JPH0361840A - Measuring apparatus for x-ray absorption spectrum - Google Patents
Measuring apparatus for x-ray absorption spectrumInfo
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Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
[産業上の利用分野]
この発明はX線を用いて、E X A F S (Ex
tend−ed X−ray Absorption
Fine 5tructure) 、 XANE
S (X−ray Absorption Near
Edge 5tructure)等の解析を行うX線吸
収スペクトル測定装置、特に電子線励起によるX線源を
用いる装置に関するものである。[Detailed Description of the Invention] [Industrial Application Field] This invention uses X-rays to
Tend-ed X-ray Absorption
Fine 5structure), XANE
S (X-ray Absorption Near
The present invention relates to an X-ray absorption spectrum measurement device for analyzing X-ray absorption spectroscopy (Edge 5 structure), etc., and particularly to a device using an X-ray source using electron beam excitation.
[従来の技術]
X線を用いる物質の構造解析を行う方法としては、従来
からX線回折法が広く行われている。このX線回折法は
原子配列に従うX線の回折現象を利用するものであり、
それ故測定対象が結晶性のある物質に限定されてしまう
という欠点がある。[Prior Art] X-ray diffraction has been widely used as a method for analyzing the structure of substances using X-rays. This X-ray diffraction method utilizes the diffraction phenomenon of X-rays according to atomic arrangement.
Therefore, there is a drawback that the measurement target is limited to crystalline substances.
これに対し、近年物質の構造解析を行う方法としてX線
吸収スペクトルを測定する方法が行われるようになって
きている。In contrast, in recent years, a method of measuring X-ray absorption spectra has been used as a method for analyzing the structure of substances.
このX線吸収スペクトルを測定する方法としては、
■物質のX線吸収端のエネルギー値から、数10eVの
範囲内で現れるKossel構造〔以下、これをX A
N E S (X−ray Absorption
NearEdge 5tructure)と言う〕を調
べ、主に吸収端位置での微妙なスペクトルの相違から物
質の状態分析を行う方法。The method for measuring this X-ray absorption spectrum is as follows: (1) A Kossel structure that appears within a range of several tens of eV from the energy value of the X-ray absorption edge of the substance [hereinafter referred to as XA
NES (X-ray Absorption
NearEdge 5 structure) is used to analyze the state of matter mainly from subtle spectral differences at absorption edge positions.
■物質のX線吸収端から更に高エネルギー側1000e
Vまでの範囲内で現れるX線吸収連続微細構造〔以下、
これをE X A F S (ExtendedX−r
ay Absorption Fine 5truct
ure)と言う)を調べ、物質の状態分析や構造解析を
行う方法。■1000e on the higher energy side from the X-ray absorption edge of the substance
X-ray absorption continuous fine structure appearing within the range up to V [hereinafter referred to as
ExtendedX-r
ay Absorption Fine 5truct
A method for analyzing the state and structure of substances by investigating the
の二つに大別される。It is roughly divided into two types.
X線吸収スペクトル測定方法は、物質の原子とX線との
励起現象に基づく、X線のエネルギー吸収に関するもの
であるため、結晶性物質に限定されることはなく、非結
晶性物質の測定にも有効であり、特にEXAFS解析に
より、・結晶性、非結晶性の金属1合金、絶縁物、半導
体などの固体内の電子状態の解析や構造解析を行えるこ
とが実証されている。The X-ray absorption spectrum measurement method is based on the excitation phenomenon between the atoms of the substance and the X-rays, and is related to energy absorption of X-rays. Therefore, it is not limited to crystalline materials, but can be used to measure non-crystalline materials. In particular, EXAFS analysis has been proven to be able to analyze electronic states and structures in solids such as crystalline and non-crystalline metal alloys, insulators, and semiconductors.
上記のようなEXAFSやXANESなどの解析を行う
従来の装置としては、第7図に示すものがあった。第7
図は従来のX線吸収スペクトル測定装置の構成の概略を
示す図で、図において(6)ハ薄Jli f)試料、(
lO)ハX線、(41)はX線源、(42)はX線分光
検出器である。As a conventional apparatus for performing analysis such as EXAFS and XANES as described above, there is one shown in FIG. 7th
The figure shows the outline of the configuration of a conventional X-ray absorption spectrometry device.
lO) C X-ray, (41) is an X-ray source, and (42) is an X-ray spectroscopic detector.
