JP6915374B2 - X-ray analysis method and X-ray analyzer - Google Patents

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Description

本発明は、X線分析方法及びX線分析装置に関するものである。 The present invention relates to an X-ray analysis method and an X-ray analyzer.

試料等の内部構造を分析する方法として、X線CT(X-ray Computed Tomography)法やX線ラミノグラフィー法がある。 As a method for analyzing the internal structure of a sample or the like, there are an X-ray CT (X-ray Computed Tomography) method and an X-ray laminography method.

X線CT法は、分析対象となる試料にX線を照射し、試料面内回転角Φを回転させながら試料の様々な方向からの投影像を取得し、その投影像を解析することにより、試料の断層像を取得する分析方法である(例えば、非特許文献1)。X線CT法は改良された様々な装置や方法が提案されており(例えば、特許文献1)、医療用によく利用されている。これは、X線CT法は、試料の回転に対してX線の透過や吸収が一様な、円柱状あるいは球状の試料を得意としており、医療用は人体のように前記形状が多いことが挙げられる。これに対し、電気・電子産業用においては、分析対象となる試料は、プリント基板のようにX線CT法が不得意とする平板形状の試料が多いことから、医療用ほど活用が進んでいない。 The X-ray CT method irradiates a sample to be analyzed with X-rays, acquires projected images from various directions of the sample while rotating the in-plane rotation angle Φ of the sample, and analyzes the projected images. This is an analysis method for acquiring a tomographic image of a sample (for example, Non-Patent Document 1). Various improved devices and methods have been proposed for the X-ray CT method (for example, Patent Document 1), and they are often used for medical purposes. This is because the X-ray CT method is good at cylindrical or spherical samples in which the transmission and absorption of X-rays are uniform with respect to the rotation of the sample, and the medical use often has the above-mentioned shape like the human body. Can be mentioned. On the other hand, in the electrical and electronic industries, many of the samples to be analyzed are flat-shaped samples such as printed circuit boards, which are not good at the X-ray CT method, so their use is not as advanced as for medical use. ..

このため、X線CT法が不得意とする平板形状の試料における断層像取得方法として、X線ラミノグラフィー法が提案されている(例えば、非特許文献2)。X線CT法とX線ラミノグラフィー法とは、いずれも試料にX線を照射した状態で、試料面内回転角Φを回転させて、試料の様々な方向からの投影像を取得し、その投影像を解析することにより試料の断層像を取得する点は同じである。X線CT法とX線ラミノグラフィー法との相違点は、X線ラミノグラフィー法においては、分析対象となる試料をX線源方向(試料傾斜角ψ方向)に傾斜させるのに対して、X線CT法では傾斜させない(ψ=0°)点である。 Therefore, an X-ray laminography method has been proposed as a tomographic image acquisition method for a flat plate-shaped sample, which the X-ray CT method is not good at (for example, Non-Patent Document 2). In both the X-ray CT method and the X-ray laminography method, the sample is irradiated with X-rays, and the in-plane rotation angle Φ of the sample is rotated to obtain projected images from various directions of the sample. The point that the tomographic image of the sample is obtained by analyzing the projected image is the same. The difference between the X-ray CT method and the X-ray laminography method is that in the X-ray laminography method, the sample to be analyzed is tilted in the direction of the X-ray source (sample tilt angle ψ direction). , It is a point that is not tilted by the X-ray CT method (ψ = 0 °).

特開平3−209119号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 3-209119 特表2009−505083号公報Special Table 2009-505083 特表2016−533481号公報Special Table 2016-533481

G.N.Hounsfield,’Computerized transverse axial scanning (tomography).1.Description of system.’British Journal of Radiology 46,1016 (1973).G. N. Hounsfield,'Computerized transverse axial scanning (tomography). 1. 1. Description of system. ’British Journal of Radiology 46, 1016 (1973). S.Gondrom et al.’X-ray computed laminography:an approach of computed tomography for applications with limited access’190,141 (1999).S. Gondrom et al. ’X-ray computed tomography: an approach of computed tomography for applications with limited access’ 190, 141 (1999). L.Helfen et al.’On the implementation of computed laminography using synchrotron radiation’82,063702 (2011).L. Helfen et al. ’On the implementation of computed laminography using synchrotron radiation’ 82, 063702 (2011).

このように、X線ラミノグラフィー法では、設定された試料傾斜角ψで傾けた状態で試料を回転させて分析を行う。実際のX線ラミノグラフィー法による分析では、試料傾斜角ψは、過去の経験等に基づき、例えば、3水準を選び、この3水準の条件における測定により得られた試料断層像のうち、最も良好なものをその試料の試料断層像としていた。具体的には、試料傾斜角ψをψ−10°、ψ、ψ+10°の3水準を選び、それぞれの試料傾斜角ψについて試料断層像を得て、その中から最も良好なものをその試料の試料断層像としていた。尚、試料傾斜角ψにおいて選ばれる水準は、5水準であってもよく、それ以上であってもよい。 As described above, in the X-ray laminography method, the sample is rotated and analyzed in a state of being tilted at the set sample tilt angle ψ. In the analysis by the actual X-ray laminography method, the sample inclination angle ψ is the most among the sample tomographic images obtained by selecting, for example, three levels based on past experience and measuring under the conditions of these three levels. The good one was used as the sample tomographic image of the sample. Specifically, the sample tilt angle ψ is selected from three levels of ψ N -10 °, ψ N , and ψ N + 10 °, sample tomographic images are obtained for each sample tilt angle ψ, and the best one is obtained. Was used as the sample tomographic image of the sample. The level selected for the sample inclination angle ψ may be 5 levels or higher.

より詳細に説明すると、X線ラミノグラフィー法により試料断層像を得る際には、まず、試料位置調整を行う。具体的には、試料投影像を確認しながら、試料にX線が照射されるように並進X軸と並進Y軸を調整し、更に、試料の外形と照射X線の傾きがなくなるように傾きRx軸と傾きRy軸を調整する。次に、選ばれた試料傾斜角ψにおいて、試料回転角Φを0°から360°まで回転させ、例えば、0.1°ごとに3600枚の試料投影像を取得する。次に、試料投影像について、傾斜を考慮したフィルタ補正逆投映(FBP:filtered back projection)法により解析することにより試料断層像を得ることができる。 More specifically, when obtaining a sample tomographic image by the X-ray laminography method, first, the sample position is adjusted. Specifically, while checking the sample projection image, the translational X-axis and the translational Y-axis are adjusted so that the sample is irradiated with X-rays, and further tilted so that the outer shape of the sample and the inclination of the irradiated X-rays are eliminated. Adjust the Rx axis and the tilt Ry axis. Next, at the selected sample inclination angle ψ, the sample rotation angle Φ is rotated from 0 ° to 360 °, and for example, 3600 sample projection images are acquired every 0.1 °. Next, the sample tomographic image can be obtained by analyzing the sample projection image by the filtered back projection (FBP) method in consideration of the inclination.

上記のように試料傾斜角ψを3水準に設定した場合には、各々の試料傾斜角ψにおいて上記の工程を行うことにより、各々の試料断層像を取得する。この後、得られた3つの試料断層像の中から最も良好なものをその試料の試料断層像として選択する。 When the sample inclination angle ψ is set to three levels as described above, each sample tomographic image is acquired by performing the above steps at each sample inclination angle ψ. After that, the best one is selected as the sample tomographic image of the sample from the obtained three sample tomographic images.

ところで、X線ラミノグラフィー法では、試料傾斜角ψは、試料断層像の画質に非常に大きな影響を及ぼすが、複数の試料傾斜角ψにおいて測定を実施すると、試料断層像を得るために多大な時間を要してしまう。特に、測定者が熟練していない場合には、試料傾斜角ψの水準数が多くなることから、更に時間を要する。また、設定された複数の試料傾斜角ψにより得られた試料断層像の中から最も良好なものを選択するため、得られた試料断層像は、その試料の最も良い試料断層像ではなく、より良い試料断層像が得られる可能性がある。 By the way, in the X-ray laminography method, the sample tilt angle ψ has a very large effect on the image quality of the sample tomographic image. It takes a lot of time. In particular, if the measurer is not skilled, the number of levels of the sample inclination angle ψ increases, so that further time is required. In addition, since the best sample tomographic image is selected from the sample tomographic images obtained by the set multiple sample inclination angles ψ, the obtained sample tomographic image is not the best sample tomographic image of the sample, but more. A good sample tomographic image may be obtained.

このため、より良好な試料断層像を短時間に得ることのできるX線分析方法が求められていた。 Therefore, there has been a demand for an X-ray analysis method capable of obtaining a better sample tomographic image in a short time.

本実施の形態の一観点によれば、試料を試料設置部に設置し、前記試料にX線源よりX線を照射し、前記試料を透過したX線の2次元画像をX線検出器において検出するX線分析方法において、前記試料を回転させながら前記試料を透過したX線の透過率を測定することにより、試料面内回転角Φと前記試料を透過したX線透過率との関係を得る工程と、得られた前記試料面内回転角ΦとX線透過率との関係に基づき、X線透過率が最小となる試料面内回転角Φを得る工程と、前記試料面内回転角Φの状態で、前記試料を傾けながら前記試料を透過したX線の透過率を測定することにより、試料傾斜角ψと前記試料を透過したX線透過率との関係を得る工程と、得られた前記試料傾斜角ψとX線透過率との関係に基づき、所定のX線透過率Tとなるような試料傾斜角ψを選定する工程と、前記試料を前記試料傾斜角ψで傾けた状態で、前記試料を回転させながら、前記試料を透過したX線を検出することにより、前記試料の2次元の試料投影像を取得する工程と、取得された前記試料投影像に基づき、前記試料の断層像を得る工程と、を有することを特徴とする。 According to one aspect of the present embodiment, a sample is placed in a sample setting portion, the sample is irradiated with X-rays from an X-ray source, and a two-dimensional image of X-rays transmitted through the sample is transmitted by an X-ray detector. In the X-ray analysis method for detection, the relationship between the in-plane rotation angle Φ of the sample and the X-ray transmission rate transmitted through the sample is determined by measuring the transmission rate of the X-ray transmitted through the sample while rotating the sample. Based on the relationship between the obtaining step and the obtained in-plane rotation angle Φ of the sample and the X-ray transmission rate, the step of obtaining the in-plane rotation angle Φ N of the sample having the minimum X-ray transmission rate and the in-plane rotation of the sample. A step of obtaining a relationship between the sample inclination angle ψ and the X-ray transmission rate transmitted through the sample by measuring the transmission rate of X-rays transmitted through the sample while tilting the sample in a state of an angle Φ N. obtained based on the relationship between the specimen rotation angle [psi and X-ray transmittance, the step of selecting a specimen rotation angle [psi N such that a predetermined X-ray transmittance T S, the specimen rotation angle the sample [psi A step of acquiring a two-dimensional sample projection image of the sample by detecting X-rays transmitted through the sample while rotating the sample in a state of being tilted at N, and the acquired sample projection image. Based on this, it is characterized by having a step of obtaining a tomographic image of the sample.

