JP3729341B2 - X-ray fluorescence analyzer - Google Patents

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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、蛍光X線分析装置に関し、特に複数の励起X線源を備える蛍光X線分析装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
蛍光X線分析装置は、一次X線を照射することによって試料から発生する蛍光X線に基づいて試料の構成元素や内部構造等を解析するものであり、例えば半導体やストレージの分野における局所の材料分析や不良箇所の解析、生物分野における細胞表面の化学状態の分析に適用することができる。
蛍光X線は元素に特有の波長を有しており、蛍光X線分析はこの蛍光X線の波長及び強度を測定することによって元素の特性分析や定量分析を行う。この蛍光X線分析では、測定する元素の重さに応じて照射するX線の波長を異ならせている。
【0003】
広い範囲の元素を測定する場合にはX線管から発生する連続X線と特性X線をそのまま直接1次X線として試料に照射するダイレクト励起源を用い、ある特定範囲の元素の微量成分を感度良く測定する場合には、X線管からのX線の一部をモノクロ化したモノクロ励起源を用いている。また、ダイレクト励起源でも測定元素に応じて複数のターゲットのX線管を切り換えて用いる場合もある。
従来の蛍光X線分析装置では、一つの装置内に、ダイレクト励起源又はモノクロ励起源を複数備え、これらの励起X線源を切り替えることによって、軽元素から重元素までの広い範囲の分析を可能とするものが知られている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
蛍光X線分析において、試料面を観察してX線を照射する分析位置を定め、この分析位置に一次X線を正確に照射する必要がある。このとき、一次X線を試料面上の分析位置に正確に照射するには、試料ステージ上の原点位置とX線の照射位置が一致している必要がある。
蛍光X線分析装置が照射する一次X線が1mm径以上の比較的に大きな径である場合には、試料ステージ上の原点位置とX線の照射中心の位置との間にずれがあっても、一次X線の照射径が十分大きいため、一次X線の照射径内に試料ステージ上の原点位置が含まれ、分析位置に十分な強度の一次X線を照射することができる。
【0005】
一方、半導体やストレージの分野あるいは生物分野では、100μm以下の高い空間分解能が求められている。このような高い空間分解能が求めらる蛍光X線分析装置では、一次X線の照射径も100μm以下であることが求められる。照射径を100μm以下に絞るには、連続X線の場合には複数のポリキャピラリやX線導管あるいはピンホールコリメータを備えた構成や、特性一次X線の場合には二重湾曲分光結晶を備えた構成としている。
【0006】
このような一次X線の照射径が100μm以下の場合には、試料ステージ上の原点位置とX線の照射中心の位置との間にずれがあると、分析位置に十分な強度の一次X線を照射することができない。そのため、試料ステージ上の原点位置とX線の照射中心の位置を一致させるために、励起X線源の位置調整を十分に行う必要がある。
【0007】
一般に、蛍光X線分析装置の照射位置の近傍には、励起X線源の他、蛍光X線を検出する検出器やCCDカメラ等の光学系が狭い空間部分に近接して配置されている。このような構成において、照射径を100μm以下に絞るための複数のポリキャピラリやX線導管あるいはピンホールコリメータ、あるいは二重湾曲分光結晶等の機構を備えた励起X線源を複数配置し、かつ、これら複数の励起X線源の位置調整を100μm以下の単位で行うことは困難である。
そのため、一つの装置内に、広い波長域の連続X線を照射する励起X線源と、特性X線を照射する複数の励起X線源を備える蛍光X線分析装置は、一次X線の照射径が1mm以上の比較的大きなものに限られ、一次X線の照射径が100μm以下の微小径の場合には、広い波長域の連続X線を照射する励起X線源、あるいは一つの特性X線を照射する励起X線源を備える構成としている。
【0008】
したがって、100μm以下の微小部分の分析が求められる蛍光X線分析では、軽元素から重元素の分析を行うために複数の蛍光X線分析装置を用意する必要があるという問題があり、一つの装置で100μm以下の微小部分について軽元素から重元素を分析することができる蛍光X線分析装置が求められている。また、100μm以下の微小部分を複数の励起X線で測定する際、試料面での照射位置の位置合わせが容易な蛍光X線分析装置が求められている。
【0009】
そこで、本発明は前記した従来の問題点を解決し、複数の励起X線の試料面での照射位置の微小な位置合わせを容易とすることを目的とする。また、一つの蛍光X線分析装置によって100μm以下の微小部分について軽元素から重元素を分析することができることを目的とする。
