JPH0750043B2 - 薄層のｘ線分光分析方法 - Google Patents
薄層のｘ線分光分析方法Info
- Publication number
- JPH0750043B2 JPH0750043B2 JP63236775A JP23677588A JPH0750043B2 JP H0750043 B2 JPH0750043 B2 JP H0750043B2 JP 63236775 A JP63236775 A JP 63236775A JP 23677588 A JP23677588 A JP 23677588A JP H0750043 B2 JPH0750043 B2 JP H0750043B2
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- sample
- thickness
- characteristic
- measured
- electron beam
- Prior art date
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- Analysing Materials By The Use Of Radiation (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明はＸ線分光法による薄層の厚さおよび組成の定量
を行う方法に関する。
を行う方法に関する。
（従来の技術） メッキ層等の薄層の厚さおよび定量分析を行う場合従来
はグロー放電を用いる発光分析，蛍光Ｘ線分光分析，二
次イオン質量分析等の方法が用いられている。グロー放
電を用いる方法はグロー放電により定量分析と試料面の
削除の両方を行うものであるが放電による試料面削除に
数分の時間を要し速度が遅いので測定に長時間を要し、
分析領域が数mm径と広い。また蛍光Ｘ線による方法も数
μｍ程度の微小領域の分析に適しない。二次イオン質量
分析は微小領域の分析に適するが、イオンによる試料面
の削除を利用するので、グロー放電による方法以上に分
析に長時間を要する。
はグロー放電を用いる発光分析，蛍光Ｘ線分光分析，二
次イオン質量分析等の方法が用いられている。グロー放
電を用いる方法はグロー放電により定量分析と試料面の
削除の両方を行うものであるが放電による試料面削除に
数分の時間を要し速度が遅いので測定に長時間を要し、
分析領域が数mm径と広い。また蛍光Ｘ線による方法も数
μｍ程度の微小領域の分析に適しない。二次イオン質量
分析は微小領域の分析に適するが、イオンによる試料面
の削除を利用するので、グロー放電による方法以上に分
析に長時間を要する。
（発明が解決しようとする課題） 本発明は短時間で薄層の微小領域の厚さ測定および定量
分析を行い得る方法を提供しようとするものである。
分析を行い得る方法を提供しようとするものである。
（課題を解決するための手段） 試料の成分元素は既知とする。厚さおよび元素組成比既
知の標準試料により、励起電子線の加速電圧を複数種に
変えて、夫々の加速電圧の場合につき、成分元素の特性
Ｘ線強度と試料の厚さと組成比との関係曲線を求めてお
き、被測定試料につき、励起電子線の加速電圧を複数種
に変えて成分元素の特性Ｘ線強度を測定して、電子加速
電圧と特性Ｘ線強度との関係から、上記関係曲線により
何れの加速電圧の場合でも同じ試料厚さおよび組成比を
与える点を索出するものである。
知の標準試料により、励起電子線の加速電圧を複数種に
変えて、夫々の加速電圧の場合につき、成分元素の特性
Ｘ線強度と試料の厚さと組成比との関係曲線を求めてお
き、被測定試料につき、励起電子線の加速電圧を複数種
に変えて成分元素の特性Ｘ線強度を測定して、電子加速
電圧と特性Ｘ線強度との関係から、上記関係曲線により
何れの加速電圧の場合でも同じ試料厚さおよび組成比を
与える点を索出するものである。
（作用） 今試料励起用電子線の加速電圧をａ（例えば15KV）に固
定しておいて、試料の組成一定の場合に試料厚さを変え
ると、成分元素の特性Ｘ線強度と厚さとの一本の関係曲
線が得られる。成分の組成比を変えると別の曲線が得ら
れ、試料の厚さと特性Ｘ線強度とのグラフ面に第１図に
実線で示すような曲線群Ａが得られる。今の場合、試料
の厚さと組成比の両方が未知でこれを同時に決めようと
云うのであるから、第１図の曲線群Ａだけでは厚さも組
成比も決められない。所で励起電子線の加速電圧を高く
