(57)【要約】【課題】試料に含まれている元素の組成比を正確に得ることができ、精度の高い組成分析方法を提供する。【解決手段】試料に電子線を照射することにより発生したＸ線を検出するＸ線検出工程と、前記検出されたＸ線のうち、エネルギーの異なるＸ線の強度比を算出する強度比算出工程と、前記検出されたＸ線に基づき、前記試料を形成している元素の組成比を算出する第１の組成比算出工程と、前記試料を形成している元素の組成比に基づき、前記試料を形成している各々の元素の質量吸収係数を算出する質量吸収係数算出工程と、前記強度比と前記質量吸収係数より、前記試料の密度と厚さの積の値を算出する密度と厚さの積算出工程と、前記試料の密度と厚さの積の値より、前記試料を形成している各々の元素の吸収補正係数を算出し、各々の元素の前記吸収補正係数と、前記検出されたＸ線に基づき、前記試料を形成している元素の組成比を算出する第２の組成比算出工程と、を有することを特徴とする組成分析方法により上記課題を解決する。【選択図】図５
2018179583.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
試料に電子線を照射することにより発生したＸ線を検出するＸ線検出工程と、
前記検出されたＸ線のうち、エネルギーの異なるＸ線の強度比を算出する強度比算出工程と、
前記検出されたＸ線に基づき、前記試料を形成している元素の組成比を算出する第１の組成比算出工程と、
前記試料を形成している元素の組成比に基づき、前記試料を形成している各々の元素の質量吸収係数を算出する質量吸収係数算出工程と、
前記強度比と前記質量吸収係数より、前記試料の密度と厚さの積の値を算出する密度と厚さの積算出工程と、
前記試料の密度と厚さの積の値より、前記試料を形成している各々の元素の吸収補正係数を算出し、各々の元素の前記吸収補正係数と、前記検出されたＸ線に基づき、前記試料を形成している元素の組成比を算出する第２の組成比算出工程と、
を有することを特徴とする組成分析方法。
【請求項２】
前記第１の組成比算出工程において得られた前記試料の組成比と、前記第２の組成比算出工程において得られた前記試料の組成比との差が、所定の値を超える場合には、前記質量吸収係数算出工程、前記密度と厚さの積算出工程及び前記第２の組成比算出工程を再び行うものであって、
前記質量吸収係数算出工程は、前記第２の組成比算出工程において得られた前記試料（１０）の組成比に基づき、前記試料を形成している各々の元素の質量吸収係数を算出するものであることを特徴とする請求項１の記載の組成分析方法。
【請求項３】
前記質量吸収係数算出工程、前記密度と厚さの積算出工程及び前記第２の組成比算出工程は、前記第２の組成比算出工程において得られた前記試料の組成比と、前回の第２の組成比算出工程において得られた前記試料の組成比との差が、所定の値以下となるまで繰り返し行うことを特徴とする請求項２に記載の組成分析方法。
【請求項４】
試料に電子線を照射することにより発生したＸ線を検出するＸ線検出工程と、
前記検出されたＸ線のうち、エネルギーの異なるＸ線の強度比を算出する強度比算出工程と、
前記検出されたＸ線に基づき、前記試料を形成している元素の組成比を算出する第１の組成比算出工程と、
前記試料を形成している元素の組成比に基づき、前記試料を形成している各々の元素の質量吸収係数を算出する質量吸収係数算出工程と、
前記質量吸収係数より、前記試料を形成している各々の元素の吸収補正係数を算出し、各々の元素の前記吸収補正係数と、前記検出されたＸ線に基づき、前記試料を形成している元素の組成比を算出する第２の組成比算出工程と、
を有することを特徴とする組成分析方法。
【請求項５】
前記第１の組成比算出工程において得られた前記試料の組成比と、前記第２の組成比算出工程において得られた前記試料の組成比との差が、所定の値を超える場合には、前記質量吸収係数算出工程及び前記第２の組成比算出工程を再度行うものであって、
前記質量吸収係数算出工程は、前記第２の組成比算出工程において得られた前記試料の組成比に基づき、前記試料を形成している各々の元素の質量吸収係数を算出するものであることを特徴とする請求項４の記載の組成分析方法。
【請求項６】
