JP6355934B2

JP6355934B2 - 放射線透過窓、放射線検出器及び放射線検出装置

Info

Publication number: JP6355934B2
Application number: JP2014028671A
Authority: JP
Inventors: 聡史大橋; 中田　嘉昭; 嘉昭中田
Original assignee: Horiba Ltd
Current assignee: Horiba Ltd
Priority date: 2014-02-18
Filing date: 2014-02-18
Publication date: 2018-07-11
Anticipated expiration: 2034-02-18
Also published as: US10147511B2; US20150235726A1; US9666323B2; DE102015202716A8; US20170229206A1; JP2015152525A; DE102015202716A1

Description

本発明は、放射線検出器に入射する放射線を透過させる放射線透過窓、放射線検出器及び放射線検出装置に関する。

Ｘ線検出器には、ＳＤＤ（Silicon Drift Detector）等の冷却を必要とする検出素子を用いたものがある。このようなＸ線検出器には、検出素子の結露を防止するために、真空封止又は乾燥ガスの封入が施されている。このため、Ｘ線検出器には、Ｘ線を透過し、しかもＸ線検出器内と大気との差圧に耐えることができるＸ線透過窓が設けられている。従来のＸ線透過窓の構造には、主に二種類があった。第１の種類のＸ線透過窓は、Ｘ線を良く透過し、しかも高強度で靭性の高い材料の薄膜（厚さ数〜数十μｍ）である。材料には、ベリリウム等の原子番号の小さい金属が用いられる。第２の種類のＸ線透過窓は、ポリイミド等の有機膜、又はダイヤモンド若しくはＳｉＮ等のＣＶＤ（chemical vapor deposition ）膜（厚さ数十〜数百ｎｍ）を、シリコン又はダイヤモンドの梁構造（高さ数百μｍ）のリブで保持したものである。

第１の種類のＸ線透過窓は、厚みが大きくなるので、１ｋｅＶ以下のＸ線はほとんど透過することができない。第２の種類のＸ線透過窓は、リブの無い部分は１ｋｅＶ以下のＸ線でも透過できるので、より優れている。しかしながら、Ｘ線透過窓に対して斜めにＸ線が入射した場合は、Ｘ線がリブで遮断されてＸ線透過窓を透過できない。特許文献１には、Ｘ線の入射方向に対して開口率が大きくなるようにリブの形状を工夫して、Ｘ線が遮断される確率を低下させたＸ線透過窓が開示されている。従来のＸ線検出装置では、Ｘ線の発生源とＸ線検出器とが十分に離れており、Ｘ線はＸ線透過窓に対してほぼ垂直に入射していたので、Ｘ線の検出効率に対するリブの影響は小さかった。

米国特許第７７３７４２４号明細書

蛍光Ｘ線を検出する装置等、放射線を照射した試料から発生したＸ線を検出するＸ線検出装置では、Ｘ線の検出効率を向上させるためにＸ線検出器を試料に近接させたものがある。このようなＸ線検出装置では、Ｘ線透過窓に対してＸ線が斜めに入射することになる。Ｘ線透過窓に対してＸ線が入射する角度が浅くなるほど、Ｘ線透過窓のリブによってＸ線が遮断される確率が大きくなり、Ｘ線の検出効率が低下する。試料上の一点に放射線を照射してＸ線を検出する場合は、試料上の一点からＸ線が発生するので、Ｘ線透過窓の面内回転角方向にも面に対する仰角方向にも複数の角度で入射する。特定の入射方向に対して開口率が大きくなるようにリブの形状を工夫したＸ線透過窓であっても、複数の方向からＸ線が入射する場合には、開口率が大きくなる方向以外の方向から入射したＸ線がリブで遮断されるので、Ｘ線の検出効率が低下する。

本発明は、斯かる事情に鑑みてなされたものであって、その目的とするところは、放射状に発生した放射線を効率的に検出するための放射線透過窓、放射線検出器及び放射線検出装置を提供することにある。

本発明に係る放射線透過窓は、放射線を透過させる膜と、該膜の一面に設けられた複数のリブとを備え、外部の試料から発生する放射線を透過させる放射線透過窓において、前記複数のリブの少なくとも一部は、所定の一点を中心にして放射状に設けられており、前記一面は、前記所定の一点の近傍にあり、前記リブが設けられている第１領域と、該第１領域よりも前記所定の一点からの距離が遠い第２領域とを含んでおり、前記第２領域には、前記所定の一点を中心にした放射状の複数のリブが前記第１領域に比べて多く設けられていることを特徴とする。

