JPWO2015125604A1 - X-ray analyzer and computer program - Google Patents

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    • G01N23/2252Measuring emitted X-rays, e.g. electron probe microanalysis [EPMA]

Abstract

試料の形状による影響を低減したX線強度分布を求めることができるX線分析装置及びコンピュータプログラムを提供する。X線分析装置は、試料5上でビームを照射した各部分から発生したX線を複数のX線検出器で検出し、相対比の大きさに対して単純増加する重み係数を夫々に乗じた複数のX線強度を加算した重み付き加算値を計算する。X線分析装置は、計算した重み付き加算値を試料5上の各部分でのX線強度として、試料5から発生したX線の強度分布を生成する。X線強度の重み付き加算値は、試料5の形状の影響で減衰したX線強度の寄与が小さく、減衰の無いX線強度に近い。重み付き加算値を試料5の各部分でのX線強度としたことで、試料5の形状による影響を低減したX線強度分布が得られる。Provided are an X-ray analysis apparatus and a computer program capable of obtaining an X-ray intensity distribution with reduced influence due to the shape of a sample. The X-ray analyzer detects X-rays generated from each portion irradiated with the beam on the sample 5 by a plurality of X-ray detectors, and multiplies each by a weighting factor that simply increases with respect to the magnitude of the relative ratio. A weighted addition value obtained by adding a plurality of X-ray intensities is calculated. The X-ray analyzer generates an intensity distribution of X-rays generated from the sample 5 by using the calculated weighted addition value as the X-ray intensity at each portion on the sample 5. The weighted addition value of the X-ray intensity has a small contribution of the X-ray intensity attenuated by the influence of the shape of the sample 5, and is close to the X-ray intensity without attenuation. By setting the weighted addition value as the X-ray intensity at each portion of the sample 5, an X-ray intensity distribution in which the influence of the shape of the sample 5 is reduced can be obtained.

Description

本発明は、試料から発生するX線の強度分布を分析するX線分析装置及びコンピュータプログラムに関する。   The present invention relates to an X-ray analyzer and a computer program for analyzing an intensity distribution of X-rays generated from a sample.

X線分析は、電子線又はX線等の放射線を試料へ照射し、試料から発生するX線をX線検出器で検出し、特性X線又は蛍光X線のスペクトルから試料に含有される元素の定性分析又は定量分析を行う分析手法である。また放射線のビームで試料を走査しながら試料からのX線を検出することにより、特定の元素に起因する特性X線又は蛍光X線の強度分布を調べることができる。特定の元素に起因する特性X線又は蛍光X線の強度は特定の元素の量に対応するので、特定の元素に起因する特性X線又は蛍光X線の強度分布を調べることにより、試料に含有される特定の元素の濃度分布を得ることができる。電子線を用いるX線分析装置は、電子顕微鏡に組み込まれていることもある。   X-ray analysis is an element contained in a sample from the spectrum of characteristic X-rays or fluorescent X-rays by irradiating the sample with radiation such as electron beams or X-rays, detecting X-rays generated from the sample with an X-ray detector. This is an analysis method for performing qualitative analysis or quantitative analysis. Further, by detecting X-rays from the sample while scanning the sample with a radiation beam, the intensity distribution of characteristic X-rays or fluorescent X-rays caused by a specific element can be examined. The intensity of the characteristic X-ray or fluorescent X-ray caused by a specific element corresponds to the amount of the specific element. Therefore, by examining the intensity distribution of the characteristic X-ray or fluorescent X-ray caused by the specific element, it is contained in the sample. It is possible to obtain a concentration distribution of a specific element. An X-ray analyzer using an electron beam may be incorporated in an electron microscope.

ところで、試料に凹凸が存在する場合は、試料の一部から発生したX線がX線検出器に検出される前に試料の他の部分に遮られることがある。このため、検出されるX線の強度は試料の形状に応じて変化する。X線分析装置が検出した特性X線又は蛍光X線の強度分布には、試料の形状による強度変化の影響が含まれており、正確な元素濃度分布を得ることができないことがある。このような場合には、試料を回転させる等の方法により、試料を観測する方向を変更する必要があった。   By the way, when the sample has irregularities, X-rays generated from a part of the sample may be blocked by other parts of the sample before being detected by the X-ray detector. For this reason, the intensity | strength of the detected X-ray changes according to the shape of a sample. The intensity distribution of characteristic X-rays or fluorescent X-rays detected by the X-ray analyzer includes the influence of intensity change due to the shape of the sample, and an accurate element concentration distribution may not be obtained. In such a case, it was necessary to change the direction of observing the sample by a method such as rotating the sample.

そこで、複数のX線検出器を用いて複数方向から試料を観測することができるX線分析装置が実用化されている。特許文献1には、2基のX線検出器を用いたX線分析装置が開示されている。また、2基のX線検出器へ入射するX線の強度比から、2基のX線検出器で検出したX線強度の加算値を補正するための補正係数を予め求めておき、補正係数を用いてX線強度を補正することによって、試料の形状による影響を低減させる技術も開示されている。   Thus, an X-ray analyzer that can observe a sample from a plurality of directions using a plurality of X-ray detectors has been put into practical use. Patent Document 1 discloses an X-ray analyzer using two X-ray detectors. A correction coefficient for correcting the added value of the X-ray intensities detected by the two X-ray detectors is obtained in advance from the intensity ratio of the X-rays incident on the two X-ray detectors. There is also disclosed a technique for reducing the influence of the shape of the sample by correcting the X-ray intensity using.

特開2002−310957号公報JP 2002-310957 A

複数方向から試料を観測できるX線分析装置では、一つの試料に対して複数のX線強度分布が得られる。いずれのX線強度分布にも、試料の形状による強度変化の影響が含まれている。観測の方向が異なると、試料の形状による強度変化も異なるので、X線強度分布は一致しない。このため、複数のX線強度分布はいずれも正確な元素濃度分布には対応しない。そこで、複数のX線強度分布から、元素濃度分布を導出する方法が求められる。複数のX線強度分布を単純に加算しただけでは、試料の形状による影響を除去することができないので、特許文献1に開示されたような試料の形状による影響を低減させる技術が必要である。しかしながら、2基のX線検出器を用いる方法では、二つの方向からしかX線を検出できないので、試料の形状による影響を低減させる効果が不十分になることがある。より多くのX線検出器を用いた場合は、補正係数が複雑になりすぎてしまい、分析が困難になるという問題がある。   In an X-ray analyzer that can observe a sample from a plurality of directions, a plurality of X-ray intensity distributions can be obtained for one sample. Any X-ray intensity distribution includes the influence of intensity change due to the shape of the sample. If the observation direction is different, the intensity change due to the shape of the sample is also different, so the X-ray intensity distributions do not match. For this reason, none of the plurality of X-ray intensity distributions corresponds to an accurate element concentration distribution. Therefore, a method for deriving an element concentration distribution from a plurality of X-ray intensity distributions is required. A simple addition of a plurality of X-ray intensity distributions cannot remove the influence due to the shape of the sample, so a technique for reducing the influence due to the shape of the sample as disclosed in Patent Document 1 is required. However, in the method using two X-ray detectors, since X-rays can be detected only from two directions, the effect of reducing the influence due to the shape of the sample may be insufficient. When more X-ray detectors are used, there is a problem that the correction coefficient becomes too complex and analysis becomes difficult.

本発明は、斯かる事情に鑑みてなされたものであって、その目的とするところは、複数のX線検出器で検出したX線強度を簡単な計算方法で補正することにより、試料の形状による影響を低減したX線強度分布を求めることができるX線分析装置及びコンピュータプログラムを提供することにある。   The present invention has been made in view of such circumstances, and an object of the present invention is to correct the X-ray intensity detected by a plurality of X-ray detectors by a simple calculation method, thereby obtaining the shape of the sample. It is an object to provide an X-ray analysis apparatus and a computer program that can obtain an X-ray intensity distribution with reduced influence by the above.

本発明に係るX線分析装置は、試料をビームで走査する走査部と、該走査部による走査によって試料上でビームを照射された部分から発生したX線を検出する複数のX線検出器とを備えるX線分析装置において、前記走査部による走査によって試料上でビームを照射された複数の部分の夫々について、前記複数のX線検出器が検出した複数のX線強度を、各X線強度の相対比の大きさに対して単純増加する重み係数を各X線強度に乗じた上で加算した重み付き加算値を計算する計算部と、試料上でビームを照射された各部分に、各部分について前記計算部が計算した重み付き加算値を関連付けることにより、X線の修正された強度分布を生成する強度分布生成部とを備えることを特徴とする。   An X-ray analysis apparatus according to the present invention includes a scanning unit that scans a sample with a beam, and a plurality of X-ray detectors that detect X-rays generated from a portion irradiated with the beam by the scanning unit. In the X-ray analysis apparatus comprising: a plurality of X-ray intensities detected by the plurality of X-ray detectors for each of a plurality of portions irradiated with a beam on the sample by scanning by the scanning unit. A calculation unit that calculates a weighted addition value obtained by multiplying each X-ray intensity by a weighting factor that simply increases with respect to the magnitude of the relative ratio, and each portion irradiated with the beam on the sample, An intensity distribution generation unit that generates a corrected intensity distribution of X-rays by associating the weighted addition value calculated by the calculation unit with respect to the portion.

本発明に係るX線分析装置は、前記計算部は、前記複数のX線強度の和で各X線強度を除した値を前記重み係数とするように構成してあることを特徴とする。   The X-ray analysis apparatus according to the present invention is characterized in that the calculation unit is configured such that a value obtained by dividing each X-ray intensity by the sum of the plurality of X-ray intensities is used as the weighting factor.

本発明に係るX線分析装置は、前記計算部は、前記複数のX線強度の内で最大のX線強度に対する重み係数を1とし、他のX線強度に対する重み係数を0とするように構成してあることを特徴とする。   In the X-ray analysis apparatus according to the present invention, the calculation unit sets the weighting coefficient for the maximum X-ray intensity among the plurality of X-ray intensities to 1 and sets the weighting coefficient for other X-ray intensities to 0. It is configured.

本発明に係るX線分析装置は、前記計算部は、各X線検出器が検出したX線の特定のエネルギー範囲又は波長範囲の積分値を、前記複数のX線検出器に亘って前記積分値を加算した値で除した値を、前記重み係数とするように構成してあることを特徴とする。   In the X-ray analysis apparatus according to the present invention, the calculation unit calculates an integral value of a specific energy range or wavelength range of X-rays detected by each X-ray detector over the plurality of X-ray detectors. A value obtained by dividing the value by the added value is configured as the weighting factor.

本発明に係るX線分析装置は、前記計算部は、特定の元素に起因するX線を前記複数のX線検出器が検出した複数のX線強度に対して、前記重み付き加算値を計算するように構成してあり、前記強度分布生成部は、前記特定の元素に起因するX線の強度分布を生成するように構成してあることを特徴とする。   In the X-ray analysis apparatus according to the present invention, the calculation unit calculates the weighted addition value for a plurality of X-ray intensities detected by the plurality of X-ray detectors for X-rays caused by a specific element. The intensity distribution generation unit is configured to generate an X-ray intensity distribution caused by the specific element.

