JPH08334480A - X-ray fluorescence analytical device - Google Patents

X-ray fluorescence analytical device

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JPH08334480A
JPH08334480A JP7167008A JP16700895A JPH08334480A JP H08334480 A JPH08334480 A JP H08334480A JP 7167008 A JP7167008 A JP 7167008A JP 16700895 A JP16700895 A JP 16700895A JP H08334480 A JPH08334480 A JP H08334480A
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fluorescent
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Abstract

PURPOSE: To make analysis possible to be performed in a short time using a simple mechanism at high resolution by eliminating the necessity of a two-dimensional drive mechanism for excitation X-rays, a sample and a detector in analyzing the two-dimensional distribution of elements on the surface of the sample using fluorescent X-ray spectrometry. CONSTITUTION: This X-ray fluorescence analytical device is provided with an excitation source from which an exciting beam L0 is applied to the surface S of a sample, an image focusing means 1 by which fluorescent X-rays LS, LX emitted from the sample by the application of the exciting beam LO are focused, and a fluorescent X-ray detector 2 for recording the two-dimensional intensity distribution of a fluorescent X-ray image IX formed by the image focusing means 1. Preferably, a pinhole 1A is provided as the image focusing means 1 and an imaging plate as the fluorescent X-ray detector 2.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、試料表面の構成元素の
二次元的な分布情報を得るための蛍光X線分析装置に関
する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an X-ray fluorescence analyzer for obtaining two-dimensional distribution information of constituent elements on a sample surface.

【0002】[0002]

【従来の技術】蛍光X線分析は、通常、測定対象とする
試料をX線で励起し、その励起により試料中の元素から
発せられる当該元素固有のエネルギーを持った電磁波
(蛍光X線)を検出することにより、試料に含まれてい
る元素の定性分析あるいは定量分析を行うものである。
この場合、蛍光X線を検出する装置としては、従来よ
り、半導体検出器(SSD)等のエネルギー分散型の検
出器や、回折結晶を利用した波長分散型の検出器が使用
されている。
2. Description of the Related Art In X-ray fluorescence analysis, a sample to be measured is usually excited by X-rays, and an electromagnetic wave (fluorescent X-ray) having an energy peculiar to the element emitted from the sample by the excitation is generated. By detecting, qualitative or quantitative analysis of the elements contained in the sample is performed.
In this case, an energy dispersive type detector such as a semiconductor detector (SSD) or a wavelength dispersive type detector using a diffraction crystal has been conventionally used as a device for detecting fluorescent X-rays.

【0003】このような蛍光X線分析により試料表面の
元素の2次元的分布を求める手法としては一般に次のよ
うな2つの手法が使われている。則ち、第1の手法で
は、図9に示したように、励起X線L0 として細く絞っ
たX線ビームを使用して照射範囲SL を制限する。ま
た、試料SはX線ビームL0 に対して相対的に動かし、
X線ビームL0 の照射範囲SL が試料Sの表面で、x、
y方向に二次元的に走査されるようにする。そして試料
Sが発した蛍光X線LS を検出器20で検出する。この
場合、検出にかかる視野範囲は広いものでかまわない。
The following two methods are generally used as methods for obtaining the two-dimensional distribution of elements on the sample surface by such fluorescent X-ray analysis. That is, in the first method, as shown in FIG. 9, the irradiation range S L is limited by using an X-ray beam that is narrowed down as the excitation X-ray L 0 . Further, the sample S is moved relative to the X-ray beam L 0 ,
The irradiation range S L of the X-ray beam L 0 is the surface of the sample S, x,
Two-dimensional scanning is performed in the y direction. Then, the fluorescent X-ray L S emitted from the sample S is detected by the detector 20. In this case, the visual field range for detection may be wide.

【0004】また、第2の手法としては、図10に示し
たように、視野範囲の狭い、もしくは視野範囲を制限し
た検出器20を使用する。そして、試料Sもしくは検出
器20を動かし、観察部位が試料Sの表面で相対的に
x、y方向に二次元的に走査されるようにする。そして
試料Sが発した蛍光X線LS を検出器20で検出する。
この場合、励起X線L0 は広い照射領域SL を照射する
ものでかまわない。
As a second method, as shown in FIG. 10, a detector 20 having a narrow visual field range or a limited visual field range is used. Then, the sample S or the detector 20 is moved so that the observation site is relatively two-dimensionally scanned in the x and y directions on the surface of the sample S. Then, the fluorescent X-ray L S emitted from the sample S is detected by the detector 20.
In this case, the excited X-ray L 0 may irradiate a wide irradiation area S L.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
方法においては、いずれも、励起X線L0 と、試料Sも
しくは検出器20との相対位置を二次元的に移動させる
ことが必要となるため、そのための複雑な駆動機構が必
要となる問題がある。
However, in any of the conventional methods, it is necessary to two-dimensionally move the relative position between the excited X-ray L 0 and the sample S or the detector 20. However, there is a problem that a complicated drive mechanism for that is required.

【0006】さらに上記の第1の手法の場合、表面敏感
にする事ができる全反射条件を用いることができない。
これは、全反射条件では励起X線を試料表面に対してミ
リラジアンオーダーの非常に小さい角度で斜め入射させ
なくてはならないが、このための照射位置の正確な位置
あわせが困難であり、また照射面でビームスポットが広
がってしまうことが避けられず、励起X線を細く絞るこ
とができないからである。
Further, in the case of the above-mentioned first method, it is not possible to use the total reflection condition which can make the surface sensitive.
This is because under the condition of total internal reflection, the excited X-rays must be obliquely incident on the sample surface at an angle of a very small milliradian order, but it is difficult to accurately align the irradiation position for this purpose. This is because the beam spot inevitably spreads on the irradiation surface, and the excitation X-ray cannot be narrowed down.

【0007】一方、第2の手法で視野制限を行う場合に
は、全反射条件を利用することができる。しかし、この
手法で視野制限を行うと、分解能は視野範囲の広さと一
致する。したがって位置分解能を上げるために視野範囲
を狭めると、同じ測定面積あたりの測定点数が急増し、
かつ、一点あたりの蛍光X線強度が弱くなり、このため
に測定に要する時間が分解能の向上に比してはるかに長
いものとなる。また、測定時には、視野範囲以外から出
ている蛍光X線は全て無駄になるので、分解能を上げる
ほど、蛍光X線のロスが多くなるという問題がある。し
たがって、Siウェハ表面の汚染を測定するような代表
的な市販装置では、分解能は1cm程度に留まってい
る。
On the other hand, when the visual field is limited by the second method, the total reflection condition can be used. However, when the field of view is limited by this method, the resolution matches the width of the field of view. Therefore, if the field of view is narrowed to improve the position resolution, the number of measurement points per the same measurement area will increase sharply.
In addition, the fluorescent X-ray intensity per point becomes weak, and therefore the time required for measurement becomes much longer than the improvement in resolution. Further, at the time of measurement, all fluorescent X-rays emitted from areas other than the visual field range are wasted, so there is a problem that the higher the resolution, the greater the loss of fluorescent X-rays. Therefore, the resolution of a typical commercially available device that measures contamination on the surface of a Si wafer is only about 1 cm.

