JPH0295247A - 電子線励起によるｘ線分光分析方法 - Google Patents
電子線励起によるｘ線分光分析方法Info
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- JPH0295247A JPH0295247A JP63248429A JP24842988A JPH0295247A JP H0295247 A JPH0295247 A JP H0295247A JP 63248429 A JP63248429 A JP 63248429A JP 24842988 A JP24842988 A JP 24842988A JP H0295247 A JPH0295247 A JP H0295247A
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
（産業上の利用分野）
本発明は試料を電子線照射によって励起し、試料から放
射される試料成分元素の特性Ｘ線を測定するＸ線分光分
析にけおる蛍光励起補正方法に関する。
射される試料成分元素の特性Ｘ線を測定するＸ線分光分
析にけおる蛍光励起補正方法に関する。
（従来の技術）
試料を電子線によって励起するＸ線分光分析では試料の
電子線照射によって発生した１次Ｘ線によって試料が励
起されて蛍光Ｘ線が放射され、試料成分元素の特性Ｘ線
検出強度はこの１次Ｘ線と蛍光Ｘ線との和となっている
。このうち試料成分元素の濃度に直接関係しているのは
１次Ｘ線中のその元素の特性Ｘ線強度であって、それと
重なっている蛍光Ｘ線強度は試料中の他成分元素の影響
を受け、蛍光Ｘ線の影響は試料の成分構成によって異っ
たものとなる。例えば成分元素をＡ、Ｂ。
電子線照射によって発生した１次Ｘ線によって試料が励
起されて蛍光Ｘ線が放射され、試料成分元素の特性Ｘ線
検出強度はこの１次Ｘ線と蛍光Ｘ線との和となっている
。このうち試料成分元素の濃度に直接関係しているのは
１次Ｘ線中のその元素の特性Ｘ線強度であって、それと
重なっている蛍光Ｘ線強度は試料中の他成分元素の影響
を受け、蛍光Ｘ線の影響は試料の成分構成によって異っ
たものとなる。例えば成分元素をＡ、Ｂ。
Ｃとするとき、元素Ｂの特性Ｘ線波長が元素への特性Ｘ
線波長より短いとき、元素Ｂの特性Ｘ＊は元＄Ａを励起
して蛍光を発生させるから、元ｆ：への濃度が同じでも
Ｂ元素が多い試料と少い試料とでは直接測定される元素
への特性Ｘ線強度は前者の方が強くなる。従って共存他
元素の１次Ｘ線により励起された蛍光Ｘ線に対する補正
が必要となる。これが試料を電子線で励起するＸ線分光
分析における蛍光補正であるが、従来この蛍光補正は試
料の厚さが充分に厚い塊状試料については方法が提案さ
れているが、薄膜試料の場合に適用できる補正方法は提
案されていない。
線波長より短いとき、元素Ｂの特性Ｘ＊は元＄Ａを励起
して蛍光を発生させるから、元ｆ：への濃度が同じでも
Ｂ元素が多い試料と少い試料とでは直接測定される元素
への特性Ｘ線強度は前者の方が強くなる。従って共存他
元素の１次Ｘ線により励起された蛍光Ｘ線に対する補正
が必要となる。これが試料を電子線で励起するＸ線分光
分析における蛍光補正であるが、従来この蛍光補正は試
料の厚さが充分に厚い塊状試料については方法が提案さ
れているが、薄膜試料の場合に適用できる補正方法は提
案されていない。
即ち試料に電子線を照射して、試料がら放射されるＸｌ
Ｓを分光するＸ ４９分光分析において、一つの成分元
素の特性Ｘ線強度に対する補正には次の３種がある。（
１）電子線の試料中への進入深さ、後方散乱電子の割合
等の影響を受け、電子線の進入深さ、後方散乱電子の割
合等は試料を構成している元素の種類、平均原子番号に
依存しているため、この影響に対する補正は原子番号補
正と呼ばれる。（２）また試第１内で発生した目的元素
の特性Ｘ線は他共存元素の原子により吸収されるので、
吸収に対する補正が必要で、これは吸収補正と呼ばれる
。（３）更に共存他元素の特性Ｘ線とか連続Ｘ線によっ
て目的元素が励起され、見掛上目的元素の特性Ｘ線強度
を強めるので、これに対する補正が必要で、この補正は
蛍光補正と呼ばれる。これら三種の補正を合わせてＺ
Ａ Ｆ’ ？ｉｌｉ正と呼ぶ。これらの補正は試料の元
素組成が分っておれば計算可能であるが、当初試料の成
分組成は不明であるから、各成分元素の特性Ｘ線強度か
ら、第１近似の組成を仮定してＺＡＦ補正を計算して第
２近似組成を求め、第２近似に基いて再びＺΔＦ補正の
