JP2685722B2 - Ｘ線分析方法 - Google Patents
Ｘ線分析方法Info
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- JP2685722B2 JP2685722B2 JP6275583A JP27558394A JP2685722B2 JP 2685722 B2 JP2685722 B2 JP 2685722B2 JP 6275583 A JP6275583 A JP 6275583A JP 27558394 A JP27558394 A JP 27558394A JP 2685722 B2 JP2685722 B2 JP 2685722B2
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、半導体検出器を用いた
Ｘ線分析方法に関するものである。
Ｘ線分析方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】例えば、半導体検出器を用いた全反射蛍
光Ｘ線分析においては、試料に含まれる微量成分を主に
分析するので、試料に照射される１次Ｘ線、すなわちＸ
線源に用いられるターゲット材の特性Ｘ線である励起Ｘ
線によるバックグラウンドが分析の大きな弊害となり、
励起Ｘ線の低エネルギー側の強度までも除去することが
必要となる。励起Ｘ線の強度がピークよりも低エネルギ
ー側に裾野を生じるのは、半導体検出器に入射した励起
Ｘ線によって発生した電子の一部が、半導体検出器の外
へ逃げるので信号値が低減するためである。
光Ｘ線分析においては、試料に含まれる微量成分を主に
分析するので、試料に照射される１次Ｘ線、すなわちＸ
線源に用いられるターゲット材の特性Ｘ線である励起Ｘ
線によるバックグラウンドが分析の大きな弊害となり、
励起Ｘ線の低エネルギー側の強度までも除去することが
必要となる。励起Ｘ線の強度がピークよりも低エネルギ
ー側に裾野を生じるのは、半導体検出器に入射した励起
Ｘ線によって発生した電子の一部が、半導体検出器の外
へ逃げるので信号値が低減するためである。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】ところが、従来の技術
では、励起Ｘ線の低エネルギー側の強度を除去すること
がなされておらず、精度の高い分析ができない。
では、励起Ｘ線の低エネルギー側の強度を除去すること
がなされておらず、精度の高い分析ができない。
【０００４】本発明は、前記従来の問題に鑑みてなされ
たもので、半導体検出器を用いたＸ線分析方法におい
て、半導体検出器に入射される高強度の測定対象外のＸ
線の強度を差し引いて、測定対象の２次Ｘ線の補償済み
強度を求めることが可能なＸ線分析方法を提供すること
を目的とする。
たもので、半導体検出器を用いたＸ線分析方法におい
て、半導体検出器に入射される高強度の測定対象外のＸ
線の強度を差し引いて、測定対象の２次Ｘ線の補償済み
強度を求めることが可能なＸ線分析方法を提供すること
を目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
に、請求項１の方法は、半導体検出器を用いたＸ線分析
方法において、分析対象元素を既知量蒸着させた標準試
料より発生した測定対象の２次Ｘ線の測定強度から前記
既知量に相当する強度を差し引くことにより、半導体検
出器に入射される高強度の測定対象外のＸ線について、
その波長に対する強度関係のプロフィールを求めてお
き、分析対象元素を含む未知試料より発生した測定対象
の２次Ｘ線の測定強度から前記測定対象外のＸ線のプロ
フィールの分を差し引いて、測定対象の２次Ｘ線の補償
済み強度を求める。このプロフィールは、実際にその波
長のＸ線が入射されていないにもかかわらず半導体検出
器から出力される電気信号による裾野部分を含んでい
る。このように、本発明の方法は、入射Ｘ線によらない
バックグラウンド成分を差し引いて測定対象の２次Ｘ線
の真の強度を求めることに特徴がある。
に、請求項１の方法は、半導体検出器を用いたＸ線分析
方法において、分析対象元素を既知量蒸着させた標準試
料より発生した測定対象の２次Ｘ線の測定強度から前記
