JP3287069B2 - Measurement method and apparatus for total reflection X-ray fluorescence analysis - Google Patents

Measurement method and apparatus for total reflection X-ray fluorescence analysis

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JP3287069B2
JP3287069B2 JP20157993A JP20157993A JP3287069B2 JP 3287069 B2 JP3287069 B2 JP 3287069B2 JP 20157993 A JP20157993 A JP 20157993A JP 20157993 A JP20157993 A JP 20157993A JP 3287069 B2 JP3287069 B2 JP 3287069B2
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Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、全反射蛍光X線分析法
(Total Reflection X-Ray Fluorescence )に基づき、
測定を実施する全反射蛍光X線分析の測定方法及びその
装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION The present invention is based on total reflection X-Ray Fluorescence.
The present invention relates to a total reflection X-ray fluorescence measurement method and apparatus for performing measurement.

【0002】[0002]

【従来の技術】初めに、全反射蛍光X線分析法について
簡単に説明する。X線を光学平面(Optical Flat Surfa
ce)に低い入射角度で照射すると、X線はそれが照射さ
れた物質に吸収されることなく、入射角度と等角に反射
される。即ち、X線は全反射される。このとき、X線が
全反射される光学平面に試料を載せておけば、試料に当
たったX線以外は全反射されるので、散乱X線を見掛上
無視し得る状態で、試料から出る蛍光X線を検出でき
る。従って、S/N比の良いスペクトル計測ができる
(日本金属学会会報、第24巻、第11号(1985
年)、P.956 〜961 参照)。かかる分析法を全反射蛍光
X線分析法という。
2. Description of the Related Art First, a total reflection X-ray fluorescence analysis method will be briefly described. Optical Flat Surfa X-ray
When ce) is illuminated at a low incident angle, the X-rays are reflected equiangularly with the incident angle without being absorbed by the irradiated material. That is, X-rays are totally reflected. At this time, if the sample is placed on the optical plane where the X-rays are totally reflected, the X-rays other than the X-rays hitting the sample are totally reflected, and the scattered X-rays exit from the sample in a state that can be apparently ignored. X-ray fluorescence can be detected. Therefore, spectrum measurement with a good S / N ratio can be performed (Journal of the Japan Institute of Metals, Vol. 24, No. 11 (1985)
Year), pp. 956-961). Such an analysis method is called total reflection X-ray fluorescence analysis.

【0003】このスペクトル計測の結果から、試料の定
性分析や定量分析が行われるが、この分析例として、ウ
ェハ表面に置いた試料片の定性・定量分析については、
X線分析の進歩19(アグネ技術センター)、P.217 〜
226 及び大阪電気通信大学研究論文集「自然科学編」2
2(1986年)、P.87〜等に記載されている。また、
ウェハ表面に滴下した水溶液の定性・定量分析について
は、X線分析の進歩19(アグネ技術センター)、P.23
7 〜249 等に記載されている。
A qualitative analysis and a quantitative analysis of a sample are performed from the result of the spectrum measurement. As an example of this analysis, a qualitative / quantitative analysis of a sample placed on a wafer surface is described.
Advances in X-ray analysis 19 (Agne Technology Center), P.217-
226 and Osaka Electro-Communication University Research Papers “Natural Science” 2
2 (1986), p. 87-. Also,
For the qualitative and quantitative analysis of the aqueous solution dropped on the wafer surface, see X-ray Analysis Advance 19 (Agne Technology Center), p.23
7 to 249.

【0004】このような全反射蛍光X線分析法に用いら
れる従来の代表的な全反射蛍光X線分析装置は、図7に
示すような構成をしており、X線発生部1、測定室2な
どを備えている。測定室2内には試料位置決め装置3を
配設しており、この試料位置決め装置3は、試料を支持
するための試料支持体5を有する。この試料支持体5上
の試料4は、その表面が光学平面となっており、X線発
生装置1から照射され当該光学平面で全反射されたX線
は、測定室2内に取り付けられたシンチレーションカウ
ンタ6により検出され、また、試料支持体5上の試料4
から放射される蛍光X線は検出器7により検出される。
A conventional typical total reflection X-ray fluorescence analyzer used for such total reflection X-ray fluorescence analysis has a configuration as shown in FIG. 2 and so on. A sample positioning device 3 is provided in the measurement chamber 2, and the sample positioning device 3 has a sample support 5 for supporting a sample. The surface of the sample 4 on the sample support 5 is an optical plane, and the X-rays radiated from the X-ray generator 1 and totally reflected on the optical plane are applied to the scintillation mounted in the measurement chamber 2. The sample 4 detected by the counter 6 and on the sample support 5
X-rays emitted from the detector 7 are detected by the detector 7.