前記質量吸収係数算出工程及び前記第２の組成比算出工程は、前記第２の組成比算出工程において得られた前記試料の組成比と、前回の第２の組成比算出工程において得られた前記試料の組成比との差が、所定の値以下となるまで繰り返し行うことを特徴とする請求項５に記載の組成分析方法。
【請求項７】
エネルギーの異なるＸ線は、同じ元素の特性Ｘ線のうち種類の異なるものであることを特徴とする請求項１から６のいずれかに記載の組成分析方法。
【請求項８】
試料に電子線を照射する電子線照射部と、
前記試料に電子線を照射することにより発生したＸ線を検出するＸ線検出部と、
演算制御部と、
を有し、
前記演算制御部は、前記検出されたＸ線のうち、エネルギーの異なるＸ線の強度比を算出し、前記検出されたＸ線に基づき、前記試料を形成している元素の組成比を算出し、前記試料を形成している元素の組成比に基づき、前記試料を形成している各々の元素の質量吸収係数を算出し、前記強度比と前記質量吸収係数より、前記試料の密度と厚さの積の値を算出し、前記試料の密度と厚さの積の値より、前記試料を形成している各々の元素の吸収補正係数を算出し、各々の元素の前記吸収補正係数と、前記検出されたＸ線に基づき、前記試料を形成している元素の組成比を算出することを特徴とする組成分析装置。
【請求項９】
試料に電子線を照射する電子線照射部と、
前記試料に電子線を照射することにより発生したＸ線を検出するＸ線検出部と、
演算制御部と、
を有し、
前記演算制御部は、前記検出されたＸ線のうち、エネルギーの異なるＸ線の強度比を算出し、前記検出されたＸ線に基づき、前記試料を形成している元素の組成比を算出し、前記試料を形成している元素の組成比に基づき、前記試料を形成している各々の元素の質量吸収係数を算出し、前記強度比と前記質量吸収係数より前記試料を形成している各々の元素の吸収補正係数を算出し、各々の元素の前記吸収補正係数と、前記検出されたＸ線に基づき、前記試料を形成している元素の組成比を算出することを特徴とする組成分析装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、組成分析方法及び組成分析装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ＥＰＭＡ（Electron  Probe  Micro  Analyzer：電子線マイクロアナライザ）、ＳＥＭ（Scanning  Electron  Microscope：走査型電子顕微鏡またはＴＥＭ（Transmission  Electron  Microscope：透過型電子顕微鏡）に搭載されたＸ線分析器を用いることにより、試料に含まれている元素及びその元素の組成比を知ることができる。Ｘ線分析器としては、波長分散型Ｘ線分光器（ＷＤＳ）やエネルギー分散型Ｘ線波長分析器（ＥＤＳ）が用いられる。
【０００３】
具体的には、試料に電子線を照射することにより、試料より特性Ｘ線が発生するが、このように試料で発生した特性Ｘ線のエネルギー及び強度より、試料に含まれている元素の組成比を得ることができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００６−５８０３４号公報
【特許文献２】特開昭６３−８３６４７号公報
【非特許文献】
【０００５】
【非特許文献１】J．Thomas  and  T．Gemming，Analytical  Transmission  Electron  Microscopy：An  Introduction  for  Operators，p．309，Springer，(2014)
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
通常、試料は厚みを有しており、試料内より発生したＸ線の一部は試料内を透過する間に吸収されるため、この場合には、試料に含まれている元素の組成を正確に測定することは困難であった。
【０００７】