既知量に相当する強度を差し引くことにより、半導体検
出器に入射される高強度の測定対象外のＸ線について、
その波長に対する強度関係のプロフィールを求めてお
き、分析対象元素を含む未知試料より発生した測定対象
の２次Ｘ線の測定強度から前記測定対象外のＸ線のプロ
フィールの分を差し引いて、測定対象の２次Ｘ線の補償
済み強度を求める。このプロフィールは、実際にその波
長のＸ線が入射されていないにもかかわらず半導体検出
器から出力される電気信号による裾野部分を含んでい
る。このように、本発明の方法は、入射Ｘ線によらない
バックグラウンド成分を差し引いて測定対象の２次Ｘ線
の真の強度を求めることに特徴がある。
【０００６】
【作用および効果】請求項１の方法では、半導体検出器
に入射される高強度の測定対象外のＸ線について、標準
試料により、その波長に対する強度関係のプロフィール
を求めておき、測定対象の試料より発生した測定対象の
２次Ｘ線の強度から前記測定対象外のＸ線のプロフィー
ルの分を差し引いて、測定対象の２次Ｘ線の補償済み強
度を求めるので、精度の高いＸ線分析ができる。
に入射される高強度の測定対象外のＸ線について、標準
試料により、その波長に対する強度関係のプロフィール
を求めておき、測定対象の試料より発生した測定対象の
２次Ｘ線の強度から前記測定対象外のＸ線のプロフィー
ルの分を差し引いて、測定対象の２次Ｘ線の補償済み強
度を求めるので、精度の高いＸ線分析ができる。
【０００７】
【実施例】以下、本発明の実施例を図面にしたがって説
明する。まず、本実施例に用いるＸ線分析装置の概略を
説明する。図１に示すように、本実施例に用いるＸ線分
析装置においては、Ｘ線源２１から発生した１次Ｘ線、
すなわちＸ線源２１に用いられるターゲット材の特性Ｘ
線である励起Ｘ線２２が、試料９，２３に照射され、試
料９，２３から発生した２次Ｘ線２４が、半導体検出器
２５に入射される。そして、その入射された２次Ｘ線２
４の強度が検出され、強度に相当する信号が波高値分別
回路のような分析器２６に入力されて、２次Ｘ線２４の
強度が分析測定される。ここで、前述したように、半導
体検出器２５で検出される励起Ｘ線の強度がピークより
も低エネルギー側に裾野を生じる。その理由は、半導体
検出器に入射した励起Ｘ線によって発生した電子の一部
が、半導体検出器の外へ逃げるので信号値が低減するた
めであるが、これについて、詳しく説明する。
明する。まず、本実施例に用いるＸ線分析装置の概略を
説明する。図１に示すように、本実施例に用いるＸ線分
析装置においては、Ｘ線源２１から発生した１次Ｘ線、
すなわちＸ線源２１に用いられるターゲット材の特性Ｘ
線である励起Ｘ線２２が、試料９，２３に照射され、試
料９，２３から発生した２次Ｘ線２４が、半導体検出器
２５に入射される。そして、その入射された２次Ｘ線２
４の強度が検出され、強度に相当する信号が波高値分別
回路のような分析器２６に入力されて、２次Ｘ線２４の
強度が分析測定される。ここで、前述したように、半導
体検出器２５で検出される励起Ｘ線の強度がピークより
も低エネルギー側に裾野を生じる。その理由は、半導体
検出器に入射した励起Ｘ線によって発生した電子の一部
が、半導体検出器の外へ逃げるので信号値が低減するた
めであるが、これについて、詳しく説明する。
【０００８】図２に半導体検出器の縦断面を示す。半導
体検出器は、Ｘ線１，２が入射される側から、Ｐ層をな
す金の薄膜３、Ｐ層をなし不感層であるシリコン膜４、
Ｉ層をなし有感層であるシリコン層５、Ｎ層をなし不感
層であるシリコン膜６、およびＮ層をなす金の薄膜７を
備えており、Ｐ層をなす金の薄膜３に対しＮ層をなす金
の薄膜７に高電圧がかけられている。半導体検出器への
入射Ｘ線（検出Ｘ線）１が完全に半導体検出器の検出有
効体積５中に吸収されるときは、そのＸ線のエネルギー
はすべて電子の運動エネルギーに変換され、発生した電
子流は半導体検出器へ接続された電子回路により波高値
（微小電圧）として測定可能信号になる（完全電荷収集
効果）。
体検出器は、Ｘ線１，２が入射される側から、Ｐ層をな
す金の薄膜３、Ｐ層をなし不感層であるシリコン膜４、
Ｉ層をなし有感層であるシリコン層５、Ｎ層をなし不感
層であるシリコン膜６、およびＮ層をなす金の薄膜７を