【0008】なお、蛍光X線分析装置としては、試料上
にその試料が発した蛍光X線を通過させる入射ピンホー
ルと、蛍光X線を分光し、かつ集光するゾーンプレート
と、出射ピンホールとを順次配し、出射ピンホールを通
過した蛍光X線をX線検出器で検出する装置が提案され
ている(特開平6−003294号公報)。しかしなが
らこの装置において、入射ピンホール、ゾーンプレート
および出射ピンホールからなる光学系は分光素子として
使用されており、これらによって直ちに試料表面の元素
の二次元的分布が得られるものではない。したがって、
試料表面の元素の2次元的分布を分析するためには、試
料を2次元駆動させるための機構が別途必要とされてい
る。このため、この装置によっても駆動機構が複雑にな
ると言う問題点は解決されていない。
As the X-ray fluorescence analyzer, an incident pinhole for passing the X-ray fluorescence emitted from the sample on the sample, a zone plate for separating and condensing the X-ray fluorescence, and an output pinhole. An apparatus has been proposed in which X and Y are sequentially arranged and fluorescent X-rays that have passed through the emission pinhole are detected by an X-ray detector (Japanese Patent Laid-Open No. 6-003294). However, in this apparatus, an optical system including an incident pinhole, a zone plate and an outgoing pinhole is used as a spectroscopic element, and these cannot immediately obtain a two-dimensional distribution of elements on the sample surface. Therefore,
In order to analyze the two-dimensional distribution of elements on the sample surface, a mechanism for driving the sample two-dimensionally is required. Therefore, the problem that the drive mechanism is complicated has not been solved even by this device.

【0009】また、この特開平6−003294号公報
に記載の装置によれば、空間分解能を数10μm×数1
0μm程度に高めることができるとされている。しか
し、この装置も基本的に上述の視野制限を行う手法に含
まれ、視野制限を行う手法と同様の問題点を有する。し
たがって、空間分解能を高めた分、同じ測定面積あたり
の測定点数が膨大なものになることもやはり避けられな
い。
Further, according to the apparatus disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 6-003294, the spatial resolution is several tens of μm × number 1
It is said that it can be increased to about 0 μm. However, this device is basically included in the above-described method of limiting the visual field, and has the same problem as the method of limiting the visual field. Therefore, it is unavoidable that the number of measurement points per the same measurement area becomes enormous due to the increased spatial resolution.

【0010】本発明は、以上のような従来技術の課題を
解決しようとするものであり、蛍光X線分析により試料
表面の元素の二次元的分布を分析するにあたり、励起X
線や試料を二次元駆動させる機構を不要とし、簡便な機
構で、かつ、高い分解能で分析できるようにするととも
に、測定時の視野範囲を分解能よりも遥かに広くとるこ
とによって、測定時間の短縮をはかることを目的とす
る。
The present invention is intended to solve the problems of the prior art as described above, and in analyzing the two-dimensional distribution of elements on the sample surface by fluorescent X-ray analysis, the excitation X
Shortening the measurement time by eliminating the need for a two-dimensional drive mechanism for lines and samples, enabling a simple mechanism with high resolution, and making the field of view during measurement much wider than the resolution. The purpose is to measure.

【0011】[0011]

【課題を解決するための手段】本発明者は、試料から発
せられた蛍光X線の像をピンホール等の結像手段を用い
て二次元センサーとなる検出器に結像させることによ
り、何等の二次元駆動機構も必要とすることなく直ちに
試料表面からの蛍光X線による二次元画像を形成するこ
とができること、これにより試料の表面状態に敏感な全
反射蛍光X線分析法の手法を用いつつ、試料表面の元素
の二次元的分布の分析を行えることを見出し、本発明を
完成させるに至った。
The inventor of the present invention has no problem by forming an image of a fluorescent X-ray emitted from a sample on a detector serving as a two-dimensional sensor by using an image forming means such as a pinhole. It is possible to immediately form a two-dimensional image by fluorescent X-rays from the sample surface without the need for the two-dimensional driving mechanism described above. By using the method of total reflection fluorescent X-ray analysis that is sensitive to the surface state of the sample, At the same time, they have found that the two-dimensional distribution of elements on the sample surface can be analyzed, and have completed the present invention.

【0012】即ち、本発明は、試料表面に励起ビームを
照射する励起源、励起ビームの照射により試料から発せ
られた蛍光X線を結像させる結像手段、及び結像手段に
よる蛍光X線像の二次元的強度分布を記録する蛍光X線
検出器を備えていることを特徴とする蛍光X線分析装置
を提供する。
That is, according to the present invention, an excitation source for irradiating a sample surface with an excitation beam, an image forming means for forming an image of fluorescent X-rays emitted from the sample by the irradiation of the excitation beam, and a fluorescent X-ray image by the image forming means. And an X-ray fluorescence detector for recording the two-dimensional intensity distribution of the X-ray fluorescence detector.

【0013】以下、本発明を図面に基づいて詳細に説明
する。なお、各図において、同一符号は同一又は同等の
構成要素を表している。
The present invention will be described below in detail with reference to the drawings. In each drawing, the same reference numerals represent the same or equivalent constituent elements.

【0014】図1は、本発明の基本的な態様のシステム
構成図である。同図の装置は、全反射蛍光X線分析法に
より試料の表面分析を行う装置であって、ピンホール1
A を試料Sの上方に位置するように設け、さらにその上
方にイメージングプレート2A を設けたものである。こ
こで、ピンホール1A は、本発明の結像手段1として設
けられており、イメージングプレート2A は蛍光X線検
出器2として設けられている。またこの装置は、試料S
を載置する試料ホルダ3、試料ホルダの上下機構4、上
下微調整機構5、励起X線L0 の照射角度を変えるスウ
ィーベル機構6を有しており、さらに励起源として励起
X線源を有し(図示せず)、これにより励起ビームとし
て励起X線L0 が、試料ホルダ3に載置した試料Sの全
面又は一部の所定領域SL を照射するようになってい
る。また、装置全体は、空気分子による散乱や蛍光発生
による妨害を抑えるため、好ましくは真空チェンバー中
に入れる。
FIG. 1 is a system configuration diagram of a basic aspect of the present invention. The apparatus shown in the figure is an apparatus for performing surface analysis of a sample by a total reflection X-ray fluorescence analysis method,
A is provided so as to be located above the sample S, and an imaging plate 2 A is further provided above it. Here, the pinhole 1 A is provided as the image forming means 1 of the present invention, and the imaging plate 2 A is provided as the fluorescent X-ray detector 2. In addition, this device
It has a sample holder 3 for mounting a sample holder, a sample holder up-and-down mechanism 4, an up-and-down fine adjustment mechanism 5, and a swivel mechanism 6 for changing the irradiation angle of the excitation X-ray L 0 , and further has an excitation X-ray source as an excitation source. (Not shown), whereby the excitation X-ray L 0 as an excitation beam irradiates the entire surface of the sample S mounted on the sample holder 3 or a predetermined region S L of a part thereof. In addition, the entire apparatus is preferably placed in a vacuum chamber in order to prevent interference by scattering of air molecules and generation of fluorescence.