このため、試料に電子線を照射することにより発生した特性Ｘ線を検出することにより、試料に含まれている元素の組成比を分析する組成分析方法においては、試料に含まれている元素の組成比を正確に得ることができる精度の高い組成分析方法が求められていた。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本実施の形態の一観点によれば、試料に電子線を照射することにより発生したＸ線を検出するＸ線検出工程と、前記検出されたＸ線のうち、エネルギーの異なるＸ線の強度比を算出する強度比算出工程と、前記検出されたＸ線に基づき、前記試料を形成している元素の組成比を算出する第１の組成比算出工程と、前記試料を形成している元素の組成比に基づき、前記試料を形成している各々の元素の質量吸収係数を算出する質量吸収係数算出工程と、前記強度比と前記質量吸収係数より、前記試料の密度と厚さの積の値を算出する密度と厚さの積算出工程と、前記試料の密度と厚さの積の値より、前記試料を形成している各々の元素の吸収補正係数を算出し、各々の元素の前記吸収補正係数と、前記検出されたＸ線に基づき、前記試料を形成している元素の組成比を算出する第２の組成比算出工程と、を有することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
開示の組成分析方法によれば、試料に含まれている元素の組成比を高い精度で測定することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】Ｘ線分光法に用いられる装置の構造図
【図２】厚さのある試料の説明図
【図３】第１の実施の形態における組成分析装置の構造図
【図４】試料がＡｌＧａＡｓ化合物の場合のＸ線分光スペクトルの説明図
【図５】第１の実施の形態における組成分析方法のフローチャート
【図６】第２の実施の形態における組成分析方法のフローチャート
【発明を実施するための形態】
【００１１】
実施するための形態について、以下に説明する。尚、同じ部材等については、同一の符号を付して説明を省略する。
【００１２】
〔第１の実施の形態〕
最初に、Ｘ線分光法を用いて、試料に含まれている元素の組成比を得る組成分析方法について説明する。具体的には、一例として、ＴＥＭに装着されているＸ線分光法に用いられるＥＤＳを用いたＴＥＭ−ＥＤＳ分析について説明する。図１は、ＥＤＳが装着されたＴＥＭの構成図であり、真空チャンバ２０内に、電子線照射部３０、Ｘ線検出部４０となるＥＤＳ、試料１０を保持するための試料ホルダ５０等を有しており、分析対象となる試料１０は試料ホルダ５０の所定の位置に設置されている。尚、本願においては、Ｘ線検出部４０により検出されるＸ線の効率を検出器効率と記載し、試料１０に対しＸ線検出部４０が設置される角度を検出器の角度と記載する場合がある。
【００１３】
図１に示されるＥＤＳが装着されたＴＥＭでは、試料１０に向けて電子線照射部３０より電子線が照射される。試料１０に電子線が照射されると試料１０に含まれる元素の特性Ｘ線が発生し、試料１０より発生した特性Ｘ線の強度がＸ線検出部４０において検出される。試料１０に含まれる元素の組成比は、Ｘ線検出部４０において検出された特性Ｘ線の強度と、各々の元素のｋファクター（ｋ因子）と呼ばれる係数を用いて、試料１０に含まれる各々の元素の組成比を算出することができる。
【００１４】
具体的には、試料１０に含まれている元素を元素Ａ、元素Ｂ、元素Ｃ、・・・・とした場合に、元素Ａの組成比ＣＡ、元素Ｂの組成比ＣＢ、元素Ｃの組成比ＣＣ、・・・は、下記の数１に示す式より算出することができる。尚、ＩＡはＸ線検出部４０において検出された元素Ａの特性Ｘ線強度、ＩＢは元素Ｂの特性Ｘ線強度、ＩＣは元素Ｃの特性Ｘ線強度である。また、ｋＡは元素Ａのｋファクター、ｋＢは元素Ｂのｋファクター、ｋＣは元素Ｃのｋファクターである。
【００１５】
【数１】
2018179583.tif 000003
【００１６】
また、ｋＡ、ｋＢ、ｋＣは数２に示す理論式により得られる。尚、ＭＡは元素Ａの原子量、σＡは元素Ａのイオン化断面積、ωＡは元素Ａの蛍光収率、ｐＡは元素Ａから発生する各種特性Ｘ線（例えば、Ｋ線の中のＫα線とＫβ線）に対する着目する特性Ｘ線の割合、εＡはＸ線検出部４０における元素Ａの検出器効率である。ＭＢは元素Ｂの原子量、σＢは元素Ｂのイオン化断面積、ωＢは元素Ｂの蛍光収率、ｐＢは元素Ｂから発生する各種特性Ｘ線（例えば、Ｋ線の中のＫα線とＫβ線）に対する着目する特性Ｘ線の割合、εＢはＸ線検出部４０における元素Ｂの検出器効率である。ＭＣは元素Ｃの原子量、σＣは元素Ｃのイオン化断面積、ωＣは元素Ｃの蛍光収率、ｐＣは元素Ｃから発生する各種特性Ｘ線（例えば、Ｋ線の中のＫα線とＫβ線）に対する着目する特性Ｘ線の割合、εＣはＸ線検出部４０における元素Ｃの検出器効率である。
【００１７】