従来のX線吸収スペクトル測定装置は第7図に示すよう
に、X線管球を用いたX線源(41)からX線(10)
を放射し、試料(6)へ照射して、試料(6)を透過し
たX線(10〉をX線分光検出器(42〉で検出するよ
うになっている。As shown in Fig. 7, the conventional X-ray absorption spectrum measuring device collects X-rays (10) from an X-ray source (41) using an X-ray tube.
The sample (6) is irradiated with X-rays (10), and the X-rays (10) transmitted through the sample (6) are detected by an X-ray spectrometer (42).
X線吸収スペクトルを測定するためには大容量のX線強
度を必要とするため、X線源(41)には大出力のX線
管球が用いられる。Since a large amount of X-ray intensity is required to measure the X-ray absorption spectrum, a high-output X-ray tube is used as the X-ray source (41).
また近年では大容量のX線強度を確保するため、粒子加
速器を用いることによる、あるいは線形加速器と電子蓄
積リングとを用いることによる、シンクロトロン放射光
(高速電子が磁場中で円運動を行うときに放出する光で
、可視光からX線までの広い範囲の連続スペクトルを持
つ)をX線吸収スペクトル測定装置のX線源として利用
することが試みられている。In addition, in recent years, in order to secure a large amount of X-ray intensity, synchrotron radiation (when high-speed electrons make circular motion in a magnetic field) has been developed by using particle accelerators or by using linear accelerators and electron storage rings. Attempts have been made to utilize the light emitted by X-rays, which has a continuous spectrum over a wide range from visible light to X-rays, as an X-ray source for X-ray absorption spectrometers.
[発明が解決しようとする課題]
上記のような従来のX線吸収スペクトル測定装置は以上
のように構成されているので、X線源としてX線管球を
使用する装置においては、X線管球から広範囲に拡散さ
れるX線の広がりと、試料とX線発生源とを接近させる
ことが困難であるという理由により、大容量のX線管球
を使用しても試料に照射される単位面積当たりのX線強
度を十分に確保することが難しく、精度のよい測定デー
タを得るためには数日から数週間かかることがある。ま
たX1!照射領域の拡大により、試料サイズを大きくせ
ざるを得なく、且つ試料を透過したX線を分光する分光
結晶のサイズも大きくせざるを得ない、更に長時間X線
源を安定させておくことが難しいため装置の自動運転を
行うことが困難である。[Problems to be Solved by the Invention] Since the conventional X-ray absorption spectrum measuring device as described above is configured as described above, in a device that uses an X-ray tube as an X-ray source, Due to the spread of X-rays that are diffused over a wide range from the sphere and the difficulty of bringing the sample and the X-ray source close together, even if a large-capacity X-ray tube is used, the unit that irradiates the sample is difficult. It is difficult to ensure sufficient X-ray intensity per area, and it may take several days to several weeks to obtain accurate measurement data. X1 again! Due to the expansion of the irradiation area, the sample size has to be increased, and the size of the spectroscopic crystal that spectrally disperses the X-rays that have passed through the sample must also be increased, and the X-ray source must be kept stable for a longer period of time. However, it is difficult to automatically operate the equipment.
またシンクロトロン放射光をX線源として利用する場合
には、美大な費用と設置スペースとが必要となる等の問
題点があった。Further, when synchrotron radiation is used as an X-ray source, there are problems such as the huge cost and installation space required.
この発明はかかる課題を解決するためになされたもので
、小型、安価で、自動運転により精度のよい測定データ
を得ることができるX線吸収スベクトル測定装置を提供
することを目的としている。The present invention has been made to solve these problems, and an object of the present invention is to provide an X-ray absorption vector measuring device that is small, inexpensive, and capable of obtaining highly accurate measurement data through automatic operation.
[課題を解決するための手段]
この発明にかかるX線吸収スペクトル測定装置は、電子
線励起によるX線源を利用し、電子線発生部とX線源と
試料とX線分光結晶と検出器とを、同一真空体内に配設
することとした。[Means for Solving the Problems] An X-ray absorption spectrometer according to the present invention utilizes an X-ray source with electron beam excitation, and includes an electron beam generating section, an X-ray source, a sample, an X-ray spectrometer crystal, and a detector. and were arranged in the same vacuum body.
[作用]
この発明においては、電子線励起によるX線源を利用し
、電子線発生部とX線源と試料とX線分光結晶と検出器
とを、同一真空体内に配設することとしたので、X線発
生源と試料とを接近させることが可能となり、X線の拡
散による広がりを防止し、X線源や試料の制御を容易に
して、自動運転に適した装置とすることが可能となる。[Function] In this invention, an electron beam excitation X-ray source is used, and the electron beam generator, the X-ray source, the sample, the X-ray spectrometer crystal, and the detector are arranged in the same vacuum body. Therefore, it is possible to bring the X-ray source and sample close together, prevent the spread of X-rays due to diffusion, and make it easier to control the X-ray source and sample, making the device suitable for automatic operation. becomes.
