JP5524755B2 - X-ray detection system and X-ray detection method - Google Patents

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Description

本発明はX線検出システム及びX線検出方法に関し、特に、走査型電子顕微鏡に取り付けられて軟X線を分光分析する際において軟X線とカソードルミネッセンスの分離が可能なX線検出システム及びX線検出方法に関する。 The present invention relates to X-ray detection system and X-ray detection method, in particular, a scanning soft X-ray and cathodoluminescence of separation possible X-ray detection system at when attached to an electron microscope for spectroscopic analysis soft X-ray and X The present invention relates to a line detection method .

試料に電子線などの荷電粒子線を照射すると、該試料から特性X線が発生する。この特性X線を検出器で検出し、試料の組成を計測する手法はエネルギー分散型X線分光と呼ばれている。この手法では、特性X線が試料を構成する元素の特有なエネルギーを持つことを利用している。単位時間当たりのX線発生個数をX線のエネルギー毎に計数して試料の元素組成等の情報を得ている。ここで、X線を検出する手段として、シリコンやゲルマニウム等の半導体結晶を用いた半導体検出素子を用いるのが一般的である。   When the sample is irradiated with a charged particle beam such as an electron beam, characteristic X-rays are generated from the sample. A technique for detecting the characteristic X-rays with a detector and measuring the composition of the sample is called energy dispersive X-ray spectroscopy. This technique utilizes the characteristic X-rays having the specific energy of the elements constituting the sample. The number of X-rays generated per unit time is counted for each X-ray energy to obtain information such as the elemental composition of the sample. Here, as a means for detecting X-rays, a semiconductor detection element using a semiconductor crystal such as silicon or germanium is generally used.

一方、試料に電子線などの荷電粒子線を照射して発生した特性X線を回折格子に入射すると、回折X線が分離される。この回折X線をX線用CCDイメージセンサで検出し、画像化する手法も存在している。   On the other hand, when characteristic X-rays generated by irradiating a sample with a charged particle beam such as an electron beam are incident on the diffraction grating, the diffracted X-rays are separated. There is also a technique for detecting the diffracted X-rays with an X-ray CCD image sensor and imaging it.

この手法を実現する装置としては、試料に対して電子線を照射する電子線照射部と、電子線が照射された試料から放出される特性X線を集光させて回折格子に導くX線集光ミラーと、X線集光ミラーにより集光された特性X線を受けて回折X線を生じさせる回折格子と、回折格子で生じた回折X線を検出するイメージセンサと、を備えて構成されている。   An apparatus for realizing this technique includes an electron beam irradiation unit that irradiates a sample with an electron beam, and an X-ray collection that collects characteristic X-rays emitted from the sample irradiated with the electron beam and guides them to a diffraction grating. An optical mirror, a diffraction grating that receives characteristic X-rays collected by the X-ray condenser mirror and generates diffracted X-rays, and an image sensor that detects diffracted X-rays generated by the diffraction grating. ing.

この種のX線検出システムについては、以下の特許文献1にも記載されている。   This type of X-ray detection system is also described in Patent Document 1 below.

特開2002−329473号公報JP 2002-329473 A

以上のようなX線検出システムにより、酸化物・窒素物等の化合物を試料として電子線を照射すると、特性X線以外に、特性X線とは波長が異なるカソードルミネッセンス(CL)と呼ばれる発光が発生する。そして、このカソードルミネッセンスは回折格子において全反射に近い状態で反射され、イメージセンサに入射してしまう。この結果、イメージセンサ上において回折X線の信号レベルが相対的に低下して採取スペクトルが不明瞭な状態になり、測定時間や測定精度に悪影響を及ぼすことになる。   With the above X-ray detection system, when an electron beam is irradiated using a compound such as an oxide / nitrogen compound as a sample, light emission called cathode luminescence (CL), which has a wavelength different from that of the characteristic X-ray, is obtained in addition to the characteristic X-ray. Occur. The cathodoluminescence is reflected in the diffraction grating in a state close to total reflection and enters the image sensor. As a result, the signal level of the diffracted X-ray is relatively lowered on the image sensor, and the sampled spectrum becomes unclear, which adversely affects measurement time and measurement accuracy.

この場合に、回折X線とカソードルミネッセンスとを分離できることが望ましいが、これらを分離するのに適したフィルタが存在していないという問題が存在している。   In this case, it is desirable that the diffracted X-rays and cathodoluminescence can be separated, but there is a problem that there is no filter suitable for separating them.

本発明は以上の課題に鑑みてなされたものであって、その目的は、電子線を照射した試料からの特性X線を回折格子により回折させてイメージセンサでスペクトルを採取するシステムにおいて、回折格子やイメージセンサに入射するX線の比率を大きくすることが可能なX線検出システム及びX線検出方法を実現することである。 The present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to provide a diffraction grating in a system in which a characteristic X-ray from a sample irradiated with an electron beam is diffracted by a diffraction grating and a spectrum is collected by an image sensor. And an X-ray detection system and an X-ray detection method capable of increasing the ratio of X-rays incident on the image sensor.

すなわち、上記の課題を解決する本願発明は、以下のそれぞれに述べるようなものである。   That is, the present invention for solving the above problems is as described below.

(1)この発明は、試料に対して電子線を照射する電子線照射部と、電子線が照射された前記試料から放出される特性X線を集光させて回折格子に導くX線集光ミラーと前記X線集光ミラーにより集光された特性X線を受けて回折X線を生じさせる回折格子と、前記回折格子で生じた回折X線を検出するイメージセンサと、を有したX線検出システムにおいて、前記X線集光ミラーと前記回折格子との間に配置され、前記イメージセンサの受光面上における回折X線のイメージのエネルギー分散方向と直交する方向の特性X線の光路幅を規定するスリットと、前記直交する方向に前記スリットの位置を調整するスリット調整部と、更に有することを特徴とするX線検出システムである。 (1) According to the present invention, an electron beam irradiation unit that irradiates a sample with an electron beam, and X-ray condensing that condenses characteristic X-rays emitted from the sample irradiated with the electron beam and guides them to a diffraction grating. mirror and a diffraction grating to produce diffracted X-rays by receiving the collected characteristic X-rays by the X-ray focusing mirror, having an image sensor for detecting the diffracted X-rays generated by the diffraction grating X In the X-ray detection system, the optical path width of the characteristic X-ray is arranged between the X-ray condensing mirror and the diffraction grating and is perpendicular to the energy dispersion direction of the image of the diffracted X-ray on the light receiving surface of the image sensor. An X-ray detection system, further comprising: a slit that regulates the position of the slit, and a slit adjustment unit that adjusts the position of the slit in the orthogonal direction .

(2)試料に対して電子線を照射し、電子線が照射された前記試料から放出される特性X線をX線集光ミラーで集光させて回折格子に導き、前記回折格子で生じた回折X線をイメージセンサで検出するようにしたX線検出方法において、電子線が照射された前記試料から放出されるカソードルミネッセンスが前記イメージセンサに入射しないように、前記X線集光ミラーの位置もしくは角度を調整するようにしたことを特徴とするX線検出方法である。 (2) The sample was irradiated with an electron beam, and the characteristic X-rays emitted from the sample irradiated with the electron beam were condensed by an X-ray condenser mirror and led to the diffraction grating, and generated by the diffraction grating. In the X-ray detection method in which diffracted X-rays are detected by an image sensor, the position of the X-ray condenser mirror is set so that cathodoluminescence emitted from the sample irradiated with an electron beam does not enter the image sensor. Alternatively, the X-ray detection method is characterized in that the angle is adjusted.

(3)以上の(2)において、前記X線集光ミラー調整部は、前記イメージセンサの受光面上における回折X線のイメージのエネルギー分散方向と直交する方向にカソードルミネッセンスの向きを変えるよう、前記X線集光ミラーの位置もしくは角度を調整する、ことを特徴とする。 (3) In the above (2), the X-ray focusing mirror adjusting unit changes the direction of the cathode luminescence in a direction orthogonal to the energy dispersion direction of the image of the diffracted X-ray on the light receiving surface of the image sensor. The position or angle of the X-ray collector mirror is adjusted.

