かを検出する（ステップＳ２２）。ここで、本
実施例では、１チャンネルを１０ｅＶとする。前後１０
チャンネル内に他のピークが存在しなかった場合は、検
出されたピークについてピーク位置、ピーク高さ、半値
半幅等の仮の値を設定し（ステップＳ２３）、後述する
ステップＳ２８を実行する。
【００２８】一方、ステップＳ２２において前後１０チ
ャンネル内に他のピークが存在する場合は、各ピーク間
に位置するチャンネルの番号と信号強度とを抽出する
（ステップＳ２４）。そして、これらの各ピークを真の
ピークであると仮定した場合のそれぞれに付いての評価
量Ｙi Ｙi ＝ Σi ｜Ｐ−Ｐi ｜×Ｃi Ｐ ；仮定した真のピークのチャンネル番号 Ｐi ；ピーク間のチャンネルのチャンネル番号 Ｃi ；チャンネル番号Ｐi の信号強度 を算出する（ステップＳ２５）。続いて、このようにし
て算出された各評価量Ｙi を比較して、この評価量Ｙi
が最小となる場合のピークを真のピークであると判定
し、この真のピークのピーク位置を求める（ステップＳ
２６）。
ャンネル内に他のピークが存在する場合は、各ピーク間
に位置するチャンネルの番号と信号強度とを抽出する
（ステップＳ２４）。そして、これらの各ピークを真の
ピークであると仮定した場合のそれぞれに付いての評価
量Ｙi Ｙi ＝ Σi ｜Ｐ−Ｐi ｜×Ｃi Ｐ ；仮定した真のピークのチャンネル番号 Ｐi ；ピーク間のチャンネルのチャンネル番号 Ｃi ；チャンネル番号Ｐi の信号強度 を算出する（ステップＳ２５）。続いて、このようにし
て算出された各評価量Ｙi を比較して、この評価量Ｙi
が最小となる場合のピークを真のピークであると判定
し、この真のピークのピーク位置を求める（ステップＳ
２６）。
【００２９】次に、ピークの半値半幅を判断する（ステ
ップＳ２７）。本実施例では、上述のステップＳ２１お
よびステップＳ２２で検出された各ピークの半値半幅の
うち、最大のものを真の半値半幅として採用する。
ップＳ２７）。本実施例では、上述のステップＳ２１お
よびステップＳ２２で検出された各ピークの半値半幅の
うち、最大のものを真の半値半幅として採用する。
【００３０】続いて、ピーク高さを判断する（ステップ
Ｓ２８）。本実施例では、上述のステップ２６で判定さ
れた真のピークのピーク位置における信号強度をＰp 、
当該ピークの測定波形の面積をＡ0 、当該ピークのモデ
ル波形の面積Ａg として、 Ｐx ＝ Ｐp ×（Ａ0 ／Ａg ） なる演算を行うことにより、ピーク高さＰx を算出す
る。なお、モデル波形は、例えばガウス関数を仮定して
構築することができる。
Ｓ２８）。本実施例では、上述のステップ２６で判定さ
れた真のピークのピーク位置における信号強度をＰp 、
当該ピークの測定波形の面積をＡ0 、当該ピークのモデ
ル波形の面積Ａg として、 Ｐx ＝ Ｐp ×（Ａ0 ／Ａg ） なる演算を行うことにより、ピーク高さＰx を算出す
る。なお、モデル波形は、例えばガウス関数を仮定して
構築することができる。
【００３１】そして、ピーク位置、ピーク高さおよび半
値半幅をパラメータとしたモデル関数を用いて、ステッ
プＳ２３またはステップＳ２６〜Ｓ２８で求めた各値を
初期値とした非線形最適化処理を行い、このモデル関数
と観測波形との残差二乗和が最小となるようなピーク位
置、ピーク高さ、半値半幅等を求める（ステップＳ２
９）。
値半幅をパラメータとしたモデル関数を用いて、ステッ
プＳ２３またはステップＳ２６〜Ｓ２８で求めた各値を
初期値とした非線形最適化処理を行い、このモデル関数
と観測波形との残差二乗和が最小となるようなピーク位
置、ピーク高さ、半値半幅等を求める（ステップＳ２
９）。
【００３２】以上のようにして、所望の汚染元素のピー
クを分離させることができる。
クを分離させることができる。
【００３３】図３は、本実施例のピーク分離回路１１を
用いて図６（ａ）に示したような観測波形のピーク分離
を行った結果を示す図である。図３において、ｂ1 ″は
ＮｉのＫα線ａ1 のピーク分離により得られた波形であ
り、ｂ2 ″はＦｅのＫβ線ａ2 のピーク分離により得ら
れた波形である。
用いて図６（ａ）に示したような観測波形のピーク分離
を行った結果を示す図である。図３において、ｂ1 ″は
ＮｉのＫα線ａ1 のピーク分離により得られた波形であ
り、ｂ2 ″はＦｅのＫβ線ａ2 のピーク分離により得ら