計算を行うと云う手順を繰返す逐次近似法により正しい
元素組成に到達する。試料厚さが充分大きな試料に対し
ては上記補正を実行する具体的な手法が提案されている
が薄膜試１１については具体的な補正手法が提案されて
いない。
Ｓを分光するＸ ４９分光分析において、一つの成分元
素の特性Ｘ線強度に対する補正には次の３種がある。（
１）電子線の試料中への進入深さ、後方散乱電子の割合
等の影響を受け、電子線の進入深さ、後方散乱電子の割
合等は試料を構成している元素の種類、平均原子番号に
依存しているため、この影響に対する補正は原子番号補
正と呼ばれる。（２）また試第１内で発生した目的元素
の特性Ｘ線は他共存元素の原子により吸収されるので、
吸収に対する補正が必要で、これは吸収補正と呼ばれる
。（３）更に共存他元素の特性Ｘ線とか連続Ｘ線によっ
て目的元素が励起され、見掛上目的元素の特性Ｘ線強度
を強めるので、これに対する補正が必要で、この補正は
蛍光補正と呼ばれる。これら三種の補正を合わせてＺ
Ａ Ｆ’ ？ｉｌｉ正と呼ぶ。これらの補正は試料の元
素組成が分っておれば計算可能であるが、当初試料の成
分組成は不明であるから、各成分元素の特性Ｘ線強度か
ら、第１近似の組成を仮定してＺＡＦ補正を計算して第
２近似組成を求め、第２近似に基いて再びＺΔＦ補正の
計算を行うと云う手順を繰返す逐次近似法により正しい
元素組成に到達する。試料厚さが充分大きな試料に対し
ては上記補正を実行する具体的な手法が提案されている
が薄膜試１１については具体的な補正手法が提案されて
いない。
（発明が解決しようとする課題）
薄膜試料の場合、吸収補正は小さく、薄膜支持体から放
射されるＸ線による蛍光Ｘ線の影響が大きい。本発明は
薄膜試料に適する蛍光補正の方法を提供するものである
。
射されるＸ線による蛍光Ｘ線の影響が大きい。本発明は
薄膜試料に適する蛍光補正の方法を提供するものである
。
（課題を解決するための手段）
電子線照射による試料および試料保持体の成分元素の１
次特性Ｘ線発生強度分布を試料およびその支持体を含め
て計算し、この計算された１次特性Ｘ線発生強度分布に
より、試料および試料保持体の各部からの１次特性Ｘ線
による試料各成分元素の２次特性Ｘ線発生強度を試料表
面からの深さの関数として計算し、この計算結果を試料
表面から試料の厚さだけ積分した計算上の２次特性Ｘ線
強度と上記１次特性Ｘ線発生強度分布から求めた計算上
の１次特性Ｘ線強度との比率により試料成分元素の実測
特性Ｘ線強度に対する蛍光励起補正を行うようにした。
次特性Ｘ線発生強度分布を試料およびその支持体を含め
て計算し、この計算された１次特性Ｘ線発生強度分布に
より、試料および試料保持体の各部からの１次特性Ｘ線
による試料各成分元素の２次特性Ｘ線発生強度を試料表
面からの深さの関数として計算し、この計算結果を試料
表面から試料の厚さだけ積分した計算上の２次特性Ｘ線
強度と上記１次特性Ｘ線発生強度分布から求めた計算上
の１次特性Ｘ線強度との比率により試料成分元素の実測
特性Ｘ線強度に対する蛍光励起補正を行うようにした。
（作用〉
試料を電子ビームで照射すると試料からＸ線が放射され
る。電子は試料内に進入し、試料出原子と衝突してＸ線
を放出させるので、試料の組成が分っているときは試料
内から発生する成分元素の特性Ｘ線の発生強度分布を計
算することができる。この分布を試料面からの深さをＸ
ｌ、試料面の電子ビーム照射点から試料面に沿う距離を
！・１としてφ（ｘｌ、ｒｌ）とする。試料内の原子は
この１次特性Ｘ線（以後単に１次Ｘ線と云う）の照射を
受けて励起され、２次特性Ｘ線（蛍光Ｘ線、以後単に２
次Ｘ線と云う）を放射する。試料内の一点における上記
１次Ｘ線の効果は計算可能であり、従って試料的各点の
２次ＸｆＩ放射強度も計算できる。この試料的各点の２
次Ｘ線放射強度を試料表面から深さＸ２の層面について
積分すると、２次Ｘ線発生強度の試料面からの深さ分布
を求めることができ、これを試料の厚さだけ積分すると
２次Ｘｌｌｌ１１強度Ｉ２が求められる。前記した１次
Ｘ＆Ｉｉ！発生強度分布φ（ｘｉ、ｒｌ）をｘｌ、ｒｌ
についてＯから無限大まで積分すれば、１＆Ｘ線強度１
１が求められる。試料について実測される成分元素の特
性Ｘ線強度は１次Ｘ線と２次Ｘ線の強度の和であるが、
その１次Ｘ線と２次Ｘ ｆｌｌとの強度の比は上記計算
上の！■と！２との比と同じであるから、上記計算上の
１１．１２によって蛍光励起補正が可能である。この方
法によると、１次Ｘ線は試料および試料膜保持体も含め