(4)試料に対して電子線を照射し、電子線が照射された前記試料から放出される特性X線をX線集光ミラーで集光させて回折格子に導き、前記回折格子で生じた回折X線をイメージセンサで検出するようにしたX線検出方法において、電子線が照射された前記試料から放出されるカソードルミネッセンスが前記イメージセンサに入射しないように、前記X線集光ミラーと前記回折格子との間に配置されるスリットの位置を調整するようにしたことを特徴とするX線検出方法である。 (4) The sample was irradiated with an electron beam, and characteristic X-rays emitted from the sample irradiated with the electron beam were condensed by an X-ray condenser mirror and led to a diffraction grating, and generated by the diffraction grating. In the X-ray detection method in which diffracted X-rays are detected by an image sensor, the X-ray focusing mirror and the X-ray collector mirror are arranged so that cathode luminescence emitted from the sample irradiated with an electron beam does not enter the image sensor. In this X-ray detection method, the position of the slit disposed between the diffraction grating and the diffraction grating is adjusted.

(5)以上の(4)において、前記イメージセンサの受光面上における回折X線のイメージのエネルギー分散方向と直交する方向に、前記スリットの位置を調整するようにしたことを特徴とする。 (5) In the above (4), the position of the slit is adjusted in a direction orthogonal to the energy dispersion direction of the image of the diffracted X-ray on the light receiving surface of the image sensor.

これらの発明によると、以下のような効果を得ることができる。   According to these inventions, the following effects can be obtained.

(1)この発明では、X線集光ミラーと回折格子との間にスリットを配置し、イメージセンサの受光面上における回折X線のイメージのエネルギー分散方向と直交する方向にスリット調整部によってスリットの位置を調整し、カソードルミネッセンスの光路上にスリットを配置させることにより、イメージセンサ上の回折X線のイメージに影響を与えることなく、カソードルミネッセンスを遮断して影響を小さくすることが可能になる。
(2)この発明では、電子線が照射された試料から放出される特性X線をX線集光ミラーで集光させて回折格子に導き、回折格子で生じた回折X線をイメージセンサで検出してX線検出を実行しており、この際に、X線集光ミラー調整部によってX線集光ミラーの位置もしくは角度を調整する。
(1) In this invention, a slit is arranged between the X-ray condensing mirror and the diffraction grating, and the slit is adjusted by the slit adjusting unit in a direction perpendicular to the energy dispersion direction of the image of the diffracted X-ray on the light receiving surface of the image sensor. By adjusting the position of the light source and arranging a slit on the optical path of the cathodoluminescence, it becomes possible to block the cathodoluminescence and reduce the influence without affecting the image of the diffracted X-ray on the image sensor. .
(2) In this invention, the characteristic X-rays emitted from the sample irradiated with the electron beam are condensed by the X-ray condenser mirror and guided to the diffraction grating, and the diffraction X-rays generated by the diffraction grating are detected by the image sensor. Then, X-ray detection is performed, and at this time, the position or angle of the X-ray focusing mirror is adjusted by the X-ray focusing mirror adjustment unit.

ここで、特性X線については、X線集光ミラーにおける反射によって、平行光に近い状態で回折格子に導かれる。一方、カソードルミネッセンスは、特性X線よりも長波長であるので特性X線よりも小さい入射角でX線集光ミラーにおける反射が可能であり、特性X線よりも小さい入射角で回折格子に導かれる。   Here, characteristic X-rays are guided to the diffraction grating in a state close to parallel light by reflection at the X-ray condenser mirror. On the other hand, since cathodoluminescence has a longer wavelength than characteristic X-rays, it can be reflected by an X-ray collector mirror at an incident angle smaller than that of characteristic X-rays, and is guided to the diffraction grating at an incident angle smaller than that of characteristic X-rays. It is burned.

このため、X線集光ミラー調整部によってX線集光ミラーの位置もしくは角度を調整することで、カソードルミネッセンスを回折格子の範囲外に導くことが可能になり、回折格子やイメージセンサに入射する特性X線の比率を大きくすることが可能になる。   For this reason, by adjusting the position or angle of the X-ray collector mirror by the X-ray collector mirror adjusting section, it becomes possible to guide the cathode luminescence outside the range of the diffraction grating and to enter the diffraction grating or the image sensor. It becomes possible to increase the ratio of characteristic X-rays.

)以上の()において、X線集光ミラー調整部は、イメージセンサの受光面上における回折X線のイメージのエネルギー分散方向と直交する方向に出射する光の向きを変えるようX線集光ミラーの位置もしくは角度を調整することにより、カソードルミネッセンスを回折格子の範囲外に導くことが可能になり、イメージセンサ上の回折X線のイメージに影響を与えることなく、カソードルミネッセンスの影響を小さくすることが可能になる。 ( 3 ) In the above ( 2 ), the X-ray focusing mirror adjustment unit changes the direction of the light emitted in the direction orthogonal to the energy dispersion direction of the image of the diffracted X-ray on the light receiving surface of the image sensor. By adjusting the position or angle of the collector mirror, it becomes possible to guide the cathodoluminescence outside the range of the diffraction grating, so that the influence of the cathodoluminescence can be reduced without affecting the image of the diffracted X-ray on the image sensor. It becomes possible to make it smaller.

(4)電子線が照射された試料から放出されるカソードルミネッセンスがイメージセンサに入射しないように、X線集光ミラーと回折格子との間に配置されるスリットの位置を調整するようにしたことで、イメージセンサ上の回折X線のイメージに影響を与えることなく、カソードルミネッセンスを遮断して影響を小さくすることが可能になる。
)上記()において、X線集光ミラーと回折格子との間にスリットを配置し、イメージセンサの受光面上における回折X線のイメージのエネルギー分散方向と直交する方向にスリット調整部によってスリットの位置を調整し、カソードルミネッセンスの光路上にスリットを配置させることにより、イメージセンサ上の回折X線のイメージに影響を与えることなく、カソードルミネッセンスを遮断して影響を小さくすることが可能になる。
(4) The position of the slit arranged between the X-ray condenser mirror and the diffraction grating is adjusted so that the cathodoluminescence emitted from the sample irradiated with the electron beam does not enter the image sensor. Therefore, it is possible to reduce the influence by blocking the cathodoluminescence without affecting the image of the diffracted X-ray on the image sensor.
( 5 ) In the above ( 4 ), a slit is arranged between the X-ray condensing mirror and the diffraction grating, and the slit adjustment unit extends in a direction orthogonal to the energy dispersion direction of the image of the diffracted X-ray on the light receiving surface of the image sensor By adjusting the position of the slit by using and arranging the slit on the optical path of cathodoluminescence, it is possible to block the cathodoluminescence and reduce the effect without affecting the image of diffracted X-rays on the image sensor. become.

本発明の実施形態を適用したX線検出システムの構成を示す構成図である。It is a block diagram which shows the structure of the X-ray detection system to which embodiment of this invention is applied. 本発明の実施形態を適用したX線検出システムの主要部の構成を示す構成図である。It is a block diagram which shows the structure of the principal part of the X-ray detection system to which embodiment of this invention is applied. 本発明の実施形態を適用したX線検出システムの主要部の構成を示す構成図である。It is a block diagram which shows the structure of the principal part of the X-ray detection system to which embodiment of this invention is applied. 本発明の実施形態を適用したX線検出システムの構成を示す構成図である。It is a block diagram which shows the structure of the X-ray detection system to which embodiment of this invention is applied. 本発明の実施形態を適用したX線検出システムの主要部の構成を示す構成図である。It is a block diagram which shows the structure of the principal part of the X-ray detection system to which embodiment of this invention is applied. 本発明の実施形態を適用したX線検出システムの構成を示す構成図である。It is a block diagram which shows the structure of the X-ray detection system to which embodiment of this invention is applied. 本発明の実施形態を適用したX線検出システムの主要部の構成を示す構成図である。It is a block diagram which shows the structure of the principal part of the X-ray detection system to which embodiment of this invention is applied. 本発明の実施形態を適用したX線検出システムの構成を示す構成図である。It is a block diagram which shows the structure of the X-ray detection system to which embodiment of this invention is applied. 本発明の実施形態を適用したX線検出システムの主要部の構成を示す構成図である。It is a block diagram which shows the structure of the principal part of the X-ray detection system to which embodiment of this invention is applied.