れた波形である。
【００３４】本実施例のピーク分離回路１１を用いて図
６（ａ）に示したような観測波形のピーク分離を行った
結果、ＦｅのＫβ線の半値半幅が１７０ｅＶであり、Ｎ
ｉのＫα線の半値半幅は１８０ｅＶであった。これらの
値は、エネルギー分解能を考慮すれば、妥当な値である
と考えられる。
６（ａ）に示したような観測波形のピーク分離を行った
結果、ＦｅのＫβ線の半値半幅が１７０ｅＶであり、Ｎ
ｉのＫα線の半値半幅は１８０ｅＶであった。これらの
値は、エネルギー分解能を考慮すれば、妥当な値である
と考えられる。
【００３５】また、従来は、波形のピーク割れが発生し
ている場合には数チャンネル分のピーク位置のずれが発
生していたが、本実施例ではＦｅのＫβ線のピーク位置
は６．３９８ｋｅＶ、ＮｉのＫα線のピーク位置は７．
４７０ｋｅＶであり、ピーク位置のずれはなかった。
ている場合には数チャンネル分のピーク位置のずれが発
生していたが、本実施例ではＦｅのＫβ線のピーク位置
は６．３９８ｋｅＶ、ＮｉのＫα線のピーク位置は７．
４７０ｋｅＶであり、ピーク位置のずれはなかった。
【００３６】このように、本実施例によれば、波形の歪
み（すなわち、波形のピーク割れ）が存在する場合であ
っても複数のピークの重なりであると判断してしまうこ
とがないので、ピークの個数を誤って検出することはな
い。また、ピークの重なりであると判断してしまうこと
に起因したピーク高さや半値半幅の判定誤差が生じない
ので、積分強度検出回路１２（図１参照）でこのピーク
の積分強度を算出する際に誤差が生じることもなく、し
たがって濃度分析の結果に誤差が生じることもない。
み（すなわち、波形のピーク割れ）が存在する場合であ
っても複数のピークの重なりであると判断してしまうこ
とがないので、ピークの個数を誤って検出することはな
い。また、ピークの重なりであると判断してしまうこと
に起因したピーク高さや半値半幅の判定誤差が生じない
ので、積分強度検出回路１２（図１参照）でこのピーク
の積分強度を算出する際に誤差が生じることもなく、し
たがって濃度分析の結果に誤差が生じることもない。
【００３７】なお、本実施例では非線形最適化処理とし
て単体法（Ｓｉｍｐｌｅｘ法）を採用したが、例えばＤ
ＦＰ法等、他の方法であってもよい。
て単体法（Ｓｉｍｐｌｅｘ法）を採用したが、例えばＤ
ＦＰ法等、他の方法であってもよい。
【００３８】また、本実施例では、１チャンネルを１０
ｅＶとし、ステップＳ２１で検出されたピークを中心と
して前後１０チャンネル内に他のピークが存在するか否
かを検出することとしたが（ステップＳ２２）、１チャ
ンネルの幅や他のピークの有無を検出する幅（チャンネ
ル数）は特に限定されるものではない。すなわち、１チ
ャンネルを５ｅＶとして前後２０チャンネル内に他のピ
ークが存在するか否かを検出することとしても、他のピ
ークの有無を検出する幅は前後１００ｅＶであり、まっ
たく同じである。また、他のピークの有無を検出する幅
を前後で何ｅＶにするかは、各汚染元素のピークの離散
幅に応じて決定すればよいことであり、本発明を限定す
るものではない。
ｅＶとし、ステップＳ２１で検出されたピークを中心と
して前後１０チャンネル内に他のピークが存在するか否
かを検出することとしたが（ステップＳ２２）、１チャ
ンネルの幅や他のピークの有無を検出する幅（チャンネ
ル数）は特に限定されるものではない。すなわち、１チ
ャンネルを５ｅＶとして前後２０チャンネル内に他のピ
ークが存在するか否かを検出することとしても、他のピ
ークの有無を検出する幅は前後１００ｅＶであり、まっ
たく同じである。また、他のピークの有無を検出する幅
を前後で何ｅＶにするかは、各汚染元素のピークの離散
幅に応じて決定すればよいことであり、本発明を限定す
るものではない。
【００３９】
【発明の効果】以上詳細に説明したように、本発明に係
わる汚染元素濃度分析方法および装置によれば、観測波
形にピーク割れがあっても正確なピーク分離を行うこと
ができる。すなわち、本発明によれば、観測波形にピー
ク割れがある場合でも高精度の汚染元素濃度分析をおこ
なうことができる。
わる汚染元素濃度分析方法および装置によれば、観測波
形にピーク割れがあっても正確なピーク分離を行うこと
ができる。すなわち、本発明によれば、観測波形にピー
