JPH0511061A - エネルギー分散型x線検出器 - Google Patents

エネルギー分散型x線検出器

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JPH0511061A
JPH0511061A JP3165690A JP16569091A JPH0511061A JP H0511061 A JPH0511061 A JP H0511061A JP 3165690 A JP3165690 A JP 3165690A JP 16569091 A JP16569091 A JP 16569091A JP H0511061 A JPH0511061 A JP H0511061A
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JP
Japan
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vacuum
detector
ray detector
cooling tank
tank
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JP3165690A
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Masayuki Taira
正之 平
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Jeol Ltd
Original Assignee
Jeol Ltd
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Publication date
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    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01TMEASUREMENT OF NUCLEAR OR X-RADIATION
    • G01T1/00Measuring X-radiation, gamma radiation, corpuscular radiation, or cosmic radiation
    • G01T1/36Measuring spectral distribution of X-rays or of nuclear radiation spectrometry
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01JELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J37/00Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
    • H01J37/02Details
    • H01J37/244Detectors; Associated components or circuits therefor
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01JELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J2237/00Discharge tubes exposing object to beam, e.g. for analysis treatment, etching, imaging
    • H01J2237/244Detection characterized by the detecting means
    • H01J2237/2441Semiconductor detectors, e.g. diodes
    • H01J2237/24415X-ray
    • H01J2237/2442Energy-dispersive (Si-Li type) spectrometer