[実施例]
以下、この発明の実施例を図面を用いて説明する。第1
図はこの発明の一実施例であるX線吸収スペクトル測定
装置の構成の概略を示す断面図で、この装置は大別して
(1)の電子線を発生させる電子線発生部と、電子線発
生部(1)で発生させた電子線をターゲットに照射して
X線を発生させる(2〉のX線発生部と、試料を透過し
たX線を分光して検出する(3)のX線分光検出部と、
装置全体を制御する(4)の制御部とから構成されてお
り、(5)は真空排気装置、(6〉は薄膜の試料、(7
)は電子銃、(8)は細く絞られた電子線、(9)はX
線発生用のターゲット、(lO)は発生したX線、(1
1)はターゲット設置台、(12)は電子線遮蔽フィル
タ、(13)は試料台、(14〉はX線分光結晶、(1
5)は分光結晶駆動ユニット、(16)はスリット、(
17〉はX線検出器、(18)はX線検出器駆動ユニッ
ト、(19〉は分光結晶駆動ユニット(15)を制御す
るための制御回路1、(20)はX線検出器駆動ユニッ
ト(18)を制御するための制御回路2、(21)はX
線計測回路、(22)はCPUやインタフェースで構成
された処理装置、(23)は表示部である。[Examples] Examples of the present invention will be described below with reference to the drawings. 1st
The figure is a cross-sectional view showing the outline of the configuration of an X-ray absorption spectrum measuring device that is an embodiment of the present invention. The electron beam generated in (1) is irradiated onto the target to generate X-rays (2> X-ray generation section, and the X-ray spectroscopic detection in (3) that spectrally detects the X-rays that have passed through the sample Department and
It consists of a control section (4) that controls the entire apparatus, (5) a vacuum exhaust system, (6) a thin film sample, and (7) a vacuum exhaust system.
) is an electron gun, (8) is a finely focused electron beam, (9) is an X
The target for ray generation, (lO) is the generated X-ray, (1
1) is the target installation stage, (12) is the electron beam shielding filter, (13) is the sample stage, (14> is the X-ray spectrometer crystal, (1)
5) is a spectroscopic crystal drive unit, (16) is a slit, (
17> is an X-ray detector, (18) is an X-ray detector drive unit, (19> is a control circuit 1 for controlling the spectroscopic crystal drive unit (15), and (20) is an X-ray detector drive unit ( 18), control circuit 2 for controlling (21)
A line measurement circuit, (22) a processing device composed of a CPU and an interface, and (23) a display section.
この発明によるX線吸収スペクトル測定装置は第1図に
示すように、電子線発生部(1)とX線発生部(2)と
試料(6)とX線分光検出部(3)とが同一体内に配設
されており、真空排気装置(5)を駆動して同時に同じ
真空状態が確保されるようになっている。As shown in FIG. 1, the X-ray absorption spectrum measuring device according to the present invention includes an electron beam generating section (1), an X-ray generating section (2), a sample (6), and an X-ray spectroscopic detecting section (3). It is arranged inside the body, and drives a vacuum evacuation device (5) to ensure the same vacuum state at the same time.
次に動作について説明する。電子銃(7〉により発生し
た電子線(8〉は電磁レンズ(図示せず)により数μm
以下に細く絞られ、X線発生用のターゲット(9)へ照
射される。電子線(8)が照射されることにより、電子
線励起によりターゲット(9)からはX線(10)が発
生し、発生したX線(10)は電子線遮蔽フィルタ(1
2)を介し試料(6〉に照射される。Next, the operation will be explained. The electron beam (8) generated by the electron gun (7) is
The beam is narrowed down and irradiated onto a target (9) for generating X-rays. By being irradiated with the electron beam (8), X-rays (10) are generated from the target (9) due to electron beam excitation, and the generated X-rays (10) pass through the electron beam shielding filter (1).
2) is irradiated onto the sample (6>).
この電子線遮蔽フィルタ(12)は、ターゲット(9)
表面から反射した高エネルギーの電子(反射電子)が、
X線検出器(17)に入り込むことによる、ノイズの発
生を防止するものであり、実施例ではX線を透過し易く
、且つ電子線を遮蔽する遮蔽用薄膜を用いているが、電
子捕獲用の磁石や静電偏向板などを用いてもよく、また
試料(6〉とX線分光結晶(14)との間、あるいはX
線分光結晶(14〉とX線検出器(17)との間に設け
ることとしてもよい。This electron beam shielding filter (12) is connected to the target (9).