【0015】ここでピンホール1A は、針穴カメラの原
理により、蛍光X線検出器2としてのイメージングプレ
ート2A に試料表面から発せられた蛍光X線LS の像I
を結像させるものである。ピンホール1A は、蛍光X線
を遮断する材質(例えば、鉛、タンタル、モリブデン
等)のプレート1p に微小な開口(即ち、ピンホール
1)を形成したものから構成することができる。
Here, the pinhole 1 A is an image I of the fluorescent X-ray L S emitted from the sample surface on the imaging plate 2 A as the fluorescent X-ray detector 2 by the principle of the needle hole camera.
To form an image. The pinhole 1 A can be composed of a plate 1 p made of a material (for example, lead, tantalum, molybdenum, etc.) that blocks fluorescent X-rays and has a minute opening (that is, the pinhole 1) formed therein.

【0016】このようにピンホール1A を用いて蛍光X
線の像を蛍光X線検出器2に結像させると、この装置全
体の視野範囲は、試料S上の励起光が照射されている広
い範囲をカバーしていながら、分解能はこの視野範囲よ
りもはるかに小さいものとすることができる。ここで、
分解能は、ピンホールの直径を2R、試料からピンホー
ルまでの距離をd1 、ピンホールから像面までの距離を
2 とすると、おおよそ次式(1)
Thus, using the pinhole 1 A , fluorescence X
When a line image is formed on the fluorescent X-ray detector 2, the visual field range of the entire apparatus covers a wide range of the sample S irradiated with the excitation light, but the resolution is higher than this visual field range. It can be much smaller. here,
If the diameter of the pinhole is 2R, the distance from the sample to the pinhole is d 1 , and the distance from the pinhole to the image plane is d 2 , the resolution is approximately expressed by the following equation (1).

【0017】[0017]

【数1】 で見積もることができる。[Equation 1] Can be estimated at.

【0018】また、このようにピンホール1A を用いて
蛍光X線の像を蛍光X線検出器2に結像させると、試料
S、ピンホール1A 及び蛍光X線検出器2相互の位置関
係が変動しても像Iがぼけることなく、安定的に蛍光X
線像を得ることが可能となる。また、簡便な装置構成で
安価に蛍光X線像を形成することが可能となる。
When a fluorescent X-ray image is formed on the fluorescent X-ray detector 2 using the pinhole 1 A as described above, the positional relationship among the sample S, the pinhole 1 A and the fluorescent X-ray detector 2 is obtained. Image I does not blur even when the
It is possible to obtain a line image. Further, it becomes possible to form a fluorescent X-ray image at a low cost with a simple device configuration.

【0019】一方、この装置において、蛍光X線検出器
2として設けられているイメージングプレート2A は、
輝尽性蛍光体シートともいわれているものである。イメ
ージングプレート2A は、そこに達した蛍光X線の強度
に応じて蛍光X線像を高感度に記録することができるの
で、イメージングプレートの使用により、従来のX線フ
ィルムなどの撮像媒体に比べて分析時間の短縮を図るこ
とができる。また、イメージングプレート2A は、ダイ
ナミックレンジが広く、ここに記録された像はデジタル
データとして得られるので、画質の劣化もない。更に既
知のデジタル画像処理方法を用いて、画像の鮮鋭化、輪
郭抽出、ノイズ除去等の加工処理も容易に行うことが可
能となる。
On the other hand, in this apparatus, the imaging plate 2 A provided as the fluorescent X-ray detector 2 is
It is also called a stimulable phosphor sheet. Since the imaging plate 2 A can record a fluorescent X-ray image with high sensitivity according to the intensity of the fluorescent X-ray reaching the imaging plate 2 A , use of the imaging plate makes it possible to compare with conventional imaging media such as X-ray film. Therefore, the analysis time can be shortened. Further, since the imaging plate 2 A has a wide dynamic range and the image recorded here is obtained as digital data, the image quality is not deteriorated. Further, it is possible to easily perform processing such as image sharpening, contour extraction, noise removal, etc. by using a known digital image processing method.

【0020】図1の装置において使用する励起X線源に
ついては特に制限はなく、検出すべき元素を励起できる
励起X線を発するものである限り、種々のものを使用す
ることができる。例えば、鉄、ニッケル、クロム、銅、
亜鉛などの金属元素を検出する場合には、タングステン
のターゲットを用いた回転対陰極光源を使用することが
できる。また、試料表面に存在する元素ごとに分布像を
得たい場合には、励起X線の波長を変えつつ所定の照射
強度を得ることができるシンクロトロン放射光を利用
し、後述するように分析処理することが望ましい。
The excitation X-ray source used in the apparatus of FIG. 1 is not particularly limited, and various sources can be used as long as they emit excitation X-rays capable of exciting the element to be detected. For example, iron, nickel, chromium, copper,
When detecting a metal element such as zinc, a rotating anticathode light source using a tungsten target can be used. Further, when it is desired to obtain a distribution image for each element present on the sample surface, synchrotron radiation that can obtain a predetermined irradiation intensity while changing the wavelength of the excitation X-ray is used to perform an analysis process as described later. It is desirable to do.

【0021】励起X線源から励起X線L0 を試料Sの表
面に照射するに際しては、励起X線L0 が試料の全面又
は所定領域を均一強度で照射できるようにすることが好
ましく、このためには、励起X線源と試料との間にコリ
メータを設けることができる。
When irradiating the surface of the sample S with the excited X-ray L 0 from the excited X-ray source, it is preferable that the excited X-ray L 0 can irradiate the entire surface of the sample or a predetermined region with a uniform intensity. For this purpose, a collimator can be provided between the excitation X-ray source and the sample.

【0022】図1の装置の使用方法としては、例えば、
試料Sの表面汚染元素を分析する場合、まず、試料Sを
試料ホルダ3に載置し、励起X線源から所定の波長の励
起X線L0 を試料Sに照射する。この場合、照射角度は
スウィーベル機構6により所定の角度に調整し、試料の
上下位置は上下機構4及び上下微調整機構5により調整
し、それぞれ最適化する。なお、一旦これらを調整した
後は、表面汚染元素の二次元的分布像を得る分析終了ま
でこれらを調整しなおすことは不要である。この点、二
次元的分布像を得るために二次元的駆動機構を必要とす
る従来の蛍光X線分析装置と大きく異なる。
As a method of using the apparatus shown in FIG. 1, for example,
When analyzing the surface contaminant element of the sample S, first, the sample S is placed on the sample holder 3 and the sample S is irradiated with the excitation X-ray L 0 having a predetermined wavelength from the excitation X-ray source. In this case, the irradiation angle is adjusted to a predetermined angle by the swivel mechanism 6, and the vertical position of the sample is adjusted by the vertical mechanism 4 and the vertical fine adjustment mechanism 5 to optimize each. Note that once these are adjusted, it is not necessary to readjust these until the end of analysis to obtain a two-dimensional distribution image of the surface contamination element. This is a significant difference from the conventional X-ray fluorescence analyzer that requires a two-dimensional driving mechanism to obtain a two-dimensional distribution image.

