(57)【要約】【課題】種々の形状の試料に対応した試料ホルダにより、試料より発生する蛍光Ｘ線の強度が最大になるようにＸ線源からの一次Ｘ線の照射位置を自動調整し、常に短時間で高感度、高精度の分析が行える斜入射蛍光Ｘ線分析装置を提供する。【解決手段】環状の側部１１および底部１３を有する本体１８と、試料載置台１４と、試料載置台１４を支持し、その高さを調整する少なくとも３個の高さ調整具１５を有する試料ホルダ１と、試料ホルダの当接面１０４をセラミックスボール４７に押圧する押圧手段４０と、検出器３７が測定する試料Ｓより発生する蛍光Ｘ線３６の強度に基づき、Ｘ線管位置調整手段５５、分光素子位置調整手段５７および分光素子角度調整手段５８を制御する制御手段５６とを備え、試料Ｓより発生する蛍光Ｘ線３６の強度が最大になるようにＸ線源３からの一次Ｘ線３４の試料Ｓへの照射位置を自動調整する斜入射蛍光Ｘ線分析装置。【選択図】図３
2008058300.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
試料を所定の高さに配置するための試料当接部を有する蛍光Ｘ線分析装置用の試料ホルダであって、
水平面である上面が前記試料当接部に当接する当接面を形成する環状の側部および底部を有する本体と、
前記環状の側部の内側に水平に配置され、水平面である上面に試料が載置される試料載置台と、
前記底部に下端部が固定され前記試料載置台を支持し、その高さを調整する少なくとも３個の高さ調整具と、
を有する試料ホルダ。
【請求項２】
試料を所定の高さに配置するための試料当接部を有する蛍光Ｘ線分析装置用の試料ホルダであって、
水平面である上面が前記試料当接部に当接する当接面を形成する環状の側部および底部を有する本体と、
前記底部の内面に下面が付着され、上面に試料の下面が付着される付着力を有する可塑性物と、
を有する試料ホルダ。
【請求項３】
請求項１または２に記載された試料ホルダと、
前記試料当接部と前記試料当接部を保持する保持部とを有する当接手段と、
前記試料ホルダの当接面を前記試料当接部に押圧する押圧手段と、
Ｘ線源と、
前記Ｘ線源から発生するＸ線を分光して所定の波長のＸ線を前記試料ホルダに載置された試料に照射する分光素子と、
前記試料ホルダの当接面と前記当接手段の保持部の試料対向面との間隙において前記所定の波長のＸ線および試料で反射する反射Ｘ線を通過させるＸ線通路と、
前記試料より発生する蛍光Ｘ線の強度を測定する検出器と、
前記Ｘ線源の位置を調整するＸ線源位置調整手段と、
前記分光素子の位置を調整する分光素子位置調整手段と、
前記分光素子の回転角度を調整する分光素子角度調整手段と、
前記検出器が測定する試料より発生する蛍光Ｘ線の強度に基づき、前記Ｘ線源位置調整手段、前記分光素子位置調整手段および前記分光素子角度調整手段を制御する制御手段とを備え、
試料より発生する蛍光Ｘ線の強度が最大になるように前記Ｘ線源からの一次Ｘ線の試料への照射位置を自動調整する斜入射蛍光Ｘ線分析装置。
【請求項４】
請求項１または２に記載された試料ホルダと、
前記試料当接部と前記試料当接部を保持する保持部とを有する当接手段と、
Ｘ線源と、
前記Ｘ線源からの一次Ｘ線の試料への照射位置および照射角度を自動調整するための基準となる基準基板の分析面または前記試料ホルダの当接面を前記試料当接部に押圧する押圧手段と、
前記Ｘ線源から発生するＸ線を分光して所定の波長のＸ線を前記基準基板上の試料、または前記試料ホルダに載置された試料に照射する分光素子と、
前記基準基板の分析面または前記試料ホルダの当接面と前記当接手段の保持部の試料対向面との間隙において前記所定の波長のＸ線および試料で反射する反射Ｘ線を通過させるＸ線通路と、
試料より発生する蛍光Ｘ線の強度を測定する検出器と、
分析条件を設定する分析条件設定手段とを備える斜入射蛍光Ｘ線分析装置であって、
前記Ｘ線源の位置を調整するＸ線源位置調整手段と、
前記分光素子の位置を調整する分光素子位置調整手段と、
前記分光素子の回転角度を調整する分光素子角度調整手段と、
前記検出器が測定する試料より発生する蛍光Ｘ線の強度に基づき、前記Ｘ線源位置調整手段、前記分光素子位置調整手段および前記分光素子角度調整手段を制御する制御手段と、
前記基準基板上の試料に所定の波長のＸ線が照射されることにより、前記Ｘ線源位置調整手段によって調整されたＸ線源位置と前記Ｘ線源の機構上の対応位置との距離をＸ線源位置原点に対するＸ線源オフセット距離として記憶し、前記記憶したＸ線源オフセット距離を前記分析条件設定手段に付与するＸ線源オフセット距離記憶手段と、
前記基準基板上の試料に所定の波長のＸ線が照射されることにより、前記分光素子位置調整手段によって調整された分光素子位置と分光素子の機構上の対応位置との距離を分光素子位置原点に対する分光素子オフセット距離として記憶し、前記記憶した分光素子オフセット距離を前記分析条件設定手段に付与する分光素子オフセット距離記憶手段と、
前記基準基板上の試料に所定の波長のＸ線が照射されることにより、前記分光素子角度調整手段によって調整された分光素子角度と分光素子の機構上の対応角度との角度差を基準平面に対する分光素子オフセット角度として記憶し、前記記憶した分光素子オフセット角度を前記分析条件設定手段に付与する分光素子オフセット角度記憶手段とを備え、
前記基準基板上の試料より発生する蛍光Ｘ線の強度が最大になるように前記Ｘ線源からの一次Ｘ線の試料への照射位置および照射角度を自動調整する、または前記試料ホルダ上の試料より発生する蛍光Ｘ線の強度が最大になるように前記Ｘ線源からの一次Ｘ線の試料への照射位置を自動調整する斜入射蛍光Ｘ線分析装置。
【請求項５】
請求項４において、さらに
前記基準基板へのＸ線照射角度と前記基準基板より発生する蛍光Ｘ線の強度とに基づき、前記Ｘ線照射角度の臨界角を算出する臨界角算出手段と、
前記臨界角算出手段により算出される臨界角に基づき、前記基準基板へのＸ線照射角度を補正するＸ線照射角度補正手段とを備える斜入射蛍光Ｘ線分析装置。
【請求項６】
請求項１または２に記載された試料ホルダと、
前記試料当接部と前記試料当接部を保持する保持部とを有する当接手段と、
複数のＸ線源と、
前記複数のＸ線源の中から１つのＸ線源を選択する選択手段と、
前記選択手段により選択されたＸ線源からの一次Ｘ線の試料への照射位置および照射角度を自動調整するための基準となる基準基板の分析面または前記試料ホルダの当接面を前記試料当接部に押圧する押圧手段と、
前記選択手段により選択されたＸ線源から発生するＸ線を分光して所定の波長のＸ線を前記基準基板上の試料、または前記試料ホルダに載置された試料に照射する分光素子と、
前記基準基板の分析面または前記試料ホルダの当接面と前記当接手段の保持部の試料対向面との間隙において前記所定の波長のＸ線および試料で反射する反射Ｘ線を通過させるＸ線通路と、
試料より発生する蛍光Ｘ線の強度を測定する検出器と、
分析条件を設定する分析条件設定手段とを備える斜入射蛍光Ｘ線分析装置であって、
前記Ｘ線源の位置を調整するＸ線源位置調整手段と、
前記分光素子の位置を調整する分光素子位置調整手段と、
前記分光素子の回転角度を調整する分光素子角度調整手段と、
前記検出器が測定する試料より発生する蛍光Ｘ線の強度に基づき、前記Ｘ線源位置調整手段、前記分光素子位置調整手段および前記分光素子角度調整手段を制御する制御手段と、
前記基準基板上の試料に所定の波長のＸ線が照射されることにより、前記Ｘ線源位置調整手段によって調整されたＸ線源位置と前記Ｘ線源の機構上の対応位置との距離をＸ線源位置原点に対するＸ線源オフセット距離として記憶し、前記記憶したＸ線源オフセット距離を前記分析条件設定手段に付与するＸ線源オフセット距離記憶手段と、
前記基準基板上の試料に所定の波長のＸ線が照射されることにより、前記分光素子位置調整手段によって調整された分光素子位置と分光素子の機構上の対応位置との距離を分光素子位置原点に対する分光素子オフセット距離として記憶し、前記記憶した分光素子オフセット距離を前記分析条件設定手段に付与する分光素子オフセット距離記憶手段と、
前記基準基板上の試料に所定の波長のＸ線が照射されることにより、前記分光素子角度調整手段によって調整された分光素子角度と分光素子の機構上の対応角度との角度差を基準平面に対する分光素子オフセット角度として記憶し、前記記憶した分光素子オフセット角度を前記分析条件設定手段に付与する分光素子オフセット角度記憶手段とを備え、
前記基準基板上の試料より発生する蛍光Ｘ線の強度が最大になるように前記Ｘ線源からの一次Ｘ線の試料への照射位置および照射角度を自動調整する、または前記試料ホルダ上の試料より発生する蛍光Ｘ線の強度が最大になるように前記Ｘ線源からの一次Ｘ線の試料への照射位置を自動調整する斜入射蛍光Ｘ線分析装置。
【請求項７】
請求項６において、さらに
前記基準基板へのＸ線照射角度と前記基準基板より発生する蛍光Ｘ線の強度とに基づき、前記Ｘ線照射角度の臨界角を算出する臨界角算出手段と、
前記臨界角算出手段により算出される臨界角に基づき、前記基準基板へのＸ線照射角度を補正するＸ線照射角度補正手段とを備える斜入射蛍光Ｘ線分析装置。
【請求項８】
請求項３〜７のいずれか一項において、
前記試料当接部が前記検出器の視野領域外に配置されている斜入射蛍光Ｘ線分析装置。
【請求項９】
請求項３〜８のいずれか一項において、
