JP4349146B2 - X-ray analyzer - Google Patents

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本発明は、電子線プローブ微小分析装置、走査電子顕微鏡、透過電子顕微鏡、蛍光X線分析装置等、電子線やX線などを励起線として試料から固有X線を放出させてこれを分析するX線分析装置に関し、更に詳しくは、試料上のごく微小な領域の分析に好適なX線分析装置に関する。   The present invention relates to an electron beam probe microanalyzer, a scanning electron microscope, a transmission electron microscope, a fluorescent X-ray analyzer, etc., which emits intrinsic X-rays from a sample using an electron beam or X-ray as an excitation ray and analyzes the X More particularly, the present invention relates to an X-ray analyzer suitable for analyzing a very small area on a sample.

電子線プローブ微小分析装置(EPMA)では、高エネルギーを有する電子線を励起線として試料に照射し、それによって試料の含有成分の内側電子が励起された際に外部に放出される固有X線を分析することにより、元素の同定や定量を行ったり、元素の分布を調べたりする。一方、蛍光X線分析装置では、一次X線を励起線として試料に照射し、それによって試料から放出される固有X線(蛍光X線)をEPMAと同様に分析する。   The electron probe microanalyzer (EPMA) irradiates a sample with an electron beam having high energy as an excitation beam, and thereby emits intrinsic X-rays emitted to the outside when the inner electrons of the components contained in the sample are excited. By analyzing, the element is identified and quantified, and the distribution of the element is examined. On the other hand, a fluorescent X-ray analyzer irradiates a sample with primary X-rays as excitation rays, and thereby analyzes intrinsic X-rays (fluorescent X-rays) emitted from the sample in the same manner as EPMA.

また、こうした分析装置の固有X線の分析方法としては、固有X線を分光結晶で分光し、分光された各種回折X線の中で特定波長(エネルギー)を有する回折X線のみを検出器に導入して検出する波長分散方式(WDS)と、固有X線を半導体検出器に直接導入し、そのX線の波長(エネルギー)に比例する波高を有するパルス信号を発生させ、波高分析器等によりその波高値を検知することにより電気的に波長分離して検出するエネルギー分散方式(EDS)とがある。   In addition, as a method for analyzing the characteristic X-rays of such an analyzer, the characteristic X-rays are dispersed with a spectroscopic crystal, and only the diffracted X-rays having a specific wavelength (energy) among the various diffracted X-rays dispersed are used as a detector. Wavelength dispersion method (WDS) to be introduced and detected, and inherent X-rays are directly introduced into a semiconductor detector, and a pulse signal having a wave height proportional to the wavelength (energy) of the X-rays is generated. There is an energy dispersive method (EDS) in which the wave height value is detected and detected by electrical wavelength separation.

こうしたX線分析装置による微小部分分析では、近年、固有X線を放出する試料と検出器との間に、入射側に点焦点を有し、出射側は平行ビームとなるポリキャピラリ(Polycapillary)を介挿したものが知られている(例えば非特許文献1など参照)。ポリキャピラリは、X線を案内するガラス製の細管(ファイバ)を多数束ねた基本構造を有しており、殆ど点とみなし得るX線源から出たX線を入口側で大きな立体角で以て取り込み、反対側の出口側から平行ビームを出射する。したがって、このポリキャピラリを試料と検出器との間に配置することにより、試料からあらゆる方向に放出される固有X線を効率良く収集して検出器へと導くことができる。   In micro-partial analysis using such an X-ray analyzer, in recent years, a polycapillary (Polycapillary) that has a point focus on the incident side and a parallel beam on the output side between the sample emitting the intrinsic X-ray and the detector is used. What was inserted is known (for example, refer nonpatent literature 1 etc.). A polycapillary has a basic structure in which a large number of thin glass tubes (fibers) that guide X-rays are bundled, and X-rays emitted from an X-ray source that can be regarded as almost a point can be expressed at a large solid angle on the entrance side. The parallel beam is emitted from the exit side on the opposite side. Therefore, by disposing the polycapillary between the sample and the detector, the characteristic X-rays emitted from the sample in all directions can be efficiently collected and guided to the detector.