て計算され、その１次Ｘ線が試料膜に及ばず影響を計算
しているので、任意厚さの試料について蛍光励起補正が
できるのである。
る。電子は試料内に進入し、試料出原子と衝突してＸ線
を放出させるので、試料の組成が分っているときは試料
内から発生する成分元素の特性Ｘ線の発生強度分布を計
算することができる。この分布を試料面からの深さをＸ
ｌ、試料面の電子ビーム照射点から試料面に沿う距離を
！・１としてφ（ｘｌ、ｒｌ）とする。試料内の原子は
この１次特性Ｘ線（以後単に１次Ｘ線と云う）の照射を
受けて励起され、２次特性Ｘ線（蛍光Ｘ線、以後単に２
次Ｘ線と云う）を放射する。試料内の一点における上記
１次Ｘ線の効果は計算可能であり、従って試料的各点の
２次ＸｆＩ放射強度も計算できる。この試料的各点の２
次Ｘ線放射強度を試料表面から深さＸ２の層面について
積分すると、２次Ｘ線発生強度の試料面からの深さ分布
を求めることができ、これを試料の厚さだけ積分すると
２次Ｘｌｌｌ１１強度Ｉ２が求められる。前記した１次
Ｘ＆Ｉｉ！発生強度分布φ（ｘｉ、ｒｌ）をｘｌ、ｒｌ
についてＯから無限大まで積分すれば、１＆Ｘ線強度１
１が求められる。試料について実測される成分元素の特
性Ｘ線強度は１次Ｘ線と２次Ｘ線の強度の和であるが、
その１次Ｘ線と２次Ｘ ｆｌｌとの強度の比は上記計算
上の！■と！２との比と同じであるから、上記計算上の
１１．１２によって蛍光励起補正が可能である。この方
法によると、１次Ｘ線は試料および試料膜保持体も含め
て計算され、その１次Ｘ線が試料膜に及ばず影響を計算
しているので、任意厚さの試料について蛍光励起補正が
できるのである。
上記計算は試料の組成が分っていなければできないが、
試料を電子線で照射したとき試料から放射される特性Ｘ
線強度の実測値から、試料成分の定性と第１近似の各成
分濃度を決定し、これを用いて上記計算を行って、上記
実測特性Ｘ線強度に蛍光補正を行い、補正された各成分
元素の特性Ｘ線強度から第２近似の各成分濃度を決め、
それに基いて前記計算を行って実測特性Ｘ線強度に補正
を行い、第３近似の各成分濃度を決める。以下このよう
な手順を繰返すと、第ｎ近似と第ｎ＋１近似の成分濃度
の差が目標値以下になる。そこで第ｎ＋１近似の成分濃
度を以って試料の定量分析値とすればよい。
試料を電子線で照射したとき試料から放射される特性Ｘ
線強度の実測値から、試料成分の定性と第１近似の各成
分濃度を決定し、これを用いて上記計算を行って、上記
実測特性Ｘ線強度に蛍光補正を行い、補正された各成分
元素の特性Ｘ線強度から第２近似の各成分濃度を決め、
それに基いて前記計算を行って実測特性Ｘ線強度に補正
を行い、第３近似の各成分濃度を決める。以下このよう
な手順を繰返すと、第ｎ近似と第ｎ＋１近似の成分濃度
の差が目標値以下になる。そこで第ｎ＋１近似の成分濃
度を以って試料の定量分析値とすればよい。
（実施例）
まずこの実施例で蛍光Ｘ線強度を求める計算式について
説明する。第２図でＦは試料表面で、試料上の一点Ｏを
照射している電子のうち一つが図ｆのような軌跡を画い
て試料面から深さＸｌにおける一点ａに到達し、そこで
試料構成原子から１次Ｘ線を放射させたとする。この１
次Ｘ線の方向および強度は個々の電子によって異り確率
的に決まるものであるが、多数の電子について平均すれ
ば、全ての方向に均一で、試料の組成および密度によっ
て決まり、深×１と図示ｒ１の関数として表わされる。
説明する。第２図でＦは試料表面で、試料上の一点Ｏを
照射している電子のうち一つが図ｆのような軌跡を画い
て試料面から深さＸｌにおける一点ａに到達し、そこで
試料構成原子から１次Ｘ線を放射させたとする。この１
次Ｘ線の方向および強度は個々の電子によって異り確率
的に決まるものであるが、多数の電子について平均すれ
ば、全ての方向に均一で、試料の組成および密度によっ
て決まり、深×１と図示ｒ１の関数として表わされる。
ａ点を含む微小体債ｄ Ｖから放射される元素ｊの１次
Ｘ ＆’ｉｌ ｆｆｉをφｊ（ｘｌ、ｒｌ）ｄＶとする
。
Ｘ ＆’ｉｌ ｆｆｉをφｊ（ｘｌ、ｒｌ）ｄＶとする
。
計算の目的は試料を電子線で照射したとき試料から任意
の一方向に放射される１次Ｘ！ＩＩｉ＋と、蛍光Ｘ線の
強度比を求めることである。全試料面の垂線に対し市の
方向を観測方向としてこの方向で微小角範囲ｄω内に放
射される１次Ｘ線のＭｌｌｊｄｗを求める。ａ点を含む
微小体債ｄＶから立体角〔１ω内に放射される１次Ｘ
４９ Ｍは匂（１７、ｉ”ｔ）ｄＶｃｌω で、このＸ線が試料内をＸｌ／ｃｏｓｑｒだけ進んで試