【数２】
2018179583.tif 000004
【００１８】
しかしながら、図２に示すように、通常、試料１０は厚さｔを有しており、試料１０に電子線を照射することにより発生した特性Ｘ線は、試料１０内を通る間に吸収される。特性Ｘ線のエネルギー（波長）が異なると、試料１０内における吸収の割合も異なるため、Ｘ線検出部４０において検出される各元素の特性Ｘ線の強度比が変化してしまう。このため、Ｘ線検出部４０において検出された特性Ｘ線の強度比をそのまま用いて算出した各元素の組成比は、正確な値ではない。
【００１９】
（組成分析装置）
次に、本実施の形態における組成分析装置について説明する。図３に示される本実施の形態における組成分析装置は、真空チャンバ２０内に、電子線照射部３０、Ｘ線検出部４０、試料１０を保持するための試料ホルダ５０等を有しており、試料１０は試料ホルダ５０の所定の位置に設置されている。電子線照射部３０は、真空チャンバ２０の外より電子線照射部３０を制御する電子線制御部６０と接続されており、Ｘ線検出部４０は、真空チャンバ２０の外で、Ｘ線検出部４０において得られた情報を処理するＸ線情報処理部７０と接続されている。電子線制御部６０及びＸ線情報処理部７０は、これらの制御や演算処理を行うための演算制御部８０と接続されている。演算制御部８０内には、各種の情報を記憶するための記憶部８１が設けられている。
【００２０】
本実施の形態における組成分析装置では、試料１０に向けて電子線照射部３０より電子線が照射される。試料１０に電子線が照射されると、試料１０に含まれる元素の特性Ｘ線が発生し、試料１０より発生した特性Ｘ線の強度が、Ｘ線検出部４０において検出される。Ｘ線情報処理部７０では、Ｘ線検出部４０において検出された特性Ｘ線の強度の情報に基づきＸ線分光スペクトルのデータを生成し、このデータは演算制御部８０に送られる。本実施の形態においては、Ｘ線検出部４０には、ＥＤＳ以外にもＷＤＳを用いることも可能である。
【００２１】
（組成分析方法）
次に、本実施の形態における組成分析方法について説明する。本実施の形態における組成分析方法では、試料１０において吸収される特性Ｘ線について補正（吸収補正）を行うことにより、試料１０に含まれている元素の組成比を高い精度で得ることができるものである。下記の数３に示す式は、元素Ａの吸収補正係数ＦＡ、元素Ｂの吸収補正係数ＦＢ、元素Ｃの吸収補正係数ＦＣを算出するための式である。ここで、（μ／ρ）Ａは元素Ａの特性Ｘ線の質量吸収係数、（μ／ρ）Ｂは元素Ｂの特性Ｘ線の質量吸収係数、（μ／ρ）Ｃは元素Ｃの特性Ｘ線の質量吸収係数、θは検出器の角度、ρは試料の密度、ｔは試料の厚さである。尚、元素Ａの質量吸収係数（μ／ρ）Ａ、元素Ｂの質量吸収係数（μ／ρ）Ｂ、元素Ｃの質量吸収係数（μ／ρ）Ｃは、下記の数４に示す式より算出することができる。ここで、ＥＡは元素Ａの特性Ｘ線のエネルギー、ＥＢは元素Ｂの特性Ｘ線のエネルギー、ＥＣは元素Ｃの特性Ｘ線のエネルギー、Ｚは試料の平均原子番号、α、β、γは係数であり、例えば、非特許文献１等に記載されている。
【００２２】
【数３】
2018179583.tif 000005
【００２３】
【数４】
2018179583.tif 000006
【００２４】
尚、試料１０内で吸収される前の元素Ａの特性Ｘ線の強度ＩＡ０、元素Ｂの特性Ｘ線の強度ＩＢ０、元素Ｃの特性Ｘ線の強度ＩＣ０は、下記の数５に示す式により表すことができる。
【００２５】
【数５】
2018179583.tif 000007
【００２６】
本実施の形態では、数１に示される式におけるＩＡ、ＩＢ、ＩＣ、・・・の代わりに、ＩＡ０、ＩＢ０、ＩＣ０、・・・を代入することにより吸収補正が可能となる。吸収補正を行うために必要なパラメータのうち、質量吸収係数（μ／ρ）Ａ、（μ／ρ）Ｂ、（μ／ρ）Ｃ、試料の密度ρ、検出器の角度θ、試料の厚さｔのうち検出器の角度θは、試料によらず一定である。しかしながら、組成が未知の試料１０の場合、質量吸収係数（μ／ρ）Ａ、（μ／ρ）Ｂ、（μ／ρ）Ｃを算出するための平均原子番号と密度ρが未知である。また、試料１０は、薄片化されているが、試料１０の厚さｔは必ずしも一定ではなく、均一ではない場合が多く、試料１０の正確な厚さｔを測定することは困難である。
【００２７】
