(57)【要約】【課題】  装置を小型化することができると共に大面積試料であっても効率的に測定が可能な蛍光Ｘ線分析装置及び蛍光Ｘ線分析方法を提供すること。【解決手段】  試料台２と、Ｘ線源と、検出器と、Ｘステージと、Ｙステージと、θステージと、遮蔽容器８とを備え、一次Ｘ線の照射位置Ｐが、可動中心Ｏから外れて設定され、θステージを可動させない状態でＸステージ及びＹステージを可動させた際の一次Ｘ線の照射可能な照射領域ＳＡが、可動中心を通るＸ方向の仮想分割線Ｂ１及びＹ方向の仮想分割線Ｂ２を境にして試料台の表面を４つに分けた分割領域Ａ１〜Ａ４のうち照射位置が配される一つに設定され、θステージが、試料台を９０°毎に回動させて照射領域となる分割領域を切り換え可能である。【選択図】図１
2016099308.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
試料を設置可能な載置面を有する試料台と、前記試料に対して一次Ｘ線を照射する照射位置の直上に配され前記試料に対して一次Ｘ線を照射するＸ線源と、前記一次Ｘ線を照射された前記試料から発生する蛍光Ｘ線を検出する検出器と、前記試料台を前記載置面と平行な一方向であるＸ方向に移動可能なＸステージと、前記試料台を前記載置面と平行でＸ方向に直交するＹ方向に移動可能なＹステージと、前記載置面の中心に回転中心を有し前記載置面に直交する回転軸周りに前記試料台を回動可能なθステージと、前記試料台、前記Ｘ線源、前記検出器、前記Ｘステージ、前記Ｙステージ及び前記θステージを少なくとも収納した遮蔽容器とを備え、
前記一次Ｘ線の照射位置が、前記Ｘステージ及び前記Ｙステージの可動中心から外れて設定され、
前記一次Ｘ線の照射可能な照射領域が、前記θステージを可動させない状態で前記Ｘステージ及び前記Ｙステージを可動させた際の前記可動中心を通るＸ方向の仮想分割線及びＹ方向の仮想分割線を境にして前記試料の表面を４つに分けた分割領域のうち前記照射位置が配される１つの領域に設定され、
前記θステージが、前記試料台を９０°毎に回動させて前記照射領域となる前記分割領域を切り換え可能であることを特徴とする蛍光Ｘ線分析装置。
【請求項２】
請求項１に記載の蛍光Ｘ線分析装置において、
前記試料台が、正方形状であり、
前記試料台における一辺の半分の長さをａとすると共に、前記Ｘステージ及び前記Ｙステージの可動範囲長をＬとしたとき、前記可動範囲長Ｌが３ａに設定され、
前記Ｘステージ及び前記Ｙステージの可動中心が、前記回転中心と一致され、
前記照射位置が、前記Ｘステージ及び前記Ｙステージの可動中心からＸ方向に−（１／６）×Ｌ、Ｙ方向に＋（１／６）×Ｌの位置に設定されていることを特徴とする蛍光Ｘ線分析装置。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の蛍光Ｘ線分析装置において、
前記遮蔽容器が、前記試料の搬入出口を有し、
前記搬入出口が、前記遮蔽容器の前記照射位置に最も近い側面に設けられていることを特徴とする蛍光Ｘ線分析装置。
【請求項４】
請求項１から３のいずれか一項に記載の蛍光Ｘ線分析装置において、
前記照射領域となった前記分割領域を撮像する撮像部と、
前記撮像部で撮像した画像を表示するディスプレイ部と、
前記θステージによる前記切り換え時に前記撮像部で撮像した４つの前記分割領域の各画像を前記ディスプレイ部に並べて前記試料台の表面全体の合成画像として表示させる画像処理部とを備え、
前記画像処理部が、４つの前記分割領域の各画像を前記照射領域となった際の前記θステージの前記回転と同じ回転量で逆方向に回転させて前記合成画像とすることを特徴とする蛍光Ｘ線分析装置。
【請求項５】
