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JPH0117100B2 - - Google Patents
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JPH0117100B2 - - Google Patents

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JPH0117100B2
JPH0117100B2 JP55085477A JP8547780A JPH0117100B2 JP H0117100 B2 JPH0117100 B2 JP H0117100B2 JP 55085477 A JP55085477 A JP 55085477A JP 8547780 A JP8547780 A JP 8547780A JP H0117100 B2 JPH0117100 B2 JP H0117100B2
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JP
Japan
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sample
electron beam
crystal
spectroscopic crystal
fixed axis
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JP55085477A
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Hitoshi Hirata
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Nihon Denshi KK
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Publication date
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    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
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    • G01N23/22Investigating or analysing materials by the use of wave or particle radiation, e.g. X-rays or neutrons, not covered by groups G01N3/00 – G01N17/00, G01N21/00 or G01N22/00 by measuring secondary emission from the material
    • G01N23/225Investigating or analysing materials by the use of wave or particle radiation, e.g. X-rays or neutrons, not covered by groups G01N3/00 – G01N17/00, G01N21/00 or G01N22/00 by measuring secondary emission from the material using electron or ion

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Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、湾曲結晶を用いた結晶直進型集光分
光器を有するX線マイクロアナライザー等を用い
て、試料に含まれる注目元素の濃度分布像を得る
ための電子線走査によるX線像取得方法に関す
る。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention uses an X-ray microanalyzer or the like having a rectilinear crystal focusing spectrometer using a curved crystal to obtain an electron beam The present invention relates to a method of acquiring an X-ray image by scanning.

従来斯種方法を用いて行う分析法の一つに面分
析と呼ばれる方法がある。即ち電子線を試料上で
二次元的に走査し、このとき試料から順次発生す
るX線のうち分析対象の試料成分に対応する波長
のX線のみを、湾曲結晶を用いた結晶直進型集光
分光器を介して選択的にX線検出器に入射せし
め、X線強度に応じた検出器よりの出力信号を前
記走査と同期して走査される陰極線管に輝度信号
として供給せしめ、陰極線管画面上に分析対象の
試料成分の濃度分布に対応した特性X線像を得る
ことができる。
One of the analytical methods conventionally performed using this type of method is a method called area analysis. In other words, an electron beam is scanned two-dimensionally over a sample, and out of the X-rays sequentially generated from the sample, only the X-rays with wavelengths corresponding to the sample components to be analyzed are focused using a straight crystal focusing method using a curved crystal. The X-rays are selectively made to enter an X-ray detector via a spectrometer, and an output signal from the detector corresponding to the X-ray intensity is supplied as a luminance signal to a cathode ray tube that is scanned in synchronization with the scanning, and the cathode ray tube screen is A characteristic X-ray image corresponding to the concentration distribution of the sample component to be analyzed can be obtained.

第1図はこのような特性X線像を得るための装
置の概略図である。1は試料であり、濃度分布を
求めようとする注目元素とは異なつた元素であつ
て注目元素のスペクトルピーク近傍にスペクトル
ピークを有する他の元素は、試料1には含まれて
いないものとする。この試料1には電子線2が照
射される。Mは分光結晶を表わしており、該分光
結晶Mは試料面に対してX線取り出し角αをなす
固定軸L上を移動する。該固軸L上の異つた位置
には分光結晶Mの結晶面の角度(軸Lとなす角
度)の異つた値が一対一に対応しており、分光結
晶Mは固定軸Lを移動することによつて該角度を
変更する。又Sは分光結晶Mを介して導かれたX
線を検出する検出器Dのスリツトであり、点x0
試料1と固定軸Lとの交点である。又点x0とM,
Sは半径Rのローランド円3上にあり、且つ線分
x0MとMSとは等しくされている。さて、このよ
うな装置において例えば波長λの特性X線の検出
像を得ようとする場合、分光結晶Mの結晶中心面
のローランド円3に対する接線gが固定軸Lに対
して以下のブラツグの式を満たすθになるように
分光結晶Mの直線L上の位置を設定し、電子線2
を点x0の極く近傍で走査すれば良い。尚、このと
き、接線gは直線MSとも角θをなす。
FIG. 1 is a schematic diagram of an apparatus for obtaining such a characteristic X-ray image. Sample 1 is a sample, and it is assumed that sample 1 does not contain any other elements that are different from the element of interest whose concentration distribution is to be determined and that have a spectral peak near the spectral peak of the element of interest. . This sample 1 is irradiated with an electron beam 2 . M represents a spectroscopic crystal, and the spectroscopic crystal M moves on a fixed axis L forming an X-ray extraction angle α with respect to the sample surface. Different values of the angle of the crystal plane of the spectroscopic crystal M (angle with the axis L) correspond to different positions on the fixed axis L in a one-to-one correspondence, and the spectroscopic crystal M cannot be moved on the fixed axis L. The angle is changed by . Also, S is X guided through the spectroscopic crystal M.
This is the slit of the detector D that detects the line, and the point x0 is the intersection of the sample 1 and the fixed axis L. Also, point x 0 and M,
S is on the Rowland circle 3 of radius R, and the line segment
x 0 M and MS are made equal. Now, when trying to obtain a detected image of a characteristic X-ray of wavelength λ using such a device, for example, the tangent g to the Rowland circle 3 of the crystal center plane of the spectroscopic crystal M is expressed by the following Bragg equation with respect to the fixed axis L. The position of the spectroscopic crystal M on the straight line L is set so that θ satisfies the electron beam 2.
It is sufficient to scan in the very vicinity of point x 0 . Incidentally, at this time, the tangent line g also forms an angle θ with the straight line MS.