このため、本実施の形態においては、２種類のエネルギーの異なる特性Ｘ線を用いることにより正確な組成分析を行う。本実施の形態においては、一例として、ＡｌＧａＡｓ化合物について説明する。図４は、Ｓｉ基板の上に形成されたＡｌＧａＡｓ化合物のＥＤＳスペクトルを示す。図４に示されるように、ＡｌＧａＡｓ化合物では、ＧａではＫ線（Ｇａ−Ｋα、Ｇａ−Ｋβ）、Ｌ線（Ｇａ−Ｌα）、ＡｓではＫ線（Ａｓ−Ｋα、Ａｓ−Ｋβ）、Ｌ線（Ａｓ−Ｌα）等が検出される。このＫ線とＬ線はエネルギー（波長）が異なっており、試料１０の厚さｔが異なるとＸ線の吸収量も変化するため、試料１０の厚さｔにより検出されるＫ線とＬ線の強度比も変化する。Ｋ線とＬ線の強度比を（ＩＫ／ＩＬ）とすると、数３に示される式及び数５に示される式より、数６に示される式が得られる。尚、数６に示される式では、一例として、元素ＡにおけるＫ線とＬ線について示している。即ち、（ＩＫ０／ＩＬ０）は試料１０においてＸ線の吸収を考慮しない場合の元素ＡにおけるＫ線とＬ線の強度比、（μ／ρ）Ｋは元素ＡのＫ線の質量吸収係数、（μ／ρ）Ｌは元素ＡのＬ線の質量吸収係数である。Ｘ線の吸収を考慮しない場合の元素ＡにおけるＫ線とＬ線の強度比（ＩＫ０／ＩＬ０）は、数７に表すことができ、元素ＡにおけるＫ線とＬ線のｋファクターの比（ｋＫ／ｋＬ）の逆数に等しい。
【００２８】
【数６】
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【００２９】
【数７】
2018179583.tif 000009
【００３０】
従って、（ＩＫ０／ＩＬ０）の値は、数７に示される式に基づきを算出することができ、（ＩＫ／ＩＬ）の値はＸ線検出部４０による測定により得られた値である。従って、これらの値を用いて数６に示す式より、ρｔの値を得ることができ、このように得られたρｔの値を数３に示す式に代入することにより、数３に示す式に基づく吸収補正を行うことが可能である。尚、上記においては、元素ＡにおけるＫ線とＬ線に基づきρｔを算出する場合について説明したが、元素Ｂや元素ＣにおけるＫ線とＬ線に基づきρｔを算出してもよい。また、複数の元素におけるＫ線とＬ線に基づき各々ρｔを算出し、これらの値の平均値を吸収補正を行うためのρｔの値として用いてもよい。また、Ｋ線やＬ線以外の特性Ｘ線、例えば、Ｍ線やＮ線を用いてもよい。また、数７に示す式に代えて、厚さｔの薄い（例えば、厚さｔが５０ｎｍ以下）の標準試料を作成し、その標準試料におけるＫ線及びＬ線の強度を測定し、この測定された値に基づき得られる比の値を（ＩＫ０／ＩＬ０）として用いてもよい。
【００３１】
（組成分析方法の手順）
次に、本実施の形態のおける組成分析方法の手順について図５に基づき説明する。尚、下記おける制御及び演算は、演算制御部８０において行われる。
【００３２】
最初に、ステップ１０２（Ｓ１０２）に示すように、Ｘ線分光スペクトルを取得する。具体的には、真空チャンバ２０内の試料ホルダ５０に試料１０を設置し、電子線照射部３０より試料１０に向けてＸ線を照射し、試料１０からの特性Ｘ線をＸ線検出部４０において検出し、Ｘ線情報処理部７０においてＸ線分光スペクトルを生成する。このように生成されたＸ線分光スペクトルは、演算制御部８０の記憶部８１に記憶される。
【００３３】
次に、ステップ１０４（Ｓ１０４）に示すように、得られたＸ線分光スペクトルに基づき元素ＡにおけるＫ線とＬ線の強度比（ＩＫ／ＩＬ）を算出する。
【００３４】
次に、ステップ１０６（Ｓ１０６）に示すように、ステップ１０２において得られたＸ線分光スペクトルと各々の元素のｋファクターに基づき、試料１０に含まれる元素の組成比を数１に示す式に基づき算出（第１の組成比を算出）する。このように算出された試料１０に含まれる元素の吸収補正のされる前の組成比は、演算制御部８０内に設けられた記憶部８１に記憶させる。
【００３５】
次に、ステップ１０８（Ｓ１０８）に示すように、演算制御部８０の記憶部８１に記憶されている試料１０に含まれる元素の組成比に基づき、数４に示す式より試料１０に含まれる各々の元素の質量吸収係数を算出する。
【００３６】
次に、ステップ１１０（Ｓ１１０）に示すように、ステップ１０４で算出されたＫ線とＬ線の強度比（ＩＫ／ＩＬ）、ステップ１０８で算出された各々の元素の質量吸収係数より、数６及び数７に示す式に基づき試料１０の密度と厚さの積ρｔを算出する。
【００３７】
