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公開番号2024089456
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-07-03
出願番号2022204831
出願日2022-12-21
発明の名称X線分析装置
出願人株式会社日立ハイテクサイエンス
代理人個人
主分類G01N 23/22 20180101AFI20240626BHJP(測定;試験)
要約【課題】 X線光路上の鏡や高額で高精度な試料ステージを用いなくても所望の位置にX線を正確に照射することが可能になるX線分析装置を提供すること。
【解決手段】試料Sを載置する試料ステージ2と、試料ステージ上の照射ポイントに一次X線X1を照射するX線源3と、試料から放射される二次X線X2を検出するX線検出器4と、前記信号を分析する分析器5と、試料ステージとX線源及びX線検出器とを相対的に移動させて照射ポイントを移動可能なステージ移動機構6と、予め照射ポイントに焦点が一致していると共に照射ポイントを含む周囲を撮像可能で、互いに異なる位置に配された複数の観察光学系7A,7Bと、複数の観察光学系で撮像した複数の画像を比較して得た視差に基づいて試料の高さ位置のずれ量を算出し、ずれ量に基づいて一次X線の光軸から視た画像を作成する演算部8とを備えている。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
試料を載置する試料ステージと、
前記試料ステージ上の照射ポイントに一次Ｘ線を照射するＸ線源と、
前記一次Ｘ線が照射された前記試料から放射される二次Ｘ線を検出し、前記二次Ｘ線のエネルギー情報を含む信号を出力するＸ線検出器と、
前記信号を分析する分析器と、
前記試料ステージと前記Ｘ線源及び前記Ｘ線検出器とを相対的に移動させて前記照射ポイントを移動可能なステージ移動機構と、
予め前記照射ポイントに焦点が一致していると共に前記照射ポイントを含む周囲を撮像可能で、互いに異なる位置に配された複数の観察光学系と、
前記複数の観察光学系で撮像した複数の画像を比較して得た視差に基づいて前記試料の高さ位置のずれ量を算出し、前記ずれ量に基づいて前記一次Ｘ線の光軸から視た画像を作成する演算部とを備えていることを特徴とするＸ線分析装置。
続きを表示（約 220 文字）【請求項２】
請求項１に記載のＸ線分析装置において、
前記複数の観察光学系が、撮像素子と、レンズとを備え、それぞれ前記一次Ｘ線の光軸に対しシャインプルーフ光学系を形成していることを特徴とするＸ線分析装置。
【請求項３】
請求項１又は２に記載のＸ線分析装置において、
前記複数の観察光学系が、前記一次Ｘ線の光軸に対して左右対称の位置に配されている２つの観察光学系であることを特徴とするＸ線分析装置。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、小型電子部品等の試料中に含まれる金属元素の検出等が可能なＸ線分析装置に関するものである。
続きを表示（約 2,200 文字）【背景技術】
【０００２】
Ｘ線分析は、試料を非破壊で分析することが可能であるという特性から、小型電子部品などの試料に一次Ｘ線（入射Ｘ線）を照射して、試料から放射される二次Ｘ線（蛍光Ｘ線等）を分析して、試料について元素の定量分析や、多層構造の膜厚等を分析する製品検査用途等に用いられている。
【０００３】
例えば、特許文献１及び２には、Ｘ線源と、Ｘ線源からのＸ線を細いビーム状に成型するビーム成型機構と、試料を設置する試料ステージと、試料を観察するための観察光学系とを備えた蛍光Ｘ線分析装置が記載されている。
この蛍光Ｘ線分析装置では、Ｘ線照射位置が試料上の所望の位置となるように観察光学系の観察像で試料の位置調整が可能となるように、Ｘ線の光路上にＸ線を透過可能な鏡を配置することで、Ｘ線の光軸と同軸観察可能な光学系配置を用いている。
【０００４】
しかし、この装置の場合、Ｘ線光軸中に鏡を配置する必要があるため、Ｘ線のビーム成型機構を最適な配置にできない問題がある。