【0005】試料位置決め装置3は、X,Y,Z,θの
4軸調整機構を持ち、全反射角度の調整や測定位置の設
定を行うと共に、試料を載置した後、その試料を検出器
7の直下へ搬送するための機能も兼ね備えており、歯車
・シャフト類から成る伝動機構や各種電線が組み込まれ
ている。
The sample positioning device 3 has a four-axis adjustment mechanism for X, Y, Z, and θ, adjusts the total reflection angle and sets the measurement position, and places the sample on the detector. 7 and also has a function of transporting it to a position directly below 7 and incorporates a transmission mechanism including gears and shafts and various electric wires.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】このような従来の装置
では、検出器7は試料4のX線照射面の直上に、向かい
合うようにして固定された構造となっている。半導体素
子等に使われるシリコンウエハやガリウム砒素ウエハの
ような単結晶試料では、図8(a)に示すように表面の
平滑度が高いため、散乱X線はその殆どが等角に反射さ
れる。したがって、照射面の直上に検出器7を配置すれ
ば、散乱X線は検出器7に入射することはない。
In such a conventional apparatus, the detector 7 has a structure in which the detector 7 is fixed just above the X-ray irradiation surface of the sample 4 so as to face each other. In the case of a single crystal sample such as a silicon wafer or a gallium arsenide wafer used for a semiconductor element or the like, since the surface has a high degree of smoothness as shown in FIG. . Therefore, if the detector 7 is arranged immediately above the irradiation surface, the scattered X-rays do not enter the detector 7.

【0007】しかし、表面研磨が不十分であったり、材
料の性質上、精密な研磨が実施できない試料4や有機薄
膜等では、図8(b)に示すように、照射されたX線は
等角で反射される以外にも、表面が凹凸のために上方に
も反射してしまい、この散乱X線が検出器7に入射する
場合があった。この散乱X線が検出器7に入射すると、
S/N比を低下させるバックグラウンドを形成したり、
検出器7に入射するまでの材料を二次励起し、試料4か
らの情報が正確に検出できないなどの悪影響を及ぼす問
題があった。
However, in the case of a sample 4 or an organic thin film which cannot be precisely polished due to insufficient surface polishing or material properties, as shown in FIG. In addition to being reflected at an angle, the surface is also reflected upward due to unevenness, and this scattered X-ray sometimes enters the detector 7. When this scattered X-ray enters the detector 7,
Forming a background that lowers the S / N ratio,
There is a problem in that the material is secondarily excited until it enters the detector 7 and information from the sample 4 cannot be accurately detected.

【0008】本発明は、このような課題を解決すべくな
されたものであり、その目的は、検出器に入射する散乱
X線を低減し、試料から放出される蛍光X線を正確に検
出して、信頼度の高い分析結果が得られる全反射蛍光X
線分析の測定方法及びその装置を提供することにある。
The present invention has been made in order to solve such a problem, and an object of the present invention is to reduce scattered X-rays incident on a detector and accurately detect fluorescent X-rays emitted from a sample. And total reflection fluorescence X that can obtain highly reliable analysis results
It is an object of the present invention to provide a method and a device for measuring a line analysis.

【0009】[0009]

【課題を解決するための手段】そこで、本発明にかかる
全反射蛍光X線分析の測定方法では、試料から発せられ
蛍光X線を検出する検出器を、試料が載置されたX−
Y平面に垂直なZ軸に対して、任意の方向及び角度に傾
斜させ、この傾斜方向及び傾斜角度を変更しつつ、この
検出器に入射する蛍光X線強度と散乱X線強度とを検出
する。そして、この検出器に入射する蛍光X線強度が所
定レベルに維持され、かつ、入射する散乱X線強度が低
減される検出部の傾斜方向及び傾斜角度を、試料の測定
部位に応じて個々に選定する。
Therefore, in the measuring method of the total reflection X-ray fluorescence analysis according to the present invention, the light emitted from the sample is used.
The X-ray detector on which the sample is placed
It is tilted in any direction and angle with respect to the Z axis perpendicular to the Y plane, and the fluorescent X-ray intensity and the scattered X-ray intensity incident on this detector are detected while changing the tilt direction and the tilt angle. . The fluorescent X-ray intensity incident on the detector is maintained at a predetermined level, and the tilt direction and tilt angle of the detection unit at which the incident scattered X-ray intensity is reduced are individually adjusted according to the measurement site of the sample. Select.