【0010】
【課題を解決するための手段】
本発明は、複数の励起X線源について、照射位置と試料ステージの原点との位置ずれをオフセット量として記憶しておき、このオフセット量を個別に位置補正することによって、複数の励起X線の試料面での照射位置の微小な位置合わせを容易とし、一つの蛍光X線分析装置で100μm以下の微小部分について軽元素から重元素を分析することを可能とする。
【0011】
本発明の蛍光X線分析装置は、少なくとも二つの励起X線源と試料ステージとを備え、試料ステージは、各励起X線源が照射する一次X線の試料面での照射位置と試料ステージの原点に対するオフセット量を各励起X線源毎に位置補正する。オフセット量は、各励起X線源毎に一次X線の試料面での照射位置と試料ステージの原点との位置ずれを予め求め記憶しておき、測定時において使用する励起X線源に対応するオフセット量を読み出し、オフセット量を用いて照射位置と試料ステージの原点が一致するように試料ステージの位置補正を行う。
【0012】
本発明は、X線管から発生する連続X線及び特性X線を含む一次X線を照射するダイレクト励起源、X線管から発生する一次X線の一部をモノクロ化(単色化)した特性X線を照射するモノクロ励起源を用い、このダイレクト励起源又はモノクロ励起源、あるいはダイレクト励起源とモノクロ励起源とを、それぞれターゲットを異ならせたものを複数組み合わせて励起X線源を構成することができる。
【0013】
ダイレクト励起源は、X線管から照射された連続X線及び特性X線を含む一次X線を、複数のX線導管(ポリキャピラリ)あるいはピンホールコリメータによって例えば100μm以下の照射径として照射する。また、モノクロ励起源は、X線管からの一次X線を二重湾曲分光結晶でモニクロ化し例えば100μm以下の照射径に収束させて照射する。
各励起X線源から照射された励起X線は、それぞれに設定されたオフセット量を試料ステージで補正することによって試料の同一位置に照射される。
【0014】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を、図を参照しながら詳細に説明する。
図1は本発明の蛍光X線分析装置の概要を説明するための概略図である。蛍光X線分析装置1は、一次X線を発生し試料ステージ10上に配置された試料Sに照射する励起X線源2,3、一次X線で励起され試料Sから放出された蛍光X線等の二次X線を検出し測定する検出部4(例えば、エネルギー分散型(EDX)X線検出器)及び測定部16、試料Sを光学的に観察するためのCCDカメラ等撮像手段を備える光学観察手段5、測定部16の測定結果や光学観察手段5による像を表示する表示手段15、試料Sを支持すると共に励起X線の照射位置を定める試料ステージ10及び試料ステージ10の位置制御を行う試料ステージ制御手段11を備える。
【0015】
励起X線源は、所定の波長域を含む連続X線を照射する第1励起X線源2と、モニクロ化した特性一次X線を照射する第2励起X線源3を備え、第2励起X線源3は、一つあるいは複数の励起X線源3a,3bを備える。第1励起X線源2及び第2励起X線源3は何れか一つの励起X線を選択して試料Sに照射する。
【0016】
蛍光X線分析装置1は、さらに、一次X線の照射位置と試料ステージ10の原点との位置ずれを補正するためにオフセット量測定手段13及びオフセット量記憶手段14を備える。オフセット量測定手段13及びオフセット量記憶手段14は、各励起X線源毎に一次X線の試料面での照射位置と試料ステージの原点との位置ずれを予め求め記憶しておき、試料ステージ制御手段11は、測定時において使用する励起X線源に対応するオフセット量をオフセット量記憶手段14から読み出し、読み出したオフセット量を用いて照射位置と試料ステージの原点が一致するように試料ステージ10の位置補正を行う。
【0017】
また、蛍光X線分析装置1は制御手段12を備え、第1励起X線源2及び複数の第2励起X線源3の切り替え制御、オフセット量記憶手段14のオフセット量の読み出し及び書き込み制御、試料ステージ制御手段11の駆動制御、検出器4及び測定手段16の測定制御、オフセット量測定手段13の測定制御等を統括的制御する。
第1励起X線源2及び第2励起X線源3の一構成例を、図2を用いて説明する。第1励起X線源2は、例えばRhターゲットX線管等のX線管21と、複数のポリキャピラリやX線導管あるいはピンホールコリメータ等の光学手段22を備える。なお、X線導管あるいはポリキャピラリはX線を集光する光学手段であり、ピンホールコリメータは一次X線の照射径を制限する光学手段である。
【0018】
光学手段22はX線管21が発生した一次X線を試料S上において30〜50μmの照射径とする。なお、この照射径は波長によって異なるが、本発明の第1励起X線源2は100μm以下の照射径となるように集光させて照射する。第1励起X線源2による励起X線は、RhターゲットX線管からの一次X線とほぼ同じ波長分布を持ち、重元素から軽元素までの広い範囲で適用することができる。軽元素はTiよりも原子番号の小さな元素に適用することができる。
