JPH1186783A - Electron energy analyzer - Google Patents
Electron energy analyzerInfo
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- JPH1186783A JPH1186783A JP9244509A JP24450997A JPH1186783A JP H1186783 A JPH1186783 A JP H1186783A JP 9244509 A JP9244509 A JP 9244509A JP 24450997 A JP24450997 A JP 24450997A JP H1186783 A JPH1186783 A JP H1186783A
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は電子エネルギ分析装
置に関し、特に電子顕微鏡等に設置されたエネルギ分散
型Ｘ線分析装置（以下、適宜ＥＤＸ（Ｅｎｅｒｇｙ Ｄ
ｉｓｐｅｒｓｉｖｅ Ｘ−ｒａｙ ｓｐｅｃｔｒｏｓｃ
ｏｐｙ）分析装置と称する）に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an electron energy analyzer, and more particularly, to an energy dispersive X-ray analyzer (hereinafter referred to as an EDX (Energy D)) installed in an electron microscope or the like.
ispersive X-ray spectrosc
optics).
【０００２】[0002]
【従来の技術】従来のこの種のＥＤＸ分析装置が特開平
３―２４６８６２号公報に記載されている。同公報に記
載されているＥＤＸ分析装置は、検出感度の向上のため
に、独立した検出ユニットを複数個取付けている。2. Description of the Related Art A conventional EDX analyzer of this type is described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 3-246962. In the EDX analyzer described in the publication, a plurality of independent detection units are attached to improve the detection sensitivity.
【０００３】図８は、従来のＥＤＸ分析装置における１
つの検出ユニットの構成を示す断面図である。同図にお
いて、電子線１が試料２に入射すると、試料２の構成元
素に応じたエネルギを有する特性Ｘ線３が発生する。特
性Ｘ線３はコリメータ４を通り入射窓５からＥＤＸ分析
装置内に入る。ＥＤＸ分析装置は外筒６で覆われてお
り、その内部は真空に保たれている。特性Ｘ線３は半導
体Ｘ線検出器７で検出される。半導体Ｘ線検出器７は冷
却棒８に接して設けられている。そして、この冷却棒は
液体窒素により冷却されている。FIG. 8 shows a conventional EDX analyzer.
FIG. 3 is a cross-sectional view illustrating a configuration of one detection unit. In FIG. 1, when an electron beam 1 is incident on a sample 2, a characteristic X-ray 3 having energy corresponding to the constituent elements of the sample 2 is generated. The characteristic X-ray 3 passes through the collimator 4 and enters the EDX analyzer from the entrance window 5. The EDX analyzer is covered with an outer cylinder 6, and the inside thereof is kept at a vacuum. The characteristic X-ray 3 is detected by the semiconductor X-ray detector 7. The semiconductor X-ray detector 7 is provided in contact with the cooling rod 8. This cooling rod is cooled by liquid nitrogen.
【０００４】このような検出ユニットにおいて、検出感
度を向上させるためには、検出器７をできるだけ試料２
に近付けるとか、検出器７の面積を大きくするという工
夫が考えられる。しかし、検出器７を試料２に近付けす
ぎるとＳＮ比（Ｓｉｇｎａｌ／Ｎｏｉｓｅ）が低下する
という問題がある。また、検出器７の面積を大きくする
と検出分解能が劣化するという問題がある。そこで、特
開平３−２４６８６２号公報では、ＳＮ比や検出分解能
を劣化させないような検出ユニットを複数個取付けて、
その各々の検出ユニットからの信号を足し合わせてい
る。すなわち、図９に示されているように、検出ユニッ
ト５０及び５１を設け、各ユニット５０，５１からの各
信号をコンピュータ９０で足し合わせている。[0004] In such a detection unit, in order to improve the detection sensitivity, the detector 7 is set to the sample 2 as much as possible.
Or increasing the area of the detector 7 can be considered. However, if the detector 7 is too close to the sample 2, there is a problem that the SN ratio (Signal / Noise) is reduced. Further, there is a problem that the detection resolution is deteriorated when the area of the detector 7 is increased. Therefore, in Japanese Patent Laid-Open Publication No. Hei 3-246682, a plurality of detection units are mounted so as not to deteriorate the SN ratio and the detection resolution.
