(57)【要約】【課題】本発明はＸ線分光器に関し、遮蔽板の調整を確実かつ正確に行なうことができるＸ線分光器を提供することを目的としている。【解決手段】電子顕微鏡に搭載されたＸ線分光器であって、試料から発生した特性Ｘ線を回折格子７に導き、該回折格子７で分光したＸ線の強さを検出してＸ線分析を行なうＸ線分光器３において、Ｘ線分光器３内に入射される分光Ｘ線の内、０次光Ｘ線１２を遮蔽する０次光遮蔽板１３と、該０次光遮蔽板１３をＸ線検出器５のＸ線分光方向に移動する移動機構と、該移動機構にＸ線分光器内の真空状態を保持するための保持手段を設けて構成される。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
電子顕微鏡に搭載されたＸ線分光器であって、試料から発生した特性Ｘ線を回折格子に導き、該回折格子で分光したＸ線の強さを検出してＸ線分析を行なうＸ線分光器において、
Ｘ線分光器内に入射される分光Ｘ線の内、０次光Ｘ線を遮蔽する０次光遮蔽板と、
該０次光遮蔽板をＸ線検出器のＸ線分光方向に移動する移動機構と、
該移動機構にＸ線分光器内の真空状態を保持するための保持手段を設けたことを特徴とするＸ線分光器。
【請求項２】
前記移動機構は、前記０次光遮蔽板をネジの回転によりＸ線検出器のＸ線分光方向に移動するものであることを特徴とする請求項１記載のＸ線分光器。
【請求項３】
前記０次光遮蔽板は、シャフトを介してベローズに接続されており、ネジの回転により前記遮蔽板をＸ線検出器のＸ線分光方向に移動するものであることを特徴とする請求項１記載のＸ線分光器。
【請求項４】
前記０次光遮蔽板は、Ｘ線検出器の内面の周囲と接するように設けられた真ん中に穴があいた円板であり、この円板を前記移動機構により調整して０次光Ｘ線を遮蔽するものであることを特徴とする請求項１記載のＸ線分光器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はＸ線分光器に関する。
【背景技術】
【０００２】
試料に電子線を照射すると、該試料から特性Ｘ線が発生する。この特性Ｘ線を回折格子に入射すると、分光Ｘ線が分離される。この分光Ｘ線を検出器で検出し、電気信号（パルス）に変換し、この電気信号を画像化する装置がＸ線分光器である。この結果、試料中に含まれる元素の種類に応じたスペクトルを得ることができる。
【０００３】
図４は透過型電子顕微鏡に搭載されたＸ線分光器の縦断面概略図である。ＴＥＭ１の近傍に気密に接続されたＸ線分光器３は、大別すると分光器室４とＸ線検出器５とで構成されている。通常、分光器室４とＸ線検出器５とはベローズ６を介して気密かつ相互可動に接続されており、Ｘ線検出器５は分光器室４に対して位置調整ができるようになっている。
【０００４】
分光器室４の中にはＸ線を分光するための回折格子（グレーティング）７が、またＸ線検出器５の中には分光されたＸ線を検出するためのＣＣＤ８がそれぞれ設置されている。回折格子７とＣＣＤ８の設置位置及び角度はさまざまな条件から導出される数値に基づいて厳密に決定されている。Ｘ線分光器３の内部はＴＥＭ１内と同様に真空に排気されるようになっている。
【０００５】
２はＴＥＭ１内に配置された試料、９は電子線である。試料２に電子線９が照射されると該試料２からは特性Ｘ線１０が放出される。放出された特性Ｘ線１０は回折格子７に入射され、該回折格子７で反射され、複数の種類の分光Ｘ線１１に分離される。この分離された分光Ｘ線１１は、光電変換素子としてのＣＣＤ８に照射されることになる。１２は回折格子７から放出された０次光Ｘ線（以下０次光と略す）、１３はこの０次光を遮蔽するための遮蔽板である。このように構成された装置の動作を概説すると、以下の通りである。
【０００６】
ＴＥＭ１の試料２に電子線９が照射されると、試料２からその構成物質に応じた特性軟Ｘ線（以下単に特性Ｘ線という）１０が放出される。この特性Ｘ線１０をある特定の角度で回折格子７に入射させると、反射型回折格子によって波長毎に分光された分光Ｘ線１１を得ることができる。これをＣＣＤ８で検出することになる。ここで、回折格子７から反射される分光Ｘ線には、０次光と呼ばれるＸ線１２が存在しており、検出時のバックグラウンドとなる。０次光１２は、情報信号を含んでおらず検出時のバックグラウンドであるので、この０次光１２がＣＣＤ８に照射されない機構を設ける必要がある。そこで、図に示すような０次光を遮蔽するための遮蔽板１３が設けられている。この０次光遮蔽板（以下単に遮蔽板という）１３は、０次光１２がＣＣＤ８に到達するのを防止するための板状遮蔽部材であり、通常ＣＣＤ８前面近傍の下方に固定される。