前記試料当接部がセラミックス製である斜入射蛍光Ｘ線分析装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、試料に１次Ｘ線を照射するＸ線源と、前記１次Ｘ線が照射される試料より発生する蛍光Ｘ線を検出する検出器と、簡便で安価な試料ホルダとを備えることにより、種々の形状の試料であっても正確な試料位置を設定することができる斜入射蛍光Ｘ線分析装置および、さらにオフセット記憶手段を備えることにより試料より発生する蛍光Ｘ線の強度が最大になるようにＸ線源からの一次Ｘ線の照射位置および照射角度を自動調整する斜入射蛍光Ｘ線分析装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
斜入射蛍光Ｘ線分析装置、特に全反射蛍光Ｘ線分析装置においては、試料に照射する１次Ｘ線の試料への照射角は全反射角度例えば、０．０５°〜０．２５°と極めて低い角度であり、試料位置がこのような全反射角度に設定されていないと分析感度が大幅に低下し、分析ができなかったり、分析の正確さや精度が著しく低下したりする。
【０００３】
このような場合に、試料位置を正確に設定するために試料を載置する試料台を水平方向に移動させるＸＹステージや試料分析面へのＸ線の入射角を調整するためのスイベルステージを有している全反射蛍光Ｘ線分析装置がある（特許文献１参照）。また、試料からの反射Ｘ線を検出する第２のＸ線検出手段の出力に応じて移動テーブルの３次元位置および角度を制御する制御部を備え、試料位置を調整する全反射蛍光Ｘ線分析装置がある（特許文献２参照）。
【０００４】
また、分光結晶の回転機構、Ｘ線検出器、試料ステージなどを測定最適位置にするために、それらの機構のオフセットを記憶し、記憶したオフセットを用いて、それらの機構を駆動する蛍光Ｘ線分析装置がある。そのひとつとして、分析目的に応じた適切な分光結晶を複数の結晶の中から選択使用するために、複数の分光結晶をＸ線分光器中心位置に交互に設置する結晶交換機構を備え、分光器中心に位置させた分光結晶をＸ線分光器中心まわりに回転させる手段と、Ｘ線検出器をＸ線分光器中心まわりに回転させる機構とをお互いに独立に設けると共に、分光結晶の回転角とＸ線検出器の回転位置を検知する手段を設け、既知元素の特性Ｘ線の検出出力が最大になる分光結晶及びＸ線検出器の位置と、分光結晶及びＸ線検出器の機構上のＸ線波長対応位置との差をオフセット量として記憶し、分光結晶を駆動する蛍光Ｘ線分析装置がある（特許文献３参照）。
【０００５】
さらに、複数の励起Ｘ線の試料面での照射位置の微小な位置合わせを容易にするために、各励起Ｘ線が照射する一次Ｘ線の試料面での照射位置と試料ステージの原点との位置ずれを蛍光板を用いて求め、求めたずれ量を各励起Ｘ線源毎にオフセット量として記憶しておき、このオフセット量を用いて、照射位置と試料ステージの原点が一致するように試料ステージの位置補正を行う蛍光Ｘ線分析装置がある（特許文献４参照）。
【特許文献１】特開平１０−１８５８４５号公報
【特許文献２】特開平１０−１８５８４６号公報
【特許文献３】特開昭６３−１６７２５０号公報
【特許文献４】特開２００３−１４９１８２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、特許文献１および２などに記載されている従来の全反射蛍光Ｘ線分析装置では、シリコンウエハの表面、シリコンウエハ上の不純物、ガラス基板の被膜、ガラス基板上に試料溶液が点滴乾燥された点滴乾燥痕などの試料の厚みは極めて薄く、表面が平面状である試料にしか対応できるように設計されておらず、厚みが厚い試料、例えばＯリングやパイプなどの種々の形状の試料に対応することができない。
【０００７】
また、特許文献３などに記載されている従来の蛍光Ｘ線分析装置では、分光結晶の回転機構、Ｘ線検出器、試料ステージなどのオフセットを工場調整時に記憶し、記憶したオフセットを用いて、それらの機構を駆動して位置設定しており、測定時必要に応じてオフセット量を求め、求めたオフセット量を用いて位置設定をしておらず、Ｘ線源の位置や分光素子の位置と角度を制御することにより試料より発生する蛍光Ｘ線の強度が最大になるようにＸ線源からの一次Ｘ線の照射位置および照射角度を適宜、自動調整し常時、蛍光Ｘ線分析装置を高感度および高精度に維持するものではない。蛍光Ｘ線分析装置において、装置設置室の季節による室温の変化や装置の経時変化やＸ線管交換時の位置ずれなどの装置機構上の歪やずれにより、Ｘ線源からの一次Ｘ線の試料への照射位置や照射角度が最適な状態からずれると感度が低下し、分析精度も低下する。
【０００８】
特に全反射蛍光Ｘ線分析装置では、Ｘ線源からの一次Ｘ線を分光素子で単色化したＸ線を例えば、０．０５°〜０．２５°で試料に照射し分析しているため、試料への照射位置や照射角度が少しでもずれると大幅に感度や分析精度が低下する。そのため、ウエハや試料溶液が点滴乾燥されたガラス基板のように試料高さが同一であっても、測定試料の入れ替え毎に試料台をモータ駆動によって調整し、照射位置や照射角度を最適条件に合わせている。また、万一、試料への照射位置や照射角度がずれ、感度が大幅に低下すると光学調整に熟練した者が手動で調整を行っている。
【０００９】
また特許文献４などに記載されている複数のＸ線源を有し、分析目的に応じたＸ線源を選択使用する蛍光Ｘ線分析装置では、Ｘ線源を交換する毎に試料への照射位置や照射角度がずれていないか、測定者が確認をしながら分析を行っていたため、分析開始までに余分な時間を要していた。
【００１０】
そこで本発明では、厚みが厚い試料、例えばＯリングやパイプなどの種々の形状の試料に対応できる蛍光Ｘ線分析用の試料ホルダ、試料ホルダの当接面に当接する試料当接部、Ｘ線源位置調整手段、分光素子位置調整手段、分光素子角度調整手段などを備え、種々の形状の試料であっても、試料より発生する蛍光Ｘ線の強度が最大になるようにＸ線源からの一次Ｘ線の照射位置を自動調整する斜入射蛍光Ｘ線分析装置および、さらにＸ線源位置調整手段、分光素子位置調整手段、分光素子角度調整手段のオフセット記憶手段を備え、適宜に、例えば、１週間に１度、１ヶ月に１度、Ｘ線源からの一次Ｘ線の照射位置および照射角度を自動調整することにより、光学調整の熟練者でなくても、常に短時間で高感度、高精度の分析が行える斜入射蛍光Ｘ線分析装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
前記目的を達成するために、本発明の第１構成にかかる試料ホルダは、  試料を所定の高さに配置するための試料当接部を有する蛍光Ｘ線分析装置用の試料ホルダであって、水平面である上面が前記試料当接部に当接する当接面を形成する環状の側部および底部を有する本体と、前記環状の側部の内側に水平に配置され、水平面である上面に試料が載置される試料載置台と、前記底部に下端部が固定され前記試料載置台を支持し、その高さを調整する少なくとも３個の高さ調整具とを有する。
【００１２】
本発明の第１構成にかかる試料ホルダによれば、当接面と同じ高さであって、平面視で当接面に囲まれた面が試料の分析面として仮想される仮想分析面となり、高さ調整具により試料載置台を調整することにより、厚みが厚い試料の分析面をこの仮想分析面と同じ高さにすることができる。斜入射蛍光Ｘ線分析装置に使用すると、厚みが厚い試料であってもシリコンウエハの表面、シリコンウエハ上の不純物、ガラス基板の被膜、ガラス基板上に試料溶液が点滴乾燥された点滴乾燥痕などの試料厚みが極めて薄い平面状である試料と同様に、Ｘ線源からの一次Ｘ線の試料への照射位置および照射角度を調整することができる。
【００１３】
本発明の第２構成にかかる試料ホルダは、試料を所定の高さに配置するための試料当接部を有する蛍光Ｘ線分析装置用の試料ホルダであって、水平面である上面が前記試料当接部に当接する当接面を形成する環状の側部および底部を有する本体と、前記底部の内面に下面が付着され、上面に試料の下面が付着される付着力を有する可塑性物とを有する。
【００１４】
本発明の第２構成にかかる試料ホルダによれば、形が一定でない不定形の試料や厚みが厚い試料の分析面を付着力を有する可塑性物により、厚みが厚い試料の分析面を前記仮想分析面と同じ高さにすることができる。斜入射蛍光Ｘ線分析装置に使用すると、厚みが厚い試料であってもシリコンウエハの表面、シリコンウエハ上の不純物、ガラス基板の被膜、ガラス基板上に試料溶液が点滴乾燥された点滴乾燥痕などの試料厚みが極めて薄い平面状である試料と同様に、Ｘ線源からの一次Ｘ線の試料への照射位置および照射角度を調整することができる。
【００１５】
本発明の第３構成にかかる斜入射蛍光Ｘ線分析装置は、第１構成または第２構成の試料ホルダと、前記試料当接部と前記試料当接部を保持する保持部とを有する当接手段と、前記試料ホルダの当接面を前記試料当接部に押圧する押圧手段と、Ｘ線源と、前記Ｘ線源から発生するＸ線を分光して所定の波長のＸ線を前記試料ホルダに載置された試料に照射する分光素子と、前記試料ホルダの当接面と前記当接手段の保持部の試料対向面との間隙において前記所定の波長のＸ線および試料で反射する反射Ｘ線を通過させるＸ線通路と、前記試料より発生する蛍光Ｘ線の強度を測定する検出器と、前記Ｘ線源の位置を調整するＸ線源位置調整手段と、前記分光素子の位置を調整する分光素子位置調整手段と、前記分光素子の回転角度を調整する分光素子角度調整手段と、前記検出器が測定する試料より発生する蛍光Ｘ線の強度に基づき、前記Ｘ線源位置調整手段、前記分光素子位置調整手段および前記分光素子角度調整手段を制御する制御手段とを備え、試料より発生する蛍光Ｘ線の強度が最大になるように前記Ｘ線源からの一次Ｘ線の試料への照射位置を自動調整する。
【００１６】
本発明における斜入射蛍光Ｘ線分析装置は、試料への一次Ｘ線の照射角（視射角ともいう）が６°以下、好ましくは２°以下であり、前記照射角が全反射臨界角である全反射蛍光Ｘ線分析装置を含んでいる。