【0010】また、この方法を実現すべく、本発明にか
かる全反射蛍光X線分析装置は、試料の表面に向けてX
線を照射するX線照射手段と、この試料の表面から放出
される蛍光X線を検出する検出手段と、この検出手段を
変位自在に支持する可動支持手段とを備えて構成する。
そして、この可動支持手段は、検出手段を、この試料が
載置されたX−Y平面を基準としたX軸・Y軸・Z軸の
3軸方向に移動自在に支持するものであり、かつ、この
検出手段を、Y軸及びZ軸を中心に回転自在に支持する
ものとして構成する。
In order to realize this method, the total reflection X-ray fluorescence spectrometer according to the present invention uses the X-ray
An X-ray irradiating unit for irradiating a line, a detecting unit for detecting fluorescent X-rays emitted from the surface of the sample, and a movable supporting unit for movably supporting the detecting unit are provided.
The movable supporting means supports the detecting means so as to be movable in three directions of X-axis, Y-axis and Z-axis with reference to the XY plane on which the sample is mounted, and The detecting means is configured to be rotatable about the Y axis and the Z axis.

【0011】[0011]

【作用】研究の結果、検出器をZ軸に対して所定の方向
及び角度に傾斜させることで、この検出器に入射する蛍
光X線強度が十分に維持され、かつ、この検出器に入射
する散乱X線の割合が低下することを見出だした。よっ
て、実際の測定においては、X線の照射部位の上方に検
出器を位置させ、この検出器の傾斜方向及び傾斜角度、
或いはZ軸に沿った高さなどを微妙に変化させながら、
検出器に入射する蛍光X線強度と散乱X線強度とをモニ
ターする。このようにして、入射する散乱X線強度が低
減し、かつ、蛍光X線強度が低下しないような、最適な
傾斜方向及び傾斜角度を選定する。なお、この選定処理
は、試料の測定部位毎に繰り返し実施する。
As a result of the research, by inclining the detector in a predetermined direction and at an angle with respect to the Z axis, the intensity of the fluorescent X-rays incident on the detector is sufficiently maintained and incident on the detector. It has been found that the proportion of scattered X-rays decreases. Therefore, in the actual measurement, the detector is positioned above the X-ray irradiation site, and the tilt direction and the tilt angle of the detector are determined.
Alternatively, while slightly changing the height etc. along the Z axis,
The fluorescent X-ray intensity and the scattered X-ray intensity incident on the detector are monitored. In this manner, the optimum tilt direction and tilt angle are selected such that the intensity of the incident scattered X-ray is reduced and the intensity of the fluorescent X-ray is not reduced. This selection process is repeatedly performed for each measurement site of the sample.

【0012】また、全反射蛍光X線分析装置では、この
検出手段を、可動支持手段によってX軸・Y軸・Z軸の
3軸方向に移動させ、また、Y軸及びZ軸を中心に回転
させることにより、この検出手段を計5軸方向に変位さ
せることができ、上述した測定方法が実現される。
In the total reflection X-ray fluorescence spectrometer, the detecting means is moved in three directions of X-axis, Y-axis and Z-axis by movable supporting means, and is rotated about Y-axis and Z-axis. By doing so, the detecting means can be displaced in a total of five axial directions, and the above-described measuring method is realized.

【0013】[0013]

【実施例】以下、本発明の各実施例を添付図面に基づい
て説明する。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings.

【0014】図1に、全反射蛍光X線分析装置の構成を
概略的に示す。この装置は、X線を発生するX線発生部
1、密閉構造の測定室2などを備えて構成している。
FIG. 1 schematically shows the configuration of a total reflection X-ray fluorescence spectrometer. The apparatus includes an X-ray generation unit 1 for generating X-rays, a measurement chamber 2 having a closed structure, and the like.