料面から出るので、その間の吸収を考１ばして表面から
放射される量は こ＼でρは試料の密度、μは１次Ｘ線波長に対する試料
の平均的な質量吸収係数で、各元素の原子の質量吸収係
数をμｉとし、各元素の試料中濃度をＣｉとすると、 μ＝Σμ１ｘｃｉ である。
の一方向に放射される１次Ｘ！ＩＩｉ＋と、蛍光Ｘ線の
強度比を求めることである。全試料面の垂線に対し市の
方向を観測方向としてこの方向で微小角範囲ｄω内に放
射される１次Ｘ線のＭｌｌｊｄｗを求める。ａ点を含む
微小体債ｄＶから立体角〔１ω内に放射される１次Ｘ
４９ Ｍは匂（１７、ｉ”ｔ）ｄＶｃｌω で、このＸ線が試料内をＸｌ／ｃｏｓｑｒだけ進んで試
料面から出るので、その間の吸収を考１ばして表面から
放射される量は こ＼でρは試料の密度、μは１次Ｘ線波長に対する試料
の平均的な質量吸収係数で、各元素の原子の質量吸収係
数をμｉとし、各元素の試料中濃度をＣｉとすると、 μ＝Σμ１ｘｃｉ である。
試料面からの深さｘｌなる層面で発生し、試料面から１
１１の方向に放射されろ１次Ｘ線の１ｉｌｌｆｆｉは上
式をｘｌの層面全体について積分して得られる。
１１の方向に放射されろ１次Ｘ線の１ｉｌｌｆｆｉは上
式をｘｌの層面全体について積分して得られる。
この積分て指数関数の項は定数として扱えるから上式で
ｒの定積分は試料面からの深さＸｌの層面における１次
Ｘ線の総量で深さＸｌの関数であり、後述する方法によ
り計算される。これをＤｊ（Ｘｌ）とすると、試料から
１Ｖの方向に放射される１次Ｘ線強度１１ｊは上式をＸ
ｌについて積分で与えられる。
ｒの定積分は試料面からの深さＸｌの層面における１次
Ｘ線の総量で深さＸｌの関数であり、後述する方法によ
り計算される。これをＤｊ（Ｘｌ）とすると、試料から
１Ｖの方向に放射される１次Ｘ線強度１１ｊは上式をＸ
ｌについて積分で与えられる。
次に上述した１次Ｘ線により励起されて放ｑ＋される２
次Ｘ ４９の量を求める。試料面からの深さＸｌなる層
面上の一点ａから放射される１次Ｘ線の深さＸ２なる層
面上のｂ点に到達する量は幾何学的な関係量を第２図に
示すように決め、Ｘ２面一」−でｂ点を含む微小面ｆ＆
をｄｓとするとｂ点を含む微小体Ｗｔ ｄ ｓ ｄ ｘ
２から発生ずる２次Ｘ１！Ａ量は、元素ｊの１次Ｘ線
がＲ方向に単位距離進行する間の元素ｉに対する２次Ｘ
線発生効率をＱ ｉ−ｊとるすと、１次Ｘ線が厚さｄ
Ｘ２の層を通過する距離はｄｘ２／ｃｏｓＱであるから
、ｃ２）式にＱ Ｉ Ｊ ＣＩ Ｘ ２ ／ ｃｏ！Ｉ
θを掛けて得られろ。（２）式でＲ＝ （ｘｉ−ｘ２）
／ｃｏｓｔ、またＸ２面内に０点を原点とする極座標（
ｒ 、α）を考えると、ｄＳ＝ ｔｄ亡ｄぺ であるから、ａ点からの１次Ｘ線によって潔さＸ２にお
ける厚さｄｘ２なる層から発生する２次Ｘ（４）式で定
積分の項は前述したＤｊ （ｘｉ）である。そこで試料
内で発生ずる全１次Ｘ線によってｘ２の層面から発生ず
る２次Ｘ線の総量をＤ２（ｘ２）ｄｘ２とすると（４）
式をｘｌについて積分して このＷはａ点における１次Ｘ線の発生強度φｊ（ｘｌｒ
ｌ）に比例し、深さｘｌおよびｘ２の２層間の距ｍ （
ｘ ｌ −ｘ ２ ）の関数とφｊ（ｘｌｒｌ）ｄＶと
の積であるから、この関数をＦ（ｘｉｘ２）とすると、
深さＸ１厚さｄｘｌの層全体から発生する１次Ｘ線によ
って深さＸ２厚さｄｘ２の層全体から放出される２次Ｘ
線の総量Δ（Ｘ２）ｄｘ２は（３）式を深さｘｉの面に
沿って放射される１次ＸＩについて積分して得られる。
次Ｘ ４９の量を求める。試料面からの深さＸｌなる層
面上の一点ａから放射される１次Ｘ線の深さＸ２なる層
面上のｂ点に到達する量は幾何学的な関係量を第２図に
示すように決め、Ｘ２面一」−でｂ点を含む微小面ｆ＆
をｄｓとするとｂ点を含む微小体Ｗｔ ｄ ｓ ｄ ｘ
２から発生ずる２次Ｘ１！Ａ量は、元素ｊの１次Ｘ線
がＲ方向に単位距離進行する間の元素ｉに対する２次Ｘ
線発生効率をＱ ｉ−ｊとるすと、１次Ｘ線が厚さｄ
Ｘ２の層を通過する距離はｄｘ２／ｃｏｓＱであるから
、ｃ２）式にＱ Ｉ Ｊ ＣＩ Ｘ ２ ／ ｃｏ！Ｉ
θを掛けて得られろ。（２）式でＲ＝ （ｘｉ−ｘ２）
／ｃｏｓｔ、またＸ２面内に０点を原点とする極座標（
ｒ 、α）を考えると、ｄＳ＝ ｔｄ亡ｄぺ であるから、ａ点からの１次Ｘ線によって潔さＸ２にお
ける厚さｄｘ２なる層から発生する２次Ｘ（４）式で定
積分の項は前述したＤｊ （ｘｉ）である。そこで試料
内で発生ずる全１次Ｘ線によってｘ２の層面から発生ず