本発明に係るX線分析装置は、試料へビームを照射する照射部と、試料上でビームを照射された部分から発生したX線を検出する複数のX線検出器とを備えるX線分析装置において、前記複数のX線検出器が検出した複数のX線強度を、各X線強度の相対比の大きさに対して単純増加する重み係数を各X線強度に乗じた上で加算した重み付き加算値を計算する計算部と、X線のエネルギー又は波長の夫々について前記計算部が計算した重み付き加算値をX線強度としたスペクトルを生成するスペクトル生成部とを備えることを特徴とする。   An X-ray analyzer according to the present invention includes an irradiation unit that irradiates a sample with a beam, and a plurality of X-ray detectors that detect X-rays generated from the portion irradiated with the beam on the sample. The weights obtained by multiplying the X-ray intensities obtained by multiplying the X-ray intensities detected by the plurality of X-ray detectors by a weighting factor that simply increases with respect to the relative ratio of the X-ray intensities. A calculation unit that calculates an added value, and a spectrum generation unit that generates a spectrum using the weighted addition value calculated by the calculation unit for each of X-ray energy or wavelength as an X-ray intensity. .

本発明に係るコンピュータプログラムは、ビームで走査された試料から発生したX線を複数のX線検出器で検出した結果をコンピュータに解析させるコンピュータプログラムにおいて、コンピュータに、走査によって試料上でビームを照射された複数の部分の夫々について、前記複数のX線検出器が検出した複数のX線強度を、各X線強度の相対比の大きさに対して単純増加する重み係数を各X線強度に乗じた上で加算した重み付き加算値を計算させるステップと、コンピュータに、試料上でビームを照射された各部分に、各部分について計算した重み付き加算値を関連付けることにより、X線の強度分布を生成させるステップとを含むことを特徴とする。   The computer program according to the present invention is a computer program for causing a computer to analyze the results of detecting X-rays generated from a sample scanned with a beam by a plurality of X-ray detectors. For each of the plurality of portions, a plurality of X-ray intensities detected by the plurality of X-ray detectors are set to each X-ray intensity with a weight coefficient that simply increases with respect to the relative ratio of each X-ray intensity. X-ray intensity distribution by associating a weighted addition value calculated for each part with a step of causing the computer to calculate a weighted addition value obtained by multiplication and adding each part irradiated with the beam on the sample Generating.

本発明においては、X線分析装置は、ビームを照射した試料から発生したX線を複数のX線検出器で検出し、X線強度の相対比の大きさに対して単純増加する重み係数を乗じた上で複数のX線強度を加算した重み付き加算値を計算する。X線分析装置は、重み付き加算値を試料上の各部分でのX線強度として、X線の強度分布を生成する。X線強度の重み付加算値は、複数のX線検出器で検出したX線強度の内、相対的に大きい強度の寄与が大きくなり、試料の形状に応じてX線が減衰することによる影響が低減される。   In the present invention, an X-ray analyzer detects X-rays generated from a sample irradiated with a beam with a plurality of X-ray detectors, and sets a weighting factor that simply increases with respect to the relative ratio of X-ray intensity. A weighted addition value obtained by adding a plurality of X-ray intensities after multiplication is calculated. The X-ray analyzer generates an X-ray intensity distribution using the weighted addition value as the X-ray intensity at each portion on the sample. The weighted addition value of the X-ray intensity has an effect that the contribution of a relatively large intensity among the X-ray intensities detected by a plurality of X-ray detectors becomes large, and the X-ray attenuates according to the shape of the sample. Is reduced.

本発明においては、X線分析装置は、複数のX線検出器で検出したX線強度の和で各X線強度を除した値を重み係数として、X線強度の重み付加算値を計算する。試料の各部分でのX線強度として、複数のX線検出器で検出したX線強度の内で相対的に大きい強度の寄与が大きく、相対的に小さい強度の寄与が小さいX線強度が生成される。   In the present invention, the X-ray analyzer calculates a weighted addition value of X-ray intensity using a value obtained by dividing each X-ray intensity by the sum of X-ray intensities detected by a plurality of X-ray detectors as a weighting factor. . As the X-ray intensity at each part of the sample, an X-ray intensity with a large contribution of a relatively large intensity among the X-ray intensities detected by a plurality of X-ray detectors is generated. Is done.

本発明においては、X線分析装置は、複数のX線検出器で検出したX線強度の内で最大のX線強度に対する重み係数を1とし、他のX線強度に対する重み係数を0として、X線強度の重み付加算値を計算する。これにより、X線分析装置は、複数のX線検出器で検出したX線強度の内の最大値を、試料から発生した特性X線の強度とする。   In the present invention, the X-ray analyzer sets the weighting coefficient for the maximum X-ray intensity among the X-ray intensities detected by the plurality of X-ray detectors to 1, and sets the weighting coefficient for the other X-ray intensities to 0. A weighted addition value of the X-ray intensity is calculated. Thereby, the X-ray analyzer sets the maximum value among the X-ray intensities detected by the plurality of X-ray detectors as the intensity of the characteristic X-ray generated from the sample.

本発明においては、X線分析装置は、各X線検出器で検出したX線の積分値を複数のX線検出器に亘って加算した値で、各積分値を除することによって、重み係数を得る。積分は特定のエネルギー又は波長の範囲で行われる。積分範囲は、例えば、X線を検出することができる全エネルギー若しくは全波長の範囲、又は特定の元素に起因する特性X線のエネルギー若しくは波長が含まれる範囲である。この重み係数を用いてX線強度の重み付加算値を計算することにより、複数のX線検出器で検出したX線強度の内で相対的に大きい強度の寄与が大きく、相対的に小さい強度の寄与が小さいX線強度が得られる。   In the present invention, the X-ray analyzing apparatus divides each integral value by a value obtained by adding the integral values of the X-rays detected by the respective X-ray detectors over a plurality of X-ray detectors. Get. Integration is performed over a specific energy or wavelength range. The integration range is, for example, a range of all energy or all wavelengths in which X-rays can be detected, or a range including energy or wavelength of characteristic X-rays caused by a specific element. By calculating the weighted addition value of the X-ray intensity using this weighting factor, the contribution of a relatively large intensity among the X-ray intensities detected by a plurality of X-ray detectors is large, and the intensity is relatively small. X-ray intensity with a small contribution can be obtained.

本発明においては、X線分析装置は、特定の元素に対応する特性X線の強度分布を生成する。これにより、特定の元素の試料上の濃度分布が得られる。   In the present invention, the X-ray analyzer generates a characteristic X-ray intensity distribution corresponding to a specific element. Thereby, the concentration distribution on the sample of a specific element is obtained.

本発明においては、X線分析装置は、計算したX線強度の重み付加算値からなるスペクトルを生成する。これにより、試料の形状による影響を低減したX線スペクトルが得られる。   In the present invention, the X-ray analyzer generates a spectrum composed of a weighted addition value of the calculated X-ray intensity. Thereby, the X-ray spectrum which reduced the influence by the shape of a sample is obtained.

本発明にあっては、X線分析装置は、試料の形状による影響を低減した特性X線の強度分布を容易に生成することができる。このため、X線分析装置は、試料に含まれる元素の正確な濃度分布を得ることが可能となる等、本発明は優れた効果を奏する。   In the present invention, the X-ray analyzer can easily generate the intensity distribution of characteristic X-rays in which the influence due to the shape of the sample is reduced. For this reason, the X-ray analyzer can obtain an accurate concentration distribution of elements contained in the sample, and the present invention has excellent effects.

実施の形態1に係るX線分析装置の構成を示すブロック図である。1 is a block diagram showing a configuration of an X-ray analysis apparatus according to Embodiment 1. FIG. X線検出部の模式的平面図である。It is a typical top view of a X-ray detection part. 制御装置の内部構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the internal structure of a control apparatus. 個々のX線検出器が検出した特性X線の強度分布の例を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the example of intensity distribution of the characteristic X-ray which each X-ray detector detected. 制御装置が実行する処理の手順を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the procedure of the process which a control apparatus performs. S3で生成された特性X線の強度分布の例を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the example of intensity distribution of the characteristic X-ray produced | generated by S3. 実施の形態5に係るX線分析装置の構成を示すブロック図である。FIG. 10 is a block diagram showing a configuration of an X-ray analyzer according to a fifth embodiment.

以下本発明をその実施の形態を示す図面に基づき具体的に説明する。
(実施の形態1)
図1は、実施の形態1に係るX線分析装置の構成を示すブロック図である。X線分析装置は、試料5に電子線(ビーム)を照射する電子銃41と、電子レンズ系42と、試料5が載置される試料台43とを備えている。電子レンズ系42は、電子線の方向を変更させる走査コイルを含んでいる。電子銃41及び電子レンズ系42は、本発明における走査部に対応する。また、電子銃41及び電子レンズ系42は、X線分析装置全体を制御する制御装置3に接続されている。
Hereinafter, the present invention will be specifically described with reference to the drawings showing embodiments thereof.
(Embodiment 1)
FIG. 1 is a block diagram showing the configuration of the X-ray analyzer according to the first embodiment. The X-ray analyzer includes an electron gun 41 that irradiates a sample 5 with an electron beam (beam), an electron lens system 42, and a sample stage 43 on which the sample 5 is placed. The electron lens system 42 includes a scanning coil that changes the direction of the electron beam. The electron gun 41 and the electron lens system 42 correspond to the scanning unit in the present invention. The electron gun 41 and the electron lens system 42 are connected to a control device 3 that controls the entire X-ray analyzer.

電子レンズ系42と試料台43との間には、X線検出部1が配置されている。X線検出部1は、電子線を通すための孔を設けた形状に形成されている。図1中には、X線検出部1の断面を示している。また、X線検出部1は、夫々にSDD(Silicon Drift Detector)を用いてなる複数のX線検出器を含んで構成されている。図2は、X線検出部1の模式的平面図である。X線検出部1は、孔15を形成した基板に複数のX線検出器11,12,13,14が実装され、孔15を囲んでX線検出器11,12,13,14が配置された構成となっている。X線検出部1は、孔15を電子線が通る位置に配置され、X線の入射面が電子線の軸に交差して配置されている。また、X線検出部1には、ペルチェ素子等の図示しない冷却機構が付属している。試料5が試料台43に載置された状態では、試料5の電子線が照射される面の前面にX線検出部1が配置されている。制御装置3からの制御信号に従って、電子銃41が電子線を放出し、電子レンズ系42が電子線の方向を定め、電子線はX線検出部1の孔15を通って試料台43上の試料5へ照射される。試料5上で、電子線を照射された部分では、特性X線が発生する。特性X線は、X線検出部1に含まれるX線検出器11,12,13,14で検出される。即ち、試料5上の同一の部分から同時に発生した特性X線が、複数のX線検出器で夫々独立に検出される。図1には、電子線を実線矢印で示し、特性X線を破線矢印で示している。X線検出器11,12,13,14は、検出した特性X線のエネルギーに比例した信号を出力する。X線分析装置の構成の内、少なくとも電子銃41、電子レンズ系42、X線検出部1及び試料台43は、図示しない真空箱の中に納められている。真空箱は、電子線及びX線を遮蔽する材料で構成されており、X線分析装置の動作中には真空箱の内部は真空に保たれている。   The X-ray detection unit 1 is disposed between the electron lens system 42 and the sample stage 43. The X-ray detector 1 is formed in a shape provided with a hole for passing an electron beam. FIG. 1 shows a cross section of the X-ray detector 1. The X-ray detector 1 includes a plurality of X-ray detectors each using an SDD (Silicon Drift Detector). FIG. 2 is a schematic plan view of the X-ray detection unit 1. In the X-ray detection unit 1, a plurality of X-ray detectors 11, 12, 13, and 14 are mounted on a substrate on which a hole 15 is formed, and the X-ray detectors 11, 12, 13, and 14 are disposed surrounding the hole 15. It becomes the composition. The X-ray detection unit 1 is disposed at a position where the electron beam passes through the hole 15, and the X-ray incident surface intersects the electron beam axis. The X-ray detection unit 1 is attached with a cooling mechanism (not shown) such as a Peltier element. In a state where the sample 5 is placed on the sample stage 43, the X-ray detection unit 1 is disposed in front of the surface of the sample 5 that is irradiated with the electron beam. In accordance with a control signal from the control device 3, the electron gun 41 emits an electron beam, the electron lens system 42 determines the direction of the electron beam, and the electron beam passes through the hole 15 of the X-ray detection unit 1 on the sample table 43. The sample 5 is irradiated. A characteristic X-ray is generated in the portion irradiated with the electron beam on the sample 5. Characteristic X-rays are detected by X-ray detectors 11, 12, 13, and 14 included in the X-ray detector 1. That is, characteristic X-rays simultaneously generated from the same portion on the sample 5 are detected independently by a plurality of X-ray detectors. In FIG. 1, the electron beam is indicated by a solid line arrow, and the characteristic X-ray is indicated by a broken line arrow. The X-ray detectors 11, 12, 13, and 14 output a signal proportional to the detected characteristic X-ray energy. Of the configuration of the X-ray analyzer, at least the electron gun 41, the electron lens system 42, the X-ray detector 1 and the sample stage 43 are housed in a vacuum box (not shown). The vacuum box is made of a material that shields electron beams and X-rays, and the inside of the vacuum box is kept in a vacuum during the operation of the X-ray analyzer.