2dsinθ=nλ ……(1) 但し、dは分光結晶の面間隔、nは自然数。し
かしながら、試料の比較的低倍像を得ようとする
場合には、試料上における電子線走査範囲が広く
なるため、電子線2を試料1の表面に設けられた
x座標上例えばx=xuからx=xvまで走査しな
ければならない。もし分光結晶Mを第1図に示す
ような位置で固定したまま、電子線2を試料1上
において走査したとすると、試料が一様濃度の注
目元素を含むような場合にも検出信号は第2図a
に示す如きものとなり、電子線2の照射点が光軸
上の位置x0から離れた点では元素濃度を表す信号
を出力し得ない。これはX線発生点となる電子線
照射点がx0から離れると、X線の分光結晶Mへの
入射角がθからずれてしまい(1)式が成立しなくな
るためである。因に電子線2をローランド円3を
含む面と直角な方向に走査する場合には電子線を
試料上において1mm程度にわたつて走査しても注
目する波長のX線は充分検出されるため、この方
向については考慮する必要がない。
2dsinθ=nλ ……(1) However, d is the interplanar spacing of the spectroscopic crystal, and n is a natural number. However, when trying to obtain a relatively low magnification image of the sample, the electron beam scanning range on the sample becomes wide, so the electron beam 2 is moved from the x coordinate provided on the surface of the sample 1, for example, from It is necessary to scan until x=xv. If the electron beam 2 is scanned over the sample 1 while the spectroscopic crystal M is fixed at the position shown in Fig. 1, the detection signal will be Figure 2a
The signal representing the element concentration cannot be output at a point where the irradiation point of the electron beam 2 is far from the position x 0 on the optical axis. This is because when the electron beam irradiation point, which is the X-ray generation point, moves away from x 0 , the angle of incidence of the X-rays on the spectroscopic crystal M deviates from θ, and equation (1) no longer holds true. Incidentally, when scanning the electron beam 2 in a direction perpendicular to the plane containing the Rowland circle 3, the X-rays of the wavelength of interest are sufficiently detected even if the electron beam is scanned over a distance of about 1 mm over the sample. There is no need to consider this direction.

濃度分布を求めるための電子線の走査領域が第
1図において点xuからxvまでに渡るとすると、
従来においては、前記固定軸に沿つて一定距離ず
つ複数ステツプに分けて前記分光結晶を直進移動
させ、前記分光結晶の各停止期間中に電子線によ
り試料を二次元的に走査し、該各走査毎に前記分
光器のX線検出器より一画面分の検出信号を取得
し、該検出信号を重畳して前記元素の分布像を表
示するようにしている。この際、前記スリツトは
点x0から発生したX線のみを選択するための場合
より広く設定されている。即ち、点xuから発生
した特性X線が、試料から離れた固定軸L上の特
定位置に来た分光結晶によつて角度θでブラツグ
反射された後前記スリツトを通過すると共に、点
xvから発生した特性X線が、試料に近い固定軸
L上の特定位置に来た分光結晶によつて角度θで
ブラツグ反射された後前記スリツトを通過して検
出器に入射するよう、スリツトSはスリツト幅
Swに設定されている。従つて、本発明において
前提とする方法においては、前記ブラツグ反射さ
れる各X線に対して、集光条件は厳密に言えば満
足されない。しかしながら、xu、xv間の距離は
実際には極めて小さいため、集光条件からのずれ
は僅かであり、このようにしても濃度分布像を得
るために必要なX線を実用上殆んど問題にならな
い程度に検出することができる。又、xuxv間の
距離が小さいことにより、スリツト幅Swも実際
にはかなり狭いものである。
Assuming that the scanning area of the electron beam for determining the concentration distribution spans from point xu to xv in Figure 1,
Conventionally, the spectroscopic crystal is moved linearly in a plurality of steps along the fixed axis, and the sample is two-dimensionally scanned by an electron beam during each stop period of the spectroscopic crystal, and each scan Each time, a detection signal for one screen is acquired from the X-ray detector of the spectrometer, and the detection signals are superimposed to display a distribution image of the element. At this time, the slit is set wider than when selecting only the X-rays generated from the point x0 . That is, the characteristic X-rays generated from point
A slit S is arranged so that the characteristic is the slit width
It is set to Sw. Therefore, in the method based on the present invention, the condensing conditions for each of the Bragg-reflected X-rays are not, strictly speaking, satisfied. However, since the distance between xu and xv is actually extremely small, the deviation from the condensing condition is slight, and even with this method, there is almost no practical problem in reducing the amount of X-rays necessary to obtain a concentration distribution image. It can be detected to the extent that it does not occur. Furthermore, since the distance between xuxv is small, the slit width Sw is actually quite narrow.