る２次Ｘ線の総量をＤ２（ｘ２）ｄｘ２とすると（４）
式をｘｌについて積分して このＷはａ点における１次Ｘ線の発生強度φｊ（ｘｌｒ
ｌ）に比例し、深さｘｌおよびｘ２の２層間の距ｍ （
ｘ ｌ −ｘ ２ ）の関数とφｊ（ｘｌｒｌ）ｄＶと
の積であるから、この関数をＦ（ｘｉｘ２）とすると、
深さＸ１厚さｄｘｌの層全体から発生する１次Ｘ線によ
って深さＸ２厚さｄｘ２の層全体から放出される２次Ｘ
線の総量Δ（Ｘ２）ｄｘ２は（３）式を深さｘｉの面に
沿って放射される１次ＸＩについて積分して得られる。
この積分に当り（３）式の定積分が上記Ｆ （ｘｌ−ｘ
２）で試料面から平の方向に放射される２次Ｘ線強度！
’Ｒ−（ｘ−７−λ２）／、、θ であるから、上記定積分は となる。こ＼で なる置換を行うと、上の積分は る元素ｉの１次Ｘ線強度）および１２ｉが計算されると
、実測Ｘ線強度はＩ ｌ ｉ ＋１２ ｉに比例する。
２）で試料面から平の方向に放射される２次Ｘ線強度！
’Ｒ−（ｘ−７−λ２）／、、θ であるから、上記定積分は となる。こ＼で なる置換を行うと、上の積分は る元素ｉの１次Ｘ線強度）および１２ｉが計算されると
、実測Ｘ線強度はＩ ｌ ｉ ＋１２ ｉに比例する。
そこで元素ｉの特性Ｘ線の実測Ｘ線強度をＩ（７）式の
積分は なる公式により第３項までとってＦ（ｘｉ−ｘ２）は こ＼でγ＝０．５７７・・・ 元岑ｉは元素ｊだけでなくｉも含めて元″Ｘｉより短波
長の特性ｘｍを放出する他の全元素の１次Ｘ線により励
起されるので、２次Ｘ線の全強度■２１は 以上のようにしてｌ１ｉ（式（１）により求められ上式
最右辺の！ｉは実測値、Ｉｌｉ、１２ｉは両式によって
計算される値である。
積分は なる公式により第３項までとってＦ（ｘｉ−ｘ２）は こ＼でγ＝０．５７７・・・ 元岑ｉは元素ｊだけでなくｉも含めて元″Ｘｉより短波
長の特性ｘｍを放出する他の全元素の１次Ｘ線により励
起されるので、２次Ｘ線の全強度■２１は 以上のようにしてｌ１ｉ（式（１）により求められ上式
最右辺の！ｉは実測値、Ｉｌｉ、１２ｉは両式によって
計算される値である。
次に１次Ｘ線強度φｊ（ＸＩ、ｒｌ）の求め方の一例を
説明する。これは試料内に入射した電子が試料を構成し
ている原子と衝突を繰返しながら次第にエネルギーを失
いつ＼不規則な軌跡を画いて試料内を進行して行く過程
をモンテカルロシミュレーション法によって追跡し、こ
の電子の進行過程の各点で試料の組成と電子のエネルギ
ーによって決まるＸ線放射確率を掛ける。このような計
算を多数の電子について行うと、試料内の各点における
１次ＸＩの強度が求まる。第３図にシミュレーション演
算のフローチャートを示す。被測定試料は厚さｔとし、
それを構成している元素は１からｎまでのｎｆ］Ｔ［で
ある。これらの元素の濃度の組合せを想定しこれらの元
素の濃度（重量％）をＣ１，Ｃ２・・・Ｃｉ・・・Ｃｎ
としてシミュレーションを開始する。こ＼で添字のｉは
成分番号である。試料厚さｔ、試料を構成している各元
素の電子に対する散乱断面債、イオン化断面積、各元素
の濃度Ｃ１，電子の初期エネルギーＥｏ、終末エネルギ
ーＥ′、シミュレーションを行う回数ＮＯ等をコンピュ
ータに入力する（イ）。シミュレーションは例えば１０
００から２００００個の電子について行う。具体的には
一個の電子を試料に入射させたときの電子の軌跡の追跡
演算を行い、これをＮｏ回繰返すのである。（イ）のス
テップでシミュレーション演算に必要なデータおよびパ
ラメータの入力を終ったら、演算回数Ｎ＝１としくハ）
、試料に入射させた電子の追跡演算を行う（ニ）。この
演算は電子が先の試料的原子との衝突から次の試料内の
原子と衝突するまでの過程の計算で、先の衝突において
、電子がどの方向に反撥されるかその方向を確率的にき
め、次にどの元素の原子と衝突をするかを下記（８）式
により各構成元素の原子の散乱断面債および各元素の濃
度に関係させて確率的に決定し、下記（９）式により電
子の試料内での平均自由行程だけ電子が進行して、上記
確率的に決定された原子に衝突するものとし、この過程
におけるエネルギーの損耗を下記（１０）工（こ＼にＡ
ｉは元素ｉの原子量、Ｃｉは元素ｉの原子の電子に対す
る散乱断面債で、衝突する電子のエネルギーＥと、試料
を構成している各元素の原である。
説明する。これは試料内に入射した電子が試料を構成し
ている原子と衝突を繰返しながら次第にエネルギーを失
いつ＼不規則な軌跡を画いて試料内を進行して行く過程
をモンテカルロシミュレーション法によって追跡し、こ