請求項１から４のいずれか一項に記載の蛍光Ｘ線分析装置において、
前記試料台を収納した前記遮蔽容器のＸ方向及びＹ方向の内面の一辺の長さが、最小で前記試料台の一辺の長さの１．５倍であることを特徴とする蛍光Ｘ線分析装置。
【請求項６】
蛍光Ｘ線分析装置による蛍光Ｘ線分析方法であって、前記蛍光Ｘ分析装置が、試料を設置可能な載置面を有する試料台と、前記試料に対して一次Ｘ線を照射する照射位置の直上に配され前記試料に対して一次Ｘ線を照射するＸ線源と、前記一次Ｘ線を照射された前記試料から発生する蛍光Ｘ線を検出する検出器と、前記試料台を前記載置面と平行な一方向であるＸ方向に移動可能なＸステージと、前記試料台を前記載置面と平行でＸ方向に直交するＹ方向に移動可能なＹステージと、前記載置面の中心に回転中心を有し前記載置面に直交する回転軸周りに前記試料台を回動可能なθステージと、前記試料台、前記Ｘ線源、前記検出器、前記Ｘステージ、前記Ｙステージ及び前記θステージを少なくとも収納した遮蔽容器とを備え、
前記試料台に前記試料を設置する過程と、
前記一次Ｘ線の照射位置を、前記Ｘステージ及び前記Ｙステージの可動中心から外して設定する過程と、
前記一次Ｘ線の照射可能な照射領域を、前記θステージを可動させない状態で前記Ｘステージ及び前記Ｙステージを可動させた際の前記可動中心を通るＸ方向の仮想分割線及びＹ方向の仮想分割線を境にして前記試料台の表面を４つに分けた分割領域のうち前記照射位置が配される１つの領域に設定する過程と、
前記θステージにより、前記試料台を９０°毎に回動させて前記照射領域となる前記分割領域を切り換えて測定を行う過程とを有していることを特徴とする蛍光Ｘ線分析方法。
【請求項７】
請求項６に記載の蛍光Ｘ線分析方法において、
前記試料台が、正方形状であり、
前記試料台における一辺の半分の長さをａとすると共に、前記Ｘステージ及び前記Ｙステージの可動範囲長をＬとしたとき、前記可動範囲長Ｌを３ａに設定し、
前記Ｘステージ及び前記Ｙステージの可動中心を、前記回転中心と一致させ、
前記照射位置を、前記Ｘステージ及び前記Ｙステージの可動中心からＸ方向に−（１／６）×Ｌ、Ｙ方向に＋（１／６）×Ｌの位置に設定することを特徴とする蛍光Ｘ線分析方法。
【請求項８】
請求項６又は７に記載の蛍光Ｘ線分析方法において、
前記蛍光Ｘ線分析装置が、前記照射領域となった前記分割領域を撮像する撮像部と、
前記撮像部で撮像した画像を表示するディスプレイ部とを備え、
前記θステージによる前記切り換え時に前記撮像部で撮像した４つの前記分割領域の各画像を前記ディスプレイ部に並べて前記試料台の表面全体の合成画像として表示させる過程と、
４つの前記分割領域の各画像を前記照射領域となった際の前記θステージの前記回転と同じ回転量で逆方向に回転させて前記合成画像とする過程とを有していることを特徴とする蛍光Ｘ線分析方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、有害物質の検出等が可能で製品のスクリーニング等あるいはメッキ等の膜厚測定に使用される蛍光Ｘ線分析装置及びこれを用いた蛍光Ｘ線分析方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
蛍光Ｘ線分析は、Ｘ線源から出射されたＸ線を試料に照射し、試料から放出される特性Ｘ線である蛍光Ｘ線をＸ線検出器で検出することで、そのエネルギーからスペクトルを取得し、試料の定性分析若しくは定量分析又は膜厚測定を行うものである。この蛍光Ｘ線分析は、試料を非破壊で迅速に分析可能なため、工程・品質管理などで広く用いられている。近年では、高精度化・高感度化が図られて微量測定が可能になり、特に材料や複合電子部品などに含まれる有害物質の検出を行う分析手法として普及が期待されている。