しかしながら、ステツプ状に変化させるべき分
光結晶の角度(固定軸Lに沿う距離)は、使用す
る分光器や、注目する元素(注目する特性X線の
波長)、等によつて変化するため、従来において
は勘によつて該ステツプ変化量を設定し、出来上
がつた写真を検討して、ステツプ変化量を調整し
たりしながら試行錯誤で撮像している。そのため
分光結晶を必要以上に小刻みに移動させて像を得
るまでに極めて長い時間を要したり、逆に分光結
晶のステツプ当りの変化量が大きすぎるために得
られた試料像中に検出感度が低すぎる部分が縞状
に表われ良好な像を得られなかつたりした。
However, the angle of the spectroscopic crystal (the distance along the fixed axis L) that should be changed in steps varies depending on the spectrometer used, the element of interest (the wavelength of the characteristic X-ray of interest), etc. In this method, the amount of step change is set based on intuition, and images are taken by trial and error while examining the resulting photograph and adjusting the amount of step change. As a result, it may take an extremely long time to obtain an image by moving the spectroscopic crystal in smaller steps than necessary, or conversely, the amount of change per step of the spectroscopic crystal may be too large, resulting in poor detection sensitivity in the sample image obtained. Areas that were too low appeared in stripes, making it difficult to obtain a good image.

本発明はこのような従来の欠点を解決すること
を目的としてなされたもので、以下図面に基づき
本発明を説明する。
The present invention has been made to solve these conventional drawbacks, and will be described below with reference to the drawings.

さて、前述したように、分光器のローランド円
を含む面と垂直な方向については考慮する必要が
無いため、電子線により分光器のローランド円を
含む面に沿う方向に(即ち第1図の紙面に沿つ
て)試料をライン走査した場合を考える。尚、前
述したように、注目元素以外の元素であつて注目
元素のスペクルトピークの近傍にスペクトルピー
クを有する元素は試料に含まれていず、試料は注
目元素を一様な濃度で含むものとする。且つ、ス
リツトSは前述したように広めに設定されている
ものとする。
Now, as mentioned above, there is no need to consider the direction perpendicular to the plane containing the Rowland circle of the spectrometer. Consider the case where the sample is line-scanned (along the lines). As described above, the sample does not contain any element other than the element of interest that has a spectral peak near the spectral peak of the element of interest, and the sample contains the element of interest at a uniform concentration. Further, it is assumed that the slit S is set wide as described above.

以上の条件のもとで、以下の事実が実験的に
も、又、理論上においても成立する。
Under the above conditions, the following facts hold both experimentally and theoretically.

即ち、ライン走査に伴つて得られる信号を比較
すると、ライン走査した際に分光結晶Mが固定軸
L上のどの位置にあるかによつて検出器Dの出力
信号のピーク位置は異なるが、分光結晶Mの固定
軸L上の位置にかかわらず、検出器Dの出力信号
のピーク値同士は略等しく、又、半値幅同士も略
等しい。更に又、各ピークの位置は固定軸L上に
おける分光結晶Mの位置に対応したものとなる。
That is, when comparing the signals obtained during line scanning, the peak position of the output signal of the detector D differs depending on the position of the spectroscopic crystal M on the fixed axis L during line scanning, but the spectroscopic Regardless of the position of the crystal M on the fixed axis L, the peak values of the output signals of the detector D are approximately equal, and the half-value widths are also approximately equal. Furthermore, the position of each peak corresponds to the position of the spectroscopic crystal M on the fixed axis L.

又、逆に分光結晶Mを固定軸Lに沿つてある一
定距離ずつステツプ的に移動させ、分光結晶Mの
各停止期間中に、前記ライン走査を行なうと、信
号のピーク値同士及びその半値幅同士が互いに略
等しく、且つピーク位置が該半値幅ずつ異なつた
第2図aから第2図iに示すような一連の信号が
検出器Dより得られたとすれば、これらの各信号
を重畳すると、第2図jに示すようになる。電子
線を試料上において2次元走査した際に、第1図
の紙面に沿うxuからxvまでが垂直走査範囲であ
るとすると、第2図jに示すようにこの範囲にお
ける重畳信号値は略一定になることから、第2図
aから第2図iに示すような信号が得られるよう
に分光結晶を固定軸Lに沿つてステツプ移動さ
せ、これらの信号を重畳すれば、分光結晶を最小
回数ステツプ移動させるだけで、感度のむらによ
る縞が発生しない元素分布像を得ることができ
る。従つて、次にこのような分光結晶Mの移動を
行なうため、固定軸L上において分光結晶をどの
ような一定距離(刻み幅)ずつステツプ移動させ
れば良いか検討する。
Conversely, if the spectroscopic crystal M is moved stepwise along the fixed axis L by a certain distance and the line scan is performed during each stop period of the spectroscopic crystal M, the peak values of the signals and their half-widths will be different from each other. If a series of signals as shown in Fig. 2a to Fig. 2i are obtained from detector D, and the peak positions are approximately equal to each other and differ by the half width, then when these signals are superimposed, , as shown in FIG. 2j. When the electron beam is two-dimensionally scanned over the sample, if the vertical scanning range is from xu to xv along the paper in Figure 1, the superimposed signal value in this range is approximately constant as shown in Figure 2 j. Therefore, by moving the spectroscopic crystal in steps along the fixed axis L so as to obtain the signals shown in Fig. 2a to Fig. 2i, and superimposing these signals, the spectroscopic crystal can be moved the minimum number of times. By simply moving the image in steps, it is possible to obtain an elemental distribution image that does not have fringes caused by uneven sensitivity. Therefore, in order to move the spectroscopic crystal M as described above, we will consider how the spectroscopic crystal M should be moved step by step on the fixed axis L.