【0023】励起X線L0 を試料Sに照射すると、試料
Sの照射領域SL からは、試料Sを構成する主要元素
(例えば、シリコンウエハを試料とした場合には、S
i)からの蛍光X線LS 、汚染元素Xからの蛍光X線L
x 、及び励起X線の散乱X線L1が放出され、これらの
うちピンホール1A を通過したものはイメージングプレ
ート2A に達する。ここで、これらX線が達したイメー
ジングプレート2A の領域のうち、汚染元素Xからの蛍
光X線Lx が達した領域と、それ以外の領域とでは到達
X線量に差が生じることになるので、イメージングプレ
ート2A には汚染元素Xによる汚染分布に応じた二次元
像Ix が形成され、イメージングプレート2A はこの像
を記録することとなる。
When the sample S is irradiated with the excited X-rays L 0 , the main element constituting the sample S (for example, when a silicon wafer is used as the sample, S is irradiated from the irradiation region S L of the sample S).
X) fluorescent X-ray L S from i), fluorescent X-ray L from pollutant element X
X and scattered X-rays L 1 of the excitation X-rays are emitted, and those passing through the pinhole 1 A reach the imaging plate 2 A. Here, among the regions of the imaging plate 2 A where these X-rays have reached, the regions where the fluorescent X-rays L x from the contaminating element X reach and the regions other than that have a difference in the reaching X-ray dose. since, the imaging plate 2 a two-dimensional image I x according to the pollution distribution by contaminating elements X are formed, the imaging plate 2 a becomes possible to record this image.

【0024】このようにイメージングプレート2A に蛍
光X線像Ix を形成するにあたり、ピンホール1と試料
Sとの距離d1 、及びピンホール1とイメージングプレ
ート2A との距離d2 は、図示していない手段により任
意に変えられるようになっている。そこで汚染元素の蛍
光X線像Ix は、実際の汚染分布に対して任意の倍率
(d2 /d1 )で得ることができる。また、分解能につ
いては前述の通りである。
[0024] In forming the fluorescent X-ray image I x in this way imaging plate 2 A, pinholes 1 and the distance d 1 between the sample S, and pinholes 1 and the imaging plate 2 a distance d 2 between A is It can be arbitrarily changed by means not shown. Therefore, the fluorescent X-ray image I x of the contaminant element can be obtained at an arbitrary magnification (d 2 / d 1 ) with respect to the actual contamination distribution. The resolution is as described above.

【0025】イメージングプレート2A に記録された汚
染分布の像Ix は、公知の読取り装置を用いて随時読み
取ることができる。この場合、読み取った画像情報は、
デジタルデータとして得られるので、既知の画像処理法
で加工することもできる。
The image I x of the contamination distribution recorded on the imaging plate 2 A can be read at any time using a known reader. In this case, the read image information is
Since it is obtained as digital data, it can be processed by a known image processing method.

【0026】以上のようにして、図1の装置を用いて試
料の表面汚染分布を分析する場合、イメージングプレー
ト2A には、試料Sからの蛍光X線の強度に応じた蛍光
X線像が記録されるが、試料Sが発した蛍光X線の波長
はわからない。これは、この装置には、試料Sと蛍光X
線検出器2との間に分光装置を設けていないためであ
る。よって、同図の装置において、一定波長のみの励起
X線を発する励起X線源を使用した場合には、汚染元素
の種類を直接に特定することはできない。
As described above, when the surface contamination distribution of the sample is analyzed using the apparatus of FIG. 1, a fluorescent X-ray image corresponding to the intensity of the fluorescent X-ray from the sample S is displayed on the imaging plate 2 A. Although recorded, the wavelength of the fluorescent X-ray emitted from the sample S is unknown. This is because this device has a sample S and fluorescent X
This is because no spectroscopic device is provided between the line detector 2. Therefore, in the apparatus of the same figure, when an excited X-ray source that emits excited X-rays of only a certain wavelength is used, the type of contaminant element cannot be directly specified.

【0027】これに対して汚染元素の種類を特定するこ
とが必要な場合には、蛍光X線の波長分散やエネルギー
分散を行うのではなく、各元素により最低励起エネルギ
ーが異なることを利用し、励起X線の波長を変化させる
ことにより汚染元素の種類を特定することが好ましい。
即ち、各元素の最低励起エネルギーの前後のエネルギー
の励起X線に対応する2枚のデジタル画像を得、これら
の差分計算を行うことにより各元素の分布画像を得る。
このようにして汚染元素の種類を特定する場合の具体例
を図2に基づいて説明する。
On the other hand, when it is necessary to specify the type of pollutant element, rather than performing wavelength dispersion or energy dispersion of the fluorescent X-ray, the fact that the minimum excitation energy differs depending on each element is used. It is preferable to specify the type of contaminant element by changing the wavelength of the excited X-ray.
That is, two digital images corresponding to excited X-rays having energies before and after the lowest excitation energy of each element are obtained, and a distribution image of each element is obtained by calculating a difference between these digital images.
A specific example in the case of identifying the type of the contaminant element in this way will be described based on FIG.

【0028】図2において、(a)はシリコンウエハS
Si上に汚染元素として鉄XFe及び亜鉛XZnが分布してい
る試料Sを表している。ここで、シリコンの最低エネル
ギーESiは1.84keVであり、鉄の最低励起エネル
ギーEFeは7.11keVであり、亜鉛の最低励起エネ
ルギーEZnは9.66keVであり、これらの大小関係
はESi<EFe<EZnである。したがって、この試料Sに
対して、励起X線のエネルギーEが、E≧EZnである励
起X線を照射すると、得られる蛍光X線像は、(b)に
示したように鉄と亜鉛の双方の汚染元素の分布像IFe
Znを含むものとなる。また、励起X線のエネルギーE
が、EFe≦E<EZnである励起X線を照射すると、得ら
れる蛍光X線像は、(c)に示したように亜鉛の分布像
を含まないものとなる。励起X線のエネルギーEが、E
Si≦E<EFeである励起X線を照射すると、(d)に示
したように鉄の分布像も亜鉛の分布像も得られず、シリ
コンウエハの像のみが得られる。よって、(b)と
(c)との画像データの差分をとることにより、(e)
に示したように亜鉛の分布像IZnを得ることができ、
(c)と(d)との画像データの差分をとることによ
り、(f)に示したように鉄の分布像IFeを得ることが
できる。
In FIG. 2, (a) shows a silicon wafer S.
The sample S in which iron X Fe and zinc X Zn are distributed as contaminant elements on Si is shown. Here, the lowest energy E Si of silicon is 1.84 keV, the lowest excitation energy E Fe of iron is 7.11 keV, and the lowest excitation energy E Zn of zinc is 9.66 keV. Si <E Fe <E Zn . Therefore, when this sample S is irradiated with excited X-rays having an energy E of excited X-rays of E ≧ E Zn , the obtained fluorescent X-ray image shows an image of iron and zinc as shown in (b). Distribution image I Fe of both pollutant elements,
It contains I Zn . Also, the energy E of the excited X-ray
However, when excited X-rays satisfying E Fe ≦ E <E Zn are applied, the fluorescent X-ray image obtained does not include the zinc distribution image as shown in (c). The energy E of the excited X-ray is E
When excited X-rays satisfying Si ≤ E <E Fe are irradiated, neither the distribution image of iron nor the distribution image of zinc is obtained as shown in (d), and only the image of the silicon wafer is obtained. Therefore, by taking the difference between the image data of (b) and (c), (e)
As shown in, a zinc distribution image I Zn can be obtained,
By taking the difference between the image data of (c) and (d), the iron distribution image I Fe can be obtained as shown in (f).