備えており、Ｐ層をなす金の薄膜３に対しＮ層をなす金
の薄膜７に高電圧がかけられている。半導体検出器への
入射Ｘ線（検出Ｘ線）１が完全に半導体検出器の検出有
効体積５中に吸収されるときは、そのＸ線のエネルギー
はすべて電子の運動エネルギーに変換され、発生した電
子流は半導体検出器へ接続された電子回路により波高値
（微小電圧）として測定可能信号になる（完全電荷収集
効果）。
【０００９】ところが、検出器半導体表面３に近い所で
入射Ｘ線２が吸収されるときは、２次的に発生した電子
が、Ｘ線２が入射した方向とは逆方向の検出器有効体積
外に進むことがあり、このプロセスで発生する２次電子
は弾性・非弾性錯乱効果をともない、複雑な過程を経な
がら電子の持つエネルギーは減少し、同時に低エネルギ
ーを持つ電子の数の増加となる。この不完全な電荷収集
効果の発生の結果、波高値分布は低エネルギー側に裾野
を生じる。これは、測定対象外のＸ線２のエネルギー凖
位が低い程、その低エネルギー側の裾野のＸ線強度が強
くなることを意味し、その裾野と同じエネルギー凖位に
測定対象のＸ線が存在する場合に、この裾野が測定強度
に与える誤差の影響がより大きくなる。
入射Ｘ線２が吸収されるときは、２次的に発生した電子
が、Ｘ線２が入射した方向とは逆方向の検出器有効体積
外に進むことがあり、このプロセスで発生する２次電子
は弾性・非弾性錯乱効果をともない、複雑な過程を経な
がら電子の持つエネルギーは減少し、同時に低エネルギ
ーを持つ電子の数の増加となる。この不完全な電荷収集
効果の発生の結果、波高値分布は低エネルギー側に裾野
を生じる。これは、測定対象外のＸ線２のエネルギー凖
位が低い程、その低エネルギー側の裾野のＸ線強度が強
くなることを意味し、その裾野と同じエネルギー凖位に
測定対象のＸ線が存在する場合に、この裾野が測定強度
に与える誤差の影響がより大きくなる。
【００１０】ここで、励起Ｘ線の強度がピークよりも低
エネルギー側に裾野を生じるのは、図１において、励起
Ｘ線２２を照射された試料９，２３から発生したコンプ
トン散乱線やレーリー散乱線２４が、半導体検出器２５
に入射するためであるとの考えもあるが、この影響は微
小である。これを確かめるため、Ｘ線管２１および試料
９，２３の代わりに、コンプトン散乱線やレーリー散乱
線を発生せずにＭn −Ｋα線およびＭn −Ｋβ線を発生
する放射性同位体である55Ｆe をＸ線源として、半導体
検出器２５でＭn −Ｋα線の強度を検出したところ、図
３に示すように、Ｘ線管２１（図１）および試料９，２
３（図１）を用いたときと同様にピーク値ｉp を示すエ
ネルギーよりも低エネルギー側に裾野８を生じた。
エネルギー側に裾野を生じるのは、図１において、励起
Ｘ線２２を照射された試料９，２３から発生したコンプ
トン散乱線やレーリー散乱線２４が、半導体検出器２５
に入射するためであるとの考えもあるが、この影響は微
小である。これを確かめるため、Ｘ線管２１および試料
９，２３の代わりに、コンプトン散乱線やレーリー散乱
線を発生せずにＭn −Ｋα線およびＭn −Ｋβ線を発生
する放射性同位体である55Ｆe をＸ線源として、半導体
検出器２５でＭn −Ｋα線の強度を検出したところ、図
３に示すように、Ｘ線管２１（図１）および試料９，２
３（図１）を用いたときと同様にピーク値ｉp を示すエ
ネルギーよりも低エネルギー側に裾野８を生じた。
【００１１】本実施例では、励起Ｘ線のピークよりも低
エネルギー側の裾野の強度を取り除くために、図４に縦
断面で示すような標準試料９を用いる。例えば、図１に
おいて、励起Ｘ線２２にＷ−Ｌβ線２２を用いて、未知
試料２３であるシリコンウエハ中の亜鉛から発生するＺ
n −Ｋα線２４の強度ｉを測定したいときには、図４の
ようにシリコンウエハ１０に亜鉛１１を既知量蒸着させ
た標準試料９を用意する。そして、図５に示すように、
この標準試料９から発生するＺn −Ｋα線の強度Ｉm を
測定し、その強度Ｉm から既知であるＺn −Ｋα線の真
の強度Ｉを差し引いて、励起Ｘ線であるＷ−Ｌβ線の裾
野の強度Ｉb を求めておく。
エネルギー側の裾野の強度を取り除くために、図４に縦
断面で示すような標準試料９を用いる。例えば、図１に
おいて、励起Ｘ線２２にＷ−Ｌβ線２２を用いて、未知