X線検出器11,12,13,14の夫々は、出力した信号を処理する信号処理部2に接続されている。信号処理部2は、X線検出器11,12,13,14が出力した信号を受け付け、信号を値別にカウントし、信号の値が示す特性X線のエネルギーとカウント数とを対応付けた特性X線のスペクトルを取得する処理を行う。あるエネルギーに対応付けられたカウント数は、当該エネルギーを有する特性X線の強度である。信号処理部2は、制御装置3に接続されている。電子レンズ系42が電子線の方向を順次変更することにより、電子線は試料5を走査する。電子線が試料5を走査することにより、試料5上の走査領域内の夫々の部分に電子線が順次照射される。電子線が試料5を走査することに伴い、試料5上で電子線を照射された部分から発生した特性X線がX線検出器11,12,13,14で順次検出される。信号処理部2は、順次信号処理を行うことにより、試料5上の電子線を照射された複数の部分で発生した特性X線のスペクトルを順次生成する。信号処理部2は、X線検出器11,12,13,14の夫々が検出した特性X線のスペクトルを個別に生成する。即ち、試料5上で電子線が照射された複数の部分の夫々について、特性X線の複数のスペクトルが生成される。信号処理部2は、生成した特性X線のスペクトルのデータを制御装置3へ順次出力する。   Each of the X-ray detectors 11, 12, 13, and 14 is connected to a signal processing unit 2 that processes the output signal. The signal processing unit 2 receives signals output from the X-ray detectors 11, 12, 13, and 14, counts the signals by value, and associates the characteristic X-ray energy indicated by the signal value with the count number. Processing to acquire an X-ray spectrum is performed. The count number associated with a certain energy is the intensity of characteristic X-rays having that energy. The signal processing unit 2 is connected to the control device 3. The electron beam scans the sample 5 by the electron lens system 42 sequentially changing the direction of the electron beam. As the electron beam scans the sample 5, the electron beam is sequentially irradiated to each portion in the scanning region on the sample 5. As the electron beam scans the sample 5, the characteristic X-rays generated from the portion irradiated with the electron beam on the sample 5 are sequentially detected by the X-ray detectors 11, 12, 13, and 14. The signal processing unit 2 sequentially generates a spectrum of characteristic X-rays generated at a plurality of portions irradiated with the electron beam on the sample 5 by sequentially performing signal processing. The signal processing unit 2 individually generates a spectrum of characteristic X-rays detected by the X-ray detectors 11, 12, 13, and 14. That is, a plurality of spectra of characteristic X-rays are generated for each of a plurality of portions irradiated with an electron beam on the sample 5. The signal processing unit 2 sequentially outputs the generated characteristic X-ray spectrum data to the control device 3.

図3は、制御装置3の内部構成を示すブロック図である。制御装置3は、パーソナルコンピュータ等のコンピュータを用いて構成されている。制御装置3は、演算を行うCPU(Central Processing Unit )31と、演算に伴って発生する一時的なデータを記憶するRAM(Random Access Memory)32と、光ディスク等の記録媒体6から情報を読み取るドライブ部33と、ハードディスク等の不揮発性の記憶部34とを備えている。また制御装置3は、使用者の操作を受け付けるキーボード又はマウス等の操作部35と、液晶ディスプレイ等の表示部36と、インタフェース部37とを備えている。インタフェース部37には、電子銃41、電子レンズ系42、及び信号処理部2が接続されている。CPU31は、記録媒体6に記録されたコンピュータプログラム61をドライブ部33に読み取らせ、読み取ったコンピュータプログラム61を記憶部34に記憶させる。コンピュータプログラム61は必要に応じて記憶部34からRAM32へロードされ、CPU31は、ロードされたコンピュータプログラム61に従って、X線分析装置に必要な処理を実行する。なお、コンピュータプログラム61は、制御装置3の外部からダウンロードされてもよい。制御装置3は、信号処理部2から出力された特性X線のスペクトルのデータをインタフェース部37で受け付け、試料5上で電子線を照射された部分の位置と特性X線のスペクトルとを関連付けたデータを記憶部34に記憶する。また、制御装置3は、インタフェース部37に接続された電子レンズ系42の動作を制御する。   FIG. 3 is a block diagram showing an internal configuration of the control device 3. The control device 3 is configured using a computer such as a personal computer. The control device 3 includes a CPU (Central Processing Unit) 31 that performs calculations, a RAM (Random Access Memory) 32 that stores temporary data generated along with the calculations, and a drive that reads information from a recording medium 6 such as an optical disk. Unit 33 and a non-volatile storage unit 34 such as a hard disk. Further, the control device 3 includes an operation unit 35 such as a keyboard or a mouse that accepts a user operation, a display unit 36 such as a liquid crystal display, and an interface unit 37. An electron gun 41, an electron lens system 42, and the signal processing unit 2 are connected to the interface unit 37. The CPU 31 causes the drive unit 33 to read the computer program 61 recorded on the recording medium 6 and stores the read computer program 61 in the storage unit 34. The computer program 61 is loaded from the storage unit 34 to the RAM 32 as necessary, and the CPU 31 executes processing necessary for the X-ray analyzer according to the loaded computer program 61. The computer program 61 may be downloaded from outside the control device 3. The control device 3 receives the characteristic X-ray spectrum data output from the signal processing unit 2 by the interface unit 37, and associates the position of the portion irradiated with the electron beam on the sample 5 with the characteristic X-ray spectrum. Data is stored in the storage unit 34. Further, the control device 3 controls the operation of the electron lens system 42 connected to the interface unit 37.

電子線による試料5の走査が終了した段階で、制御装置3は、X線検出器11,12,13,14の夫々で検出した特性X線のスペクトルのデータを試料5上の各部分に関連付けて記憶部34で記憶している。記憶されたデータから、X線検出器11,12,13,14の夫々が検出した特性X線の試料5上での強度分布を求めることも可能である。しかしながら、個々のX線検出器が検出する特性X線の強度は、試料5の形状による影響を受けている。このため、個々のX線検出器が検出した特性X線の強度分布は、試料5中の元素の濃度分布には対応しない。   When the scanning of the sample 5 by the electron beam is completed, the control device 3 associates the characteristic X-ray spectrum data detected by the X-ray detectors 11, 12, 13, and 14 with each portion on the sample 5. Is stored in the storage unit 34. It is also possible to obtain the intensity distribution on the sample 5 of the characteristic X-rays detected by the X-ray detectors 11, 12, 13, and 14 from the stored data. However, the characteristic X-ray intensity detected by each X-ray detector is influenced by the shape of the sample 5. For this reason, the intensity distribution of characteristic X-rays detected by individual X-ray detectors does not correspond to the concentration distribution of elements in the sample 5.

また、特性X線の強度は、各X線検出器の検出効率によっても影響を受ける。各X線検出器の検出効率は、一般的には種々の要因により互いに異なる。検出効率が異なる要因は、例えば、X線検出器の有効面積、試料からX線検出器までの距離、及び試料からの特性X線のX線検出器への入射角度から決まる検出立体角の差がある。また、例えば、X線検出器へ入射するX線が透過するX線窓又はX線検出器のX線入射面の材質及び厚みの違いによるX線検出器の検出感度の差である。また、例えば、信号処理の速度又は時定数の違いによる不感時間の差である。しかし、これらの要因は特性X線の測定前に既知であるので、各X線検出器の検出効率の違いを補正係数で補正することができる。補正係数は、理論的又は実験的に予め定められており、記憶部34に記憶されている。制御装置3は、各X線検出器の検出効率による影響を補正した特性X線のスペクトルのデータを記憶部34に記憶する。   The intensity of characteristic X-rays is also affected by the detection efficiency of each X-ray detector. The detection efficiencies of the respective X-ray detectors are generally different from each other due to various factors. Factors that cause different detection efficiencies include, for example, the difference in detection solid angle determined from the effective area of the X-ray detector, the distance from the sample to the X-ray detector, and the incident angle of the characteristic X-ray from the sample to the X-ray detector. There is. Also, for example, the difference in detection sensitivity of the X-ray detector due to the difference in the material and thickness of the X-ray entrance surface of the X-ray detector or the X-ray incident surface of the X-ray detector. For example, it is a difference in dead time due to a difference in signal processing speed or time constant. However, since these factors are known before the measurement of characteristic X-rays, the difference in detection efficiency of each X-ray detector can be corrected with a correction coefficient. The correction coefficient is predetermined theoretically or experimentally and is stored in the storage unit 34. The control device 3 stores, in the storage unit 34, characteristic X-ray spectrum data in which the influence of the detection efficiency of each X-ray detector is corrected.