【0015】X線発生部1は、X線としてタングステン
(W)を放射するX線源12を有しており、X線源12
から放射されたX線は、スリット13で細いX線束とな
り、弗化リチウム(LiF)や人工多層膜の分光結晶等
から成るX線分光器14において、タングステン(W)
のLβ1 線に分光される測定室2には、試料4を載置し
た試料支持体5を備えており、X線分光器14で分光さ
れたX線がスリット15を通り、低い照射角で、試料4
に照射されるような配置となっている。この試料支持体
5には、静電チャックを設け、試料支持体4の表面の反
りを矯正できるようになっている。
The X-ray generator 1 has an X-ray source 12 that emits tungsten (W) as X-rays.
X-rays radiated from are converted into a thin X-ray flux by the slits 13, and an X-ray spectroscope 14 made of lithium fluoride (LiF), an artificial multilayer film, or the like crystallizes tungsten (W).
Is the measurement chamber 2 are the Spectroscopy in the L? 1 line includes a sample support 5 mounted with the sample 4, X-rays which are dispersed by X-ray spectrometer 14 through the slit 15, at low illumination angle , Sample 4
It is arranged to irradiate the light. The sample support 5 is provided with an electrostatic chuck so that warpage of the surface of the sample support 4 can be corrected.

【0016】また、この試料支持体5は、試料位置決め
装置3の移動ステージを構成しており、この試料位置決
め装置3は、従来から広く用いられている一般的な形式
のものであり、試料支持体5は、X,Y,,θの4軸
調整機構によって位置調整可能となっている。また、4
軸調整機構の制御は、測定室2の外部のコントローラ1
6によって実施する。また、測定室2内には、シンチレ
ーションカウンタ6を配設しており、試料表面とX線と
の平行度を出す調整に使用するものである。
The sample support 5 constitutes a moving stage of the sample positioning device 3. The sample positioning device 3 is of a general type which has been widely used in the past. The position of the body 5 can be adjusted by a four-axis adjustment mechanism of X, Y, Z , and θ. Also, 4
The axis adjustment mechanism is controlled by a controller 1 outside the measurement chamber 2.
6. A scintillation counter 6 is provided in the measurement chamber 2 and is used for adjusting the parallelism between the sample surface and the X-ray.

【0017】一方、試料支持体5の上方には、試料4か
ら放出される蛍光X線などを検出する半導体X線検出器
(以下、検出器という)7を配設している。この検出器
7は、図2に可動方向を模式的に示すように、試料4
(試料支持体5)の表面と平行なX軸及びY軸方向、こ
の試料4の表面に対して垂直なZ軸方向、X−Z平面内
での回転となるθXZ軸方向、及び、X−Y平面内での回
転となるθXY軸方向の合計5軸方向に移動・回転可能な
機構となっている。
On the other hand, above the sample support 5, a semiconductor X-ray detector (hereinafter referred to as a detector) 7 for detecting fluorescent X-rays and the like emitted from the sample 4 is provided. As shown in FIG. 2, the detector 7 includes a sample 4
X-axis and Y-axis directions parallel to the surface of (sample support 5), Z-axis direction perpendicular to the surface of sample 4, θ XZ- axis direction for rotation in the XZ plane, and X The mechanism is movable and rotatable in a total of five directions in the θ XY axis direction, which is a rotation in the −Y plane.

【0018】図3に、検出器7の構成を概略的に示す。
全反射蛍光X線分析用の検出器7に使用される検出素子
としては、従来からSi(Li)検出素子等が一般的に
用いられており、本実施例においても同様な構成の検出
器を使用している。この検出器7の構造は、デュアー瓶
の外側容器21と内側容器23とによって、いわゆる二
重構造を呈しており、内側容器23の内部には、液体窒
素10を封入している。また、内側容器23の底部から
延びる管状部分22の先端には、検出素子8及びプリア
ンプ9を固定しており、内側容器23に封入された液体
窒素10によって、これら検出素子8及びプリアンプ9
を冷却する構造となっている。また、外側容器21の下
方先端部は、ベリリウムなどの極薄膜によって形成した
入射窓11によって閉じられており、この入射窓11を
介して蛍光X線が入射し検出素子8で検出される。この
ように、検出素子8及びプリアンプ9を冷却し、かつ真
空断熱構造としたのは、熱的雑音の発生を防止すると共
に、検出素子8のLi(リチウム)がSi(けい素)中
に拡散するのを防止するためである。
FIG. 3 schematically shows the structure of the detector 7.
As a detection element used in the detector 7 for total reflection X-ray fluorescence analysis, a Si (Li) detection element or the like is generally used.
It is used, using the detector of same configuration in the present embodiment. The structure of the detector 7 has a so-called double structure with an outer container 21 and an inner container 23 of a Dewar bottle, and liquid nitrogen 10 is sealed inside the inner container 23. A detection element 8 and a preamplifier 9 are fixed to the tip of a tubular portion 22 extending from the bottom of the inner container 23, and the detection element 8 and the preamplifier 9 are fixed by liquid nitrogen 10 sealed in the inner container 23.
It has a structure to cool. The lower end of the outer container 21 is closed by an incident window 11 formed of an extremely thin film of beryllium or the like. Fluorescent X-rays enter through the incident window 11 and are detected by the detecting element 8. The reason why the detection element 8 and the preamplifier 9 are cooled and the vacuum insulation structure is employed is to prevent generation of thermal noise and to diffuse Li (lithium) of the detection element 8 into Si (silicon). This is in order to prevent that.