以下、図面を参照して本発明の画像形成装置を実施するための形態(実施形態)を詳細に説明する。   DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Embodiments (embodiments) for carrying out an image forming apparatus of the present invention will be described below in detail with reference to the drawings.

〈第1実施形態〉
まず図1と図2を参照して第1実施形態のX線検出システムの構成を説明する。
<First Embodiment>
First, the configuration of the X-ray detection system of the first embodiment will be described with reference to FIGS. 1 and 2.

なお、この図1においては、鏡筒や架台などの各部を保持するための既知の基本的部材、真空を保持する機構部分などについては省略し、実施形態の特徴部分の配置を中心に示している。   In FIG. 1, a known basic member for holding each part such as a lens barrel and a gantry, a mechanism part for holding a vacuum, and the like are omitted, and the arrangement of the characteristic parts of the embodiment is mainly shown. Yes.

電子線照射部10は、走査電子顕微鏡の鏡筒部分に設けられ、試料20に対して電子線を照射する。   The electron beam irradiation unit 10 is provided in a lens barrel portion of a scanning electron microscope and irradiates the sample 20 with an electron beam.

X線集光ミラー部30は、試料20から放出される特性X線を、2枚のミラー34aと34bとで集光させて回折格子50に導く。ここで、X線集光ミラー部30で集光させることにより、回折格子50に入射する特性X線の強度を増加させて、測定時間の短縮、スペクトルのS/N比を向上させることができる。なお、X線集光ミラー部30の詳細については後述する。   The X-ray focusing mirror unit 30 focuses the characteristic X-rays emitted from the sample 20 by the two mirrors 34 a and 34 b and guides them to the diffraction grating 50. Here, by condensing with the X-ray condensing mirror unit 30, the intensity of the characteristic X-rays incident on the diffraction grating 50 can be increased, the measurement time can be shortened, and the S / N ratio of the spectrum can be improved. . Details of the X-ray collector mirror unit 30 will be described later.

回折格子50は、X線集光ミラー部30により集光された特性X線を受けて、エネルギーに応じて回折状態が異なる回折X線を生じさせる。この回折格子50は、収差補正のために不等間隔の溝が形成されており、このような不等間隔回折格子は、大きな入射角(回折格子面(図1のY軸)に平行に近い角度)で入射させたとき、回折光の焦点をローランド円上ではなく、光線にほぼ垂直な平面(イメージセンサ70の受光面:図1のXZ平面))上に作るように設計される。   The diffraction grating 50 receives characteristic X-rays collected by the X-ray condenser mirror unit 30 and generates diffracted X-rays having different diffraction states according to energy. This diffractive grating 50 is formed with unequally spaced grooves for aberration correction, and such unequally spaced diffractive gratings are nearly parallel to a large incident angle (diffraction grating surface (Y axis in FIG. 1)). When the light beam is incident at an angle, the focal point of the diffracted light is designed not on the Roland circle but on a plane substantially perpendicular to the light beam (light receiving surface of the image sensor 70: XZ plane in FIG. 1).

イメージセンサ70は、回折X線を検出するため、軟X線に感度を有するX線用のCCDカメラあるいはX線用のCMOSカメラである。望ましくは、背面照射型のX線用CCDカメラで構成されている。このイメージセンサ70は、その受光面が回折X線の結像面に一致するように位置調整がなされる。   The image sensor 70 is an X-ray CCD camera or an X-ray CMOS camera having sensitivity to soft X-rays in order to detect diffracted X-rays. Desirably, it comprises a back-illuminated X-ray CCD camera. The position of the image sensor 70 is adjusted so that the light receiving surface thereof coincides with the image plane of diffracted X-rays.

なお、以上の試料20、X線集光ミラー部30、回折格子50、およびイメージセンサ70は、図示されていないが、真空ポンプで排気された分光器室に設けられ、ゲートバルブを介して走査型電子顕微鏡の鏡筒に取り付けられているものとする。   The sample 20, the X-ray condensing mirror unit 30, the diffraction grating 50, and the image sensor 70 are not shown, but are provided in a spectroscope chamber evacuated by a vacuum pump and scanned via a gate valve. It shall be attached to the barrel of a scanning electron microscope.

また、このX線検出システムにおける回折格子50およびその周辺の構成の詳細については、本件出願人が別途特許出願した特開2002−329473号公報に記載されている。また、イメージセンサ70で得られた回折X線の処理システムについては、既知のものを使用することができるため、説明を省略する。   Further, details of the configuration of the diffraction grating 50 and its periphery in this X-ray detection system are described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2002-329473, to which the applicant of the present application separately applied. In addition, since a known system for processing diffracted X-rays obtained by the image sensor 70 can be used, description thereof is omitted.

X線集光ミラー部30は、2枚のミラー34aと34bとを向き合わせて1組としている。そして、それぞれのミラー34aと34bの向き合う面は、図2の紙面垂直方向(Z方向)に平坦である。そして、ミラーの間隔は、試料側(入射側)が狭く、回折格子側(出射側)が広くなる曲面で構成されている。これにより、ミラー無しの場合と比べると、回折格子50に入射する特性X線の強度を増加させ、これにより測定時間の短縮、スペクトルのS/N比を向上させることができる。   The X-ray condensing mirror unit 30 is a set of two mirrors 34a and 34b facing each other. The surfaces of the mirrors 34a and 34b facing each other are flat in the direction perpendicular to the paper surface (Z direction) in FIG. The distance between the mirrors is a curved surface with a narrow sample side (incident side) and a wide diffraction grating side (exit side). Thereby, compared with the case without a mirror, the intensity of the characteristic X-rays incident on the diffraction grating 50 can be increased, whereby the measurement time can be shortened and the S / N ratio of the spectrum can be improved.

また、X線集光ミラー部30は、X線検出システムにおいて位置が固定された固定部31、固定部31に対してミラー保持部33の位置あるいは角度を調整するX線集光ミラー調整部32(調整部材32a、32b、32c、32d)、固定部31上(XY平面上)で移動自在であってミラー34aと34bとを保持するミラー保持部33、ミラー34a、ミラー34b、を備えて構成されている。   In addition, the X-ray collector mirror unit 30 is a fixed unit 31 whose position is fixed in the X-ray detection system, and an X-ray collector mirror adjustment unit 32 that adjusts the position or angle of the mirror holding unit 33 with respect to the fixed unit 31. (Adjustment members 32a, 32b, 32c, 32d), comprising a mirror holding portion 33 that can move on the fixed portion 31 (on the XY plane) and hold the mirrors 34a and 34b, a mirror 34a, and a mirror 34b. Has been.

なお、固定部31は、X線集光ミラー部30として備えていてもよいが、X線検出システムのシャーシなどをそのまま使用してもよい。   In addition, although the fixing | fixed part 31 may be provided as the X-ray condensing mirror part 30, you may use the chassis of an X-ray detection system, etc. as it is.

また、X線集光ミラー調整部32は、ミラー保持部33の4隅を支えるよう、対向する位置に設けられた調整部材32aと32c、対向する位置に設けられた調整部材32bと32d、で構成され、各調整部材がXY平面においてX方向あるいは−X方向にミラー保持部33を微調整する構成の具体例を示している。   The X-ray focusing mirror adjustment unit 32 includes adjustment members 32a and 32c provided at opposing positions so as to support the four corners of the mirror holding part 33, and adjustment members 32b and 32d provided at opposing positions. A specific example of a configuration in which each adjustment member finely adjusts the mirror holding portion 33 in the X direction or the −X direction on the XY plane is shown.

また、ミラー保持部33は、説明を簡略化するため平面状である具体例を示しているが、これに限定されず、ミラー34aと34bとを一体保持するミラー外部筐体のような筒状の構造体であってもよい。   In addition, the mirror holding portion 33 shows a specific example of a flat shape for the sake of simplification, but is not limited thereto, and is a cylindrical shape such as a mirror external housing that integrally holds the mirrors 34a and 34b. The structure may be used.