【０００７】
従来のこの種の装置としては、電子線が照射された試料から放出される特性軟Ｘ線を不等間隔回折格子面の法線に対して大きな角度で入射させ、その回折Ｘ線を背面照射型ＣＣＤ検出器で検出するようにしたものが知られている（例えば特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００２−３２９４７３号公報（段落０００７〜０００９、図１）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
ＣＣＤの位置合わせをすると遮蔽板が適切な位置からずれることがある。回折格子とＣＣＤとの位置関係はさまざまな条件により一義的に決定する。従って、Ｘ線分光器の性能を引き出すためには、実機に搭載し、実際にＸ線検出を実施しながら、回折格子に対するＣＣＤの位置を調整する必要がある。
【０００９】
具体的には、分光器室に対するＸ線検出器５の位置を調整することになる。図５はＸ線分光器の拡大された縦断面概略図である。Ｘ線分光器の位置調整は、ほとんどの場合、図中に示す矢印上／下のＸ線分光方向にも行なうことになるが、遮蔽板１３はＸ線分光器に固定されているため、Ｘ線分光器と共にその位置を変更されることになる。この場合のＸ線検出器のＸ線分光方向への移動方向は例えば±５ｍｍ程度、ベローズ６の移動範囲は±８ｍｍ程度である。従って、調整の程度によっては、必要な分光Ｘ線１１をさえぎってしまうことがある。また、逆に０次光を充分に遮蔽できないこともある。このような時には、一旦真空を破って０次光遮蔽板１３の固定位置を変えなければならない。
【００１０】
本発明はこのような課題に鑑みてなされたものであって、遮蔽板の調整を確実かつ正確に行なうことができるＸ線分光器を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
（１）請求項１記載の発明は、電子顕微鏡に搭載されたＸ線分光器であって、試料から発生した特性Ｘ線を回折格子に導き、該回折格子で分光したＸ線の強さを検出してＸ線分析を行なうＸ線分光器において、Ｘ線分光器内に入射される分光Ｘ線の内、０次光Ｘ線を遮蔽する０次光遮蔽板と、該０次光遮蔽板をＸ線検出器のＸ線分光方向に移動する移動機構と、該移動機構にＸ線分光器内の真空状態を保持するための保持手段を設けたことを特徴とする。
（２）請求項２記載の発明は、前記移動機構は、前記０次光遮蔽板をネジの回転によりＸ線検出器のＸ線分光方向に移動するものであることを特徴とする。
（３）請求項３記載の発明は、前記０次光遮蔽板は、シャフトを介してベローズに接続されており、ネジの回転により前記０次光遮蔽板をＸ線検出器のＸ線分光方向に移動するものであることを特徴とする。
（４）前記０次光遮蔽板は、Ｘ線検出器の内面の周囲と接するように設けられた真ん中に穴があいた円板であり、この円板を前記移動機構により調整して０次光Ｘ線を遮蔽するものであることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
（１）請求項１記載の発明によれば、移動機構により遮蔽板の位置をＸ線分光方向に調整できるので、遮蔽板の調整を確実かつ正確に行なうことができる。
（２）請求項２記載の発明によれば、ネジの回転により遮蔽板を上下に調整することができる。
（３）請求項３記載の発明によれば、ねじの回転によりシャフトを介してベローズに接続された遮蔽板の調整を行なうことができる。
（４）請求項４記載の発明によれば、真ん中に穴があいた円板を遮蔽板として用いて、移動機構により遮蔽板の調整を行なうことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態例を詳細に説明する。図１は本発明の要部の第１の実施の形態例の縦断面概略図である。図４と同一のものは同一の符号を付して示す。この第１の実施の形態例は、遮蔽板１３をＸ線検出器５に対してＸ線分光方向に可動としたものである。
【００１４】
図において、５はＸ線検出器、６はベローズ、８は分光Ｘ線を受けて電気信号に変換する変換素子としてのＣＣＤ、１１は回折格子７（図示せず）から入射される分光Ｘ線、１２は同じく回折格子７から入射されるバックグラウンド成分からなる０次光、１３は該０次光１２を遮蔽する遮蔽板である。該遮蔽板１３としては、金属が用いられるが、特にステンレスが好適に用いられる。
【００１５】
１４はねじ付きシャフト、１５はねじ穴付きフランジ、１６はネジである。１７は分光器室４（図示せず、図４参照）とＸ線検出器５内を真空に維持するためのＯリング、１８は遮蔽板１３を嵌め込む溝である。このように構成された装置の動作を説明すれば、以下の通りである。