【0019】
第2励起X線源3は、MoターゲットX線管等のX線管31と、Mica等の二重湾曲分光結晶32を備える。二重湾曲分光結晶32は、X線管31からの一次X線内の特定波長(MoターゲットX線管の場合にはMo−Kα)をモノクロ化して試料表面に、例えば約40μmの径で収束して照射する。このMoターゲットX線管からの一次X線をモノクロ化して得た励起X線によれば、Cu〜Tiまでの重元素領域の蛍光X線分析において、バックグラウンを低減し高感度で分析することができる。
第2励起X線源3は、励起X線の波長を異ならせた複数の励起X線源3a,3bを備えることができ、制御手段12の制御によって所定の波長の励起X線を選択的に照射することができる。なお、図2では、一つの第2励起X線源3のみを示している。
【0020】
本発明の蛍光X線分析装置1は、各励起X線源が照射する励起X線の照射位置と試料ステージの原点位置との各位置ずれを補正する手段として、照射位置と試料ステージの原点位置のオフセット量を測定するオフセット量測定手段13、測定したオフセット量を記憶するオフセット量記憶手段14、このオフセット量を用いて試料ステージ10の位置制御を行う試料ステージ制御手段11を備える。
【0021】
以下、図3のフローチャートを用いてオフセット量を測定する手順を説明し、図5のフローチャートを用いてオフセット量を補正する手順を説明する。なお、図4は励起X線の照射位置と試料ステージの中心位置とのオフセット量を説明する図である。
図3のフローチャートにおいて、オフセット量の測定は各励起X線源毎に照射位置と試料ステージの原点との位置ずれを測定する。はじめに、第1励起X線源2、複数あるいは一つの第2励起X線源3からオフセット量を測定する励起X線源を選択する(ステップS1)。蛍光板を試料ステージ上に配置した後(ステップS2)、選択した励起X線源の一次X線を蛍光板上に照射する。蛍光板は、照射された一次X線によって蛍光発生し、この発光位置から一次X線の照射位置を知ることができる(ステップS3)。
【0022】
蛍光板上の発光点を光学観察手段5が備えるCCDカメラ等の撮像手段によって撮像する。このとき、光学観察手段5の中心位置と試料ステージ10の原点を予め位置合わせしておく。この位置合わせによって、照射位置と試料ステージ10の原点との位置ずれを、照射位置と光学観察手段5の中心位置との位置ずれによって求めることができる。光学観察手段5の像は、表示手段15に表示することができる。図4は、光学観察手段5による像の一例を概略的に表し、Oは観察像の中心位置を示し、Pは一次X線の照射位置を示している。Δx及びΔyは、中心位置Oに対する一次X線の照射位置Pのオフセット量を示している。観察像の中心位置Oは試料ステージの中心位置に予め一致させおくことによって、このオフセット量Δx及びΔyは、試料ステージの原点に対する一次X線の照射位置のオフセット量となる(ステップS4)。
【0023】
オフセット量測定手段13は、この照射位置と試料ステージ10の中心位置との位置ずれ量をオフセット量として測定する。オフセット量の測定は、光学観察手段5の像を観察しながら試料ステージ10の中心位置を照射位置に位置合わせし(ステップS5)、このときの試料ステージ10の移動量から求める他、照射位置と光学観察手段5の中心位置との位置ずれを画像データから測定することによって求めることができる(ステップS6)。測定したオフセット量は、オフセット量記憶手段14に記憶する(ステップS7)。
前記ステップS1〜ステップS7の工程を、蛍光X線分析装置1が備える励起X線源について行う(ステップS8)。これによって、各励起X線源2,3のオフセット量を記憶することができる。
【0024】
次に、オフセット量の補正手順について図5のフローチャートを用いて説明する。制御手段12は、目的の元素測定に対応する励起X線を発生する励起X線源を選択し(ステップS11)、選択した励起X線源に対応するオフセット量をオフセット量記憶手段14から読み出し、試料ステージ制御手段11に送る(ステップS12)。試料ステージ制御手段11は、オフセット量を用いて試料ステージ10の位置補正を行い(ステップS13)、励起X線源から励起X線を試料Sに照射する。試料ステージ10はオフセット量補正されているため、照射された励起X線は試料ステージの原点に照射されることになる(ステップS14)。励起X線の照射によって試料から発生した蛍光X線を検出器で検出し、蛍光X線測定を行う(ステップS15)。
【0025】
本発明によれば、励起X線源を切り替えた場合であっても、各励起X線源による励起X線の照射位置と試料ステージの原点は一致させることができるため、試料の同一位置に励起X線を照射させることができる。
また、本発明によれば、蛍光X線分析装置において、各部品の製造誤差や組立誤差によって照射位置が試料ステージの原点から位置ずれしてた場合であっても、各励起X線源の設置位置を調節することなく、オフセット量補正することができる。
【0026】