の電子の進行過程の各点で試料の組成と電子のエネルギ
ーによって決まるＸ線放射確率を掛ける。このような計
算を多数の電子について行うと、試料内の各点における
１次ＸＩの強度が求まる。第３図にシミュレーション演
算のフローチャートを示す。被測定試料は厚さｔとし、
それを構成している元素は１からｎまでのｎｆ］Ｔ［で
ある。これらの元素の濃度の組合せを想定しこれらの元
素の濃度（重量％）をＣ１，Ｃ２・・・Ｃｉ・・・Ｃｎ
としてシミュレーションを開始する。こ＼で添字のｉは
成分番号である。試料厚さｔ、試料を構成している各元
素の電子に対する散乱断面債、イオン化断面積、各元素
の濃度Ｃ１，電子の初期エネルギーＥｏ、終末エネルギ
ーＥ′、シミュレーションを行う回数ＮＯ等をコンピュ
ータに入力する（イ）。シミュレーションは例えば１０
００から２００００個の電子について行う。具体的には
一個の電子を試料に入射させたときの電子の軌跡の追跡
演算を行い、これをＮｏ回繰返すのである。（イ）のス
テップでシミュレーション演算に必要なデータおよびパ
ラメータの入力を終ったら、演算回数Ｎ＝１としくハ）
、試料に入射させた電子の追跡演算を行う（ニ）。この
演算は電子が先の試料的原子との衝突から次の試料内の
原子と衝突するまでの過程の計算で、先の衝突において
、電子がどの方向に反撥されるかその方向を確率的にき
め、次にどの元素の原子と衝突をするかを下記（８）式
により各構成元素の原子の散乱断面債および各元素の濃
度に関係させて確率的に決定し、下記（９）式により電
子の試料内での平均自由行程だけ電子が進行して、上記
確率的に決定された原子に衝突するものとし、この過程
におけるエネルギーの損耗を下記（１０）工（こ＼にＡ
ｉは元素ｉの原子量、Ｃｉは元素ｉの原子の電子に対す
る散乱断面債で、衝突する電子のエネルギーＥと、試料
を構成している各元素の原である。
平均自由行程りはλ単位で
電子が物質内を進行して行くときのエネルギー但し は
試料内の各元素の組成比（重量％）を加味した原子番号
の平均値で ２ ＝ ΣＣ３・２ぞ イＬＬ；ｌ（：□’＝／で表
わされる。同様にしてＡは試料内元素の平均原子量、ρ
は試料密度である。上式の単位はＫ ｅＶｌ八でＪｉは
元素ｉのイオン化ポテンシャル（ｅＶｌである。
試料内の各元素の組成比（重量％）を加味した原子番号
の平均値で ２ ＝ ΣＣ３・２ぞ イＬＬ；ｌ（：□’＝／で表
わされる。同様にしてＡは試料内元素の平均原子量、ρ
は試料密度である。上式の単位はＫ ｅＶｌ八でＪｉは
元素ｉのイオン化ポテンシャル（ｅＶｌである。
追跡計算が終わったら、その演算における前後の衝未の
間の電子の試料表面からの深さ方向の進行距離および電
子入射点からの試料面に平行方向の進行距離を前回まで
の深さ方向および試料面と平行方向の進行距離に加算し
て現在の電子の試料面からの深さ位置Ｘ１をｆａｎ（ホ
）する。この実施例で は次の（へ）のステップで、上記過程で後の衝突におけ
る元′Ｍｉの特性Ｘ線放射確率を計算し、その結果をメ
モリに入力する。特性Ｘ線の放射確率は電子のエネルギ
ーをＥ１元元素の特性Ｘ線放射のための励起エネルギー
をＥｉとすると、ｖｉ＝Ｅ／Ｅｉに関係し、次式で与え
られるφ′ｉに比例このφｉをｘｌなる座標データをア
ドレス指定データとするメモリにおいてアドレス内のデ
ータに加算して同アドレスに格納する。次に電子エネル
ギーＥがＥ／Ｅ ’か否かチエツクされる（ト）。
間の電子の試料表面からの深さ方向の進行距離および電
子入射点からの試料面に平行方向の進行距離を前回まで
の深さ方向および試料面と平行方向の進行距離に加算し
て現在の電子の試料面からの深さ位置Ｘ１をｆａｎ（ホ
）する。この実施例で は次の（へ）のステップで、上記過程で後の衝突におけ
る元′Ｍｉの特性Ｘ線放射確率を計算し、その結果をメ
モリに入力する。特性Ｘ線の放射確率は電子のエネルギ
ーをＥ１元元素の特性Ｘ線放射のための励起エネルギー
をＥｉとすると、ｖｉ＝Ｅ／Ｅｉに関係し、次式で与え
られるφ′ｉに比例このφｉをｘｌなる座標データをア
ドレス指定データとするメモリにおいてアドレス内のデ
ータに加算して同アドレスに格納する。次に電子エネル
ギーＥがＥ／Ｅ ’か否かチエツクされる（ト）。
Ｅ゛は電子の終末エネルギーで今の場合試料中の何れの
元素の原子もイオン化できない限界エネルギーに設定し
ておけばよい。このチエツクがＮ。
元素の原子もイオン化できない限界エネルギーに設定し
ておけばよい。このチエツクがＮ。