本発明に係る放射線透過窓は、前記所定の一点を中心にして放射状に設けられた複数のリブに交差して、該複数のリブよりも少ない数のリブが設けられていることを特徴とする。

本発明に係る放射線透過窓は、前記所定の一点を中心にして放射状に設けられた複数のリブに交差して、該複数のリブよりも前記一面からの高さが低いリブが設けられていることを特徴とする。

本発明に係る放射線透過窓は、前記複数のリブは、前記所定の一点を中心にして放射状に設けられた複数のリブと、該複数のリブのいずれかに平行に設けられた複数のリブとを含んでいることを特徴とする。

本発明に係る放射線透過窓は、前記第１領域には、前記所定の一点を中心にした放射状のリブは設けられておらず、網目状のリブが設けられており、前記第２領域には、前記所定の一点を中心にして複数のリブが放射状に設けられていることを特徴とする。
本発明に係る放射線透過窓は、前記膜に設けられた貫通孔を備え、前記所定の一点は、
前記貫通孔に含まれていることを特徴とする。

本発明に係る放射線検出器は、本発明に係る放射線透過窓と、該放射線透過窓を透過した放射線を検出する素子とを備えることを特徴とする。

本発明に係る放射線検出装置は、試料へビームを照射する照射部と、試料上でビームを照射された部分から発生した放射線を検出する本発明に係る放射線検出器とを備えることを特徴とする。

本発明に係る放射線検出装置は、前記放射線検出器は、前記照射部から試料へ照射するビームを通過させるための貫通孔を有しており、本発明に係る放射線透過窓に放射状に設けられた複数のリブの中心の一点は、前記貫通孔に含まれていることを特徴とする。

本発明においては、放射線検出器に用いられる放射線透過窓は、放射線透過膜の一面に複数のリブを放射状に設けてある。放射線透過窓に対して放射状に入射する放射線がリブによって遮断される確率は、放射線の入射角度に応じて変化することはない。このため、放射線は、浅い角度で入射しても、深い角度で入射する特性Ｘ線と同等の確率で放射線透過窓を透過する。

本発明においては、放射線透過窓は、放射状の複数のリブに交差するリブを設けており、このリブの数は放射状のリブよりも少ない。放射状のリブに交差するリブは、浅い角度で入射した放射線を遮断するものの、数が少ないので、放射線を遮断する確率は低く保たれる。

本発明においては、放射線透過窓は、放射状の複数のリブに交差するリブを設けており、このリブの高さは放射状のリブよりも低い。放射状のリブに交差するリブは、浅い角度で入射した放射線を遮断するものの、高さが低いので、放射線を遮断する確率は低く保たれる。

本発明においては、放射線透過窓は、放射状の複数のリブと、このリブに平行なリブとを設けてある。放射線透過窓に対して放射状に入射する放射線が浅い角度で入射した場合でも、放射状のリブに平行なリブが放射線を遮断する確率は十分に低い。このため、放射線は、浅い角度で入射しても、十分に高い確率で放射線透過窓を透過する。

本発明においては、放射線透過窓は、放射状のリブの中心から遠い領域には、中心から近い領域よりも多くのリブを設けている。放射状のリブの中心から遠い領域でのリブの密度の低下が防止される。

本発明においては、放射線透過窓は、放射状のリブの中心近傍の第１領域には網目状のリブを設けてあり、第１領域よりも中心から遠い第２領域には複数のリブを放射状に設けてある。第１領域に入射する放射線の入射角度は深く、網目状のリブが放射線を遮断する確率は小さい。第２領域に入射する放射線の入射角度は浅くなるものの、放射状のリブが放射線を遮断する確率は低い。

本発明においては、放射線透過窓に浅い角度で入射した放射線が高い確率で放射線透過窓を透過し、放射線透過窓を透過した放射線を検出する放射線検出器及び放射線検出装置は、放射線の検出効率が向上する。

本発明においては、放射線検出装置は、放射線透過窓を備えた放射線検出器に、試料へ照射するためのビームを通過させるための貫通孔を設けてある。ビーム源と試料との間に放射線検出器を配置して、放射線検出器を可及的に試料へ近づけることが可能となる。