試料２３であるシリコンウエハ中の亜鉛から発生するＺ
n −Ｋα線２４の強度ｉを測定したいときには、図４の
ようにシリコンウエハ１０に亜鉛１１を既知量蒸着させ
た標準試料９を用意する。そして、図５に示すように、
この標準試料９から発生するＺn −Ｋα線の強度Ｉm を
測定し、その強度Ｉm から既知であるＺn −Ｋα線の真
の強度Ｉを差し引いて、励起Ｘ線であるＷ−Ｌβ線の裾
野の強度Ｉb を求めておく。
【００１２】次に、図６に示すように、未知試料から発
生するＺn −Ｋα線の強度ｉm を測定し、その強度ｉm
から前記求めておいたＷ−Ｌβ線の裾野の強度Ｉb を差
し引くことにより、未知試料から発生するＺn −Ｋα線
の真の強度ｉが求められる。亜鉛以外の元素について
も、同様に標準試料を作製して、その元素の特性Ｘ線に
対応するエネルギーでのＷ−Ｌβ線の裾野の強度を求め
ておけば、未知試料から発生するその元素の特性Ｘ線の
真の強度が求められる。なお、本実施例では、図１にお
けるＸ線管２１のターゲット材としてタングステンを用
い、励起Ｘ線２２としてＷ−Ｌβ線を発生させたが、タ
ーゲット材に金を用いて励起Ｘ線２２としてＡu −Ｌβ
線を発生させることや、ターゲット材にモリブデンを用
いて励起Ｘ線２２としてＭo −Ｌα線を発生させること
もできる。
生するＺn −Ｋα線の強度ｉm を測定し、その強度ｉm
から前記求めておいたＷ−Ｌβ線の裾野の強度Ｉb を差
し引くことにより、未知試料から発生するＺn −Ｋα線
の真の強度ｉが求められる。亜鉛以外の元素について
も、同様に標準試料を作製して、その元素の特性Ｘ線に
対応するエネルギーでのＷ−Ｌβ線の裾野の強度を求め
ておけば、未知試料から発生するその元素の特性Ｘ線の
真の強度が求められる。なお、本実施例では、図１にお
けるＸ線管２１のターゲット材としてタングステンを用
い、励起Ｘ線２２としてＷ−Ｌβ線を発生させたが、タ
ーゲット材に金を用いて励起Ｘ線２２としてＡu −Ｌβ
線を発生させることや、ターゲット材にモリブデンを用
いて励起Ｘ線２２としてＭo −Ｌα線を発生させること
もできる。
【００１３】本発明は、測定対象のＸ線の強度から、検
出器に入射されたバックグラウンド成分を形成するＸ線
の強度を差し引くという一般的なＸ線分析の手法とは異
なり、測定対象のＸ線の強度から、半導体検出器２５に
入射されていないにもかかわらずこの検出器２５から出
力されてバックグラウンド成分となる電気信号（強度に
対応）を差し引くことに特徴がある。
出器に入射されたバックグラウンド成分を形成するＸ線
の強度を差し引くという一般的なＸ線分析の手法とは異
なり、測定対象のＸ線の強度から、半導体検出器２５に
入射されていないにもかかわらずこの検出器２５から出
力されてバックグラウンド成分となる電気信号（強度に
対応）を差し引くことに特徴がある。
【００１４】本発明を利用したＸ線分析装置において
は、前述のようにして求めたバックグラウンドとなる裾
野の強度Ｉb をメモリに記憶させておき、演算器により
未知試料の測定データから裾野の強度Ｉb を減算するこ
とにより、自動的にデータ処理を行う。これにより、精
度の高いＸ線分析を迅速に行うことができる。
は、前述のようにして求めたバックグラウンドとなる裾
野の強度Ｉb をメモリに記憶させておき、演算器により
未知試料の測定データから裾野の強度Ｉb を減算するこ
とにより、自動的にデータ処理を行う。これにより、精
度の高いＸ線分析を迅速に行うことができる。
【００１５】以上のように、本実施例では、半導体検出
器に入射される励起Ｘ線について、標準試料により、そ
の波長に対する強度関係のプロフィールを求めておき、
未知試料より発生した測定対象の２次Ｘ線の強度から前
記励起Ｘ線のプロフィールの分を差し引いて、測定対象
の２次Ｘ線の補償済み強度を求めるので、精度の高いＸ
線分析ができる。
器に入射される励起Ｘ線について、標準試料により、そ
の波長に対する強度関係のプロフィールを求めておき、
未知試料より発生した測定対象の２次Ｘ線の強度から前
記励起Ｘ線のプロフィールの分を差し引いて、測定対象
の２次Ｘ線の補償済み強度を求めるので、精度の高いＸ
線分析ができる。
【図１】本実施例に用いるＸ線分析装置の概略図であ