次に、ステップ１１２（Ｓ１１２）に示すように、吸収補正がされた試料１０に含まれる元素の組成比を算出（第２の組成比を算出）する。具体的には、ステップ１０８で算出された試料１０に含まれる各々の元素の質量吸収係数、ステップ１１０で算出された試料１０の密度と厚さの積ρｔを数３に示す式に代入し、各々の元素における吸収補正係数を算出する。この後、数５及び数１に示す式より、吸収補正がされた試料１０に含まれる元素の組成比を算出する。
【００３８】
次に、ステップ１１４（Ｓ１１４）に示すように、ステップ１１２で算出された吸収補正がされた組成比と、演算制御部８０の記憶部８１に記憶されている組成比との差を算出し、その組成比の差が所定の範囲内（所定の値以下）であるか否かを判断する。具体的には、ステップ１１２で算出された吸収補正がされた試料１０に含まれる各々の元素の組成比と、演算制御部８０の記憶部８１に記憶されている試料１０に含まれる各々の元素の組成比との差を算出し、その組成比の差が全ての元素において所定の範囲内（所定の値以下）であるか否かを判断する。組成比の差が所定の範囲内である場合、例えば、組成比の差が０．１％以下である場合には、収束したものと判断し、ステップ１１２で算出された吸収補正がされた元素の組成比を試料１０の組成比として出力し終了する。組成比の差が所定の範囲を超える場合、例えば、０．１％を超える場合には、収束していないものと判断し、ステップ１０８に移行する。この際、記憶部８１に記憶されている元素の組成比と、新たにステップ１１２で算出された吸収補正がされた元素の組成比とを入れ換える。
【００３９】
以上の工程により、本実施の形態における組成分析方法を行うことができる。
【００４０】
表１は、試料１０がＡｌＧａＡｓ化合物の場合において異なる分析方法により得られた各々の元素の組成比を示す。ＨＲＢＳは、高分解能ラザフォード後方散乱分析（ＨＲＢＳ：High-resolution  Rutherford  Backscattering  Spectroscopy）により、この試料１０を分析して得られた各々の元素の組成比である。Ｘ１は本実施の形態における組成分析方法により得られた各々の元素の組成比であり、Ｘ２は吸収補正を行うことなく、Ｘ線検出部４０において検出された特性Ｘ線の強度比をそのまま用いて数１に示す式に基づき得られた各々の元素の組成比である。尚、表１のＸ１及びＸ２における組成分析では、特性Ｘ線は、Ａｌ−Ｋα、Ｇａ−Ｋα、Ａｓ−Ｋαを用いている。また、本実施の形態における組成分析方法においては、ＧａとＡｓにおけるＫ線とＬ線に基づき各々ρｔを算出し、これらの値の平均値を吸収補正を行うためのρｔの値として用いた。
【００４１】
【表１】
2018179583.tif 000010
【００４２】
Ｘ１の本実施の形態における組成分析方法により得られた各々の元素の組成比は、Ｘ２における元素の組成比よりも、ＨＲＢＳによる分析により得られた結果に近い値となっている。よって、Ｘ２の吸収補正を行うことなく数１に示す式に基づき得られた各々の元素の組成比よりも、組成比の分析の精度を高めることができる。尚、このＸ１における値は、本実施の形態における分析方法において、ステップ１０８、ステップ１１０及びステップ１１２を４回行うことにより収束し得られた値である。
【００４３】
〔第２の実施の形態〕
次に、第２の実施の形態について説明する。本実施の形態は、試料１０の厚さｔが十分厚い場合等に用いるものである。ＴＥＭ等による分析では、試料１０の厚さｔは所望の薄さに加工する必要があるが、ＳＥＭ等による分析では試料１０を薄く加工する必要がない。本実施の形態は、このような場合に用いることが可能である。
【００４４】
本実施の形態においては、第１の実施の形態と同様の構造の組成分析装置を用いることができる。また、本実施の形態においては、試料１０の厚さｔが十分厚いため、試料１０の厚さｔが無限大であると考え、数３に示す式のｔを無限大にすることにより得られる数８に示す式を用いる。
【００４５】
【数８】
2018179583.tif 000011
【００４６】
本実施の形態における分析方法について、図６に基づき説明する。尚、下記おける制御及び演算は、演算制御部８０において行われる。
【００４７】