High-energy electrons reflected from the surface (backscattered electrons)
This is to prevent the generation of noise due to entering the X-ray detector (17), and in the example, a shielding thin film that easily transmits X-rays and shields electron beams is used, but it is not necessary to use a thin film for capturing electrons. A magnet or an electrostatic deflection plate may be used, and between the sample (6) and the X-ray spectroscopic crystal (14), or
It may be provided between the line spectrometer crystal (14) and the X-ray detector (17).
試料(6)に照射されたX線〈10〉は、試料(6)特
有の吸収を受けてから試料(6)を透過し、X線分光結
晶(14)に入射する。X線分光結晶(14)ではBr
aggの回折条件であるnλ=2d−sinθ(n:反
射次数、λ:X線の波長、d:分光結晶の面間隔、θ:
X線の入射角度〉で回折され、分光された後、スリット
(16)を介してX線検出器(17)に入射され、X線
検出器(17)で電気信号に変換されて、X線計測回路
(21)によりX線強度が計測される。The X-rays <10> irradiated onto the sample (6) undergo absorption unique to the sample (6), transmit through the sample (6), and enter the X-ray spectroscopy crystal (14). In the X-ray spectroscopy crystal (14), Br
agg diffraction condition nλ = 2d-sinθ (n: reflection order, λ: wavelength of X-ray, d: interplanar spacing of spectroscopic crystal, θ:
The incident angle of the X-rays> is diffracted and spectrally separated, and then incident on the X-ray detector (17) through the slit (16), where the X-ray detector (17) converts it into an electrical signal and generates X-rays. X-ray intensity is measured by a measurement circuit (21).
なお、X線分光結晶(14〉は分光結晶駆動ユニット(
15)で駆動され、制御回路1(19)によりその駆動
が制御され、またX線検出器(17〉はX線検出器駆動
ユニット(18〉で駆動され、その駆動が制御回路2
(20)により制御されるようになっており、各制御回
路(19) 、 (20)はそれぞれ処理装置(22〉
内のCPUからの指令により制御を行っており、種々の
回折条件を自動的に設定できるようになっている。また
X線計測回路(21)で計測されるX線の強度は、CP
Uを用いてデータ処理が行えるようになっており、装置
全体の自動運転を制御部(4〉により可能にしている。Note that the X-ray spectrometer crystal (14) is the spectrometer crystal drive unit (
The X-ray detector (17) is driven by the X-ray detector drive unit (18), and its driving is controlled by the control circuit 1 (19).
(20), and each control circuit (19) and (20) is controlled by a processing device (22).
It is controlled by commands from the internal CPU, and various diffraction conditions can be automatically set. In addition, the intensity of the X-rays measured by the X-ray measurement circuit (21) is CP
Data processing can be performed using U, and automatic operation of the entire device is made possible by the control section (4).
以上のようにこの発明では、ターゲット(9)に電子線
(8)を照射し電子線〈8〉の励起によりX線(10〉
を発生させることとしたので、サイクロトロン放射光を
利用する場合やX線管球を利用する場合に比べてX線源
を小型、省エネルギー化することができる。As described above, in this invention, the target (9) is irradiated with the electron beam (8), and the excitation of the electron beam (8) generates X-rays (10).
, the X-ray source can be made smaller and more energy efficient than when using cyclotron synchrotron radiation or when using an X-ray tube.
またX線発生部(1)と試料(6)とX線分光検出部(
3)とを同一真空体内に設けることができるため、X線
発生源と試料(6)との距離を10mm〜20mm以内
の近距離におくことができ、X線(10)の拡散による
広がりを防止することができ、試料(6)に照射される
単位面積当たりのX線強度を高められ、測定する試料(
6〉を小さくすることができ、更に微少部分の測定も可
能となる。In addition, the X-ray generation section (1), the sample (6), and the X-ray spectroscopic detection section (
3) can be installed in the same vacuum body, the distance between the X-ray source and the sample (6) can be kept close within 10 mm to 20 mm, and the spread due to diffusion of the X-ray (10) can be reduced. The X-ray intensity per unit area irradiated to the sample (6) can be increased, and the sample (6) to be measured can be
6> can be made small, and it is also possible to measure minute parts.