ポリキャピラリの入射側の点焦点のサイズは試料元素の種類などにも依存するものの、一般に数十μm程度のごく小さなサイズであるが、特に電子線励起の場合には、電子線をごく小径に絞り、試料上のX線放出領域のサイズをポリキャピラリの点焦点領域のサイズよりもさらに小さくすることが可能である。さらに、点焦点領域の中で電子線の照射位置を走査することも可能である。そこで、その点焦点領域の中で固有X線を検出する微小部分を順次ずらしていって、点焦点領域内でのX線強度値の分布を高速に取得することができる。こうした電子線の走査と試料自体の水平移動とを組み合わせることにより、試料上の任意の範囲内の微細な元素マッピングなども可能となる。   Although the size of the point focus on the incident side of the polycapillary depends on the type of sample element, it is generally a very small size of about several tens of μm. However, especially in the case of electron beam excitation, the electron beam has a very small diameter. It is possible to make the size of the X-ray emission region on the aperture and the sample even smaller than the size of the point focal region of the polycapillary. Furthermore, it is also possible to scan the irradiation position of the electron beam in the point focal region. Therefore, the minute portion for detecting the characteristic X-ray in the point focal region is sequentially shifted, and the distribution of the X-ray intensity values in the point focal region can be acquired at high speed. By combining such scanning of the electron beam and horizontal movement of the sample itself, fine element mapping within an arbitrary range on the sample becomes possible.

しかしながら、ポリキャピラリは、点焦点領域内の中心部と周辺部とで案内するX線の強度(感度)が相違する。これは、中心部付近から放出されたX線は周辺部から放出されたX線よりも、より効率よくポリキャピラリに取り込まれるからである。そのため、仮に点焦点領域内のいずれの位置からも同一強度の固有X線が放出されるとしても、その領域に対応した範囲のX線の検出値(X線強度値)は均一にはならない。こうしたことから、試料上の点焦点領域内で電子線の照射位置を走査することで元素マッピングを行おうとしても、正確なマッピングが行えないという問題がある。   However, the polycapillary has different intensities (sensitivities) of X-rays guided between the central portion and the peripheral portion in the point focal region. This is because X-rays emitted from the vicinity of the central portion are taken into the polycapillary more efficiently than X-rays emitted from the peripheral portion. Therefore, even if specific X-rays having the same intensity are emitted from any position in the point focal region, the X-ray detection values (X-ray intensity values) in the range corresponding to that region are not uniform. For these reasons, there is a problem that accurate mapping cannot be performed even if element mapping is performed by scanning the irradiation position of the electron beam within the point focal region on the sample.

「フォーカシング・ポリキャピラリ・オプティクス ウルトラ・ハイ・リゾリューション・イーディーエス・ディテクターズ(Focusing Polycappillary Optics Ultra-High-Resolution EDS Detectors)」,[Online],エクスレイ・オプティカル・システムズ・インク(X-Ray Optical Systems, Inc.),平成16年2月12日検索,インターネット<URL : http://www.xrayoptics.com/appnotes/app102.pdf>“Focusing Polycappillary Optics Ultra-High-Resolution EDS Detectors”, [Online], X-Ray Optical Systems, Inc. (X-Ray Optical) Systems, Inc.), February 12, 2004 search, Internet <URL: http://www.xrayoptics.com/appnotes/app102.pdf>

本発明はかかる課題を解決するために成されたものであり、その目的とするところは、ポリキャピラリの点焦点領域内においてX線放出位置に拘わらず感度むらのない微小分析が可能であるようなX線分析装置を提供することである。   The present invention has been made to solve such a problem, and an object of the present invention is to enable microanalysis without sensitivity unevenness regardless of the X-ray emission position in the point focal region of the polycapillary. Is to provide a simple X-ray analyzer.

上記課題を解決するために成された本発明は、試料に励起線を照射し、それに応じて該試料から放出されたX線を、入射側に点焦点を有するポリキャピラリにより集光した後に分析するX線分析装置であって、
a)試料上におけるポリキャピラリの点焦点領域内での該ポリキャピラリの感度分布を予め記憶しておく記憶手段と、
b)分析実行時に試料上での励起線の照射位置を検知する位置検知手段と、
c)該位置検知手段により得られる励起線照射位置情報に応じて前記記憶手段から当該位置に対する感度情報を取得し、該感度情報を用いて前記点焦点領域内での感度が均一となるように、前記励起線照射位置に対するX線の検出値を補正する補正演算手段と、
を備えることを特徴としている。
The present invention, which has been made to solve the above problems, analyzes a sample after irradiating the sample with excitation rays and condensing the X-rays emitted from the sample by a polycapillary having a point focal point on the incident side. X-ray analyzer
a) storage means for preliminarily storing the sensitivity distribution of the polycapillary in the point focal region of the polycapillary on the sample;
b) position detection means for detecting the irradiation position of the excitation beam on the sample at the time of analysis execution;
acquires sensitivity information for the position from the storage means in response to the excitation beam irradiation position information obtained by c) said position detecting means, so that the sensitivity GaHitoshi one at the point focal region with a sensitive index information And a correction calculation means for correcting the detected value of the X-ray with respect to the excitation beam irradiation position,
It is characterized by having.