【０００３】
従来、蛍光Ｘ線分析の装置では、例えば、図５に示すように、試料Ｓを載置する試料台２をＸ方向に移動可能なＸステージ（図示略）と、試料台２をＹ方向に移動可能なＹステージ（図示略）と、これらＸステージ及びＹステージを収納して試料測定時に作業者の被爆を防止又は抑制するためのＸ線遮蔽エンクロージャ１０８とを備えている。この装置では、Ｘステージ及びＹステージの可動範囲を含めた大きさを確保したＸ線遮蔽エンクロージャ１０８が必要になる。
【０００４】
また、例えば特許文献１に、全反射型の蛍光Ｘ線分析装置であるが、円板状の試料を載置する試料台をＸ方向に移動可能なＸステージと、試料台をＹ方向に移動可能なＹステージと、試料台をＸステージ及びＹステージに対して鉛直な回転軸周りに回転可能なθステージとを備えた装置が提案されている。この装置では、例えば所望の測定部位が試料の中心よりも左にあり一次Ｘ線の照射位置が右にある場合には、θステージで試料を水平面で適宜回転（例えば１８０度）させ、所望の測定部位が試料の中心よりも右に位置するように移動させることで、所望の測定部位を一次Ｘ線が照射される位置に配している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００２−５８５８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上記従来の技術には、以下の課題が残されている。
すなわち、従来の蛍光Ｘ線分析装置では、特に電子プリント基板のような大面積試料を測定する場合、試料全面を測定するためにＸステージ及びＹステージの可動範囲を大きくする必要があった。例えば、図５に示すように、試料Ｓの面積に対応した広い可動範囲Ｈ１が必要となり、試料面積の４倍の試料ステージ可動範囲が必要になると共にＸ線遮蔽エンクロージャ１０８が大型化し、装置の設置占有面積が大きくなって装置の設置場所を確保することが困難になるという不都合があった。また、設置場所が確保できた場合でも、装置の試料格納扉が大きくなり、その開閉作業が作業者の負担となっていた。この課題を解決するために、Ｘ線発生系や検出系が配置されている測定ヘッド側を可動にして装置占有面積を小さくする手段も考えられるが、測定ヘッドの移動機構が大型になり、装置コストが高くなると共に、測定位置が安定しない等の問題があった。
また、上記特許文献１の装置では、θステージを設けることで円板状の試料を回転させ、ＸステージやＹステージの移動だけでは一次Ｘ線が照射できない部位を、一次Ｘ線の照射位置まで移動させている。しかしながら、この装置では、円形状の試料を測定するため、試料が反対側に向くように単に１８０度回転させているだけのため、電子プリント基板のような大面積試料を測定する場合に効率的な測定ができないという不都合があった。特に、可動範囲が小さいＸステージ及びＹステージを採用して装置を小型化した場合、θステージを適当に回転させるだけでは、試料全面にわたって効率的に測定を行うことができなかった。
さらに、特許文献１の装置では、一次Ｘ線を斜め方向から試料に照射する全反射型であるためにＸ線源を試料の直上から外して設置する必要があり、Ｘ線源を収納するためにＸ線遮蔽エンクロージャを水平方向にさらに大型化しなければならない不都合があった。
【０００７】
本発明は、前述の課題に鑑みてなされたもので、装置を小型化することができると共に大面積試料であっても効率的に測定が可能な蛍光Ｘ線分析装置及び蛍光Ｘ線分析方法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】
【０００８】