【００１７】
第３構成にかかる斜入射蛍光Ｘ線分析装置によれば、形が一定でない不定形の試料や厚みが厚い試料などの種々の形状の試料の分析面を試料ホルダの当接面と同じ高さである仮想分析面の高さにほぼ調整できる試料ホルダ、試料ホルダの当接面に当接する試料当接部、Ｘ線源位置調整手段、分光素子位置調整手段、分光素子角度調整手段などを備えているので、種々の形状の試料であっても、シリコンウエハの表面、ガラス基板の被膜、ガラス基板上に試料溶液が点滴乾燥された点滴乾燥痕などの試料厚みが極めて薄い平面状である試料と同様に、試料ホルダの当接面が試料当接部に当接され、試料の分析面が検出器の受光面に対し常にほぼ一定の面間距離に設定され、試料より発生する蛍光Ｘ線の強度が最大になるようにＸ線源からの一次Ｘ線の照射位置の自動調整を短時間に精度良く行うことができる。
【００１８】
本発明の第４構成にかかる斜入射蛍光Ｘ線分析装置は、第１構成または第２構成の試料ホルダと、前記試料当接部と前記試料当接部を保持する保持部とを有する当接手段と、Ｘ線源と、前記Ｘ線源からの一次Ｘ線の試料への照射位置および照射角度を自動調整するための基準となる基準基板の分析面または前記試料ホルダの当接面を前記試料当接部に押圧する押圧手段と、前記Ｘ線源から発生するＸ線を分光して所定の波長のＸ線を前記基準基板上の試料、または前記試料ホルダに載置された試料に照射する分光素子と、前記基準基板の分析面または前記試料ホルダの当接面と前記当接手段の保持部の試料対向面との間隙において前記所定の波長のＸ線および試料で反射する反射Ｘ線を通過させるＸ線通路と、試料より発生する蛍光Ｘ線の強度を測定する検出器と、分析条件を設定する分析条件設定手段とを備える斜入射蛍光Ｘ線分析装置であって、前記Ｘ線源の位置を調整するＸ線源位置調整手段と、前記分光素子の位置を調整する分光素子位置調整手段と、前記分光素子の回転角度を調整する分光素子角度調整手段とを備える。
【００１９】
その上に、前記検出器が測定する試料より発生する蛍光Ｘ線の強度に基づき、前記Ｘ線源位置調整手段、前記分光素子位置調整手段および前記分光素子角度調整手段を制御する制御手段と、前記基準基板上の試料に所定の波長のＸ線が照射されることにより、前記Ｘ線源位置調整手段によって調整されたＸ線源位置と前記Ｘ線源の機構上の対応位置との距離をＸ線源位置原点に対するＸ線源オフセット距離として記憶し、前記記憶したＸ線源オフセット距離を前記分析条件設定手段に付与するＸ線源オフセット距離記憶手段と、前記基準基板上の試料に所定の波長のＸ線が照射されることにより、前記分光素子位置調整手段によって調整された分光素子位置と分光素子の機構上の対応位置との距離を分光素子位置原点に対する分光素子オフセット距離として記憶し、前記記憶した分光素子オフセット距離を前記分析条件設定手段に付与する分光素子オフセット距離記憶手段とを備える。
【００２０】
さらに、前記基準基板上の試料に所定の波長のＸ線が照射されることにより、前記分光素子位置調整手段によって調整された分光素子位置と分光素子の機構上の対応位置との距離を分光素子位置原点に対する分光素子オフセット距離として記憶し、前記記憶した分光素子オフセット距離を前記分析条件設定手段に付与する分光素子オフセット距離記憶手段と、前記基準基板上の試料に所定の波長のＸ線が照射されることにより、前記分光素子角度調整手段によって調整された分光素子角度と分光素子の機構上の対応角度との角度差を基準平面に対する分光素子オフセット角度として記憶し、前記記憶した分光素子オフセット角度を前記分析条件設定手段に付与する分光素子オフセット角度記憶手段を備え、前記基準基板上の試料より発生する蛍光Ｘ線の強度が最大になるように前記Ｘ線源からの一次Ｘ線の試料への照射位置および照射角度を自動調整する、または前記試料ホルダ上の試料より発生する蛍光Ｘ線の強度が最大になるように前記Ｘ線源からの一次Ｘ線の試料への照射位置を自動調整する。
【００２１】
第４構成にかかる斜入射蛍光Ｘ線分析装置によれば、第３構成にかかる斜入射蛍光Ｘ線分析装置に加え、さらにＸ線源位置調整手段、分光素子位置調整手段および分光素子角度調整手段のオフセット記憶手段を備えているので、第３構成の斜入射蛍光Ｘ線分析装置と同様の作用効果に加え、適宜に、例えば、１週間に１度、１ヶ月に１度、Ｘ線源からの一次Ｘ線の照射位置および照射角度をオフセット記憶手段によって付与されたオフセット量に基づき自動調整することにより、光学調整の熟練者でなくても、常に短時間で高感度、高精度の分析を行うことができる。
【００２２】
より精密にＸ線源からの一次Ｘ線の前記試料への照射位置および照射角度を適宜に自動調整することができ、より高感度、高精度の分析を行うことができるように、臨界角算出手段とＸ線照射角度補正手段とを、さらに備えることが好ましい。
【００２３】
本発明の第５構成にかかる斜入射蛍光Ｘ線分析装置は、第１構成または第２構成の試料ホルダと、前記試料当接部と前記試料当接部を保持する保持部とを有する当接手段と、複数のＸ線源と、前記複数のＸ線源の中から１つのＸ線源を選択する選択手段と、前記選択手段により選択されたＸ線源からの一次Ｘ線の試料への照射位置および照射角度を自動調整するための基準となる基準基板の分析面または前記試料ホルダの当接面を前記試料当接部に押圧する押圧手段と、前記選択手段により選択されたＸ線源から発生するＸ線を分光して所定の波長のＸ線を前記基準基板上の試料、または前記試料ホルダに載置された試料に照射する分光素子と、前記基準基板の分析面または前記試料ホルダの当接面と前記当接手段の保持部の試料対向面との間隙において前記所定の波長のＸ線および試料で反射する反射Ｘ線を通過させるＸ線通路と、試料より発生する蛍光Ｘ線の強度を測定する検出器と、分析条件を設定する分析条件設定手段とを備える斜入射蛍光Ｘ線分析装置であって、前記Ｘ線源の位置を調整するＸ線源位置調整手段と、前記分光素子の位置を調整する分光素子位置調整手段とを備える。
【００２４】
その上に、前記分光素子の回転角度を調整する分光素子角度調整手段と、前記検出器が測定する試料より発生する蛍光Ｘ線の強度に基づき、前記Ｘ線源位置調整手段、前記分光素子位置調整手段および前記分光素子角度調整手段を制御する制御手段と、前記基準基板上の試料に所定の波長のＸ線が照射されることにより、前記Ｘ線源位置調整手段によって調整されたＸ線源位置と前記Ｘ線源の機構上の対応位置との距離をＸ線源位置原点に対するＸ線源オフセット距離として記憶し、前記記憶したＸ線源オフセット距離を前記分析条件設定手段に付与するＸ線源オフセット距離記憶手段と、前記基準基板上の試料に所定の波長のＸ線が照射されることにより、前記分光素子位置調整手段によって調整された分光素子位置と分光素子の機構上の対応位置との距離を分光素子位置原点に対する分光素子オフセット距離として記憶し、前記記憶した分光素子オフセット距離を前記分析条件設定手段に付与する分光素子オフセット距離記憶手段とを備える。
【００２５】
さらに、前記基準基板上の試料に所定の波長のＸ線が照射されることにより、前記分光素子角度調整手段によって調整された分光素子角度と分光素子の機構上の対応角度との角度差を基準平面に対する分光素子オフセット角度として記憶し、前記記憶した分光素子オフセット角度を前記分析条件設定手段に付与する分光素子オフセット角度記憶手段を備え、前記基準基板上の試料より発生する蛍光Ｘ線の強度が最大になるように前記Ｘ線源からの一次Ｘ線の試料への照射位置および照射角度を自動調整する、または前記試料ホルダ上の試料より発生する蛍光Ｘ線の強度が最大になるように前記Ｘ線源からの一次Ｘ線の試料への照射位置を自動調整する。
【００２６】
第５構成にかかる斜入射蛍光Ｘ線分析装置によれば、第４構成の斜入射蛍光Ｘ線分析装置と同様の作用効果が得られるとともに、分析目的に応じて複数のＸ線源の中から選択したＸ線源を使用するときでも、Ｘ線源を交換する毎に試料への照射位置や照射角度がずれていないか、測定者が確認することなく、試料より発生する蛍光Ｘ線の強度が最大になるように、選択したＸ線源からの一次Ｘ線の前記試料への照射位置および照射角度を適宜に自動調整することができ、常に短時間で高感度、高精度の分析を行うことができる。
【００２７】
より精密にＸ線源からの一次Ｘ線の前記試料への照射位置および照射角度を適宜に自動調整することができ、より高感度、高精度の分析を行うことができるように、臨界角算出手段とＸ線照射角度補正手段とを、さらに備えることが好ましい。
【００２８】
第３〜第５構成の斜入射蛍光Ｘ線分析装置においては、Ｘ線源からの１次Ｘ線、基準基板で発生する蛍光Ｘ線および基準基板で反射する反射Ｘ線などが当接手段の当接部に照射され、その散乱Ｘ線がＸ線検出器に入射することがないように、当接手段の当接部が検出器の視野領域外に配置されていることが好ましい。基準基板の分析面が検出器の受光面に対し常に一定の面間距離に設定されるためには、１次Ｘ線の照射などによる雰囲気温度の変動による当接部の熱膨張の影響を最小限に抑える必要があり、そのために熱膨張の少ないセラミックス製であることが好ましい。また、試料中に含有する腐食性成分により当接部が腐食し、腐食物が基準基板や斜入射蛍光Ｘ線分析装置の測定部に付着することを防止するためにも、当接手段の当接部はセラミックス製であることが好ましく、セラミックスボールであることがより好ましい。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２９】