Signals from the respective detection units are added. That is, as shown in FIG. 9, detection units 50 and 51 are provided, and signals from the units 50 and 51 are added by a computer 90.
【０００５】[0005]
【発明が解決しようとする課題】上述した従来のＥＤＸ
分析装置においては、１つの検出ユニットが例えば３０
０［ｍｍ］×６００［ｍｍ］×８００［ｍｍ］程度と非
常に大きい。このため、装置に多数の検出器を設置する
ことが困難である。したがって、少数の検出器では、装
置の感度が低いという欠点がある。The above-mentioned conventional EDX
In the analyzer, one detection unit is, for example, 30
It is as large as about 0 [mm] × 600 [mm] × 800 [mm]. For this reason, it is difficult to install many detectors in the apparatus. Thus, a small number of detectors has the disadvantage that the sensitivity of the device is low.
【０００６】本発明は上述した従来技術の欠点を解決す
るためになされたものであり、その目的は検出感度をよ
り向上させることのできる電子エネルギ分析装置を提供
することである。The present invention has been made to solve the above-mentioned drawbacks of the prior art, and an object of the present invention is to provide an electron energy analyzer capable of further improving detection sensitivity.
【０００７】[0007]
【課題を解決するための手段】本発明による電子エネル
ギ分析装置は、単一の冷却装置によって冷却される複数
のＸ線検出器を含むことを特徴とする。また、前記冷却
装置は、外部から冷却される冷却棒を含み、前記複数の
Ｘ線検出器は前記冷却棒に接触して設けられていること
を特徴とする。そして、前記冷却棒は中空部を有し、前
記中空部の中心軸に向かって前記複数のＸ線検出器が配
置され、前記中空部の中心軸に沿って被分析物が載置さ
れることを特徴とする。The electronic energy analyzer according to the present invention is characterized in that it includes a plurality of X-ray detectors cooled by a single cooling device. Further, the cooling device includes a cooling rod cooled from the outside, and the plurality of X-ray detectors are provided in contact with the cooling rod. The cooling rod has a hollow portion, the plurality of X-ray detectors are arranged toward a central axis of the hollow portion, and an analyte is placed along the central axis of the hollow portion. It is characterized by.
【０００８】要するに本電子エネルギ分析装置では、エ
ネルギ分解能が従来のものと比べて劣らない程度の大き
さのＸ線検出器を、複数まとめて単一の冷却装置で冷却
するのである。このため、複数のＸ線検出器に対し、液
体窒素を貯蔵するタンク等を１つ設ければ良い。したが
って、より多くのＸ線検出器を設置でき、それゆえ検出
効率が向上するのである。In short, in the present electron energy analyzer, a plurality of X-ray detectors whose energy resolution is not inferior to those of the conventional one are collectively cooled by a single cooling device. Therefore, one tank or the like for storing liquid nitrogen may be provided for a plurality of X-ray detectors. Therefore, more X-ray detectors can be installed, and the detection efficiency is improved.
【０００９】[0009]
【発明の実施の形態】次に、本発明の実施の形態につい
て図面を参照して説明する。Next, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
【００１０】図２は本発明による電子エネルギ分析装置
の第１の実施形態における冷却棒の構成を示す斜視図で
あり、図８と同等部分には同一符号が付されている。同
図に示されているように、冷却棒８は８角形の中空部Ｔ
を有し、その８角形の各辺においてその中空部の中心軸
（図示せず）に向かって７つのコリメータ４が配置され
ている。そして、７つのコリメータ４に対応して７つの
Ｘ線検出器が設けられる（図示せず）。このように、単
一の冷却装置である冷却棒８によって複数のＸ線検出器
が冷却される点が従来の装置とは異なる点である。FIG. 2 is a perspective view showing the configuration of a cooling rod in the first embodiment of the electron energy analyzer according to the present invention, and the same reference numerals are given to the same parts as those in FIG. As shown in the figure, the cooling rod 8 has an octagonal hollow portion T.