【0019】測定に際し、試料から放出された蛍光X線
等は、この検出器7で検出される。この検出器7からの
検出出力は、プリアンプ9、リニアアンプ18により増
幅され、蛍光X線のエネルギーの大きさに比例した波高
のパルス出力として取り出される。さらに、このパルス
出力は、A/D変換器19によってディジタル出力に変
換された後、マルチチャンネルアナライザーでエネルギ
ー毎に積算され、中央処理制御部20においてデータ処
理される。
At the time of measurement, fluorescent X-rays and the like emitted from the sample are detected by the detector 7. The detection output from the detector 7 is amplified by the preamplifier 9 and the linear amplifier 18, and is extracted as a pulse output having a wave height proportional to the energy of the fluorescent X-ray. Further, this pulse output is converted into a digital output by the A / D converter 19, integrated by a multi-channel analyzer for each energy, and subjected to data processing in the central processing control unit 20.

【0020】このように構成する全反射蛍光X線分析装
置を用いた測定方法について説明する。
A measuring method using the thus configured total reflection X-ray fluorescence analyzer will be described.

【0021】まず、試料位置決め装置3により、試料支
持体5をX,Y,,θの4軸方向に変位させ、所定の
測定部位にX線が照射され、かつ、ここで反射されたX
線がシンチレーションカウンタ6に入射するように位置
合わせを行う。
First, the sample support 5 is displaced in the four axes of X, Y, Z , and θ by the sample positioning device 3 to irradiate a predetermined measurement site with X-rays and reflect the X-rays.
Positioning is performed so that the line enters the scintillation counter 6.

【0022】次に、試料4の測定部位に対して、X線発
生部1からX線を照射すると共に、検出器7を、X・Y
・Zの3軸方向に駆動し、試料から放出される蛍光X線
を検出すべく、この検出器7を試料のX線照射部位の直
上に位置させる。この際、この試料4の表面に凹凸が存
在する場合には、検出器7には散乱X線も入射するた
め、蛍光X線と散乱X線の双方が、検出器7で検出され
ることになる(図4(1)−(a)),(2)−
(a))。
Next, X-rays are emitted from the X-ray generation unit 1 to the measurement site of the sample 4, and the detector 7 is set to XY.
-The detector 7 is driven in three Z-axis directions, and the detector 7 is positioned immediately above the X-ray irradiation site of the sample to detect the fluorescent X-ray emitted from the sample. At this time, if the surface of the sample 4 has irregularities, scattered X-rays also enter the detector 7, so that both the fluorescent X-rays and the scattered X-rays are detected by the detector 7. ((1)-(a)), (2)-
(A)).

【0023】次に、この検出器7を、Z軸に対して所定
の方向及び角度に傾斜させ、この傾斜方向及び傾斜角度
を変えながら、各位置において検出される蛍光X線強度
及び散乱X線強度を測定する。
Next, the detector 7 is tilted in a predetermined direction and angle with respect to the Z axis, and while changing the tilt direction and the tilt angle, the fluorescent X-ray intensity and the scattered X-ray detected at each position are changed. Measure strength.