今、電子線照射点が第1図においてx=xiのと
き、この点から発生したX線がブラツグ角θで入
射するように分光結晶Mが固定軸L上を最初の位
置l0から微少距離Δlだけ移動してl座標上でli
なるM′で示される位置(このとき表示上の角度
はθから微少角Δθ増大してθ+Δθになり、スリ
ツトSはS′に、検出器DはD′に、ローランド円3
は3′になる)に移行したとする。点x0から直線
xiM′へ垂線x0Tを下ろすと0 =(x1−x0)sinα=(l0+Δl)sinΔθ =(l0+Δl)Δθ≒l0Δθ ……(2) (∵Δθが微少であるため<x0xiT≒α、sinΔθ≒
Δθ) 又、ローランド円3′に関する幾可学的条件を
用いて sin(θ+Δθ)=l0+Δl/2R ……(3) ところで sin(θ+Δθ)=sinθcosθ+cosθsinθ ≒sinθ+Δθcosθ ……(4) 又、ローランド円3に関する幾可学的条件から sinθ=l0/2R ……(5) (4)、(5)式を用いれば(3)式は以下のように書き換
えられる。
Now, when the electron beam irradiation point is x = xi in Figure 1, the spectroscopic crystal M moves on the fixed axis L at a very small distance from the initial position l 0 so that the X-rays generated from this point are incident at a Bragg angle θ. The position indicated by M' moves by Δl and becomes l i on the l coordinate (at this time, the angle on the display increases from θ by a small angle Δθ to θ + Δθ, the slit S becomes S′, and the detector D D′, Roland circle 3
becomes 3'). Straight line from point x 0
Dropping the perpendicular x 0 T to x i M′, we get 0 = (x 1 − x 0 ) sin α = (l 0 + Δl) sin Δθ = (l 0 + Δl) Δθ≒l 0 Δθ ……(2) (∵Δθ is very small Therefore, <x 0 x i T≒α, sinΔθ≒
Δθ) Also, using the geometric conditions regarding the Rowland circle 3', sin(θ+Δθ)=l 0 +Δl/2R...(3) By the way, sin(θ+Δθ)=sinθcosθ+cosθsinθ ≒sinθ+Δθcosθ...(4) Also, the Rowland circle From the geometrical conditions regarding 3, sinθ=l 0 /2R (5) Using equations (4) and (5), equation (3) can be rewritten as follows.

(2)式と(6)式より (7)式において、Rはローランド円半径、αはX
線取り出し角で両者とも実際の装置によつて定ま
る量であり、又l0もR、α等の他に分光結晶の面
間隔や、注目元素の波長入等によつて定まる量で
ある。この導出された式から第2図aからiに示
した信号に対応した分光器位置は固定軸Lに沿つ
て設けられた座標lにおいても等間隔に配置され
ることが判る。又x線の発生点を固定して分光結
晶の位置を走査することと、分光結晶の位置を固
定してX線の発生点である電子線の照射点を走査
することは分光結晶に対するX線の入射角を走査
するということにおいて全く等価であるので、電
子線の投射点を固定して分光結晶Mを固定軸Lに
沿つて走査した際の検出信号ピークの半値幅だけ
座標lに沿つて分光結晶を移動させることは、前
述したようにスリツトを広めに設定した条件のも
とでは、分光結晶を固定して電子線を第2図に示
した信号のピーク半幅値だけ試料上において移動
させることと等価であることが分る。
From equations (2) and (6), In equation (7), R is the Rowland radius, α is X
Both of the line extraction angles are determined by the actual equipment, and l0 is also determined by the interplanar spacing of the spectroscopic crystal, the wavelength input of the element of interest, etc. in addition to R, α, etc. From this derived equation, it can be seen that the spectrometer positions corresponding to the signals shown in FIGS. Furthermore, scanning the position of the spectroscopic crystal while fixing the generation point of the X-rays and scanning the electron beam irradiation point, which is the generation point of the X-rays, with the position of the spectroscopic crystal fixed are the It is completely equivalent to scan the incident angle of To move the spectroscopic crystal, under the conditions where the slit is set wide as described above, the spectroscopic crystal is fixed and the electron beam is moved over the sample by the half-width value of the signal peak shown in Figure 2. It turns out that it is equivalent to