の場合、電子の試料面からの深さｘｌが＜０（表面から
飛び出す）か否かチエツク（チ）、次にＸｌ〉ｔ（試料
を透過）か否かチエツク（す）、全てＮｏであれば動作
はく二）に戻り、（ト）（チ） （す）の何れかのステ
ップがＮｏになる迄同じ動作が繰返される。
飛び出す）か否かチエツク（チ）、次にＸｌ〉ｔ（試料
を透過）か否かチエツク（す）、全てＮｏであれば動作
はく二）に戻り、（ト）（チ） （す）の何れかのステ
ップがＮｏになる迄同じ動作が繰返される。
以上のようにして（ト）（チ）（す）の何れかのステッ
プがＹＥＳになるとそこで一個の電子について追跡演算
が終わり、Ｎ４：Ｎ −＋−１としくル）、新しいＮが
Ｎ＞Ｎｏか否がヂエック（オ）し、ＮＯなら動作は（ハ
）のステップに戻って次の電子について上述した演算が
行われる。が（して例えば１００００回の演算が行われ
るとＮ＞Ｎｏとなって（オ）のステップがＹＥＳとなり
一つの試料についてのモンテカルロシミュレーション演
算が完了したことになる。こ＼までの動作でメモリ内に
は各元素毎に試料内の深さ位置ｘｉに対する特性Ｘ線放
射度数のヒストダラムが形成されている。これが先の３
１算で用いられるＤｉ （ｘｉ）に他ならない。
プがＹＥＳになるとそこで一個の電子について追跡演算
が終わり、Ｎ４：Ｎ −＋−１としくル）、新しいＮが
Ｎ＞Ｎｏか否がヂエック（オ）し、ＮＯなら動作は（ハ
）のステップに戻って次の電子について上述した演算が
行われる。が（して例えば１００００回の演算が行われ
るとＮ＞Ｎｏとなって（オ）のステップがＹＥＳとなり
一つの試料についてのモンテカルロシミュレーション演
算が完了したことになる。こ＼までの動作でメモリ内に
は各元素毎に試料内の深さ位置ｘｉに対する特性Ｘ線放
射度数のヒストダラムが形成されている。これが先の３
１算で用いられるＤｉ （ｘｉ）に他ならない。
第１図は本発明方法をコンピュータを用いて実行する場
合の動作のフローチャートである。コンピュータには予
め計算に用いられる各元素の特性値例えば原子番号、質
量吸収系数等が入力しである。分析に先立ち、試料薄膜
の厚さ、保持体の成分組成等のデータを入力（イ）し、
試料の各成分の特性Ｘ線強度１ｉを測定（ロ）する。今
の場合試料成分元素は既知（定性分析ずみ）であり、従
って各成分元素の特性Ｘ線強度測定は予め指定された波
長でのＸ線測定動作である。この測定結果から各成分元
素の第１近似濃度Ｃｉを決める（ハ）。この第１近似濃
度はこの実施例では各成分元素の純品試料の特性Ｘ線強
度との比として決定する。次いで演算回数ｎを１とおき
（ニ）、各成分の第ｎ近似濃度Ｃ４：の所に上記Ｃｉを
設定（ホ）して、前記Ｄｉ （ｘｉ）および（′７）式
の１２ｉｊの演算（へ）（ト）を行い、前記計算上の各
成分特性Ｘ線の１次Ｘ線強度１１ｉおよび蛍光Ｘ線強度
（２次Ｘ線強度）１２１を算（チ）し、は終了し、ＮＯ
であればｎ＋１をｎとして動作は（ホ）に戻る。
合の動作のフローチャートである。コンピュータには予
め計算に用いられる各元素の特性値例えば原子番号、質
量吸収系数等が入力しである。分析に先立ち、試料薄膜
の厚さ、保持体の成分組成等のデータを入力（イ）し、
試料の各成分の特性Ｘ線強度１ｉを測定（ロ）する。今
の場合試料成分元素は既知（定性分析ずみ）であり、従
って各成分元素の特性Ｘ線強度測定は予め指定された波
長でのＸ線測定動作である。この測定結果から各成分元
素の第１近似濃度Ｃｉを決める（ハ）。この第１近似濃
度はこの実施例では各成分元素の純品試料の特性Ｘ線強
度との比として決定する。次いで演算回数ｎを１とおき
（ニ）、各成分の第ｎ近似濃度Ｃ４：の所に上記Ｃｉを
設定（ホ）して、前記Ｄｉ （ｘｉ）および（′７）式
の１２ｉｊの演算（へ）（ト）を行い、前記計算上の各
成分特性Ｘ線の１次Ｘ線強度１１ｉおよび蛍光Ｘ線強度
（２次Ｘ線強度）１２１を算（チ）し、は終了し、ＮＯ
であればｎ＋１をｎとして動作は（ホ）に戻る。
実測された各成分の特性Ｘ線強度１ｉ或は補正された！
から各成分濃度を決める方法としては例えば本願出願
人によって提案された「特願昭６３−１８６４９２号Ｘ
線分光分析法」を用いることとができる。
から各成分濃度を決める方法としては例えば本願出願
人によって提案された「特願昭６３−１８６４９２号Ｘ
線分光分析法」を用いることとができる。
（発明の効果）
本発明によれば薄膜試料で保持体からの１次Ｘ線の照射
効果がある場合でも、計算によって蛍光励起補正が可能
であり、特殊な標準試料を用意じなくてもよ（、精度の