特に、狭い空間内に複数の励起X線源を備える構成では設置位置の調節が困難であるが、本発明によれば試料ステージの駆動によってオフセット量を補正することができるため、狭い空間内に複数の励起X線源を備える構成に対しても適用することができる。
【0027】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の蛍光X線分析装置によれば、複数の励起X線の試料面での照射位置の微小な位置合わせを容易とすることができる。また、一つの蛍光X線分析装置によって100μm以下の微小部分について軽元素から重元素を分析することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の蛍光X線分析装置の概要を説明するための概略図である。
【図2】本発明の第1励起X線源及び第2励起X線源の一構成例を説明するための図である。
【図3】本発明の蛍光X線分析装置によるオフセット量を測定する手順を説明するためのフローチャートである。
【図4】励起X線の照射位置と試料ステージの中心位置とのオフセット量を説明する図である。
【図5】本発明の蛍光X線分析装置によるオフセット量を補正する手順を説明するためのフローチャートである。
【符号の説明】
1…蛍光X線分析装置、2…第1励起X線源、3,3a,3b…第2励起X線源、4…検出器、5…光学観察手段、11…試料ステージ制御手段、12…制御手段、13…オフセット量測定手段、14…オフセット量記憶手段、15…表示手段、16…測定手段、O…原点、P…照射位置、S…試料。
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a fluorescent X-ray analyzer, and more particularly to a fluorescent X-ray analyzer provided with a plurality of excitation X-ray sources.
[0002]
[Prior art]
A fluorescent X-ray analyzer analyzes a constituent element, an internal structure, and the like of a sample based on fluorescent X-rays generated from the sample by irradiating primary X-rays. For example, a local material in the field of semiconductors and storage It can be applied to analysis, analysis of defective parts, and analysis of the chemical state of the cell surface in the biological field.
The fluorescent X-ray has a wavelength peculiar to the element, and the fluorescent X-ray analysis performs element characteristic analysis and quantitative analysis by measuring the wavelength and intensity of the fluorescent X-ray. In this fluorescent X-ray analysis, the wavelength of X-rays irradiated is varied according to the weight of the element to be measured.
[0003]
When measuring a wide range of elements, use a direct excitation source that directly irradiates the sample with the continuous X-rays generated from the X-ray tube and the characteristic X-rays directly as primary X-rays. In the case of measuring with high sensitivity, a monochrome excitation source in which a part of X-rays from the X-ray tube is converted into monochrome is used. In some cases, a direct excitation source may be used by switching X-ray tubes of a plurality of targets according to the measurement element.