以上のように、本発明は湾曲分光結晶を固定軸
に沿つて直進移動させることにより波長掃引を行
なう結晶直進型集光分光器を用い、前記固定軸に
沿つて一定距離ずつ複数ステツプに分けて前記分
光結晶を直進移動させ、前記分光結晶の各停止期
間中に電子線により試料を二次元的に走査し、該
各走査毎に前記分光器のX線検出器より一画面分
の検出信号を取得し、該検出信号を重畳して前記
元素の分布像を表示するようにした方法におい
て、前記一定距離を求めるため電子線の照射によ
つて前記試料より発生するX線の前記分光結晶へ
の入射角を一定の速度で変化させる段階と、該入
射角の変化に伴う前記X線検出器の出力信号のピ
ークの半値幅に対応する前記固定軸上の距離を求
める段階と、前記一定距離を該求められた距離に
設定する段階と、前記分光結晶の直進移動を自動
的に行なう段階とから成ることを特徴としてい
る。
As described above, the present invention uses a straight crystal condensing spectrometer that performs wavelength sweeping by moving a curved spectroscopic crystal straight along a fixed axis. The spectroscopic crystal is moved in a straight line, the sample is two-dimensionally scanned with an electron beam during each stop period of the spectroscopic crystal, and the X-ray detector of the spectrometer receives a detection signal for one screen for each scan. In the method of displaying the distribution image of the element by superimposing the detected signal, the X-rays generated from the sample by electron beam irradiation are transmitted to the spectroscopic crystal in order to determine the certain distance. changing the incident angle at a constant speed; determining a distance on the fixed axis corresponding to the half width of the peak of the output signal of the X-ray detector as the incident angle changes; and determining the fixed distance. The present invention is characterized by comprising a step of setting the determined distance, and a step of automatically moving the spectroscopic crystal in a straight line.

このような原理を用いた本発明の一実施例を以
下図面に基づき詳述する。
An embodiment of the present invention using such a principle will be described in detail below with reference to the drawings.

第3図は本発明を実施するための装置の一例を
示すもので、図中4は電子銃であり、該電子銃4
よりの電子線2は収束レンズ5によつて収束され
る。収束レンズ5によつて収束された電子線2は
偏向コイル6によつてX方向及びY方向に偏向さ
れる。7は対物レンズであり、該対物レンズ7に
よつて電子線2は試料1上に照射される。8は走
査信号発生回路であり、該走査信号発生回路8は
電子計算機9の指令により水平及び垂直走査信号
を発生する。該走査信号発生回路8よりの走査信
号は倍率制御回路10を介して前記偏向コイル6
に供給されると共に、直接陰極線管11の偏向コ
イル12に供給される。該倍率制御回路10は電
子計算機9よりの倍率制御信号に応じて走査信号
発生回路8よりの信号の振幅を変化させて偏向コ
イル6に供給する。試料1への電子線の照射によ
つて試料1より発生したX線のうち固定軸L上を
角度を変えつつ移動する分光結晶13によつて選
択された特定波長のX線のみが検出器14に導び
かれる。該検出器14によつて検出された信号は
増幅器15によつて増幅された後、陰極線管11
のグリツドGに供給されると共に、電子計算機9
にも供給される。16は分光結晶13の駆動機構
であり、該駆動機構16は電子計算機9よりの制
御信号に基づいて固定軸Lに沿つて所定距離ずつ
分光結晶13を間歇駆動する。17は陰極線管1
1の画面を撮影するためのカメラ装置であり、該
カメラ装置17は電子計算機9よりの指令信号に
基づいて制御を行う制御回路18によつて制御さ
れる。19は電子計算機9に種々の入力を行うた
めのキーボードである。
FIG. 3 shows an example of an apparatus for carrying out the present invention, in which numeral 4 represents an electron gun;
The twisted electron beam 2 is converged by a converging lens 5. The electron beam 2 converged by the converging lens 5 is deflected by the deflection coil 6 in the X direction and the Y direction. 7 is an objective lens, and the electron beam 2 is irradiated onto the sample 1 by the objective lens 7. Reference numeral 8 denotes a scanning signal generating circuit, and the scanning signal generating circuit 8 generates horizontal and vertical scanning signals according to instructions from an electronic computer 9. The scanning signal from the scanning signal generation circuit 8 is sent to the deflection coil 6 via the magnification control circuit 10.
It is also supplied directly to the deflection coil 12 of the cathode ray tube 11. The magnification control circuit 10 changes the amplitude of the signal from the scanning signal generation circuit 8 in accordance with a magnification control signal from the electronic computer 9 and supplies it to the deflection coil 6. Of the X-rays generated from the sample 1 by irradiating the sample 1 with an electron beam, only the X-rays of a specific wavelength selected by the spectroscopic crystal 13 that moves on the fixed axis L while changing the angle are detected by the detector 14. be guided by The signal detected by the detector 14 is amplified by the amplifier 15 and then sent to the cathode ray tube 11.
is supplied to the grid G, and the electronic computer 9
Also supplied. Reference numeral 16 denotes a driving mechanism for the spectroscopic crystal 13, and the driving mechanism 16 intermittently drives the spectroscopic crystal 13 at predetermined distances along the fixed axis L based on a control signal from the electronic computer 9. 17 is cathode ray tube 1
The camera device 17 is controlled by a control circuit 18 that performs control based on command signals from the computer 9. A keyboard 19 is used to input various information into the computer 9.