本発明の第１実施形態の試料ホルダについて図１Ａ、図１Ｂ、図１Ｃにしたがって説明する。図１Ａに示すように、この試料ホルダ１は、水平面である上面が蛍光Ｘ線分析装置の試料当接部に当接する当接面を形成する正方環状の側部１１および底部１３で形成された本体１８と、正方環状の側部１１の内側に水平に配置され、水平面である上面に試料が載置される試料載置台１４と、底部１３に下端部１４２ａ（図１Ｃ参照）が固定され試料載置台１４を支持し、その高さを調整する少なくとも３個の高さ調整具１５とを有している。
【００３０】
正方環状部１０１と底部１３が一体のアルミニウムで形成され、正方環状部１０１の上部に水平な上面が当接面１０４を形成するステンレス製の正方環状板１０２が固定ねじ１０３によって固定されている。正方環状板１０２の外形寸法は、例えば横が１００ｍｍ、縦が１００ｍｍ、厚みが４ｍｍ、内形寸法は横が８０ｍｍ、縦が８０ｍｍであり、一辺に幅４０ｍｍ、深さ１ｍｍの切欠き部１０５を有している。試料測定時には、この切欠き部１０５が一次Ｘ線の入射方向になるように試料台に配置される。正方環状部１０１と正方環状板１０２が正方環状の側部１１を形成している。本体１８の外形寸法は、例えば横が１００ｍｍ、縦が１００ｍｍ、高さが１０ｍｍである。
【００３１】
正方環状板１０２の上面が当接面１０４として作用し、分析時に蛍光Ｘ線分析装置の試料当接部に当接することにより、試料ホルダ１が所定の高さに保持される。試料ホルダ１では当接面１０４と同じ高さであって、平面視で当接面１０４に囲まれた面が、前記した仮想分析面となる。試料ホルダ１の当接面１０４は研磨された平面度を有し、かつ、蛍光Ｘ線分析装置の試料当接部との当接を繰り返すことによって変形や磨耗を起こしにくい材質であり、また、酸などによって腐食しにくい材質のものが要求される。なお、本実施形態では正方環状部１０１と底部１３を一体に形成したが、別体であってもよい。環状の側部を正方環状部１０１と正方環状板１０２に分けて別体に形成したが、一体であってもよい。
【００３２】
図１ＢのＩ−Ｉ線断面図である図１Ｃが示すように、試料を載置する正方形のステンレス板である試料載置台１４が４個の高さ調整具１５によって支持され、４個の高さ調整具１５が底部１３に固定されている。４個の高さ調整具１５は試料載置台１４の正方形の四隅にそれぞれ設けられており、試料載置台１４の正方形の四隅にそれぞれ設けられたねじ孔を貫通して底部１３に下端部１４２ａが固定された調節ねじ１４２、調節ねじ１４２が内側に挿入され、試料載置台１４の下面と底部１３の間に配置された圧縮コイルばね１４３、試料載置台１４の上面で調節ねじ１４２に挿入された球面ワッシャ１４５、および球面ワッシャ１４５の上面に接して調節ねじ１４２と螺合したナット１４４で構成されている。ナット１４４を回転させることにより試料載置台１４が上下に移動され、試料載置台１４の高さが調整される。正方環状の側部１１や調節ねじ１４２の長さを適宜選択することにより、種々の試料の形状に対応することができる。高さ調整具は４個に限らず、少なくとも３個あればよい。
【００３３】
例えば、Ｏリングを試料として試料ホルダ１を使用する場合では、まず、Ｏリングのリング部分が試料載置台１４１のほぼ中心に位置するように載置し、四隅のそれぞれのナット１４４を回転させて、目視でＯリングの上面が仮想分析面と面一になるように調節する。なお、試料が試料載置台１４１上で移動しないように両面粘着テープなどで保持してもよい。
【００３４】
例えば同じ寸法規格のＯリングを続けて分析する場合には、試料載置台１４１に載置されたＯリングの分析面の高さは同じになるので、試料載置台１４１の高さを調整する必要はない。分析面の高さが異なる試料を分析する場合には、上記と同様にして試料の上面が仮想分析面と面一になるように調節する。
【００３５】
第１実施形態の試料ホルダ１によれば、種々の形状の試料の分析面を仮想分析面に調整することができ、シリコンウエハの表面やガラス基板の被膜を試料とする蛍光Ｘ線分析と同様に、試料より発生する蛍光Ｘ線の強度が最大になるようにＸ線源からの一次Ｘ線の照射位置を容易に自動調整することができる。
【００３６】
本発明の第２実施形態の試料ホルダについて図２にしたがって説明する。図２に示すように、この試料ホルダ２は、水平面である上面が蛍光Ｘ線分析装置の試料当接部に当接する当接面２０４を形成する正方環状の側部２１および底部２３がアルミニウムで一体に形成された本体２８と、底部２３の内面２３ａに下面が付着され、上面に試料の下面が付着される付着力を有する可塑性物２４とを有している。また、試料ホルダ１と同様に正方環状の側部２１の上面の一辺に切欠き部２０６を有している。正方環状の側部２１の上面が当接面２０４として作用し、分析時に蛍光Ｘ線分析装置の試料当接部に当接する。試料ホルダ２では当接面２０４と同じ高さであって、平面視で当接面２０４に囲まれた面が、前記した仮想分析面となる。
【００３７】
正方環状の側部２１の各面にはゲル粘土２４に付着された試料を固定するための試料固定ねじ２０３用のねじ孔２０５が、例えば３箇所設けられている。ねじ孔２０５は１個でも複数個でもよく、試料の形状に応じて適宜選択すればよく、固定ねじ２０３はねじ孔２０５の全てに取り付ける必要はなく、試料の形状に応じて適宜選択すればよい。ゲル粘土２４に付着された試料を固定するための方法として、前記固定ねじの先端に平板を備え、万力のように、この平板で試料を挟み込むようにしてもよい。正方環状の側部２１の高さやゲル粘土２４の量を適宜選択することにより、ガラス片や石英片などの種々の試料の形状に対応することができる。
【００３８】
例えば、ガラス片を試料として試料ホルダ２を使用する場合では、まず、底部の内面２３ａのほぼ中心位置でゲル粘土２４にガラス片の下面を付着させて目視でガラス片の上面が仮想分析面と面一になるように調節する。ゲル粘土は可塑性であるので、他の試料を分析する場合には、同じゲル粘土を使用してもよいし、前試料で使用したゲル粘土２４を取除き新しいゲル粘土２４に交換してもよい。どちらにしても前記と同様にして試料の上面が仮想分析面と面一になるように調節する。
【００３９】
第２実施形態の試料ホルダ２によれば、分析面と付着面が平行でない試料など種々の形状の試料の分析面を仮想分析面に調整することができ、シリコンウエハの表面やガラス基板の被膜を試料とする全反射蛍光Ｘ線分析と同様に、試料より発生する蛍光Ｘ線の強度が最大になるようにＸ線源からの一次Ｘ線の照射位置を容易に自動調整することができる。
【００４０】
第１および第２実施形態の試料ホルダ１、２では、本体１８、２８が正方環状の側部と底部を有しているが、長方環状の側部と底部、円環状の側部と底部などを有してもよい。
【００４１】
以下、本発明の第３実施形態の斜入射蛍光Ｘ線分析装置について図３および図４にしたがって説明する。図３に示すように、この斜入射蛍光Ｘ線分析装置６は銅Ｘ線管３１および例えば累積多層膜で構成される分光素子３３からなるＸ線源３と、測定部４と、制御部５とで構成されている。銅Ｘ線管３１からのＸ線３２を分光素子３３でＣｕ−Ｋα線に単色化した一次Ｘ線３４を、試料ホルダ１に載置された試料Ｓに照射し、例えば半導体検出器（ＳＳＤ、ＳＤＤ、Ｓｉ／ＰＩＮ等）である検出器３７が測定する試料Ｓより発生する蛍光Ｘ線の強度３６に基づき、Ｘ線管位置調整手段５５、分光素子位置調整手段５７および分光素子角度調整手段５８を制御する制御手段５６を備える制御部５により、試料Ｓより発生する蛍光Ｘ線３６の強度が最大になるようにＸ線源３からの一次Ｘ線の試料Ｓへの照射位置を自動調整し、試料Ｓに含有されている成分を定量・定性分析する。
【００４２】
試料測定時には、図４の測定部４に示すように、押圧手段４０が通過する押圧手段通過孔５２を有する構造の試料台５０に試料ホルダ１が載置されて、その試料ホルダ１の底部１３が押圧手段４０によって押圧され、試料ホルダ１のホルダ当接部の当接面１０４が、当接手段４５の保持部４６に保持されている試料当接部であるアルミナ製のセラミックスボール４７に当接し、試料Ｓが所定の位置に設定される。試料ホルダ１の当接面１０４がセラミックスボール４７に当接することにより、試料ホルダ１の当接面１０４と当接手段４５の保持部４６の試料対向面との間隙が、１次Ｘ線３４および試料Ｓで反射する反射Ｘ線３８のＸ線通路３９となる。試料Ｓで反射された反射Ｘ線３８は図４に示すように紙面の右側方向に進む。
【００４３】
押圧手段４０は、図４に示すように、押し付けブロック４２の上に固定された弾性体である例えば、ゴムリング４１と、押し付けブロック４２およびピボット４３とで構成されており、押し付けブロック４２とピボット４３とは嵌合している。押圧手段４０は、試料ホルダ１の当接面１０４をセラミックスボール４７に当接させるために上下に駆動し、試料ホルダ１の底部１３の外面を押圧する。押圧手段４０の上下駆動は図示しないステッピングモータ、歯車機構、駆動制御部などにより所定の位置に駆動制御される。
【００４４】
ゴムリング４１は試料ホルダ１の底部１３の外面を押圧するときに、押圧手段４０が当たるときの衝撃を緩和するとともに、試料ホルダ１の横すべりを防止し、試料ホルダ１を所定の位置に設定できるようにしている。弾性体であるゴムリング４１は、板状ゴムや弾力性のある樹脂などで形成されたリング状や板状であってよい。ピボット４３は、試料ホルダ１に横すべり方向の押圧力の負荷を防止するために押し付けブロック４２と嵌合する構成にしているが、このような嵌め合い構造でなくとも、試料ホルダ１の横すべりを防止できる構造であればよい。
【００４５】