【0024】ここで、検出器(7)をZ軸に対して傾斜
させることによる作用を詳細に説明する。表面に凹凸の
ある試料では、検出器7を入射X線と反対方向となるθ
XZ軸方向に傾けることにより、この検出器に入射する散
乱X線の強度を少なくすることができる(図4(1)−
(b))。しかし、この際、検出器に入射する、本来測
定すべき蛍光X線の強度も若干低下することになる(図
4(2)−(b))。また、検出器をこれとは反対方向
に傾けた場合には、この検出器に入射する蛍光X線は、
図4(2)−(b)の場合とほぼ同様な強度で入射する
が(図4(2)−(c))、散乱X線の強度は増大する
傾向にある(図4(1)−(c))。従って、これらの
結果より、この検出器を、Z軸に対して、最適な方向及
び角度に傾斜させれば、この検出器に入射する散乱X線
の強度を低減させ、かつ、入射する蛍光X線の強度を十
分維持できることがわかる。この傾斜方向及び傾斜角度
は、試料表面の形状に依存して変化するものであり、測
定部位に応じて、個々に最適な方向及び角度を選定すれ
ばよい。
Here, the operation of tilting the detector (7) with respect to the Z axis will be described in detail. In the case of a sample having an uneven surface, the detector 7 is set to θ which is in the opposite direction to the incident X-ray.
By tilting in the XZ- axis direction, the intensity of scattered X-rays incident on this detector can be reduced (FIG. 4 (1)-).
(B)). However, at this time, the intensity of the fluorescent X-rays which are originally to be measured and which are incident on the detector also slightly decreases (FIG. 4 (2)-(b)). When the detector is tilted in the opposite direction, the fluorescent X-rays incident on the detector are:
Although the incident light has almost the same intensity as in the case of FIG. 4 (2)-(b) (FIG. 4 (2)-(c)), the intensity of the scattered X-ray tends to increase (FIG. 4 (1)-). (C)). Therefore, based on these results, if the detector is tilted in the optimum direction and angle with respect to the Z axis, the intensity of the scattered X-rays incident on the detector is reduced, and the incident fluorescent X-rays are reduced. It is understood that the strength of the wire can be sufficiently maintained. The tilt direction and the tilt angle vary depending on the shape of the sample surface, and the optimum direction and angle may be selected individually according to the measurement site.

【0025】図5に、その具体例として、ガラス基板
(SiO2 )を試料とした結果を示す。本試料は鏡面研
磨を施しているが、シリコンウエハに比べると平滑度は
低い試料である。散乱X線強度は、励起源であるW(タ
ングステン)のLβ1線として検出することができる。
また、試料表面からの蛍光X線強度は、試料表面の汚染
元素であるFe(鉄)やCl(塩素)として検出するこ
とができる。また、検出されるNi(ニッケル)は、検
出器手前の入射窓11の材料であるベリリウム膜中の不
純物元素である。散乱X線の強度が強い場合には、その
2次励起によりNi強度も強く出てしまうため、試料表
面からの情報かどうかの判断が困難となるため、低減し
たい元素である。図5の結果より、わずか1度程度の傾
きを検出器に与えることで、散乱X強度を1桁低減でき
ることがわかる。しかも、蛍光X線強度の低下は殆どな
く、むしろ散乱X線によるバックグラウンド成分の低下
でS/N比が向上し、感度が上がる効果が認められた。
FIG. 5 shows the result of using a glass substrate (SiO 2 ) as a sample as a specific example. This sample is mirror-polished, but has a lower smoothness than a silicon wafer. The scattered X-ray intensity can be detected as an Lβ1 ray of W (tungsten) as an excitation source.
In addition, the intensity of the fluorescent X-rays from the sample surface can be detected as Fe (iron) or Cl (chlorine), which are contaminants on the sample surface. The detected Ni (nickel) is an impurity element in the beryllium film that is a material of the entrance window 11 in front of the detector. If the intensity of the scattered X-rays is high, the Ni intensity is also strong due to the secondary excitation, and it is difficult to determine whether the information is from the sample surface. From the results shown in FIG. 5, it is understood that the scattered X intensity can be reduced by one digit by giving the detector a tilt of only about 1 degree. In addition, the fluorescent X-ray intensity hardly decreased, but rather the effect of improving the S / N ratio and the sensitivity by reducing the background component due to scattered X-rays was recognized.

【0026】また、図6に、検出器7をZ軸方向に沿っ
て移動させた場合の蛍光X線と散乱X線の強度の変化を
示す。この結果より、前述したθXZ軸方向に比べて、変
化はわずかではあるが、検出器が試料から遠ざかるに連
れて、散乱X線(W−Lβ1線)は増加傾向を示し、蛍
光X線(Fe,Cl)は減少傾向を示している。
FIG. 6 shows changes in the intensity of the fluorescent X-rays and the scattered X-rays when the detector 7 is moved along the Z-axis direction. From this result, as compared with the above-described θ XZ axis direction, the change is slight, but as the detector moves away from the sample, the scattered X-ray (W-Lβ1 line) shows an increasing tendency, and the fluorescent X-ray ( Fe, Cl) shows a decreasing tendency.