本発明にあっては、試料から放射状に発生した放射線は、放射線透過窓に浅い角度で入射した場合でも、高い確率で放射線透過窓を透過し、放射線検出器で検出される。このため、放射線検出装置は、放射線検出器を可及的に試料へ近づけて、高い効率で放射線を検出することが可能となる等、本発明は優れた効果を奏する。

実施の形態１に係るＸ線分析装置の構成を示すブロック図である。Ｘ線透過窓の模式的断面図である。実施の形態１に係るＸ線透過窓の模式的平面図である。Ｘ線透過窓を製造する方法を示す模式図である。実施の形態２に係るＸ線透過窓の模式的平面図である。実施の形態３に係るＸ線透過窓の模式的平面図である。実施の形態３に係るＸ線透過窓の他の例を示す模式的平面図である。実施の形態３に係るＸ線透過窓の他の例を示す模式的平面図である。実施の形態４に係るＸ線分析装置の構成を示すブロック図である。実施の形態５に係るＸ線分析装置の構成を示すブロック図である。実施の形態５に係るＸ線透過窓の模式的平面図である。

以下本発明をその実施の形態を示す図面に基づき具体的に説明する。
（実施の形態１）
図１は、実施の形態１に係るＸ線分析装置（放射線検出装置）の構成を示すブロック図である。Ｘ線分析装置は、試料５に電子線（ビーム）を照射する電子銃４１と、電子レンズ系４２と、試料５が載置される試料台４３を備えている。電子レンズ系４２は、電子線の方向を変更させる走査コイルを含んでいる。電子銃４１及び電子レンズ系４２は、Ｘ線分析装置全体を制御する制御装置３に接続されている。

電子レンズ系４２と試料台４３との間には、Ｘ線検出器（放射線検出器）１が配置されている。Ｘ線検出器１は、電子線を通すための貫通孔１３を設けた形状に形成されている。図１中には、Ｘ線検出器１の断面を示している。また、Ｘ線検出器１は、ＳＤＤ等の複数のＸ線検出素子１２を含んで構成されている。Ｘ線検出器１は、貫通孔１３を囲んで複数のＸ線検出素子１２が配置された構成となっている。また、Ｘ線検出器１は、Ｘ線透過窓（放射線透過窓）１１を備えており、Ｘ線透過窓１１はＸ線検出素子１２の正面に被さる位置に配置されている。また、Ｘ線検出器１は、ペルチェ素子等の図示しない冷却機構を備えている。Ｘ線検出器１は、Ｘ線透過窓１１によって封止されている。Ｘ線検出器１内は、減圧されているか、又は所定のガスが封入されている。Ｘ線検出器１は、貫通孔１３を電子線が通る位置に配置され、Ｘ線透過窓１１が電子線の軸に交差し、Ｘ線透過窓１１が試料台４３に対向するように配置されている。試料５が試料台４３に載置された状態では、試料５の電子線が照射される面の前面にＸ線検出器１が配置され、Ｘ線透過窓１１は、試料５に対向しており、試料５とＸ線検出素子１２との間に配置されている。

制御装置３からの制御信号に従って、電子銃４１が電子線を放出し、電子レンズ系４２が電子線の方向を定め、電子線はＸ線検出器１の貫通孔１３を通って試料台４３上の試料５へ照射される。試料５上で、電子線を照射された部分では、特性Ｘ線が発生する。特性Ｘ線は、Ｘ線透過窓１１を透過してＸ線検出器１内へ入射し、Ｘ線検出素子１２で検出される。図１には、電子線を実線矢印で示し、特性Ｘ線を破線矢印で示している。Ｘ線検出器１は、Ｘ線検出素子１２で検出した特性Ｘ線のエネルギーに比例した信号を出力する。Ｘ線分析装置の構成の内、少なくとも電子銃４１、電子レンズ系４２、Ｘ線検出器１及び試料台４３は、図示しない真空箱の中に納められている。真空箱は、電子線及びＸ線を遮蔽する材料で構成されており、Ｘ線分析装置の動作中には真空箱の内部は真空に保たれている。