具体的には、本発明の一態様として、前記記憶手段は、試料上におけるポリキャピラリの点焦点領域内でのX線の放出点とその点焦点領域の中心点との間の距離をパラメータとしてポリキャピラリの感度分布を予め記憶しておく構成とすることができる。この感度分布は計算により求めるようにしてもよいが、好ましくは個々の装置(ポリキャピラリ)について実測するほうがよい。   Specifically, as one aspect of the present invention, the storage means uses, as a parameter, the distance between the X-ray emission point in the polyfocal point focal point region on the sample and the central point of the point focal point region. The sensitivity distribution of the polycapillary can be stored in advance. This sensitivity distribution may be obtained by calculation, but it is preferable to actually measure each device (polycapillary).

本発明において励起線は、電子線、陽子線、α線、γ線、X線など特に限定されないが、少なくとも、試料上におけるポリキャピラリの点焦点領域のサイズよりも照射領域のサイズが小さくなるように照射径を絞ることができるものである。また、励起線の照射位置がポリキャピラリの点焦点領域内で移動するように励起線自体を走査することが可能なものである。分析実行時にこうした小径に絞られた励起線が試料に当たると、その照射位置とその周囲近傍から固有X線が放出される。ポリキャピラリはそのX線を効率良く収集して後段のX線分析部へと送る。X線分析部は、波長分散方式では分光結晶とX線検出器とを含み、エネルギー分散方式では半導体検出器を含む。これらX線分析部により、ポリキャピラリで収集されたX線の強度値が得られる。   In the present invention, the excitation beam is not particularly limited, such as an electron beam, a proton beam, an α ray, a γ ray, and an X ray, but at least the size of the irradiation region is smaller than the size of the point focal region of the polycapillary on the sample. The irradiation diameter can be narrowed down. Further, the excitation line itself can be scanned so that the irradiation position of the excitation line moves within the point focal region of the polycapillary. When an excitation ray with such a small diameter hits the sample during analysis, specific X-rays are emitted from the irradiation position and the vicinity thereof. The polycapillary efficiently collects the X-rays and sends them to the subsequent X-ray analysis unit. The X-ray analysis unit includes a spectral crystal and an X-ray detector in the wavelength dispersion method, and includes a semiconductor detector in the energy dispersion method. By these X-ray analysis units, intensity values of X-rays collected by the polycapillary can be obtained.

一方、位置検知手段は試料上での励起線の照射位置を検知する。具体的に位置検知手段は、例えば、試料から到来する二次電子や反射電子などを検出し、その検出信号に基づいて試料の電子像を形成し、その電子像において励起線の照射位置の情報を求める構成を採ることができる。補正演算手段は、この励起線照射位置情報を前記記憶手段に格納されている感度分布に照らして、該位置における感度情報を取得する。そして、点焦点領域内での感度が均一となるように、上記のようにして得られたX線の検出値(X線強度値)を補正する。例えば、点焦点領域内で最も高感度である位置(通常、中心点)の感度を1とし、他の位置の感度を相対感度で表した場合には、この感度情報の逆数を補正係数として検出値に乗じれば、上述のような補正が可能となる。 On the other hand, the position detection means detects the irradiation position of the excitation beam on the sample. Specifically, the position detection means detects, for example, secondary electrons or reflected electrons coming from the sample, forms an electron image of the sample based on the detection signal, and information on the irradiation position of the excitation beam in the electron image. The structure which calculates | requires can be taken. The correction calculation means obtains sensitivity information at the position in light of the excitation ray irradiation position information in light of the sensitivity distribution stored in the storage means. As a sensitivity GaHitoshi one in point focus area, to correct the detection value of the X-rays obtained as described above the (X-ray intensity values). For example, when the sensitivity of the position (usually the center point) with the highest sensitivity in the point focus area is 1 and the sensitivity of other positions is expressed as a relative sensitivity, the reciprocal of this sensitivity information is detected as a correction coefficient. If the value is multiplied, the above correction can be performed.

この発明に係るX線分析装置によれば、ポリキャピラリの点焦点領域内でX線放出位置がどの位置に在っても、ポリキャピラリの感度分布に起因する感度むらが自動的に補正され、略均一の感度特性となる。したがって、ポリキャピラリの焦点領域内で励起線の走査を行ってその走査軌跡上の各位置でX線を検出するとき、ポリキャピラリの感度分布の影響を除去して正確な検出値を取得することができる。それによって、例えば点焦点領域内の元素マッピングを正確に行うことができる。   According to the X-ray analyzer according to the present invention, the sensitivity unevenness caused by the sensitivity distribution of the polycapillary is automatically corrected regardless of the position of the X-ray emission position in the point focal region of the polycapillary. The sensitivity characteristic is substantially uniform. Therefore, when scanning the excitation line within the focal region of the polycapillary and detecting X-rays at each position on the scanning locus, an accurate detection value is obtained by removing the influence of the sensitivity distribution of the polycapillary. Can do. Thereby, for example, element mapping in the point focal region can be performed accurately.