【0027】同様に、他の3軸(X,Y,θXY)及び5
軸を組み合わせた位置に検出器を設置することにより、
散乱X線をできるだけ低減し、蛍光X線を多く検出でき
る最適な傾斜方向・傾斜角を選定することができる。こ
れらは、特に表面の平滑度が高くない試料に効果が大き
い。
Similarly, the other three axes (X, Y, θ XY ) and 5
By installing the detector at the position where the axes are combined,
It is possible to select the optimum tilt direction and tilt angle at which scattered X-rays can be reduced as much as possible and many fluorescent X-rays can be detected. These are particularly effective for samples whose surface smoothness is not high.

【0028】なお、検出器7の可動範囲については、試
料にX線が照射される領域や検出器の大きさに関係する
が、X,Y,Z軸では、照射面積より20mm広い領域
内、Z軸は試料4表面より0〜50mmの範囲、また、
θXZ軸は、±60度以内、θXY軸は360度の動きが可
能であることが望ましい。これらの可変領域外では、散
乱X線ともに、蛍光X線の低下も著しく効果が認められ
ないためである。
The movable range of the detector 7 is related to the region where the sample is irradiated with X-rays and the size of the detector. In the X, Y and Z axes, the movable range is 20 mm wider than the irradiation area. The Z axis ranges from 0 to 50 mm from the surface of the sample 4, and
It is desirable that the θ XZ axis can move within ± 60 degrees and the θ XY axis can move 360 degrees. Outside of these variable regions, both the scattered X-rays and the fluorescent X-rays are not significantly reduced.

【0029】[0029]

【発明の効果】以上説明したように、本発明にかかる全
反射蛍光X線分析の測定方法によれば、検出部の傾斜方
向及び傾斜角度を変更しつつ、この検出器に入射する蛍
光X線強度と散乱X線強度とを検出することにより、こ
の検出器に入射する散乱X線強度を低減させ、測定すべ
き蛍光X線強度が十分に得られる最適な傾斜方向及び傾
斜角度を選定することとした。
As described above, according to the measuring method of the total reflection X-ray fluorescence analysis according to the present invention, the fluorescent X-rays incident on the detector are changed while changing the tilt direction and the tilt angle of the detector. By detecting the intensity and the scattered X-ray intensity, the intensity of the scattered X-ray incident on this detector is reduced, and the optimum tilt direction and tilt angle that can sufficiently obtain the fluorescent X-ray intensity to be measured are selected. And

【0030】したがって、表面研磨が不十分な試料や有
機薄膜等の試料表面の分析にも、従来の全反射蛍光X線
分析法を適用し、試料から放出される蛍光X線を正確に
検出することができ、信頼度の高い分析結果を得ること
が可能となる。
Therefore, the conventional total reflection X-ray fluorescence analysis is also applied to the analysis of the sample surface such as a sample whose surface is not sufficiently polished or an organic thin film, and the fluorescent X-ray emitted from the sample is accurately detected. And a highly reliable analysis result can be obtained.

【0031】また、本発明にかかる全反射蛍光X線分析
装置では、可動支持手段によって、この検出手段を、X
軸・Y軸・Z軸の3軸方向に移動と、Y軸及びZ軸中心
の回転を可能に支持して構成したので、前述した測定方
法を実現でき、蛍光X線を正確に検出することが可能と
なる。
Further, in the total reflection X-ray fluorescence spectrometer according to the present invention, the detection means is provided by the movable support means.
Since it is configured to be able to move in three axis directions of axis, Y axis, and Z axis and to rotate around the Y axis and Z axis, the above-described measurement method can be realized, and the fluorescent X-ray can be accurately detected. Becomes possible.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本実施例にかかる全反射蛍光X線分析装置を示
す概略構成図である。
FIG. 1 is a schematic configuration diagram showing a total reflection X-ray fluorescence spectrometer according to the present embodiment.

【図2】検出器の可動方向を模式的に示す説明図であ
る。
FIG. 2 is an explanatory diagram schematically showing a movable direction of a detector.

【図3】検出器を示す概略断面図である。FIG. 3 is a schematic sectional view showing a detector.