図4は、個々のX線検出器が検出した特性X線の強度分布の例を示す模式図である。試料5の形状は球形であり、試料5上の各部分からは同一強度の特性X線が発生したと仮定する。図4Aは、X線検出器11が検出した特性X線の強度分布を示す。図4A〜D上のハッチングが濃い部分は、検出した特性X線の強度が小さいことを示している。図1及び図2に示すように、X線検出器11は、試料5の斜め上の位置で試料5からの特性X線を検出する。試料5上の各部分の内でX線検出器11から見て他の部分の陰に隠れる部分からの特性X線は、強度が減衰する。図2に示す平面図上で、試料5は孔15の位置にあり、X線検出器11は試料5に対して左上の位置にあるので、球状の試料5の右下部分は、X線検出器11から見て他の部分の陰に隠れている。従って、図4Aに示すように、X線検出器11が検出した特性X線の強度分布では、右下部分の特性X線強度が他の部分に比べて小さくなっている。   FIG. 4 is a schematic diagram showing an example of intensity distribution of characteristic X-rays detected by individual X-ray detectors. It is assumed that the sample 5 has a spherical shape, and characteristic X-rays having the same intensity are generated from each part on the sample 5. FIG. 4A shows the intensity distribution of characteristic X-rays detected by the X-ray detector 11. The dark hatched portions in FIGS. 4A to 4D indicate that the intensity of the detected characteristic X-ray is small. As shown in FIGS. 1 and 2, the X-ray detector 11 detects characteristic X-rays from the sample 5 at a position obliquely above the sample 5. The intensity of the characteristic X-rays from the portions hidden on the shadow of other portions when viewed from the X-ray detector 11 in each portion on the sample 5 is attenuated. In the plan view shown in FIG. 2, since the sample 5 is at the position of the hole 15 and the X-ray detector 11 is at the upper left position with respect to the sample 5, the lower right portion of the spherical sample 5 is detected by X-ray detection. Hidden behind other parts as seen from the vessel 11. Therefore, as shown in FIG. 4A, in the intensity distribution of the characteristic X-ray detected by the X-ray detector 11, the characteristic X-ray intensity in the lower right part is smaller than in the other parts.

図4Bは、X線検出器12が検出した特性X線の強度分布を示す。図2に示す平面図上で、X線検出器12は試料5に対して左下の位置にあるので、図4Bに示すように、X線検出器12が検出した特性X線の強度分布では、右上部分の特性X線強度が他の部分に比べて小さくなっている。図4Cは、X線検出器13が検出した特性X線の強度分布を示す。図2に示す平面図上で、X線検出器13は試料5に対して右上の位置にあるので、図4Cに示すように、X線検出器13が検出した特性X線の強度分布では、左下部分の特性X線強度が他の部分に比べて小さくなっている。図4Dは、X線検出器14が検出した特性X線の強度分布を示す。図2に示す平面図上で、X線検出器14は試料5に対して右下の位置にあるので、図4Dに示すように、X線検出器14が検出した特性X線の強度分布では、左上部分の特性X線強度が他の部分に比べて小さくなっている。   FIG. 4B shows the intensity distribution of characteristic X-rays detected by the X-ray detector 12. On the plan view shown in FIG. 2, the X-ray detector 12 is located at the lower left position with respect to the sample 5, so as shown in FIG. 4B, in the intensity distribution of the characteristic X-ray detected by the X-ray detector 12, The characteristic X-ray intensity in the upper right part is smaller than in other parts. FIG. 4C shows the characteristic X-ray intensity distribution detected by the X-ray detector 13. On the plan view shown in FIG. 2, the X-ray detector 13 is located at the upper right position with respect to the sample 5, so as shown in FIG. 4C, the intensity distribution of the characteristic X-ray detected by the X-ray detector 13 is The characteristic X-ray intensity in the lower left part is smaller than in other parts. FIG. 4D shows the intensity distribution of characteristic X-rays detected by the X-ray detector 14. In the plan view shown in FIG. 2, the X-ray detector 14 is located at the lower right position with respect to the sample 5. Therefore, as shown in FIG. 4D, the intensity distribution of the characteristic X-ray detected by the X-ray detector 14 is The characteristic X-ray intensity in the upper left part is smaller than in the other parts.

制御装置3は、試料5の形状による影響を除去するように、特性X線の強度分布を補正する計算を行う。試料5上の電子線を照射される各部分の位置を(x,y)で示す。複数のX線検出器の数をNとし、(x,y)の位置で発生した特性X線をi番目のX線検出器で検出した強度をIi (x,y)とする。Ii (x,y)は特性X線のカウント数であり、夫々のエネルギーについて得られる。本実施の形態に示す例では、N=4である。制御装置3は、下記の(1)式に従った計算により、複数のX線検出器で検出した特性X線強度の重み付き加算値I(x,y)を計算する。The control device 3 performs a calculation for correcting the intensity distribution of the characteristic X-ray so as to remove the influence due to the shape of the sample 5. The position of each part irradiated with the electron beam on the sample 5 is indicated by (x, y). Let N be the number of X-ray detectors, and let I i (x, y) be the intensity at which the characteristic X-ray generated at the position (x, y) is detected by the i-th X-ray detector. I i (x, y) is a count number of characteristic X-rays, and is obtained for each energy. In the example shown in the present embodiment, N = 4. The control device 3 calculates a weighted addition value I (x, y) of characteristic X-ray intensities detected by a plurality of X-ray detectors by calculation according to the following equation (1).

Figure 2015125604
Figure 2015125604

(1)式中のwi (x,y)は、X線検出器別の重み係数である。重み係数wi (x,y)は、(x,y)の位置で発生した特性X線を検出した複数のX線検出器の夫々について、検出した特性X線の強度の相対比の大きさに対して単純増加するように定められる。具体的には、重み係数wi (x,y)は下記の(2)式で表される。In the equation (1), w i (x, y) is a weighting factor for each X-ray detector. The weighting factor w i (x, y) is the magnitude of the relative ratio of the detected characteristic X-ray intensity for each of a plurality of X-ray detectors that have detected the characteristic X-ray generated at the position (x, y). It is determined to increase simply. Specifically, the weight coefficient w i (x, y) is expressed by the following equation (2).

Figure 2015125604
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(2)式で表されるように、wi (x,y)は、(x,y)の位置で発生した特性X線を複数のX線検出器で検出した強度の和で、各X線検出器で検出した特性X線の強度を除した値である。(1)式及び(2)式を用いてI(x,y)を計算することにより、複数のX線検出器で検出した特性X線の強度の内、相対的に大きい強度のI(x,y)に対する影響をより大きく、相対的に小さい強度のI(x,y)に対する影響をより小さくする。複数の特性X線の強度の内、相対的に小さい強度は試料5の形状の影響により減衰したものであり、相対的に大きい強度は減衰の無い特性X線の強度に近い。複数のX線検出器で測定した特性X線強度の重み付き加算値I(x,y)は、相対的に大きい強度の寄与が大きく、相対的に小さい強度の寄与が小さいので、試料5の形状による影響を低減した特性X線強度である。As expressed by the equation (2), w i (x, y) is a sum of intensities obtained by detecting a characteristic X-ray generated at the position (x, y) with a plurality of X-ray detectors. This is a value obtained by dividing the intensity of the characteristic X-ray detected by the line detector. By calculating I (x, y) using the equations (1) and (2), I (x having a relatively large intensity among the intensities of characteristic X-rays detected by a plurality of X-ray detectors. , Y) is increased, and the influence on relatively small intensity I (x, y) is decreased. Among the plurality of characteristic X-ray intensities, a relatively small intensity is attenuated by the influence of the shape of the sample 5, and a relatively large intensity is close to the intensity of the characteristic X-rays without attenuation. Since the weighted addition value I (x, y) of the characteristic X-ray intensity measured by a plurality of X-ray detectors has a large contribution of relatively large intensity and a small contribution of small intensity, It is the characteristic X-ray intensity in which the influence of the shape is reduced.

図5は、制御装置3が実行する処理の手順を示すフローチャートである。CPU31は、コンピュータプログラム61を記憶部34からRAM32へロードし、ロードしたコンピュータプログラム61に従って以下の処理を実行する。制御装置3は、電子銃41及び電子レンズ系42を制御して電子線で試料5を走査させながら、X線検出器11,12,13,14の夫々で検出した特性X線のスペクトルのデータを試料5上の各部分に関連付けて記憶部34に記憶する(S1)。CPU31は、記憶部34に記憶した特性X線のスペクトルのデータをRAM32へ読み出し、(1)式及び(2)式を用いて、X線検出器11,12,13,14で検出した特性X線強度の重み付き加算値I(x,y)を計算する(S2)。S2では、CPU31は、特性X線のスペクトルに含まれる夫々のエネルギーについて、特性X線強度の重み付き加算値I(x,y)を計算する。CPU31は、特性X線のエネルギーと計算したI(x,y)とを対応付けて、試料5の形状による影響を低減した特性X線のスペクトルを生成する。また、S2では、CPU31は、試料5上で電子線を照射された夫々の部分について、X線検出器11,12,13,14で検出した特性X線強度の重み付き加算値I(x,y)を計算し、試料5の形状による影響を低減した特性X線のスペクトルを生成する。   FIG. 5 is a flowchart showing a procedure of processing executed by the control device 3. The CPU 31 loads the computer program 61 from the storage unit 34 to the RAM 32 and executes the following processing according to the loaded computer program 61. The control device 3 controls the electron gun 41 and the electron lens system 42 and scans the sample 5 with the electron beam, while detecting the characteristic X-ray spectrum data detected by the X-ray detectors 11, 12, 13, and 14. Are associated with each part on the sample 5 and stored in the storage unit 34 (S1). The CPU 31 reads out the characteristic X-ray spectrum data stored in the storage unit 34 to the RAM 32 and uses the equations (1) and (2) to detect the characteristic X detected by the X-ray detectors 11, 12, 13, and 14. The weighted addition value I (x, y) of the line intensity is calculated (S2). In S2, the CPU 31 calculates a weighted addition value I (x, y) of the characteristic X-ray intensity for each energy included in the spectrum of the characteristic X-ray. The CPU 31 associates the characteristic X-ray energy with the calculated I (x, y), and generates a characteristic X-ray spectrum in which the influence of the shape of the sample 5 is reduced. In S <b> 2, the CPU 31 weights the characteristic X-ray intensity detected by the X-ray detectors 11, 12, 13, and 14 for each portion irradiated with the electron beam on the sample 5. y) is calculated to generate a characteristic X-ray spectrum in which the influence of the shape of the sample 5 is reduced.