Ｘ線検出器１は、出力した信号を処理する信号処理部２に接続されている。信号処理部２は、Ｘ線検出器１が出力した信号を受け付け、信号を値別にカウントし、信号の値が示す特性Ｘ線のエネルギーとカウント数とを対応付けた特性Ｘ線のスペクトルを生成する処理を行う。信号処理部２は、制御装置３に接続されている。電子レンズ系４２が電子線の方向を順次変更することにより、電子線は試料５を走査する。電子線が試料５を走査することに伴い、試料５上で電子線を照射された部分から発生した特性Ｘ線がＸ線検出器１で順次検出される。信号処理部２は、順次信号処理を行うことにより、試料５上の電子線を照射された複数の部分で発生した特性Ｘ線のスペクトルを順次生成し、生成した特性Ｘ線のスペクトルのデータを制御装置３へ順次出力する。制御装置３は、パーソナルコンピュータ等のコンピュータを用いて構成されている。制御装置３は、特性Ｘ線のスペクトルのデータを受け付け、試料５上で発生した特性Ｘ線のスペクトルの分布を生成する。制御装置３は、使用者による操作の受け付け、及び特性Ｘ線の検出結果の出力を行うことができる。なお、制御装置３は、特性Ｘ線のスペクトルから試料５に含まれる元素の種類及び量を特定し、試料５上の元素分布を生成する処理を行ってもよい。

図２は、Ｘ線透過窓１１の模式的断面図であり、図３は、実施の形態１に係るＸ線透過窓１１の模式的平面図である。Ｘ線透過窓１１は、Ｘ線透過膜１１１と、Ｘ線透過膜１１１の一面に設けられた複数のリブとを含んで構成されている。また、貫通孔１３はＸ線透過窓１１にも設けられている。Ｘ線透過膜１１１は、有機膜又ＣＶＤ膜で構成されており、厚さは数十ｎｍである。複数のリブは、Ｘ線透過膜１１１の一面に接触して設けられており、Ｘ線透過膜１１１を支持し、Ｘ線透過膜１１１の構造を維持させている。リブはシリコン又はダイヤモンドで構成されており、Ｘ線透過膜１１１の表面からの高さは数十〜数百μｍである。図３に示すように、複数のリブには、貫通孔１３を中心として放射状に設けられた複数の直線状リブ１１２と、貫通孔１３を囲繞して設けられた環状リブ１１３とが含まれている。放射状の直線状リブ１１２の中心点は貫通孔１３内に含まれる。放射状の直線状リブ１１２の中心点は、貫通孔１３の中心、又は電子線の中心軸上にあることが望ましい。複数の直線状リブ１１２は、周方向に、他の種類のリブを挟まずに間隔を開けて、並んでいる。図３に示す複数の直線状リブ１１２の間の部分にはＸ線透過膜１１１が存在している。環状リブ１１３は、貫通孔１３が中心に位置するように配置されており、複数の直線状リブ１１２と交差している。貫通孔１３の周囲、及びＸ線透過膜１１１の周縁部分にも、複数の直線状リブ１１２に交差するリブが設けられている。環状リブ１１３の数は直線状リブ１１２の数よりも少ない。また、Ｘ線透過膜１１１は、環状リブ１１３よりも貫通孔１３に近い領域と、環状リブ１１３よりも貫通孔１３から遠い領域とを含んでいる。環状リブ１１３よりも貫通孔１３から遠い領域では、環状リブ１１３よりも貫通孔１３に近い領域に比べて、より多い数の直線状リブ１１２が設けられている。環状リブ１１３よりも貫通孔１３から遠い領域で直線状リブ１１２の数を多くすることにより、直線状リブ１１２の密度の低下を防止し、Ｘ線透過膜１１１の強度の低下を防止することができる。また、図２に示すように、環状リブ１１３は、Ｘ線透過膜１１１の表面からの高さが直線状リブ１１２よりも低くなっている。Ｘ線透過窓１１は、Ｘ線透過膜１１１の両面の内でリブが設けられていない面にＸ線が入射するように配置されている。なお、Ｘ線透過窓１１は、Ｘ線透過膜１１１のリブが設けられている面にＸ線が入射するように配置されていてもよい。

図４は、Ｘ線透過窓１１を製造する方法の例を示す模式図である。図４Ａに示すように、シリコン基板１１０の表面に、ＳｉＮ等でエッチングストップレイヤ１１４を生成する。次に、図４Ｂに示すように、エッチングストップレイヤ１１４の上にＸ線透過膜１１１を生成し、Ｘ線透過膜１１１の上にアルミニウム等で保護膜１１５を生成する。次に、図４Ｃに示すように、シリコン基板１１０の裏面に、レジスト１１６で直線状リブ１１２及び環状リブ１１３のパターンを生成する。次に、図４Ｄに示すように、シリコン基板１１０をエッチングする。次に、図４Ｅに示すように、レジスト１１６を除去する。シリコン基板１１０のエッチングされずに残った部分が直線状リブ１１２及び環状リブ１１３となる。