本発明は、前記課題を解決するために以下の構成を採用した。すなわち、第１の発明に係る蛍光Ｘ線分析装置は、試料を設置可能な載置面を有する試料台と、前記試料に対して一次Ｘ線を照射する照射位置の直上に配され前記試料に対して一次Ｘ線を照射するＸ線源と、前記一次Ｘ線を照射された前記試料から発生する蛍光Ｘ線を検出する検出器と、前記試料台を前記載置面と平行な一方向であるＸ方向に移動可能なＸステージと、前記試料台を前記載置面と平行でＸ方向に直交するＹ方向に移動可能なＹステージと、前記載置面の中心に回転中心を有し前記載置面に直交する回転軸周りに前記試料台を回動可能なθステージと、前記試料台、前記Ｘ線源、前記検出器、前記Ｘステージ、前記Ｙステージ及び前記θステージを少なくとも収納した遮蔽容器とを備え、前記一次Ｘ線の照射位置が、前記Ｘステージ及び前記Ｙステージの可動中心から外れて設定され、前記一次Ｘ線の照射可能な照射領域が、前記θステージを可動させない状態で前記Ｘステージ及び前記Ｙステージを可動させた際の前記可動中心を通るＸ方向の仮想分割線及びＹ方向の仮想分割線を境にして前記試料の表面を４つに分けた分割領域のうち前記照射位置が配される１つの領域に設定され、前記θステージが、前記試料台を９０°毎に回動させて前記照射領域となる前記分割領域を切り換え可能であることを特徴とする。
【０００９】
この蛍光Ｘ線分析装置では、一次Ｘ線の照射可能な照射領域が、θステージを可動させない状態でＸステージ及びＹステージを可動させた際の可動中心を通るＸ方向の仮想分割線及びＹ方向の仮想分割線を境にして試料の表面を４つに分けた分割領域のうち照射位置が配される１つの領域に設定され、θステージが、試料台を９０°毎に回動させて照射領域となる分割領域を切り換え可能であるので、装置全体の小型化と大面積試料の効率的測定とを両立させることが可能になる。すなわち、照射領域となる分割領域を試料台を９０°毎に回動させて順次切り換えて測定することで、可動範囲の小さい小型のステージであっても大面積試料の全面を効率的に測定することができる。
なお、Ｘ線源が試料の直上に配されているので、Ｘ線源が試料の直上から外側に配されている特許文献１の場合のように、Ｘ線源のために遮蔽容器を水平方向に大型化する必要がない。
【００１０】
第２の発明に係る蛍光Ｘ線分析装置は、第１の発明において、前記試料を正方形状とした場合、前記試料における一辺の半分の長さをａとすると共に、前記Ｘステージ及び前記Ｙステージの可動範囲長をＬとしたとき、前記可動範囲長Ｌが３ａに設定され、前記Ｘステージ及び前記Ｙステージの可動中心が、前記回転中心と一致され、前記照射位置が、前記Ｘステージ及び前記Ｙステージの可動中心からＸ方向に−（１／６）×Ｌ、Ｙ方向に＋（１／６）×Ｌの位置に設定されていることを特徴とする。
すなわち、この蛍光Ｘ線分析装置では、上記のように照射領域と照射位置との寸法及び位置関係を設定することで、正方形状の試料に適した小型化したＸステージ及びＹステージの可動範囲に対応させて、効率的に全面を測定することが可能になる。
【００１１】
第３の発明に係る蛍光Ｘ線分析装置は、第１又は第２の発明において、前記遮蔽容器が、前記試料の搬入出口を有し、前記搬入出口が、前記遮蔽容器の前記照射位置に最も近い側面に設けられていることを特徴とする。
すなわち、この蛍光Ｘ線分析装置では、前記搬入出口が、前記遮蔽容器の前記照射位置に最も近い側面に設けられているので、試料の搬入出がしやすくなって試料設置時の位置合わせも容易になる。また、前記搬入出口を閉じた状態では、前記遮蔽容器は密閉状態となり、蛍光Ｘ線分析を行っている間も作業者の被爆を防止又は抑制することができる。
【００１２】