CPU31は、次に、特性X線強度の重み付き加算値I(x,y)を、試料5から発生した特性X線の強度として、試料5上で発生した特性X線の強度分布を生成する(S3)。具体的には、CPU31は、試料5上で電子線を照射された夫々の部分の位置と計算した特性X線強度の重み付き加算値I(x,y)とを関連付けることにより、特性X線の強度分布を生成する。S3では、CPU31は、試料5上の夫々の部分の位置と特性X線のスペクトルとを関連付けて、特性X線のスペクトル分布を生成する。また、CPU31は、試料5上の夫々の部分の位置と特性X線のスペクトルに含まれる特定のエネルギーのI(x,y)とを関連付けて、特定のエネルギーを有する特性X線の強度分布を生成することもできる。記憶部34は、特定の元素と当該元素に起因する特性X線のエネルギーとを対応付けたデータを記憶しておき、CPU31は、特定の元素に対応するエネルギーを有する特性X線の強度分布を生成してもよい。S3で得られた特性X線の強度分布は、試料5の形状による影響を低減するように修正された強度分布である。また、CPU31は、特定の元素に対応するエネルギーのI(x,y)から元素濃度を計算し、試料5上の夫々の部分の位置と特定の元素の濃度とを関連付けた元素濃度分布を生成してもよい。また、CPU31は、特定の元素に起因する特性X線のエネルギーのみについて、特性X線強度の重み付き加算値I(x,y)を計算し、特定の元素に起因する特性X線の強度分布又は特定の元素の濃度分布を生成してもよい。また、CPU31は、生成した特性X線の強度分布又は元素濃度分布の画像を表示部36に表示させることも可能である。CPU31は、特性X線の強度分布又は元素濃度分布を表すデータを記憶部34に記憶し、処理を終了する。   Next, the CPU 31 generates the intensity distribution of the characteristic X-rays generated on the sample 5 by using the weighted addition value I (x, y) of the characteristic X-ray intensity as the intensity of the characteristic X-rays generated from the sample 5. (S3). Specifically, the CPU 31 associates the position of each portion irradiated with the electron beam on the sample 5 with the weighted addition value I (x, y) of the calculated characteristic X-ray intensity to thereby obtain the characteristic X-ray. Generate an intensity distribution of In S <b> 3, the CPU 31 associates the position of each portion on the sample 5 with the spectrum of the characteristic X-ray to generate a spectral distribution of the characteristic X-ray. Further, the CPU 31 associates the position of each portion on the sample 5 with I (x, y) of the specific energy included in the spectrum of the characteristic X-ray, and calculates the intensity distribution of the characteristic X-ray having the specific energy. It can also be generated. The storage unit 34 stores data in which a specific element and characteristic X-ray energy caused by the element are associated with each other, and the CPU 31 calculates the intensity distribution of the characteristic X-ray having energy corresponding to the specific element. It may be generated. The intensity distribution of the characteristic X-ray obtained in S3 is an intensity distribution corrected so as to reduce the influence of the shape of the sample 5. The CPU 31 calculates the element concentration from the energy I (x, y) corresponding to the specific element, and generates an element concentration distribution in which the position of each part on the sample 5 is associated with the concentration of the specific element. May be. Further, the CPU 31 calculates the weighted addition value I (x, y) of the characteristic X-ray intensity only for the energy of the characteristic X-ray caused by the specific element, and the intensity distribution of the characteristic X-ray caused by the specific element Alternatively, a concentration distribution of a specific element may be generated. The CPU 31 can also display an image of the generated characteristic X-ray intensity distribution or element concentration distribution on the display unit 36. The CPU 31 stores data representing the intensity distribution or element concentration distribution of characteristic X-rays in the storage unit 34 and ends the process.

以上詳述したごとく、本実施の形態においては、X線分析装置は、電子線を照射した試料5の各部分から発生した特性X線をX線検出器11,12,13,14で検出し、特性X線強度の重み付き加算値I(x,y)を計算する。X線分析装置は、計算した重み付き加算値I(x,y)を試料5の各部分での特性X線強度として、試料5から発生した特性X線の強度分布を生成する。特性X線強度の重み付き加算値I(x,y)は、複数のX線検出器で検出した特性X線強度の内、相対的に大きい強度の寄与が大きい。試料5の同一部分から発生した特性X線を複数のX線検出器で検出した強度が異なる原因は、X線検出器の位置によって試料5の形状の影響による特性X線の減衰が異なることである。相対的に大きい強度は減衰の無い特性X線の強度に近いので、相対的に大きい強度の寄与が大きく相対的に小さい強度の寄与が小さい特性X線強度の重み付き加算値I(x,y)は、試料5の形状による影響を低減した特性X線強度である。X線分析装置は、重み付き加算値I(x,y)を特性X線強度として、試料5から発生した特性X線の強度分布を生成することにより、試料5の形状による影響を低減した特性X線の強度分布を生成することができる。   As described above in detail, in the present embodiment, the X-ray analyzer detects characteristic X-rays generated from each part of the sample 5 irradiated with the electron beam by the X-ray detectors 11, 12, 13, and 14. The weighted addition value I (x, y) of the characteristic X-ray intensity is calculated. The X-ray analyzer generates the intensity distribution of the characteristic X-rays generated from the sample 5 by using the calculated weighted addition value I (x, y) as the characteristic X-ray intensity in each part of the sample 5. The weighted addition value I (x, y) of the characteristic X-ray intensity greatly contributes to a relatively large intensity among the characteristic X-ray intensities detected by a plurality of X-ray detectors. The reason why the intensity of the characteristic X-rays generated from the same part of the sample 5 detected by the plurality of X-ray detectors is different is that the attenuation of the characteristic X-rays due to the influence of the shape of the sample 5 differs depending on the position of the X-ray detector. is there. Since the relatively large intensity is close to the intensity of the characteristic X-rays without attenuation, the weighted addition value I (x, y) of the characteristic X-ray intensity has a large contribution of relatively large intensity and a small contribution of relatively small intensity. ) Is the characteristic X-ray intensity in which the influence of the shape of the sample 5 is reduced. The X-ray analyzer generates a characteristic X-ray intensity distribution generated from the sample 5 using the weighted addition value I (x, y) as the characteristic X-ray intensity, thereby reducing the influence of the shape of the sample 5 An X-ray intensity distribution can be generated.

図6は、S3で生成された特性X線の強度分布の例を示す模式図である。図6には、図4A〜Dに示した特性X線の検出結果から試料5の形状による影響を低減して生成した特性X線の強度分布を示している。試料5の形状に起因して特性X線の強度が低下している部分が無くなり、試料5上の各部分からは均一な強度で特性X線が発生したことが示されている。   FIG. 6 is a schematic diagram illustrating an example of the intensity distribution of the characteristic X-ray generated in S3. FIG. 6 shows the intensity distribution of characteristic X-rays generated by reducing the influence of the shape of the sample 5 from the characteristic X-ray detection results shown in FIGS. It is shown that there is no portion where the intensity of the characteristic X-ray is reduced due to the shape of the sample 5, and the characteristic X-ray is generated from each part on the sample 5 with a uniform intensity.

本実施の形態に係る特性X線強度の重み付き加算値I(x,y)の計算方法は、簡単な計算方法であり、X線検出器の数が多くなったとしても複雑になることが無い。従って、X線分析装置は、X線検出器の数が多い場合でも、試料の形状による影響を低減したX線強度分布を容易に求めることができる。そして、X線分析装置は、多数のX線検出器を用いることで、試料の形状による影響を十分に低減したX線強度分布を得ることが可能となる。   The calculation method of the weighted addition value I (x, y) of the characteristic X-ray intensity according to the present embodiment is a simple calculation method, and may be complicated even if the number of X-ray detectors increases. No. Therefore, even when the number of X-ray detectors is large, the X-ray analyzer can easily obtain an X-ray intensity distribution in which the influence of the sample shape is reduced. The X-ray analysis apparatus can obtain an X-ray intensity distribution in which the influence of the shape of the sample is sufficiently reduced by using a large number of X-ray detectors.

X線分析装置が生成した特性X線の強度分布では、試料5上の位置の違いによる特性X線強度の違いに対して、試料5の形状による影響は小さい。このため、この強度分布は、特性X線の原因となる元素の試料5上での濃度分布を反映している。従って、X線分析装置は、試料5に含まれる元素の正確な濃度分布を得ることが可能となる。   In the intensity distribution of the characteristic X-ray generated by the X-ray analyzer, the influence of the shape of the sample 5 is small with respect to the difference in the characteristic X-ray intensity due to the difference in position on the sample 5. For this reason, this intensity distribution reflects the concentration distribution on the sample 5 of the element causing the characteristic X-rays. Therefore, the X-ray analysis apparatus can obtain an accurate concentration distribution of elements contained in the sample 5.

なお、X線分析装置は、特性X線の強度分布又は元素濃度分布の画像を表示部36に表示する形態に限るものではなく、外部の表示装置に画像を表示させる形態であってもよい。また、信号処理部2は、本実施の形態で説明した制御装置3の処理の一部を実行する形態であってもよく、制御装置3は、本実施の形態で説明した信号処理部2の処理の一部を実行する形態であってもよい。また、X線分析装置は、信号処理部2と制御装置3とが一体になった形態であってもよい。また、X線分析装置は、SEM(走査型電子顕微鏡)又はTEM(透過型電子顕微鏡)に組み込まれた形態であってもよい。この形態では、X線分析装置には、SEM又はTEM用に、反射電子、二次電子又は透過電子等の電子を検出する検出器と、検出器からの信号を処理する信号処理部とが備えられる。   Note that the X-ray analysis apparatus is not limited to the form in which the image of the characteristic X-ray intensity distribution or the element concentration distribution is displayed on the display unit 36, but may be a form in which an image is displayed on an external display device. Further, the signal processing unit 2 may be configured to execute a part of the processing of the control device 3 described in the present embodiment, and the control device 3 may include the signal processing unit 2 described in the present embodiment. The form which performs a part of process may be sufficient. Further, the X-ray analysis apparatus may have a form in which the signal processing unit 2 and the control device 3 are integrated. Further, the X-ray analyzer may be in a form incorporated in an SEM (scanning electron microscope) or TEM (transmission electron microscope). In this embodiment, the X-ray analyzer includes a detector for detecting electrons such as reflected electrons, secondary electrons, or transmitted electrons, and a signal processing unit for processing signals from the detector, for SEM or TEM. It is done.

(実施の形態2)
実施の形態2に係るX線分析装置の構成は、実施の形態1と同様である。実施の形態2においては、X線分析装置は、特性X線強度の重み付き加算値I(x,y)を実施の形態1とは異なる方法で計算する。
(Embodiment 2)
The configuration of the X-ray analyzer according to the second embodiment is the same as that of the first embodiment. In the second embodiment, the X-ray analyzer calculates the weighted addition value I (x, y) of the characteristic X-ray intensity by a method different from that in the first embodiment.

X線分析装置は、実施の形態1と同様に、試料5へ電子線を照射し、試料5の各部分から発生した特性X線をX線検出器11,12,13,14で検出し、特性X線のスペクトルを信号処理部2で生成する。制御装置3は、実施の形態1と同様に、S1〜S3の処理を実行する。この処理の内、S2では、CPU31は、重み係数wi (x,y)を計算するために(2)式を使用せずに他の方法で計算を行う。CPU31は、試料5上の(x,y)の位置で発生した特性X線を複数のX線検出器で検出した強度Ii (x,y)の内、最大の強度に対する重み係数を1とし、他のX線強度に対する重み係数を0とする。即ち、N個のIi (x,y)の内の最大値をIj (x,y)とすると、wj (x,y)=1、i≠jのwi (x,y)=0となる。特性X線強度の重み付き加算値I(x,y)は、(1)式より、I(x,y)=Ij (x,y)となる。CPU31は、S2で、このようにして特性X線強度の重み付き加算値I(x,y)を計算する。As in the first embodiment, the X-ray analyzer irradiates the sample 5 with an electron beam and detects characteristic X-rays generated from each part of the sample 5 with the X-ray detectors 11, 12, 13, and 14. A spectrum of characteristic X-rays is generated by the signal processing unit 2. The control device 3 executes the processes of S1 to S3 as in the first embodiment. Among these processes, in S2, the CPU 31 performs calculation by another method without using the equation (2) in order to calculate the weighting coefficient w i (x, y). The CPU 31 sets the weight coefficient for the maximum intensity to 1 among the intensities I i (x, y) obtained by detecting the characteristic X-rays generated at the position (x, y) on the sample 5 with a plurality of X-ray detectors. The weighting factors for other X-ray intensities are set to zero. That is, assuming that the maximum value of N I i (x, y) is I j (x, y), w j (x, y) = 1, i ≠ j w i (x, y) = 0. The weighted addition value I (x, y) of the characteristic X-ray intensity is I (x, y) = I j (x, y) from the equation (1). In S2, the CPU 31 calculates the weighted addition value I (x, y) of the characteristic X-ray intensity in this way.