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Abstract

(57)【要約】 【目的】 冷却槽の容量の如何に拘らず、冷却槽と保護
容器との間の間隙にガスが発生してもX線検出器を良好
な真空状態に保つ。 【構成】 冷却槽1と保護容器5との間の間隙Aの所定
の位置には隔壁20が配設されてデュアタンク部21と
検出器ノーズ部22が形成されており、これらのデュア
タンク部21と検出器ノーズ部22は真空的に分割され
ている。 【効果】 液体窒素2が蒸発して冷却槽1が空になる等
してデュアタンク部21の真空度が低下しても検出器ノ
ーズ部22は良好な真空状態に保たれる。また、検出器
ノーズ部22にガスが発生したとしても当該空間は非常
に狭いものであるから、外部の真空系により短時間で排
気し、高真空状態に保つことができる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、エネルギー分散型X線
分析装置(EDS)に用いられるX線検出器の構造に関
する。
【0002】
【従来の技術】EDSに用いられるX線検出器としてX
線検出用半導体素子の前方にベリリウム(Be)薄膜付
きウィンドウを有するいわゆるウィンドウ型と、X線検
出用半導体素子の前方に薄膜付きウィンドウを有しな
い、いわゆるウィンドウレス型が知られており、これら
何れのX線検出器においても、X線検出器は、その表面
に霜やガスが付着することによって汚染されないように
保護容器に収納され、且つ液体窒素によって冷却されて
高真空状態に保たれている。しかし、液体窒素を涸らし
た場合には保護容器内部の温度が上昇し、ガスが発生し
て保護容器内の真空度が低下するばかりでなくX線検出
器が汚染され、性能劣化の原因となる。また保護容器内
には当該容器内を高真空状態に保つために吸着材が配置
されるのが通常であるが、当該EDS装置を長時間使用
した場合には吸着材の吸着能力が徐々に低下し、真空度
が低下してX線検出器の表面に霜やガスが付着するとい
う問題があった。
【0003】これに対して、本出願人は先に特願平3−1
2898号において、ウィンドウ型、ウィンドウレス型の何
れのX線検出器においても、保護容器内の真空度低下に
よるX線検出器への霜やガス等の汚れの付着を防止する
ことができるX線検出器を提案した。その構成例を図
4、図5に示す。図4はウィンドウ型X線検出器を用い
たEDSの概略構成を示す図であり、図中、1は液体窒
素2を収納した冷却槽、3は熱伝導棒、4はX線検出
器、5は冷却槽1、熱伝導棒3、X線検出器4を真空封
入するための保護容器を示す。保護容器5は、電子顕微
鏡等の真空容器(真空筐体)6内の試料7の近傍にX線
検出器4を配置するため、その一端は管状をなしてい
る。冷却槽1の外周には、冷却槽1と保護容器5との間
の間隙Aの真空度が低下することを防止するために活性
炭等の吸着材8が配置され、また間隙Aは冷却槽1等の
温度が保護容器5に伝わらないようにするために10-5
Torr程度に真空排気されている。9は保護容器5の一端
に支持され、真空容器6の真空シールを行うための、例
えばベリリウム薄膜が張られたウィンドウである。10
はX線検出器4よりの信号を外部に取り出すための出力
端子、11は冷却槽1等と保護容器5との間の間隙Aを
真空排気するための開閉可能な排気口、12は冷却槽1
内に液体窒素2を出し入れするための栓である。試料7
は電子銃20からの電子線13によって照射され、試料
7の電子線照射部から特性X線14が放射される。この
特性X線14はウィンドウ9を透過し、X線検出器4に
よって検出され、電気信号に変換される。保護容器5と
真空容器6とは排気管16によって接続され、排気管1
6には真空バルブ17が設けられ、間隙Aが真空容器6
を排気するための真空ポンプ18によって排気されるよ
うになされている。19は間隙Aの真空度を測定するた
めの真空計である。
【0004】この装置においては、間隙Aの真空度の低
下が真空計19によって確認された場合、あるいは間隙
Aの真空度が低下して冷却槽1内の液体窒素2の単位時
間当りの消費量が多くなった場合には真空バルブ17を
開状態にし、真空ポンプ18によって排気して間隙Aの
真空度を向上させた後、真空バルブ17を閉状態にして
使用する。また、X線検出器4の表面に水蒸気が霜とな
って付着した場合には、真空バルブ17を開状態にし
て、冷却槽1内の液体窒素2を取り出して室温状態に
し、真空ポンプ18によって十分排気し、X線検出器4
の表面に付着した霜を取り除いた後、真空バルブ17を
閉状態にして、冷却槽1内に液体窒素を再度注入し、使
用する。以上のように、この構成によればX線検出器4
が汚染された場合にも容易に再生して使用することがで
きる。
【0005】図5は、ウィンドウレス型X線検出器を用
いたEDSの概略構成を示す図であり、X線検出器4の
前方にゲートバルブ15を設け、X線分析を行わないと
きにはゲートバルブ15を閉状態として冷却槽1等と保
護容器5との間の間隙Aの真空を保持するようにし、X
線分析を行う場合には、ゲートバルブ15を開状態とし
て試料7よりの特性X線をX線検出器4に直接入射させ
るようにしている。そして、この装置においては間隙A