And seven collimators 4 are arranged on each side of the octagon toward the central axis (not shown) of the hollow part. Then, seven X-ray detectors are provided corresponding to the seven collimators 4 (not shown). Thus, the point that a plurality of X-ray detectors are cooled by the cooling rod 8 as a single cooling device is different from the conventional device.
【００１１】一方、図１は図２の冷却棒を含む電子エネ
ルギ分析装置の構成を示す断面図であり、図３は図１に
示されている電子エネルギ分析装置を同図中のＡ―Ａで
切断した断面図である。なお、図１及び図３において、
図２と同等部分には同一符号が付されている。FIG. 1 is a sectional view showing the structure of the electron energy analyzer including the cooling rod of FIG. 2, and FIG. 3 is a sectional view of the electron energy analyzer shown in FIG. It is sectional drawing cut | disconnected by. In FIGS. 1 and 3,
The same parts as those in FIG. 2 are denoted by the same reference numerals.
【００１２】かかる構成によれば、冷却棒を冷却するた
めの液体窒素デュアー（液体窒素を貯留するタンク）が
１つで済む。よって、空間的な制約を受けることなく、
Ｘ線検出器７を多数設置することができるのである。According to this configuration, only one liquid nitrogen dewar (tank for storing liquid nitrogen) for cooling the cooling rod is required. Therefore, without being restricted by space,
Many X-ray detectors 7 can be installed.
【００１３】かかる構成において、電子線１が試料２に
入射すると、試料２の構成元素に応じたエネルギを有す
る特性Ｘ線３が発生する。この特性Ｘ線３は、コリメー
タ４を通り、入射窓５からＥＤＸ分析装置内に入る。Ｅ
ＤＸ分析装置は外筒６で覆われており、その内部は真空
に保たれている。特性Ｘ線３は半導体Ｘ線検出器７で検
出される。Ｘ線検出器７は冷却棒８によって冷却され
る。In this configuration, when the electron beam 1 is incident on the sample 2, characteristic X-rays 3 having energy corresponding to the constituent elements of the sample 2 are generated. The characteristic X-ray 3 passes through the collimator 4 and enters the EDX analyzer from the entrance window 5. E
The DX analyzer is covered with an outer cylinder 6, and the inside thereof is kept at a vacuum. The characteristic X-ray 3 is detected by the semiconductor X-ray detector 7. The X-ray detector 7 is cooled by the cooling rod 8.
【００１４】図４は本発明による電子エネルギ分析装置
の第２の実施形態の構成を示す断面図であり、図１〜図
３と同等部分には同一符号が付されている。なお、図４
に対応する平面図は、上述した図１と同様である。ただ
し、図４においては、電子線１の入射方向、すなわち鉛
直方向にも多数の検出器が設けられている。要するに、
冷却棒８の中空部Ｔの中心軸に直交する面（試料２の表
面）に対する仰角が互いに異なる位置に複数のＸ線検出
器７が配置されることになる。これにより、各検出器は
試料２の中心点を向くことになる。FIG. 4 is a cross-sectional view showing the configuration of a second embodiment of the electron energy analyzer according to the present invention, and the same parts as those in FIGS. FIG.
Is the same as FIG. 1 described above. However, in FIG. 4, many detectors are also provided in the incident direction of the electron beam 1, that is, in the vertical direction. in short,
A plurality of X-ray detectors 7 are arranged at positions where the elevation angles with respect to a plane (the surface of the sample 2) perpendicular to the central axis of the hollow portion T of the cooling rod 8 are different from each other. As a result, each detector faces the center point of the sample 2.
【００１５】つまり、図５に示されているように、中空
部Ｔの中心軸に直交する面に対する仰角が互いに異なる
位置に複数のコリメータ４が設けられ、これら各コリメ
ータ４に対応してＸ線検出器が配置されることになる。
なお、図５においては、説明の便宜上、中空部Ｔに面す
る複数のコリメータのうちの一部のみが示されており、
実際には中空部Ｔを取り囲むように図示されていないコ
リメータが存在することになる。That is, as shown in FIG. 5, a plurality of collimators 4 are provided at positions where elevation angles with respect to a plane perpendicular to the central axis of the hollow portion T are different from each other. A detector will be located.