第４の発明に係る蛍光Ｘ線分析装置は、第１から第３の発明のいずれかにおいて、前記照射領域となった一つの前記分割領域を撮像する撮像部と、前記撮像部で撮像した画像を表示するディスプレイ部と、前記θステージによる前記切り換え時に前記撮像部で撮像した４つの前記分割領域の各画像を前記ディスプレイ部に並べて前記試料の表面全体の合成画像として表示させる画像処理部とを備え、前記画像処理部が、４つの前記分割領域の各画像を前記照射領域となった際の前記θステージの前記回転と同じ回転量で逆方向に回転させて前記合成画像とすることを特徴とする。
すなわち、この蛍光Ｘ線分析装置では、画像処理部が、４つの分割領域の各画像を照射領域となった際のθステージの回転と同じ回転量で逆方向に回転させて合成画像とするので、測定時に回転して撮像された画像を元の向きに戻して並べて合成することで、試料の表面全体を回転前の正常な向きで表示することができる。これにより、測定者は、合成画像に対応させた座標を参照することができ、合成画像上で指定された測定点の座標と、測定時の実際の試料上の座標との関係に基づいて、実際の試料上の測定点を容易に決定することが可能になる。
【００１３】
第５の発明に係る蛍光Ｘ線分析装置は、第１から第４の発明のいずれかにおいて、前記試料台を収納した前記遮蔽容器のＸ方向及びＹ方向（Ｘ−Ｙ方向）の内面の一辺の長さが、最小で前記試料台の一辺の長さの１．５倍であることを特徴とする。
すなわち、この蛍光Ｘ線分析装置では、照射領域となる４つの分割領域を試料台を９０°毎に回動させて順次切り換えて測定するため、１つの当該領域のＸ−Ｙ方向と同じ移動量があれば同領域の全面を効率的に測定可能である。従って、Ｘ−Ｙ方向において、試料台の１．５倍の範囲を移動可能とするために、同サイズの内壁間隔を最小とする遮蔽容器であればよい。
【００１４】
第６の発明に係る蛍光Ｘ線分析方法は、蛍光Ｘ線分析装置による蛍光Ｘ線分析方法であって、前記蛍光Ｘ分析装置が、試料を設置可能な載置面を有する試料台と、前記試料に対して一次Ｘ線を照射する照射位置の直上に配され前記試料に対して一次Ｘ線を照射するＸ線源と、前記一次Ｘ線を照射された前記試料から発生する蛍光Ｘ線を検出する検出器と、前記試料台を前記載置面と平行な一方向であるＸ方向に移動可能なＸステージと、前記試料台を前記載置面と平行でＸ方向に直交するＹ方向に移動可能なＹステージと、前記載置面の中心に回転中心を有し前記載置面に直交する回転軸周りに前記試料台を回動可能なθステージと、前記試料台、前記Ｘ線源、前記検出器、前記Ｘステージ、前記Ｙステージ及び前記θステージを少なくとも収納した遮蔽容器とを備え、前記試料台に前記試料を設置する過程と、前記一次Ｘ線の照射位置を、前記Ｘステージ及び前記Ｙステージの可動中心から外して設定する過程と、前記一次Ｘ線の照射可能な照射領域を、前記θステージを可動させない状態で前記Ｘステージ及び前記Ｙステージを可動させた際の前記可動中心を通るＸ方向の仮想分割線及びＹ方向の仮想分割線を境にして前記試料の表面を４つに分けた分割領域のうち前記照射位置が配される１つの領域に設定する過程と、前記θステージにより、前記試料台を９０°毎に回動させて前記照射領域となる前記分割領域を切り換えて測定を行う過程とを有していることを特徴とする。
【００１５】
第７の発明に係る蛍光Ｘ線分析方法は、第６の発明において、前記試料が、例えば正方形状であり、前記試料における一辺の半分の長さをａとすると共に、前記Ｘステージ及び前記Ｙステージの可動範囲長をＬとしたとき、前記可動範囲長Ｌを３ａに設定し、前記Ｘステージ及び前記Ｙステージの可動中心を、前記回転中心と一致させ、前記照射位置を、前記Ｘステージ及び前記Ｙステージの可動中心からＸ方向に−（１／６）×Ｌ、Ｙ方向に＋（１／６）×Ｌの位置に設定することを特徴とする。