試料５で発生する特性Ｘ線は、電子線を照射された一点から全方向へ向けて放射される。Ｘ線検出器１から見れば、特性Ｘ線は、貫通孔１３を通る線上の一点から線を中心に放射状に放射され、Ｘ線透過窓１１を通過して入射される。図１に示すように、特性Ｘ線は、Ｘ線透過窓１１へ入射する位置から貫通孔１３までの距離が短いほど、Ｘ線透過窓１１に対して深い角度で入射し、Ｘ線透過窓１１へ入射する位置から貫通孔１３までの距離が長いほど、Ｘ線透過窓１１に対して浅い角度で入射する。直線状リブ１１２は貫通孔１３を中心に放射状に設けられているので、貫通孔１３を通る線を中心に放射状に入射する特性Ｘ線が直線状リブ１１２によって遮断される確率は、特性Ｘ線の入射角度に応じて変化することはない。即ち、Ｘ線透過窓１１に対して浅い角度で入射する特性Ｘ線でも、Ｘ線透過窓１１に対して垂直に入射する特性Ｘ線と同等の確率でＸ線透過窓１１を透過する。従って、従来のＸ線透過窓を用いた場合に比べて、Ｘ線透過窓１１を透過してＸ線検出素子１２で検出される特性Ｘ線が増加し、特性Ｘ線の検出効率が向上する。

環状リブ１１３は、Ｘ線透過窓１１に対して浅い角度で入射する特性Ｘ線を遮断する。しかし、Ｘ線透過窓１１では、環状リブ１１３の数が少ないので、従来のＸ線透過窓に比べて、浅い角度で入射する特性Ｘ線を遮断するリブの数が少ない。また、環状リブ１１３は、Ｘ線透過膜１１１の表面からの高さが直線状リブ１１２よりも低いので、浅い角度で入射する特性Ｘ線を遮断する確率は低い。従って、Ｘ線透過窓１１に対して浅い角度で入射する特性Ｘ線を遮断する確率は、従来のＸ線透過窓に比べて十分に低く、特性Ｘ線の検出効率が向上する。

Ｘ線分析装置では、Ｘ線検出器１を試料５に近づけるほど、検出できる特性Ｘ線の強度が高くなるものの、Ｘ線透過窓１１に対して浅い角度で入射する特性Ｘ線が多くなる。Ｘ線検出器１は、従来のＸ線透過窓を用いた場合に比べて、Ｘ線透過窓１１に対して浅い角度で入射する特性Ｘ線の検出率が高いので、Ｘ線検出器１を試料５に近づけるデメリットは小さい。そこで、Ｘ線分析装置では、Ｘ線検出器１を試料５に可及的に近づけた配置が可能であり、特性Ｘ線の検出効率が向上する。従って、本実施の形態においては、Ｘ線分析装置は、試料５から発生した特性Ｘ線を高い効率で検出することが可能である。

なお、Ｘ線透過窓１１は、径の異なる複数の環状リブ１１３を備えた形態であってもよく、Ｘ線透過膜１１１は、貫通孔１３からの距離が異なる三つ以上の領域を含んでいてもよい。また、信号処理部２は、制御装置３の処理の一部を実行する形態であってもよく、制御装置３は、信号処理部２の処理の一部を実行する形態であってもよい。また、Ｘ線分析装置は、信号処理部２と制御装置３とが一体になった形態であってもよい。また、Ｘ線分析装置は、ＳＥＭ（走査型電子顕微鏡）又はＴＥＭ（透過型電子顕微鏡）に組み込まれた形態であってもよい。この形態では、Ｘ線分析装置には、ＳＥＭ又はＴＥＭ用に、反射電子、二次電子又は透過電子等の電子を検出する検出器と、検出器からの信号を処理する信号処理部とが備えられる。

（実施の形態２）
図５は、実施の形態２に係るＸ線透過窓１１の模式的平面図である。Ｘ線透過窓１１の複数のリブには、貫通孔１３を中心として放射状に設けられた複数の直線状リブ１１２と、直線状リブ１１２に平行に設けられた直線状の平行リブ１１７とが含まれている。Ｘ線透過窓１１以外のＸ線分析装置の構成は、実施の形態１と同様である。