Conventional fluorescent X-ray analyzers are equipped with multiple direct excitation sources or monochrome excitation sources in a single device, and switching between these excitation X-ray sources enables a wide range of analysis from light elements to heavy elements. Is known.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
In fluorescent X-ray analysis, it is necessary to observe the sample surface and determine an analysis position for irradiating X-rays, and accurately irradiate primary X-rays to the analysis position. At this time, in order to accurately irradiate the analysis position on the sample surface with the primary X-ray, the origin position on the sample stage and the X-ray irradiation position need to match.
If the primary X-ray irradiated by the fluorescent X-ray analyzer has a relatively large diameter of 1 mm or more, even if there is a deviation between the origin position on the sample stage and the X-ray irradiation center position. Since the irradiation diameter of the primary X-ray is sufficiently large, the origin position on the sample stage is included in the irradiation diameter of the primary X-ray, and the primary X-ray having sufficient intensity can be irradiated to the analysis position.
[0005]
On the other hand, high spatial resolution of 100 μm or less is required in the field of semiconductors and storage or in the biological field. In such a fluorescent X-ray analyzer that requires high spatial resolution, the primary X-ray irradiation diameter is also required to be 100 μm or less. In order to reduce the irradiation diameter to 100 μm or less, in the case of continuous X-rays, it is provided with a configuration comprising a plurality of polycapillaries, X-ray conduits or pinhole collimators, and in the case of characteristic primary X-rays, a double-curved spectral crystal is provided. It has a configuration.
[0006]
When the irradiation diameter of the primary X-ray is 100 μm or less, if there is a deviation between the origin position on the sample stage and the position of the X-ray irradiation center, the primary X-ray having sufficient intensity at the analysis position. Can not be irradiated. Therefore, in order to make the origin position on the sample stage coincide with the position of the X-ray irradiation center, it is necessary to sufficiently adjust the position of the excitation X-ray source.
[0007]
In general, in addition to an excitation X-ray source, an optical system such as a detector for detecting fluorescent X-rays or a CCD camera is disposed in the vicinity of a narrow space near the irradiation position of the fluorescent X-ray analyzer. In such a configuration, a plurality of excitation X-ray sources having a mechanism such as a plurality of polycapillaries, an X-ray conduit or a pinhole collimator, or a double curved spectral crystal for reducing the irradiation diameter to 100 μm or less are arranged, and It is difficult to adjust the position of the plurality of excitation X-ray sources in units of 100 μm or less.
Therefore, an X-ray fluorescence analyzer that includes an excitation X-ray source that irradiates continuous X-rays in a wide wavelength range and a plurality of excitation X-ray sources that irradiate characteristic X-rays in one apparatus is irradiated with primary X-rays. When the diameter of the primary X-ray is limited to a relatively large diameter of 1 mm or more and the diameter of the primary X-ray is 100 μm or less, an excitation X-ray source that emits continuous X-rays in a wide wavelength range, or one characteristic X An excitation X-ray source for irradiating a beam is provided.
[0008]
Therefore, in the X-ray fluorescence analysis that requires analysis of a minute part of 100 μm or less, there is a problem that it is necessary to prepare a plurality of X-ray fluorescence analyzers in order to analyze heavy elements from light elements. Therefore, there is a demand for a fluorescent X-ray analyzer capable of analyzing heavy elements from light elements in a minute portion of 100 μm or less. Further, there is a need for an X-ray fluorescence analyzer that facilitates alignment of the irradiation position on the sample surface when measuring a minute portion of 100 μm or less with a plurality of excitation X-rays.
[0009]
SUMMARY OF THE INVENTION Accordingly, an object of the present invention is to solve the above-described conventional problems and facilitate the minute alignment of the irradiation positions of a plurality of excitation X-rays on the sample surface. It is another object of the present invention to analyze heavy elements from light elements with respect to a minute part of 100 μm or less with one fluorescent X-ray analyzer.
[0010]
[Means for Solving the Problems]
According to the present invention, for a plurality of excitation X-ray sources, a positional deviation between the irradiation position and the origin of the sample stage is stored as an offset amount, and the position of the offset amount is individually corrected, whereby a plurality of excitation X-ray sources Fine alignment of the irradiation position on the sample surface is facilitated, and it is possible to analyze heavy elements from light elements in a minute part of 100 μm or less with one fluorescent X-ray analyzer.