開示のX線分析方法によれば、良好な試料断層像を短時間に得ることができる。 According to the disclosed X-ray analysis method, a good sample tomographic image can be obtained in a short time.

第1の実施の形態におけるX線分析装置の構造図Structural diagram of the X-ray analyzer according to the first embodiment 第1の実施の形態におけるX線分析方法のフローチャートFlow chart of the X-ray analysis method in the first embodiment 試料100Aにおける試料面内回転角ΦとX線透過率Tとの相関図Correlation diagram of the in-plane rotation angle Φ of the sample 100A and the X-ray transmittance T 試料100Aにおける試料傾斜角ψとX線透過率Tとの相関図Correlation diagram of sample inclination angle ψ and X-ray transmittance T in sample 100A 試料傾斜角ψを変化させた場合の試料面内回転角ΦとX線透過率Tとの相関図Correlation diagram of the in-plane rotation angle Φ of the sample and the X-ray transmittance T when the sample inclination angle ψ is changed. 試料面内回転角Φを変化させた場合の試料傾斜角ψとX線透過率Tとの相関図Correlation diagram between the sample inclination angle ψ and the X-ray transmittance T when the in-plane rotation angle Φ of the sample is changed. データ欠損率の説明図(1)Explanatory drawing of data loss rate (1) データ欠損率の説明図(2)Explanatory drawing of data loss rate (2) データ欠損率の説明図(3)Explanatory drawing of data loss rate (3) 試料100Aにおける試料傾斜角ψとデータ欠損率Lとの相関図Correlation diagram of sample inclination angle ψ and data loss rate L in sample 100A 第2の実施の形態におけるX線分析方法のフローチャートFlow chart of the X-ray analysis method in the second embodiment 試料100Bにおける試料面内回転角ΦとX線透過率Tとの相関図Correlation diagram of the in-plane rotation angle Φ of the sample 100B and the X-ray transmittance T 試料100Bにおける試料傾斜角ψとX線透過率Tとの相関図Correlation diagram of sample inclination angle ψ and X-ray transmittance T in sample 100B 試料100Bにおける試料傾斜角ψとデータ欠損率Lとの相関図Correlation diagram of sample inclination angle ψ and data loss rate L in sample 100B 試料100Cにおける試料面内回転角ΦとX線透過率Tとの相関図Correlation diagram of the in-plane rotation angle Φ of the sample 100C and the X-ray transmittance T 試料100Cにおける試料傾斜角ψとX線透過率Tとの相関図Correlation diagram of sample inclination angle ψ and X-ray transmittance T in sample 100C 試料100Cにおける試料傾斜角ψとデータ欠損率Lとの相関図Correlation diagram between sample inclination angle ψ and data loss rate L in sample 100C

発明を実施するための形態について、以下に説明する。尚、同じ部材等については、同一の符号を付して説明を省略する。 A mode for carrying out the invention will be described below. The same members and the like are designated by the same reference numerals and the description thereof will be omitted.

〔第1の実施の形態〕
(X線分析装置)
第1の実施の形態におけるX線分析装置について説明する。本実施の形態におけるX線分析装置は、図1に示されるように、X線源10、X線検出器20、試料が設置される試料設置部30、制御部50等を有している。
[First Embodiment]
(X-ray analyzer)
The X-ray analyzer according to the first embodiment will be described. As shown in FIG. 1, the X-ray analyzer according to the present embodiment includes an X-ray source 10, an X-ray detector 20, a sample installation unit 30 on which a sample is installed, a control unit 50, and the like.

X線源10において発生したX線は、試料設置部30における試料台31の上に設置された分析対象となる試料100に照射される。X線源10において発生したX線は、白色X線でも、単色器により分光された単色X線であってもよく、また、平行X線でも、発散X線であってもよい。 The X-rays generated at the X-ray source 10 irradiate the sample 100 to be analyzed installed on the sample table 31 in the sample setting unit 30. The X-rays generated at the X-ray source 10 may be white X-rays, monochromatic X-rays separated by a monochromatic device, parallel X-rays, or divergent X-rays.

X線検出器20は、2次元検出器であって、試料100を透過したX線の2次元画像を検出するものであり、X線検出器20において検出されたX線に基づき試料投影像を得ることができる。試料設置部30は、並進X軸調整ステージ32、並進Y軸調整ステージ33、傾きRx軸調整ステージ34、傾きRy軸調整ステージ35、試料面内回転角Φステージ36、試料傾斜角ψ調整ステージ37等を有している。 The X-ray detector 20 is a two-dimensional detector that detects a two-dimensional image of X-rays that have passed through the sample 100, and obtains a sample projection image based on the X-rays detected by the X-ray detector 20. Obtainable. The sample setting unit 30 includes a translation X-axis adjustment stage 32, a translation Y-axis adjustment stage 33, an inclination Rx-axis adjustment stage 34, an inclination Ry-axis adjustment stage 35, a sample in-plane rotation angle Φ stage 36, and a sample inclination angle ψ adjustment stage 37. Etc.

試料台31の上に設置された分析対象となる試料の位置や傾きは、並進X軸調整ステージ32、並進Y軸調整ステージ33、傾きRx軸調整ステージ34、傾きRy軸調整ステージ35により調整することができる。 The position and inclination of the sample to be analyzed installed on the sample table 31 are adjusted by the translation X-axis adjustment stage 32, the translation Y-axis adjustment stage 33, the inclination Rx-axis adjustment stage 34, and the inclination Ry-axis adjustment stage 35. be able to.

試料面内回転角Φステージ36は、試料台31の上に設置された分析対象となる試料を回転させるものであり、試料面内回転角Φステージ36を回転させることにより、試料の様々な方位からの試料投影像を取得することができる。試料傾斜角ψ調整ステージ37は、より高画質な試料断層像を得るためのものであり、試料傾斜角ψ調整ステージ37により、所望の試料傾斜角ψに設定して測定を行う。 The sample in-plane rotation angle Φ stage 36 rotates the sample to be analyzed installed on the sample table 31, and by rotating the sample in-plane rotation angle Φ stage 36, various orientations of the sample are obtained. A sample projection image from can be obtained. The sample tilt angle ψ adjustment stage 37 is for obtaining a higher quality sample tomographic image, and the sample tilt angle ψ adjustment stage 37 is set to a desired sample tilt angle ψ for measurement.

制御部50は、本実施の形態におけるX線分析装置の制御等を行うものであり、制御部50の中には、本実施の形態におけるX線分析方法に関する解析や演算を行う解析部51が設けられている。 The control unit 50 controls the X-ray analyzer according to the present embodiment, and the control unit 50 includes an analysis unit 51 that performs analysis and calculations related to the X-ray analysis method according to the present embodiment. It is provided.

(X線分析方法)
次に、本実施の形態におけるX線分析方法について説明する。本実施の形態におけるX線分析方法は、X線ラミノグラフィー法において、良好な試料断層像を短時間に得ることができるものである。具体的には、最適な試料断層像を得ることのできる試料傾斜角ψを選定し、その試料傾斜角ψにより試料断層像を得ることにより、良好な試料断層像を短時間に得ることができるものである。
(X-ray analysis method)
Next, the X-ray analysis method in the present embodiment will be described. The X-ray analysis method in the present embodiment can obtain a good sample tomographic image in a short time in the X-ray laminography method. Specifically, a good sample tomographic image can be obtained in a short time by selecting a sample inclination angle ψ that can obtain an optimum sample tomographic image and obtaining a sample tomographic image from the sample incline angle ψ. It is a thing.

本実施の形態におけるX線分析方法について、図2に示すフローチャートに基づき説明する。尚、本実施の形態におけるX線分析方法における制御等は、制御部50において行われる。また、X線源10において発生させるX線は、30keVの単色で、平行なX線である。本実施の形態においては、分析対象となる試料100は、大きさが5mm×10mm、厚さが0.5mmのSiチップである試料100Aの場合について説明する。 The X-ray analysis method in the present embodiment will be described with reference to the flowchart shown in FIG. The control and the like in the X-ray analysis method in the present embodiment are performed by the control unit 50. Further, the X-rays generated by the X-ray source 10 are monochromatic and parallel X-rays of 30 keV. In the present embodiment, the case where the sample 100 to be analyzed is a sample 100A which is a Si chip having a size of 5 mm × 10 mm and a thickness of 0.5 mm will be described.

最初に、ステップ102(S102)において、試料台31の上に設置された分析対象となる試料100Aの位置調整を行う。具体的には、並進X軸調整ステージ32、並進Y軸調整ステージ33、傾きRx軸調整ステージ34、傾きRy軸調整ステージ35により、試料台31の上に設置された分析対象となる試料100Aの並進X軸、並進Y軸、傾きRx軸、傾きRy軸の調整を行う。この調整では、分析対象となる試料100Aの中心線が、試料面内回転角Φの回転軸と一致するように、試料100Aの並進X軸、並進Y軸、傾きRx軸、傾きRy軸の調整を行う。 First, in step 102 (S102), the position of the sample 100A to be analyzed installed on the sample table 31 is adjusted. Specifically, the translation target sample 100A installed on the sample table 31 by the translation X-axis adjustment stage 32, the translation Y-axis adjustment stage 33, the tilt Rx-axis adjustment stage 34, and the tilt Ry-axis adjustment stage 35. The translation X-axis, translation Y-axis, tilt Rx-axis, and tilt Ry-axis are adjusted. In this adjustment, the translation X-axis, translation Y-axis, tilt Rx-axis, and tilt Ry-axis of the sample 100A are adjusted so that the center line of the sample 100A to be analyzed coincides with the rotation axis of the in-plane rotation angle Φ of the sample. I do.