の真空度の低下が確認された場合には、ゲートバルブ1
5を閉状態とし、上述したウィンドウ型EDSと同様
に、真空バルブ17を開状態にして真空ポンプ18によ
って排気する。そして、間隙Aの真空度の向上を真空計
19によって確認した後、真空バルブ17を閉状態に
し、ゲートバルブ15を開状態にして使用する。この構
成によれば真空容器6内の真空度を低下させないばかり
か、間隙Aに滞留しているガスは排気管16を通過して
排気されるため、X線検出器4が汚染されることを防止
することができる。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、ウィン
ドウ型のX線検出器を使用するにしろ、ウィンドウレス
型のX線検出器を使用するにしろ、上述したように冷却
槽1と保護容器5との間の間隙Aを他の装置の真空系で
排気できるように構成した場合、冷却槽1が1リットル
程度の比較的小型のものである場合には間隙Aの容量は
小さなものとなるので、短時間で高真空状態に排気でき
るが、冷却槽1が10リットル程度の大型の場合には常
温になった場合に発生するガスの量が非常に多くなるの
で、間隙AをX線検出器4に支障のない程度の真空状態
に排気するためには長時間を要するばかりでなく、間隙
Aを排気するための真空系に非常な負担がかかるという
問題が生じた。
【0007】本発明は上記の課題を解決するものであっ
て、冷却槽の容量の如何に拘らず、冷却槽と保護容器と
の間の間隙にガスが発生してもX線検出器を良好な真空
状態に保つことができるエネルギー分散型X線検出器を
提供することを目的とするものである。
【0008】
【課題を解決するための手段】ところで、冷却槽と保護
容器との間の間隙に発生するガスの大部分は大きな表面
積を占める冷却槽と、吸着剤から発生するものであり、
X線検出器及びその近傍から発生するガスの量は極めて
少ないものである。そこで、冷却槽と保護容器との間の
間隙の中のX線検出器の近傍だけを真空的に分割すれ
ば、該間隙の他の部分の真空度が低下したとしてもX線
検出器が配置されている部分は良好な真空状態に保てる
ことが分かる。従って本発明のエネルギー分散型X線検
出器は、冷却槽と保護容器との間の間隙をデュアタンク
部と検出器ノーズ部とに真空的に分割する隔壁を備える
ことを特徴とする。
【0009】
【作用】冷却槽1と保護容器5との間の間隙Aの所定の
位置には隔壁20が配設されてデュアタンク部21と検
出器ノーズ部22が形成されており、これらのデュアタ
ンク部21と検出器ノーズ部22は真空的に分割されて
いる。従って、液体窒素2が蒸発して冷却槽1が空にな
る等してデュアタンク部21の真空度が低下しても検出
器ノーズ部22は良好な真空状態に保たれる。また、検
出器ノーズ部22にガスが発生したとしても当該空間は
非常に狭いものであるから、外部の真空系により短時間
で排気し、高真空状態に保つことができる。
【0010】
【実施例】以下本発明の実施例を図面を参照しつつ説明
する。図1は本発明に係るエネルギー分散型X線検出器
の一実施例の構成を示す図であり、図中、20は隔壁、
21はデュアタンク部、22は検出器ノーズ部、23、
24は排気管、25、26は真空バルブ、27は真空シ
ール、28は断熱材を示す。なお、図1において図4と
同一の符号が付されているものは同一もしくは同等の構
成要素を示す。
【0011】図1において、冷却槽1と保護容器5との
間の間隙Aの所定の位置には隔壁20が配置されてデュ
アタンク部21と検出器ノーズ部22が形成されてお
り、これらのデュアタンク部21と検出器ノーズ部22
は真空的に分割されている。そして、デュアタンク部2
1は真空バルブ25を介して排気管23により真空容器
6に接続され、また検出器ノーズ部22は真空バルブ2
6を介して排気管24により真空容器6に接続されてい
る。
【0012】隔壁20は、例えば図2Aに示すように、
熱伝導棒3が貫通される開口30を有する円盤状部材で
構成することもできるし、また同図Bに示すように、保
護容器5の内壁には截頭円錐形状部材31を配設し、熱
伝導棒3には円錐形状部材32を配設して、これらの部
材31、32を隣接して配置することによってオリフィ
ス構造の隔壁を構成してもよいものである。なお、隔壁
20を構成する部材の材料としては真空保持性が良好で
熱絶縁性を有し、且つガスの発生がないもの、例えば繊
維強化プラスチック(FRP)、あるいはマイラー(登
録商標)、パリレン、ポリエチレン等の薄膜を使用する
ことができる。
【0013】図1の構成においては、吸着材8の吸着能
力の低下、または冷却槽1の液体窒素2が空になること
等により間隙A内にガスが発生したとしても、ガスはデ
ュアタンク部21の内部だけに留まり、検出器ノーズ部
22に入り込むことはないので、検出器ノーズ部22の
内部は良好な真空状態に保たれ、従ってX線検出器4が
ガスや霜等により汚染されるのを防止することができ
る。また、検出器ノーズ部22内にガスが発生し、真空
度が低下した場合には真空バルブ26を開状態として排
気管24から真空容器6の真空系(図1には図示せず)
により排気することができる。検出器ノーズ部22の空
間は非常に狭いものであるから、短時間に排気すること