良い分析ができる。
効果がある場合でも、計算によって蛍光励起補正が可能
であり、特殊な標準試料を用意じなくてもよ（、精度の
良い分析ができる。
第１図は本発明方法の一実施例における動作のフローチ
ャート、第２図は試料内における２次Ｘ線発生のメカニ
ズムを説明するモデル図、第３図は１次Ｘ線強度を計算
する動作の一個フローチャートである。 第１図 代理人 弁理士 縣 浩 介
ャート、第２図は試料内における２次Ｘ線発生のメカニ
ズムを説明するモデル図、第３図は１次Ｘ線強度を計算
する動作の一個フローチャートである。 第１図 代理人 弁理士 縣 浩 介
Claims (1)
- 電子線照射による試料および試料保持体の成分元素の
１次特性Ｘ線強度分布を試料およびその支持体を含めて
計算し、この計算された１次特性Ｘ線強度分布により、
試料および試料保持体の各部からの１次特性Ｘ線による
試料各成分元素の２次特性Ｘ線強度を試料表面からの深
さの関数として計算し、この計算結果を試料表面から試
料の厚さだけ積分した計算上の２次特性Ｘ線強度と上記
１次特性Ｘ線強度分布から求めた計算上の１次特性Ｘ線
強度との比率により試料についての試料成分元素の実測
特性Ｘ線強度に対する蛍光励起補正を行うことを特徴と
する電子線励起によるＸ線分光分析方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63248429A JP2595686B2 (ja) | 1988-09-30 | 1988-09-30 | 電子線励起によるｘ線分光分析方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63248429A JP2595686B2 (ja) | 1988-09-30 | 1988-09-30 | 電子線励起によるｘ線分光分析方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0295247A true JPH0295247A (ja) | 1990-04-06 |
| JP2595686B2 JP2595686B2 (ja) | 1997-04-02 |
Family
ID=17177993
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63248429A Expired - Lifetime JP2595686B2 (ja) | 1988-09-30 | 1988-09-30 | 電子線励起によるｘ線分光分析方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2595686B2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2015011018A (ja) * | 2013-07-02 | 2015-01-19 | 株式会社東芝 | 試料分析方法、プログラムおよび試料分析装置 |
| WO2025263411A1 (ja) * | 2024-06-21 | 2025-12-26 | 株式会社堀場製作所 | 情報処理方法、コンピュータプログラム、情報処理装置及び放射線検出装置 |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3950619B2 (ja) * | 2000-08-21 | 2007-08-01 | 日本電子株式会社 | 電子線を用いた表面分析装置における面分析データ表示方法 |
-
1988
- 1988-09-30 JP JP63248429A patent/JP2595686B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2015011018A (ja) * | 2013-07-02 | 2015-01-19 | 株式会社東芝 | 試料分析方法、プログラムおよび試料分析装置 |
| WO2025263411A1 (ja) * | 2024-06-21 | 2025-12-26 | 株式会社堀場製作所 | 情報処理方法、コンピュータプログラム、情報処理装置及び放射線検出装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2595686B2 (ja) | 1997-04-02 |
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