最初に、ステップ２０２（Ｓ２０２）に示すように、Ｘ線分光スペクトルを取得する。具体的には、真空チャンバ２０内の試料ホルダ５０に試料１０を設置し、電子線照射部３０より試料１０に向けてＸ線を照射し、試料１０からの特性Ｘ線をＸ線検出部４０において検出し、Ｘ線情報処理部７０においてＸ線分光スペクトルを生成する。このように生成されたＸ線分光スペクトルは、演算制御部８０の記憶部８１に記憶される。
【００４８】
次に、ステップ２０４（Ｓ２０４）に示すように、得られたＸ線分光スペクトルに基づき元素ＡにおけるＫ線とＬ線の強度比（ＩＫ／ＩＬ）を算出する。
【００４９】
次に、ステップ２０６（Ｓ２０６）に示すように、ステップ２０２において得られたＸ線分光スペクトルと各々の元素のｋファクターに基づき、試料１０に含まれる元素の組成比を数１に示す式に基づき算出（第１の組成比を算出）する。このように算出された試料１０に含まれる元素の吸収補正のされる前の組成比は、演算制御部８０内に設けられた記憶部８１に記憶させる。
【００５０】
次に、ステップ２０８（Ｓ２０８）に示すように、演算制御部８０の記憶部８１に記憶されている試料１０に含まれる元素の組成比に基づき、数４に示す式より試料１０に含まれる各々の元素の質量吸収係数を算出する。
【００５１】
次に、ステップ２１０（Ｓ２１０）に示すように、吸収補正がされた試料１０に含まれる元素の組成比を算出（第２の組成比を算出）する。具体的には、ステップ２０８で算出された試料１０に含まれる各々の元素の質量吸収係数より、数８に示す各々の元素における吸収補正係数を算出し、数５及び数１に示す式より、吸収補正がされた試料１０に含まれる元素の組成比を算出する。
【００５２】
次に、ステップ２１２（Ｓ２１２）に示すように、ステップ２１０で算出された吸収補正がされた組成比と、演算制御部８０の記憶部８１に記憶されている組成比との差を算出し、その組成比の差が所定の範囲内（所定の値以下）であるか否かを判断する。具体的には、ステップ２１０で算出された吸収補正がされた試料１０に含まれる各々の元素の組成比と、演算制御部８０の記憶部８１に記憶されている試料１０に含まれる各々の元素の組成比との差を算出し、その組成比の差が全ての元素において所定の範囲内（所定の値以下）であるか否かを判断する。組成比の差が所定の範囲内である場合、例えば、組成比の差が０．１％以下である場合には、収束したものと判断し、ステップ２１０で算出された吸収補正がされた元素の組成比を試料１０の組成比として出力し終了する。組成比の差が所定の範囲を超える場合、例えば、０．１％を超える場合には、収束していないものと判断し、ステップ２０８に移行する。この際、記憶部８１に記憶されている元素の組成比と、新たにステップ２１０で算出された吸収補正がされた元素の組成比とを入れ換える。
【００５３】
以上の工程により、本実施の形態における組成分析方法を行うことができる。
【００５４】
以上、実施の形態について詳述したが、特定の実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された範囲内において、種々の変形及び変更が可能である。
【００５５】
上記の説明に関し、更に以下の付記を開示する。
（付記１）
試料に電子線を照射することにより発生したＸ線を検出するＸ線検出工程と、
前記検出されたＸ線のうち、エネルギーの異なるＸ線の強度比を算出する強度比算出工程と、
前記検出されたＸ線に基づき、前記試料を形成している元素の組成比を算出する第１の組成比算出工程と、
前記試料を形成している元素の組成比に基づき、前記試料を形成している各々の元素の質量吸収係数を算出する質量吸収係数算出工程と、
前記強度比と前記質量吸収係数より、前記試料の密度と厚さの積の値を算出する密度と厚さの積算出工程と、
前記試料の密度と厚さの積の値より、前記試料を形成している各々の元素の吸収補正係数を算出し、各々の元素の前記吸収補正係数と、前記検出されたＸ線に基づき、前記試料を形成している元素の組成比を算出する第２の組成比算出工程と、
を有することを特徴とする組成分析方法。
（付記２）
前記第１の組成比算出工程において得られた前記試料の組成比と、前記第２の組成比算出工程において得られた前記試料の組成比との差が、所定の値を超える場合には、前記質量吸収係数算出工程、前記密度と厚さの積算出工程及び前記第２の組成比算出工程を再び行うものであって、