ク割れがある場合でも高精度の汚染元素濃度分析をおこ
なうことができる。
【図１】本発明の一実施例に係わる汚染元素濃度分析装
置における検出器および演算処理回路の構成を示すブロ
ック図である。
置における検出器および演算処理回路の構成を示すブロ
ック図である。
【図２】図１に示したピーク分離回路の処理手順を示す
フローチャートである。
フローチャートである。
【図３】図１に示したピーク分離回路の処理結果の一例
を示すグラフである。
を示すグラフである。
【図４】従来の汚染元素濃度分析装置の一構成例を示す
概念図である。
概念図である。
【図５】図４に示したパルスプロセッサの出力波形を示
すグラフである。
すグラフである。
【図６】（ａ）は図４に示したパルスプロセッサの出力
波形の一部を示すグラフであり、（ｂ）は（ａ）に示し
た出力波形をピーク分離した結果を示すグラフである。
波形の一部を示すグラフであり、（ｂ）は（ａ）に示し
た出力波形をピーク分離した結果を示すグラフである。
１１ ピーク分離回路 １２ 積分強度算出回路 １３ 汚染元素濃度算出回路 ４６ 検出器 ４７ パルスプロセッサ ４８ 演算処理回路
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平６−174665（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−88792（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−1953（ＪＰ，Ａ) 特開 平７−128260（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−130004（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−107363（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−85850（ＪＰ，Ａ) 米国特許5490194（ＵＳ，Ａ) 欧州特許655622（ＥＰ，Ｂ１) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) G01N 23/00 - 23/227
Claims (4)
- 【請求項１】Ｘ線を分析対象基板に所定の入射角で照射
する過程と、 分析対象基板表面から前記Ｘ線が全反射したときに元素
により発生した蛍光Ｘ線波形を検出する検出過程と、 この検出器から出力された信号波形から分析対象汚染元
素のピークを検出するピーク検出過程と、 検出されたピークの前後の所定チャンネル数内に他のピ
ークが存在するか否かを検出する過程と、 他のピークを検出した場合に、各ピーク間に位置するチ
ャンネルの番号と信号強度とを抽出する過程と、 これらの各ピークを真のピークであると仮定した場合の
それぞれに付いての評価量Ｙi を Ｙi ＝ Σi ｜Ｐ−Ｐi ｜×Ｃi ここで Ｐ ： 仮定した真のピークのチャンネル番号 Ｐi ： ピーク間のチャンネルのチャンネル番号 Ｃi ： チャンネル番号Ｐi の信号強度 の式により算出する評価量演算過程と、 この評価量演算過程で算出された各評価量Ｙi を比較し
て、この評価量Ｙi が最小となる場合のピークを真のピ
ークであると判定する過程と、 分離された前記ピークを用いて前記被検出汚染元素の濃
度を算出する算出過程と、 を備えた汚染元素濃度分析方法。 - 【請求項２】前記ピーク分離過程が、 それぞれ検出されたピークの半値におけるばらつき内で
ピーク位置からの最大のばらつきを、真の半値半幅とし
て決定する過程と、 次の式 Ｐx ＝Ｐp ×（Ａ0 ／Ａg ） ここで、 Ｐp ： 前記ピーク判定手段で判定された前記真のピ
ークのピーク位置における信号強度 Ａ0 ： 当該測定波形のピーク面積を Ａg ： モデル波形のピーク面積 として、 なる演算を行うことによりピーク高さＰx を算出する過
程とを備えたことを特徴とする請求項１記載の汚染元素
濃度分析方法。 - 【請求項３】Ｘ線を分析対象基板に所定の入射角で照射
させるＸ線照射手段と、 分析対象基板表面から前記Ｘ線が全反射したときに元素
により発生した蛍光Ｘ線波形を検出するＸ線検出手段
と、 このＸ線検出手段で検出された蛍光Ｘ線検出波形から分
析対象汚染元素により発生した蛍光Ｘ線のピークを分離