実施の形態１と同様に、Ｘ線透過窓１１へ入射する特性Ｘ線が直線状リブ１１２によって遮断される確率は、特性Ｘ線の入射角度に応じて変化することはない。また、平行リブ１１７は、直線状リブ１１２に近い効果を奏する。即ち、平行リブ１１７が特性Ｘ線を遮断する確率は、特性Ｘ線の入射角度が浅くなるほど若干高くするものの、平行リブ１１７は直線状リブ１１２に平行であるので、特性Ｘ線を遮断する面積は小さく、浅い角度で入射する特性Ｘ線を遮断する確率は抑制されている。このため、Ｘ線透過窓１１に対して浅い角度で入射する特性Ｘ線を遮断する確率は、従来のＸ線透過窓に比べて十分に低い。従って、本実施の形態においても、従来のＸ線透過窓を用いた場合に比べて、Ｘ線透過窓１１を透過してＸ線検出素子１２で検出される特性Ｘ線が増加し、Ｘ線検出器１による特性Ｘ線の検出効率が向上する。

（実施の形態３）
図６は、実施の形態３に係るＸ線透過窓１１の模式的平面図である。Ｘ線透過窓１１の複数のリブには、貫通孔１３を中心として放射状に設けられた複数の直線状リブ１１２と、貫通孔１３を囲繞して設けられた環状リブ１１３と、網目状に形成された網目状リブ１１８とが含まれている。環状リブ１１３は、貫通孔１３が中心に位置するように配置されている。また、Ｘ線透過膜１１１は、環状リブ１１３よりも貫通孔１３に近い領域（第１領域）と、環状リブ１１３よりも貫通孔１３から遠い領域（第２領域）とを含んでいる。直線状リブ１１２は、環状リブ１１３よりも貫通孔１３から遠い領域に設けられており、網目状リブ１１８は、環状リブ１１３よりも貫通孔１３に近い領域に設けられている。Ｘ線透過窓１１以外のＸ線分析装置の構成は、実施の形態１と同様である。

Ｘ線透過窓１１内で、網目状リブ１１８が設けられた領域は、貫通孔１３に近いので、、貫通孔１３を通る線上の一点から放射状に放射された特性Ｘ線は、網目状リブ１１８が設けられた領域に対して垂直に近い角度で入射する。Ｘ線透過窓１１へ特性Ｘ線が入射する角度が深いので、網目状リブ１１８が特性Ｘ線を遮断する確率は小さい。また網目状リブ１１８によって、Ｘ線透過膜１１１は強固に支持される。Ｘ線透過窓１１内で直線状リブ１１２が設けられた領域には、特性Ｘ線が浅い角度で入射するものの、実施の形態１と同様に、垂直に入射する特性Ｘ線と同等の確率で特性Ｘ線はこの領域を透過する。従って、本実施の形態においても、従来のＸ線透過窓を用いた場合に比べて、Ｘ線透過窓１１を透過してＸ線検出素子１２で検出される特性Ｘ線が増加し、Ｘ線検出器１による特性Ｘ線の検出効率が向上する。

なお、図６に示した網目状リブ１１８の形状は一例であり、網目状リブ１１８はその他の形状を有していてもよい。図７及び図８は、実施の形態３に係るＸ線透過窓１１の他の例を示す模式的平面図である。図７には、網目状リブ１１８で形成される複数の網目の相対位置が図６の例に比べてずれている例を示している。図８には、網目状リブ１１８の形状がハニカム状になっている例を示している。網目状リブ１１８の形状は、形状の異なる網目が混在した形状等、その他の形状であってもよい。また、Ｘ線透過窓１１は、環状リブ１１３を備えていない形態であってもよい。