【図4】(1)、(2)において、a)は従来の検出器
の位置、b)はθXZ軸で入射X線と反対方向に傾斜させ
た状態、c)はθXZ軸でX線の入射方向に傾斜させた状
態を、それぞれ示す説明図である。
4 (1) and (2), a) is a position of a conventional detector, b) is a state where it is inclined in the direction opposite to the incident X-ray on the θ XZ axis, and c) is X in the θ XZ axis. It is explanatory drawing which shows the state inclined in the incident direction of the line, respectively.

【図5】ガラス基板を試料として分析した結果を示す図
表である(θXZ軸回転効果)。
FIG. 5 is a chart showing the results of analysis using a glass substrate as a sample (θ XZ axis rotation effect).

【図6】ガラス基板を試料として分析した結果を示す図
表である(Z軸可変効果)。
FIG. 6 is a chart showing the results of analysis using a glass substrate as a sample (Z-axis variable effect).

【図7】従来の全反射蛍光X線測定分析を示す概略構成
図である。
FIG. 7 is a schematic configuration diagram showing a conventional total reflection X-ray fluorescence analysis.

【図8】(a),(b)は、試料表面の凹凸の違いによ
る散乱X線の散乱方向を示す説明図である。
FIGS. 8A and 8B are explanatory diagrams showing scattering directions of scattered X-rays due to differences in unevenness on a sample surface.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1…X線発生部、2…測定室、4…試料、5…試料支持
体、7…検出器。
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... X-ray generation part, 2 ... Measurement room, 4 ... Sample, 5 ... Sample support, 7 ... Detector.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平5−196583(JP,A) 特開 平5−99865(JP,A) 特開 平4−143642(JP,A) 特開 平1−97843(JP,A) 特開 平3−246452(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) G01N 23/00 - 23/227 ────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (56) References JP-A-5-196583 (JP, A) JP-A-5-99865 (JP, A) JP-A-4-1433642 (JP, A) JP-A-1- 97843 (JP, A) JP-A-3-246452 (JP, A) (58) Fields investigated (Int. Cl. 7 , DB name) G01N 23/00-23/227

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】試料の表面に対して所定の入射角でX線を
照射し、この試料から発せられる蛍光X線を、この試料
の上方に配設した検出部で検出する全反射蛍光X線分析
の測定方法において、 前記検出部を、前記試料が載置されたX−Y平面に垂直
なZ軸に対して、任意の方向及び角度に傾斜させ、 この傾斜方向及び傾斜角度を変更しつつ、この検出器に
入射する蛍光X線強度と散乱X線強度とを検出すること
により、 この検出器に入射する蛍光X線強度が所定レベルに維持
され、かつ、入射する散乱X線強度が低減される、前記
検出部の傾斜方向及び傾斜角度を、前記試料の測定部位
に応じて個々に選定することを特徴とする全反射蛍光X
線分析の測定方法。
An X-ray is radiated onto a surface of a sample at a predetermined incident angle, and a fluorescent X-ray emitted from the sample is detected by a detection unit disposed above the sample. In the measurement method for analysis, the detection unit is tilted in an arbitrary direction and an angle with respect to a Z axis perpendicular to an XY plane on which the sample is mounted, and while changing the tilt direction and the tilt angle, By detecting the intensity of the fluorescent X-rays and the intensity of the scattered X-rays incident on the detector, the intensity of the fluorescent X-rays incident on the detector is maintained at a predetermined level, and the intensity of the scattered X-rays incident on the detector is reduced. Wherein the tilt direction and the tilt angle of the detection unit are individually selected according to the measurement site of the sample.
Line analysis measurement method.
【請求項2】試料の表面に向けてX線を照射するX線照
射手段と、この試料の表面から放出される蛍光X線を検
出する検出手段と、この検出手段を変位自在に支持する
可動支持手段とを備え、 この可動支持手段は、前記検出手段を、この試料が載置
されたX−Y平面を基準としたX軸・Y軸・Z軸の3軸
方向に移動自在に支持するものであり、かつ、この検出
手段を、Y軸及びZ軸を中心に回転自在に支持するもの
であることを特徴とする全反射蛍光X線分析装置。
2. An X-ray irradiating means for irradiating an X-ray toward a surface of a sample, a detecting means for detecting fluorescent X-rays emitted from the surface of the sample, and a movable means for supporting the detecting means movably. The movable support means movably supports the detection means in three directions of X-axis, Y-axis, and Z-axis with reference to the XY plane on which the sample is placed. A total reflection X-ray fluorescence spectrometer, wherein the detection means is rotatably supported around the Y axis and the Z axis.
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