するピーク分離手段と、 前記ピーク分離手段で分離されたピークに基づいて、分
析対象汚染元素の濃度を検出する濃度検出手段とを備
え、 前記分離手段は、 前記Ｘ線検出手段により検出された波形から検出された
汚染元素のピークを検出する第１のピーク検出手段と、 前記第１のピーク検出手段により検出されたピークの前
後の所定チャンネル数内に他のピークが存在するか否か
を検出する第２の検出手段と、 前記第２のピーク検出手段が他のピークを検出したと
き、各ピーク間に位置するチャンネルの番号と信号強度
とを抽出する抽出手段と、 検出された各ピークが真のピークであると仮定した場合
のそれぞれについての評価量Ｙi を次の式 Ｙi ＝ Σi ｜Ｐ−Ｐi ｜×Ｃi ここで Ｐ ： 仮定した真のピークのチャンネル番号 Ｐi ： ピーク間のチャンネルのチャンネル番号 Ｃi ： チャンネル番号Ｐi の信号強度 により算出する評価量演算手段と、 この評価量演算手段で算出された各評価量Ｙi を比較し
て、最小評価量Ｙi を持つピークを真のピークであると
判定するピーク識別手段と、 を備えた汚染元素濃度分析装置。 - 【請求項４】前記ピーク分離手段は、 検出された各ピークの半値におけるばらつきのうち、最
大のものを識別して真の半値半幅として採用する半値半
幅識別手段と、 次の式 Ｐx ＝Ｐp ×（Ａ0 ／Ａg ） ここで、 Ｐp ： 前記ピーク識別手段で判定された前記真のピ
ークのピーク位置における信号強度 Ａ0 ： 測定波形のピークの面積 Ａg ： モデル波形のピークの面積 によりピーク高さＰx を算出するピーク高さ算出手段
と、 をさらに備えたことを特徴とする請求項３記載の汚染元
素濃度分析装置。
Priority Applications (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP29540593A JP3192846B2 (ja) | 1993-11-25 | 1993-11-25 | 汚染元素濃度分析方法および分析装置 |
| KR1019940031034A KR0170435B1 (ko) | 1993-11-25 | 1994-11-24 | 오염 원소 농도 분석 방법 |
| EP94118565A EP0655622B1 (en) | 1993-11-25 | 1994-11-25 | Method and apparatus for analyzing contaminative element concentrations |
| US08/348,928 US5490194A (en) | 1993-11-25 | 1994-11-25 | Method and apparatus for analyzing contaminative element concentrations |
| DE69422890T DE69422890T2 (de) | 1993-11-25 | 1994-11-25 | Verfahren und Vorrichtung zur Bestimmung der Konzentration von Verunreinigungselementen |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP29540593A JP3192846B2 (ja) | 1993-11-25 | 1993-11-25 | 汚染元素濃度分析方法および分析装置 |
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| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07146259A JPH07146259A (ja) | 1995-06-06 |
| JP3192846B2 true JP3192846B2 (ja) | 2001-07-30 |
Family
ID=17820188
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP29540593A Expired - Fee Related JP3192846B2 (ja) | 1993-11-25 | 1993-11-25 | 汚染元素濃度分析方法および分析装置 |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5490194A (ja) |