以下、本発明の一実施例である電子線プローブ微小分析装置について図面を参照して説明する。図1は本実施例による電子線プローブ微小分析装置の要部の構成図である。この分析装置では、X線分析部として波長分散方式(WDS)を採用している。   An electron beam probe microanalyzer according to an embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a configuration diagram of a main part of an electron beam probe microanalyzer according to the present embodiment. In this analyzer, a wavelength dispersion method (WDS) is adopted as an X-ray analysis unit.

図1において、電子銃1から放出された励起線としての電子線は、偏向コイル2により形成される磁場によって二次元的に曲げられて試料3に照射される。試料3上の電子照射位置とその近傍から放出された固有X線の一部はX線レンズであるポリキャピラリ4に入射し、ポリキャピラリ4を通過することで平行ビーム化されて分光結晶5に導入される。分光結晶5は入射したX線を各元素に対応する波長成分を有するスペクトルに分光し、分光された回折X線のうちの特定の波長成分(エネルギー)を持つX線を図示しないソーラースリット等を通してX線検出器6に導入する。X線検出器6による検出信号であるパルス信号は波高選別部7を経て計数部8に入力され、単位時間当たりに得られたパルス信号を計数することでX線強度に応じた値を得る。   In FIG. 1, an electron beam as an excitation beam emitted from an electron gun 1 is two-dimensionally bent by a magnetic field formed by a deflection coil 2 and irradiated onto a sample 3. Part of the intrinsic X-rays emitted from the electron irradiation position on the sample 3 and the vicinity thereof are incident on the polycapillary 4 which is an X-ray lens. be introduced. The spectroscopic crystal 5 splits the incident X-rays into a spectrum having a wavelength component corresponding to each element, and the X-rays having a specific wavelength component (energy) among the diffracted X-rays is passed through a solar slit or the like (not shown). Introduced to the X-ray detector 6. A pulse signal which is a detection signal from the X-ray detector 6 is input to the counting unit 8 through the wave height selecting unit 7 and a value corresponding to the X-ray intensity is obtained by counting the pulse signals obtained per unit time.

信号処理部9はこのX線強度値を受けて、定性分析や定量分析を行うほか、X線強度分布を求めたり、さらにX線強度分布から元素の強度分布や元素の含有量分布(元素マッピング)等の派生的な情報を得るための信号処理を実行する。こうした信号処理を行う過程で後述するようにX線強度値の補正処理を行うために、後述するように予め感度分布情報を記憶しておく感度分布情報保存部92と、その感度分布情報を用いてX線強度値を補正する演算を実行する感度補正演算部91とを含む。   The signal processing unit 9 receives this X-ray intensity value, performs qualitative analysis and quantitative analysis, obtains an X-ray intensity distribution, and further calculates an element intensity distribution and an element content distribution (element mapping) from the X-ray intensity distribution. ) Etc. is performed to obtain derivative information. In order to perform correction processing of the X-ray intensity value as will be described later in the process of performing such signal processing, a sensitivity distribution information storage unit 92 that stores sensitivity distribution information in advance as described later and the sensitivity distribution information are used. And a sensitivity correction calculation unit 91 that executes a calculation for correcting the X-ray intensity value.

一方、電子線の照射によって試料3からは二次電子や反射電子も発生するが、これら電子は検出器10により検出され、その検出信号に基づいて画像形成処理部11は試料3に関する電子像を形成する。照射位置認知部12はこの電子像内で電子線の照射位置を特定してその位置情報を認識し、照射位置が走査されるのに追従してその位置情報を信号処理部9へと与える。また、制御部13は本装置の各部を制御するものであり、例えば偏向コイル2を制御して電子線の走査を行う。なお、図1には記載していないが、ゴニオメータの中心に分光結晶5を据えるとともにゴニオメータの円周上にX線検出器6を配置し、分光結晶5とX線検出器6とを所定の角度関係を保って回転させることにより、X線検出器6に導入される回折X線の波長を適宜変更又は走査することができる。   On the other hand, secondary electrons and reflected electrons are also generated from the sample 3 by the electron beam irradiation. These electrons are detected by the detector 10, and based on the detection signal, the image forming processing unit 11 generates an electronic image related to the sample 3. Form. The irradiation position recognizing unit 12 identifies the irradiation position of the electron beam in the electronic image and recognizes the position information, and provides the position information to the signal processing unit 9 following the scanning of the irradiation position. The control unit 13 controls each unit of the apparatus. For example, the control unit 13 controls the deflection coil 2 to scan the electron beam. Although not shown in FIG. 1, the spectroscopic crystal 5 is placed at the center of the goniometer and the X-ray detector 6 is arranged on the circumference of the goniometer so that the spectroscopic crystal 5 and the X-ray detector 6 By rotating while maintaining the angular relationship, the wavelength of the diffracted X-ray introduced into the X-ray detector 6 can be appropriately changed or scanned.