【００１６】
ねじ付きシャフト１４は、遮蔽板１３に対して回転可能に接続されており、Ｘ線検出器５に固定したねじ穴付きフランジ１５とねじ１６によって嵌合している。ねじ付きシャフト１４は、Ｘ線検出器５に対して上下方向に摺動可能になっており、ねじ１６によってＸ線分光方向に移動する。分光器室４とＸ線検出器５内を外部と遮断して真空を維持するため、Ｏリング１７が取り付けられている。該Ｏリング１７は、ねじ付きシャフト１４の移動にともなって移動することになるが、移動範囲は１ｍｍ程度であるので、内部の真空を維持するのに問題はない。
【００１７】
また、ネジ１６を回転させると、ねじ付きシャフト１４が回転するが、ねじ付きシャフト１４と遮蔽板１３とは回転可能に接続されており、更に遮蔽板１３は溝１８に嵌り込んでいるため、遮蔽板１３が回転することはない。
【００１８】
ねじ付きシャフト１４をねじ１６により回転させると、該ねじ付きシャフト１４はＸ線検出器５に対してＸ線分光方向（図中に矢印で示す上／下方向）に移動する。遮蔽板１３は、ねじ付きシャフト１４と回転可能に接続されているので、その移動にともなってＸ線分光方向に移動し、その真空室内における位置を調整することができる。この結果、０次光１２を完全に遮蔽することが可能となり、分光Ｘ線１１を正確に検出することが可能となる。なお、この場合において、遮蔽板１３が上下に移動しても、前記したＯリング１７により真空は保持されることになる。しかも、遮蔽板１３は溝１８に嵌り込んでいるため、ねじ付きシャフト１４が回転しても回転することはない。
【００１９】
このように、この実施の形態例によれば、移動機構により遮蔽板１３の位置を上下に調整できるので、遮蔽板１３の調整を確実かつ正確に行なうことができる。また、ネジ１６の回転により遮蔽板１３を上下に調整することができる。
【００２０】
図２は本発明の要部の第２の実施の形態例の縦断面概略図である。図１と同一のものは、同一の符号を付して示す。この実施の形態例は、第１の実施の形態例の真空シールをベローズとＯリングにしたものである。図において、５はＸ線検出器、６はベローズ、８は分光Ｘ線を受けて電気信号に変換する変換素子としてのＣＣＤ、１１は回折格子７（図示せず）から入射される分光Ｘ線、１２は同じく回折格子７から入射されるバックグラウンド成分からなる０次光、１３は該０次光１２を遮蔽する遮蔽板である。
【００２１】
１４はねじ付きシャフト、１５はねじ穴付きフランジ、１６はネジである。１８は遮蔽板１３の下部に形成された溝、１９はねじ付きシャフト１４に沿って取り付けられたベローズ、２０は真空を保持するためにねじ付きフランジ１５に設けられたＯリング、２１はベローズ１９の一端に取り付けられたシャフトで、その他端は遮蔽板１３と接している。このように構成された装置の動作を説明すれば、以下の通りである。
【００２２】
ねじ付きシャフト１４は、遮蔽板１３に対してシャフト２１を介して接続されており、Ｘ線検出器５に固定したねじ穴付きフランジ１５とねじ１６によって嵌合している。ねじ付きシャフト１４は、Ｘ線検出器５に対してＸ線分光方向に摺動可能になっており、ねじ１６によって上下に移動する。そして、ねじ付きシャフト１４はベローズ１９と回転可能になっている。分光器室４とＸ線検出器５内を外部と遮断して真空を維持するため、Ｏリング２０が取り付けられている。
【００２３】
ネジ１６を回転させると、ねじ付きシャフト１４が回転するが、遮蔽板１３はシャフト２１を介してベローズ１９に固定されているため、溝１８がなくても回転することはない。ねじ付きシャフト１４をねじ１６により回転させると、該ねじ付きシャフト１４はＸ線検出器５に対してＸ線分光方向（図中に矢印で示す上／下方向）に移動する。遮蔽板１３は、ねじ付きシャフト１４の移動にともなってＸ線分光方向に移動し、その真空室内における位置を調整することができる。この結果、０次光１２を完全に遮蔽することが可能となり、分光Ｘ線１１を正確に検出することが可能となる。
【００２４】
以上、説明したように、この実施の形態例によれば、遮蔽板１３としてシャフト２１を介してベローズ１９に接続されたものを用いて遮蔽板１３の調整を行なうことができる。
図３は本発明の要部の第３の実施の形態例の縦断面概略図である。図２と同一のものは、同一の符号を付して示す。この実施の形態例は、遮蔽板として円板を用い、その円板の真ん中に丸又は四角の穴を設けて分光Ｘ線を通すようにしたものである。
【００２５】
