TW201610423A - 螢光ｘ射線分析裝置及其測量位置調整方法 - Google Patents

Abstract

本發明有關螢光X射線分析裝置以及其測量位置調整方法。在螢光X射線分析裝置以及其測量位置調整方法中，防止引導的光映入到決定樣品的測量位置時的觀察視野內。具備：樣品台(2)，能夠設置樣品(S)；樣品移動機構(3)，能夠移動樣品台；X射線源(4)，對樣品照射一次X射線(X1)；檢測器(5)，檢測從被照射一次X射線的樣品產生的螢光X射線(X2)；拍攝部(6)，對包括樣品台上的樣品的一定的視野區域進行拍攝；顯示器部，顯示由拍攝部拍攝的視野區域；以及指示器照射部(8)，向未映入到在顯示器部中顯示的視覺辨認區域的範圍即樣品台上的視野區域的附近照射可見光(L)。

Description

螢光X射線分析裝置及其測量位置調整方法

本發明有關能夠進行有害物質的檢測等並且在製品的篩選等或者電鍍等的膜厚測量中使用的螢光X射線分析裝置以及其測量位置調整方法。

在螢光X射線分析中，將從X射線源射出的X射線照射到樣品，用X射線檢測器檢測作為從樣品放出的特性X射線的螢光X射線，由此，從其能量取得譜，進行樣品的定性分析或定量分析或者膜厚測量。該螢光X射線分析由於能夠非破壞且迅速地分析樣品，所以在步驟/品質管理等中被廣泛地使用。在近年，謀求高精度化/高靈敏度化而能夠進行微量測量，特別地，作為進行材料、複合電子構件等所包括的有害物質的檢測的分析手法，期待普及。

以往，在這樣的螢光X射線分析的裝置中，操作者在樣品台上的規定的位置設置樣品來進行測量，但是，此時為了示出樣品台上的放置樣品的位置，將鐳射或聚光(spot light)照射到設置位置。操作者藉由目視確認 該鐳射或聚光被照射的位置，進行樣品的粗定位，之後，對樣品的測量位置藉由來自觀察用攝像機等拍攝裝置的圖像觀察樣品表面，進行樣品的詳細的定位來進行期望之處的分析或測量。

現有技術文獻 專利文獻

專利文獻1：日本特開2006-329944號公報。

在上述現有技術中，殘留有以下的課題。

即，在如上述以往的螢光X射線分析裝置那樣對樣品的設置位置照射鐳射或聚光而將其作為粗定位的記號的方法中，存在如下的問題：在放大顯示設定位置的拍攝裝置的圖像中，鐳射或聚光的光映入而難以觀察樣品表面，詳細的定位作業變得繁雜。

本發明是鑒於上述的課題而完成的，其目的在於提供一種粗定位容易並且在詳細的定位作業時定位用的光不會映入到圖像的螢光X射線分析裝置以及其測量位置調整方法。

本發明為了解決上述課題而採用了以下的結 構。即，第一發明的螢光X射線分析裝置具備：樣品台，能設置樣品；X射線源，對前述樣品照射一次X射線；檢測器，檢測從被照射前述一次X射線的前述樣品產生的螢光X射線；拍攝部，對前述樣品台的一定的視野區域進行拍攝；顯示器部，顯示由前述拍攝部拍攝的前述視野區域；以及指示器照射部，向未映入到在前述顯示器部中顯示的前述視覺辨認區域的範圍即前述樣品台的前述視野區域的附近照射可見光。

在該螢光X射線分析裝置中，具備向未映入到在顯示器部中顯示的視覺辨認區域的範圍即樣品台的視野區域的附近照射可見光的指示器照射部，因此，能夠以照射到樣品台的可見光為記號來進行粗定位，並且，在之後進行詳細的定位時，在顯示在顯示器部的畫面中的視野區域中未映入可見光，因此，顯示沒有畫質的劣化、沒有由可見光造成妨礙的樣品表面的圖像。