In addition, in FIG. 5, for convenience of explanation, only a part of the plurality of collimators facing the hollow portion T is shown,
Actually, there is a collimator (not shown) surrounding the hollow portion T.
【００１６】このように、仰角が互いに異なる位置に複
数のＸ線検出器７を配置することによって、さらにＸ線
の検出感度を上げることができるのである。また、散乱
角の等しい位置にある検出器の信号同士を足し合せるこ
とによって、放射されたＸ線強度の散乱角依存性を測定
することもできるのである。By arranging a plurality of X-ray detectors 7 at different elevation angles, X-ray detection sensitivity can be further increased. Further, by adding together the signals of the detectors located at the positions having the same scattering angle, the scattering angle dependency of the emitted X-ray intensity can be measured.
【００１７】ところで、ここにいう散乱角は、図６に示
されているように入射電子線１と散乱するＸ線３の進行
方向のなす角度θとで定義される。この散乱するＸ線３
は全立体角中に放射される。散乱理論によると、同じ散
乱角のＸ線の強度はほぼ等しくなることが知られてい
る。なお、１１は透過電子線である。The scattering angle is defined by the angle θ between the incident electron beam 1 and the traveling direction of the scattered X-rays 3 as shown in FIG. This scattered X-ray 3
Is emitted in all solid angles. According to the scattering theory, it is known that the intensities of X-rays having the same scattering angle are almost equal. In addition, 11 is a transmission electron beam.
【００１８】ＥＤＸ分析においては、散乱Ｘ線のエネル
ギが試料の元素に依存することを利用して試料の構成元
素を決定するのと同時に、各エネルギの散乱Ｘ線の強度
から定量分析を行うことができる。しかし、散乱するＸ
線は試料２中で発生してＸ線検出器に到達するまでの間
に、試料に吸収されてその強度が減少する。In the EDX analysis, the constituent elements of the sample are determined by utilizing the fact that the energy of the scattered X-rays depends on the elements of the sample, and at the same time, the quantitative analysis is performed from the intensity of the scattered X-rays at each energy. Can be. But the scattered X
The ray is absorbed in the sample and decreases its intensity before reaching the X-ray detector after being generated in the sample 2.
【００１９】図７において、今２種類の散乱角の場合の
Ｘ線検出を考える。例えば、大きな散乱角のＸ線３１を
検出する検出器でシリコン（Ｓｉ）によって散乱された
Ｘ線（１．７［ＫｅＶ］）が１０００カウント、酸素に
よって散乱されたＸ線（０．６［ＫｅＶ］）が５００カ
ウント得られたとする。一方、小さな散乱角のＸ線３２
を検出する検出器では大きな散乱角の場合に比べて試料
中を通過する距離がより長くなる。In FIG. 7, X-ray detection in the case of two types of scattering angles is now considered. For example, with a detector that detects X-rays 31 having a large scattering angle, X-rays (1.7 [KeV]) scattered by silicon (Si) are counted 1000 times, and X-rays scattered by oxygen (0.6 [KeV]) are counted. ]) Is obtained for 500 counts. On the other hand, X-rays 32 with a small scattering angle
In the detector for detecting the, the distance that passes through the sample is longer than in the case of a large scattering angle.
【００２０】すなわち、同図中のＸ線３１が試料２中を
通過する距離ａと、Ｘ線３２が試料２中を通過する距離
ｂとを比較すると、後者のほうが長くなる。Ｘ線は低エ
ネルギの方がより吸収が大きいため酸素からのＸ線がよ
り吸収されて、例えばシリコンは５００カウントで酸素
が１００カウントといった具合に強度比が変わり、定量
分析結果が変わることになる。これが上述した散乱角依
存性である。That is, when comparing the distance a through which the X-rays 31 pass through the sample 2 with the distance b through which the X-rays 32 pass through the sample 2, the latter is longer. X-rays absorb more X-rays from oxygen because the energy is lower at lower energies. For example, the intensity ratio of silicon is changed to 500 counts and oxygen is set to 100 counts, and the quantitative analysis result is changed. . This is the scattering angle dependence described above.