図５の測定部４に示すように、当接手段４５は、試料当接部であるセラミックスボール４７と、セラミックスボール４７を試料Ｓに対向する面４６ａから突出するように保持する保持部４６とを有する。ステンレス製の保持部４６に、例えばセラミックスボールである直径７ｍｍのアルミナ製ボールが保持部４６の試料対向面４６ａより２ｍｍ突出するように接着剤で固定されている。セラミックスボールの直径は２〜１０ｍｍが好ましく、保持部４６の試料対向面４６ａよりの突出寸法は１〜２ｍｍが好ましい。試料当接部はボール形状に限ったものではなく、円板形状、リング形状、円弧形状、矩形状などであってもよい。
【００４６】
試料当接部は試料ホルダ１の当接面１０４と当接し、試料Ｓの分析面を検出器の受光素子３７ａの受光面に対し常に一定の平面高さに精度よく設定する必要があるが、アルミナは試料ホルダの当接面１０４との当接を繰り返すことによって変形や磨耗を起こさないので、試料当接部としては好ましい材質である。また、アルミナは腐食されにくいので、好ましい材質である。当接部のセラミックスはアルミナに限ったものではなく、他のセラミックスであってもよい。
【００４７】
第３実施形態では、試料当接部４７にセラミックスボールを用いたが、人工ダイヤモンドを用いるなど適宜構成することができる。
【００４８】
検出器３７は、受光素子３７ａの受光面が試料Ｓに対向するように、当接手段４５の中心部を貫通して配置され、当接手段４５の保持部４６の上部で検出器保持具４８により保持されている（図４参照）。当接手段４５は図示しない保持機構によって保持されている。本実施形態では、検出器３７を当接手段の保持部４６で保持しているが、別体の保持具で保持してもよい。
【００４９】
図５に示すように、検出器３７は、受光部に入射Ｘ線を検知する受光素子３７ａ、Ｘ線の入射開口である受光開口３７ｃを有するコリメータ３７ｂ、受光素子３７ａやコリメータ３７ｂを保持する胴部３７ｄおよび受光開口３７ｃに張られたベリリウム窓（図示なし）を備えている。検出器の受光素子３７ａの構造寸法、受光開口３７ｃなどのコリメータ３７ｂの構造寸法、受光開口３７ｃの試料対向面と試料ホルダ１の仮想分析面との距離および受光素子３７ａの受光面と試料ホルダ１の仮想分析面との距離から、図５に示すように、視野線Ａおよび視野線Ｂで囲まれた検出器３７の視野領域Ｒを求めることができ、本実施形態では、受光素子３７ａの受光面は円形であり、受光開口３７ｃは円柱型空間であり、視野領域Ｒは直径９ｍｍの円形となる。
【００５０】
また、試料ホルダ１の当接面１０４および試料Ｓの分析面と当接手段の保持部４６の試料対向面との間隙は、Ｘ線源３（図３）からの１次Ｘ線３４（図４）および当接面１０４と試料Ｓの分析面で反射する反射Ｘ線３８（図４）を通過させるＸ線通路Ｌとなり、検出器３７の試料Ｓへの対向面３７ｅも当接手段の保持部４６の試料対向面４６ａとほぼ同じ高さにあり、前記Ｘ線通路Ｌの一部を形成する。本実施形態では、Ｘ線通路Ｌは約２ｍｍの極めて狭い間隙であり、検出器３７の視野は試料ホルダ１の仮想分析面上の直径９ｍｍの円（視野領域Ｒ）を底面とし視野線Ａ、Ｂを稜線とする高さ約２ｍｍの円錐台内であるので、散乱Ｘ線が検出器３７に入射することはない。
【００５１】
試料ホルダ１の試料Ｓに照射される１次Ｘ線３４、試料Ｓおよび試料ホルダ１で反射される反射Ｘ線３８および試料Ｓ上から発生する蛍光Ｘ線３６などがセラミックスボール４７に照射されるとセラミックスボール４７からの散乱Ｘ線が発生する。このとき、試料当接部であるセラミックスボール４７が視野領域内にあると、この散乱Ｘ線が検出器３７に入射し、分析誤差を発生させる。そのため、本発明では当接部であるセラミックスボール４７は図６（検出器保持具４８より下部の平面を図示）に示すように検出器の視野領域Ｒの外に配置している。
【００５２】
セラミックスボール４７ａ〜４７ｃは試料ホルダ１を安定に精度よく当接させるために、図６に示すように入射Ｘ線側に２個、反射Ｘ線側に１個を二等辺三角形の頂点位置に配置し３点支持している。また、後記する基準基板を３点支持するためのセラミックスボール４７ｄ〜４７ｆをセラミックスボール４７ａ〜４７ｃの内側に、同様の二等辺三角形の配置にして、さらに備えている。このようにセラミックスボール４７を配置すると入射Ｘ線はセラミックスボール４７ａ、４７ｂ、４７ｄ、４７ｅに当たらないが、反射Ｘ線３８はセラミックスボール４７ｆに当たる。しかし、セラミックスボール４７ａ〜４７ｆが検出器の視野領域Ｒの外に配置されているので、反射Ｘ線３８による散乱Ｘ線は検出器に入射することはない。本実施形態では、３個のセラミックスボールを二等辺三角形の頂点位置に配置したが、正三角形や不等辺三角形の頂点位置に配置してもよい。また、セラミックスボール４７ａ〜４７ｆのいずれもが入射Ｘ線および反射Ｘ線に当たらない配置にしてもよい。
【００５３】
次に、図３に示す制御部５について説明する。Ｘ線源位置調整手段であるＸ線管位置調整手段５５は制御手段５６からの電気信号により、例えばパルスモータ、パルスモータ駆動回路、ボールねじ機構（ラックアンドピニオン機構でもよい）などで銅Ｘ線管３１をＸ線源位置原点から直線移動させる位置調整手段である。分光素子位置調整手段５７は制御手段５６からの電気信号により、例えばパルスモータ、パルスモータ駆動回路、ボールねじ機構などで分光素子３３を分光素子位置原点から直線移動させる位置調整手段である。分光素子３３は、分光素子の反射面上にあって分光素子への入射Ｘ線軸と直角に交わる回転軸１３８を中心として回転する。分光素子角度調整手段５８は制御手段５６からの電気信号により、例えばパルスモータ、パルスモータ駆動回路、ギヤ機構などで分光素子３３を基準平面から回転させる回転調整手段である。
【００５４】
制御手段５６は、例えばコンピュータで構成され、検出器３７が測定する蛍光Ｘ線強度に基づき、各調整手段５５、５７、５８のパルスモータ駆動回路に銅Ｘ線管３１の制御位置および分光素子３３の制御位置と制御角度に応じた制御パルス信号を送り、銅Ｘ線管３１の制御位置および分光素子３３の制御位置と制御角度を制御する。
【００５５】
次に、第３実施形態の斜入射蛍光Ｘ線分析装置６における各部の幾何学的な位置関係について説明する。
【００５６】
図７に示すように、基準平面１６０は試料ホルダ１の当接面１０４および仮想分析面を含む平面である。銅Ｘ線管３１からの一次Ｘ線３２を分光素子３３でＣｕ−Ｋα線に単色化した一次Ｘ線３４の試料へのＸ線照射位置１６２は、銅Ｘ線管３１が基準平面１６０に垂直に移動するＸ線管移動直線軸１１１と基準平面１６０との第１交点１１２と、分光素子３３が基準平面１６０に垂直に移動する分光素子移動直線軸１３１と基準平面１６０との第２交点１３２とを結ぶ直線１６１上になるように構成されている。第１交点１１２はＸ線源位置原点１１２であり、第２交点１３２は分光素子位置原点１３２である。
【００５７】
試料Ｓへの照射位置１６２と分光素子位置原点１３２との距離をＬ１、Ｘ線発生点１１３から分光素子移動直線軸１３１へ下ろした垂線の足（以下、第３交点）１３４とＸ線発生点１１３との距離をＬ２、入射点１３３（分光素子位置）と分光素子位置原点１３２との距離をＳ、分光素子位置原点１３２と第３交点１３４との距離をＴとし、一次Ｘ線３４が試料の照射面に照射する照射角である直線１６１と一次Ｘ線３４との角度をφ、分光素子３３の反射面１３６と基準平面１６０とのなす角度を分光素子３３の回転角度Ωとする。銅Ｘ線管３１からの一次Ｘ線３２の分光素子３３への視射角、すなわち分光素子で単色化される回折Ｘ線３４の回折角をθとする。
【００５８】
分光素子位置原点１３２と第３交点１３４との距離Ｔは、銅Ｘ線管１１のＸ線発生点（銅Ｘ線管位置）１１３とＸ線源位置原点１１２との距離と同一距離であり、Ｘ線管位置調整手段５５によって調整された銅Ｘ線管位置１１３とＸ線源位置原点１１２との距離である。
【００５９】
図７において、式１〜３の関係が成立する。
【００６０】
Ｔ＝Ｌ２ｔａｎ（２θ−φ）−Ｌ１ｔａｎφ      ・・・（１）
【００６１】
Ｓ＝Ｌ１ｔａｎφ      ・・・（２）
【００６２】
Ω＝θ−φ        ・・・（３）
【００６３】
式１〜３を用いて、一次Ｘ線３４の試料Ｓへの照射角度φを変化させるための銅Ｘ線管３１と分光素子３３の動作について説明する。回折角θは分光素子３３のｄ値と回折Ｘ線であるＣｕ−Ｋα線３４の波長によって定まる一定角度であり、Ｌ１とＬ２の距離は斜入射蛍光Ｘ線分析装置６の固定距離である、つまり、３つの式１〜３において未知数はＴ、Ｓ、φ、Ωの４つであるから、所望のφを既知数とすれば、Ｔ、Ｓ、Ωは一義的に求められる。したがって、銅Ｘ線管３１と分光素子３３とを位置調整手段５５、５７により直線移動させてＴ、Ｓを適切に変化させ、かつ分光素子角度調整手段５８で分光素子回転角度Ωを適切に変化させることにより、照射位置を変化させずに照射角度φを所望の角度に変えることができる。
【００６４】
次に、第３実施形態の斜入射蛍光Ｘ線分析装置６に、例えばＯリングを試料として試料ホルダ１を使用する場合の動作について図８のフロー図を用いて説明する。ステップＳ１の試料ホルダ１の試料高さの仮想分析面への調整、ステップＳ２の試料ホルダ１の配置およびステップＳ３の自動調整の選択は測定者が操作し、斜入射蛍光Ｘ線分析装置６はステップＳ４より自動的に動作する。ステップＳ１では、Ｏリングのリング部分が試料載置台１４のほぼ中心に位置するように載置し、四隅のそれぞれのナット１４４を回転させて、目視でＯリングの上面が仮想分析面と面一になるように調節する（図１Ａ、Ｂ参照）。ステップＳ２では、Ｏリングが載置された試料ホルダ１の切欠き部１０５が一次Ｘ線の入射方向になるように試料台５０にセットする。ステップＳ３では、Ｘ線源３からの一次Ｘ線３４の試料Ｓへの照射位置の自動調整を選択する。
【００６５】