關於第二發明的螢光X射線分析裝置，如第一發明，其特徵在於，前述指示器照射部照射鐳射來作為前述可見光。

即，在該螢光X射線分析裝置中，指示器照射部照射鐳射來作為可見光，因此，視覺辨認性高，粗定位更容易。

關於第三發明的螢光X射線分析裝置，如第一或第二發明，其特徵在於，前述指示器照射部向前述視野區域的兩側分別照射前述可見光。

即，在該螢光X射線分析裝置中，指示器照射部向視野區域的兩側分別照射可見光，因此，藉由將位置對準到照射到樣品台的2個可見光之間，從而能夠更容易地進行粗定位。

關於第四發明的螢光X射線分析裝置，如第一至第三發明的任一，其特徵在於，前述拍攝部能變更前述視野區域的大小，前述指示器照射部能配合前述視野區域的大小來變更前述可見光的照射位置。

即，在該螢光X射線分析裝置中，指示器照射部能夠配合視野區域的大小來變更可見光的照射位置，因此，即使用數字變焦等放大或縮小視野區域，也藉由將變更為與此對應的照射位置的可見光作為記號，從而粗定位變得容易。

關於第五發明的螢光X射線分析裝置，如第一至第四發明的任一，其特徵在於，使前述可見光為沿著前述視野區域的外周的至少一部分的大致線狀。

即，在該螢光X射線分析裝置中，使可見光為沿著視野區域的外周的至少一部分的大致線狀，因此，將照射到樣品台的大致線狀的可見光作為基準來容易把握視野區域的外周。

關於第六發明的螢光X射線分析裝置，如第一至第五發明的任一，其特徵在於，使前述視野區域為大致矩形狀，前述指示器照射部向前述視野區域的四角或四邊的附近分別照射前述可見光。

即，在該螢光X射線分析裝置中，指示器照射部向大致矩形狀的視野區域的四角或四邊的附近分別照射可見光，因此，大致矩形狀的視野區域被4個可見光包圍，由此，能夠容易把握視野區域的位置和大小。

第七發明的螢光X射線分析裝置的測量位置調整方法，前述螢光X射線分析裝置的樣品顯示方法是藉由拍攝部對設置於樣品台的樣品進行拍攝，使該拍攝的圖像顯示在顯示器部中，進行針對前述樣品的X射線照射的位置對準，之後，進行測量或分析，前述方法的特徵在於，具有：粗調整步驟，向未映入到在前述顯示器部中顯示的前述視覺辨認區域的範圍即前述樣品台的前述視野區域的附近照射可見光來進行粗定位；顯示步驟，將由前述拍攝部拍攝的圖像顯示在前述顯示器部中；以及微調整步驟，基於在前述顯示步驟中顯示的前述圖像來進行比前述粗定位詳細的定位。

關於第八發明的螢光X射線分析裝置的測量位置調整方法，如第七發明，其特徵在於，在前述粗調整步驟中，能變更前述拍攝部拍攝的前述視野區域的大小，能配合前述視野區域的大小來變更前述可見光的照射位置。

根據本發明，可獲得以下的效果。

即，根據本發明的螢光X射線分析裝置以及 其測量位置調整方法，藉由指示器照射部向未映入到在顯示器部中顯示的上述視覺辨認區域的範圍即樣品台的視野區域的附近照射可見光，因此，能夠以照射到樣品台的可見光為記號來進行粗定位，並且，在之後進行詳細的定位時，在顯示在顯示器部的畫面中的視野區域中未映入可見光，因此，顯示沒有畫質的劣化、沒有由可見光造成妨礙的樣品表面的圖像。因此，能夠一邊藉由顯示器部觀察拍攝部的圖像一邊沒有壓力地進行詳細的定位。