図において、５はＸ線検出器、６はベローズ、８は分光Ｘ線を受けて電気信号に変換する変換素子としてのＣＣＤ、１１は回折格子７（図示せず）から入射される分光Ｘ線、１２は同じく回折格子７から入射されるバックグラウンド成分からなる０次光、１３は該０次光１２を遮蔽する遮蔽板である。該遮蔽板１３は、前述したように丸い板からなっている。この板は、Ｘ線検出器５の内面の周囲に接して設けられたものであり、真ん中に丸又は四角の穴２２があいている。１４はねじ付きシャフト、１５はねじ穴付きフランジ、１６はネジである。２３は遮蔽板１３に設けられた真空保持用のＯリングである。
【００２６】
３０は前述した移動機構に対して、対向側に設けられた移動機構である。その移動機構は、前述したねじ付きシャフト１４、ねじ付きフランジ１５、ねじ１６、Ｏリング２３と同じ構成となっている。このように構成された装置の動作を説明すれば、以下の通りである。
【００２７】
ねじ付きシャフト１４は、Ｘ線検出器５に固定したねじ穴付きフランジ１５とねじ１６によって嵌合している。ねじ付きシャフト１４は、Ｘ線検出器５に対してＸ線分光方向に摺動可能になっており、ねじ１６によって上下に移動する。また、遮蔽板１３に対して回転可能となるように構成されている。分光器室４とＸ線検出器５内を外部と遮断して真空を維持するため、Ｏリング２３が取り付けられている。そして、ねじ付きシャフト１４はその一端が遮蔽板１３と接触している。
【００２８】
ねじ付きシャフト１４をねじ１６により回転させると、該ねじ付きシャフト１４はＸ線検出器５に対してＸ線分光方向（図中に矢印で示す上／下方向）に移動する。遮蔽板１３は、ねじ付きシャフト１４が上方向に移動してくると、図の上方向に移動する。このため、対向側の移動機構３０の遮蔽板１３を引く方向に移動させる必要がある。
【００２９】
逆に、ねじ１６の回転によりねじ付きシャフト１４が下方向に移動してくると、図の下方向に移動する。この移動にともなって対向面の移動機構３０の遮蔽板１３を押し出す方向に調整する。このようにして、遮蔽板１３にあけた穴２２の位置を調整することができる。このようにして遮蔽板１３に開けられた穴２２の位置を調整して、０次光を完全に遮蔽することができる。なお、移動機構３０の代わりにバネにより遮蔽板１３に付勢力を与えるようにしてもよい。ねじ１６を回転することにより遮蔽板１３が上方向に移動した場合、前記付勢力により遮蔽板１３はその位置が固定される。
【００３０】
この実施の形態例によれば、真ん中に穴があいた円板を遮蔽板として用いて遮蔽板の調整を行なうことができる。そし、０次光を完全に遮蔽することが可能となり、分光Ｘ線１１を正確に検出することが可能となる。
【００３１】
上述の実施の形態例では、分光Ｘ線を検出するのにＣＣＤを用いた場合について説明したが、本発明はこれに限るものではなく、Ｘ線を好適に検出することができるものであれば、どのようなデバイスであってもよい。また、本発明が適用される電子顕微鏡もＴＥＭに限るのものではなくその他の電子顕微鏡、例えばＳＥＭ等であってもよい。
【００３２】
上述の実施の形態例では、ねじ１６を回すのにドライバが必要である。そこで、このねじを回すための溝部を含む部分をつまみにすることが考えられる。つまみでねじ１６を回すようにすれば、操作性がより向上することになる。
【００３３】
以上、詳細に説明したように、本発明によれば、Ｘ線分光器に分光器室とＸ線検出器を設け、Ｘ線検出器の入力部分に設けた遮蔽板を移動機構を介してＸ線分光方向に移動可能に設けることにより、遮蔽板を任意の位置に調整し、０次光を完全遮蔽して分光Ｘ線のみを選択することができるので、正確なＸ線分析を行なうことができる。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】本発明の要部の第１の実施の形態例の縦断面概略図である。
【図２】本発明の要部の第２の実施の形態例の縦断面概略図である。
【図３】本発明の要部の第３の実施の形態例の縦断面概略図である。
【図４】透過型電子顕微鏡に搭載されたＸ線分光器の縦断面概略図である。
【図５】Ｘ線分光器の拡大された縦断面概略図である。
【符号の説明】
【００３５】
５    Ｘ線検出器
６    ベローズ
８    ＣＣＤ
１１  分光Ｘ線
１２  ０次光
１３  ０次光遮蔽板
１４  ねじ付きシャフト
１５  ねじ穴付きフランジ
１６  ねじ
１７  Ｏリング
１８  溝
【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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