このため、例えば特許文献３では、Ｘ線の光軸と観察光学系の光軸とを所定の距離だけ離して配置し、観察光学系で試料位置を合わせたのち、観察光学系の光軸とＸ線ビームの光軸との間の所定の距離に相当する量だけ、試料ステージを動作させることで所望の位置にＸ線を照射させる方法が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
特許第６５２１３８４号公報
特開昭６１－２５００６号公報
特開平５－１１８９９９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上記従来の技術には、以下の課題が残されている。
上記特許文献３では、ビーム成型機構から試料までの距離を短くする必要がある場合には特に有効に作用するが、観察光学系の光軸とＸ線の光軸との差に相当する所定の距離だけ試料を移動させる機構が正確に動作することが前提となる。
しかしながら、ステージプレート上に置かれた試料の移動距離は、ステージの真直度やヨー運動などの影響を受けて、ステージのスライダの移動距離に対して変動を受け、ステージ上のすべての場所で正確に所望の場所にＸ線を照射するためには、高額な高精度ステージを用いる必要があり、システム全体が高額になってしまうという不都合があった。特にステージプレートが大きく、測定対象の試料がステージのスライダから離れた場所にある場合にこの影響は顕著となる。
【０００７】
本発明は、前述の課題に鑑みてなされたもので、Ｘ線光路上の鏡や高額で高精度な試料ステージを用いなくても所望の位置にＸ線を正確に照射することが可能になるＸ線分析装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、前記課題を解決するために以下の構成を採用した。すなわち、第１の発明に係るＸ線分析装置は、試料を載置する試料ステージと、前記試料ステージ上の照射ポイントに一次Ｘ線を照射するＸ線源と、前記一次Ｘ線が照射された前記試料から放射される二次Ｘ線を検出し、前記二次Ｘ線のエネルギー情報を含む信号を出力するＸ線検出器と、前記信号を分析する分析器と、前記試料ステージと前記Ｘ線源及び前記Ｘ線検出器とを相対的に移動させて前記照射ポイントを移動可能なステージ移動機構と、予め前記照射ポイントに焦点が一致していると共に前記照射ポイントを含む周囲を撮像可能で、互いに異なる位置に配された複数の観察光学系と、前記複数の観察光学系で撮像した複数の画像を比較して得た視差に基づいて前記試料の高さ位置のずれ量を算出し、前記ずれ量に基づいて前記一次Ｘ線の光軸から視た画像を作成する演算部とを備えていることを特徴とする。
【０００９】
このＸ線分析装置では、予め照射ポイントに焦点が一致していると共に照射ポイントを含む周囲を撮像可能で、互いに異なる位置に配された複数の観察光学系と、複数の観察光学系で撮像した複数の画像を比較して得た視差に基づいて試料の高さ位置のずれ量を算出し、ずれ量に基づいて一次Ｘ線の光軸から視た画像を作成する演算部とを備えているので、一次Ｘ線軸の長さを増大させる鏡等の要素の追加が不要であり、常時観察が可能で試料又は試料ステージの高さ位置を調整可能になる。
したがって、折り返しミラー等を一次Ｘ線の光軸上に配する必要が無いと共に、高額な高精度ステージが不要になり、一次Ｘ線の光軸方向から観察した試料像を常時観察・表示可能になる。
【００１０】
第２の発明に係るＸ線分析装置は、第１の発明において、前記複数の観察光学系が、撮像素子と、レンズとを備え、それぞれ前記一次Ｘ線の光軸に対しシャインプルーフ光学系を形成していることを特徴とする。
すなわち、このＸ線分析装置では、複数の観察光学系が、撮像素子と、レンズとを備え、それぞれ一次Ｘ線の光軸に対しシャインプルーフ光学系を形成しているので、レンズ主面と試料面（物面）とが平行でなく、近距離と遠距離とを同時に焦点を合わせることができ、より広い視野で画像を得ることができる。
（【００１１】以降は省略されています）

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