[0011]
The X-ray fluorescence analyzer of the present invention includes at least two excitation X-ray sources and a sample stage, and the sample stage has an irradiation position on the sample surface of the primary X-ray irradiated by each excitation X-ray source and a sample stage. The offset amount with respect to the origin is corrected for each excitation X-ray source. The offset amount corresponds to the excitation X-ray source used at the time of measuring and storing in advance the positional deviation between the irradiation position of the primary X-ray on the sample surface and the origin of the sample stage for each excitation X-ray source. The offset amount is read out, and the position of the sample stage is corrected using the offset amount so that the irradiation position matches the origin of the sample stage.
[0012]
The present invention relates to a direct excitation source for irradiating primary X-rays including continuous X-rays and characteristic X-rays generated from an X-ray tube, and characteristics obtained by making a part of primary X-rays generated from an X-ray tube monochrome (monochrome). Using a monochrome excitation source that irradiates X-rays, and constructing an excitation X-ray source by combining this direct excitation source or monochrome excitation source, or a combination of direct excitation sources and monochrome excitation sources with different targets. Can do.
[0013]
The direct excitation source irradiates primary X-rays including continuous X-rays and characteristic X-rays emitted from an X-ray tube with a plurality of X-ray conduits (polycapillary) or a pinhole collimator with an irradiation diameter of, for example, 100 μm or less. In addition, the monochromatic excitation source irradiates the primary X-rays from the X-ray tube after being converged to an irradiation diameter of, for example, 100 μm or less after being monochromated with a double curved spectral crystal.
The excitation X-rays irradiated from the respective excitation X-ray sources are irradiated to the same position of the sample by correcting the offset amount set for each with the sample stage.
[0014]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
FIG. 1 is a schematic view for explaining the outline of the fluorescent X-ray analyzer of the present invention. The X-ray fluorescence analyzer 1 generates primary X-rays and emits X-rays emitted from the sample S excited by the primary X-rays 2 and 3, which are irradiated on the sample S arranged on the sample stage 10. A detection unit 4 for detecting and measuring secondary X-rays such as an energy dispersive (EDX) X-ray detector, a measurement unit 16, and an imaging means such as a CCD camera for optically observing the sample S The optical observation means 5, the display means 15 for displaying the measurement result of the measurement unit 16 and the image by the optical observation means 5, the sample stage 10 that supports the sample S and determines the irradiation position of the excitation X-ray and the position control of the sample stage 10. The sample stage control means 11 to perform is provided.
[0015]
The excitation X-ray source includes a first excitation X-ray source 2 that irradiates continuous X-rays including a predetermined wavelength region, and a second excitation X-ray source 3 that irradiates monicized characteristic primary X-rays. The X-ray source 3 includes one or a plurality of excitation X-ray sources 3a and 3b. The first excitation X-ray source 2 and the second excitation X-ray source 3 select any one of the excitation X-rays and irradiate the sample S.
[0016]
The X-ray fluorescence analyzer 1 further includes an offset amount measuring unit 13 and an offset amount storage unit 14 in order to correct a positional deviation between the primary X-ray irradiation position and the origin of the sample stage 10. The offset amount measuring means 13 and the offset amount storage means 14 obtain and store in advance the positional deviation between the irradiation position of the primary X-ray on the sample surface and the origin of the sample stage for each excitation X-ray source, and control the sample stage. The means 11 reads the offset amount corresponding to the excitation X-ray source used at the time of measurement from the offset amount storage means 14, and uses the read offset amount so that the irradiation position and the origin of the sample stage coincide with each other. Perform position correction.
[0017]
The fluorescent X-ray analysis apparatus 1 includes a control unit 12, a switching control of the first excitation X-ray source 2 and the plurality of second excitation X-ray sources 3, an offset amount reading and writing control of the offset amount storage unit 14, The driving control of the sample stage control unit 11, the measurement control of the detector 4 and the measurement unit 16, the measurement control of the offset amount measurement unit 13, and the like are comprehensively controlled.