【0029】このように、励起X線のエネルギーを変化
させて分析するためには、励起X線としてシンクロトロ
ン放射光を用い、モノクロメーターで波長選択をおこな
って使用することが望ましい。また、分析装置の全体シ
ステムには、図1に示した基本的なシステムに加えて、
イメージングプレートに記録された蛍光X線像の読みと
り装置、読みとった画像データの差分データを算出する
演算装置、差分データに基づく画像を表示する表示装置
をあわせて設けることが好ましい。但し、この読みとり
装置、演算装置、表示装置は、図1の基本システムと必
ずしも一体化されている必要はなく、測定装置と別に置
くことができる。したがって、本装置はスペースの少な
い放射光施設においても扱いやすいものとなる。
As described above, in order to change the energy of the excited X-rays for analysis, it is desirable to use synchrotron radiation as the excited X-rays and select the wavelength with a monochromator for use. Moreover, in addition to the basic system shown in FIG.
It is preferable to additionally provide a reading device for the fluorescent X-ray image recorded on the imaging plate, a calculation device for calculating difference data of the read image data, and a display device for displaying an image based on the difference data. However, the reading device, the arithmetic device, and the display device do not necessarily have to be integrated with the basic system of FIG. 1 and can be placed separately from the measuring device. Therefore, this device is easy to handle even in a synchrotron radiation facility where space is limited.

【0030】本発明の装置によると、以上のようにし
て、励起X線の照射側にも蛍光X線検出器側にも二次元
駆動機構を必要とすることなく、試料の表面汚染元素の
種類を特定し、その分布を得ることができるが、さらに
汚染元素を正確に定量する場合には、まず、本発明の装
置により汚染元素の分布領域を把握し、次いで、半導体
検出器を用いた従来型の蛍光X線分析装置により汚染元
素の定量分析を行うことが好ましい。例えば、図3に示
したように、本発明の装置により汚染元素Xの分布像I
x を得(同図(a))、それに基づいて試料Sにおける
汚染元素Xの分布領域の座標を確定する(同図
(b))。そしてその座標に合わせて半導体検出器7を
近付け、汚染元素の定量分析を行う(同図(c))。こ
れにより効率良く汚染元素の定量分析を行うことができ
る。
According to the apparatus of the present invention, as described above, the kind of surface contamination element of the sample can be obtained without the need of the two-dimensional driving mechanism on the side of the excitation X-ray irradiation and the side of the fluorescent X-ray detector. However, in the case of further accurately quantifying the pollutant element, first, the distribution area of the pollutant element is grasped by the device of the present invention, and then the conventional semiconductor detector is used. It is preferable to perform a quantitative analysis of pollutant elements using a fluorescent X-ray analyzer of the type. For example, as shown in FIG. 3, a distribution image I of the pollutant element X is obtained by the apparatus of the present invention.
x is obtained ((a) in the same figure), and the coordinates of the distribution area of the contaminating element X in the sample S are determined based on it ((b) in the same figure). Then, the semiconductor detector 7 is brought close to the coordinate and quantitative analysis of the pollutant element is performed ((c) of the same figure). This enables efficient quantitative analysis of polluting elements.

【0031】本発明の装置は、図1に示した態様に限ら
れず、種々の態様をとることができる。例えば、図1に
示した装置においては、励起源として励起X線を発する
X線源を使用しているが、本発明において励起源はこれ
に限られない。即ち、蛍光X線分析は、試料表面の元素
が励起し、それが基底状態に戻るときに放出される蛍光
X線を検出し、分析するものであるから、分析する元素
をそのように励起できれば励起手段には特に制限はな
い。したがって、励起ビームとしては、X線の他に、電
子ビームやイオンビーム等を使用することもできる。図
4は、励起ビームとして電子ビームLE を使用し、その
回折像(RHEED像)を形成する反射高速電子線回折
(RHEED)装置10に、ピンホール1A を設け、蛍
光X線像Iが蛍光X検出器2に得られるようにした場合
の装置構成図である。
The apparatus of the present invention is not limited to the embodiment shown in FIG. 1 and can take various forms. For example, in the apparatus shown in FIG. 1, an X-ray source that emits excited X-rays is used as the excitation source, but the excitation source is not limited to this in the present invention. That is, the fluorescent X-ray analysis detects and analyzes the fluorescent X-rays emitted when the element on the sample surface is excited and returns to the ground state. Therefore, if the element to be analyzed can be excited as such. The excitation means is not particularly limited. Therefore, as the excitation beam, an electron beam, an ion beam, or the like can be used instead of the X-ray. 4, using electron beam L E as an excitation beam to the diffraction image (RHEED image) reflection high-energy electron diffraction to form a (RHEED) apparatus 10, the provided pinhole 1 A, the fluorescent X-ray image I is It is an apparatus block diagram when it is made to obtain in the fluorescence X detector 2.

【0032】また、図1に示した装置においては、結像
手段1としてピンホール1A を用いているが、ピンホー
ル1A に代えてゾーンプレートを使用してもよい。
Although the pinhole 1 A is used as the image forming means 1 in the apparatus shown in FIG. 1, a zone plate may be used instead of the pinhole 1 A.

【0033】図5は、結像手段としてゾーンプレート1
B を使用した場合の装置構成図である。この場合、試料
Sとゾーンプレート1B との距離をd1 、ゾーンプレー
ト1B と蛍光X線検出器2との距離をd2 とし、ゾーン
プレート1B の当該蛍光X線に対する焦点距離をfとし
たときに、ゾーンプレート1B は (1/d1 )+(1/d2 )=(1/f) を満足する位置に配置する。これにより同等の分解能の
場合でもピンホールに比べて開口数を大きくすることが
でき、蛍光X線像Iの形成感度及び分解能を向上させる
ことが可能となる。
FIG. 5 shows a zone plate 1 as an image forming means.
It is a device block diagram at the time of using B. In this case, the distance between the sample S and the zone plate 1 B is d 1 , the distance between the zone plate 1 B and the fluorescent X-ray detector 2 is d 2, and the focal length of the zone plate 1 B with respect to the fluorescent X-ray is f. Then, the zone plate 1 B is arranged at a position satisfying (1 / d1) + (1 / d2) = (1 / f). As a result, even with the same resolution, the numerical aperture can be made larger than that of the pinhole, and the formation sensitivity and resolution of the fluorescent X-ray image I can be improved.