ここで、対向する位置に設けられた調整部材32aと32c、32bと32dとについては、対向位置の両方を、ピエゾ素子、アクチュエータ、ビスなどの能動的調整部材としてもよいし、対向位置の一方を能動的調整部材、対向位置の他方をバネやゴムなどの弾性体で構成された受動的調整部材としてもよい。   Here, regarding the adjusting members 32a and 32c, 32b and 32d provided at the opposing positions, both of the opposing positions may be active adjusting members such as piezo elements, actuators, screws, or the like. May be an active adjustment member, and the other of the opposing positions may be a passive adjustment member made of an elastic body such as a spring or rubber.

また、X線検出システムの設置時の向きにより対向位置のいずれか一方が大地面に近くなるようにして、重力を利用し、設置時の下側を能動的調整部材として、対向位置側(上側)の調整部材を省略することも可能である。   Also, depending on the direction of installation of the X-ray detection system, either one of the opposed positions is close to the ground, and gravity is used. ) Adjustment member can be omitted.

また、調整部材32a〜32dとしてのビスを、マイクロメーターとすることで、変位量を確認しつつ調整することが可能になる。   Further, by using screws as the adjusting members 32a to 32d as a micrometer, it is possible to adjust while confirming the amount of displacement.

ここで、図2(a)はミラー34aと34bとが中立状態にある具体例を示している。ここで、試料20からの特性X線を破線で示し、カソードルミネッセンス(CL)を二点鎖線で示している。この図2(a)に示すように、検出対象である軟X線などの特性X線だけでなく、不要なカソードルミネッセンスもX線集光ミラー部30で集光されて回折格子50に入射している。   Here, FIG. 2A shows a specific example in which the mirrors 34a and 34b are in a neutral state. Here, characteristic X-rays from the sample 20 are indicated by broken lines, and cathodoluminescence (CL) is indicated by two-dot chain lines. As shown in FIG. 2A, not only characteristic X-rays such as soft X-rays to be detected but also unnecessary cathodoluminescence is condensed by the X-ray condenser mirror 30 and incident on the diffraction grating 50. ing.

ここで、特性X線については、ミラー34aと34bとにおける反射によって、比較的平行光に近い状態(90°に近い、大きな入射角)で反射・集光されて回折格子に導かれている。   Here, the characteristic X-rays are reflected and condensed in a state relatively close to parallel light (a large incident angle close to 90 °) by reflection by the mirrors 34a and 34b and guided to the diffraction grating.

一方、カソードルミネッセンスは、特性X線よりも長波長であるので、特性X線では反射せずに吸収されてしまうような、特性X線よりも小さい入射角でミラー34aと34bにおける反射が可能である。この結果、カソードルミネッセンスは、特性X線よりも小さい入射角で回折格子50に導かれる傾向がある。   On the other hand, since cathodoluminescence has a longer wavelength than characteristic X-rays, it can be reflected by mirrors 34a and 34b at an incident angle smaller than that of characteristic X-rays, which is absorbed without being reflected by characteristic X-rays. is there. As a result, the cathodoluminescence tends to be guided to the diffraction grating 50 at an incident angle smaller than the characteristic X-ray.

この結果、図2(a)に示すように、カソードルミネッセンスは回折格子50の周辺部分に比較的集まって入射する傾向がある。   As a result, as shown in FIG. 2A, the cathodoluminescence tends to be relatively gathered and incident on the peripheral portion of the diffraction grating 50.

そこで、ミラー保持部33の4隅に設けられた調整部材32a、32b、32c、32dのいずれかをX方向あるいは−X方向に調整し、ミラー保持部33を固定部31に対して微調整する。   Therefore, any one of the adjustment members 32a, 32b, 32c, and 32d provided at the four corners of the mirror holding portion 33 is adjusted in the X direction or the −X direction, and the mirror holding portion 33 is finely adjusted with respect to the fixed portion 31. .

図2(b)に示す例では、調整部材32aを伸長、対向する位置に設けられた調整部材32cを圧縮し、調整部材32bを圧縮、対向する位置に設けられた調整部材32dを伸長することで、XZ平面内においてミラー保持部33を反時計方向に回転させている。なお、この回転は、請求項におけるX線集光ミラーの角度を変えることに相当する。   In the example shown in FIG. 2B, the adjusting member 32a is extended, the adjusting member 32c provided at the opposing position is compressed, the adjusting member 32b is compressed, and the adjusting member 32d provided at the opposing position is extended. Thus, the mirror holding portion 33 is rotated counterclockwise in the XZ plane. This rotation corresponds to changing the angle of the X-ray focusing mirror in the claims.

これにより、ミラー34aと34bとが反時計方向に回転したことで反射角が変化し、回折格子50の+X方向端部に入射していたカソードルミネッセンスは、回折格子50から外れた位置に進むことになり、回折格子50での回折もイメージセンサ70への入射も無くなる。   As a result, the reflection angle is changed by rotating the mirrors 34a and 34b counterclockwise, and the cathode luminescence incident on the + X direction end of the diffraction grating 50 advances to a position away from the diffraction grating 50. Thus, neither diffraction by the diffraction grating 50 nor incidence to the image sensor 70 is eliminated.

この際に、回折格子50の+X方向端部に入射していた特性X線の一部も、回折格子50から外れた位置に進むことになるが、カソードルミネッセンスを回折格子50の範囲外に確実に導くことにより、回折格子50やイメージセンサ70に入射するX線の比率を大きくすることが可能になる。   At this time, a part of the characteristic X-rays incident on the + X direction end of the diffraction grating 50 also moves to a position off the diffraction grating 50, but the cathode luminescence is surely out of the diffraction grating 50 range. Therefore, the ratio of X-rays incident on the diffraction grating 50 and the image sensor 70 can be increased.

なお、図示していないが、カソードルミネッセンスが回折格子50の−X方向端部に入射していれば、ミラー34aと34bとを時計方向に回転させることで、カソードルミネッセンスを回折格子50の−X方向端部から外すことができる。   Although not shown, if the cathodoluminescence is incident on the end of the diffraction grating 50 in the −X direction, the mirror 34 a and 34 b are rotated in the clockwise direction so that the cathodoluminescence is −X of the diffraction grating 50. It can be removed from the direction end.

図2(c)に示す例では、調整部材32aを圧縮、対向する位置に設けられた調整部材32cを伸長し、調整部材32bを圧縮、対向する位置に設けられた調整部材32dを伸長することで、XZ平面内においてミラー保持部33を−X方向にシフト移動させている。なお、このシフト移動は、請求項におけるX線集光ミラーの位置を変えることに相当する。   In the example shown in FIG. 2C, the adjustment member 32a is compressed and the adjustment member 32c provided at the opposing position is extended, the adjustment member 32b is compressed and the adjustment member 32d provided at the opposite position is extended. Thus, the mirror holding portion 33 is shifted in the −X direction within the XZ plane. This shift movement corresponds to changing the position of the X-ray focusing mirror in the claims.

このようなミラー34aと34bの−X方向シフト移動により、光源(試料20)とミラーとの位置関係が変化して反射角が変化し、ミラー34aで反射して回折格子50の+X方向端部に入射していたカソードルミネッセンスは、回折格子50から外れた位置に進むことになり、回折格子50での回折もイメージセンサ70への入射も無くなる。   By such a shift movement of the mirrors 34 a and 34 b in the −X direction, the positional relationship between the light source (sample 20) and the mirror is changed, and the reflection angle is changed. The reflection angle is changed by the mirror 34 a and the end of the diffraction grating 50 in the + X direction. The cathodoluminescence that has been incident on the laser beam proceeds to a position off the diffraction grating 50, and the diffraction at the diffraction grating 50 and the incidence on the image sensor 70 are eliminated.

この際に、回折格子50の+X方向端部に入射していた特性X線の一部も、回折格子50から外れた位置に進むことになるが、カソードルミネッセンスを回折格子50の範囲外に確実に導くことにより、回折格子50に入射する特性X線やイメージセンサ70に入射する回折X線の比率を大きくすることが可能になる。   At this time, a part of the characteristic X-rays incident on the + X direction end of the diffraction grating 50 also moves to a position off the diffraction grating 50, but the cathode luminescence is surely out of the diffraction grating 50 range. Thus, the ratio of the characteristic X-rays incident on the diffraction grating 50 and the diffraction X-rays incident on the image sensor 70 can be increased.