上記構成において、ポリキャピラリ4の入射側の点焦点領域(中心点からの感度の半値幅で定義する)のサイズは検出対象のX線の波長、つまり元素の種類に依存するが、ここではCuKαに対しては約50μmである。一方、励起用の電子線の照射径は0.1μm以下に絞ることが可能である。この電子線の照射を受けて試料3上で固有X線を放出する領域は試料3内部での電子の拡散によって電子線の照射径よりは大きくなるものの、電子線の加速電圧を抑える等の適切な制御によって、1μm程度に抑えることができる。したがって、図2に示すように、試料3上においてポリキャピラリ4の点焦点領域Aの範囲内で、偏向コイル2により電子線を適宜に振ることによって、ごく小径に絞った電子線の照射位置を適宜の軌跡に沿って走査することができる。これにより、点焦点領域A内における1μm程度乃至はそれよりも小さなサイズの各微小部分のX線強度の分布を求めることができ、その結果を用いて元素マッピング等も行うことができる。   In the above configuration, the size of the point focal region on the incident side of the polycapillary 4 (defined by the half-value width of sensitivity from the center point) depends on the wavelength of the X-ray to be detected, that is, the type of element. Is about 50 μm. On the other hand, the irradiation diameter of the excitation electron beam can be reduced to 0.1 μm or less. The region that emits intrinsic X-rays on the sample 3 upon receiving this electron beam irradiation becomes larger than the irradiation diameter of the electron beam due to the diffusion of electrons inside the sample 3, but it is appropriate to suppress the acceleration voltage of the electron beam. By appropriate control, it can be suppressed to about 1 μm. Therefore, as shown in FIG. 2, the irradiation position of the electron beam with a very small diameter can be obtained by appropriately irradiating the electron beam by the deflection coil 2 within the point focal region A of the polycapillary 4 on the sample 3. It is possible to scan along an appropriate trajectory. As a result, the X-ray intensity distribution of each minute portion having a size of about 1 μm or smaller in the point focal region A can be obtained, and element mapping or the like can be performed using the result.

なお、ポリキャピラリ4の点焦点領域Aを越えるような範囲に亘っての分析を行う場合には、試料3を載置した試料テーブル(図示しない)を水平方向に移動させることで、試料3上の点焦点領域の位置及び電子線の中心照射位置(偏向させないときの照射位置)を移動させるようにする。   In the case of performing analysis over a range that exceeds the point focal region A of the polycapillary 4, a sample table (not shown) on which the sample 3 is placed is moved in the horizontal direction so that the sample 3 The position of the point focal region and the center irradiation position of the electron beam (irradiation position when not deflected) are moved.

上記のように点焦点領域A内で電子線走査を行ってX線強度分布を求める際に、ポリキャピラリ4自体の透過特性に起因する感度分布の不均一性の影響を除外するために、本実施例の装置では次に述べるような特徴的な信号処理を実行する。   In order to eliminate the influence of the nonuniformity of the sensitivity distribution due to the transmission characteristics of the polycapillary 4 when the X-ray intensity distribution is obtained by performing the electron beam scanning in the point focal region A as described above, The apparatus according to the embodiment executes characteristic signal processing as described below.

まず予め、ポリキャピラリ4の点焦点領域A内における感度分布特性を実測又は計算により求め、この感度分布特性をデータ化して感度分布情報保存部92に格納しておく。補正精度の点から最も好ましいのは、点焦点領域A内の各微小部分に対する感度をそれぞれ測定することで、2次元平面上における感度分布情報(つまり3次元情報)を取得し、これを全てデータ化しておくことである。これによれば、例えばポリキャピラリの中心軸周りの同心円上における各X線導波路の径や形状の不均一性なども反映された感度分布を得ることができる。したがって、感度分布情報保存部92の記憶容量が十分に確保できる場合にはこうした3次元的な感度分布データを記憶させておいてもよい。しかしながら、この場合データ量はかなり大きくなるので、一般的には次のようにして近似的な感度分布データを保持しておく。   First, sensitivity distribution characteristics in the point focal region A of the polycapillary 4 are obtained by actual measurement or calculation, and the sensitivity distribution characteristics are converted into data and stored in the sensitivity distribution information storage unit 92 in advance. Most preferable from the viewpoint of correction accuracy, sensitivity distribution information (that is, three-dimensional information) on a two-dimensional plane is acquired by measuring the sensitivity to each minute portion in the point focal region A, and all of these are data. It is to make it. According to this, for example, it is possible to obtain a sensitivity distribution reflecting the non-uniformity of the diameter and shape of each X-ray waveguide on a concentric circle around the central axis of the polycapillary. Therefore, when the storage capacity of the sensitivity distribution information storage unit 92 can be sufficiently secured, such three-dimensional sensitivity distribution data may be stored. However, in this case, since the data amount becomes considerably large, generally approximate sensitivity distribution data is held as follows.