が可能で、且つ真空容器6の真空系に対する負荷も従来
に比較して大幅に軽減することができる。なお、真空バ
ルブ26は当該EDSの稼働期間中開状態としておくこ
とも可能であることは明らかである。
【0014】デュアタンク部21の排気については、デ
ュアタンク部21の容量が小さく、短時間で排気でき、
真空容器6の真空系に対する負荷が小さい場合には稼働
期間中真空バルブ25を開状態として排気しながら分析
を行うことも可能であるが、デュアタンク部21の容量
が大きく、排気に長時間を要し、従って真空容器6の真
空系に対する負荷が大きい場合には、当該EDSを使用
していない期間に真空バルブ25を開状態として排気を
行えばよい。
【0015】以上、本発明の一実施例について説明した
が、次に本発明の他の実施例について説明する。図3は
本発明の他の実施例の構成を示す図であり、図1におい
ては、デュアタンク部21と検出器ノーズ部22はそれ
ぞれ独立の排気系を備えているのに対して、図3ではデ
ュアタンク部21と検出器ノーズ部22の排気系が共通
になっている点でのみ異なっている。即ち、図3におい
てはデュアタンク部21と検出器ノーズ部22は共に3
方弁35を介して排気管36に接続されている。そし
て、当該EDSを稼働させる時には図に示すように検出
器ノーズ部22のみを排気し、稼働していないときには
デュアタンク部21を排気するように3方弁35を切り
換える。
【0016】なお、図3に示す3方弁35はデュアタン
ク部21と検出器ノーズ部22の何れか一方しか排気で
きないが、開状態としたときデュアタンク部21と検出
器ノーズ部22が共に排気可能となる弁を使用すること
も可能である。
【0017】以上、本発明の実施例について説明した
が、本発明は上記実施例に限定されるものではなく、種
々の変形が可能である。例えば上記実施例ではウィンド
ウ型のX線検出器について説明したが、本発明はウィン
ドウレス型のX線検出器にも適用できるものであること
は当然である。また、検出器ノーズ部22に吸着材を配
置してもよいものである。更に、デュアタンク部21あ
るいは検出器ノーズ部22に真空計を配置し、真空度が
所定の値以下に低下した場合には自動的に排気するよう
にすることも可能である。
【0018】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、冷
却槽と保護容器の間の間隙にガスが発生しても当該ガス
が検出器ノーズ部へ流れ、検出器を汚染することがな
い。また、検出器ノーズ部22の空間は狭いので、排気
は短時間で終了させることができ、外部の真空系に対す
る負荷は小さいものである。更に、冷却槽を大型にでき
るため、検出器を長時間に渡って低温に保つことができ
るので稼働時間を向上させることができる。また更に、
デュアタンク部21は厳密な真空度が要求されるもので
はなく、真空度が劣化したとしても影響が少ないので、
排気を行う間隔を大きくとることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の一実施例の構成を示す図である。
【図2】 隔壁の構成例を示す図である。
【図3】 本発明の他の実施例の構成を示す図である。
【図4】 従来のウィンドウ型のX線検出器を用いたE
DSの構成例を示す図である。
【図5】 従来のウィンドウレス型のX線検出器の概略
構成を示す図である。
【符号の説明】
1…冷却槽、2…液体窒素、3…熱伝導棒、4…X線検
出器、5…保護容器、6…真空容器、8…吸着材、9…
ウィンドウ、10…出力端子、11…排気口、12…
栓、20…隔壁、21…デュアタンク部、22…検出器
ノーズ部、23、24…排気管、25、26…真空バル
ブ。

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 冷却槽と保護容器との間の間隙をデュア
    タンク部と検出器ノーズ部とに真空的に分割する隔壁を
    備えることを特徴とするエネルギー分散型X線検出器。
  2. 【請求項2】 前記隔壁により隔てられたデュアタンク
    部及び検出器ノーズ部は共通または独立した弁を介して
    外部の真空系に接続されることを特徴とする請求項1記
    載のエネルギー分散型X線検出器。
JP3165690A 1991-07-05 1991-07-05 エネルギー分散型x線検出器 Withdrawn JPH0511061A (ja)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP3165690A JPH0511061A (ja) 1991-07-05 1991-07-05 エネルギー分散型x線検出器
US07/907,722 US5270544A (en) 1991-07-05 1992-07-02 Energy-dispersive X-ray detector

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JPH0511061A true JPH0511061A (ja) 1993-01-19

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