次に、ステップ104(S104)において、試料面内回転角ΦとX線透過率Tとの関係を得るための測定を行う。具体的には、試料面内回転角Φステージ36を−90°≦Φ<90°の範囲で回転させて、試料100AのX線透過率Tを測定する。X線透過率Tの測定は、X線検出器20を用いて測定してもよく、また、X線検出器20とは別に、X線透過率Tを測定するX線検出器を設け、このX線検出器により測定を行ってもよい。このようにして得られた試料面内回転角ΦとX線透過率Tとの関係を図3に示す。この関係は、図3に示されるように0°を中心に対称である。 Next, in step 104 (S104), measurement is performed to obtain the relationship between the sample in-plane rotation angle Φ and the X-ray transmittance T. Specifically, the X-ray transmittance T of the sample 100A is measured by rotating the sample in-plane rotation angle Φ stage 36 in the range of −90 ° ≦ Φ <90 °. The X-ray transmission T can be measured by using the X-ray detector 20, and an X-ray detector for measuring the X-ray transmission T is provided separately from the X-ray detector 20. The measurement may be performed by an X-ray detector. The relationship between the in-plane rotation angle Φ of the sample thus obtained and the X-ray transmittance T is shown in FIG. This relationship is symmetrical about 0 ° as shown in FIG.

次に、ステップ106(S106)において、X線透過率Tが最小となる試料面内回転角Φを選定する。図3に示される試料面内回転角ΦとX線透過率Tとの関係に基づくならば、X線透過率Tが最小となる試料面内回転角Φは、約−26°と約26°であり、0°を軸に対称であることから、最小となる試料面内回転角Φを26°とする。 Next, in step 106 (S106), the in-plane rotation angle Φ A of the sample that minimizes the X-ray transmittance T is selected. Based on the relationship between the sample in-plane rotation angle Φ and the X-ray transmittance T shown in FIG. 3, the sample in-plane rotation angles Φ that minimize the X-ray transmittance T are about −26 ° and about 26 °. Since it is symmetric with respect to 0 °, the minimum in-plane rotation angle Φ A is set to 26 °.

次に、ステップ108(S108)において、試料面内回転角Φが26°の場合における試料傾斜角ψとX線透過率Tとの関係を得るための測定を行う。具体的には、試料面内回転角Φステージ36により、試料面内回転角をΦ、即ち、26°にした状態で、試料傾斜角ψ調整ステージ37により、試料傾斜角ψを変化させてX線透過率Tの測定を行う。このようにして得られた試料傾斜角ψとX線透過率Tとの関係を図4に示す。試料傾斜角ψ調整ステージ37により変化させる試料傾斜角ψは、分析対象となる試料100Aによって変えてもよく、0°以上45°以下であってもよく、0°以上30°以下であってもよく、または、0°以上10°以下等であってもよい。図4では、試料傾斜角ψ調整ステージ37により変化させる試料傾斜角ψが、0°以上10°以下の場合を示す。 Next, in step 108 (S108), measurement is performed to obtain the relationship between the sample inclination angle ψ and the X-ray transmittance T when the in- plane rotation angle Φ A of the sample is 26 °. Specifically, the sample tilt angle ψ is changed by the sample tilt angle ψ adjustment stage 37 while the sample in-plane rotation angle is set to Φ A, that is, 26 ° by the sample in-plane rotation angle Φ stage 36. The X-ray transmittance T is measured. The relationship between the sample inclination angle ψ obtained in this way and the X-ray transmittance T is shown in FIG. The sample inclination angle ψ changed by the sample inclination angle ψ adjustment stage 37 may be changed depending on the sample 100A to be analyzed, may be 0 ° or more and 45 ° or less, or may be 0 ° or more and 30 ° or less. It may be 0 ° or more and 10 ° or less. FIG. 4 shows a case where the sample inclination angle ψ changed by the sample inclination angle ψ adjustment stage 37 is 0 ° or more and 10 ° or less.

次に、ステップ110(S110)において、予め定めておいたX線透過率Tとなる試料傾斜角ψを選定する。本実施の形態においては、X線透過率Tは10%であるものとする。具体的に、試料傾斜角ψとX線透過率Tとの関係においては、X線透過率Tが10%となる試料傾斜角は約4°である。従って、試料傾斜角ψを4°とする。尚、試料傾斜角ψとX線透過率Tとの関係において、X線透過率T以上、即ち、10%以上のものであって、X線透過率Tに最も近い試料傾斜角ψを試料傾斜角ψとしてもよい。このX線透過率Tは、試料投影像から試料断層像を導出するに際し、使用可否判断の基準となる値であり、例えば、5%〜20%の範囲内の値である。 Then, At step 110 (S110), selects a specimen rotation angle [psi A as the X-ray transmittance T S that has been predetermined. In the present embodiment, X-rays transmittance T S is assumed to be 10%. Specifically, in the relationship between the specimen rotation angle ψ and the X-ray transmittance T, the specimen rotation angle X-ray transmittance T S becomes 10% is about 4 °. Therefore, the sample inclination angle ψ A is set to 4 °. Incidentally, in the relationship between the specimen rotation angle ψ and the X-ray transmittance T, X-ray transmittance T S or more, i.e., be of 10% or more, the specimen rotation angle ψ closest to the X-ray transmittance T S The sample inclination angle ψ A may be set. The X-ray transmittance T S, upon deriving a sample tomographic image from the sample projected image is a value serving as a reference for usability determination, for example, a value in the range of from 5% to 20%.

次に、ステップ112(S112)において、選定された試料傾斜角ψにおいて、試料面内回転角Φステージ36により、試料面内回転角Φを回転させて、X線検出器20により、所定の試料面内回転角Φの複数の試料投影像を得る。具体的には、試料面内回転角Φステージ36により、試料面内回転角Φを0°≦Φ<360°の範囲で回転させて、0.1°ごとに3600枚の試料投影像を得る。 Next, in step 112 (S112), at the sample inclination angle ψ A selected, the sample in-plane rotation angle Φ is rotated by the sample in-plane rotation angle Φ stage 36, and the sample in-plane rotation angle Φ is rotated by the X-ray detector 20. Obtain multiple sample projection images with a sample in-plane rotation angle of Φ. Specifically, the sample in-plane rotation angle Φ stage 36 rotates the sample in-plane rotation angle Φ in the range of 0 ° ≦ Φ <360 ° to obtain 3600 sample projection images every 0.1 °. ..

次に、ステップ114(S114)において、ステップ112において得られた試料投影像に基づき、傾斜を考慮したFBP法等で解析することにより、所望の試料断層像を得る。 Next, in step 114 (S114), a desired sample tomographic image is obtained by analyzing the sample projection image obtained in step 112 by the FBP method or the like in consideration of the inclination.

以上の工程により、本実施の形態におけるX線分析方法を行うことができる。 Through the above steps, the X-ray analysis method according to the present embodiment can be performed.

次に、本実施の形態におけるX線分析方法により、良好な試料断層像を短時間に得ることができることについて説明する。図5は、試料面内回転角ΦとX線透過率Tとの関係を示すものであり、図3における試料傾斜角ψ=0°の場合の他、試料傾斜角ψ=3°、4°の場合の結果を加えたものを示す。また、図6は、試料傾斜角ψとX線透過率Tとの関係を示すものであり、図4における試料面内回転角Φ=26°の場合の他、試料面内回転角Φ=0°、10°、20°、30°、40°、50°、60°、70°、80°、90°の場合の結果を加えたものを示す。 Next, it will be described that a good sample tomographic image can be obtained in a short time by the X-ray analysis method in the present embodiment. FIG. 5 shows the relationship between the in-plane rotation angle Φ of the sample and the X-ray transmittance T. In addition to the case where the sample inclination angle ψ = 0 ° in FIG. 3, the sample inclination angle ψ = 3 °, 4 ° The result of the case of is added. Further, FIG. 6 shows the relationship between the sample inclination angle ψ and the X-ray transmittance T. In addition to the case where the sample in-plane rotation angle Φ = 26 ° in FIG. 4, the sample in-plane rotation angle Φ = 0. The results obtained by adding the results for °, 10 °, 20 °, 30 °, 40 °, 50 °, 60 °, 70 °, 80 °, and 90 ° are shown.

ところで、X線ラミノグラフィー法等によるX線分析では、データ欠損が生じることが知られている。データ欠損率は、試料傾斜角ψで試料面内回転角Φを変化させた場合のX線透過率Tとの関係、及び、試料面内回転角Φで試料傾斜角ψを変化させた場合のX線透過率Tとの関係が、できるだけ多い方が、より正確なデータ欠損率を導出することができる。しかしながら、このような関係を測定する場合、測定データが増加すると分析時間が増加してしまう。 By the way, it is known that data loss occurs in X-ray analysis by an X-ray laminography method or the like. The data loss rate is related to the X-ray transmittance T when the in-plane rotation angle Φ of the sample is changed at the sample inclination angle ψ, and when the sample inclination angle ψ is changed at the in-plane rotation angle Φ of the sample. A more accurate data loss rate can be derived when the relationship with the X-ray transmittance T is as large as possible. However, when measuring such a relationship, the analysis time increases as the measurement data increases.

本実施の形態においては、図3及び図4のように1つの試料傾斜角ψにおける試料面内回転角Φの依存性を測定し、1つの試料面内回転角Φにおける試料傾斜角ψの依存性を測定している。これは、試料傾斜角ψの選定において影響を与えない程度の僅かな誤差でデータ欠損率Lを導出可能なためである。 In the present embodiment, as shown in FIGS. 3 and 4, the dependence of the sample in-plane rotation angle Φ at one sample inclination angle ψ is measured, and the dependence of the sample inclination angle ψ at one sample in-plane rotation angle Φ. I am measuring sex. This is because the data loss rate L can be derived with a slight error that does not affect the selection of the sample inclination angle ψ A.

