JPH0642357B2 - 試料面分析装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 イ産業上の利用分野 本発明はＸ線マイクロアナライザ等の、荷電粒子のマイ
クロビームで試料を励起し、試料から放射されるＸ線等
を検出することにより試料表面の広域の元素分布を測定
する装置に関する。

ロ従来の技術 コンピュータの利用により、試料面の元素の濃度分布等
のカラー表示が行なわれるようになり、Ｘ線マイクロア
ナライザ等による、試料表面の広い面積における定性分
析及び特定元素の定量分析が求められるようになつてき
た。

しかしＸ線マイクロアナライザのような装置は本来、試
料の局所分析（１μｍ程度）を行う装置であり、広域の
分析としては、Ｘ線分光器の波長を特定の元素の特性Ｘ
線の波長に合せて設定しておき、試料の方を駆動して広
い面積の走査を行い、特定元素の濃度分布を求めること
が行われてる。しかしこの方法は、分析面積を画素点に
分割して、一画素点毎にＸ線測定を行わねばならないか
ら非常な時間がかゝる。Ｘ線測定の所要時間は一画素点
当り１０ｍＳ程度で、仮に測定面積を縦横夫々５００の
画素に分割すると全部で２５００００個の画素になり、
正味のＸ線測定時間は４０分余りである。しかし試料を
止めては動かすと云う動作を繰返すので、機構の慣性の
ため高速駆動はできず、スロースタート、スローストツ
プを繰返すことになり、一走査線の終りの折返し点では
機構のバツクラツシユを除くため余分の移動を行わせね
ばならないから、試料の移動のために実測定時間の何倍
もの時間を消費し、所定面積の測定に１０時間もかゝる
ことがあつた。

ハ発明が解決しようとする問題点 上述したように荷電粒子のマイクロビームを用いる分析
装置で広い面積における指定元素の定量分布の測定を行
うことが求められているが適当な方法がなかつた。本発
明は荷電粒子マイクロビームを用いる分析装置で数ｍｍ
〜数cm平方程度の広面積における指定元素の濃度分布を
精度良くかつ短時間で行い得るようにしようとするもの
である。

ニ問題点解決のための手段 試料を回転させると共に、回転の半径方向に移動させ、
Ｘ線分光器は定量をしようとする元素の特性Ｘ線の波長
位置に設定して上記試料面上の空間的に固定した一定点
をにらむようにした。即ちＸ線分光器は試料面を渦巻線
状に走査しながらＸ線検出出力を、試料上のマイクロビ
ーム照射点の位置のデータに対応させて記録するように
した。

ホ作用 本発明は試料を一方向の回転と一方向の直線運動との組
合わせで動かし、マイクロビームによる試料面の走査を
行うので、試料の運動は一方向の連続運動であるから、
運動方向が反転するジクザク走査の場合のようなバツク
ラツシユ消去の動作が不要であり、余分な試料運動がな
く、一方向運動であるから慣性の問題がなく、そのため
起動停止に要する時間消費がない。試料の運動期間を全
部実分析時間に当てることができるので、分析所要時間
が短縮できるのである。

ヘ実施例 図は本発明の一実施例を示す。１は試料で、電子ビーム
２を試料１の表面に収束させる。５は試料面の電子ビー
ム照射点から放射されるＸ線で、分光結晶３で分光さ
れ、Ｘ線検出器４に入射せしめられる。試料１の電子ビ
ーム照射点と分光結晶３とＸ線検出器４の前面スリツト
が共通のローランド円Ｒ上に位置するように、分光結晶
とＸ線検出器とは機構的に連結され、波長走査用モータ
Ｍによつて駆動され指定元素の特性Ｘ線の波長位置に設
定される。試料１は試料ホルダ６に保持される。試料ホ
ルダ６はＸ方向微動台７、Ｙ方向微動台８によつて位置
調節可能である。Ｘ方向微動台、Ｙ方向微動台は回転テ
ーブル９の中央に載置固定されている。回転テーブル９
は一方向移動ステージ１４に垂直軸によつて回転自在に
保持され、同ステージに固定されたモータ１１により歯
車１０を介して回転駆動される。一方移動ステージ１４
は、基台Ｂ上に一方向ガイドにより一方向摺動可能に載
置されており、同ステージに固定されたナツトが基台Ｂ
に保持された送りねじ１６に螺合しており、送りねじ１
６をモータ１７で駆動することにより、一方向、図では
左右方向に移動せしめられる。