試料(6)を小さくすることができるので試料(6)の
保持が容易となり、また試料を小さくすることができる
ことは、薄膜試料(6)の厚さを均一にすることが容易
となり、薄膜試料〈6〉に生じゃすいピンホールの発生
を容易に防止できる利点がある。Since the sample (6) can be made smaller, it becomes easier to hold the sample (6). Also, being able to make the sample smaller makes it easier to make the thickness of the thin film sample (6) uniform, which makes it easier to hold the sample (6). <6> has the advantage of easily preventing the occurrence of raw pinholes.
第2図はこの発明の第2の実施例を示す図で、図におい
て第1図と同一符号は同−又は相当部分を示し、(30
〉は二次電子検出器、(31)は発生した二次電子を示
す、第2図に示す実施例では二次電子検出器(30)を
設け、ターゲット(9〉の表面観察を二次電子像で行う
ようにしたものである。FIG. 2 is a diagram showing a second embodiment of the present invention, in which the same reference numerals as in FIG. 1 indicate the same or corresponding parts, and (30
〉 indicates a secondary electron detector, and (31) indicates the generated secondary electrons. In the embodiment shown in Fig. 2, a secondary electron detector (30) is provided, and the surface observation of the target (9〉) is performed using secondary electrons. This was done with a statue.
なお二次電子検出器(30)の換わりに、反射電子検出
器(図示せず〉を設け、反射電子像により、ターゲット
(9)の表面観察を行うこととしてもよい。Note that a backscattered electron detector (not shown) may be provided in place of the secondary electron detector (30), and the surface of the target (9) may be observed using a backscattered electron image.
また二次電子検出器(30)を所定の位置に設け、ター
ゲット設置台(11)に観察試料を置くことにより、従
来の走査電子顕微鏡(SEM)の機能を容易に付加する
ことができる。Further, by providing a secondary electron detector (30) at a predetermined position and placing an observation sample on the target installation stand (11), the functions of a conventional scanning electron microscope (SEM) can be easily added.
さらにターゲット設置台〈11)に観察試料を置いて、
電子線(8)が照射されることによる微少部分から発生
した特性X線をX線分光検出部(4)で分光することに
より、電子プローブマイクロアナライザ(EPMA)と
しての機能も容易に付加することができる。Furthermore, place the observation sample on the target installation stand (11),
A function as an electron probe microanalyzer (EPMA) can be easily added by spectroscopy of characteristic X-rays generated from a minute portion by irradiation with an electron beam (8) using an X-ray spectroscopy detection section (4). I can do it.
さらに走査透過型電子顕微鏡(STEM)の機能を付加
すること、および電子線発生部(1)を利用して透過型
電子顕微鏡(TEM)としての機能を付加することも可
能となる。Furthermore, it becomes possible to add the function of a scanning transmission electron microscope (STEM), and also to add the function of a transmission electron microscope (TEM) by using the electron beam generating section (1).
第3図はこの発明の第3の実施例を示す図で、図におい
て第1図と同一符号は同−又は相当部分を示し、(32
〉はターゲット駆動装置、(33〉はターゲット駆動ユ
ニットである。第3図に示す実施例では、ターゲット(
9)を真空内で駆動できるようにターゲット駆動装置(
32)を設けたものであり、このターゲット駆動装置(
32)はCPUからの指令によりターゲット駆動ユニッ
ト(33〉で制御されながら、ターゲット(9)を、電
子線(8)の照射方向を2軸とするX−Y平面上で適宜
に移動させることができるようになっており、ターゲッ
ト(9〉の表面に電子線(8)が長時間照射されること
によるコンタミネーションの生成によりX線発生効率が
低下するのを防止することができる。FIG. 3 is a diagram showing a third embodiment of the present invention, in which the same reference numerals as in FIG. 1 indicate the same or corresponding parts, and (32
〉 is a target driving device, and (33〉 is a target driving unit.) In the embodiment shown in Fig. 3, the target (
9) A target drive device (
32), and this target drive device (
32) can appropriately move the target (9) on the X-Y plane whose two axes are the irradiation direction of the electron beam (8) while being controlled by the target drive unit (33>) according to commands from the CPU. This makes it possible to prevent the X-ray generation efficiency from decreasing due to the generation of contamination due to long-term irradiation of the surface of the target (9) with the electron beam (8).