このような構成において、操作者は表面分析の
対象となる元素名、分光器番号(チヤンネル番
号)、分光結晶の種類、観察倍率をキーボード1
9により、電子計算機9に入力する。そこで操作
者が装置をスタートさせれば、電子計算機9より
の信号により駆動機構が動作し、分光結晶13は
角度を変えながら所定の速度で固定軸L上を掃引
する。偏向を受けずに光軸に沿つて進行した電子
線2が試料1に投射されているため、分光結晶1
3の掃引に伴つて第4図に示す如き信号が検出器
14によつて検出され、電子計算機9に供給され
る。電子計算機9は供給された該信号のピークの
l座標で表わした半値幅Wを算出する。更に、電
子計算機9は設定された観察倍率情報を用いて、
分光結晶13を固定軸L上のどの位置から半値幅
Wずつ何ステツプ間歇移動させるべきか算出す
る。このような算出が終了すると、電子計算機9
は分光結晶13を算出されたL軸上の初期位置ま
で移動させるとともに制御回路18を介してカメ
ラ装置17のシヤツターを開かせる。そこで、更
に電子計算機9は走査信号発生回路8に指令信号
を送つて電子線2によつて試料1を1フイールド
走査せしめる。尚、このとき電子計算機9よりの
倍率制御信号によつて試料1の所定の大きさの領
域が走査される。該走査により分光結晶13を介
して第5図に示すように試料の撮像領域Aのうち
略S1で示す領域より発生した特性X線が検出器
14によつて検出され、対応する陰極線管11上
の表示位置に表示される。次に電子計算機9は駆
動機構16により分光結晶13を固定軸L軸上に
おいて前記幅Wだけ移動せしめた後、電子線2を
試料1上において1フイールド走査させる。その
結果、第5図の撮像領域Aのうちの略々S2で示
す領域より発生した特性X線が、陰極線管11上
に表示される。このようにして、分光結晶13は
電子計算機9の指令に基づいて幅Wずつ算出され
たステツプ回数だけ自動的に間歇移動され、移動
が終了する毎に電子線2によつて試料1は1フイ
ールドずつ走査される。このようにして撮像領域
Aのうち、順次S3、S4、…、S9領域より発生し
たX線が陰極線管11に表示され、カメラ装置1
7はこれら9枚の画像を重畳した像を撮影する。
このような撮影が終了するとカメラ装置17のシ
ヤツターが自動的に閉じられ、その写真フイルム
により試料1の元素分布を表わす像を得ることが
できる。
In such a configuration, the operator inputs the name of the element to be surface analyzed, the spectrometer number (channel number), the type of spectroscopic crystal, and the observation magnification using the keyboard 1.
9, the information is input to the electronic computer 9. Then, when the operator starts the apparatus, the drive mechanism is activated by a signal from the electronic computer 9, and the spectroscopic crystal 13 sweeps on the fixed axis L at a predetermined speed while changing the angle. Since the electron beam 2 that has proceeded along the optical axis without being deflected is projected onto the sample 1, the spectroscopic crystal 1
3, a signal as shown in FIG. 4 is detected by the detector 14 and supplied to the computer 9. The electronic computer 9 calculates the half-value width W of the peak of the supplied signal expressed by the l coordinate. Furthermore, the electronic computer 9 uses the set observation magnification information to
It is calculated from which position on the fixed axis L the spectroscopic crystal 13 should be moved by how many steps in each half width W. When such calculation is completed, the electronic computer 9
moves the spectroscopic crystal 13 to the calculated initial position on the L axis and opens the shutter of the camera device 17 via the control circuit 18. Therefore, the computer 9 further sends a command signal to the scanning signal generating circuit 8 to cause the electron beam 2 to scan the sample 1 for one field. At this time, an area of a predetermined size of the sample 1 is scanned by a magnification control signal from the electronic computer 9. As a result of this scanning, characteristic X-rays generated from an area approximately indicated by S1 in the imaging area A of the sample are detected by the detector 14 through the spectroscopic crystal 13 as shown in FIG. displayed at the display position. Next, the electronic computer 9 causes the driving mechanism 16 to move the spectroscopic crystal 13 by the width W on the fixed axis L, and then causes the electron beam 2 to scan one field over the sample 1. As a result, characteristic X-rays generated from the area approximately indicated by S2 in the imaging area A in FIG. 5 are displayed on the cathode ray tube 11. In this way, the spectroscopic crystal 13 is automatically moved intermittently by the number of steps calculated by the width W based on the instructions from the electronic computer 9, and each time the movement is completed, the sample 1 is moved one field by the electron beam 2. scanned one by one. In this way, X-rays generated from areas S3, S4, ..., S9 in the imaging area A are displayed on the cathode ray tube 11, and the camera device 1
7 photographs an image in which these nine images are superimposed.
When such photographing is completed, the shutter of the camera device 17 is automatically closed, and an image representing the elemental distribution of the sample 1 can be obtained using the photographic film.