【００２１】上述した第１の実施形態においては、中空
部の中心軸に直交する面からみた仰角が同一、すなわち
同じ散乱角のＸ線のみを検出するようになっている。こ
れに対し、第２の実施形態においては様々な散乱角のＸ
線を検出できるようになっている。散乱角１００度では
シリコンが何カウント、酸素が何カウント、同じく散乱
角１２０度や１４０度ではシリコンや酸素が何カウント
というように各散乱角の定量分析結果をモニタするので
ある。そして、その結果から真の元素の比率を知ること
ができるのである。In the above-described first embodiment, only X-rays having the same elevation angle as viewed from a plane orthogonal to the central axis of the hollow portion, that is, the same scattering angle, are detected. On the other hand, in the second embodiment, X of various scattering angles
Lines can be detected. The quantitative analysis result of each scattering angle is monitored such that how many silicon counts and oxygen count at a scattering angle of 100 degrees, and how many silicon and oxygen counts at a scattering angle of 120 degrees and 140 degrees. Then, the ratio of the true elements can be known from the result.
【００２２】なお、冷却棒の形状は８角形に限定される
ものでなく、Ｘ線検出器の数に応じた他の多角形すなわ
ちＮ角形（Ｎは３以上の整数）であっても良い。また、
多角形ではなく、円形であっても良い。The shape of the cooling rod is not limited to an octagon, but may be another polygon corresponding to the number of X-ray detectors, that is, an N polygon (N is an integer of 3 or more). Also,
Instead of a polygon, it may be circular.
【００２３】請求項の記載に関連して本発明は更に次の
態様をとりうる。The present invention can take the following aspects in connection with the description of the claims.
【００２４】（１）前記中空部は、円形であることを特
徴とする請求項３又は４記載の電子エネルギ分析装置。(1) The electron energy analyzer according to claim 3 or 4, wherein the hollow portion is circular.
【００２５】（２）前記冷却棒は、液体窒素デュアーに
よって冷却されることを特徴とする請求項１〜５のいず
れかに記載の電子エネルギ分析装置。(2) The electron energy analyzer according to any one of claims 1 to 5, wherein the cooling rod is cooled by a liquid nitrogen dewar.
【００２６】（３）前記複数のＸ線検出器の各検出結果
を足し合せる手段を更に含むことを特徴とする請求項１
〜５のいずれかに記載の電子エネルギ分析装置。(3) The apparatus according to claim 1, further comprising means for adding the detection results of the plurality of X-ray detectors.
An electron energy analyzer according to any one of claims 1 to 5.
【００２７】[0027]
【発明の効果】以上説明したように本発明は、複数のＸ
線検出器を単一の冷却装置によって冷却することによ
り、液体窒素を貯蔵するタンク等は１つ設ければ済み、
より多くの検出器を設置できるので、検出感度をより向
上させることができるという効果がある。As described above, according to the present invention, a plurality of Xs
By cooling the line detector with a single cooling device, only one tank or the like for storing liquid nitrogen may be provided,
Since more detectors can be installed, there is an effect that the detection sensitivity can be further improved.
【図１】本発明の第１の実施の形態による電子エネルギ
分析装置の構成を示す平面図である。FIG. 1 is a plan view showing a configuration of an electron energy analyzer according to a first embodiment of the present invention.
【図２】本発明の第１の実施の形態による電子エネルギ
分析装置における冷却棒の構成を示す斜視図である。FIG. 2 is a perspective view showing a configuration of a cooling rod in the electron energy analyzer according to the first embodiment of the present invention.
【図３】図１に示されている電子エネルギ分析装置を同
図中のＡ―Ｂで切断した断面図である。FIG. 3 is a cross-sectional view of the electron energy analyzer shown in FIG. 1 taken along line AB in FIG.
【図４】本発明による電子エネルギ分析装置の第２の実
施形態の構成を示す断面図である。FIG. 4 is a sectional view showing a configuration of a second embodiment of the electron energy analyzer according to the present invention.