第4図、第5図はこの発明の第4の実施例を示す図で、
各図において第1図と同一符号は同−又は相当部分を示
し、(34〉は試料ステージ、(35)は試料駆動装置
、(36)は軸である。この第4の実施例では、CPU
で試料駆動装置(35)を制御して、X II (10
)の−波長(エネルギー)ごとに試料(6)の出し入れ
を、X線(10)に対し交互に行うようにしたものであ
り、電子線(8)の変動やターゲット(9)表面に形成
されたコンタミネーションにより、試料(6)に照射さ
れるX線(10)の強度が変動し、設定条件に変動があ
った場合でも、その変動による計測誤差の発生を防止す
るようにしたものである。FIG. 4 and FIG. 5 are diagrams showing a fourth embodiment of this invention,
In each figure, the same reference numerals as in FIG.
X II (10
) The sample (6) is taken in and out of the X-ray (10) alternately for each wavelength (energy), and changes in the electron beam (8) and formation on the target (9) surface are avoided. Even if the intensity of the X-rays (10) irradiated to the sample (6) fluctuates due to contamination, and there are fluctuations in the setting conditions, measurement errors due to such fluctuations are prevented. .
即ち、試料(6〉をX線(10)の−波長ごとにX線(
10〉に対して交互に出し入して、試料(6〉を透過し
たX線強度(I>と、試料(6)がない場合のX線強度
(Io )とを交互に測定し、その強度比の自然対数μ
x=4.(IO/I )を取ることにより、X線強度の
変動分をキャンセルするようにしたものである。なお、
μはX線の線吸収係数、Xは試料(6)の厚さを示す。That is, the sample (6) is exposed to X-rays (
10〉, and alternately measure the X-ray intensity (I〉) transmitted through the sample (6〉) and the X-ray intensity (Io) when there is no sample (6). natural logarithm μ of the ratio
x=4. By taking (IO/I), fluctuations in X-ray intensity are canceled out. In addition,
μ indicates the linear absorption coefficient of X-rays, and X indicates the thickness of the sample (6).
また第5図に示す(a ) −(d )は、それぞれ試
料(6)を出し入れする場合の試料ステージク34)の
構成例を示す図であり、各試料(6)はX線(10)の
透過を妨げることのないように、カーボンペースト等を
用いて試料ステージ〈34〉に接着している。さらに第
5図(b)〜(d)に示すような二組上の試料(6)を
設置することができる試料ステージ(34〉を用いるこ
とにより1.同一真空条件。Furthermore, (a) to (d) shown in FIG. 5 are diagrams showing an example of the configuration of the sample stage 34) when loading and unloading the sample (6), and each sample (6) is It is bonded to the sample stage <34> using carbon paste or the like so as not to impede the transmission of the sample. Furthermore, by using a sample stage (34) on which two sets of samples (6) as shown in FIGS. 5(b) to (d) can be placed, 1. Same vacuum conditions can be achieved.
同−X線照射条件で二組上の同種の試料(6〉を計測し
、平均値を取る演算を行う等により、誤差のない計測を
可能にしたり、設定17た真空条件、X線照射条件を破
壊することなく、二組上の種類の異なる試料(6)を連
続して計測したりすることができる。By measuring two sets of the same type of sample (6) under the same X-ray irradiation conditions and calculating the average value, it is possible to perform measurements without errors, and to set 17 vacuum conditions and X-ray irradiation conditions. Two sets of different types of samples (6) can be measured continuously without destroying the sample.
第6図はこの発明の第5の実施例を示す図で、図におい
て第1図と同一符号は同−又は相当部分を示し、(37
)は試料冷却装置、(38〉は液体窒素挿入管、(39
〉は液体窒素の挿入量をコントロールするコントロール
バルブ、(40)は液体窒素を溜めておくボンベである
。FIG. 6 is a diagram showing a fifth embodiment of the present invention, in which the same reference numerals as in FIG. 1 indicate the same or corresponding parts, and (37
) is sample cooling device, (38〉 is liquid nitrogen insertion tube, (39
〉 is a control valve that controls the amount of liquid nitrogen inserted, and (40) is a cylinder that stores liquid nitrogen.
この実施例では、試料(6)自身の過度のドリフトや、
格子振動による影響を減少させるために、液体窒素を用
いて試料(6)を冷却する試料冷却手段を設けている。In this example, excessive drift of the sample (6) itself,
In order to reduce the influence of lattice vibrations, a sample cooling means is provided that cools the sample (6) using liquid nitrogen.