例えば、図5において、試料傾斜角ψ=4°における試料面内回転角Φの依存データが必要な場合には、まず、図4に基づき、試料傾斜角ψ=4°におけるX線透過率Tが約11%であることを確認する。次に、図3に基づき、T=11%と試料傾斜角ψ=0°におけるΦ依存データの交点(Φ、T)=(約44°、11%)及び(約−44°、11%)を得る。−44°≦Φ≦44°の領域ではT=11%、Φ>44°あるいはΦ<−44°の領域ではψ=0°におけるΦ依存データを用いることにより、所望となるψ=4°における試料面内回転角Φの依存データを得ることができる。図5に示した実際の結果を見ることで、その妥当性を確認することができる。 For example, in FIG. 5, when the dependence data of the angle of rotation Φ in the sample plane at the sample inclination angle ψ = 4 ° is required, first, based on FIG. 4, the X-ray transmittance T at the sample inclination angle ψ = 4 °. Confirm that is about 11%. Next, based on FIG. 3, the intersections (Φ, T) = (about 44 °, 11%) and (about −44 °, 11%) of the Φ-dependent data at T = 11% and the sample inclination angle ψ = 0 °. To get. In the region of −44 ° ≦ Φ ≦ 44 °, T = 11%, and in the region of Φ> 44 ° or Φ <−44 °, by using the Φ-dependent data at ψ = 0 °, the desired value at ψ = 4 ° Dependent data of the angle of rotation Φ in the sample plane can be obtained. The validity can be confirmed by looking at the actual results shown in FIG.

同様に、図6において、試料面内回転角Φ=60°における試料傾斜角ψの依存データが必要な場合には、まず、図3に基づき、試料面内回転角Φ=60°におけるX線透過率Tが約18%であることを確認する。次に、図4に基づき、T=18%と試料面内回転角Φ=26°におけるψ依存データの交点(ψ、T)=(約5°、18%)を得る。ψ≦5°の領域では、T=18%、ψ>5°の領域では、試料面内回転角Φ=26°におけるψ依存データを用いることにより、所望となる試料面内回転角Φ=60°における試料傾斜角ψの依存データを得ることができる。図6に示した実際の結果を見ることで、その妥当性を確認することができる。上記記載の方法により、X線透過率Tが10%未満と10%以上となる測定条件を明確に区別することができる。 Similarly, in FIG. 6, when the dependent data of the sample inclination angle ψ at the sample in-plane rotation angle Φ = 60 ° is required, first, based on FIG. 3, X-rays at the sample in-plane rotation angle Φ = 60 ° are required. Confirm that the transmittance T is about 18%. Next, based on FIG. 4, the intersection (ψ, T) = (about 5 °, 18%) of the ψ-dependent data at T = 18% and the in-plane rotation angle Φ = 26 ° of the sample is obtained. In the region of ψ ≦ 5 °, T = 18%, and in the region of ψ> 5 °, the desired in-plane rotation angle Φ = 60 by using the ψ-dependent data at the sample in-plane rotation angle Φ = 26 °. Dependent data of the sample tilt angle ψ at ° can be obtained. The validity can be confirmed by looking at the actual results shown in FIG. By the method described above, it is possible to clearly distinguish the measurement conditions in which the X-ray transmittance T is less than 10% and 10% or more.

次に、データ欠損率Lの導出について、より詳細に示す。図7は、X線CT法により測定し、データ欠損のない(完全データの)場合における極座標表示ラドン空間(x、Φ)を示しており、この領域はπxzで表される。即ち、この領域の全てが試料投影像で満たされた場合、データ欠損率Lは0となる。 Next, the derivation of the data loss rate L will be described in more detail. FIG. 7 shows the polar coordinate display Radon space (x, Φ) in the case where there is no data loss (complete data) measured by the X-ray CT method, and this region is represented by π x 2 z. That is, when the entire region is filled with the sample projection image, the data loss rate L becomes 0.

図8は、X線が試料により吸収されることにより、ある試料面内回転角の角度範囲Φにおいて、試料投影像のデータが用いることができないデータ欠損領域を示しており、この領域は、πxzΦ/180°で表される。図3に示される−90°≦Φ≦90°の範囲においては、X線透過率Tが10%未満となる−40°≦Φ≦40°がデータ欠損領域となる。従って、試料面内回転角の角度範囲Φ=80°がデータ欠損領域となる。よって、試料傾斜角ψ=0°におけるデータ欠損率Lは、80°/180°より44.4%となる。 FIG. 8 shows a data-deficient region in which the data of the sample projection image cannot be used in the angle range Φ W of a certain in-plane rotation angle due to the absorption of X-rays by the sample. It is represented by π x 2 zΦ W / 180 °. In the range of −90 ° ≦ Φ ≦ 90 ° shown in FIG. 3, the data missing region is −40 ° ≦ Φ ≦ 40 ° at which the X-ray transmittance T is less than 10%. Therefore, the angle range Φ W = 80 ° of the in-plane rotation angle of the sample is the data loss region. Therefore, data loss rate L 0 in the specimen rotation angle [psi = 0 ° is a 44.4% than 80 ° / 180 °.

図9は、試料傾斜角ψの場合におけるデータ欠損領域を示しており、この領域はπztanψ/12で表される。X線ラミノグラフィー法においては、投影面が傾斜しているため、試料投影像で極座標表示ラドン空間の全てを満たすことができない。即ち、試料傾斜角ψが増加するほど、試料の形状に関係なくデータ欠損領域が増加することになる。データ欠損率Lψは、ztanψ/12xで表される。xやzの値は、X線検出器20の大きさ(横サイズ:10mm、縦サイズ:10mm)を用いることができる。x=横サイズ/2=5mm、z=縦サイズ=10mmを代入することにより、試料傾斜角ψ=4°におけるデータ欠損率Lψの値は、0.2%となる。 FIG. 9 shows a data loss region in the case of the sample inclination angle ψ, and this region is represented by π z 3 tan 2 ψ / 12. In the X-ray laminography method, since the projection surface is inclined, the sample projection image cannot fill all of the polar coordinate display Radon space. That is, as the sample inclination angle ψ increases, the data loss region increases regardless of the shape of the sample. The data loss rate L ψ is represented by z 2 tan 2 ψ / 12x 2. As the values of x and z, the size of the X-ray detector 20 (horizontal size: 10 mm, vertical size: 10 mm) can be used. By substituting x = horizontal size / 2 = 5 mm and z = vertical size = 10 mm, the value of the data loss rate L ψ at the sample inclination angle ψ = 4 ° becomes 0.2%.

xとzの値に関しては、X線検出器20のサイズに比べて、分析対象となる試料のサイズが十分小さい場合には、試料投影像から試料断層像を導出する場合に用いられる実際の画像サイズを用いてもよい。このような試料においては、ψ=0°の場合では、図8に示したX線の試料吸収の影響だけを考慮すればよく、また、ψ≧4°の場合では、図9に示した試料傾斜の影響だけを考慮すればよい。しかしながら、0°<ψ<4°の領域においては双方の影響を考慮する必要があり、特に、双方の影響が重複する領域に注意する必要がある。ψ<4°においては、試料傾斜によるデータ欠損領域のうち、X線の試料吸収と重複している領域は、πztanψ/12×(Φ/180°)により導出することができる。以上のようにして導出した結果が図10である。 Regarding the values of x and z, when the size of the sample to be analyzed is sufficiently smaller than the size of the X-ray detector 20, the actual image used when deriving the sample tomographic image from the sample projection image. You may use the size. In such a sample, when ψ = 0 °, only the effect of X-ray sample absorption shown in FIG. 8 needs to be considered, and when ψ ≧ 4 °, the sample shown in FIG. 9 needs to be considered. Only the effect of tilt needs to be considered. However, in the region of 0 ° <ψ <4 °, it is necessary to consider the influences of both, and in particular, it is necessary to pay attention to the region where the influences of both overlap. When ψ <4 °, the region that overlaps with the X-ray sample absorption among the data missing regions due to the sample inclination can be derived by π z 3 tan 2 ψ / 12 × (Φ / 180 °). The result derived as described above is shown in FIG.

図10に示されるように、試料傾斜角ψが4°の場合にデータ欠損率Lが最も低くなっており、試料傾斜角ψが4°の場合について測定を行うことにより、良好な試料断層像を短時間に得ることができる。本実施の形態におけるX線分析方法によれば、前述したように、3水準から5水準の測定を行う場合の約1/3〜1/5に時間を短縮することができる。 As shown in FIG. 10, the data loss rate L is the lowest when the sample inclination angle ψ is 4 °, and a good sample tomographic image is obtained by performing the measurement when the sample inclination angle ψ is 4 °. Can be obtained in a short time. According to the X-ray analysis method in the present embodiment, as described above, the time can be shortened to about 1/3 to 1/5 when the measurement of the 3rd level to the 5th level is performed.

尚、図1に示されるX線分析装置は、並進X軸調整ステージ32、並進Y軸調整ステージ33、傾きRx軸調整ステージ34、傾きRy軸調整ステージ35、試料面内回転角Φステージ36、試料傾斜角ψ調整ステージ37等を有している。しかしながら、本実施の形態におけるX線分析方法は、試料傾斜角ψを調整する試料傾斜角ψ調整ステージ37を有していないX線分析装置を用いて行うことも可能である。 The X-ray analyzer shown in FIG. 1 includes a translation X-axis adjustment stage 32, a translation Y-axis adjustment stage 33, an inclination Rx-axis adjustment stage 34, an inclination Ry-axis adjustment stage 35, and a sample in-plane rotation angle Φ stage 36. It has a sample inclination angle ψ adjustment stage 37 and the like. However, the X-ray analysis method in the present embodiment can also be performed using an X-ray analyzer that does not have the sample tilt angle ψ adjustment stage 37 for adjusting the sample tilt angle ψ.

一般的に、傾きRx軸、傾きRy軸、試料面内回転角Φの回転軸を有するX線分析装置では、傾きRx軸と傾きRy軸とを組み合わせることにより、所望の試料傾斜角ψとなるように調整することが可能である。例えば、Φ=0°において、傾きRxと試料傾斜角ψとが同じ方向に動くとすると、ψ=5°にする場合には、Rx=5°、Ry=0°にすればよい。Φ=90°において、ψ=5°にする場合には、Rx=0°、Ry=5°にすればよい。同様に、Φ=45°において、ψ=5°にする場合には、Rx=3.45°、Ry=3.45°にすればよい。これらを一般化すると、Rx=arctan(cosΦtanψ)、Ry=arctan(sinΦtanψ)となる。 Generally, in an X-ray analyzer having a tilt Rx axis, a tilt Ry axis, and a rotation axis having a rotation angle Φ in the sample plane, a desired sample tilt angle ψ can be obtained by combining the tilt Rx axis and the tilt Ry axis. It is possible to adjust as such. For example, assuming that the inclination Rx and the sample inclination angle ψ move in the same direction at Φ = 0 °, when ψ = 5 °, Rx = 5 ° and Ry = 0 ° may be set. When ψ = 5 ° in Φ = 90 °, Rx = 0 ° and Ry = 5 ° may be set. Similarly, when ψ = 5 ° in Φ = 45 °, Rx = 3.45 ° and Ry = 3.45 ° may be set. Generalizing these, Rx = arctan (cosΦtanψ) and Ry = arctan (sinΦtanψ).