【図５】図４の電子エネルギ分析装置における複数のコ
リメータ及びＸ線検出器の配置を示す図である。FIG. 5 is a diagram showing an arrangement of a plurality of collimators and an X-ray detector in the electron energy analyzer of FIG.
【図６】散乱角の定義を示す図である。FIG. 6 is a diagram showing a definition of a scattering angle.
【図７】２種類の散乱角の場合のＸ線検出を説明するた
めの図である。FIG. 7 is a diagram for explaining X-ray detection in the case of two types of scattering angles.
【図８】従来の電子エネルギ分析装置における１つの検
出ユニットの構成を示す断面図である。FIG. 8 is a cross-sectional view showing a configuration of one detection unit in a conventional electron energy analyzer.
【図９】従来の他の電子エネルギ分析装置の構成を示す
ブロック図である。FIG. 9 is a block diagram showing a configuration of another conventional electron energy analyzer.
１ 電子線 ２ 試料 ３ Ｘ線 ４ コリメータ ５ 入射窓 ６ 外筒 ７ Ｘ線検出器 ８ 冷却棒 Reference Signs List 1 electron beam 2 sample 3 X-ray 4 collimator 5 entrance window 6 outer cylinder 7 X-ray detector 8 cooling rod
Claims (5)
のＸ線検出器を含むことを特徴とする電子エネルギ分析
装置。1. An electron energy analyzer comprising a plurality of X-ray detectors cooled by a single cooling device.
却棒を含み、前記複数のＸ線検出器は前記冷却棒に接触
して設けられていることを特徴とする請求項１記載の電
子エネルギ分析装置。2. The electronic device according to claim 1, wherein the cooling device includes a cooling rod cooled from the outside, and the plurality of X-ray detectors are provided in contact with the cooling rod. Energy analyzer.
の中心軸に向かって前記複数のＸ線検出器が配置され、
前記中空部の中心軸に沿って被分析物が載置されること
を特徴とする請求項２記載の電子エネルギ分析装置。3. The cooling rod has a hollow portion, and the plurality of X-ray detectors are arranged toward a central axis of the hollow portion,
The electron energy analyzer according to claim 2, wherein an analyte is placed along a central axis of the hollow portion.
互いに異なる位置に前記複数のＸ線検出器が配置される
ことを特徴とする請求項３記載の電子エネルギ分析装
置。4. The electron energy analyzer according to claim 3, wherein the plurality of X-ray detectors are arranged at positions where elevation angles with respect to a plane perpendicular to the central axis are different from each other.
数）の中空部を有し、該Ｎ角形各辺において前記中空部
の中心軸に向かって前記複数のＸ線検出器が配置されて
いることを特徴とする請求項２記載の電子エネルギ分析
装置。5. The cooling rod has an N-shaped (N is an integer of 3 or more) hollow portion, and the plurality of X-ray detectors are arranged on each side of the N-shaped shape toward a central axis of the hollow portion. 3. The electron energy analyzing apparatus according to claim 2, wherein:
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9244509A JPH1186783A (en) | 1997-09-10 | 1997-09-10 | Electron energy analyzer |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9244509A JPH1186783A (en) | 1997-09-10 | 1997-09-10 | Electron energy analyzer |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1186783A true JPH1186783A (en) | 1999-03-30 |
Family
ID=17119745
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9244509A Pending JPH1186783A (en) | 1997-09-10 | 1997-09-10 | Electron energy analyzer |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH1186783A (en) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2011085593A (en) * | 2002-11-06 | 2011-04-28 | American Science & Engineering Inc | X-ray back scatter mobile inspection van |
| NL2008042A (en) * | 2010-12-27 | 2012-06-28 | Zeiss Carl Nts Gmbh | Particle beam microscope. |
| JP2015529805A (en) * | 2012-07-26 | 2015-10-08 | ブルーカー ナノ ゲーエムベーハー | Multi-module photon detector and use thereof |
-
1997
- 1997-09-10 JP JP9244509A patent/JPH1186783A/en active Pending
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