尚この発明による装置は、CPUを内蔵した制御部(4
)により装置全体の動作が自動運転されるようになって
おり、第4図、第5図に示すように試料駆動装置(35
〉を用いて試料(6)を駆動させた場合のドリフトによ
る影響を回避するため、試料(6〉の駆動後、測定開始
までの間は所定の待機時間を設けたり、分析精度を向上
させるために測定点数やX線計測数を増加させるなどの
動作も、制御部(4)により自動運転で行えることは言
うまでもない。The device according to the present invention has a control unit (4) with a built-in CPU.
), the operation of the entire apparatus is automatically operated, and as shown in Figures 4 and 5, the sample drive device (35
In order to avoid the influence of drift when driving the sample (6) using It goes without saying that operations such as increasing the number of measurement points and the number of X-ray measurements can also be performed automatically by the control section (4).
[発明の効果]
この発明は以上説明したように、電子線励起によるX線
源を利用し、電子線発生部とX線源と試料とX線分光結
晶と検出器とを同一真空体内に配設することとしたので
、X線の拡散による広がりを防止し、X線発生源と試料
とを接近させることができ、分析精度を向上することが
できると共に、装置を小型で安価なものとし、X線源や
試料の制御を容易にして、コンピュータを用いた自動運
転に適した装置とすることができるという効果がある。[Effects of the Invention] As explained above, the present invention utilizes an X-ray source by electron beam excitation, and arranges an electron beam generating section, an X-ray source, a sample, an X-ray spectrometer crystal, and a detector in the same vacuum body. This method prevents the spread of X-rays due to diffusion, brings the X-ray source and sample closer together, improves analysis accuracy, and makes the device smaller and cheaper. This has the effect of making it easier to control the X-ray source and sample, making the device suitable for automatic operation using a computer.
第1図はこの発明の一実施例を示す図、第2図はこの発
明の第2の実施例を示す図、第3図はこの発明の第3の
実施例を示す図、第4図、第5図はそれぞれこの発明の
第4の実施例を示す図、第6図はこの発明の第5の実施
例を示す図、第7図は従来の装置を示す図。
(1)は電子線発生部、(2)はX線発生部、(3)は
X線分光検出部、(4)は制御部、(5)は真空排気装
置、(6〉は試料、(7〉は電子銃、(8)は電子線、
(9)はターゲット、(10)はX線、(11)はター
ゲット設置台、(12)は電子線遮蔽フィルタ、(13
)は試料台、(14)はX線分光結晶、(15〉は分光
結晶駆動ユニット、(16)はスリット、(17)はX
線検出器、(18)はX線検出器駆動ユニット、(19
)は制御回路1、(20)は制御回路2、(21)はX
線計測回路、(22)は処理装置、(23)は表示部、
(30)は二次電子検出器、(32)はターゲット駆動
装置、(33)はターゲット駆動ユニット、(34〉は
試料ステージ、(35〉は試料駆動装置、(36)は軸
、(37〉は試料冷却装置、(38)は液体窒素挿入管
、(39)はコントロールバルブ、(40)はボンベ。
なお、各図中同一符号は同−又は相当部分を示すものと
する。FIG. 1 is a diagram showing one embodiment of this invention, FIG. 2 is a diagram showing a second embodiment of this invention, FIG. 3 is a diagram showing a third embodiment of this invention, FIG. FIG. 5 shows a fourth embodiment of the invention, FIG. 6 shows a fifth embodiment of the invention, and FIG. 7 shows a conventional device. (1) is the electron beam generation section, (2) is the X-ray generation section, (3) is the X-ray spectroscopic detection section, (4) is the control section, (5) is the evacuation device, (6> is the sample, ( 7> is an electron gun, (8) is an electron beam,
(9) is the target, (10) is the X-ray, (11) is the target installation stand, (12) is the electron beam shielding filter, (13)
) is the sample stage, (14) is the X-ray spectroscopic crystal, (15> is the spectroscopic crystal drive unit, (16) is the slit, and (17) is the
ray detector, (18) is an X-ray detector drive unit, (19)
) is control circuit 1, (20) is control circuit 2, (21) is X
A line measurement circuit, (22) a processing device, (23) a display unit,
(30) is a secondary electron detector, (32) is a target drive device, (33) is a target drive unit, (34> is a sample stage, (35> is a sample drive device, (36) is a shaft, (37>) (38) is a liquid nitrogen insertion tube, (39) is a control valve, and (40) is a cylinder. In each figure, the same reference numerals indicate the same or corresponding parts.