従って、試料傾斜角ψ調整ステージ37を有していないX線分析装置においても、傾きRx軸調整ステージ34及び傾きRy軸調整ステージ35により、傾きRx及び傾きRyを調整することにより、所望となる試料傾斜角ψとなるように調整することが可能である。尚、この場合には、試料傾斜角ψとなるように調整するための動作は複雑となり、調整には時間を要する。 Therefore, even in an X-ray analyzer that does not have the sample inclination angle ψ adjustment stage 37, it becomes desirable by adjusting the inclination Rx and the inclination Ry by the inclination Rx axis adjustment stage 34 and the inclination Ry axis adjustment stage 35. It is possible to adjust the sample inclination angle ψ. In this case, the operation for adjusting the sample inclination angle ψ becomes complicated, and the adjustment takes time.

また、X線源10は、30keVの単色X線の場合について説明したが、分析対象となる試料の形状によっては、これよりも低エネルギーX線や高エネルギーX線を用いてもよく、更には、白色X線を用いてもよい。また、X線源10から出射されるX線は平行X線の場合について説明したが、発散X線であってもよい。発散X線の場合、Φ回転が180°では、X線CT法でも極座標表示ラドン空間の全てを満たすことができずにデータ欠損領域が発生するが、例えば、Φ回転を200°にすることにより、データ欠損領域が発生することを防ぐことができる。 Further, although the case where the X-ray source 10 is a monochromatic X-ray of 30 keV has been described, lower energy X-rays or higher energy X-rays may be used depending on the shape of the sample to be analyzed, and further. , White X-rays may be used. Moreover, although the case where the X-ray emitted from the X-ray source 10 is a parallel X-ray has been described, it may be a divergent X-ray. In the case of divergent X-rays, if the Φ rotation is 180 °, the entire polar coordinate display Radon space cannot be satisfied even with the X-ray CT method, and a data loss area occurs. , It is possible to prevent the occurrence of a data loss area.

また、本実施の形態におけるX線分析装置では、X線検出器20である1つの2次元検出器の他に、別の0次元検出器(シンチレーション検出器、PINフォトダイオード検出器、イオンチャンバ(電離箱)等)を用いてもよい。このような別の0次元検出器を用いてステップ104やステップ108を行うことにより、本実施の形態におけるX線分析方法をより短時間で行うことができる。 Further, in the X-ray analyzer according to the present embodiment, in addition to one two-dimensional detector which is the X-ray detector 20, another 0-dimensional detector (scintillation detector, PIN photodiode detector, ion chamber) ( Ionization chamber) etc.) may be used. By performing step 104 and step 108 using such another 0-dimensional detector, the X-ray analysis method in the present embodiment can be performed in a shorter time.

本実施の形態においては、試料100Aの場合における試料面内回転角Φ、試料傾斜角ψの場合について説明したが、一般化した場合に、試料面内回転角Φ、試料傾斜角ψと考えてもよい。 In the present embodiment, the case of the sample in-plane rotation angle Φ A and the sample inclination angle ψ A in the case of the sample 100A has been described, but when generalized, the sample in-plane rotation angle Φ N and the sample inclination angle ψ You may think of it as N.

〔第2の実施の形態〕
次に、第2の実施の形態におけるX線分析方法について説明する。本実施の形態におけるX線分析方法は、試料がX線CT法による分析が向いているか、X線ラミノグラフィー法による分析が向いているか判断をして、向いている方法により分析を行うことにより、良好な試料断層像を得ることができるものである。尚、X線ラミノグラフィー法による分析については、第1の実施の形態と同様である。
[Second Embodiment]
Next, the X-ray analysis method in the second embodiment will be described. In the X-ray analysis method of the present embodiment, it is determined whether the sample is suitable for analysis by the X-ray CT method or the analysis by the X-ray laminography method, and the analysis is performed by the method suitable for the analysis. Therefore, a good sample tomographic image can be obtained. The analysis by the X-ray laminography method is the same as that of the first embodiment.

本実施の形態におけるX線分析方法について、図11に示すフローチャートに基づき説明する。 The X-ray analysis method in the present embodiment will be described with reference to the flowchart shown in FIG.

最初に、ステップ202(S202)において、試料台31の上に設置された分析対象となる試料の位置調整を行う。具体的には、並進X軸調整ステージ32、並進Y軸調整ステージ33、傾きRx軸調整ステージ34、傾きRy軸調整ステージ35により、試料台31の上に設置された分析対象となる試料の並進X軸、並進Y軸、傾きRx軸、傾きRy軸の調整を行う。この調整では、分析対象となる試料の中心線が、試料面内回転角Φの回転軸と一致するように、試料の並進X軸、並進Y軸、傾きRx軸、傾きRy軸の調整を行う。 First, in step 202 (S202), the position of the sample to be analyzed installed on the sample table 31 is adjusted. Specifically, the translation of the sample to be analyzed installed on the sample table 31 by the translation X-axis adjustment stage 32, the translation Y-axis adjustment stage 33, the inclination Rx-axis adjustment stage 34, and the inclination Ry-axis adjustment stage 35. The X-axis, translational Y-axis, tilt Rx-axis, and tilt Ry-axis are adjusted. In this adjustment, the translational X-axis, translational Y-axis, tilt Rx-axis, and tilt Ry-axis of the sample are adjusted so that the center line of the sample to be analyzed coincides with the rotation axis of the in-plane rotation angle Φ of the sample. ..

次に、ステップ204(S204)において、試料面内回転角ΦとX線透過率Tとの関係を得るための測定を行う。具体的には、試料面内回転角Φステージ36を−90°≦Φ<90°の範囲で回転させて、試料のX線透過率Tを測定する。X線透過率Tの測定は、X線検出器20を用いて測定してもよく、また、X線検出器20とは別に、X線透過率Tを測定するX線検出器を設け、このX線検出器により測定を行ってもよい。 Next, in step 204 (S204), measurement is performed to obtain the relationship between the in-plane rotation angle Φ of the sample and the X-ray transmittance T. Specifically, the X-ray transmittance T of the sample is measured by rotating the sample in-plane rotation angle Φ stage 36 in the range of −90 ° ≦ Φ <90 °. The X-ray transmission T can be measured by using the X-ray detector 20, and an X-ray detector for measuring the X-ray transmission T is provided separately from the X-ray detector 20. The measurement may be performed by an X-ray detector.

次に、ステップ206(S206)において、X線透過率Tが最小となる試料面内回転角Φを選定する。 Next, in step 206 (S206), the in-plane rotation angle Φ N of the sample that minimizes the X-ray transmittance T is selected.

次に、ステップ208(S208)において、試料面内回転角Φの場合における試料傾斜角ψとX線透過率Tとの関係を得るための測定を行う。具体的には、試料面内回転角Φステージ36により、試料面内回転角をΦにした状態で、試料傾斜角ψ調整ステージ37により、試料傾斜角ψを変化させてX線透過率Tの測定を行う。 Next, in step 208 (S208), measurement is performed to obtain the relationship between the sample inclination angle ψ and the X-ray transmittance T in the case of the sample in-plane rotation angle Φ N. Specifically, the X-ray transmittance T is changed by changing the sample tilt angle ψ by the sample tilt angle ψ adjustment stage 37 in a state where the sample in-plane rotation angle Φ stage 36 sets the sample in-plane rotation angle to Φ N. To measure.

次に、ステップ210(S210)において、予め定めておいたX線透過率Tとなる試料傾斜角ψを選定する。 Then, At step 210 (S210), selects a specimen rotation angle [psi N as the X-ray transmittance T S that has been predetermined.

次に、ステップ212(S212)において、ステップ204及びステップ208において得られた結果に基づき、試料傾斜角ψ=0°におけるデータ欠損率L、及び、試料傾斜角ψ=ψにおけるデータ欠損率Lを導出する。これらのデータ欠損率の導出は、試料投影像を極座標で表示した極座標表示ラドン空間、または、このラドン空間のフーリエ変換により得ることが可能な周波数空間のいずれか一方の空間において実施する。 Next, in step 212 (S212), based on the results obtained in steps 204 and 208, the data loss rate L 0 at the sample tilt angle ψ = 0 ° and the data loss rate at the sample tilt angle ψ = ψ N L N is derived. Derivation of these data loss rates is carried out in either the polar coordinate display radon space in which the sample projection image is displayed in polar coordinates or the frequency space that can be obtained by the Fourier transform of this radon space.

次に、ステップ214(S214)において、L<Lであるか否かの判断を行う。L<Lの場合には、ステップ216に移行し、L≧Lの場合には、ステップ220に移行する。 Next, in step 214 (S214), it is determined whether or not L N <L 0. When L N <L 0, the process proceeds to step 216, and when L N ≥ L 0 , the process proceeds to step 220.

ステップ216(S216)では、選定された試料傾斜角ψにおいて、試料面内回転角Φステージ36により、試料面内回転角Φを回転させて、X線検出器20により、所定の試料面内回転角Φの複数の試料投影像を得る。具体的には、試料面内回転角Φステージ36により、試料面内回転角Φを0°≦Φ<360°の範囲で回転させて、0.1°ごとに3600枚の試料投影像を得る。 In step 216 (S216), at the selected sample inclination angle ψ N , the sample in-plane rotation angle Φ is rotated by the stage 36, and the sample in-plane rotation angle Φ is rotated by the X-ray detector 20 in the predetermined sample in-plane. Obtain multiple sample projection images with a rotation angle of Φ. Specifically, the sample in-plane rotation angle Φ stage 36 rotates the sample in-plane rotation angle Φ in the range of 0 ° ≦ Φ <360 ° to obtain 3600 sample projection images every 0.1 °. ..

次に、ステップ218(S218)において、ステップ216において得られた試料投影像に基づき、傾斜を考慮したFBP法等で解析することにより、所望の試料断層像を得る。 Next, in step 218 (S218), a desired sample tomographic image is obtained by analyzing the sample projection image obtained in step 216 by the FBP method or the like in consideration of the inclination.