上述構造で、回転テーブル９を回転させながら一方向移
動ステージ１４を例えば左方向に移動させると、試料１
上の電子ビーム照射点は空間的には不動であるが、試料
面に対しては渦線を画いて移動し、試料面の円形領域が
電子ビームによつて走査されることになる。

回転テーブル９の周縁には磁気テープが貼設してあり、
一方向移動ステージ１４に固定された磁気ヘツド１３が
この磁気テープに対向させてある。上記磁気テープには
回転テーブル９の回転角を示すための情報が記録してあ
る。この情報は例えば、回転テーブル９の回転角表示の
基点を表わす符号と円周を１０２４等分する一定ピツチ
のパルス状符号とで、ＣＰＵ１８は磁気ヘツド１３によ
りこれらの符号を読取り、回転角の起点からのパルス符
号の数を計数して回転テーブル９の回転位置を検出して
いる。送りねじ１６を駆動するモータ１７はパルスモー
タで、ＣＰＵ１８は回転テーブル９の回転中心が電子ビ
ーム２の光軸と一致する位置にあるときの移動ステージ
１４の位置を起点にして、パルスモータ１７の駆動パル
スを計数して回転テーブル９の中心の図で左右方向の位
置を検出している。移動ステージ１４の起点位置は移動
ステージ１４がリミツトスイツチＳに当接することによ
つて検出される。以上の構成により試料１上の任意の位
置は回転テーブル９の回転角と移動ステージの起点から
の距離を座標データとして表わすことができる。１９は
メモリであつて、上記試料上の各点の座標に対応させた
アドレスを有し、ＣＰＵは上述した試料運動によつてマ
イクロビームで試料面の走査を行いながらＸ線検出器４
の出力を試料１上の各点でサンプリングし、サンプリン
グしたデータを試料１のＸ線強度サンプリング点の座標
に対応するメモリ１９のアドレスに格納する。このよう
にして試料表面の所定面積における指定元素の濃度分布
のデータが得られ、これに基いて試料面の目的元素の濃
度分布のカラー表示等ができる。マイクロビームの光学
系の周囲に複数台のＸ線分光器が配置されている場合に
は上述方法で同時に複数元素の濃度分布を測定すること
ができる。

ト効果 本発明によれば、試料面をマイクロビームで走査するの
に試料の一方向の回転と一方向の移動との組合せを用い
てるので、Ｘ方向、Ｙ方向のジクザク走査に比し走査機
構が簡単になり、往復運動が少いから高速走査が可能と
なつて、大面積の分析が能率的に行われる。Ｘ線分析で
は測定精度を上げるためには一つの点について或る程度
時間をかける必要があるが、試料面を画素に区分し、画
素毎に分析を行つて行く方法では、試料を一画素分ずつ
送つては停止すると云う動作を繰返し、起動、停止の度
に慣性吸収のためにスロースタート、スローストツプを
行うので、実測定時間よりこの移動時間の方が多くな
り、実測定時間が２〜３時間である場合でも全所要時間
は１０時間もかゝると云うのが実情であるが、本発明に
よれば、略実測定時間で分析を完了することができる。

【図面の簡単な説明】

図は本発明の一実施例の要部側面図である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】試料面を荷電粒子ビームで照射し、試料面
   から放射される放射線を検出する構成で、試料を回転さ
   せる台と、この台を一方向に往復移動させる手段を有
   し、上記台を一方向に移動させながら試料をこの移動速
   度に比し高速に回転させて試料面を渦線状走査線に沿つ
   て上記荷電粒子ビームで走査するようにし、試料面の各
   位置から放射される放射線の検出信号を試料面上を移動
   する荷電粒子ビーム照射点の各位置と対応させたメモリ
   上の各アドレスに格納するようにした試料面分析装置。