Claims (4)
出し、該試料のX線吸収スペクトルを測定するX線吸収
スペクトル測定装置において、電子線を発生させる電子
線発生部と、この電子線発生部で発生させた電子線をX
線発生用のターゲットに照射して電子線励起によりX線
を発生させるX線源を持つX線発生部と、このX線発生
部で発生させたX線の照射方向に試料を配置しこの試料
を透過した該X線を分光して検出するためのX線分光結
晶と検出器とを持つX線分光検出部と、装置全体を制御
する制御部とを備え、 上記電子線発生部とX線源と上記試料と上記X線分光結
晶及び検出器とを、同一真空体内に配設することを特徴
とするX線吸収スペクトル測定装置。(1) In an X-ray absorption spectrum measurement device that transmits X-rays through a sample, detects the intensity of the transmitted X-rays, and measures the X-ray absorption spectrum of the sample, an electron beam generation unit that generates an electron beam; The electron beam generated in this electron beam generating section is
An X-ray generation section has an X-ray source that generates X-rays through electron beam excitation by irradiating a target for ray generation, and a sample is placed in the irradiation direction of the X-rays generated by this X-ray generation section. an X-ray spectroscopy detection section having an X-ray spectroscopy crystal and a detector for dispersing and detecting the X-rays transmitted through the electron beam, and a control section for controlling the entire device; An X-ray absorption spectrum measuring device characterized in that a source, the sample, the X-ray spectroscopy crystal, and the detector are arranged in the same vacuum body.
を駆動するターゲット駆動手段を備えたことを特徴とす
る請求項第1項記載のX線吸収スペクトル測定装置。(2) The X-ray absorption spectrum measuring device according to claim 1, further comprising target driving means for driving the target for generating X-rays within the same vacuum body.
向に上記試料を配置、除去する動作を所定間隔で連続し
て行う試料駆動手段を備え、 該試料を透過したX線の強度をI、該試料が除去されて
いる場合のX線強度をI_0とした場合の強度比の自然
対数μx=l_n(I_0/I)(μ:X線の線吸収係
数、x:試料の厚さ)によりX線吸収スペクトルを測定
することを特徴とする請求項第1項又は第2項記載のX
線吸収スペクトル測定装置。(3) A sample driving means is provided that continuously positions and removes the sample at predetermined intervals in the irradiation direction of the X-rays irradiated into the same vacuum body, and the intensity of the X-rays transmitted through the sample is I, the natural logarithm of the intensity ratio when the X-ray intensity when the sample is removed is I_0 μx = l_n (I_0/I) (μ: linear absorption coefficient of X-rays, x: thickness of the sample) X according to claim 1 or 2, characterized in that the X-ray absorption spectrum is measured by
Line absorption spectrum measuring device.
段を用いて冷却されることを特徴とする請求項第1項、
第2項又は第3項記載のX線吸収スペクトル測定装置。(4) The sample placed in the same vacuum body is cooled using a sample cooling means,
The X-ray absorption spectrum measuring device according to item 2 or 3.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP1196648A JPH0361840A (en) | 1989-07-31 | 1989-07-31 | Measuring apparatus for x-ray absorption spectrum |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP1196648A JPH0361840A (en) | 1989-07-31 | 1989-07-31 | Measuring apparatus for x-ray absorption spectrum |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH0361840A true JPH0361840A (en) | 1991-03-18 |
Family
ID=16361272
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP1196648A Pending JPH0361840A (en) | 1989-07-31 | 1989-07-31 | Measuring apparatus for x-ray absorption spectrum |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH0361840A (en) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2008209394A (en) * | 2007-01-30 | 2008-09-11 | Sii Nanotechnology Inc | X-ray tube and x-ray analyzing apparatus |
JP2009031168A (en) * | 2007-07-28 | 2009-02-12 | Sii Nanotechnology Inc | X-ray tube and x-ray analyzer |
CN110136862A (en) * | 2013-10-16 | 2019-08-16 | 三星电子株式会社 | X-ray system, semiconductor packages and pallet with X-ray absorption filter |
-
1989
- 1989-07-31 JP JP1196648A patent/JPH0361840A/en active Pending
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2008209394A (en) * | 2007-01-30 | 2008-09-11 | Sii Nanotechnology Inc | X-ray tube and x-ray analyzing apparatus |
JP2009031168A (en) * | 2007-07-28 | 2009-02-12 | Sii Nanotechnology Inc | X-ray tube and x-ray analyzer |
CN110136862A (en) * | 2013-10-16 | 2019-08-16 | 三星电子株式会社 | X-ray system, semiconductor packages and pallet with X-ray absorption filter |
CN110136862B (en) * | 2013-10-16 | 2023-01-03 | 三星电子株式会社 | X-ray system, semiconductor package and tray with X-ray absorption filter |
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