以上のように、本実施の形態においては、X線分析装置は、X線検出器11,12,13,14で検出した特性X線の強度の内の最大値を、試料5から発生した特性X線の強度とし、試料5上で発生した特性X線の強度分布を生成する。複数のX線検出器で検出した特性X線強度の内の最大値は、試料5の形状の影響による特性X線の減衰が最少になっている。この最大値を特性X線の強度とすることにより、X線分析装置は、試料5の形状による影響を可及的に低減した特性X線強度を得ることができる。X線分析装置は、得られた特性X線の強度分布を生成することにより、試料5の形状による影響を可及的に低減した特性X線の強度分布を生成することができる。また、X線分析装置は、実施の形態1と同様に、試料5に含まれる元素の正確な濃度分布を得ることが可能となる。   As described above, in the present embodiment, the X-ray analyzer is a characteristic generated from the sample 5 with the maximum value of the characteristic X-ray intensities detected by the X-ray detectors 11, 12, 13, and 14. The intensity distribution of the characteristic X-ray generated on the sample 5 is generated with the X-ray intensity. The maximum value of the characteristic X-ray intensities detected by the plurality of X-ray detectors has the minimum attenuation of the characteristic X-ray due to the influence of the shape of the sample 5. By setting this maximum value as the characteristic X-ray intensity, the X-ray analyzer can obtain characteristic X-ray intensity in which the influence of the shape of the sample 5 is reduced as much as possible. The X-ray analyzer can generate an intensity distribution of the characteristic X-rays obtained, thereby generating an intensity distribution of the characteristic X-rays in which the influence of the shape of the sample 5 is reduced as much as possible. In addition, the X-ray analyzer can obtain an accurate concentration distribution of elements contained in the sample 5 as in the first embodiment.

本実施の形態では、複数のX線検出器で検出した特性X線強度の加算を実際には行わない。加算による特性X線強度の平滑化が行われないので、実施の形態1に比べて、特性X線の強度分布及び元素の濃度分布のSN比が悪化する。しかしながら、実施の形態1に必要な特性X線強度の加算、除算及び乗算が不必要であるので、本実施の形態では制御装置3の計算負荷が低下する。従って、本実施の形態では、より小さい計算リソースでX線分析装置を実現することができる。   In the present embodiment, the characteristic X-ray intensity detected by a plurality of X-ray detectors is not actually added. Since the characteristic X-ray intensity is not smoothed by the addition, the SN ratio of the characteristic X-ray intensity distribution and the element concentration distribution is deteriorated as compared with the first embodiment. However, since addition, division, and multiplication of the characteristic X-ray intensity necessary for the first embodiment are unnecessary, the calculation load of the control device 3 is reduced in this embodiment. Therefore, in this embodiment, the X-ray analysis apparatus can be realized with smaller calculation resources.

なお、本実施の形態においては、複数のX線検出器で検出した特性X線の強度の内で最大値のみを使用する形態を示したが、X線分析装置は、相対的に値が大きい複数の特性X線強度を使用する形態であってもよい。例えば、X線分析装置は、複数のX線検出器で検出した特性X線の強度の内、相対的に値が大きい所定数の特性X線強度に対する重み係数を正の値とし、その他の特性X線強度に対する重み係数を0として、特性X線強度の重み付き加算値I(x,y)を計算する形態であってもよい。   In the present embodiment, an example is shown in which only the maximum value is used among the intensity of characteristic X-rays detected by a plurality of X-ray detectors, but the X-ray analyzer has a relatively large value. A form using a plurality of characteristic X-ray intensities may be used. For example, the X-ray analysis apparatus sets a weighting factor for a predetermined number of characteristic X-ray intensities having relatively large values among characteristic X-ray intensities detected by a plurality of X-ray detectors as a positive value, and other characteristics. The weighted addition value I (x, y) of the characteristic X-ray intensity may be calculated by setting the weighting coefficient for the X-ray intensity to 0.

(実施の形態3)
実施の形態3に係るX線分析装置の構成は、実施の形態1と同様である。X線分析装置は、実施の形態1と同様に、試料5へ電子線を照射し、試料5の各部分から発生した特性X線をX線検出器11,12,13,14で検出し、特性X線のスペクトルを信号処理部2で生成する。制御装置3は、実施の形態1と同様に、S1〜S3の処理を実行する。この処理の内、S2では、CPU31は、重み係数wi (x,y)を計算するために(2)式を使用せずに、下記の(3)式で表される重み係数wi (x,y)を使用する。
(Embodiment 3)
The configuration of the X-ray analyzer according to the third embodiment is the same as that of the first embodiment. As in the first embodiment, the X-ray analyzer irradiates the sample 5 with an electron beam and detects characteristic X-rays generated from each part of the sample 5 with the X-ray detectors 11, 12, 13, and 14. A spectrum of characteristic X-rays is generated by the signal processing unit 2. The control device 3 executes the processes of S1 to S3 as in the first embodiment. Among these processes, in S2, the CPU 31 does not use the equation (2) to calculate the weighting factor w i (x, y), but instead uses the weighting factor w i ( x, y) is used.

Figure 2015125604
Figure 2015125604

(3)式中のSi (x,y)は、下記の(4)式で表される。S i (x, y) in the equation (3) is represented by the following equation (4).

Figure 2015125604
Figure 2015125604

(4)式中のEは特性X線のエネルギーであり、Emin はX線検出器11,12,13,14で検出することが可能な特性X線のエネルギーの下限値、Emax は上限値である。Si (x,y)は、特性X線の全エネルギーに亘るカウント数の総和である。CPU31は、S2で、(3)式及び(4)式を用いて重み係数wi (x,y)を計算し、(1)式を用いて特性X線強度の重み付き加算値I(x,y)を計算する。CPU31は、S3では、実施の形態1と同様の処理を行い、特性X線の強度分布を生成する。また、X線分析装置は、実施の形態1と同様に、試料5に含まれる元素の正確な濃度分布を得ることが可能である。本実施の形態においても、X線分析装置は、試料5の形状による影響を可及的に低減した特性X線の強度分布を生成することができ、また、試料5に含まれる元素の正確な濃度分布を得ることが可能となる。In equation (4), E is the characteristic X-ray energy, Emin is the lower limit value of the characteristic X-ray energy that can be detected by the X-ray detectors 11, 12, 13, and 14, and Emax is the upper limit value. is there. S i (x, y) is the sum of the counts over the entire energy of the characteristic X-ray. In S2, the CPU 31 calculates the weighting coefficient w i (x, y) using the equations (3) and (4), and uses the equation (1) to add the weighted addition value I (x , Y). In S3, the CPU 31 performs the same process as in the first embodiment, and generates a characteristic X-ray intensity distribution. In addition, the X-ray analyzer can obtain an accurate concentration distribution of elements contained in the sample 5 as in the first embodiment. Also in the present embodiment, the X-ray analyzer can generate a characteristic X-ray intensity distribution in which the influence of the shape of the sample 5 is reduced as much as possible. A concentration distribution can be obtained.

以上のように、本実施の形態では、特性X線の全エネルギーに亘るカウント数の総和から重み係数wi (x,y)を計算する。これにより、いずれのエネルギーにおいても重み係数wi (x,y)が同一となる。特性X線強度の重み付き加算値I(x,y)を計算する際には、特性X線のスペクトルに含まれる夫々のエネルギーについて重み係数wi (x,y)を逐一計算する必要が無くなり、必要な計算量が低減される。また、夫々のエネルギーについて重み係数を計算する場合に比べて、特性X線強度の重み付き加算値I(x,y)の変動が小さくなり、特性X線の強度分布及び元素の濃度分布のSN比が改善される。As described above, in the present embodiment, the weight coefficient w i (x, y) is calculated from the sum of the count numbers over the entire energy of the characteristic X-ray. As a result, the weighting coefficient w i (x, y) is the same for any energy. When calculating the weighted addition value I (x, y) of the characteristic X-ray intensity, it is not necessary to calculate the weight coefficient w i (x, y) for each energy included in the spectrum of the characteristic X-ray. The amount of calculation required is reduced. In addition, the variation of the weighted addition value I (x, y) of the characteristic X-ray intensity is smaller than when the weighting coefficient is calculated for each energy, and the SN distribution of the characteristic X-ray intensity distribution and the element concentration distribution is reduced. The ratio is improved.

(実施の形態4)
実施の形態4に係るX線分析装置の構成は、実施の形態1と同様である。実施の形態1〜3では、あるエネルギーを有するX線のカウント数をX線の強度としたが、実施の形態4においては、X線分析装置は、特定のエネルギー範囲でX線のカウント数を積分した値をX線の強度とする。
(Embodiment 4)
The configuration of the X-ray analyzer according to the fourth embodiment is the same as that of the first embodiment. In the first to third embodiments, the X-ray count number having a certain energy is set as the X-ray intensity. However, in the fourth embodiment, the X-ray analyzer sets the X-ray count number in a specific energy range. The integrated value is taken as the X-ray intensity.

X線分析装置は、実施の形態1と同様に、試料5へ電子線を照射し、試料5の各部分から発生した特性X線をX線検出器11,12,13,14で検出し、特性X線のスペクトルを信号処理部2で生成する。(x,y)の位置で発生した特性X線をi番目のX線検出器で検出した強度をRi (x,y)とする。Ri (x,y)は、特定のエネルギー範囲で特性X線のカウント数を積分した値である。Ri (x,y)は下記の(5)式で表される。As in the first embodiment, the X-ray analyzer irradiates the sample 5 with an electron beam and detects characteristic X-rays generated from each part of the sample 5 with the X-ray detectors 11, 12, 13, and 14. A spectrum of characteristic X-rays is generated by the signal processing unit 2. Let R i (x, y) be the intensity at which the characteristic X-ray generated at the position (x, y) is detected by the i-th X-ray detector. R i (x, y) is a value obtained by integrating the count number of characteristic X-rays within a specific energy range. R i (x, y) is expressed by the following equation (5).

Figure 2015125604
Figure 2015125604

(5)式の積分範囲は、特定の元素に起因する特性X線のエネルギーが含まれた特定のエネルギー範囲である。E1 は特定のエネルギー範囲に含まれるエネルギーの下限値であり、E2 は上限値である。特定の元素に対応するエネルギー範囲は、所謂ROI(region of interest)である。特性X線のスペクトル中では、特定の元素に対応するピークはROIの範囲内に含まれる。特定の元素に対応するROIは複数設定することも可能であり、(5)式の積分範囲は複数のROIを含んでいてもよい。   The integration range of the equation (5) is a specific energy range including the characteristic X-ray energy caused by the specific element. E1 is a lower limit value of energy included in a specific energy range, and E2 is an upper limit value. The energy range corresponding to a specific element is a so-called ROI (region of interest). In the spectrum of characteristic X-rays, a peak corresponding to a specific element is included in the range of ROI. A plurality of ROIs corresponding to a specific element can be set, and the integration range of equation (5) may include a plurality of ROIs.

制御装置3は、実施の形態1と同様に、S1〜S3の処理を実行する。この処理の内、S2では、制御装置3は、下記の(6)式に従った計算により、複数のX線検出器で検出した特性X線強度の重み付き加算値R(x,y)を計算する。   The control device 3 executes the processes of S1 to S3 as in the first embodiment. Among these processes, in S2, the control device 3 calculates a weighted addition value R (x, y) of characteristic X-ray intensities detected by a plurality of X-ray detectors by calculation according to the following equation (6). calculate.