ステップ220(S220)では、試料傾斜角ψ=0°において、試料面内回転角Φステージ36により、試料面内回転角Φを回転させて、X線検出器20により、所定の試料面内回転角Φの複数の試料投影像を得る。具体的には、試料面内回転角Φステージ36により、試料面内回転角Φを0°≦Φ<180°の範囲で回転させて、0.1°ごとに1800枚の試料投影像を得る。X線CT法においては、試料面内回転角Φが0°〜180°の範囲と180°〜360°の範囲では、試料面内回転角Φの依存性は同じであることから、X線ラミノグラフィー法の場合の半分の範囲の試料面内回転角Φにおける測定でよい。 In step 220 (S220), at the sample inclination angle ψ = 0 °, the sample in-plane rotation angle Φ is rotated by the stage 36, and the sample in-plane rotation is rotated by the X-ray detector 20. Obtain multiple sample projection images with an angle of Φ. Specifically, the in-plane rotation angle Φ stage 36 rotates the in-plane rotation angle Φ in the range of 0 ° ≤ Φ <180 ° to obtain 1800 sample projection images every 0.1 °. .. In the X-ray CT method, the angle of rotation Φ in the sample plane is the same in the range of 0 ° to 180 ° and the range of 180 ° to 360 °. Measurement may be performed at a sample in-plane rotation angle Φ in the half range of the case of the minography method.

次に、ステップ222(S222)において、ステップ216において得られた試料投影像に基づき、FBP法等で解析することにより、所望の試料断層像を得る。 Next, in step 222 (S222), a desired sample tomographic image is obtained by analyzing the sample projection image obtained in step 216 by the FBP method or the like.

以上により、本実施の形態におけるX線分析方法を行うことができる。尚、試料面内回転角Φ、試料傾斜角ψは、一般化された試料の値である。 From the above, the X-ray analysis method in the present embodiment can be performed. The in-plane rotation angle Φ N of the sample and the inclination angle ψ N of the sample are generalized sample values.

次に、具体的に、試料が、試料100A、試料100B、試料100Cの場合について具体的に説明する。 Next, the case where the samples are the sample 100A, the sample 100B, and the sample 100C will be specifically described.

(試料100A)
次に、本実施の形態におけるX線分析方法により、試料100Aについて分析を行った場合について説明する。具体的には、X線源10において発生させるX線は、30keVの単色で、平行なX線であり、分析対象となる試料100Aは大きさは5mm×10mm、厚さが0.5mmのSiチップである。
(Sample 100A)
Next, a case where the sample 100A is analyzed by the X-ray analysis method in the present embodiment will be described. Specifically, the X-rays generated by the X-ray source 10 are monochromatic and parallel X-rays of 30 keV, and the sample 100A to be analyzed is Si having a size of 5 mm × 10 mm and a thickness of 0.5 mm. It is a chip.

試料100Aについて、図11に示すフローチャートに基づき分析を行った場合について説明する。 A case where the sample 100A is analyzed based on the flowchart shown in FIG. 11 will be described.

最初に、ステップ202を行った後、ステップ204により、図3に示されるように、試料面内回転角ΦとX線透過率Tとの関係を得て、ステップ206で、図3に基づき試料100AのX線透過率Tが最小となる試料面内回転角Φを26°に選定する。 First, after performing step 202, as shown in FIG. 3, the relationship between the in-plane rotation angle Φ of the sample and the X-ray transmittance T is obtained by step 204, and in step 206, the sample is obtained based on FIG. The angle of rotation Φ A in the sample plane that minimizes the X-ray transmittance T of 100 A is selected to be 26 °.

次に、ステップ208を行い、図4に示されるように、試料面内回転角Φが26°の場合における試料傾斜角ψとX線透過率Tとの関係を得て、ステップ210で、図4に基づき予め定めておいたX線透過率Tとなる試料傾斜角ψを4°に選定する。 Next, step 208 is performed, and as shown in FIG. 4, the relationship between the sample inclination angle ψ and the X-ray transmittance T when the in- plane rotation angle Φ A of the sample is 26 ° is obtained, and in step 210, selecting a specimen rotation angle [psi a as a predetermined keep the X-ray transmittance T S based on FIG. 4 to 4 °.

次に、ステップ212では、ステップ204及びステップ208において得られた結果に基づき、試料傾斜角ψ=0°におけるデータ欠損率L、及び、試料傾斜角ψ=ψにおけるデータ欠損率Lを導出する。図10は、図3及び図4より導出した試料傾斜角ψとデータ欠損率Lとの関係を示すものである。図10に基づくならば、試料傾斜角ψ=0°におけるデータ欠損率L=44.4%であり、試料傾斜角ψ=ψにおけるデータ欠損率L=0.2%である。 Next, in step 212, based on the result obtained in step 204 and step 208, the data loss ratio L 0 in the specimen rotation angle [psi = 0 °, and, the data loss rate L A in the sample tilt angle [psi = [psi A Derived. FIG. 10 shows the relationship between the sample inclination angle ψ derived from FIGS. 3 and 4 and the data loss rate L. If according to FIG. 10, a data loss rate L 0 = 44.4% in the specimen rotation angle [psi = 0 °, a data loss rate L A = 0.2% in the specimen rotation angle ψ = ψ A.

次に、ステップ214では、L<Lであるか否かの判断をするが、L<Lであることから、ステップ216で試料傾斜角ψにおける所定の試料面内回転角Φの複数の試料投影像を得る。この後、ステップ218で傾斜を考慮したFBP法等で解析することにより、試料100Aの所望の試料断層像を得る。 Next, in step 214, L A <is a determination of whether an L 0, L A <L since it is 0, a given sample plane rotation angle in the specimen rotation angle [psi A at step 216 [Phi Obtain multiple sample projection images of. After that, a desired sample tomographic image of sample 100A is obtained by analysis by the FBP method or the like in consideration of the inclination in step 218.

(試料100B)
次に、本実施の形態におけるX線分析方法により、試料100Bについて分析を行った場合について説明する。具体的には、X線源10において発生させるX線は、30keVの単色で、平行なX線であり、分析対象となる試料100Bは大きさが6mm×6mm、厚さが2mmのSiチップである。
(Sample 100B)
Next, a case where the sample 100B is analyzed by the X-ray analysis method in the present embodiment will be described. Specifically, the X-rays generated by the X-ray source 10 are monochromatic and parallel X-rays of 30 keV, and the sample 100B to be analyzed is a Si chip having a size of 6 mm × 6 mm and a thickness of 2 mm. be.

試料100Bについて、図11に示すフローチャートに基づき分析を行った場合について説明する。 A case where the sample 100B is analyzed based on the flowchart shown in FIG. 11 will be described.

最初に、ステップ202を行った後、ステップ204により、図12に示されるように、試料面内回転角ΦとX線透過率Tとの関係を得て、ステップ206で、図12に基づき試料100BのX線透過率Tが最小となる試料面内回転角Φを45°に選定する。 First, after performing step 202, as shown in FIG. 12, the relationship between the in-plane rotation angle Φ of the sample and the X-ray transmittance T is obtained by step 204, and in step 206, the sample is obtained based on FIG. X-ray transmittance T 100B is selected smallest sample plane rotation angle [Phi B to 45 °.

次に、ステップ208を行い、図13に示されるように、試料面内回転角Φが45°の場合における試料傾斜角ψとX線透過率Tとの関係を得て、ステップ210で、図13に基づき予め定めておいたX線透過率Tとなる試料傾斜角ψを16°に選定する。 Next, step 208 is performed, and as shown in FIG. 13, the relationship between the sample inclination angle ψ and the X-ray transmittance T when the in- plane rotation angle Φ B of the sample is 45 ° is obtained, and in step 210, the specimen rotation angle [psi B as the X-ray transmittance T S which has been predetermined on the basis of FIG. 13 selects the 16 °.

次に、ステップ212では、ステップ204及びステップ208において得られた結果に基づき、試料傾斜角ψ=0°におけるデータ欠損率L、及び、試料傾斜角ψ=ψにおけるデータ欠損率Lを導出する。図14は、図12及び図13より導出した試料傾斜角ψとデータ欠損率Lとの関係を示すものである。図14に基づくならば、試料傾斜角ψ=0°におけるデータ欠損率L=11.1%であり、試料傾斜角ψ=ψにおけるデータ欠損率L=2.7%である。 Next, in step 212, based on the result obtained in step 204 and step 208, the data loss ratio L 0 in the specimen rotation angle [psi = 0 °, and, the data loss rate L B in the specimen rotation angle [psi = [psi B Derived. FIG. 14 shows the relationship between the sample inclination angle ψ derived from FIGS. 12 and 13 and the data loss rate L. If according to FIG. 14, a data loss rate L 0 = 11.1% in the specimen rotation angle [psi = 0 °, which is a data loss ratio L B = 2.7% in the specimen rotation angle ψ = ψ B.

次に、ステップ214では、L<Lであるか否かの判断をするが、L<Lであることから、ステップ216で試料傾斜角ψにおける所定の試料面内回転角Φの複数の試料投影像を得る。この後、ステップ218で傾斜を考慮したFBP法等で解析することにより、試料100Bの所望の試料断層像を得る。 Next, in step 214, although the determination of whether an L B <L 0, L B < because it is L 0, a given sample plane rotation angle in the specimen rotation angle [psi B at step 216 [Phi Obtain multiple sample projections of. After that, a desired sample tomographic image of sample 100B is obtained by analysis by the FBP method or the like in consideration of the inclination in step 218.

(試料100C)
次に、本実施の形態におけるX線分析方法により、試料100Cについて分析を行った場合について説明する。具体的には、X線源10において発生させるX線は、30keVの単色で、平行なX線であり、分析対象となる試料100Cは大きさが5.5mm×5.5mm、厚さが4mmのSiチップである。
(Sample 100C)
Next, a case where the sample 100C is analyzed by the X-ray analysis method in the present embodiment will be described. Specifically, the X-rays generated by the X-ray source 10 are monochromatic and parallel X-rays of 30 keV, and the sample 100C to be analyzed has a size of 5.5 mm × 5.5 mm and a thickness of 4 mm. Si chip.

試料100Cについて、図11に示すフローチャートに基づき分析を行った場合について説明する。 A case where the sample 100C is analyzed based on the flowchart shown in FIG. 11 will be described.

最初に、ステップ202を行った後、ステップ204により、図15に示されるように、試料面内回転角ΦとX線透過率Tとの関係を得て、ステップ206で、図15に基づき試料100CのX線透過率Tが最小となる試料面内回転角Φを45°に選定する。 First, after performing step 202, as shown in FIG. 15, the relationship between the in-plane rotation angle Φ of the sample and the X-ray transmittance T is obtained by step 204, and in step 206, the sample is obtained based on FIG. X-ray transmittance T of 100C is selected smallest sample plane rotation angle [Phi C to 45 °.