すると、電子の試料透過率が高まり、入射電子の多くは
薄層を貫通してしまい薄層構成原子からの特性Ｘ線強度
は最低励起電圧にもよるが一般に低下する。そこで励起
電子線の加速電圧を変えてｂ（例えば20KV）として上記
と同様のグラフを作ってみると第１図点線のような曲線
群Ｂが得られる。そこで被測定試料について加速電圧ａ
とｂとで成分元素の特性Ｘ線強度IaとIbを得たとする
と、試料厚さをt1と仮定すると、見掛上成分％が加速電
圧ａの場合（この例では14％）よりｂの場合（16％）の
方が大と読取られ、厚さをt2と仮定すると、ａの場合
（12％）よりｂの場合（10％）の方が成分％が小とな
る。よって厚さt1とt2の間に加速電圧a,b何れの場合で
も成分％が同じと判定される厚さt3があり、これが試料
の厚さであり、そのときの成分％が試料の定量分析値で
ある。厚さと成分比の同時決定は二種の加速電圧による
測定で可能であるが、実際上、厚さおよび組成比が加速
電圧によく反映する加速電圧領域は厚さおよび組成比に
よって異っているので、２種以上の加速電圧で測定し
て、適当な２つの加速電圧を選択して定量するのがよ
い。
定しておいて、試料の組成一定の場合に試料厚さを変え
ると、成分元素の特性Ｘ線強度と厚さとの一本の関係曲
線が得られる。成分の組成比を変えると別の曲線が得ら
れ、試料の厚さと特性Ｘ線強度とのグラフ面に第１図に
実線で示すような曲線群Ａが得られる。今の場合、試料
の厚さと組成比の両方が未知でこれを同時に決めようと
云うのであるから、第１図の曲線群Ａだけでは厚さも組
成比も決められない。所で励起電子線の加速電圧を高く
すると、電子の試料透過率が高まり、入射電子の多くは
薄層を貫通してしまい薄層構成原子からの特性Ｘ線強度
は最低励起電圧にもよるが一般に低下する。そこで励起
電子線の加速電圧を変えてｂ（例えば20KV）として上記
と同様のグラフを作ってみると第１図点線のような曲線
群Ｂが得られる。そこで被測定試料について加速電圧ａ
とｂとで成分元素の特性Ｘ線強度IaとIbを得たとする
と、試料厚さをt1と仮定すると、見掛上成分％が加速電
圧ａの場合（この例では14％）よりｂの場合（16％）の
方が大と読取られ、厚さをt2と仮定すると、ａの場合
（12％）よりｂの場合（10％）の方が成分％が小とな
る。よって厚さt1とt2の間に加速電圧a,b何れの場合で
も成分％が同じと判定される厚さt3があり、これが試料
の厚さであり、そのときの成分％が試料の定量分析値で
ある。厚さと成分比の同時決定は二種の加速電圧による
測定で可能であるが、実際上、厚さおよび組成比が加速
電圧によく反映する加速電圧領域は厚さおよび組成比に
よって異っているので、２種以上の加速電圧で測定し
て、適当な２つの加速電圧を選択して定量するのがよ
い。
（実施例） この実施例は鉄板上に下地のメッキとしてFe15％,Zn85
％，厚さ５μｍの下地メッキを施し、その上に表面層と
してFe−Znのメッキを施した場合の表面層の厚さと組成
比を測定するものである。この場合、下地のメッキ層の
鉄，亜鉛の影響が出てくるので、これを除くため予備実
験として、銅板上に上記表面層と同じメッキ層を形成し
た試料についても測定を行った。鉄上に下地メッキを施
した試料（実施料）と銅板上にメッキを施した試料との
測定値の差は下地メッキによる測定出力であるから、こ
のデータから計算により下地の影響を除くことができ
る。
％，厚さ５μｍの下地メッキを施し、その上に表面層と
してFe−Znのメッキを施した場合の表面層の厚さと組成
比を測定するものである。この場合、下地のメッキ層の
鉄，亜鉛の影響が出てくるので、これを除くため予備実
験として、銅板上に上記表面層と同じメッキ層を形成し
た試料についても測定を行った。鉄上に下地メッキを施
した試料（実施料）と銅板上にメッキを施した試料との
測定値の差は下地メッキによる測定出力であるから、こ
のデータから計算により下地の影響を除くことができ
る。
検量線の作成。
標準試料は鉄板上に下地メッキ、その上に表面層のメッ
キを施したもの。
キを施したもの。
下地メッキ Fe15％,Zn85％，厚さ５μｍ 表面層 Fe84％,Zn16％， 表面層の厚さ 0.95μｍ（7.4g/m2） 0.37μｍ（2.9g/m2） 0.17μｍ（1.33g/m2） 銅板試料は銅板上に直接上記表面層と同じメッキ層を上
記３種の厚さに施したもの。
記３種の厚さに施したもの。
上記６種の試料につき励起電子線の加速電圧を10.0,12.