Figure 2015125604
Figure 2015125604

本実施の形態におけるX線検出器別の重み係数wi (x,y)は、下記の(7)式で表される。The weighting factor w i (x, y) for each X-ray detector in the present embodiment is expressed by the following equation (7).

Figure 2015125604
Figure 2015125604

CPU31は、(5)式及び(7)式を用いて重み係数wi (x,y)を計算し、(6)式を用いて特性X線強度の重み付き加算値R(x,y)を計算する。元素濃度分布を生成すべき特定の元素が複数存在する場合は、CPU31は、夫々の元素のROIについて、重み係数wi (x,y)を計算し、特性X線強度の重み付き加算値R(x,y)を計算する。CPU31は、S3では、実施の形態1と同様の処理を行い、特性X線の強度分布を生成する。また、X線分析装置は、実施の形態1と同様に、試料5に含まれる元素の正確な濃度分布を得ることが可能である。本実施の形態においても、X線分析装置は、試料5の形状による影響を可及的に低減した特性X線の強度分布を生成することができ、また、試料5に含まれる元素の正確な濃度分布を得ることが可能となる。The CPU 31 calculates the weighting coefficient w i (x, y) using the equations (5) and (7), and uses the equation (6) to add the weighted addition value R (x, y) of the characteristic X-ray intensity. Calculate When there are a plurality of specific elements for which the element concentration distribution is to be generated, the CPU 31 calculates the weighting coefficient w i (x, y) for the ROI of each element, and the weighted addition value R of the characteristic X-ray intensity. Calculate (x, y). In S3, the CPU 31 performs the same process as in the first embodiment, and generates a characteristic X-ray intensity distribution. In addition, the X-ray analyzer can obtain an accurate concentration distribution of elements contained in the sample 5 as in the first embodiment. Also in the present embodiment, the X-ray analyzer can generate a characteristic X-ray intensity distribution in which the influence of the shape of the sample 5 is reduced as much as possible. A concentration distribution can be obtained.

以上のように、本実施の形態では、特定の元素に対応するROIの範囲内で特性X線のカウント数を積分した値を、特定の元素に起因する特性X線の強度とし、重み付き加算値R(x,y)を計算する。夫々のエネルギーについてのカウント数に比べて、ROIの範囲内でカウント数を積分した値は、値が大きくなるので、特性X線強度の重み付き加算値R(x,y)の変動が小さくなり、特性X線の強度分布及び元素の濃度分布のSN比が改善される。また、各元素に対応するROIについて重み係数及び特性X線強度の重み付き加算値を計算すればよく、夫々のエネルギーについて逐一計算する必要が無いので、必要な計算量が低減される。   As described above, in this embodiment, the value obtained by integrating the count number of characteristic X-rays within the ROI range corresponding to a specific element is set as the intensity of characteristic X-rays attributed to the specific element, and weighted addition is performed. The value R (x, y) is calculated. Since the value obtained by integrating the count number within the ROI range is larger than the count number for each energy, the variation of the weighted addition value R (x, y) of the characteristic X-ray intensity is reduced. The SN ratio of the characteristic X-ray intensity distribution and the element concentration distribution is improved. Further, the weighted addition value of the weighting coefficient and the characteristic X-ray intensity may be calculated for the ROI corresponding to each element, and it is not necessary to calculate each energy one by one, so that the necessary calculation amount is reduced.

なお、CPU31は、S2で、(7)式ではなく(3)式を用いて重み係数wi (x,y)を計算してもよい。この場合は、重み係数wi (x,y)が同一となり、必要な計算量が低減される。また、CPU31は、S2で、(7)式の計算に用いるためのRi (x,y)を計算する際の積分範囲を、複数の元素に対応する複数のROIを含んだ範囲として、重み係数wi (x,y)を計算してもよい。この場合は、重み係数wi (x,y)が同一となるとともに、(3)式を用いて重み係数を計算した場合と比べて、元素濃度分布を生成すべき複数の元素以外の元素からの影響を低減することができる。Note that the CPU 31 may calculate the weighting coefficient w i (x, y) using the equation (3) instead of the equation (7) in S2. In this case, the weighting factors w i (x, y) are the same, and the required calculation amount is reduced. Further, in S2, the CPU 31 sets the integration range when calculating R i (x, y) for use in the calculation of the expression (7) as a range including a plurality of ROIs corresponding to a plurality of elements. The coefficient w i (x, y) may be calculated. In this case, the weighting coefficients w i (x, y) are the same, and the elements other than the plurality of elements for which the element concentration distribution should be generated are compared with the case where the weighting coefficients are calculated using the equation (3). Can be reduced.

(実施の形態5)
図7は、実施の形態5に係るX線分析装置の構成を示すブロック図である。X線分析装置は、電子銃41及び電子レンズ系42は備えておらず、X線源44と試料台43を水平方向へ移動させる駆動部45とを備えている。X線源44はX線管を用いて構成されている。X線源44は、試料台43上の試料5へX線ビームを照射する。X線検出部1は、X線源44と試料台43との間に配置されている。X線検出部1の構成は実施の形態1と同様である。X線検出部1に含まれるX線検出器11,12,13,14は、X線ビームの照射によって試料5から発生した蛍光X線を検出する。信号処理部2は、X線検出器11,12,13,14が出力した信号に基づいて、蛍光X線のスペクトルを取得する。制御装置3は、駆動部45の動作を制御して、試料台43を水平面方向へ移動させ、移動した試料台43上の試料5へX線ビームを照射させることによって、X線ビームで試料5を走査する処理を実行する。X線源44及び駆動部45は、本発明における走査部に対応する。信号処理部2は、X線ブームが照射された試料5上の夫々の部分について、蛍光X線の複数のスペクトルを生成する。
(Embodiment 5)
FIG. 7 is a block diagram showing the configuration of the X-ray analyzer according to the fifth embodiment. The X-ray analyzer does not include the electron gun 41 and the electron lens system 42 but includes an X-ray source 44 and a drive unit 45 that moves the sample stage 43 in the horizontal direction. The X-ray source 44 is configured using an X-ray tube. The X-ray source 44 irradiates the sample 5 on the sample stage 43 with an X-ray beam. The X-ray detection unit 1 is disposed between the X-ray source 44 and the sample stage 43. The configuration of the X-ray detection unit 1 is the same as that of the first embodiment. X-ray detectors 11, 12, 13, and 14 included in the X-ray detection unit 1 detect fluorescent X-rays generated from the sample 5 by irradiation with an X-ray beam. The signal processing unit 2 acquires a spectrum of fluorescent X-rays based on signals output from the X-ray detectors 11, 12, 13, and 14. The control device 3 controls the operation of the driving unit 45 to move the sample stage 43 in the horizontal plane direction, and irradiate the sample 5 on the moved sample stage 43 with the X-ray beam, whereby the sample 5 is irradiated with the X-ray beam. The process of scanning is executed. The X-ray source 44 and the drive unit 45 correspond to the scanning unit in the present invention. The signal processing unit 2 generates a plurality of spectra of fluorescent X-rays for each portion on the sample 5 irradiated with the X-ray boom.

なお、X線分析装置は、X線ビームを試料5へ導くための図示しないX線光学系を備えた形態であってもよい。また、X線分析装置は、加速器を用いたX線源等、X線管を用いたX線源44以外のX線源を備えた形態であってもよい。   Note that the X-ray analyzer may have a configuration including an X-ray optical system (not shown) for guiding the X-ray beam to the sample 5. In addition, the X-ray analyzer may be in a form including an X-ray source other than the X-ray source 44 using an X-ray tube, such as an X-ray source using an accelerator.

制御装置3は、実施の形態1と同様に、S1〜S3と同様の処理を実行する。即ち、制御装置3は、X線検出器11,12,13,14の夫々で検出した蛍光X線のスペクトルのデータを試料5上の各部分に関連付けて記憶部34で記憶する。CPU31は、X線検出器11,12,13,14で検出した蛍光X線強度の重み付き加算値を計算する。このとき、CPU31は、実施の形態1〜3と同様の計算方法で蛍光X線強度の重み付き加算値I(x,y)を計算するか、又は実施の形態4と同様の計算方法で蛍光X線強度の重み付き加算値R(x,y)を計算する。CPU31は、次に、蛍光X線強度の重み付き加算値を、試料5から発生した蛍光X線の強度として、試料5上で発生した蛍光X線の強度分布を生成する。具体的には、CPU31は、試料5上でX線ビームを照射された夫々の部分の位置と計算した蛍光X線強度の重み付き加算値とを関連付けることにより、蛍光X線の強度分布を生成する。このとき、CPU31は、蛍光X線のスペクトル分布を生成することができる。また、CPU31は、特定のエネルギーを有する蛍光X線の強度分布を生成することもできる。記憶部34は、特定の元素と当該元素に起因する蛍光X線のエネルギーとを対応付けたデータを記憶しておき、CPU31は、特定の元素に対応するエネルギーを有する蛍光X線強度を生成してもよい。また、CPU31は、特定の元素に対応するエネルギーを有する蛍光X線強度から元素濃度を計算し、試料5に含まれる特定の元素の濃度分布を生成してもよい。また、CPU31は、生成した蛍光X線の強度分布又は元素濃度分布の画像を表示部36に表示させることも可能である。CPU31は、蛍光X線の強度分布又は元素濃度分布を表すデータを記憶部34に記憶する。   The control device 3 executes the same processing as S1 to S3 as in the first embodiment. That is, the control device 3 stores the fluorescent X-ray spectrum data detected by the X-ray detectors 11, 12, 13, and 14 in the storage unit 34 in association with each part on the sample 5. The CPU 31 calculates a weighted addition value of the fluorescent X-ray intensity detected by the X-ray detectors 11, 12, 13, and 14. At this time, the CPU 31 calculates the weighted addition value I (x, y) of the fluorescent X-ray intensity by the same calculation method as in the first to third embodiments, or the fluorescence by the same calculation method as in the fourth embodiment. A weighted addition value R (x, y) of the X-ray intensity is calculated. Next, the CPU 31 generates an intensity distribution of the fluorescent X-rays generated on the sample 5 using the weighted addition value of the fluorescent X-ray intensity as the intensity of the fluorescent X-rays generated from the sample 5. Specifically, the CPU 31 generates an intensity distribution of fluorescent X-rays by associating the position of each portion irradiated with the X-ray beam on the sample 5 with a weighted addition value of the calculated fluorescent X-ray intensity. To do. At this time, the CPU 31 can generate a spectral distribution of fluorescent X-rays. The CPU 31 can also generate an intensity distribution of fluorescent X-rays having specific energy. The storage unit 34 stores data in which a specific element is associated with fluorescent X-ray energy caused by the element, and the CPU 31 generates fluorescent X-ray intensity having energy corresponding to the specific element. May be. Further, the CPU 31 may calculate the element concentration from the fluorescent X-ray intensity having energy corresponding to the specific element, and generate the concentration distribution of the specific element included in the sample 5. The CPU 31 can also display an image of the generated fluorescent X-ray intensity distribution or element concentration distribution on the display unit 36. The CPU 31 stores data representing the fluorescent X-ray intensity distribution or element concentration distribution in the storage unit 34.