A configuration example of the first excitation X-ray source 2 and the second excitation X-ray source 3 will be described with reference to FIG. The first excitation X-ray source 2 includes an X-ray tube 21 such as an Rh target X-ray tube, and optical means 22 such as a plurality of polycapillaries, X-ray conduits, or a pinhole collimator. The X-ray conduit or polycapillary is an optical means for condensing X-rays, and the pinhole collimator is an optical means for limiting the primary X-ray irradiation diameter.
[0018]
The optical means 22 sets the primary X-ray generated by the X-ray tube 21 to an irradiation diameter of 30 to 50 μm on the sample S. Although the irradiation diameter varies depending on the wavelength, the first excitation X-ray source 2 of the present invention is focused and irradiated so as to have an irradiation diameter of 100 μm or less. Excitation X-rays from the first excitation X-ray source 2 have substantially the same wavelength distribution as primary X-rays from the Rh target X-ray tube, and can be applied in a wide range from heavy elements to light elements. The light element can be applied to an element having an atomic number smaller than that of Ti.
[0019]
The second excitation X-ray source 3 includes an X-ray tube 31 such as a Mo target X-ray tube, and a double curved spectral crystal 32 such as Mica. The double-curved spectroscopic crystal 32 converts the specific wavelength (Mo-Kα in the case of Mo target X-ray tube) in the primary X-ray from the X-ray tube 31 into a monochrome and converges on the sample surface with a diameter of, for example, about 40 μm. And then irradiate. According to the excitation X-ray obtained by making the primary X-ray from the Mo target X-ray tube monochrome, in the X-ray fluorescence analysis of the heavy element region from Cu to Ti, the background is reduced and the analysis is performed with high sensitivity. Can do.
The second excitation X-ray source 3 can include a plurality of excitation X-ray sources 3a and 3b having different wavelengths of the excitation X-rays, and selectively select excitation X-rays having a predetermined wavelength under the control of the control means 12. Can be irradiated. In FIG. 2, only one second excitation X-ray source 3 is shown.
[0020]
The fluorescent X-ray analyzer 1 according to the present invention is a means for correcting each positional deviation between the irradiation position of the excitation X-rays irradiated by each excitation X-ray source and the origin position of the sample stage, and the origin position of the sample stage. Offset amount measuring means 13 for measuring the offset amount, offset amount storing means 14 for storing the measured offset amount, and sample stage control means 11 for controlling the position of the sample stage 10 using this offset amount.
[0021]
Hereinafter, the procedure for measuring the offset amount will be described using the flowchart of FIG. 3, and the procedure for correcting the offset amount will be described using the flowchart of FIG. FIG. 4 is a diagram for explaining the offset amount between the excitation X-ray irradiation position and the center position of the sample stage.
In the flowchart of FIG. 3, the offset amount is measured by measuring the positional deviation between the irradiation position and the origin of the sample stage for each excitation X-ray source. First, an excitation X-ray source for measuring an offset amount is selected from the first excitation X-ray source 2 and a plurality or one second excitation X-ray source 3 (step S1). After arranging the fluorescent screen on the sample stage (step S2), the primary X-rays of the selected excitation X-ray source are irradiated onto the fluorescent screen. The fluorescent plate generates fluorescence by the irradiated primary X-ray, and the irradiation position of the primary X-ray can be known from the light emission position (step S3).
[0022]
The light emitting point on the fluorescent screen is imaged by an imaging means such as a CCD camera provided in the optical observation means 5. At this time, the center position of the optical observation means 5 and the origin of the sample stage 10 are aligned in advance. By this alignment, a positional deviation between the irradiation position and the origin of the sample stage 10 can be obtained by a positional deviation between the irradiation position and the center position of the optical observation means 5. The image of the optical observation means 5 can be displayed on the display means 15. FIG. 4 schematically shows an example of an image obtained by the optical observation means 5, where O indicates the center position of the observation image and P indicates the irradiation position of the primary X-ray. Δx and Δy indicate the offset amount of the irradiation position P of the primary X-ray with respect to the center position O. By making the center position O of the observation image coincide with the center position of the sample stage in advance, the offset amounts Δx and Δy become the offset amount of the primary X-ray irradiation position with respect to the origin of the sample stage (step S4).