次に、ステップ208を行い、図16に示されるように、試料面内回転角Φが45°の場合における試料傾斜角ψとX線透過率Tとの関係を得て、ステップ210で、図13に基づき予め定めておいたX線透過率Tとなる試料傾斜角ψを32°に選定する。 Next, the step 208, as shown in FIG. 16, the sample plane rotation angle [Phi C is obtained the relationship between the specimen rotation angle ψ and the X-ray transmittance T in the case of 45 °, in step 210, the specimen rotation angle [psi C as a predetermined keep the X-ray transmittance T S based on FIG. 13 selects the 32 °.

次に、ステップ212では、ステップ204及びステップ208において得られた結果に基づき、試料傾斜角ψ=0°におけるデータ欠損率L、及び、試料傾斜角ψ=ψにおけるデータ欠損率Lを導出する。図17は、図15及び図16より導出した試料傾斜角ψとデータ欠損率Lとの関係を示すものである。図17に基づくならば、試料傾斜角ψ=0°におけるデータ欠損率L=2.2%であり、試料傾斜角ψ=ψにおけるデータ欠損率L=13.0%である。 Next, in step 212, based on the results obtained in steps 204 and 208, the data loss rate L 0 at the sample tilt angle ψ = 0 ° and the data loss rate L C at the sample tilt angle ψ = ψ C are obtained. Derived. FIG. 17 shows the relationship between the sample inclination angle ψ derived from FIGS. 15 and 16 and the data loss rate L. If according to FIG. 17, a data loss rate L 0 = 2.2% in the specimen rotation angle [psi = 0 °, which is a data loss ratio L C = 13.0% in the specimen rotation angle ψ = ψ C.

次に、ステップ214では、L<Lであるか否かの判断をするが、L<Lではないことから、ステップ220で試料傾斜角ψ=0°における所定の試料面内回転角Φの複数の試料投影像を得る。この後、ステップ222でFBP法等で解析することにより、試料100Cの所望の試料断層像を得る。 Next, in step 214, although the determination of whether a L C <L 0, L C < since it is not a L 0, a given sample plane rotation in the specimen rotation angle [psi = 0 ° in step 220 Obtain multiple sample projection images with an angle of Φ. After that, a desired sample tomographic image of sample 100C is obtained by analysis by the FBP method or the like in step 222.

尚、上記以外の内容については、第1の実施の形態と同様である。 The contents other than the above are the same as those in the first embodiment.

以上、実施の形態について詳述したが、特定の実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された範囲内において、種々の変形及び変更が可能である。 Although the embodiments have been described in detail above, the embodiments are not limited to the specific embodiments, and various modifications and changes can be made within the scope of the claims.

上記の説明に関し、更に以下の付記を開示する。
(付記1)
試料を試料設置部に設置し、前記試料にX線源よりX線を照射し、前記試料を透過したX線の2次元画像をX線検出器において検出するX線分析方法において、
前記試料を回転させながら前記試料を透過したX線の透過率を測定することにより、試料面内回転角Φと前記試料を透過したX線透過率との関係を得る工程と、
得られた前記試料面内回転角ΦとX線透過率との関係に基づき、X線透過率が最小となる試料面内回転角Φを得る工程と、
前記試料面内回転角Φの状態で、前記試料を傾けながら前記試料を透過したX線の透過率を測定することにより、試料傾斜角ψと前記試料を透過したX線透過率との関係を得る工程と、
得られた前記試料傾斜角ψとX線透過率との関係に基づき、所定のX線透過率Tとなるような試料傾斜角ψを選定する工程と、
前記試料を前記試料傾斜角ψで傾けた状態で、前記試料を回転させながら、前記試料を透過したX線を検出することにより、前記試料の2次元の試料投影像を取得する工程と、
取得された前記試料投影像に基づき、前記試料の断層像を得る工程と、
を有することを特徴とするX線分析方法。
(付記2)
前記試料傾斜角ψを選定する工程の後、
前記試料傾斜角ψにおけるデータ欠損率L、及び、前記試料傾斜角が0°の場合におけるデータ欠損率Lを導出する工程と、
前記データ欠損率Lと前記データ欠損率Lとを比較する工程を有し、L<Lの場合には、前記試料傾斜角ψで試料を傾けた状態で、前記試料の2次元の試料投影像を取得する工程、及び、前記試料の断層像を得る工程を行うことを特徴とする付記1に記載のX線分析方法。
(付記3)
前記データ欠損率Lと前記データ欠損率Lとを比較する工程において、L≧Lの場合には、前記試料傾斜角が0°の状態で、前記試料の2次元の試料投影像を取得する工程と、
取得された前記試料投影像に基づき、前記試料の断層像を得る工程と、
を有することを特徴とする付記2に記載のX線分析方法。
(付記4)
試料に照射されるX線を出射するX線源と、
前記試料が設置される試料設置部と、
前記試料を透過したX線の2次元画像を検出するX線検出器と、
制御部と、
を有し、
前記制御部は、前記試料を回転させながら前記試料を透過したX線の透過率を測定することにより、試料面内回転角Φと前記試料を透過したX線透過率との関係を得て、
得られた前記試料面内回転角ΦとX線透過率との関係に基づき、X線透過率が最小となる試料面内回転角Φを得て、
前記試料面内回転角Φの状態で、前記試料を傾けながら前記試料を透過したX線の透過率を測定することにより、試料傾斜角ψと前記試料を透過したX線透過率との関係を得て、
得られた前記試料傾斜角ψとX線透過率との関係に基づき、所定のX線透過率Tとなるような試料傾斜角ψを選定し、
前記試料を前記試料傾斜角ψで傾けた状態で、前記試料を回転させながら、前記試料を透過したX線を検出することにより、前記試料の2次元の試料投影像を取得し、
取得された前記試料投影像に基づき、前記試料の断層像を得る制御を行うことを特徴とするX線分析装置。
(付記5)
前記制御部は、
前記試料傾斜角ψにおけるデータ欠損率L、及び、前記試料傾斜角が0°の場合におけるデータ欠損率Lを導出し、
前記データ欠損率Lと前記データ欠損率Lとを比較して、L<Lの場合には、前記試料傾斜角ψで試料を傾けた状態で、前記試料の2次元の試料投影像を取得し、前記試料の断層像を得る制御を行うことを特徴とする付記4に記載のX線分析装置。
(付記6)
前記制御部は、
≧Lの場合には、前記試料傾斜角が0°の状態で、前記試料の2次元の試料投影像を取得し、
取得された前記試料投影像に基づき、前記試料の断層像を得ることを特徴とする付記5に記載のX線分析装置。
Regarding the above explanation, the following additional notes will be further disclosed.
(Appendix 1)
In an X-ray analysis method in which a sample is placed in a sample setting portion, the sample is irradiated with X-rays from an X-ray source, and a two-dimensional image of X-rays transmitted through the sample is detected by an X-ray detector.
A step of obtaining a relationship between the in-plane rotation angle of the sample Φ and the X-ray transmittance transmitted through the sample by measuring the transmittance of X-rays transmitted through the sample while rotating the sample.
Based on the relationship between the obtained sample in-plane angle of rotation Φ and the X-ray transmittance, a step of obtaining a sample in-plane angle of rotation Φ N that minimizes the X-ray transmittance, and
The relationship between the sample tilt angle ψ and the X-ray transmittance transmitted through the sample by measuring the transmittance of the X-ray transmitted through the sample while tilting the sample in the state of the in-plane rotation angle Φ N of the sample. And the process of obtaining
Obtained based on the relationship between the specimen rotation angle [psi and X-ray transmittance, the step of selecting a specimen rotation angle [psi N such that a predetermined X-ray transmittance T S,
A step of acquiring a two-dimensional sample projection image of the sample by detecting X-rays transmitted through the sample while rotating the sample in a state where the sample is tilted at the sample inclination angle ψ N.
A process of obtaining a tomographic image of the sample based on the acquired projected image of the sample, and
An X-ray analysis method characterized by having.
(Appendix 2)
After the step of selecting the sample inclination angle ψ N,
Wherein the data loss ratio in the specimen rotation angle [psi N L N and, a step of the specimen rotation angle is derived the data loss rate L 0 in the case of 0 °,
It has a step of comparing the data loss rate L N and the data loss rate L 0, and when L N <L 0 , the sample is tilted at the sample inclination angle ψ N, and the sample is 2 The X-ray analysis method according to Appendix 1, wherein a step of obtaining a three-dimensional sample projection image and a step of obtaining a tomographic image of the sample are performed.
(Appendix 3)
In the step of comparing the data loss rate L N and the data loss rate L 0 , when L N ≧ L 0 , a two-dimensional sample projection image of the sample with the sample inclination angle of 0 °. And the process of getting
A process of obtaining a tomographic image of the sample based on the acquired projected image of the sample, and
The X-ray analysis method according to Appendix 2, wherein the X-ray analysis method is characterized by having.
(Appendix 4)
An X-ray source that emits X-rays that irradiate the sample,
The sample installation section where the sample is installed and
An X-ray detector that detects a two-dimensional image of X-rays that have passed through the sample,
Control unit and
Have,
The control unit measures the transmittance of X-rays transmitted through the sample while rotating the sample to obtain a relationship between the in-plane rotation angle Φ of the sample and the X-ray transmittance transmitted through the sample.
Based on the relationship between the obtained in-plane rotation angle Φ of the sample and the X-ray transmittance, an in-plane rotation angle Φ N of the sample having the minimum X-ray transmittance was obtained.
The relationship between the sample tilt angle ψ and the X-ray transmittance transmitted through the sample by measuring the transmittance of the X-ray transmitted through the sample while tilting the sample in the state of the in-plane rotation angle Φ N of the sample. Get,
Obtained based on said relationship between the specimen rotation angle [psi and the X-ray transmittance, selects a specimen rotation angle [psi N such that a predetermined X-ray transmittance T S,
A two-dimensional sample projection image of the sample is obtained by detecting X-rays transmitted through the sample while rotating the sample in a state where the sample is tilted at the sample inclination angle ψ N.
An X-ray analyzer characterized in that control is performed to obtain a tomographic image of the sample based on the acquired projected image of the sample.
(Appendix 5)
The control unit
Wherein the data loss ratio in the specimen rotation angle [psi N L N, and the specimen rotation angle is derived the data loss rate L 0 in the case of 0 °,
Comparing the data loss rate L N and the data loss rate L 0 , when L N <L 0 , the two-dimensional sample of the sample is in a state where the sample is tilted at the sample inclination angle ψ N. The X-ray analyzer according to Appendix 4, wherein a projected image is acquired and control is performed to obtain a tomographic image of the sample.
(Appendix 6)
The control unit
When L N ≥ L 0 , a two-dimensional sample projection image of the sample is acquired with the sample inclination angle of 0 °.
The X-ray analyzer according to Appendix 5, wherein a tomographic image of the sample is obtained based on the acquired projected image of the sample.