なお、図示していないが、カソードルミネッセンスが回折格子50の−X方向端部に入射していれば、ミラー34aと34bとを+X方向にシフト移動させることで、カソードルミネッセンスを回折格子50の−X方向端部から外すことができる。   Although not shown, if the cathode luminescence is incident on the end of the diffraction grating 50 in the −X direction, the mirrors 34 a and 34 b are shifted in the + X direction to move the cathode luminescence to the − of the diffraction grating 50. It can be removed from the end in the X direction.

また、この第1実施形態によると、X線集光ミラー部30での調整であるので、使用する回折格子50の種類に影響されることなく、不要なカソードルミネッセンス除去による回折格子50へ入射する特性X線の比率を上げるという良好な効果を得ることが可能である。   Further, according to the first embodiment, since the adjustment is performed by the X-ray condensing mirror unit 30, the light is incident on the diffraction grating 50 by unnecessary cathode luminescence removal without being affected by the type of the diffraction grating 50 to be used. A good effect of increasing the ratio of characteristic X-rays can be obtained.

以上の調整部材32a〜32dの調整操作は、オペレータによる手動のビスの回転送り操作、オペレータによる手動のアクチュエータの伸長・圧縮操作、イメージセンサ70の回折X線の解析結果による制御部(図示せず)の自動制御、などのいずれであってもよい。   The adjustment operation of the adjustment members 32a to 32d is performed by a control unit (not shown) based on the result of analysis of diffraction X-rays of the image sensor 70, manual screw rotation operation by the operator, manual actuator extension / compression operation by the operator. ) Automatic control or the like.

また、以上の調整部材32a〜32dの調整に変更が生じない場合には、ビスの回転送り操作によって調整し、そのままの状態で固定しておくことで良好な状況を保持することができる。   Moreover, when a change does not arise in adjustment of the above adjustment members 32a-32d, it can hold | maintain a favorable condition by adjusting by rotation feed operation of a screw, and fixing as it is.

〈第1実施形態の変形例(1)〉
ここで、第1実施形態の変形例(1)について説明する。
<Modification (1) of First Embodiment>
Here, a modified example (1) of the first embodiment will be described.

ミラー保持部33は、図2(b)方向やその逆方向のXY平面における回動のみが可能な、回転軸や回転レールなどの回動機構(図示せず)を介して固定部31上に配置されていてもよい。   The mirror holding portion 33 is placed on the fixed portion 31 via a rotation mechanism (not shown) such as a rotation shaft or a rotation rail that can only rotate in the XY plane in the direction of FIG. It may be arranged.

この場合には、少なくとも、上述した調整部材32a〜32dのいずれか一つのみを用いるようにしてもよい。図3(a)では、調整部材32aのみを用いた例を示している。この場合にも、図2(b)と同等な動作が可能になる。   In this case, at least one of the adjustment members 32a to 32d described above may be used. FIG. 3A shows an example using only the adjustment member 32a. Also in this case, an operation equivalent to that shown in FIG.

〈第1実施形態の変形例(2)〉
ここで、第1実施形態の変形例(2)について説明する。
<Modification (2) of First Embodiment>
Here, a modification (2) of the first embodiment will be described.

ミラー保持部33が、図2(c)方向やその逆方向のシフト移動のみが可能なシフト移動用滑り機構などのシフト移動機構(図示せず)を介して固定部31上に配置されていてもよい。   The mirror holding portion 33 is disposed on the fixed portion 31 via a shift movement mechanism (not shown) such as a shift movement sliding mechanism capable of only shifting in the direction of FIG. Also good.

この場合にも、少なくとも、上述した調整部材32a〜32dのいずれか一つのみを用いるようにしてもよい。図3(b)では、調整部材32aのみを用いた例を示している。この場合にも、図2(c)と同等な動作が可能になる。   Also in this case, at least one of the adjustment members 32a to 32d described above may be used. FIG. 3B shows an example in which only the adjustment member 32a is used. Also in this case, an operation equivalent to that shown in FIG.

〈第2実施形態〉
ここで、図4と図5を参照して第2実施形態のX線検出システムの構成を説明する。
Second Embodiment
Here, the configuration of the X-ray detection system of the second embodiment will be described with reference to FIGS. 4 and 5.

なお、この図4において、図1と同様に、鏡筒や架台などの各部を保持するための既知の基本的部材、真空を保持する機構部分などについては省略し、実施形態の特徴部分の配置を中心に示した状態で示している。   In FIG. 4, as in FIG. 1, known basic members for holding each part such as a lens barrel and a gantry, a mechanism part for holding a vacuum, etc. are omitted, and the arrangement of the characteristic parts of the embodiment is omitted. It is shown in a state centered on.

ここで、第1実施形態の図1と同一部分には同一番号を付すことで、重複した説明を省略する。   Here, the same parts as those in FIG. 1 of the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and redundant description is omitted.

なお、この第2実施形態においても、第1実施形態の調整部材32a〜32dを適用することが可能であるため図4中に示されているが、必須のものではない。   In the second embodiment as well, the adjustment members 32a to 32d of the first embodiment can be applied, but the adjustment members 32a to 32d are shown in FIG. 4 but are not essential.

この図4において図1と異なる部分は、X線集光ミラー部30と回折格子50との間の回折X線の光路上にスリット42aと42bを備え、イメージセンサ70の受光面上における回折X線のイメージのエネルギー分散方向(図4でZ方向)と直交する方向(図4でX方向)にスリット42aと42bの位置を調整するスリット調整部41とを更に有することである。なお、スリット調整部41、スリット42aと42b、によりスリット部40を構成している。また、このスリット42aと42bとは、X線やカソードルミネッセンスなどを遮断する材質で構成されることが望ましい。   4 differs from FIG. 1 in that slits 42a and 42b are provided on the optical path of the diffracted X-rays between the X-ray condensing mirror section 30 and the diffraction grating 50, and the diffraction X on the light receiving surface of the image sensor 70 is different. The slit adjustment unit 41 further adjusts the positions of the slits 42a and 42b in a direction (X direction in FIG. 4) orthogonal to the energy dispersion direction (Z direction in FIG. 4) of the line image. In addition, the slit adjustment part 41 and the slits 42a and 42b constitute the slit part 40. The slits 42a and 42b are preferably made of a material that blocks X-rays, cathode luminescence, and the like.

このスリット調整部41は、各種の移動機構あるいは駆動機構を用いることができ、リニアモータやアクチュエータを用いた電気的なものであってもよいし、外部から手動でネジの回転送り操作により調整する機械的なものであってもよい。この点は、第1実施形態のX線集光ミラー調整部32(調整部材32a、32b、32c、32d)と同様である。   The slit adjusting unit 41 can use various moving mechanisms or driving mechanisms, and may be an electric one using a linear motor or an actuator, or manually adjusted by a rotational feed operation of a screw from the outside. It may be mechanical. This point is the same as the X-ray focusing mirror adjustment unit 32 (adjustment members 32a, 32b, 32c, 32d) of the first embodiment.

また、スリット42aと42b側に駆動機構を設け、レール上を移動するような構成であってもよい。また、スリット42aと42bとは、スリット調整部41によって連動して開閉移動するものであってもよいし、スリット42aと42bとが個別に開閉移動するものであってもよい。   Further, a configuration may be adopted in which a drive mechanism is provided on the slits 42a and 42b side, and moves on the rail. Further, the slits 42a and 42b may be opened and closed in conjunction with the slit adjusting unit 41, or the slits 42a and 42b may be opened and closed individually.

ここで、図5(a)はスリット42aと42bとが初期状態あるいはスリット開放状態にある具体例を示している。ここで、図2と同様に、試料20からの特性X線を破線で示し、カソードルミネッセンス(CL)を二点鎖線で示している。この図5(a)に示すように、検出対象である軟X線などの特性X線だけでなく、不要なカソードルミネッセンスもX線集光ミラー部30で集光されて、スリット42aと42bとを通過して、回折格子50に入射している。   Here, FIG. 5A shows a specific example in which the slits 42a and 42b are in the initial state or the slit open state. Here, as in FIG. 2, the characteristic X-rays from the sample 20 are indicated by broken lines, and the cathodoluminescence (CL) is indicated by two-dot chain lines. As shown in FIG. 5 (a), not only characteristic X-rays such as soft X-rays to be detected but also unwanted cathodoluminescence is condensed by the X-ray condenser mirror unit 30, and the slits 42a and 42b. , And is incident on the diffraction grating 50.