5,15.0,20.0,30.0KVの５種に変えてFeKα線の強度Ｉを
測定した。第２図にその結果を示す。この図では純鉄試
料のＫα線強度Ioで割算して測定値を規格化してある。
実線は標準試料，点線は銅板試料である。この図でI/Io
の実線と点線との差は下地メッキからのFeKαの影響で
ある。第２図の結果を加速電圧をパラメータとし、表面
層の厚さと特性Ｘ線強度I/Ioとの関係グラフに書直すと
第３図のようになる。第３図は標準試料についてのみ画
いてある。この実施例の場合表面層の組成を任意に変え
た標準試料が得難かったので、計算によって組成比を変
えたときの第３図のグラフを作成することにした。この
ために上記した銅板試料の測定結果が役立つのである。
今例えば第３図で加速電圧20KVの場合について銅板試料
の測定結果第１図を同図に書込むと点線のようになり、
その差は前述したように下地メッキからのFeKαの影響
である。別の実験により、Fe−Zn2元系合金のFeKα線の
強度Ｉと純鉄のＫα線強度Ioとの比I/Ioは加速電圧10〜
50KVの範囲で第４図に示すようにFe％に比例しているこ
とが確かめられた。同様の結果はZnの側についても成立
している。このことを利用すると第３図の結果から計算
によって他のFe−Zn組成比の標準試料についても第３図
と同様のグラフを作ることができる。例えば第３図にお
いて点線は銅板試料における表面層がFe84％,Zn16％の
場合のカーブであるが、これから表面層がFe42％,Zn58
％の場合のカーブを求めるには、I/Ioを点線の高さの1/
2にすればよい。これに前述した下地メッキからの影響
（実線と点線との差）を加算したものが実試料における
加速電圧20KVの場合のFe42％,Zn58％の表面層に対する
カーブである。このようにして表面層の厚さとFeKα線
の強度との関係をFe−Znの組成比をパラメータとして表
したグラフを電子線加速電圧別に作ることができる。
5,15.0,20.0,30.0KVの５種に変えてFeKα線の強度Ｉを
測定した。第２図にその結果を示す。この図では純鉄試
料のＫα線強度Ioで割算して測定値を規格化してある。
実線は標準試料，点線は銅板試料である。この図でI/Io
の実線と点線との差は下地メッキからのFeKαの影響で
ある。第２図の結果を加速電圧をパラメータとし、表面
層の厚さと特性Ｘ線強度I/Ioとの関係グラフに書直すと
第３図のようになる。第３図は標準試料についてのみ画
いてある。この実施例の場合表面層の組成を任意に変え
た標準試料が得難かったので、計算によって組成比を変
えたときの第３図のグラフを作成することにした。この
ために上記した銅板試料の測定結果が役立つのである。
今例えば第３図で加速電圧20KVの場合について銅板試料
の測定結果第１図を同図に書込むと点線のようになり、
その差は前述したように下地メッキからのFeKαの影響
である。別の実験により、Fe−Zn2元系合金のFeKα線の
強度Ｉと純鉄のＫα線強度Ioとの比I/Ioは加速電圧10〜
50KVの範囲で第４図に示すようにFe％に比例しているこ
とが確かめられた。同様の結果はZnの側についても成立
している。このことを利用すると第３図の結果から計算
によって他のFe−Zn組成比の標準試料についても第３図
と同様のグラフを作ることができる。例えば第３図にお
いて点線は銅板試料における表面層がFe84％,Zn16％の
場合のカーブであるが、これから表面層がFe42％,Zn58
％の場合のカーブを求めるには、I/Ioを点線の高さの1/
2にすればよい。これに前述した下地メッキからの影響
（実線と点線との差）を加算したものが実試料における
加速電圧20KVの場合のFe42％,Zn58％の表面層に対する
カーブである。このようにして表面層の厚さとFeKα線
の強度との関係をFe−Znの組成比をパラメータとして表
したグラフを電子線加速電圧別に作ることができる。
（効果） 本発明方法は試料の電子線励起によるＸ線分光法によっ
ているから微小領域の測定が可能であり、電子の試料内
への侵入特性を利用しており、試料面をエッチングする
のでないから測定所要時間は短くてすみ、表面処理層の
現場における品質管理等にきわめて有効な方法である。
ているから微小領域の測定が可能であり、電子の試料内
への侵入特性を利用しており、試料面をエッチングする
のでないから測定所要時間は短くてすみ、表面処理層の
現場における品質管理等にきわめて有効な方法である。
【図面の簡単な説明】 第１図は本発明の原理を説明するグラフ、第２図は実施
例における加速電圧と特性Ｘ線強度との関係を表面層の
厚さをパラメータとして表したグラフ、第３図は上記グ
ラフを加速電圧をパラメータとした表面層の厚さと特性
Ｘ線強度との関係に書直したグラフ、第４図はFe−Zn系
合金のFe％とFeKα線強度との関係グラフである。
例における加速電圧と特性Ｘ線強度との関係を表面層の
厚さをパラメータとして表したグラフ、第３図は上記グ
ラフを加速電圧をパラメータとした表面層の厚さと特性