1‧‧‧螢光X射線分析裝置

2‧‧‧樣品台

3‧‧‧樣品移動機構

4‧‧‧X射線源

5‧‧‧檢測器

6‧‧‧拍攝部

7‧‧‧顯示器部

8‧‧‧指示器照射部

9‧‧‧控制部

A‧‧‧視野區域

L‧‧‧可見光

S‧‧‧樣品

X1‧‧‧一次X射線

X2‧‧‧螢光X射線

圖1是示出本發明的螢光X射線分析裝置以及其測量位置調整方法的第一實施方式的概略的整體結構圖。

圖2是在第一實施方式中示出拍攝部、指示器照射部和樣品台的正面圖。

圖3是在第一實施方式中示出視野區域與可見光的位置關係的平面圖。

圖4是在本發明的螢光X射線分析裝置以及其測量位置調整方法的第二實施方式中示出拍攝部、指示器照射部和樣品台的正面圖。

圖5是在第二實施方式中示出視野區域與可見光的位置關係的平面圖。

圖6是在本發明的螢光X射線分析裝置以及其測量位置調整方法的第三實施方式中示出拍攝部、指示 器照射部和樣品台的正面圖。

圖7是在第三實施方式中示出視野區域與可見光的位置關係的平面圖。

以下，一邊參照圖1至圖3，一邊說明本發明的螢光X射線分析裝置以及其測量位置調整方法的第一實施方式。

本實施方式的螢光X射線分析裝置1如圖1至圖3所示具備：能夠設置樣品S的樣品台2、能夠移動樣品台2的樣品移動機構3、對樣品S照射一次X射線X1的X射線源4、檢測從被照射一次X射線X1的樣品S產生的螢光X射線X2的檢測器5、對樣品台2上的一定的視野區域A進行拍攝的拍攝部6、顯示由拍攝部6拍攝的視頻區域A的顯示器部7、以及向未映入到在顯示器部7中顯示的視覺辨認區域A的範圍即樣品台2上的視野區域A的附近照射可見光L的指示器照射部8。

上述指示器照射部8具備照射波長為可見光區域的鐳射來作為可見光L的一對鐳射照射機構8a。例如，鐳射照射機構8a能夠照射紅色鐳射。該鐳射照射機構8a將作為鐳射的可見光L呈點狀地照射到從視野區域A的兩端分離了規定距離的附近。

上述拍攝部6能夠變更視野區域A的大小，上述指示器照射部8能夠配合視野區域A的大小來變更可 見光L的照射位置。即，在一對鐳射照射機構8a中，設置有對可見光L的彼此的間隔進行調整的光學系統等機構(圖示略)，在拍攝部6變更了視野區域A的大小時，能夠以與所變更的大小對應地將一對可見光L照射到視野區域A的兩側的方式調整可見光L的間隔。

此外，上述螢光X射線分析裝置1具備：樣品移動機構3、X射線源4、檢測器5、對拍攝部6和指示器照射部8進行控制的控制部9、連接於檢測器5並且對來自檢測器5的信號進行分析的分析器10、以及收納X射線源4、檢測器5、拍攝部6、指示器照射部8、樣品台2和樣品移動機構3的框體11。

上述樣品台2能夠載置樣品S，設置在作為能夠至少在平面方向(X方向和Y方向上進退的XY台的樣品移動機構3上。

上述拍攝部6為裝載有CCD等的觀察用攝像機，設置在樣品台2的上方，能夠對樣品台2上的樣品S進行拍攝。

上述指示器照射部8被設定為向視野區域A的兩側分別照射可見光L。即，一對鐳射照射機構8a被設置在拍攝部6的兩側，並被配置為將一對可見光L作為平行光照射到下方的樣品台2上。

上述X射線源4為能夠照射一次X射線X1的X射線管，將從管內的絲極(filament)(陰極)產生的熱電子藉由施加到絲極(陰極)和靶材(陽極)之間的 電壓而加速而衝突於靶材的W(鎢)、Mo(鉬)、Cr(鉻)等而產生的X射線作為一次X射線X1從鈹箔等的窗射出。

上述檢測器5具備設置在X射線入射窗(圖示略)的半導體檢測元件(例如，作為pin構造二極體的Si(矽)元件)(圖示略)，當1個X射線光子入射時，產生與該1個X射線光子對應的電流脈衝。該電流脈衝的瞬間的電流值與入射的特性X射線的能量成比例。此外，檢測器5被設定為將由半導體檢測元件產生的電流脈衝變換為電壓脈衝，進行放大，作為信號輸出。