上述したように本発明によれば、観察倍率が低
倍の場合にも電子線走査による良質なX線像を極
めて短い時間で簡単に得ることができる。
As described above, according to the present invention, even when the observation magnification is low, a high-quality X-ray image can be easily obtained by electron beam scanning in a very short time.

尚、分光結晶の種類や測定元素によつて前述し
た幅Wは異なるが、分光結晶や測定元素を種々変
更したときの幅Wを一度求めて電子計算機内に記
憶しておけば、撮像の都度分光器を固定軸Lに沿
つて走査して幅Wを求める必要はない。
Note that the aforementioned width W differs depending on the type of spectroscopic crystal and the element to be measured, but once the width W is determined when the spectroscopic crystal and the measured element are changed and stored in the computer, it can be used every time an image is taken. There is no need to scan the spectrometer along a fixed axis L to determine the width W.

又、上述した実施例においては分光器の角度が
固定軸Lに沿つて設けられた座標lによつて間接
的に表示される如き装置に本発明を適用した例を
説明したが、座標lによつてλ=l/Rdと表わさ れるλによつて分光器の角度が表示されている装
置にも同様に適用できる。
Furthermore, in the embodiments described above, an example was explained in which the present invention is applied to a device in which the angle of the spectrometer is indirectly displayed by the coordinate l provided along the fixed axis L. It is therefore equally applicable to devices in which the angle of the spectrometer is expressed by λ, expressed as λ=l/Rd.

更に又、上述した実施例においてはS1、S2、
…、S9の領域の像を重畳させて1枚の画像とす
るため写真フイルムを用いたが、画素毎に設けら
れた記憶場所に検出器信号を記憶させて、電気的
に重畳するようにしても良い。
Furthermore, in the embodiment described above, S1, S2,
..., a photographic film was used to superimpose the images of the S9 area into a single image, but the detector signals were stored in a memory location provided for each pixel and electrically superimposed. Also good.

尚、本発明は電子線を試料上において2次元走
査する際の垂直走査の向きが分光器のローランド
円を含む面に沿う向きにある場合に限らず、ロー
ランド円を含む面に対して任意の向きにある場合
に適用でき、その場合にも前記幅Wと同一の距離
ずつ分光結晶を移動させれば良い。
Note that the present invention is applicable not only to the case where the vertical scanning direction when two-dimensionally scanning an electron beam on a sample is along the plane containing the Rowland circle of the spectrometer, but also to the case where the direction of vertical scanning is along the plane containing the Rowland circle of the spectrometer. This can be applied to cases in which the spectroscopic crystal is in the same direction as the above-mentioned width W, and even in that case, it is sufficient to move the spectroscopic crystal by the same distance as the width W.

更に又、上述した実施例においては、電子線を
固定照射した状態で、分光結晶を固定軸Lに沿つ
て一定速度で移動させ、この移動に伴つて得られ
るX線検出器よりの信号のピーク半値幅に対応す
る固定軸L上の距離を求め、この距離を分光結晶
のステツプ移動時における単位移動量に設定する
ようにしたが、分光結晶を固定軸L上のある位置
に固定した状態で、注目元素の特性X線の分光結
晶への入射角が変化するように電子線により試料
をライン走査し、この走査に伴つて得られるX線
検出器よりの信号のピーク半値幅に対応する固定
軸L上の距離を求め、この距離を分光結晶のステ
ツプ移動時における単位移動量に設定するように
しても良い。
Furthermore, in the embodiment described above, the spectroscopic crystal is moved at a constant speed along the fixed axis L while the electron beam is fixedly irradiated, and the peak of the signal from the X-ray detector obtained with this movement is The distance on the fixed axis L corresponding to the half-width is determined and this distance is set as the unit movement amount when moving the spectroscopic crystal in steps. , the sample is line-scanned with an electron beam so that the incident angle of the characteristic X-rays of the element of interest to the spectroscopic crystal changes, and a fixed line scan is performed that corresponds to the peak half-width of the signal from the X-ray detector obtained as a result of this scanning. Alternatively, the distance on the axis L may be determined, and this distance may be set as the unit movement amount during step movement of the spectroscopic crystal.