ここで、図2(a)で説明した場合と同様に、図5(a)に示すようにカソードルミネッセンスは回折格子50の周辺部分に比較的集まって入射する傾向がある。   Here, as in the case described with reference to FIG. 2A, the cathodoluminescence tends to be relatively concentrated and incident on the peripheral portion of the diffraction grating 50 as shown in FIG.

そこで、図5(b)に示すように、イメージセンサの受光面上における回折X線のイメージのエネルギー分散方向と直交する方向、すなわち、X線集光ミラー30と回折格子50との間の光路のX方向の外側部分を絞るように、スリット調整部41によってスリット42aと42bとをX方向に互いに接近させるように調整する。   Therefore, as shown in FIG. 5B, the direction orthogonal to the energy dispersion direction of the image of the diffracted X-ray on the light receiving surface of the image sensor, that is, the optical path between the X-ray condenser mirror 30 and the diffraction grating 50. The slit adjustment unit 41 adjusts the slits 42a and 42b so as to approach each other in the X direction so that the outer portion in the X direction is narrowed.

このようにスリット42aと42bとが互いにX方向に接近したことで光路が狭まり、回折格子50の+X方向端部に入射していたカソードルミネッセンスは遮断され、回折格子50に進むことができず、回折格子50での回折もイメージセンサ70への入射も無くなる。   As the slits 42a and 42b approach each other in the X direction in this manner, the optical path is narrowed, and the cathodoluminescence incident on the + X direction end of the diffraction grating 50 is blocked and cannot travel to the diffraction grating 50. Neither diffraction by the diffraction grating 50 nor incidence on the image sensor 70 is eliminated.

この際に、スリット調整部41による調整によっては、回折格子50の+X方向端部に入射していた特性X線の一部も遮断され、回折格子50に到達できなくなるが、カソードルミネッセンスを回折格子50に到達できないように確実に遮断することにより、回折格子50に入射する特性X線やイメージセンサ70に入射する回折X線の比率を大きくすることが可能になる。   At this time, depending on the adjustment by the slit adjusting unit 41, a part of the characteristic X-rays incident on the + X direction end of the diffraction grating 50 is also blocked and cannot reach the diffraction grating 50. By reliably blocking the laser beam from reaching 50, the ratio of the characteristic X-rays incident on the diffraction grating 50 and the diffraction X-rays incident on the image sensor 70 can be increased.

なお、図示していないが、カソードルミネッセンスが回折格子50の−X方向端部に入射している場合でも、このようにスリット42aと42bとを互いに接近させることで、カソードルミネッセンスは遮断され、回折格子50に進むことができず、回折格子50での回折もイメージセンサ70への入射も無くなる。   Although not shown in the figure, even when cathodoluminescence is incident on the end of the diffraction grating 50 in the −X direction, the cathode luminescence is blocked and the diffraction is prevented by bringing the slits 42a and 42b close to each other in this way. It is not possible to proceed to the grating 50, and neither diffraction at the diffraction grating 50 nor incidence to the image sensor 70 is eliminated.

図5(c)に示す例では、イメージセンサの受光面上における回折X線のイメージのエネルギー分散方向と直交する方向、すなわち、X線集光ミラー30と回折格子50との間の光路のX方向の外側部分であって、カソードルミネッセンスが通過する側を絞るように、スリット調整部41によってスリット42aと42bのいずれか一方を調整する。ここでは、スリット調整部41によりスリット42bを−X方向に、すなわち光路を狭めるように調整する。   In the example shown in FIG. 5C, the X-direction of the optical path between the X-ray condensing mirror 30 and the diffraction grating 50, that is, the direction orthogonal to the energy dispersion direction of the diffracted X-ray image on the light receiving surface of the image sensor. One of the slits 42a and 42b is adjusted by the slit adjusting unit 41 so as to narrow the side where the cathodoluminescence passes, which is an outer portion in the direction. Here, the slit adjustment unit 41 adjusts the slit 42b in the −X direction, that is, to narrow the optical path.

このようにスリット42bによって光路が狭まり、回折格子50の+X方向端部に入射していたカソードルミネッセンスは遮断され、回折格子50に進むことができず、回折格子50での回折もイメージセンサ70への入射も無くなる。   In this way, the optical path is narrowed by the slit 42 b, and the cathodoluminescence incident on the + X direction end of the diffraction grating 50 is blocked and cannot proceed to the diffraction grating 50, and diffraction at the diffraction grating 50 is also transmitted to the image sensor 70. Is also eliminated.

この際に、スリット調整部41による調整によっては、回折格子50の+X方向端部に入射していた特性X線の一部も遮断され、回折格子50に到達できなくなるが、カソードルミネッセンスを回折格子50に到達できないように確実に遮断することにより、回折格子50入射する特性X線やイメージセンサ70に入射する回折X線の比率を大きくすることが可能になる。   At this time, depending on the adjustment by the slit adjusting unit 41, a part of the characteristic X-rays incident on the + X direction end of the diffraction grating 50 is also blocked and cannot reach the diffraction grating 50. By blocking so as not to reach 50, the ratio of the characteristic X-rays incident on the diffraction grating 50 and the diffraction X-rays incident on the image sensor 70 can be increased.

また、図5(c)に示す例では、スリット42bのみを−X方向に移動させてカソードルミネッセンスを遮断するようにしているが、スリット42aと42bとを同時に−X方向に移動させてカソードルミネッセンスを遮断するようにしてもよい。   In the example shown in FIG. 5C, only the slit 42b is moved in the −X direction to block the cathode luminescence, but the slits 42a and 42b are simultaneously moved in the −X direction to obtain the cathode luminescence. May be shut off.

なお、図示していないが、カソードルミネッセンスが回折格子50の−X方向端部に入射している場合には、少なくともスリット42aをX方向に移動させて光路を狭めるよう調整することで、カソードルミネッセンスは遮断され、回折格子50に進むことができず、回折格子50での回折もイメージセンサ70への入射も無くなる。   Although not shown, when the cathodoluminescence is incident on the end of the diffraction grating 50 in the −X direction, the cathodoluminescence is adjusted by narrowing the optical path by moving at least the slit 42a in the X direction. Is blocked and cannot proceed to the diffraction grating 50, and there is no diffraction at the diffraction grating 50 and no incident on the image sensor 70.

また、この第2実施形態によると、スリット部40での調整であるので、使用する回折格子50の種類に影響されることなく、不要なカソードルミネッセンス除去による回折格子50へ入射する特性X線の比率を上げるという良好な効果を得ることが可能である。   Further, according to the second embodiment, since the adjustment is made in the slit portion 40, the characteristic X-rays incident on the diffraction grating 50 by unnecessary cathodoluminescence removal are not affected by the type of the diffraction grating 50 to be used. It is possible to obtain a good effect of increasing the ratio.

また、この第2実施形態では、カソードルミネッセンスが及ぼす影響によるイメージセンサ70上での採取スペクトルの不明瞭さによっては、測定対象である特性X線(軟X線)についての減衰をある程度許容してでもカソードルミネッセンスをスリット部40によって積極的に除去することで、結果としてはより良好な軟X線スペクトルの検出が可能となる。   In the second embodiment, depending on the ambiguity of the collected spectrum on the image sensor 70 due to the influence of cathodoluminescence, the attenuation of characteristic X-rays (soft X-rays) to be measured is allowed to some extent. However, by positively removing the cathodoluminescence by the slit portion 40, a better soft X-ray spectrum can be detected as a result.