ステップＳ４で測定を開始すると、駆動制御部によって駆動された押圧手段４０が試料台５０の押圧手段通過孔５２を通過し、試料台５０にセットされた試料ホルダ１の底部１３の下面を押圧しながら試料ホルダの当接面１０４をセラミックスボール４７に当接すると押圧手段４０を駆動しているステッピングモータが停止し、試料ホルダ１が所定の位置に配置され、その位置で保持される。試料ホルダ１が所定の位置に保持されると、試料Ｓの分析面が受光素子３７ａの受光面に対し常にほぼ一定の平面高さに設定される。
【００６６】
ステップＳ５では、各調整手段５５、５７、５８により、例えば一次Ｘ線３４の試料Ｓへの照射位置は試料Ｓの初期設定されている中心位置近辺に、照射角度は例えば、０．０５°に設定される。照射角度は、０．０５°、０．１０°、０．２０°、２°などの任意の角度に設定することができる。ステップＳ６では、銅Ｘ線管３１からのＸ線３２を、Ｃｕ−Ｋα線に単色化する回折角度と位置に設定している分光素子３３に入射させ、試料Ｓに単色化されたＣｕ−Ｋα線３４の照射を開始する。ステップＳ７では、照射したＣｕ−Ｋα線によって試料Ｓ中に含有されるクロムが励起されて発生する蛍光Ｘ線であるＣｒ−Ｋα線３６を検出器である、例えばＳＳＤ３７で測定を開始する。
【００６７】
ステップＳ８では、Ｘ線管位置調整手段５５と分光素子位置調整手段５７を制御手段５６で制御することにより銅Ｘ線管３１と分光素子３３とを同時に同一距離を、設定されている位置を中心に直線平行進退移動させ、ＳＳＤ３７で測定するＣｒ−Ｋα線３６の強度が最大になる位置に調整する。この銅Ｘ線管３１と分光素子３３との直線平行進退移動により試料ＳへのＣｕ−Ｋα線の照射位置を調整する。
【００６８】
ステップＳ９では、Ｘ線管位置調整手段５５で銅Ｘ線管３１をＸ線管移動直線軸１１１に沿ってステップＳ８で調整された位置を中心に進退移動させ、ＳＳＤ３７で測定するＣｒ−Ｋα線３６の強度が最大になる銅Ｘ線管３１の位置に調整する。
【００６９】
ステップＳ１１では、ステップＳ８〜Ｓ９を二巡したか、否かを判定し、ＹＥＳならばステップＳ１２へ進み、試料Ｓを測定する。ＮＯならばステップＳ８へ戻る。測定が終了すると押圧手段４０を駆動しているステッピングモータが回転を始め、押圧手段４０が下降し、試料ホルダ１が試料台５０に収容される。順次、同様の操作で分析目的個数の試料の分析を行う。引き続き試料測定を行わない場合には、斜入射蛍光Ｘ線分析装置６の動作が終了し、ステップＳ６、Ｓ７の試料ＳへのＸ線照射と蛍光Ｘ線測定も終了する。本実施形態では、ステップＳ８〜Ｓ９を二巡したが、一巡でも、三巡でもよく、適切な巡回回数であればよい。
【００７０】
以上のように、第３実施形態の装置によれば、図４に示す中心線Ｃ上の近傍に検出器の受光素子３７ａの受光面の中心、試料Ｓの中心および押圧手段のピボット４３の軸心が位置するように配置され、試料ホルダ１が所定の位置に設定され、また押圧手段４０によって押圧された試料ホルダ１の当接面１０４がセラミックスボール４７に当接することにより、試料Ｓの分析面が常にほぼ一定の高さに設定される。
【００７１】
このように形が一定でない不定形の試料や厚みが厚い試料などの種々の形状の試料Ｓの分析面を試料ホルダ１の仮想分析面とほぼ同じ高さに調整できる試料ホルダ１、試料ホルダの当接面１０４に当接する試料当接部４７、Ｘ線源位置調整手段５５、分光素子位置調整手段５７、分光素子角度調整手段５８などを備えているので、種々の形状の試料Ｓであっても、シリコンウエハ表面、ガラス基板の被膜、ガラス基板上に試料溶液が点滴乾燥された点滴乾燥痕などの試料厚みは極めて薄い平面状である試料と同様に、試料ホルダ１の当接面１０４が試料当接部４７に当接され、試料Ｓの分析面が検出器３７の受光面に対し常にほぼ一定の面間距離に設定され、試料Ｓより発生する蛍光Ｘ線３６の強度が最大になるようにＸ線源３からの一次Ｘ線３４の照射位置の自動調整を短時間に精度良く行うことができる。
【００７２】
なお、Ｘ線源３としては、分析目的に応じてタングステン、銅、クロム、モリブデン、白金、ロジウム、パラジウムなどのＸ線管やロータターゲットＸ線管などを用い、分光素子３３は、例えば、ＬｉＦ、ゲルマニウム、グラファイトなどの結晶や累積多層膜などを用いるなど適宜構成することができる。
【００７３】
第４実施形態の斜入射蛍光Ｘ線分析装置について説明する。第４実施形態の斜入射蛍光Ｘ線分析装置７は図９に示すように、第３実施形態の斜入射蛍光Ｘ線分析装置６にさらに、Ｘ線源オフセット距離記憶手段であるＸ線管オフセット距離記憶手段６１、分光素子オフセット距離記憶手段６２、分光素子オフセット角度記憶手段６３、分析条件設定手段６０、基準基板７０および基準基板７０を載置する試料ターレット８０を有する。第３実施形態の斜入射蛍光Ｘ線分析装置６の試料台５０の上方に、図１０Ａ、１０Ｂに示す試料ターレット８０を備えている。円板状の試料ターレット８０は基板載置台８３に基板載置溝８１と押圧手段通過孔８２を円周方向に１６個有しており、基準基板７０および試料基板であるガラス基板を１６個載置でき、図示しない試料ターレット制御部により第１試料の測定が終了すると試料ターレット８０が円周方向に回転し、第２試料を測定位置に設定し逐次、載置された試料を測定位置に設定する。基準基板７０の分析面はＸ線源３からの一次Ｘ線３４の試料Ｓへの照射位置および照射角度を自動調整するための基準平面１６０（図７参照）となる。
【００７４】
図９において、Ｘ線管オフセット距離記憶手段６１は、Ｘ線管位置調整手段５５によって調整されたＸ線管位置とＸ線管の機構上の対応位置との距離差をＸ線管位置原点に対しＸ線管オフセット距離として記憶し、記憶したＸ線管オフセット距離を分析条件設定手段６０に付与する。分光素子オフセット距離記憶手段６２は、分光素子位置調整手段５７によって調整された分光素子位置と分光素子の機構上の対応位置との距離差を分光素子位置原点に対する分光素子オフセット距離として記憶し、記憶した分光素子オフセット距離を分析条件設定手段６０に付与する。分光素子オフセット角度記憶手段６３は、分光素子角度調整手段５８によって調整された分光素子回転角度と分光素子の機構上の対応角度との角度差を基準基板の分析面を含む平面である基準平面１６０に対する分光素子オフセット角度として記憶し、記憶した分光素子オフセット角度を分析条件設定手段６０に付与する。Ｘ線管位置記憶手段６１、分光素子オフセット距離記憶手段６２および分光素子オフセット角度記憶手段６３は、例えばコンピュータで構成される。
【００７５】
分析条件設定手段６０は各記憶手段６１、６２，６３からに付与されたＸ線管オフセット距離、分光素子オフセット距離および分光素子オフセット角度に基づき、基準基板上の試料Ｓへの一次Ｘ線３４の照射位置および照射角度を設定することにより、基準基板上の試料Ｓより発生する蛍光Ｘ線３６の強度が最大になるように、銅Ｘ線管３１からのＸ線３２を分光素子３３でＣｕ−Ｋα線に単色化した一次Ｘ線３４の基準基板上の試料Ｓへの照射位置および照射角度を自動調整する。
【００７６】
第４実施形態の斜入射蛍光Ｘ線分析装置７における各部の幾何学的な位置関係は、第３実施形態の斜入射蛍光Ｘ線分析装置６と同様である。
【００７７】
前記の式１〜３のＴ、Ｓ、Ωで表される銅Ｘ線管位置１１３、分光素子位置１３３、分光素子回転角度は、装置設計によって理論的に求められた装置機構上の位置と角度である。しかし、実際の装置においては、製作誤差もあり、また装置設置室の季節による室温の変化や装置の経時変化などのより装置機構上の歪やずれも発生する。それらが各調整手段５５、５７、５８によって調整される位置および角度と機構上の対応位置および角度との差となる。この差が各原点位置１１２、１３２と基準平面１６０に対するオフセット距離とオフセット角度である。
【００７８】
したがって、実際の装置では、式１〜３はオフセットｔ０、ｓ０、ω０を有する式４〜６となる。
【００７９】
Ｔ＝Ｌ２ｔａｎ（２θ−φ）−Ｌ１ｔａｎφ＋ｔ０        ・・・（４） 
【００８０】
Ｓ＝Ｌ１ｔａｎφ＋ｓ０        ・・・（５）
【００８１】
Ω＝θ−φ＋ω０        ・・・（６）
【００８２】
第４実施形態の斜入射蛍光Ｘ線分析装置７は、第３実施形態の斜入射蛍光Ｘ線分析装置６にさらに、Ｘ線管オフセット距離記憶手段６１、分光素子オフセット距離記憶手段６２、分光素子オフセット角度記憶手段６３、分析条件設定手段６０、基準基板７０および試料ターレット８０を有する装置であるので、図１１のフロー図を用いて、この斜入射蛍光Ｘ線分析装置７の動作において、各調整手段５５、５６、５７が各オフセットを記憶するステップを説明する。
【００８３】
ステップＳ２Ａの基準基板７０の配置とステップＳ３の光軸自動調整の選択は測定者が操作し、斜入射蛍光Ｘ線分析装置７はステップＳ４Ａより自動的に動作する。ステップＳ２Ａでは、例えば、クロムを含有する溶液試料をマイクロピペットで５０μｌ採取し、ガラス基板上に点滴乾燥して試料とし、光軸自動調整用の基準基板７０として試料ターレット８０の試料載置溝８１に配置する。ステップＳ３では、Ｘ線源３からの一次Ｘ線３４の基準基板７０上の試料Ｓへの照射位置および照射角度の自動調整を選択する。
【００８４】
ステップＳ４Ａで測定を開始すると、駆動制御部によって駆動された押圧手段４０が試料台５０の押圧手段通過孔５２を通過し、試料ターレット８０の試料載置溝８１にセットされた基準基板７０の下面を押圧しながら基準基板７０の分析面をセラミックスボール４７に当接すると押圧手段４０を駆動しているステッピングモータが停止し、基準基板７０が所定の位置に配置され、その位置で保持される。基準基板７０が所定の位置に保持されると、基準基板７０の分析面が受光素子３７ａの受光面（図５参照）に対し常に一定の平面高さに設定される。ステップＳ５〜Ｓ９は、第３実施形態の装置の図８のフロー図と同じステップで進行する。