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

第1図は低倍像撮影時の分光器と電子線照射点
との関係を説明するための図、第2図は理想的に
分光器を移動させた場合の検出信号を示すための
図、第3図は本発明を実施するための装置の一例
を、第4図は固定軸L上において分光器を掃引し
た際の検出信号を、第5図は分光器の異つた位置
において陰極線管に表示される試料上の各領域を
示すための図である。 1:試料、2:電子線、3,3′:ローランド
円、4:電子銃、5:収束レンズ、6,12:偏
向コイル、7:対物レンズ、8:走査信号発生回
路、9:電子計算機、10:倍率制御回路、1
1:陰極線管、M,M′,13:分光結晶、D,
D′,14:X線検出器、15:増幅器、16:
駆動機構、17:カメラ装置、18:制御回路、
19:キーボード、S,S′:スリツト、L:固定
軸。
Fig. 1 is a diagram for explaining the relationship between the spectroscope and the electron beam irradiation point during low-magnification imaging, and Fig. 2 is a diagram for showing the detection signal when the spectrometer is ideally moved. Fig. 3 shows an example of a device for carrying out the present invention, Fig. 4 shows detection signals when the spectrometer is swept on the fixed axis L, and Fig. 5 shows the detection signals of the cathode ray tube at different positions of the spectrometer. FIG. 6 is a diagram showing each area on the sample to be displayed. 1: Sample, 2: Electron beam, 3, 3': Roland circle, 4: Electron gun, 5: Converging lens, 6, 12: Deflection coil, 7: Objective lens, 8: Scanning signal generation circuit, 9: Electronic computer , 10: magnification control circuit, 1
1: Cathode ray tube, M, M', 13: Spectroscopic crystal, D,
D', 14: X-ray detector, 15: amplifier, 16:
Drive mechanism, 17: Camera device, 18: Control circuit,
19: Keyboard, S, S': Slit, L: Fixed axis.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1 湾曲分光結晶を固定軸に沿つて直進移動させ
ることにより波長掃引を行なう結晶直進型集光分
光器を用い、前記固定軸に沿つて一定距離ずつ複
数ステツプに分けて前記分光結晶を直進移動さ
せ、前記分光結晶の各停止期間中に電子線により
試料を二次元的に走査し、該各走査毎に前記分光
器のX線検出器より一画面分の検出信号を取得
し、該検出信号を重畳して前記元素の分布像を表
示するようにした方法において、前記一定距離を
求めるため電子線の照射によつて前記試料より発
生するX線の前記分光結晶への入射角を一定の速
度で変化させる段階と、該入射角の変化に伴う前
記X線検出器の出力信号のピークの半値幅に対応
する前記固定軸上の距離を求める段階と、前記一
定距離を該求められた距離に設定する段階と、前
記分光結晶の直進移動を自動的に行なう段階とか
ら成る電子線走査によるX線像取得方法。 2 前記一定距離を求めるため電子線の照射によ
つて前記試料より発生するX線の前記分光結晶へ
の入射角を一定の速度で変化させる段階は、電子
線を試料上のある一点に照射した状態で、前記分
光結晶を前記固定軸に沿つて一定の速度で移動さ
せる段階である前記特許請求の範囲第1項記載の
電子線走査によるX線像取得方法。 3 前記一定距離を求めるため電子線の照射によ
つて前記試料より発生するX線の前記分光結晶へ
の入射角を一定の速度で変化させる段階は、前記
分光結晶を前記固定軸上のある位置に固定した状
態で前記電子線により試料上をライン走査する段
階である前記特許請求の範囲第1項記載の電子線
走査によるX線像取得方法。
[Scope of Claims] 1. Using a crystal rectilinear condensing spectrometer that performs wavelength sweeping by moving a curved spectroscopic crystal straight along a fixed axis, the above-mentioned light beam is divided into a plurality of steps at fixed distances along the fixed axis. The spectroscopic crystal is moved straight, and the sample is two-dimensionally scanned with an electron beam during each stop period of the spectroscopic crystal, and one screen worth of detection signals are obtained from the X-ray detector of the spectrometer for each scan. In the method of displaying the distribution image of the element by superimposing the detection signal, in order to determine the certain distance, X-rays generated from the sample by electron beam irradiation are incident on the spectroscopic crystal. changing the angle at a constant speed; determining a distance on the fixed axis corresponding to the half width of the peak of the output signal of the X-ray detector as the incident angle changes; A method for acquiring an X-ray image by electron beam scanning, comprising the steps of setting the determined distance and automatically moving the spectroscopic crystal in a straight line. 2. The step of changing the angle of incidence of X-rays generated from the sample onto the spectroscopic crystal at a constant speed in order to obtain the constant distance includes irradiating the electron beam to a certain point on the sample. 2. The method of acquiring an X-ray image by electron beam scanning according to claim 1, further comprising the step of moving the spectroscopic crystal at a constant speed along the fixed axis in the above-mentioned state. 3. The step of changing the incident angle of X-rays generated from the sample by electron beam irradiation onto the spectrometer crystal at a constant speed in order to find the constant distance is to move the spectrometer crystal to a certain position on the fixed axis. 2. The method of acquiring an X-ray image by electron beam scanning according to claim 1, further comprising the step of performing line scanning over the sample with the electron beam while the sample is fixed to the sample.
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