すなわち、ポリキャピラリの中心軸周りの同心円上においては感度の相違は実質的に小さいので、感度は同心円上で一定であるとみなす。こうした条件の下では、円形状の点焦点領域Aの半径に相当する直線上の感度分布データのみを感度分布情報保存部92に記憶しておけばよい。例えば、いま或る元素Cの固有X線に関して点焦点領域Aの中心点Bを通る直線上の感度分布が、図3(a)中の実線の曲線のように得られたものとする。この感度分布は中心点の感度を1.0としたときの相対感度であり、感度が0.5以上である範囲が点焦点領域Aである。上述したように同心円上で感度が一定である場合、この感度分布曲線は中心点Bを挟んで線対称であるから、実際には図3(b)に示すように点焦点領域Aの半径分の感度分布を、中心点Bからの距離をパラメータとしてデータ化しておけばよい。   That is, since the difference in sensitivity is substantially small on a concentric circle around the central axis of the polycapillary, the sensitivity is considered to be constant on the concentric circle. Under such conditions, only sensitivity distribution data on a straight line corresponding to the radius of the circular point focal region A may be stored in the sensitivity distribution information storage unit 92. For example, it is assumed that a sensitivity distribution on a straight line passing through the center point B of the point focal region A with respect to the intrinsic X-ray of a certain element C is obtained as shown by a solid curve in FIG. This sensitivity distribution is relative sensitivity when the sensitivity at the center point is 1.0, and the range where the sensitivity is 0.5 or more is the point focal region A. As described above, when the sensitivity is constant on the concentric circles, the sensitivity distribution curve is line-symmetric with respect to the center point B. Therefore, in practice, as shown in FIG. The sensitivity distribution may be converted into data using the distance from the center point B as a parameter.

なお、上述したように点焦点領域A内の3次元感度情報を実測した後に、同心円上で感度の平均値を採る等の適宜の演算処理を行って、最終的に上記のように点焦点領域Aの半径分に対応する感度分布データを取得して感度分布情報保存部92に格納しておいてもよい。また、上記のように点焦点領域Aの中心点Bを通る或る一直線上の感度分布を実測し、中心点Bを挟む両側で平均値を算出する等の処理でもよい。   As described above, after actually measuring the three-dimensional sensitivity information in the point focal region A, appropriate arithmetic processing such as taking an average value of sensitivity on a concentric circle is performed, and finally the point focal region as described above. Sensitivity distribution data corresponding to the radius of A may be acquired and stored in the sensitivity distribution information storage unit 92. In addition, as described above, the sensitivity distribution on a certain straight line passing through the center point B of the point focus area A may be measured, and an average value may be calculated on both sides of the center point B.

また、ポリキャピラリの感度分布特性は分析対象の成分(元素)に依存する。例えば元素Cとは別の元素Dの感度分布は図3(a)中の一点鎖線の曲線のようになる。したがって、この元素Dに関しては図3(b)中の一点鎖線の曲線のような感度分布データを保持しておく必要がある。したがって、分析対象である全ての成分(元素)についてこうした感度分布データを中心点Bからの距離をパラメータとして保存しておくものとする。実際には、こうした感度分布情報は装置を導入したユーザが測定する必要はなく、装置の製造メーカが調整工程の中で実測してそれに基づいた感度分布データをROMなどの不揮発性のメモリに記憶させておけばよい。   The sensitivity distribution characteristic of the polycapillary depends on the component (element) to be analyzed. For example, the sensitivity distribution of the element D different from the element C is as shown by a dashed-dotted curve in FIG. Therefore, for this element D, it is necessary to retain sensitivity distribution data such as a one-dot chain line curve in FIG. Accordingly, for all components (elements) to be analyzed, such sensitivity distribution data is stored with the distance from the center point B as a parameter. Actually, the sensitivity distribution information does not need to be measured by the user who installed the device, but the device manufacturer actually measures it during the adjustment process, and stores the sensitivity distribution data based on the measured data in a nonvolatile memory such as a ROM. You can let it go.