【0034】さらに、図1に示した装置では試料上に1
個のピンホール1A を設けているが、図6(a)に示し
たようにプレート1p に複数のピンホール1A を設けて
もよい。この場合には、別のピンホールを通過したX線
像同士が重ならないよう、X線を透過させない材質の板
11をイメージングプレート2A に接するように設け、
ピンホール1A から蛍光X線検出器2までの空間を複数
のセル12に区切る。その上で、試料からピンホールま
での距離d1 をピンホールから像面までの距離d2 と同
じにすることによって、視野が欠けることも重なること
もなく試料表面をカバーすることが可能となる。このよ
うな多数のピンホールからなる結像手段を用いたときに
イメージングプレート2A に形成される蛍光X線像I
は、例えば、試料Sの表面に同図(a)に示したような
蛍光X線強度分布があった場合、同図(b)のような像
となる。そこで、この蛍光X線像Iを読みとり、解析す
る場合には、各セル12ごとに像の点対称変換処理(セ
ル毎の像の180度回転処理)を行う。これにより、同
図(c)のような本来の像を得ることができる。
Furthermore, in the apparatus shown in FIG.
Although the individual pinholes 1 A are provided, a plurality of pinholes 1 A may be provided in the plate 1 p as shown in FIG. In this case, as the X-ray image having passed through another pinhole do not overlap, provided the material of the plate 11 which does not transmit X-rays in contact with the imaging plate 2 A,
The space from the pinhole 1 A to the fluorescent X-ray detector 2 is divided into a plurality of cells 12. Further, by making the distance d 1 from the sample to the pinhole the same as the distance d 2 from the pinhole to the image plane, it becomes possible to cover the sample surface without missing or overlapping the fields of view. . A fluorescent X-ray image I formed on the imaging plate 2 A when the image forming means including a large number of pinholes is used.
For example, if the surface of the sample S has a fluorescent X-ray intensity distribution as shown in FIG. 7A, an image as shown in FIG. Therefore, when the fluorescent X-ray image I is read and analyzed, a point symmetry conversion process of the image (a 180 ° rotation process of the image of each cell) is performed for each cell 12. As a result, the original image as shown in FIG.

【0035】このように複数のピンホール1A を用いて
蛍光X線像を形成すると、イメージングプレート2A
おける蛍光X線像Iの検出強度を強めることができると
いう利点を得ることができる。即ち、図1に示したよう
に、試料S上に1個のピンホール1A を設けて蛍光X線
像Iを形成した場合には、ピンホール1Aから試料表面
に鉛直におろした点から試料表面の検出部位が離れるに
従って、ピンホールと検出部位との距離が長くなり、検
出部位の周辺部位から発せられた蛍光X線の検出強度が
弱くなるため、検出感度も下がり、イメージングプレー
ト2Aを像の全面にわたって一様な感度では露光できな
いと言う問題があるが、図6に示したように複数のピン
ホール1Aを用いて蛍光X線像を形成すると、各セル1
2ごとのピンホール1Aと検出部位との距離を短くで
き、像の分解能を劣化させないまま、測定視野全面にわ
たって検出強度を一様に保つことができる。
When the fluorescent X-ray image is formed using the plurality of pinholes 1 A as described above, it is possible to obtain the advantage that the detection intensity of the fluorescent X-ray image I on the imaging plate 2 A can be increased. That is, as shown in FIG. 1, when the fluorescent X-ray image I is formed by providing one pinhole 1 A on the sample S, from the point of vertically dropping from the pinhole 1 A to the sample surface. As the detection site on the sample surface becomes farther away, the distance between the pinhole and the detection site becomes longer, and the detection intensity of the fluorescent X-rays emitted from the peripheral region of the detection site becomes weaker, so the detection sensitivity also decreases and the imaging plate 2 A However, there is a problem in that the entire surface of the image cannot be exposed with uniform sensitivity. However, when a fluorescent X-ray image is formed using a plurality of pinholes 1 A as shown in FIG.
It is possible to shorten the distance between the pinhole 1 A for each two and the detection site, and it is possible to keep the detection intensity uniform over the entire measurement visual field without degrading the image resolution.

【0036】また、図1に示した装置においては、蛍光
X検出器2としてイメージングプレート2A を使用して
いるが、本発明の装置においては、イメージングプレー
ト2A の他、原子核乾板、X線テレビ等任意の二次元線
センサーを蛍光X線検出器として使用することができ
る。
Further, in the apparatus shown in FIG. 1, the imaging plate 2 A is used as the fluorescent X detector 2. However, in the apparatus of the present invention, in addition to the imaging plate 2 A , the nuclear dry plate and the X-ray are used. Any two-dimensional line sensor such as a television can be used as the fluorescent X-ray detector.

【0037】本発明の装置は、種々の分野における試料
の表面分析に使用することができる。例えば、本発明の
装置を試料表面の汚染物質の分析に使用することによ
り、速やかに汚染元素の種類を特定し、かつその分布を
知ることができるので、製品の汚染管理を効率よく行
い、品質を向上させることが可能となる。
The device of the present invention can be used for surface analysis of samples in various fields. For example, by using the device of the present invention to analyze contaminants on the surface of a sample, it is possible to quickly identify the type of contaminant element and to know its distribution, so that product contamination can be efficiently controlled and quality can be improved. It becomes possible to improve.

【0038】[0038]

【作用】本発明の装置によれば、蛍光X線分析におい
て、試料と蛍光X線検出器との間にピンホール等の結像
手段を設けるので、何等二次元駆動機構を必要とするこ
となく、直ちに蛍光X線検出器に、試料表面から発せら
れた蛍光X線の二次元画像を形成することができる。し
たがって、簡略化した装置構成で、試料表面を構成して
る元素の分布を分析することが可能となる。
According to the apparatus of the present invention, since image forming means such as a pinhole is provided between the sample and the fluorescent X-ray detector in the fluorescent X-ray analysis, no two-dimensional driving mechanism is required. Immediately, a two-dimensional image of fluorescent X-rays emitted from the sample surface can be formed on the fluorescent X-ray detector. Therefore, it becomes possible to analyze the distribution of the elements constituting the sample surface with a simplified device configuration.

【0039】特に、本発明の装置において励起ビームの
エネルギーを変え、異なるエネルギーの励起ビームによ
る蛍光X線像相互の差分画像を得ることにより、試料表
面に存在する元素の種類を特定し、その特定された元素
についてだけの分布画像を得ることも可能となる。
In particular, in the apparatus of the present invention, the energy of the excitation beam is changed, and the difference image between the fluorescent X-ray images by the excitation beams of different energies is obtained to specify the kind of the element existing on the sample surface, and to specify it. It is also possible to obtain a distribution image only for the selected elements.

【0040】また、蛍光X線検出器としてイメージング
プレートを使用することにより、高感度に蛍光X線像を
得ることができ、かつ画像情報はデジタルデータとして
得られるので、電算機を用いた様々な画像処理を容易に
施すことができる。
Further, by using an imaging plate as the fluorescent X-ray detector, a fluorescent X-ray image can be obtained with high sensitivity and image information can be obtained as digital data. Image processing can be easily performed.