10 X線源
20 X線検出器
30 試料設置部
31 試料台
32 並進X軸調整ステージ
33 並進Y軸調整ステージ
34 傾きRx軸調整ステージ
35 傾きRy軸調整ステージ
36 試料面内回転角Φステージ
37 試料傾斜角ψ調整ステージ
50 制御部
51 解析部
100 試料
10 X-ray source 20 X-ray detector 30 Sample setting 31 Sample stand 32 Translation X-axis adjustment stage 33 Translation Y-axis adjustment stage 34 Tilt Rx-axis adjustment stage 35 Tilt Ry-axis adjustment stage 36 Sample in-plane rotation angle Φ stage 37 Sample Tilt angle ψ adjustment stage 50 Control unit 51 Analysis unit 100 Sample

Claims (6)

試料を試料設置部に設置し、前記試料にX線源よりX線を照射し、前記試料を透過したX線をX線検出器において検出することにより前記試料の2次元の試料投影像を取得し、前記試料の断層像を取得するX線分析方法において、
前記試料を前記試料の面内回転の軸のまわりに回転させながら前記試料を透過したX線の透過率を測定することにより、試料面内回転角Φと前記試料を透過したX線透過率との関係を得る工程と、
得られた前記試料面内回転角ΦとX線透過率との関係に基づき、X線透過率が最小となる試料面内回転角Φを得る工程と、
前記試料面内回転角Φの状態で、前記試料を前記面内回転の軸と直交する面に対して傾けながら前記試料を透過したX線の透過率を測定することにより、試料傾斜角ψと前記試料を透過したX線透過率との関係を得る工程と、
得られた前記試料傾斜角ψとX線透過率との関係に基づき、所定のX線透過率Tとなるような試料傾斜角ψを選定する工程と、
前記試料を前記試料傾斜角ψで傾けた状態で、前記試料を前記面内回転の軸のまわりに回転させながら、前記試料を透過したX線を検出することにより、前記試料の2次元の試料投影像を取得する工程と、
取得された前記試料投影像に基づき、前記試料の断層像を取得する工程と、
を有することを特徴とするX線分析方法。
A two-dimensional sample projection image of the sample is obtained by placing the sample in the sample setting section, irradiating the sample with X-rays from an X-ray source , and detecting the X-rays transmitted through the sample with an X-ray detector. Then, in the X-ray analysis method for acquiring the tomographic image of the sample,
By measuring the transmittance of X-rays transmitted through the sample while rotating the sample around the axis of in-plane rotation of the sample, the in-plane rotation angle Φ of the sample and the X-ray transmittance transmitted through the sample are obtained. And the process of obtaining the relationship
Based on the relationship between the obtained sample in-plane angle of rotation Φ and the X-ray transmittance, a step of obtaining a sample in-plane angle of rotation Φ N that minimizes the X-ray transmittance, and
The sample tilt angle ψ by measuring the transmittance of X-rays transmitted through the sample while tilting the sample with respect to the plane orthogonal to the axis of the in-plane rotation in the state of the sample in-plane rotation angle Φ N. And the step of obtaining the relationship between the X-ray transmittance transmitted through the sample and
Obtained based on the relationship between the specimen rotation angle [psi and X-ray transmittance, the step of selecting a specimen rotation angle [psi N such that a predetermined X-ray transmittance T S,
By detecting X-rays transmitted through the sample while rotating the sample around the axis of in-plane rotation in a state where the sample is tilted at the sample inclination angle ψ N, the sample is two-dimensional. The process of acquiring a sample projection image and
A process of acquiring a tomographic image of the sample based on the acquired projected image of the sample, and
An X-ray analysis method characterized by having.
前記試料傾斜角ψを選定する工程の後、
前記試料傾斜角ψにおけるデータ欠損率L、及び、前記試料傾斜角が0°の場合におけるデータ欠損率Lを導出する工程と、
前記データ欠損率Lと前記データ欠損率Lとを比較する工程を有し、L<Lの場合には、前記試料傾斜角ψで試料を傾けた状態で、前記試料の2次元の試料投影像を取得する工程、及び、前記試料の断層像を得る工程を行うことを特徴とする請求項1に記載のX線分析方法。
After the step of selecting the sample inclination angle ψ N,
Wherein the data loss ratio in the specimen rotation angle [psi N L N and, a step of the specimen rotation angle is derived the data loss rate L 0 in the case of 0 °,
It has a step of comparing the data loss rate L N and the data loss rate L 0, and when L N <L 0 , the sample is tilted at the sample inclination angle ψ N, and the sample is 2 The X-ray analysis method according to claim 1, wherein a step of obtaining a three-dimensional sample projection image and a step of obtaining a tomographic image of the sample are performed.
前記データ欠損率Lと前記データ欠損率Lとを比較する工程において、L≧Lの場合には、前記試料傾斜角が0°の状態で、前記試料の2次元の試料投影像を取得する工程と、
取得された前記試料投影像に基づき、前記試料の断層像を得る工程と、
を有することを特徴とする請求項2に記載のX線分析方法。
In the step of comparing the data loss rate L N and the data loss rate L 0 , when L N ≧ L 0 , a two-dimensional sample projection image of the sample with the sample inclination angle of 0 °. And the process of getting
A process of obtaining a tomographic image of the sample based on the acquired projected image of the sample, and
The X-ray analysis method according to claim 2, wherein the X-ray analysis method is characterized by having.
試料に照射されるX線を出射するX線源と、
前記試料が設置される試料設置部と、
前記試料を透過したX線の2次元画像を検出するX線検出器と、
制御部と、
を有し、
前記制御部は、
前記試料設置部に設置された前記試料を前記試料の面内回転の軸のまわりに回転させながら、前記X線源から出射され前記試料を透過したX線の透過率を測定することにより、試料面内回転角Φと前記試料を透過したX線透過率との関係を得て、
得られた前記試料面内回転角ΦとX線透過率との関係に基づき、X線透過率が最小となる試料面内回転角Φを得て、
前記試料面内回転角Φの状態で、前記試料設置部に設置された前記試料を前記面内回転の軸と直交する面に対して傾けながら、前記X線源から出射され前記試料を透過したX線の透過率を測定することにより、試料傾斜角ψと前記試料を透過したX線透過率との関係を得て、
得られた前記試料傾斜角ψとX線透過率との関係に基づき、所定のX線透過率Tとなるような試料傾斜角ψを選定し、
前記試料設置部に設置された前記試料を前記試料傾斜角ψで傾けた状態で、前記試料を前記面内回転の軸のまわりに回転させながら、前記X線源から出射され前記試料を透過したX線を前記X線検出器により検出することにより、前記試料の2次元の試料投影像を取得し、
取得された前記試料投影像に基づき、前記試料の断層像を得る制御を行うことを特徴とするX線分析装置。
An X-ray source that emits X-rays that irradiate the sample,
The sample installation section where the sample is installed and
An X-ray detector that detects a two-dimensional image of X-rays that have passed through the sample,
Control unit and
Have,
The control unit
A sample is measured by measuring the transmittance of X-rays emitted from the X-ray source and transmitted through the sample while rotating the sample installed in the sample setting portion around the axis of in-plane rotation of the sample. Obtaining the relationship between the in-plane rotation angle Φ and the X-ray transmittance that has passed through the sample,
Based on the relationship between the obtained in-plane rotation angle Φ of the sample and the X-ray transmittance, an in-plane rotation angle Φ N of the sample having the minimum X-ray transmittance was obtained.
With the sample in-plane rotation angle Φ N , the sample placed in the sample setting portion is tilted with respect to a plane orthogonal to the in-plane rotation axis, and is emitted from the X-ray source and transmitted through the sample. By measuring the transmittance of the X-rays, the relationship between the sample inclination angle ψ and the transmittance of the X-rays transmitted through the sample was obtained.
Obtained based on said relationship between the specimen rotation angle [psi and the X-ray transmittance, selects a specimen rotation angle [psi N such that a predetermined X-ray transmittance T S,
In a state where the sample installed in the sample setting portion is tilted at the sample inclination angle ψ N , the sample is emitted from the X-ray source and transmitted through the sample while rotating around the axis of the in-plane rotation. By detecting the X-rays generated by the X-ray detector, a two-dimensional sample projection image of the sample is obtained.
An X-ray analyzer characterized in that control is performed to obtain a tomographic image of the sample based on the acquired projected image of the sample.
前記制御部は、
前記試料傾斜角ψにおけるデータ欠損率L、及び、前記試料傾斜角が0°の場合におけるデータ欠損率Lを導出し、
前記データ欠損率Lと前記データ欠損率Lとを比較して、L<Lの場合には、前記試料傾斜角ψで試料を傾けた状態で、前記試料の2次元の試料投影像を取得し、前記試料の断層像を得る制御を行うことを特徴とする請求項4に記載のX線分析装置。
The control unit
Wherein the data loss ratio in the specimen rotation angle [psi N L N, and the specimen rotation angle is derived the data loss rate L 0 in the case of 0 °,
Comparing the data loss rate L N and the data loss rate L 0 , when L N <L 0 , the two-dimensional sample of the sample is in a state where the sample is tilted at the sample inclination angle ψ N. The X-ray analyzer according to claim 4, wherein a projected image is acquired and control is performed to obtain a tomographic image of the sample.
前記制御部は、
≧Lの場合には、前記試料傾斜角が0°の状態で、前記試料の2次元の試料投影像を取得し、
取得された前記試料投影像に基づき、前記試料の断層像を得ることを特徴とする請求項5に記載のX線分析装置。
The control unit
When L N ≥ L 0 , a two-dimensional sample projection image of the sample is acquired with the sample inclination angle of 0 °.
The X-ray analyzer according to claim 5, wherein a tomographic image of the sample is obtained based on the acquired projected image of the sample.
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