【００８５】
ステップＳ１０では、ステップＳ５で０．０５°に設定された照射角度を調整する。前記したように、式１〜３の関係により銅Ｘ線管３１と分光素子３３とを位置調整手段５５、５７により直線移動させてＴ、Ｓを変化させ、分光素子角度調整手段５８で分光素子回転角度Ωを変化させることにより、照射位置を変化させずに所望の照射角度φに設定することができる。そこで、設定された０．０５°を中心に０．００５°ステップで照射角度φが変化するように、位置調整手段５５、５７および分光素子角度調整手段５８によりＴ、Ｓ、Ωを変化させ、Ｃｒ−Ｋα線３６の強度が最大になる照射角度φに調整する。照射角度φは０．０１°ステップで変化させてもよい。
【００８６】
ステップＳ１１Ａでは、ステップＳ８〜Ｓ１０を二巡したか、否かを判定し、ＹＥＳならばステップＳ１３へ進み、試料Ｓを測定する。ＮＯならばステップＳ８へ戻る。測定が終了すると押圧手段４０を駆動しているステッピングモータが回転を始め、押圧手段４０が下降し、試料ホルダ１が試料台５０に収容される。順次、同様の操作で分析目的個数の試料の分析を行う。引き続き試料測定を行わない場合には、斜入射蛍光Ｘ線分析装置６の動作が終了し、ステップＳ６、Ｓ７の試料ＳへのＸ線照射と蛍光Ｘ線測定も終了する。本実施形態では、ステップＳ８〜Ｓ１０を二巡したが、一巡でも、三巡でもよく、適切な巡回回数であればよい。
【００８７】
ステップＳ１３では、ステップＳ１１ＡのＹＥＳ判定までで調整された銅Ｘ線管位置１１３と機構上の対応位置との距離をＸ線管位置原点に対するＸ線管オフセット距離ｔ０としてＸ線管オフセット距離記憶手段６１に記憶する。また、ステップＳ１１ＡのＹＥＳ判定までで、調整された分光素子位置１３３と機構上の対応位置との距離を分光素子位置原点に対する分光素子オフセット距離ｓ０として分光素子位置記憶手段６２に記憶する。さらに、ステップＳ１１ＡのＹＥＳ判定までで、調整された分光素子回転角度Ωと分光素子の機構上の対応角度との角度差を基準平面１６０に対する分光素子オフセット角度ω０として分光素子角度記憶手段６３に記憶する。
【００８８】
次に、第４実施形態の斜入射蛍光Ｘ線分析装置７の動作における未知試料測定時の試料へのＸ線照射位置と照射角度の自動調整について、図１２のフロー図を用いて説明する。ステップＳ１〜Ｓ４は、図８と同様のステップであり、試料が載置された試料ホルダ１が測定位置に配置される。ステップＳ１４では、分析条件設定手段６０で分析目的の分析条件を選択する。ステップＳ１５では、各記憶手段６１、６２、６３がステップＳ１３で記憶した各オフセット量ｔ０、ｓ０、ω０を分析条件設定手段６０に付与する。ステップＳ１６では、分析条件設定手段６０に付与された各オフセット量に基づき、各調整手段５５、５７、５８のパルスモータ駆動回路、パルスモータ、ボールねじなどの機構部が制御され、銅Ｘ線管３１の位置ならびに分光素子３３の位置および回転角度が設定される。ステップＳ１７、１８、１９では、図８のステップＳ８、９、１１と同様にして銅Ｘ線管３１および分光素子３３を進退移動させてＣｒ−Ｋα線３６の強度が最大になる位置に調整する。
【００８９】
その他の分析条件もステップＳ１４で分析条件設定手段６０により設定されている。ステップＳ１７では、ステップＳ４で配置された試料ホルダ１の試料Ｓを測定する。試料Ｓの測定が終了すると斜入射蛍光Ｘ線分析装置７の動作も終了し、ステップＳ６、Ｓ７の試料ＳへのＸ線照射と蛍光Ｘ線測定も終了する。引き続き未知試料測定を行わない場合には、斜入射蛍光Ｘ線分析装置７の動作が終了し、ステップＳ６、Ｓ７の試料ＳへのＸ線照射と蛍光Ｘ線測定も終了する。
【００９０】
第４実施形態の装置によれば、第３の実施形態の装置の作用効果に加え、装置設置室の温度変化や装置の経時変化などによる装置機構上の歪やずれが発生していても、試料Ｓより発生する蛍光Ｘ線３６の強度が最大になるように装置の機構上のずれを補正するオフセット量が自動的に求められ、そのオフセット量に基づき、Ｘ線源３からの一次Ｘ線３４の試料Ｓへの照射位置および照射角度が自動設定されるので、光学調整の熟練者がいなくても光軸自動調整を適宜に行えばよく、例えば、１週間に１度、１ヶ月に１度行えば、常に短時間で高感度、高精度の分析を行うことができる。
【００９１】
第４の実施形態では、基準基板７０に２６ｍｍ×７６ｍｍ×１．５ｍｍの矩形状のガラス基板を用いたが、幅１０〜３０ｍｍ、長さ４０〜８０ｍｍ、厚み０．５〜５ｍｍの矩形状のものや直径２０〜５０ｍｍの円板状のものであってもよい。また、ガラス基板に限らず、シリコン基板を用いてもよいし、点滴量も５０μｌに限らず、１０〜１００μｌ程度の量であればよい。照射角度の設定は０．０５°に限らず、照射する特性Ｘ線のエネルギにより適宜選択すればよく、Ｍｏ−Ｋα線の場合には、０．１０°が好ましい。分析条件設定手段６０のパルスモータ駆動回路、パルスモータ、ボールねじなどの機構部に各調整手段５５、５７、５８の機構部を用いたが、それぞれ独立していてもよい。
【００９２】
第５実施形態の斜入射蛍光Ｘ線分析装置について、以下に説明する。図１３に示すように、第５実施形態の斜入射蛍光Ｘ線分析装置８は第４実施形態の斜入射蛍光Ｘ線分析装置７に、さらに基準基板７０へのＸ線照射角度と基準基板７０より発生する蛍光Ｘ線３６の強度とを演算することにより、Ｘ線照射角度の臨界角を算出する臨界角算出手段６５と、臨界角算出手段６５により算出する臨界角に基づき、試料ＳへのＸ線照射角度を補正するＸ線照射角度補正手段６６とを備えている。
【００９３】
臨界角算出手段６５は、各Ｘ線照射角度において基準基板７０から発生する蛍光Ｘ線３６の強度を検出器３７で測定し、Ｘ線照射角度に対する蛍光Ｘ線強度変化の勾配が最大になるＸ線照射角度を演算することによりＸ線照射角度の臨界角を算出する。より具体的には、Ｘ線管位置調整手段５５、分光素子位置調整手段５７および分光素子角度調整手段５８を駆動し、基準基板７０へのＸ線照射角度を、０°から例えば０．００５°ステップで順次変化させながら各Ｘ線照射角度に対応するガラス基板である基準基板７０から発生する蛍光Ｘ線Ｓｉ―Ｋα線３６の強度を検出器３７で測定し、Ｘ線照射角度に対するＳｉ―Ｋα線の強度変化の勾配が最大になるＸ線照射角度を演算することによりＸ線照射角度の臨界角を算出する。
【００９４】
Ｘ線照射角度補正手段６６は、臨界角算出手段６５によって算出する臨界角と、ガラス基板である基準基板７０の屈折率および一次Ｘ線３４のエネルギに基づき計算される理論臨界角との差を基準平面１６０（図７参照）に対する照射角オフセット角度として、Ｘ線照射角度φ（図７参照）を補正する。
【００９５】
第５実施形態の斜入射蛍光Ｘ線分析装置８の動作について説明する。斜入射蛍光Ｘ線分析装置８は、まず図１４に示すフロー図のステップの順に動作する。ステップＳ１０とＳ１１Ｂの間にあるステップＳＡ１およびＳＡ２が前記の図１１のフロー図と異なっているので、この２つのステップＳＡ１およびＳＡ２について説明する。
【００９６】
ステップＳＡ１では、前記した第４実施形態のステップＳ８と同様に基準基板７０へのＸ線照射角度を変えながら臨界角算出手段６５を用いて基準基板７０へのＸ線照射角度の臨界角を算出する。Ｘ線管位置調整手段５５、分光素子位置調整手段５７および分光素子角度調整手段５８を駆動し、基準基板７０へのＸ線照射角度を、０°から例えば０．００５°ステップで順次変化させながら各Ｘ線照射角度に対応する基準基板７０から発生する蛍光Ｘ線Ｓｉ―Ｋα線３６の強度を検出器３７で測定し、Ｘ線照射角度に対するＳｉ―Ｋα線３６の強度変化の勾配が最大になるＸ線照射角度を演算することによりＸ線照射角度の臨界角を算出する。Ｘ線照射角度を変化させると、基準基板７０から発生するＳｉ―Ｋα線３６の強度が変化し、図１５に示すような曲線になるので、Ｓｉ―Ｋα線の強度変化の勾配が最大になるＸ線照射角度を臨界角算出手段６５で算出する。算出されるＸ線照射角度は例えば０．２２°であり、このＸ線照射角度が臨界角である。
【００９７】
ステップＳＡ２では、ステップＳＡ１で算出された臨界角に基づき、Ｘ線照射角度補正手段６６により、試料ＳへのＸ線照射角度φを補正する。Ｘ線照射角度補正手段６６は、例えば第５実施形態で使用する基準基板７０であるガラス基板の屈折率や基準基板７０へ照射する特性Ｘ線であるＣｕ−Ｋα線３６のエネルギより演算された理論臨界角を記憶しており、この記憶している理論臨界角と臨界角算出手段６５によって算出した臨界角との角度差を基準平面１６０（図７参照）に対する照射角オフセット角度として記憶し、この記憶した照射角オフセット角度に基づいて、自動調整時に設定されたＸ線照射角度である０．０５°に再設定し、Ｘ線照射角度を補正する。Ｘ線照射角度補正手段６６には、シリコン基板やＣｒ−Ｋα線、Ｍｏ−Ｋα線などの他の特性Ｘ線により演算された理論臨界角も記憶されており、これらの基板や特性Ｘ線を用いた場合も同様にＸ線照射角度を補正する。
【００９８】
第５実施形態の斜入射蛍光Ｘ線分析装置８の動作において、未知試料測定時の試料へのＸ線照射位置と照射角度の自動調整は、前記の第４実施形態の図１２のステップと同一である。
【００９９】
第５実施形態の斜入射蛍光Ｘ線分析装置８によれば、第４実施形態の斜入射蛍光Ｘ線分析装置７に加え臨界角算出手段６５とＸ線照射角度補正手段６６とを備えているので、第４実施形態の作用効果に加え、臨界角算出手段６５によって算出した臨界角を用いてＸ線照射角度をＸ線照射角度補正手段６６によって補正し再設定して、より精密に銅Ｘ線管３１からの照射Ｘ線３４の試料Ｓへの照射位置および照射角度を自動調整することができ、より高感度、高精度の分析を行うことができる。