本実施の形態においては、X線分析装置は、実施の形態1〜4と同様に、試料5の形状による影響を低減した蛍光X線強度を得ることができる。同様に、X線分析装置は、得られた蛍光X線の強度分布を生成することにより、試料5の形状による影響を低減した蛍光X線の強度分布を生成することができる。また、同様に、X線分析装置は、試料5に含まれる元素の正確な濃度分布を得ることが可能となる。   In the present embodiment, the X-ray analyzer can obtain the fluorescent X-ray intensity with the influence of the shape of the sample 5 reduced as in the first to fourth embodiments. Similarly, the X-ray analyzer can generate an intensity distribution of fluorescent X-rays that is less influenced by the shape of the sample 5 by generating an intensity distribution of the obtained fluorescent X-rays. Similarly, the X-ray analyzer can obtain an accurate concentration distribution of elements contained in the sample 5.

なお、以上の実施の形態1〜5においては、複数のX線検出器で検出したX線のスペクトルを生成した上でX線強度分布を生成する形態を示したが、X線分析装置は、X線のスペクトルを生成することなくX線強度分布を生成する形態であってもよい。例えば、X線分析装置は、特定のエネルギーを有するX線のみの強度分布を生成する形態であってもよい。また、実施の形態1〜5においては、試料5の走査が終了した後でX線強度の重み付き加算値を計算する形態を示したが、X線分析装置は、走査と並行して、試料5上の各点から発生したX線の強度の重み付き加算値を計算する形態であってもよい。また、本発明におけるビームとして、実施の形態1〜4においては電子線を用いた形態を示し、実施の形態5においてはX線ビームを用いた形態を示したが、本発明におけるビームはその他のエネルギー線であってもよい。例えば、X線分析装置は、荷電粒子のビームを試料5へ照射する形態であってもよい。   In the above first to fifth embodiments, an X-ray intensity distribution is generated after generating X-ray spectra detected by a plurality of X-ray detectors. An X-ray intensity distribution may be generated without generating an X-ray spectrum. For example, the X-ray analyzer may be configured to generate an intensity distribution of only X-rays having specific energy. In the first to fifth embodiments, the X-ray intensity weighted addition value is calculated after the scanning of the sample 5 is completed. 5 may be a form in which a weighted addition value of the intensity of X-rays generated from each point on 5 is calculated. Further, as the beam in the present invention, the embodiment using the electron beam is shown in the first to fourth embodiments, and the embodiment using the X-ray beam is shown in the fifth embodiment. Energy rays may be used. For example, the X-ray analyzer may be configured to irradiate the sample 5 with a beam of charged particles.

また、X線分析装置は、実施の形態1〜5で示した方法以外の方法で重み係数を定めることも可能である。重み係数は、複数のX線検出器の夫々について、検出した特性X線の強度の相対比の大きさに対して単純増加するように定められる。単純増加であるので、一のX線検出器で検出した特性X線の強度が他のX線検出器で検出した特性X線の強度よりも大きい場合、一のX線検出器についての重み係数は、他のX線検出器での重み係数以上であればよい。例えば、強度の相対比の増加に対して、重み係数はステップ状に増加してもよい。二つのX線検出器で検出した特性X線の強度が同一である場合、強度の相対比がより小さい他のX線検出器と比較して、一方のX線検出器については重み係数が同一であり、他方のX線検出器については重み係数がより大きくなってもよい。   In addition, the X-ray analysis apparatus can determine the weighting coefficient by a method other than the methods shown in the first to fifth embodiments. The weighting factor is determined so as to simply increase with respect to the magnitude of the relative ratio of the detected characteristic X-ray intensity for each of the plurality of X-ray detectors. Since it is a simple increase, when the intensity of the characteristic X-ray detected by one X-ray detector is larger than the intensity of the characteristic X-ray detected by another X-ray detector, the weighting factor for the one X-ray detector May be greater than or equal to the weighting factor of other X-ray detectors. For example, the weighting factor may be increased stepwise as the relative intensity ratio increases. When the intensity of the characteristic X-rays detected by the two X-ray detectors is the same, the weighting coefficient is the same for one X-ray detector as compared to another X-ray detector having a smaller relative intensity ratio. For the other X-ray detector, the weighting factor may be larger.

また、実施の形態1〜5においては、X線検出器11,12,13,14はSDDを用いた半導体検出器であるとしたが、X線検出器11,12,13,14は、SDD以外の半導体検出器であってもよく、半導体検出器以外の検出器であってもよい。また、実施の形態1〜5においては、X線をエネルギー別に分離して検出するエネルギー分散型の形態を示したが、X線分析装置は、X線を波長別に分離して検出する波長分散型の形態であってもよい。この形態では、X線分析装置は、X線の波長とカウント数とが対応づけられたスペクトルを生成し、また、特定の元素に対応する波長のX線の強度分布を生成する。   In the first to fifth embodiments, the X-ray detectors 11, 12, 13, and 14 are semiconductor detectors using SDD. However, the X-ray detectors 11, 12, 13, and 14 are SDD. Other than the semiconductor detector, a detector other than the semiconductor detector may be used. Further, in the first to fifth embodiments, the energy dispersive type that separates and detects X-rays by energy is shown. However, the X-ray analyzer separates and detects X-rays by wavelength. It may be a form. In this form, the X-ray analyzer generates a spectrum in which the wavelength of the X-ray is associated with the count number, and generates an X-ray intensity distribution having a wavelength corresponding to a specific element.

1 X線検出部
11、12、13、14 X線検出器
2 信号処理部
3 制御装置
31 CPU
32 RAM
34 記憶部
41 電子銃
42 電子レンズ系
43 試料台
44 X線源
45 駆動部
5 試料
6 記録媒体
61 コンピュータプログラム
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 X-ray detection part 11, 12, 13, 14 X-ray detector 2 Signal processing part 3 Control apparatus 31 CPU
32 RAM
34 Storage Unit 41 Electron Gun 42 Electron Lens System 43 Sample Stand 44 X-ray Source 45 Drive Unit 5 Sample 6 Recording Medium 61 Computer Program

Claims (7)

試料をビームで走査する走査部と、該走査部による走査によって試料上でビームを照射された部分から発生したX線を検出する複数のX線検出器とを備えるX線分析装置において、
前記走査部による走査によって試料上でビームを照射された複数の部分の夫々について、前記複数のX線検出器が検出した複数のX線強度を、各X線強度の相対比の大きさに対して単純増加する重み係数を各X線強度に乗じた上で加算した重み付き加算値を計算する計算部と、
試料上でビームを照射された各部分に、各部分について前記計算部が計算した重み付き加算値を関連付けることにより、X線の修正された強度分布を生成する強度分布生成部と
を備えることを特徴とするX線分析装置。
In an X-ray analyzer comprising: a scanning unit that scans a sample with a beam; and a plurality of X-ray detectors that detect X-rays generated from a portion irradiated with the beam on the sample by scanning by the scanning unit;
A plurality of X-ray intensities detected by the plurality of X-ray detectors for each of a plurality of portions irradiated with a beam on the sample by scanning by the scanning unit are compared with a relative ratio of each X-ray intensity. A calculation unit for calculating a weighted addition value obtained by multiplying each X-ray intensity by a weighting factor that simply increases,
An intensity distribution generation unit that generates a corrected intensity distribution of X-rays by associating the weighted addition value calculated by the calculation unit with respect to each part irradiated with the beam on the sample. A featured X-ray analyzer.
前記計算部は、前記複数のX線強度の和で各X線強度を除した値を前記重み係数とするように構成してあること
を特徴とする請求項1に記載のX線分析装置。
The X-ray analysis apparatus according to claim 1, wherein the calculation unit is configured to use a value obtained by dividing each X-ray intensity by a sum of the plurality of X-ray intensities as the weighting coefficient.
前記計算部は、前記複数のX線強度の内で最大のX線強度に対する重み係数を1とし、他のX線強度に対する重み係数を0とするように構成してあること
を特徴とする請求項1に記載のX線分析装置。
The calculation unit is configured such that a weighting factor for the maximum X-ray intensity among the plurality of X-ray intensities is set to 1, and a weighting factor for other X-ray intensities is set to 0. Item 2. The X-ray analyzer according to Item 1.
前記計算部は、各X線検出器が検出したX線の特定のエネルギー範囲又は波長範囲の積分値を、前記複数のX線検出器に亘って前記積分値を加算した値で除した値を、前記重み係数とするように構成してあること
を特徴とする請求項1に記載のX線分析装置。
The calculation unit calculates a value obtained by dividing an integral value of a specific energy range or wavelength range of X-rays detected by each X-ray detector by a value obtained by adding the integral values over the plurality of X-ray detectors. The X-ray analyzer according to claim 1, wherein the X-ray analyzer is configured to use the weighting factor.
前記計算部は、特定の元素に起因するX線を前記複数のX線検出器が検出した複数のX線強度に対して、前記重み付き加算値を計算するように構成してあり、
前記強度分布生成部は、前記特定の元素に起因するX線の強度分布を生成するように構成してあること
を特徴とする請求項1乃至4のいずれか一つに記載のX線分析装置。
The calculation unit is configured to calculate the weighted addition value for a plurality of X-ray intensities detected by the plurality of X-ray detectors for X-rays caused by a specific element,
The X-ray analyzer according to any one of claims 1 to 4, wherein the intensity distribution generation unit is configured to generate an X-ray intensity distribution caused by the specific element. .
試料へビームを照射する照射部と、試料上でビームを照射された部分から発生したX線を検出する複数のX線検出器とを備えるX線分析装置において、
前記複数のX線検出器が検出した複数のX線強度を、各X線強度の相対比の大きさに対して単純増加する重み係数を各X線強度に乗じた上で加算した重み付き加算値を計算する計算部と、
X線のエネルギー又は波長の夫々について前記計算部が計算した重み付き加算値をX線強度としたスペクトルを生成するスペクトル生成部と
を備えることを特徴とするX線分析装置。
In an X-ray analyzer comprising an irradiation unit for irradiating a beam to a sample, and a plurality of X-ray detectors for detecting X-rays generated from a portion irradiated with the beam on the sample,
Weighted addition in which a plurality of X-ray intensities detected by the plurality of X-ray detectors are added after multiplying each X-ray intensity by a weighting factor that simply increases with respect to the relative ratio of each X-ray intensity. A calculation unit for calculating a value;
An X-ray analysis apparatus comprising: a spectrum generation unit that generates a spectrum using the weighted addition value calculated by the calculation unit for each X-ray energy or wavelength as an X-ray intensity.
ビームで走査された試料から発生したX線を複数のX線検出器で検出した結果をコンピュータに解析させるコンピュータプログラムにおいて、
コンピュータに、走査によって試料上でビームを照射された複数の部分の夫々について、前記複数のX線検出器が検出した複数のX線強度を、各X線強度の相対比の大きさに対して単純増加する重み係数を各X線強度に乗じた上で加算した重み付き加算値を計算させるステップと、
コンピュータに、試料上でビームを照射された各部分に、各部分について計算した重み付き加算値を関連付けることにより、X線の強度分布を生成させるステップと
を含むことを特徴とするコンピュータプログラム。
In a computer program for causing a computer to analyze a result of detecting X-rays generated from a sample scanned with a beam by a plurality of X-ray detectors,
A plurality of X-ray intensities detected by the plurality of X-ray detectors for each of a plurality of portions irradiated with a beam on the sample by scanning are compared with a relative ratio of each X-ray intensity. A step of calculating a weighted addition value obtained by multiplying each X-ray intensity by a simple increasing weighting factor;
And causing the computer to generate an X-ray intensity distribution by associating each portion irradiated with the beam with a weighted addition value calculated for each portion.
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