Ｘ線強度との関係に書直したグラフ、第４図はFe−Zn系
合金のFe％とFeKα線強度との関係グラフである。
Claims (1)
- 【請求項１】組成および厚さ既知の薄層の標準試料を用
い、予め5.0KV〜50.0KVの範囲の複数種の励起電子線加
速電圧によって試料成分元素の特性Ｘ線強度を測定して
試料の厚さと特性Ｘ線強度との関係を成分組成および電
子線加速電圧をパラメータとして求めておき、被測定試
料につき、上記複数の電子線加速電圧下成分元素の特性
Ｘ線強度を測定し、試料の層厚或は成分組成比の何れか
一方を仮定して、各電子線加速電圧において上記測定さ
れた特性Ｘ線強度を与える層厚或は成分組成比のうちの
他方の値を上記予め測定して求められている電子線加速
電圧および成分組成比をパラメータとする特性Ｘ線強度
と厚さとの関係から求める操作を上記一方の値の仮定値
を変えて行い、各電子線加速電圧毎の上記他方の値が互
いに一致する仮定値を検索して、そのときの成分組成比
と層厚さを以て目的とする測定値とすることを特徴とす
る薄層のＸ線分光分析方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63236775A JPH0750043B2 (ja) | 1988-09-20 | 1988-09-20 | 薄層のｘ線分光分析方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63236775A JPH0750043B2 (ja) | 1988-09-20 | 1988-09-20 | 薄層のｘ線分光分析方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0283439A JPH0283439A (ja) | 1990-03-23 |
| JPH0750043B2 true JPH0750043B2 (ja) | 1995-05-31 |
Family
ID=17005610
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63236775A Expired - Lifetime JPH0750043B2 (ja) | 1988-09-20 | 1988-09-20 | 薄層のｘ線分光分析方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0750043B2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002039976A (ja) * | 2000-07-19 | 2002-02-06 | Shimadzu Corp | 電子線マイクロアナライザーの測定データ補正方法 |
| WO2011159264A1 (en) * | 2010-06-15 | 2011-12-22 | Sedat Canli | A thickness determination method |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4479354B2 (ja) * | 2004-06-01 | 2010-06-09 | Ｊｆｅスチール株式会社 | 亜鉛系めっき鋼板の表層酸化膜の膜厚測定方法 |
| WO2007034572A1 (ja) * | 2005-09-26 | 2007-03-29 | Jfe Steel Corporation | 亜鉛系めっき鋼板の表層酸化膜の膜厚測定方法 |
| WO2017026200A1 (ja) * | 2015-08-10 | 2017-02-16 | 株式会社リガク | 蛍光ｘ線分析装置 |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62144052A (ja) * | 1985-12-19 | 1987-06-27 | Kawasaki Steel Corp | 表面処理金属板の表面処理層の膜厚と成分元素の二次元分布測定装置とその装置による測定方法 |
-
1988
- 1988-09-20 JP JP63236775A patent/JPH0750043B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002039976A (ja) * | 2000-07-19 | 2002-02-06 | Shimadzu Corp | 電子線マイクロアナライザーの測定データ補正方法 |
| WO2011159264A1 (en) * | 2010-06-15 | 2011-12-22 | Sedat Canli | A thickness determination method |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0283439A (ja) | 1990-03-23 |
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