以上のスリット調整部41によるスリット42aと42bの調整操作は、オペレータによる手動のビスの回転送り操作、オペレータによる手動のアクチュエータやリニアモータの操作、イメージセンサ70の回折X線の解析結果による制御部(図示せず)の自動制御、などのいずれであってもよい。   The above adjustment operation of the slits 42a and 42b by the slit adjustment unit 41 includes a manual screw rotation operation by an operator, a manual actuator or linear motor operation by an operator, and a control unit based on the analysis result of diffraction X-rays of the image sensor 70. Any of automatic control (not shown) or the like may be used.

また、以上のスリット調整部41の調整に変更が生じない場合には、ビスの回転送り操作によって調整し、そのままの状態で固定しておくことで良好な状況を保持することができる。   Further, in the case where there is no change in the adjustment of the slit adjusting unit 41 described above, it is possible to maintain a good situation by adjusting the screw by a rotary feed operation and fixing it as it is.

〈第3実施形態〉
ここで、図6と図7を参照して第3実施形態のX線検出システムの構成を説明する。
<Third Embodiment>
Here, the configuration of the X-ray detection system of the third embodiment will be described with reference to FIGS. 6 and 7.

なお、この図6において、図1や図4と同様に、鏡筒や架台などの各部を保持するための既知の基本的部材、真空を保持する機構部分などについては省略し、実施形態の特徴部分の配置を中心に示した状態で示している。   In FIG. 6, as in FIGS. 1 and 4, known basic members for holding each part such as a lens barrel and a gantry, a mechanism part for holding a vacuum, and the like are omitted, and features of the embodiment are omitted. The arrangement of the parts is shown in the center.

ここで、第1実施形態の図1、第2実施形態の図4と同一部分には同一番号を付すことで、重複した説明を省略する。   Here, the same parts as those in FIG. 1 of the first embodiment and FIG. 4 of the second embodiment are denoted by the same reference numerals, and redundant description is omitted.

なお、この第3実施形態においても、第1実施形態の調整部材32a〜32dを適用することが可能であるため図6中に示されているが、必須のものではない。   In the third embodiment as well, the adjustment members 32a to 32d of the first embodiment can be applied, so that they are shown in FIG. 6, but they are not essential.

この図6において図1や図4と異なる部分は、回折格子50の回折面側に所定の距離をあけて配置されるスリット62と、イメージセンサの受光面上における回折X線のイメージのエネルギー分散方向に、スリット62の位置を調整するスリット調整部61と、を更に有することを特徴とする。なお、スリット調整部61、スリット62によりスリット部60を構成している。また、このスリット62は、X線、カソードルミネッセンス、荷電粒子、中性粒子、など各種を遮断する材質で構成されることが望ましい。   6 differs from FIG. 1 and FIG. 4 in that the slit 62 disposed at a predetermined distance on the diffraction surface side of the diffraction grating 50 and the energy dispersion of the image of the diffracted X-ray on the light receiving surface of the image sensor. It further has a slit adjusting part 61 for adjusting the position of the slit 62 in the direction. In addition, the slit part 60 is comprised by the slit adjustment part 61 and the slit 62. FIG. In addition, the slit 62 is preferably made of a material that blocks various types of materials such as X-rays, cathodoluminescence, charged particles, and neutral particles.

なお、X線集光ミラー部30から見て回折格子50の後端側(イメージセンサ70に近い側)に入射する特性X線の光線と、X線集光ミラー部30から見て回折格子50の先端側(X線集光ミラー部30に近い側)で回折する回折X線の光線とが交わるポイント(以下、クロスポイント(図7(a)参照)と呼ぶ)を定め、回折格子50表面とクロスポイントの間を所定の距離として、回折格子50表面から所定の距離以遠をスリット62で遮断できることが望ましい(図7(b)参照)。   The characteristic X-ray beam incident on the rear end side (side closer to the image sensor 70) of the diffraction grating 50 as viewed from the X-ray collection mirror section 30 and the diffraction grating 50 viewed from the X-ray collection mirror section 30. A point (hereinafter referred to as a cross point (see FIG. 7A)) where a diffracted X-ray beam diffracted on the tip side (side closer to the X-ray condensing mirror unit 30) intersects is determined, and the surface of the diffraction grating 50 It is desirable that the distance between the surface and the cross point be a predetermined distance, and the slit 62 can block a distance beyond the predetermined distance from the surface of the diffraction grating 50 (see FIG. 7B).

すなわち、クロスポイントにスリット62の先端が接するようにスリット62を配置することで、回折格子50による回折に影響を与えずに、回折格子50を経由しないで試料20やX線集光ミラー部30から直接イメージセンサ70に到達する不要光(カソードルミネッセンス、回折X線とならない特性X線、荷電粒子、中性粒子、など(図7(a)参照))を有効に遮断することが可能になる。   That is, by arranging the slit 62 so that the tip of the slit 62 is in contact with the cross point, the sample 20 and the X-ray condensing mirror unit 30 do not affect the diffraction by the diffraction grating 50 and do not pass through the diffraction grating 50. It is possible to effectively block unnecessary light (cathode luminescence, characteristic X-rays that do not become diffracted X-rays, charged particles, neutral particles, etc. (see FIG. 7A)) directly reaching the image sensor 70. .

なお、特性X線のエネルギーや回折格子50の種類によって上述したクロスポイントの位置が変化するため、図7(b)に示すように、スリット62はスリット調整部61によってZ方向に調整可能であることが望ましい。   Since the position of the cross point described above varies depending on the energy of the characteristic X-ray and the type of the diffraction grating 50, the slit 62 can be adjusted in the Z direction by the slit adjustment unit 61 as shown in FIG. 7B. It is desirable.

以上のように、回折格子50の回折面側に所定の距離をあけてスリット62を配置し、イメージセンサの受光面上における回折X線のイメージのエネルギー分散方向(図7のZ方向)に、スリット調整部61によりスリット62の先端位置をクロスポイントに合わせるよう調整することにより、特性X線や回折X線を阻害することなく、回折格子50で回折する特性X線以外の各種不要光を効率的に遮断することができる。   As described above, the slit 62 is arranged at a predetermined distance on the diffraction surface side of the diffraction grating 50, and in the energy dispersion direction (Z direction in FIG. 7) of the image of the diffracted X-ray on the light receiving surface of the image sensor. By adjusting the slit 62 to adjust the tip position of the slit 62 to the cross point, various unnecessary lights other than the characteristic X-ray diffracted by the diffraction grating 50 can be efficiently obtained without inhibiting the characteristic X-ray and the diffraction X-ray. Can be blocked.

このスリット調整部61は、各種の移動機構あるいは駆動機構を用いることができ、リニアモータやアクチュエータを用いた電気的なものであってもよいし、外部から手動でネジの回転送り操作により調整する機械的なものであってもよい。この点は、第1実施形態や第2実施形態と同様である。   The slit adjusting unit 61 can use various moving mechanisms or driving mechanisms, and may be an electric unit using a linear motor or an actuator, or manually adjusted by a screw rotational feed operation from the outside. It may be mechanical. This point is the same as in the first embodiment and the second embodiment.

また、この第3実施形態でも、以上のスリット調整部61の調整に変更が生じない場合には、ビスの回転送り操作によって調整し、そのままの状態で固定しておくことで良好な状況を保持することができる。   Also in this third embodiment, if there is no change in the adjustment of the slit adjusting unit 61 described above, a favorable state is maintained by adjusting it by rotating the screw and feeding it as it is. can do.

〈第4実施形態〉
ここで、図8と図9を参照して第4実施形態のX線検出システムの構成を説明する。
<Fourth embodiment>
Here, the configuration of the X-ray detection system of the fourth embodiment will be described with reference to FIGS. 8 and 9.

なお、この図8において、図1や図4や図6と同様に、鏡筒や架台などの各部を保持するための既知の基本的部材、真空を保持する機構部分などについては省略し、実施形態の特徴部分の配置を中心に示した状態で示している。   In FIG. 8, similar to FIG. 1, FIG. 4, and FIG. 6, a known basic member for holding each part such as a lens barrel and a gantry, a mechanism part for holding a vacuum, and the like are omitted and implemented. The arrangement of the feature portions of the form is shown in the center.

ここで、第1実施形態の図1、第2実施形態の図4、第2実施形態の図6と同一部分には同一番号を付すことで、重複した説明を省略する。   Here, the same parts as those in FIG. 1 of the first embodiment, FIG. 4 of the second embodiment, and FIG. 6 of the second embodiment are denoted by the same reference numerals, and redundant description is omitted.