（実施の形態４）
図９は、実施の形態４に係るＸ線分析装置の構成を示すブロック図である。Ｘ線分析装置は、電子銃４１及び電子レンズ系４２は備えておらず、Ｘ線源４４と試料台４３を水平方向へ移動させる駆動部４５とを備えている。Ｘ線源４４はＸ線管を用いて構成されている。Ｘ線源４４は、試料台４３上の試料５へＸ線ビームを照射する。Ｘ線検出器１は、Ｘ線源４４と試料台４３との間に配置されている。Ｘ線検出器１の構成は実施の形態１、２又は３と同様である。Ｘ線検出器１は、Ｘ線ビームの照射によって試料５から発生した蛍光Ｘ線を検出する。信号処理部２は、Ｘ線検出器１が出力した信号に基づいて、蛍光Ｘ線のスペクトルを取得する。制御装置３は、駆動部４５の動作を制御して、試料台４３を水平面方向へ移動させ、移動した試料台４３上の試料５へＸ線ビームを照射させることによって、Ｘ線ビームで試料５を走査する処理を実行する。信号処理部２は、走査に応じて蛍光Ｘ線スペクトルを順次生成し、制御装置３は、蛍光Ｘ線スペクトルの分布を生成する。

本実施の形態においても、実施の形態１〜３と同様に、従来のＸ線透過窓を用いた場合に比べて、Ｘ線透過窓１１を透過してＸ線検出素子１２で検出される蛍光Ｘ線が増加し、Ｘ線検出器１による蛍光Ｘ線の検出効率が向上する。また、同様に、Ｘ線分析装置では、従来よりもＸ線検出器１を試料５に近づけた配置が可能であり、従来に比べて、蛍光Ｘ線の検出効率が向上する。従って、Ｘ線分析装置は、従来よりも効率よく試料５から発生した蛍光Ｘ線を検出することが可能である。

（実施の形態５）
図１０は、実施の形態５に係るＸ線分析装置の構成を示すブロック図である。Ｘ線分析装置は、電子レンズ系４２は備えていない。また、Ｘ線検出器１は、電子銃４１と試料台４３との間の位置から外れた位置に配置されている。電子銃４１は、試料台４３上の試料５へ電子線を照射する。Ｘ線検出器１は、電子線の照射によって試料５から発生した特性Ｘ線を検出する。信号処理部２は、Ｘ線検出器１が出力した信号に基づいて、特性Ｘ線のスペクトルを取得する。制御装置３は、電子銃４１を制御し、特性Ｘ線のスペクトルのデータを記憶する。なお、制御装置３は、特性Ｘ線のスペクトルから試料５に含まれる元素の定性分析又は定量分析を行ってもよい。

Ｘ線検出器１には、貫通孔１３は設けられていない。図１１は、実施の形態５に係るＸ線透過窓１１の模式的平面図である。Ｘ線透過窓１１の複数のリブには、所定の一点を中心に放射状に設けられた複数の直線状リブ１１２と、環状リブ１１３と、網目状リブ１１８とが含まれている。Ｘ線透過膜１１１は、環状リブ１１３の内側の領域（第１領域）と外側の領域（第２領域）とを含んでいる。環状リブ１１３の内側の領域には、放射状の直線状リブ１１２の中心となる一点が含まれている。直線状リブ１１２は、環状リブ１１３の外側の領域に設けられており、網目状リブ１１８は、環状リブ１１３の内側の領域に設けられている。なお、実施の形態３と同様に、網目状リブ１１８の形状はハニカム状等のその他の形状であってもよい。また、Ｘ線透過窓１１は、環状リブ１１３を備えていない形態であってもよい。

本実施の形態においても、試料５で発生する特性Ｘ線は、電子線を照射された一点から全方向へ向けて放射される。Ｘ線検出器１は、Ｘ線透過窓１１内で網目状リブ１１８が設けられた領域に直交する線上に試料５上の電子線が照射される点が位置するように配置されている。特性Ｘ線は、網目状リブ１１８が設けられた領域に直交する線を中心に放射状に発生し、Ｘ線検出器１へ入射される。特性Ｘ線は、Ｘ線透過窓１１内で網目状リブ１１８が設けられた領域に対して垂直に近い角度で入射する。Ｘ線透過窓１１へ特性Ｘ線が入射する角度が深いので、網目状リブ１１８が特性Ｘ線を遮断する確率は小さい。Ｘ線透過窓１１内で直線状リブ１１２が設けられた領域には、特性Ｘ線が浅い角度で入射するものの、実施の形態１と同様に、垂直に入射する特性Ｘ線と同等の確率で特性Ｘ線はこの領域を透過する。従って、本実施の形態においても、従来のＸ線透過窓を用いた場合に比べて、Ｘ線透過窓１１を透過してＸ線検出素子１２で検出される特性Ｘ線が増加し、Ｘ線検出器１による特性Ｘ線の検出効率が向上する。また、同様に、Ｘ線分析装置では、従来よりもＸ線検出器１を試料５に近づけた配置が可能であり、従来に比べて、特性Ｘ線の検出効率が向上する。従って、Ｘ線分析装置は、従来よりも効率よく試料５から発生した特性Ｘ線を検出することが可能である。