【０１００】
次に、第６実施形態である斜入射蛍光Ｘ線分析装置について説明する。図１６に示すように、この斜入射蛍光Ｘ線分析装置９は、前記の第４実施形態の斜入射蛍光Ｘ線分析装置７に加え、さらに、銅Ｘ線管３１と、モリブデンＸ線管９１のどちらかのＸ線管を選択する選択手段９２とを備える。
【０１０１】
複数のＸ線管である銅Ｘ線管３１とモリブデンＸ線管９１は、選択手段９２のＸ線管交換部である取り付け板に取り付けられている。測定者の選択によって銅Ｘ線管３１が選択され選択手段が作動すると、パルスモータ駆動回路、パルスモータ、ボールねじなどが駆動制御され、Ｘ線管取り付け板が移動し、選択された銅Ｘ線管３１が測定位置に設定される。選択手段のパルスモータ駆動回路、パルスモータ、ボールねじなどの駆動部はＸ線管位置調整手段の駆動部と同じものを用いるのが好ましい。
【０１０２】
第６実施形態の斜入射蛍光Ｘ線分析装置９の動作について説明する。斜入射蛍光Ｘ線分析装置９は、まず図１７に示すフロー図のステップの順に動作する。ステップＳ２ＡとＳ４Ａの間にあるステップＳＢ１およびＳＢ２が前記の図１１のフロー図と異なっているので、この２つのステップＳＢ１およびＳＢ２について説明する。
【０１０３】
ステップＳＢ１では、使用する銅Ｘ線管３１が選択手段９２によって選択されると、選択手段９２の選択制御部によってＸ線管交換部である取り付け板がパルスモータ駆動回路、パルスモータ、ボールねじなどによって駆動制御され、Ｘ線管取り付け板が移動し、選択された銅Ｘ線管３１が測定位置に設定され、選択手段の制御部が分光素子位置調整手段５７と分光素子角度調整手段５８のパルスモータ駆動回路、パルスモータ、ボールねじなどの機構部を駆動制御し、分光素子３３をＣｒ−Ｋα線の測定角度に設定し、自動的に次のステップＳＢ２に進行する。ステップＳＢ２では、Ｘ線源３からの一次Ｘ線３４の試料Ｓへの照射位置および照射角度の自動調整が自動的に選択される。
【０１０４】
モリブデンＸ線管９１に交換する場合、図１７に示すフロー図のステップＳＢ１でモリブデンＸ線管９１を選択すると、前記の銅Ｘ線管３１と同様にしてモリブデンＸ線管９１の測定位置および測定角度に設定され、自動的にステップＳＢ２に進行する。ステップＳＢ２では、Ｘ線源３からの一次Ｘ線３４の試料Ｓへの照射位置および照射角度の自動調整が自動的に選択される。
【０１０５】
前記では、ステップＳＢ１が終了するとステップＳＢ２に自動的に進行し、ステップＳＢ２で自動的にＸ線照射位置および照射角度の自動調整を選択したが、ステップＳＢ２は、オペレータのマニュアル操作にしてもよい。ステップＳＢ２をマニュアル操作にすることによって、ステップＳＢ１の終了後すぐにステップＳ１７（図１２参照）で試料測定を開始することもできる。
【０１０６】
第６実施形態の斜入射蛍光Ｘ線分析装置９の動作において、未知試料測定時の試料へのＸ線照射位置と照射角度の自動調整は、前記の第４実施形態の図１２のステップと同一である。
【０１０７】
第６実施形態の斜入射蛍光Ｘ線分析装置９によれば、第４実施形態の斜入射蛍光Ｘ線分析装置と同様の作用効果が得られるとともに、分析目的に応じて複数のＸ線管３１、９１の中から選択したＸ線管３１または９１を使用するときでも、Ｘ線管３１または９１を交換する毎に試料ＳへのＸ線照射位置や照射角度がずれていないか、測定者が確認することなく、試料Ｓより発生する蛍光Ｘ線３６の強度が最大になるように、選択したＸ線管３１または９１を含むＸ線源３からの一次Ｘ線３４の試料ＳへのＸ線照射位置および照射角度が自動設定されるので、常に短時間で高感度、高精度の分析を行うことができる。
【０１０８】
第６実施形態の斜入射蛍光Ｘ線分析装置９おいては、銅Ｘ線管３１とモリブデンＸ線管９１のどちらかのＸ線管を選択する選択手段９２を備えているが、例えば、これらのＸ線管に加え、さらにタングステンＸ線管やクロムＸ線管を備え、その中から使用するＸ線管を選択するようにしてもよい。
【０１０９】
次に、第７実施形態である斜入射蛍光Ｘ線分析装置について説明する。図１８に示すように、斜入射蛍光Ｘ線分析装置１０は、前記の第６実施形態の斜入射蛍光Ｘ線分析装置９に加え、さらに、基準基板７０へのＸ線照射角度と基準基板７０より発生する蛍光Ｘ線３６の強度とを演算することにより、Ｘ線照射角度φの臨界角を算出する臨界角算出手段６５と、臨界角算出手段６５により算出する臨界角に基づき、試料ＳへのＸ線照射角度を補正するＸ線照射角度補正手段６６とを備えている。
【０１１０】
第７実施形態の斜入射蛍光Ｘ線分析装置１０の動作について説明する。斜入射蛍光Ｘ線分析装置１０は、まず図１９に示すフロー図のステップの順に動作する。ステップＳ２Ａ〜Ｓ１０は前記の図１７と同じステップであり、ステップＳＡ１〜Ｓ１３は前記の図１４と同じステップである。
【０１１１】
第７実施形態の斜入射蛍光Ｘ線分析装置１０の動作において、未知試料測定時の試料へのＸ線照射位置と照射角度の自動調整は、前記の第４実施形態の図１２のステップと同一である。
【０１１２】
第７実施形態の斜入射蛍光Ｘ線分析装置１０によれば、第６実施形態の斜入射蛍光Ｘ線分析装置９に加え臨界角算出手段６５とＸ線照射角度補正手段６６とを備えているので、第６実施形態の作用効果に加え、複数のＸ線管３１、９１から選択したＸ線管３１または９１を使用するときでもＸ線管３１または９１を交換する毎に、臨界角算出手段６５によって算出した臨界角を用いてＸ線照射角度をＸ線照射角度補正手段６６によって補正し再設定することにより、より精密に選択したＸ線管３１または９１からの照射Ｘ線３４の試料Ｓへの照射位置および照射角度を自動調整することができ、より高感度、高精度の分析を行うことができる。
【０１１３】
前記した第３〜第７実施形態の斜入射蛍光Ｘ線分析装置では試料ホルダ１を備えているが、試料ホルダ１に替えて試料ホルダ２を備えてもよく、同様の作用効果を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【０１１４】
【図１Ａ】本発明の第１実施形態の試料ホルダの斜視図である。
【図１Ｂ】同試料ホルダの上面図である。
【図１Ｃ】図１ＢのＩ−Ｉ線断面図である。
【図２】本発明の第２実施形態の試料ホルダの概略斜視図である。
【図３】本発明の第３実施形態の斜入射蛍光Ｘ線分析装置を示す概略図である。
【図４】同上の分析装置の測定部を示す概略図である。
【図５】同上の分析装置の測定部の正面断面図である。
【図６】同上の分析装置の測定部の検出器保持部から下部の平面図である。
【図７】同上の分析装置のＸ線源位置、分光素子位置および角度調整の基本動作説明図である。
【図８】同上の分析装置の一次Ｘ線の試料への照射位置および照射角度を自動調整するステップ動作フロー図である。
【図９】本発明の第４実施形態の斜入射蛍光Ｘ線分析装置を示す概略図である。
【図１０Ａ】同上の分析装置の試料ターレットの平面図である。
【図１０Ｂ】同上の分析装置の図１０ＡのＩＩ−ＩＩ線断面図である。
【図１１】同上の分析装置のオフセット量を記憶するステップ動作フロー図である。
【図１２】同上の分析装置の未知試料測定時の動作フロー図である。
【図１３】本発明の第５実施形態の斜入射蛍光Ｘ線分析装置を示す概略図である。
【図１４】同上の分析装置のオフセット量を記憶するステップ動作フロー図である。
【図１５】同上の分析装置での臨界角の説明図である。
【図１６】本発明の第６実施形態の斜入射蛍光Ｘ線分析装置を示す概略図である。
【図１７】同上の分析装置のオフセット量を記憶するステップ動作フロー図である。
【図１８】本発明の第７実施形態の斜入射蛍光Ｘ線分析装置を示す概略図である。
【図１９】同上の分析装置のオフセット量を記憶するステップ動作フロー図である。
【符号の説明】
【０１１５】
１、２  試料ホルダ
３  Ｘ線源
４  測定部
６、７、８、９、１０  斜入射蛍光Ｘ線分析装置
１１、２１  環状の側部
１３、２３  底部
１４  試料載置台
１５  高さ調整具
１８、２８  本体
２４  ゲル粘土（付着力を有する可塑性物）
３３  分光素子
３２  Ｘ線
３４  １次Ｘ線
３６  蛍光Ｘ線
３７  検出器
３８  反射Ｘ線
４０  押圧手段
４５  当接手段
４６  保持部
４７  試料当接部（セラミックスボール）
５５  Ｘ線管位置調整手段
５６  制御手段
５７  分光素子位置調整手段
５８  分光素子角度調整手段
６０  分析条件設定手段
６１  Ｘ線管オフセット距離記憶手段
６２  分光素子オフセット距離記憶手段
６３  分光素子オフセット角度記憶手段
６５  臨界角算出手段
７０  基準基板  
９２  選択手段
１０４、２０４  当接面
Ｌ  Ｘ線通路
Ｒ  検出器の視野領域
Ｓ  試料
【図１Ａ】
2008058300.tif 000003
【図１Ｂ】
2008058300.tif 000004
【図１Ｃ】
2008058300.tif 000005
【図２】
2008058300.tif 000006
【図３】
2008058300.tif 000007
【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０Ａ】
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【図１０Ｂ】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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