前記質量吸収係数算出工程は、前記第２の組成比算出工程において得られた前記試料の組成比に基づき、前記試料を形成している各々の元素の質量吸収係数を算出するものであることを特徴とする付記１の記載の組成分析方法。
（付記３）
前記質量吸収係数算出工程、前記密度と厚さの積算出工程及び前記第２の組成比算出工程は、前記第２の組成比算出工程において得られた前記試料の組成比と、前回の第２の組成比算出工程において得られた前記試料の組成比との差が、所定の値以下となるまで繰り返し行うことを特徴とする付記２に記載の組成分析方法。
（付記４）
試料に電子線を照射することにより発生したＸ線を検出するＸ線検出工程と、
前記検出されたＸ線のうち、エネルギーの異なるＸ線の強度比を算出する強度比算出工程と、
前記検出されたＸ線に基づき、前記試料を形成している元素の組成比を算出する第１の組成比算出工程と、
前記試料を形成している元素の組成比に基づき、前記試料を形成している各々の元素の質量吸収係数を算出する質量吸収係数算出工程と、
前記質量吸収係数より、前記試料を形成している各々の元素の吸収補正係数を算出し、各々の元素の前記吸収補正係数と、前記検出されたＸ線に基づき、前記試料を形成している元素の組成比を算出する第２の組成比算出工程と、
を有することを特徴とする組成分析方法。
（付記５）
前記第１の組成比算出工程において得られた前記試料の組成比と、前記第２の組成比算出工程において得られた前記試料の組成比との差が、所定の値を超える場合には、前記質量吸収係数算出工程及び前記第２の組成比算出工程を再度行うものであって、
前記質量吸収係数算出工程は、前記第２の組成比算出工程において得られた前記試料の組成比に基づき、前記試料を形成している各々の元素の質量吸収係数を算出するものであることを特徴とする付記４の記載の組成分析方法。
（付記６）
前記質量吸収係数算出工程及び前記第２の組成比算出工程は、前記第２の組成比算出工程において得られた前記試料の組成比と、前回の第２の組成比算出工程において得られた前記試料の組成比との差が、所定の値以下となるまで繰り返し行うことを特徴とする付記５に記載の組成分析方法。
（付記７）
エネルギーの異なるＸ線は、同じ元素の特性Ｘ線のうち種類の異なるものであることを特徴とする付記１から６のいずれかに記載の組成分析方法。
（付記８）
試料に電子線を照射する電子線照射部と、
前記試料に電子線を照射することにより発生したＸ線を検出するＸ線検出部と、
演算制御部と、
を有し、
前記演算制御部は、前記検出されたＸ線のうち、エネルギーの異なるＸ線の強度比を算出し、前記検出されたＸ線に基づき、前記試料を形成している元素の組成比を算出し、前記試料を形成している元素の組成比に基づき、前記試料を形成している各々の元素の質量吸収係数を算出し、前記強度比と前記質量吸収係数より、前記試料の密度と厚さの積の値を算出し、前記試料の密度と厚さの積の値より、前記試料を形成している各々の元素の吸収補正係数を算出し、各々の元素の前記吸収補正係数と、前記検出されたＸ線に基づき、前記試料を形成している元素の組成比を算出することを特徴とする組成分析装置。
（付記９）
試料に電子線を照射する電子線照射部と、
前記試料に電子線を照射することにより発生したＸ線を検出するＸ線検出部と、
演算制御部と、
を有し、
前記演算制御部は、前記検出されたＸ線のうち、エネルギーの異なるＸ線の強度比を算出し、前記検出されたＸ線に基づき、前記試料を形成している元素の組成比を算出し、前記試料を形成している元素の組成比に基づき、前記試料を形成している各々の元素の質量吸収係数を算出し、前記強度比と前記質量吸収係数より前記試料を形成している各々の元素の吸収補正係数を算出し、各々の元素の前記吸収補正係数と、前記検出されたＸ線に基づき、前記試料を形成している元素の組成比を算出することを特徴とする組成分析装置。
【符号の説明】
【００５６】
１０        試料
２０        真空チャンバ
３０        電子線照射部
４０        Ｘ線検出部
５０        試料ホルダ
６０        電子線制御部
７０        Ｘ線情報処理部
８０        演算制御部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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