なお、Ｘ線透過窓１１は、実施の形態１又は２に示したような、網目状リブ１１８が設けられていない形態であってもよい。また、Ｘ線分析装置は、電子銃４１を備えておらずＸ線源４４を備えており、Ｘ線ビームを試料５へ照射し、試料５から発生した蛍光Ｘ線をＸ線検出器１で検出する形態であってもよい。

なお、以上の実施の形態１〜５においては、電子線又はＸ線を試料５へ照射する形態を示したが、Ｘ線分析装置は、試料５へその他の放射線を照射する形態であってもよい。例えば、Ｘ線分析装置は、荷電粒子のビームを試料５へ照射する形態であってもよい。また、実施の形態１〜５においては、Ｘ線検出素子１２はＳＤＤであるとしたが、Ｘ線検出素子１２はＳＤＤ以外の検出素子であってもよい。また、Ｘ線検出器１は半導体検出器以外の検出器であってもよい。また、実施の形態１〜５においては、Ｘ線をエネルギー別に分離して検出するエネルギー分散型の形態を示したが、Ｘ線分析装置は、Ｘ線を波長別に分離して検出する波長分散型の形態であってもよい。また、本発明の放射線検出器及び放射線検出装置は、Ｘ線以外の放射線を検出する形態であってもよい。また、本発明の放射線検出装置は、試料へビームを検出する機能を備えていない形態であってもよい。

１Ｘ線検出器（放射線検出器）
１１Ｘ線透過窓
１１１Ｘ線透過膜
１１２直線状リブ
１１３環状リブ
１１７平行リブ
１１８網目状リブ
１２Ｘ線検出素子
１３貫通孔
２信号処理部
３制御装置
５試料

Claims

放射線を透過させる膜と、該膜の一面に設けられた複数のリブとを備え、外部の試料から発生する放射線を透過させる放射線透過窓において、
前記複数のリブの少なくとも一部は、所定の一点を中心にして放射状に設けられており、
前記一面は、前記所定の一点の近傍にあり、前記リブが設けられている第１領域と、該第１領域よりも前記所定の一点からの距離が遠い第２領域とを含んでおり、
前記第２領域には、前記所定の一点を中心にした放射状の複数のリブが前記第１領域に比べて多く設けられていること
を特徴とする放射線透過窓。
前記所定の一点を中心にして放射状に設けられた複数のリブに交差して、該複数のリブよりも少ない数のリブが設けられていること
を特徴とする請求項１に記載の放射線透過窓。
前記所定の一点を中心にして放射状に設けられた複数のリブに交差して、該複数のリブよりも前記一面からの高さが低いリブが設けられていること
を特徴とする請求項１に記載の放射線透過窓。
前記複数のリブは、前記所定の一点を中心にして放射状に設けられた複数のリブと、該複数のリブのいずれかに平行に設けられた複数のリブとを含んでいること
を特徴とする請求項１乃至３のいずれか一つに記載の放射線透過窓。
前記第１領域には、前記所定の一点を中心にした放射状のリブは設けられておらず、網目状のリブが設けられており、
前記第２領域には、前記所定の一点を中心にして複数のリブが放射状に設けられていること
を特徴とする請求項１乃至４のいずれか一つに記載の放射線透過窓。
前記膜に設けられた貫通孔を備え、
前記所定の一点は、前記貫通孔に含まれていること
を特徴とする請求項１乃至５のいずれか一つに記載の放射線透過窓。
請求項１乃至６のいずれか一つに記載の放射線透過窓と、
該放射線透過窓を透過した放射線を検出する素子と
を備えることを特徴とする放射線検出器。
試料へビームを照射する照射部と、
試料上でビームを照射された部分から発生した放射線を検出する請求項７に記載の放射線検出器と
を備えることを特徴とする放射線検出装置。
前記放射線検出器は、前記照射部から試料へ照射するビームを通過させるための貫通孔を有しており、
請求項１乃至６のいずれか一つに記載の放射線透過窓に放射状に設けられた複数のリブの中心の一点は、前記貫通孔に含まれていること
を特徴とする請求項８に記載の放射線検出装置。