【0041】本発明の装置による分解能は、ピンホール
サイズと、試料、ピンホール、検出器の位置関係とによ
り様々に変えることができる。分解能は、ピンホールの
直径を2R、試料からピンホールまでの距離をd1 、ピ
ンホールから像面までの距離をd2 とすると、ほぼ次式
(1)
The resolution of the apparatus of the present invention can be variously changed depending on the pinhole size and the positional relationship between the sample, the pinhole and the detector. When the diameter of the pinhole is 2R, the distance from the sample to the pinhole is d 1 , and the distance from the pinhole to the image plane is d 2 , the resolution is approximately the following equation (1).

【0042】[0042]

【数2】 で与えられる。[Equation 2] Given in.

【0043】試料の広い範囲にわたって、短時間でおお
よその元素分布状況を調べたい場合には、ピンホールサ
イズをある程度大きくして測定すればよい。例えば、以
下の実施例に示した測定例では、ピンホールサイズが
0.3mm、d1 が5cm、d2 が2.5cmの条件で
測定を実行しており、分解能は、1mm以下である。ま
た、分解能をさらに高めたい場合には、励起光源の強度
が十分あれば、ピンホールを小さくし、またd1 を小さ
くし、d2 を大きくすればよい。ここで、イメージング
プレート自体の分解能が約100μmである場合、d1
/d2 を1〜10程度にすれば、数十μmの分解能を得
ることができる。
When it is desired to examine the approximate state of element distribution over a wide range of the sample in a short time, the pinhole size may be increased to some extent. For example, in the measurement examples shown in the following examples, the measurement is performed under the condition that the pinhole size is 0.3 mm, d 1 is 5 cm, and d 2 is 2.5 cm, and the resolution is 1 mm or less. Further, in order to further improve the resolution, if the intensity of the excitation light source is sufficient, the pinhole may be made smaller, d 1 may be made smaller, and d 2 may be made larger. Here, when the resolution of the imaging plate itself is about 100 μm, d 1
By setting / d 2 to about 1 to 10, a resolution of several tens of μm can be obtained.

【0044】[0044]

【実施例】以下、本発明を実施例に基づいて具体的に説
明する。
EXAMPLES The present invention will be specifically described below based on examples.

【0045】実施例1 図1に示した装置構成において、ピンホール1A とし
て、厚さ0.7mmの鉛板に形成した径0.3mmの開
口を設け、励起ビームとしては、シンクロトロン放射光
をモノクロメーターで単色化して使用する装置を組ん
だ。
Example 1 In the apparatus configuration shown in FIG. 1, an opening having a diameter of 0.3 mm formed on a lead plate having a thickness of 0.7 mm was provided as a pinhole 1 A , and the excitation beam was synchrotron radiation light. We have assembled a device that uses a single color with a monochromator.

【0046】一方、図7に示したように、Znを塩酸に
溶解させた溶液(Zn濃度1mg/1ml)の液滴13
をシリコンウェハSSi上に滴下して蒸発乾固させ(径D
1 =8mm)、乾燥固形物が偏った様子を観察するため
の試料(同図(b))とした。
On the other hand, as shown in FIG. 7, a droplet 13 of a solution of Zn dissolved in hydrochloric acid (Zn concentration 1 mg / 1 ml).
Is dropped on the silicon wafer S Si and evaporated to dryness (diameter D
1 = 8 mm), which was used as a sample for observing the uneven distribution of the dried solid matter (FIG. 2 (b)).

【0047】この試料を上述の装置で蛍光X線分析し、
イメージングプレートに形成した蛍光X線像のデジタル
画像データを画面に出力させたところ、図7(c)に示
したような画像が得られた。この場合、分析条件として
は、励起X線エネルギー12keV、ピンホールサイズ
0.3mm、試料SSiとピンホール1A との距離d1
cm、ピンホール1A と像面との距離d2 2.5cmと
し、露光時間5分間とした。従来法で測定した場合、測
定範囲を1cm×1cmの範囲に限っても、分解能1m
mで画像化しようとするとき、その測定点は100点以
上となり、さらにこの場合に1点あたりの測定時間を短
くすることはできない。従って、本発明に比してはるか
に長時間の測定が必要になることが推定される。
This sample was subjected to fluorescent X-ray analysis with the above-mentioned device,
When the digital image data of the fluorescent X-ray image formed on the imaging plate was output to the screen, the image as shown in FIG. 7C was obtained. In this case, the analysis conditions are as follows: excited X-ray energy 12 keV, pinhole size 0.3 mm, distance d 15 between sample S Si and pinhole 1 A.
cm, the distance d 2 between the pinhole 1 A and the image plane was 2.5 cm, and the exposure time was 5 minutes. When measured by the conventional method, the resolution is 1 m even if the measurement range is limited to 1 cm x 1 cm.
When trying to image with m, the number of measurement points becomes 100 or more, and in this case, the measurement time per point cannot be shortened. Therefore, it is estimated that the measurement for a much longer time is required as compared with the present invention.

【0048】実施例2 実施例1と同様の装置構成で、図2に示した原理で次の
ように汚染元素の種類(クロムと亜鉛)を区別した。S
iウェハ試料SSiを種類の異なる金属元素(クロムおよ
び亜鉛)で故意に汚染して試料とした。この場合、汚染
源としては原子吸光用標準液(それぞれ金属元素に換算
して、1mg/1ml)を用い、図8(a)のようにS
iウェハSSi上に、Cr、Zn、Crの順で3点ポイン
ト汚染した(Cr汚染ポイントとZn汚染ポイントとの
距離D2 =6mm、Zn汚染ポイントとCr汚染ポイン
トとの距離D3 =5mm)。
Example 2 With the same apparatus configuration as in Example 1, the types of contaminant elements (chromium and zinc) were distinguished as follows based on the principle shown in FIG. S
The i-wafer sample S Si was intentionally contaminated with different kinds of metal elements (chromium and zinc) to obtain a sample. In this case, a standard solution for atomic absorption (each converted to a metal element, 1 mg / 1 ml) is used as a pollution source, and S is used as shown in FIG.
Cr, Zn, and Cr were contaminated on the i-wafer S Si in the order of 3 points (distance D 2 = 6 mm between Cr contamination point and Zn contamination point, distance D 3 = 5 mm between Zn contamination point and Cr contamination point). ).

【0049】この場合、分析条件としては、励起X線エ
ネルギー12keVで露光時間30分間と、励起X線エ
ネルギー7keVで露光時間30分間との2通りを行っ
た。その結果、12keV励起を行った場合には図8
(b)に示したように、Cr及びZnの汚染像が観察さ
れた。また、7keV励起を行った場合には、図8
(c)に示したように、Crの汚染像のみ観察された。
これは、K系列に関して、Znの最低励起エネルギーが
9.66keV、Crが5.99keVであるから、1
2keV励起ではCr、Znとも励起され、7keV励
起ではCrしか励起されなかったためと考えられる。
In this case, two analytical conditions were used: exposure X-ray energy of 12 keV and exposure time of 30 minutes, and excitation X-ray energy of 7 keV and exposure time of 30 minutes. As a result, when 12 keV excitation is performed, the result of FIG.
As shown in (b), contamination images of Cr and Zn were observed. In addition, when 7 keV excitation is performed, as shown in FIG.
As shown in (c), only the Cr contamination image was observed.
This is because the lowest excitation energy of Zn is 9.66 keV and Cr is 5.99 keV with respect to the K series.
It is considered that both Cr and Zn were excited by the 2 keV excitation, and only Cr was excited by the 7 keV excitation.