上述分析器10是根據上述信號得到電壓脈衝的波高來生成能譜的波高分析器(多通道分析器)。

上述控制部9是由CPU等構成的電腦，也連接於顯示器部7等，具有將分析結果顯示在顯示器部7中的功能。

接著，對使用了本實施方式的X射線分析裝置1的測量位置調整方法進行說明。

在本實施方式的測量位置調整方法中，首先，進行移動樣品台2來使樣品S移動到視野區域A內的粗定位。此時，如圖3所示，從指示器照射部8的一對鐳射照射機構8a將一對可見光L(鐳射)照射到樣品台2上。一對可見光L被照射到視野區域A的附近即視野區域A的兩側。

一邊藉由目視確認一對可見光L，一邊將一對 可見光L作為基準以使樣品S位於其之間的方式利用樣品移動機構3移動樣品台2來進行粗定位。接著，一邊藉由拍攝部6觀察在顯示器部7中映出的視野區域A一邊進行詳細的定位，之後，從X射線源4進行X射線照射來進行分析或測量。

像這樣，在本實施方式的螢光X射線分析裝置1中，具備向未映入到在顯示器部7中顯示的視覺辨認區域A的範圍即樣品台2上的視野區域A的附近照射可見光L的指示器照射部8，因此，能夠以照射到樣品台2上的可見光L為記號進行粗定位，並且，在之後進行詳細的定位時，在顯示在顯示器部7的畫面中的視野區域A中未映入可見光L，因此，顯示沒有畫質的劣化、沒有由可見光造成妨礙的樣品表面的圖像。

此外，指示器照射部8照射鐳射來作為可見光L，因此，視覺辨認性高，粗定位更容易。

此外，指示器照射部8向視野區域A的兩側分別照射可見光L，因此，藉由將位置對準到照射到樣品台2上的2個可見光L之間，從而能夠更容易地進行粗定位。

進而，指示器照射部8能夠配合視野區域A的大小來變更可見光L的照射位置，因此，即使用數字變焦(digital zoom)等放大或縮小視野區域A，也藉由將變更為與此對應的照射位置的可見光L作為記號，從而粗定位變得容易。

接著，參照圖4至圖7在以下對本發明的螢光X射線分析裝置以及其測量位置調整方法的第二和第三實施方式進行說明。再有，在以下的各實施方式的說明中，對在上述實施方式中說明了的同一結構要素標注同一附圖標記，省略其說明。

第二實施方式與第一實施方式的不同之處在於，在第一實施方式中，指示器照射部8將一對可見光L照射到樣品台2，與此相對地，在第二實施方式的螢光X射線分析裝置中，如圖4和圖5所示，指示器照射部8將4個可見光L照射到樣品台2。即，在第二實施方式中，指示器照射部8具備4個鐳射照射機構8a，並被設定為向視野區域A的四角或四邊的附近分別照射可見光L。

4個鐳射照射機構8a以包圍拍攝部6的方式設置在拍攝部6的周圍，例如，如圖5的(a)所示，被配置為向大致矩形狀的視野區域A的各邊的附近分別照射可見光L。此外，如圖5(b)所示，以向大致矩形狀的視野區域A的四角的附近分別照射可見光L的方式配置4個鐳射照射機構8a。

像這樣，在第二實施方式的螢光X射線分析裝置中，指示器照射部8向大致矩形狀的視野區域A的四角或四邊的附近分別照射可見光L，因此，大致矩形狀的視野區域A被4個可見光L包圍，由此，能夠容易把握視野區域A的位置和大小。

接著，第三實施方式與第一實施方式的不同 之處在於，在第一實施方式中，將指示器照射部8的可見光L呈點狀地照射到樣品台2，與此相對地，在第三實施方式的螢光X射線分析裝置中，如圖6和圖7所示，使指示器照射部38的可見光L為沿著視野區域A的外周的至少一部分的大致線狀。即，在第三實施方式中，如圖7所示，沿著矩形狀的視野區域A的兩邊的大致線狀的可見光L被照射到矩形狀的視野區域A的兩側的附近。

指示器照射部38的鐳射照射機構38a被設定為利用透鏡等光學系統使所照射的鐳射成形為長軸比短軸大幅度地長的橢圓形狀並作為大致線狀的可見光L照射到樣品台2上。特別地，被做成大致線狀的可見光L的長度設定為與相向的視野區域A的邊的長度相同。