なお、この第4実施形態においても、第1実施形態の調整部材32a〜32dを適用することが可能であるため図8中に示されているが、必須のものではない。   Also in the fourth embodiment, the adjustment members 32a to 32d of the first embodiment can be applied, and are shown in FIG. 8, but this is not essential.

この図8において図1や図4と異なる部分は、回折格子50とイメージセンサ70と間にスリット62’を配置し、イメージセンサ70の受光面上における回折X線のイメージのエネルギー分散方向(図8のZ方向)に、スリット調整部61’によりスリット62’の位置を調整可能に構成することである。また、このスリット62’は、X線やカソードルミネッセンスなどを遮断する材質で構成されることが望ましい。   8 differs from FIG. 1 and FIG. 4 in that a slit 62 ′ is disposed between the diffraction grating 50 and the image sensor 70, and the energy dispersion direction of the image of the diffracted X-rays on the light receiving surface of the image sensor 70 (see FIG. 8). 8), the position of the slit 62 ′ can be adjusted by the slit adjusting portion 61 ′. The slit 62 'is preferably made of a material that blocks X-rays, cathodoluminescence, and the like.

このような構成にすることにより、図9(a)(b)に示すように、回折格子50で回折する特性X線以外の成分(回折格子でに到達せずに、回折格子の後ろ側に進む特性X線やカソードルミネッセンスなど)を遮断することができる。   With such a configuration, as shown in FIGS. 9A and 9B, components other than the characteristic X-rays diffracted by the diffraction grating 50 (not reaching the diffraction grating and being behind the diffraction grating) (Propagating characteristic X-rays, cathodoluminescence, etc.) can be blocked.

そして、このように回折格子50の後ろ側に進んでしまう特性X線やカソードルミネッセンスなどによって、装置内部の各種部材に反射・散乱して生成される反射光や散乱光がイメージセンサ70に入射すること(図9(a)参照)を、防止することが可能になる。   Then, reflected light and scattered light generated by being reflected and scattered by various members inside the apparatus are incident on the image sensor 70 by the characteristic X-rays and the cathode luminescence that travel to the rear side of the diffraction grating 50 as described above. This (see FIG. 9A) can be prevented.

なお、特性X線のエネルギーや回折格子50の種類によって、回折X線や不要光の光路が異なるため、図9(b)に示すように、スリット62’はスリット調整部61’によってZ方向に調整可能であることが望ましい。これにより、回折X線の進路を阻害せずに、回折格子50の後ろに進む特性X線などを効率的に遮断除去することができる。   Since the optical path of diffracted X-rays and unnecessary light varies depending on the energy of the characteristic X-rays and the type of the diffraction grating 50, the slit 62 ′ is moved in the Z direction by the slit adjusting unit 61 ′ as shown in FIG. 9B. It is desirable to be adjustable. Thus, characteristic X-rays traveling behind the diffraction grating 50 can be efficiently blocked and removed without hindering the path of the diffracted X-rays.

なお、このスリット調整部61’は、各種の移動機構あるいは駆動機構を用いることができ、リニアモータやアクチュエータを用いた電気的なものであってもよいし、外部から手動でネジの回転送り操作により調整する機械的なものであってもよい。この点は、第1実施形態や第2実施形態や第3実施形態と同様である。   The slit adjustment unit 61 ′ can use various moving mechanisms or drive mechanisms, and may be an electric one using a linear motor or an actuator, or a manual screw feed operation from the outside. It is also possible to use a mechanical device that is adjusted by the above. This is the same as the first embodiment, the second embodiment, and the third embodiment.

10 電子線照射部
20 試料
30 X線集光ミラー部
40 スリット部
50 回折格子
60 スリット部
70 イメージセンサ
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Electron beam irradiation part 20 Sample 30 X-ray condensing mirror part 40 Slit part 50 Diffraction grating 60 Slit part 70 Image sensor

Claims (5)

試料に対して電子線を照射する電子線照射部と、
電子線が照射された前記試料から放出される特性X線を集光させて回折格子に導くX線集光ミラーと、
記X線集光ミラーにより集光された特性X線を受けて回折X線を生じさせる回折格子と、
前記回折格子で生じた回折X線を検出するイメージセンサと、
を有したX線検出システムにおいて、
前記X線集光ミラーと前記回折格子との間に配置され、前記イメージセンサの受光面上における回折X線のイメージのエネルギー分散方向と直交する方向の特性X線の光路幅を規定するスリットと、
前記直交する方向に前記スリットの位置を調整するスリット調整部と、
更に有することを特徴とするX線検出システム。
An electron beam irradiation unit for irradiating the sample with an electron beam;
An X-ray condenser mirror that condenses characteristic X-rays emitted from the sample irradiated with the electron beam and guides it to a diffraction grating;
A diffraction grating to produce diffracted X-rays by receiving the collected characteristic X-rays by the front Symbol X-ray focusing mirror,
An image sensor for detecting diffracted X-rays generated by the diffraction grating;
In an X-ray detection system having
A slit that is disposed between the X-ray collector mirror and the diffraction grating and that defines the optical path width of the characteristic X-ray in a direction orthogonal to the energy dispersion direction of the image of the diffracted X-ray on the light receiving surface of the image sensor; ,
A slit adjuster for adjusting the position of the slit in the orthogonal direction;
An X-ray detection system further comprising :
試料に対して電子線を照射し、電子線が照射された前記試料から放出される特性X線をX線集光ミラーで集光させて回折格子に導き、前記回折格子で生じた回折X線をイメージセンサで検出するようにしたX線検出方法において、The sample is irradiated with an electron beam, the characteristic X-rays emitted from the sample irradiated with the electron beam are condensed by an X-ray condenser mirror and guided to a diffraction grating, and the diffraction X-ray generated by the diffraction grating In the X-ray detection method in which image is detected by an image sensor,
電子線が照射された前記試料から放出されるカソードルミネッセンスが前記イメージセンサに入射しないように、前記X線集光ミラーの位置もしくは角度を調整するようにしたことを特徴とするX線検出方法。  An X-ray detection method characterized in that the position or angle of the X-ray focusing mirror is adjusted so that cathodoluminescence emitted from the sample irradiated with an electron beam does not enter the image sensor.
前記イメージセンサの受光面上における回折X線のイメージのエネルギー分散方向と直交する方向にカソードルミネッセンスの向きを変えるよう、前記X線集光ミラーの位置もしくは角度を調整するようにしたことを特徴とする請求項2記載のX線検出方法。The position or angle of the X-ray collector mirror is adjusted so as to change the direction of cathodoluminescence in a direction orthogonal to the energy dispersion direction of the image of the diffracted X-ray on the light receiving surface of the image sensor. The X-ray detection method according to claim 2. 試料に対して電子線を照射し、電子線が照射された前記試料から放出される特性X線をX線集光ミラーで集光させて回折格子に導き、前記回折格子で生じた回折X線をイメージセンサで検出するようにしたX線検出方法において、The sample is irradiated with an electron beam, the characteristic X-rays emitted from the sample irradiated with the electron beam are condensed by an X-ray condenser mirror and guided to a diffraction grating, and the diffraction X-ray generated by the diffraction grating In the X-ray detection method in which image is detected by an image sensor,
電子線が照射された前記試料から放出されるカソードルミネッセンスが前記イメージセンサに入射しないように、前記X線集光ミラーと前記回折格子との間に配置されるスリットの位置を調整するようにしたことを特徴とするX線検出方法。The position of the slit arranged between the X-ray collector mirror and the diffraction grating is adjusted so that the cathodoluminescence emitted from the sample irradiated with the electron beam does not enter the image sensor. An X-ray detection method characterized by the above.
前記イメージセンサの受光面上における回折X線のイメージのエネルギー分散方向と直交する方向に、前記スリットの位置を調整するようにしたことを特徴とする請求項4記載のX線検出方法。5. The X-ray detection method according to claim 4, wherein the position of the slit is adjusted in a direction orthogonal to the energy dispersion direction of the image of the diffracted X-ray on the light receiving surface of the image sensor.
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