実際に分析を実行する際には、上述したように試料3から放出される固有X線を検出することにより、信号処理部9では試料3上の点焦点領域内の或る微小部分に対するX線強度値が得られる。一方、画像形成処理部11では、試料3から発生する二次電子等に基づいて電子像が作成される。照射位置認知部12は試料3上の電子像を受け取ると、例えば図3(c)に示すように電子線の照射位置を認識し、その位置と点焦点領域の中心点Bとの距離を電子線照射位置情報として求める。図3(c)の例では、距離dが電子線照射位置情報であって、これが信号処理部9へと与えられる。   When actually performing the analysis, the signal processing unit 9 detects X-rays emitted from the sample 3 as described above, so that the signal processing unit 9 performs X-rays for a certain minute portion in the point focal region on the sample 3. An intensity value is obtained. On the other hand, the image formation processing unit 11 creates an electronic image based on secondary electrons generated from the sample 3. When the irradiation position recognition unit 12 receives the electron image on the sample 3, for example, as shown in FIG. 3C, the irradiation position recognition unit 12 recognizes the irradiation position of the electron beam, and determines the distance between the position and the center point B of the point focal region. Obtained as the irradiation position information. In the example of FIG. 3C, the distance d is electron beam irradiation position information, which is given to the signal processing unit 9.

信号処理部9において感度補正演算部91は、感度分布情報保存部92に保存されている各種感度分布データの中で、そのときの分析(検出)対象である成分に関する感度分布データに照らして、電子線照射位置情報である距離に対応した感度データを読み出す。具体的には、図3(b)、(c)に示すように、分析対象が元素Cであるものとすると、距離dに対応して感度pが読み出される。そこで、感度補正演算部91では、この読み出した感度pの逆数1/pを補正係数として、その微小部分に対して取得されたX線強度値に補正係数を乗じることによって感度補正を行う。例えば感度pが0.8である場合には、その逆数である1.25を補正係数としてX線強度値に乗じる。   In the signal processing unit 9, the sensitivity correction calculation unit 91 is in light of sensitivity distribution data regarding the component to be analyzed (detected) at that time among various sensitivity distribution data stored in the sensitivity distribution information storage unit 92. Sensitivity data corresponding to the distance as electron beam irradiation position information is read. Specifically, as shown in FIGS. 3B and 3C, when the analysis target is the element C, the sensitivity p is read out corresponding to the distance d. Therefore, the sensitivity correction calculation unit 91 performs sensitivity correction by multiplying the X-ray intensity value acquired for the minute portion by the correction coefficient using the reciprocal 1 / p of the read sensitivity p as a correction coefficient. For example, when the sensitivity p is 0.8, the X-ray intensity value is multiplied by the reciprocal of 1.25 as a correction coefficient.

点焦点領域A内で電子線を走査して、それぞれ異なる微小部分のX線強度値を順次測定する際には、その測定毎に電子照射位置に対応した感度データを取得して上記のように感度補正を実行する。それによって、いずれの微小部分に対してもポリキャピラリ4の感度の不均一性を除去して略一定感度の条件の下でのX線強度値を得ることができる。信号処理部9は、こうした補正後のX線強度値を用いて元素マッピング処理を実行する。したがって、ポリキャピラリ4に起因する感度の不均一性がほぼ完全に解消された状態で元素マッピングが求められるので、正確なマッピングが可能となる。   When scanning the electron beam in the point focal region A and measuring the X-ray intensity values of different minute portions sequentially, sensitivity data corresponding to the electron irradiation position is obtained for each measurement, as described above. Perform sensitivity correction. As a result, the non-uniformity of the sensitivity of the polycapillary 4 can be removed for any minute portion, and an X-ray intensity value can be obtained under a substantially constant sensitivity condition. The signal processing unit 9 executes element mapping processing using such corrected X-ray intensity values. Therefore, elemental mapping is required in a state in which the non-uniformity of sensitivity due to the polycapillary 4 is almost completely eliminated, so that accurate mapping is possible.

上記説明では、ポリキャピラリ4で集光された固有X線を検出するX線分析部として波長分散型の構成としているが、エネルギー分散型の構成、つまりポリキャピラリ4で集光された固有X線を直接、半導体検出器に導入して波長(エネルギー)に応じた波高値を有するパルス信号を発生させ、その波高値毎にパルス信号を分離することで波長分離を行う構成としてもよいことは明らかである。   In the above description, the wavelength dispersion type configuration is used as the X-ray analysis unit that detects the intrinsic X-rays collected by the polycapillary 4, but the energy dispersion type configuration, that is, the intrinsic X-rays collected by the polycapillary 4 is used. It is clear that wavelength separation may be achieved by directly introducing the signal into the semiconductor detector to generate a pulse signal having a peak value corresponding to the wavelength (energy) and separating the pulse signal for each peak value. It is.