像這樣，在第三實施方式的螢光X射線分析裝置中，使可見光L為沿著視野區域A的外周的至少一部分的大致線狀，因此，將照射到樣品台2上的大致線狀的可見光L作為基準而容易把握視野區域A的外周。

再有，本發明的技術範圍並不限定於上述各實施方式，能夠在不偏離本發明的主旨的範圍內添加各種變更。

例如，在上述實施方式中，應用於藉由波高分析器來測量X射線的能量和強度的能量色散方式的螢光X射線分析裝置，但是，也可以應用於藉由分光晶體對螢光X射線進行分光來測量X射線的波長和強度的波長色散方式的螢光X射線分析裝置。

此外，在上述各實施方式中，採用了鐳射來作為可見光，但是，也可以採用聚射。

此外，在圖1中，將X射線源、檢測器和拍攝部等主要的結構要素配置在樣品台的上方，但是，也可以配置在樣品台的下方來分析或測量樣品的下側。此外，關於檢測器，也可以為真空管類型的檢測器等。進而，使得樣品台能夠在平面方向上進退，但是，也可以為不可向平面方向進退的固定型。

1‧‧‧螢光X射線分析裝置

2‧‧‧樣品台

3‧‧‧樣品移動機構

4‧‧‧X射線源

5‧‧‧檢測器

6‧‧‧拍攝部

7‧‧‧顯示器部

8‧‧‧指示器照射部

8a‧‧‧鐳射照射機構

9‧‧‧控制部

L‧‧‧可見光

S‧‧‧樣品

X1‧‧‧一次X射線

X2‧‧‧螢光X射線

Claims (8)

1. 一種螢光X射線分析裝置，其特徵在於，具備：樣品台，能設置樣品；X射線源，對前述樣品照射一次X射線；檢測器，檢測從被照射前述一次X射線的前述樣品產生的螢光X射線；拍攝部，對前述樣品台的一定的視野區域進行拍攝；顯示器部，顯示由前述拍攝部拍攝的前述視野區域；以及指示器照射部，向未映入到在前述顯示器部中顯示的前述視覺辨認區域的範圍即前述樣品台的前述視野區域的附近照射可見光。
2. 如申請專利範圍第1項所記載的螢光X射線分析裝置，其中，前述指示器照射部照射鐳射來作為前述可見光。
3. 如申請專利範圍第1或2項所記載的螢光X射線分析裝置，其中，前述指示器照射部向前述視野區域的兩側分別照射前述可見光。
4. 如申請專利範圍第1至3項中任一項所記載的螢光X射線分析裝置，其中，前述拍攝部能變更前述視野區域的大小，前述指示器照射部能配合前述視野區域的大小來變更前述可見光的照射位置。
5. 如申請專利範圍第1至4項中任一項所記載的螢光X射線分析裝置，其中，使前述可見光為沿著前述視野區域的外周的至少一部分的大致線狀。
6. 如申請專利範圍第1至5項中任一項所記載的螢光X射線分析裝置，其中，使前述視野區域為大致矩形狀，前述指示器照射部向前述視野區域的四角或四邊的附近分別照射前述可見光。
7. 一種螢光X射線分析裝置的測量位置調整方法，前述螢光X射線分析裝置的樣品顯示方法是藉由拍攝部對設置於樣品台的樣品進行拍攝，使該拍攝的圖像顯示在顯示器部中，進行針對前述樣品的X射線照射的位置對準，之後，進行測量或分析，前述方法的特徵在於，具有：粗調整步驟，向未映入到在前述顯示器部中顯示的前述視覺辨認區域的範圍即前述樣品台的前述視野區域的附近照射可見光來進行粗定位；顯示步驟，將由前述拍攝部拍攝的圖像顯示在前述顯示器部中；以及微調整步驟，基於在前述顯示步驟中顯示的前述圖像來進行比前述粗定位詳細的定位。
8. 如申請專利範圍第7項所記載的螢光X射線分析裝置的測量位置調整方法，其中，在前述粗調整步驟中，能變更前述拍攝部拍攝的前述 視野區域的大小，能配合前述視野區域的大小來變更前述可見光的照射位置。