る。
る。
【図２】半導体検出器の縦断面図である。
【図３】放射性同位体である55Ｆe をＸ線源として、半
導体検出器で検出したＭn −Ｋα線の強度を示す図であ
る。
導体検出器で検出したＭn −Ｋα線の強度を示す図であ
る。
【図４】本実施例で用いる標準試料の縦断面図である。
【図５】本実施例において標準試料を用いて求めた励起
Ｘ線であるＷ−Ｌβ線の裾野の強度を示す図である。
Ｘ線であるＷ−Ｌβ線の裾野の強度を示す図である。
【図６】本実施例において求めた未知試料から発生する
Ｚn −Ｋα線の真の強度を示す図である。
Ｚn −Ｋα線の真の強度を示す図である。
９…標準試料、２３…測定対象の試料、２５…半導体検
出器、Ｉb …測定対象外のＸ線の強度、ｉm …測定対象
の２次Ｘ線の強度、ｉ…測定対象の２次Ｘ線の補償済み
強度。
出器、Ｉb …測定対象外のＸ線の強度、ｉm …測定対象
の２次Ｘ線の強度、ｉ…測定対象の２次Ｘ線の補償済み
強度。
Claims (1)
- 【請求項１】 半導体検出器を用いたＸ線分析方法にお
いて、分析対象元素を既知量蒸着させた標準試料より発生した
測定対象の２次Ｘ線の測定強度から前記既知量に相当す
る強度を差し引くことにより、 半導体検出器に入射され
る高強度の測定対象外のＸ線について、その波長に対す
る強度関係のプロフィールを求めておき、分析対象元素を含む未知 試料より発生した測定対象の２
次Ｘ線の測定強度から前記測定対象外のＸ線のプロフィ
ールの分を差し引いて、測定対象の２次Ｘ線の補償済み
強度を求めることを特徴とするＸ線分析方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6275583A JP2685722B2 (ja) | 1994-10-14 | 1994-10-14 | Ｘ線分析方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6275583A JP2685722B2 (ja) | 1994-10-14 | 1994-10-14 | Ｘ線分析方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08114563A JPH08114563A (ja) | 1996-05-07 |
| JP2685722B2 true JP2685722B2 (ja) | 1997-12-03 |
Family
ID=17557485
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6275583A Expired - Lifetime JP2685722B2 (ja) | 1994-10-14 | 1994-10-14 | Ｘ線分析方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2685722B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| IL180482A0 (en) * | 2007-01-01 | 2007-06-03 | Jordan Valley Semiconductors | Inspection of small features using x - ray fluorescence |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2928688B2 (ja) * | 1992-09-07 | 1999-08-03 | 株式会社東芝 | 汚染元素分析方法及び装置 |
| JPH06174663A (ja) * | 1992-12-01 | 1994-06-24 | Toshiba Corp | 汚染元素分析方法 |
-
1994
- 1994-10-14 JP JP6275583A patent/JP2685722B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH08114563A (ja) | 1996-05-07 |
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