【0050】この実施例2により、図2の原理にしたが
いCr汚染ポイントとZn汚染ポイントCrとの区別が
できることが確認できた。
According to the second embodiment, it was confirmed that the Cr contamination point and the Zn contamination point Cr can be distinguished according to the principle of FIG.

【0051】[0051]

【発明の効果】本発明によれば、蛍光X線分析により、
試料表面の元素の二次元的分布を分析するにあたり、励
起X線、試料、検出器の視野を2次元駆動させる機構を
不要とし、簡便な機構でかつ高い分解能で分析すること
が可能となる。さらに、従来法に比べ、測定時間を短縮
することも可能となる。
According to the present invention, by fluorescent X-ray analysis,
In analyzing the two-dimensional distribution of elements on the sample surface, a mechanism for driving the excitation X-ray, the sample, and the field of view of the detector in two dimensions is not necessary, and the analysis can be performed with a simple mechanism and high resolution. Further, it becomes possible to shorten the measurement time as compared with the conventional method.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明の装置のシステム構成図である。FIG. 1 is a system configuration diagram of an apparatus of the present invention.

【図2】励起エネルギーの異なる蛍光X線像の画像デー
タの差分により元素の種類を特定する方法の説明図であ
る。
FIG. 2 is an explanatory diagram of a method for identifying the type of element by the difference between image data of fluorescent X-ray images having different excitation energies.

【図3】本発明の装置と従来型の半導体検出器を用いた
蛍光X線分析装置とを組み合わせて元素の定量分析をす
る方法の説明図である。
FIG. 3 is an explanatory diagram of a method for quantitatively analyzing an element by combining the apparatus of the present invention and a fluorescent X-ray analysis apparatus using a conventional semiconductor detector.

【図4】励起ビームとして電子ビームを用いた本発明の
装置のシステム構成図である。
FIG. 4 is a system configuration diagram of an apparatus of the present invention using an electron beam as an excitation beam.

【図5】結像手段としてゾーンプレートを設けた本発明
の装置のシステム構成図である。
FIG. 5 is a system configuration diagram of an apparatus of the present invention in which a zone plate is provided as an image forming unit.

【図6】結像手段として複数のピンホールを設けた本発
明の装置のシステム構成図である。
FIG. 6 is a system configuration diagram of an apparatus of the present invention in which a plurality of pinholes are provided as an image forming unit.

【図7】実施例で使用した試料及びそれにより得られた
蛍光X線像の説明図である。
FIG. 7 is an explanatory diagram of a sample used in an example and a fluorescent X-ray image obtained thereby.

【図8】実施例で使用した試料及びそれにより得られた
蛍光X線像の説明図である。
FIG. 8 is an explanatory diagram of a sample used in an example and a fluorescent X-ray image obtained by the sample.

【図9】従来の蛍光X線分析法の説明図である。FIG. 9 is an explanatory diagram of a conventional fluorescent X-ray analysis method.

【図10】従来の蛍光X線分析法の説明図である。FIG. 10 is an explanatory diagram of a conventional fluorescent X-ray analysis method.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

I 蛍光X線像 Ix 汚染元素の蛍光X線像 L0 励起X線 L1 励起X線の散乱X線 LS 試料を構成する主要元素(例えば、シリコンウエ
ハを試料とした場合には、Si)からの蛍光X線 Lx 汚染元素からの蛍光X線 S 試料 SL 試料の照射領域 X 汚染元素 1 結像手段 1A ピンホール 1B ゾーンプレート 2 蛍光X線検出器 2A イメージングプレート 3 試料ホルダ 4 上下機構 5 上下微調整機構 6 スウィーベル機構
I fluorescent X-ray image I x contaminating elements of the fluorescent X-ray L 0 excitation X-ray L 1 induced X-ray scattering X-ray L S key element samples constituting the (e.g., in the case where the silicon wafer and sample, Si ) Fluorescent X-ray from L x Fluorescent X-ray from contaminant element S Sample S L Sample irradiation area X Contaminating element 1 Imaging means 1 A Pinhole 1 B Zone plate 2 Fluorescent X-ray detector 2 A Imaging plate 3 Sample Holder 4 Vertical mechanism 5 Vertical fine adjustment mechanism 6 Swivel mechanism

Claims (7)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 試料表面に励起ビームを照射する励起
源、励起ビームの照射により試料から発せられた蛍光X
線を結像させる結像手段、及び結像手段による蛍光X線
像の二次元的強度分布を記録する蛍光X線検出器を備え
ていることを特徴とする蛍光X線分析装置。
1. An excitation source for irradiating a sample surface with an excitation beam, and fluorescence X emitted from the sample by irradiation with the excitation beam.
An X-ray fluorescence analyzer comprising: an image forming means for forming an image of a line; and a fluorescent X-ray detector for recording a two-dimensional intensity distribution of the fluorescent X-ray image by the image forming means.
【請求項2】 結像手段が、試料と蛍光X線検出器との
間に配されたピンホールからなる請求項1記載の蛍光X
線分析装置。
2. The fluorescent X according to claim 1, wherein the image forming means comprises a pinhole arranged between the sample and the fluorescent X-ray detector.
Line analyzer.
【請求項3】 結像手段が、試料と蛍光X線検出器との
間に配されたゾーンプレートからなる請求項1記載の蛍
光X線分析装置。
3. An X-ray fluorescence analyzer according to claim 1, wherein the image forming means comprises a zone plate arranged between the sample and the X-ray fluorescence detector.
【請求項4】 蛍光X線検出器がイメージングプレート
からなる請求項1又は2記載の蛍光X線分析装置。
4. The X-ray fluorescence analyzer according to claim 1, wherein the X-ray fluorescence detector comprises an imaging plate.
【請求項5】 試料、結像手段及び蛍光X線検出器の相
対的距離を可変とし、蛍光X線像を任意の倍率で得られ
るようにした請求項1〜4のいずれかに記載の蛍光X線
分析装置。
5. The fluorescence according to claim 1, wherein the relative distance between the sample, the imaging means and the fluorescent X-ray detector is variable so that a fluorescent X-ray image can be obtained at an arbitrary magnification. X-ray analyzer.
【請求項6】 励起源が、エネルギー可変に励起ビーム
を照射できるビーム源からなる請求項1〜5のいずれか
に記載の蛍光X線分析装置。
6. The X-ray fluorescence analyzer according to claim 1, wherein the excitation source is a beam source capable of irradiating the excitation beam with variable energy.
【請求項7】 相互に異なるエネルギーの励起ビームに
より形成された蛍光X線像相互の差分画像データを算出
する演算装置、及び差分画像データに基づく差分画像を
表示する表示装置を有する請求項6記載の蛍光X線分析
装置。
7. An arithmetic device for calculating difference image data between fluorescent X-ray images formed by excitation beams having mutually different energies, and a display device for displaying a difference image based on the difference image data. X-ray fluorescence analyzer.
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