| EP (1) | EP0655622B1 (ja) |
| JP (1) | JP3192846B2 (ja) |
| KR (1) | KR0170435B1 (ja) |
| DE (1) | DE69422890T2 (ja) |
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| JP3428931B2 (ja) * | 1998-09-09 | 2003-07-22 | キヤノン株式会社 | フラットパネルディスプレイの解体処理方法 |
| US7489596B2 (en) * | 2005-09-13 | 2009-02-10 | International Business Machines Corporation | Methods and apparatus capable of indicating elapsed time intervals |
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| CN115763616B (zh) * | 2023-01-06 | 2023-05-02 | 威海栖桐科技发展有限公司 | X射线探测器、在线矿石成分分析设备及方法 |
| CN118378795B (zh) * | 2024-06-24 | 2024-09-13 | 生态环境部华南环境科学研究所(生态环境部生态环境应急研究所) | 一种用于港口码头的减污降碳效果评估方法 |
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|---|---|---|---|---|
| US5249216B1 (en) * | 1989-10-19 | 1996-11-05 | Sumitomo Electric Industries | Total reflection x-ray fluorescence apparatus |
| JP2592723B2 (ja) * | 1991-04-01 | 1997-03-19 | 理学電機工業株式会社 | 蛍光ｘ線スペクトルの同定解析装置および方法 |
| JPH071311B2 (ja) * | 1991-04-05 | 1995-01-11 | 理学電機工業株式会社 | 蛍光ｘ線スペクトルのピーク分離方法 |
| JP2928688B2 (ja) * | 1992-09-07 | 1999-08-03 | 株式会社東芝 | 汚染元素分析方法及び装置 |
| JP3052272B2 (ja) * | 1992-10-17 | 2000-06-12 | 株式会社堀場製作所 | スペクトル処理を用いた蛍光ｘ線定性分析方法 |
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- 1993-11-25 JP JP29540593A patent/JP3192846B2/ja not_active Expired - Fee Related
-
1994
- 1994-11-24 KR KR1019940031034A patent/KR0170435B1/ko not_active IP Right Cessation
- 1994-11-25 DE DE69422890T patent/DE69422890T2/de not_active Expired - Fee Related
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- 1994-11-25 EP EP94118565A patent/EP0655622B1/en not_active Expired - Lifetime
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| EP0655622A1 (en) | 1995-05-31 |
| KR0170435B1 (ko) | 1999-05-01 |
| KR950014883A (ko) | 1995-06-16 |
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