[0023]
The offset amount measuring means 13 measures the amount of positional deviation between this irradiation position and the center position of the sample stage 10 as an offset amount. The offset amount is measured by aligning the center position of the sample stage 10 with the irradiation position while observing the image of the optical observation means 5 (step S5). In addition to obtaining the amount of movement of the sample stage 10 at this time, The positional deviation from the center position of the optical observation means 5 can be obtained by measuring from the image data (step S6). The measured offset amount is stored in the offset amount storage means 14 (step S7).
Steps S1 to S7 are performed on the excitation X-ray source included in the fluorescent X-ray analyzer 1 (step S8). Thereby, the offset amounts of the respective excitation X-ray sources 2 and 3 can be stored.
[0024]
Next, the offset amount correction procedure will be described with reference to the flowchart of FIG. The control unit 12 selects an excitation X-ray source that generates excitation X-rays corresponding to the target element measurement (step S11), reads an offset amount corresponding to the selected excitation X-ray source from the offset amount storage unit 14, The sample is sent to the sample stage control means 11 (step S12). The sample stage control means 11 corrects the position of the sample stage 10 using the offset amount (step S13), and irradiates the sample S with excitation X-rays from the excitation X-ray source. Since the sample stage 10 is offset-corrected, the irradiated excitation X-rays are irradiated to the origin of the sample stage (step S14). The fluorescent X-rays generated from the sample by the irradiation of the excited X-rays are detected by the detector, and the fluorescent X-ray measurement is performed (step S15).
[0025]
According to the present invention, even when the excitation X-ray source is switched, the irradiation position of the excitation X-ray from each excitation X-ray source and the origin of the sample stage can be made coincident with each other. X-rays can be irradiated.
Further, according to the present invention, in the fluorescent X-ray analysis apparatus, even when the irradiation position is shifted from the origin of the sample stage due to the manufacturing error or assembly error of each part, each excitation X-ray source is installed. The offset amount can be corrected without adjusting the position.
[0026]
In particular, in a configuration including a plurality of excitation X-ray sources in a narrow space, it is difficult to adjust the installation position. However, according to the present invention, the offset amount can be corrected by driving the sample stage. The present invention can also be applied to a configuration including a plurality of excitation X-ray sources.
[0027]
【The invention's effect】
As described above, according to the fluorescent X-ray analysis apparatus of the present invention, it is possible to facilitate fine alignment of the irradiation positions on the sample surface of a plurality of excitation X-rays. Moreover, heavy elements can be analyzed from light elements with respect to a minute part of 100 μm or less by one fluorescent X-ray analyzer.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic view for explaining the outline of a fluorescent X-ray analysis apparatus of the present invention.
FIG. 2 is a diagram for explaining a configuration example of a first excitation X-ray source and a second excitation X-ray source according to the present invention.
FIG. 3 is a flowchart for explaining a procedure for measuring an offset amount by the X-ray fluorescence analyzer of the present invention.
FIG. 4 is a diagram for explaining an offset amount between an irradiation position of excitation X-rays and a center position of a sample stage.
FIG. 5 is a flowchart for explaining a procedure for correcting an offset amount by the X-ray fluorescence analyzer of the present invention.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... X-ray fluorescence analyzer, 2 ... 1st excitation X-ray source, 3, 3a, 3b ... 2nd excitation X-ray source, 4 ... Detector, 5 ... Optical observation means, 11 ... Sample stage control means, 12 ... Control means, 13 ... offset amount measuring means, 14 ... offset amount storage means, 15 ... display means, 16 ... measuring means, O ... origin, P ... irradiation position, S ... sample.

Claims (2)

少なくとも二つの励起X線源と、試料ステージを備え、
前記試料ステージは、前記各励起X線源が照射する一次X線の試料面での照射位置と試料ステージの原点に対するオフセット量を、各励起X線源毎に位置補正する、蛍光X線分析装置。
Comprising at least two excitation X-ray sources and a sample stage;
The sample stage is a fluorescent X-ray analyzer that corrects the position of the offset of the irradiation position on the sample surface of the primary X-ray irradiated by each excitation X-ray source and the origin of the sample stage for each excitation X-ray source. .
前記励起X線源が照射する一次X線の照射径は100μmを超えないことを特徴とする請求項1記載の蛍光X線分析装置。2. The fluorescent X-ray analyzer according to claim 1, wherein the irradiation diameter of the primary X-rays irradiated by the excitation X-ray source does not exceed 100 μm.
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