また、試料に電子線を照射して試料から固有X線を放出させる電子線プローブ微小分析装置を例に挙げて説明したが、試料に照射する励起線としては、少なくともポリキャピラリの点焦点領域のサイズよりも励起線の照射領域のサイズが小さいものであって、且つ励起線の走査が可能でありさえすれば、特にその種類は限定されず、X線や、陽子線、α線、γ線などの粒子線のほか、放射光などであってもよい。   In addition, an electron beam probe microanalyzer that emits an electron beam to a sample and emits intrinsic X-rays from the sample has been described as an example. However, as an excitation beam to be irradiated to a sample, at least a point focal region of a polycapillary is used. As long as the size of the irradiation region of the excitation beam is smaller than the size and the excitation beam can be scanned, the type is not particularly limited, and X-rays, proton rays, α rays, γ rays are not limited. In addition to particle beams such as, radiation light may be used.

また、それ以外にも、本発明の趣旨の範囲で適宜変形、修正或いは追加を行っても本願請求の範囲に包含されることは当然である。   In addition, it is obvious that any modification, correction, or addition that is appropriately made within the scope of the present invention is included in the scope of the claims of the present application.

本発明の一実施例による電子線プローブ微小分析装置の要部の構成図。The block diagram of the principal part of the electron beam probe microanalysis apparatus by one Example of this invention. 図1の点焦点領域付近の拡大斜視図。FIG. 2 is an enlarged perspective view in the vicinity of a point focal region in FIG. 1. 本実施例の電子線プローブ微小分析装置における感度補正処理動作を説明するための図。The figure for demonstrating the sensitivity correction | amendment processing operation | movement in the electron beam probe microanalyzer of a present Example.

符号の説明Explanation of symbols

1…電子銃
2…偏向コイル
3…試料
4…ポリキャピラリ
5…分光結晶
6…X線検出器
7…波高選別部
8…計数部
9…信号処理部
91…感度補正演算部
92…感度分布情報保存部
10…検出器
11…画像形成処理部
12…照射位置認知部
13…制御部
A…ポリキャピラリの点焦点領域
B…点焦点領域の中心点
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Electron gun 2 ... Deflection coil 3 ... Sample 4 ... Polycapillary 5 ... Spectral crystal 6 ... X-ray detector 7 ... Wave height selection part 8 ... Counting part 9 ... Signal processing part 91 ... Sensitivity correction calculation part 92 ... Sensitivity distribution information Storage unit 10 ... Detector 11 ... Image formation processing unit 12 ... Irradiation position recognition unit 13 ... Control unit A ... Point focal region B of polycapillary ... Center point of point focal region

Claims (2)

試料に励起線を照射し、それに応じて該試料から放出されたX線を、入射側に点焦点を有するポリキャピラリにより集光した後に分析するX線分析装置であって、
a)試料上におけるポリキャピラリの点焦点領域内での該ポリキャピラリの感度分布を予め記憶しておく記憶手段と、
b)分析実行時に試料上での励起線の照射位置を検知する位置検知手段と、
c)該位置検知手段により得られる励起線照射位置情報に応じて前記記憶手段から当該位置に対する感度情報を取得し、該感度情報を用いて前記点焦点領域内での感度が均一となるように、前記励起線照射位置に対するX線の検出値を補正する補正演算手段と、
を備えることを特徴とするX線分析装置。
An X-ray analyzer that irradiates a sample with an excitation beam and analyzes X-rays emitted from the sample according to the sample after being collected by a polycapillary having a point focus on the incident side,
a) storage means for preliminarily storing the sensitivity distribution of the polycapillary in the point focal region of the polycapillary on the sample;
b) position detection means for detecting the irradiation position of the excitation beam on the sample at the time of analysis execution;
acquires sensitivity information for the position from the storage means in response to the excitation beam irradiation position information obtained by c) said position detecting means, so that the sensitivity GaHitoshi one at the point focal region with a sensitive index information And a correction calculation means for correcting the detected value of the X-ray with respect to the excitation beam irradiation position,
An X-ray analysis apparatus comprising:
前記記憶手段は、試料上におけるポリキャピラリの点焦点領域内でのX線の放出点とその点焦点領域の中心点との間の距離をパラメータとしてポリキャピラリの感度分布を予め記憶しておくことを特徴とする請求項1に記載のX線分析装置。   The storage means stores in advance the sensitivity distribution of the polycapillary in advance by using the distance between the X-ray emission point and the center point of the point focal region in the polycapillary point focal region on the sample as a parameter. The X-ray analyzer according to claim 1.
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