【００１６】
第８の発明に係る蛍光Ｘ線分析方法は、第６又は第７の発明において、前記蛍光Ｘ線分析装置が、前記照射領域となった前記分割領域を撮像する撮像部と、前記撮像部で撮像した画像を表示するディスプレイ部とを備え、前記θステージによる前記切り換え時に前記撮像部で撮像した４つの前記分割領域の各画像を前記ディスプレイ部に並べて前記試料の表面全体の合成画像として表示させる過程と、４つの前記分割領域の各画像を前記照射領域となった際の前記θステージの前記回転と同じ回転量で逆方向に回転させて前記合成画像とする過程とを有していることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、以下の効果を奏する。
すなわち、本発明に係る蛍光Ｘ線分析装置及び蛍光Ｘ線分析方法によれば、θステージが、試料台を９０°毎に回動させて照射領域となる分割領域を切り換え可能であるので、装置全体の小型化と大面積試料の効率的測定とを両立させることが可能になる。したがって、装置の小型化に伴う小さいステージ面積で、大型試料の全面測定を効率的に行うことができると共に、装置コストを低減することも可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明に係る蛍光Ｘ線分析装置及び蛍光Ｘ線分析方法の一実施形態において、分割領域及び照射領域を説明するための平面図（ａ）と、可動中心からＸ／Ｙステージを少し移動させて、回転中心との位置関係を示す説明図（ｂ）である。
【図２】本実施形態において、蛍光Ｘ線分析装置を示す概略的な構成図である。
【図３】本実施形態において、試料、分割領域、照射領域及びステージの可動範囲長の寸法関係を示す説明図である。
【図４】本実施形態において、画像処理部による合成画像の表示方法を説明するための図である。
【図５】本発明に係る蛍光Ｘ線分析装置及び蛍光Ｘ線分析方法の従来例において、試料とステージの可動範囲とＸ線遮蔽エンクロージャとの位置関係を示す平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、本発明に係る蛍光Ｘ線分析装置及び蛍光Ｘ線分析方法の一実施形態を、図１から図４を参照しながら説明する。
【００２０】
本実施形態の蛍光Ｘ線分析装置１は、図１及び図２に示すように、試料Ｓを設置可能な載置面２ａを有する試料台２と、試料Ｓの直上に配され試料Ｓに対して一次Ｘ線Ｘ１を照射するＸ線源３と、一次Ｘ線Ｘ１を照射された試料Ｓから発生する蛍光Ｘ線Ｘ２を検出する検出器４と、試料台２を載置面２ａと平行な一方向であるＸ方向に移動可能なＸステージ５と、試料台２を載置面２ａと平行でＸ方向に直交するＹ方向に移動可能なＹステージ６と、載置面２ａの中心に回転中心Ｏ’を有し載置面２ａに直交する回転軸Ｃ周りに試料台２を回動可能なθステージ７と、試料台２、Ｘ線源３、検出器４、Ｘステージ５、Ｙステージ６及びθステージ７を少なくとも収納した遮蔽容器８とを備えている。
なお、Ｘステージ５及びＹステージ６の可動範囲の中心である可動中心Ｏと、θステージ７の回転中心Ｏ’とは、Ｘステージ５及びＹステージ６を可動範囲の中央に配置した際に一致している。
【００２１】
上記一次Ｘ線Ｘ１の照射位置Ｐは、可動中心Ｏから外れて設定されている。
また、上記θステージ７を可動させない状態でＸステージ５及びＹステージ６を可動させた際の一次Ｘ線Ｘ１の照射可能な照射領域ＳＡは、可動中心Ｏを通るＸ方向の仮想分割線Ｂ１及びＹ方向の仮想分割線Ｂ２を境にして試料Ｓの表面を４つに分けた分割領域Ａ１〜Ａ４のうち照射位置Ｐが配される一つに設定されている。
【００２２】
さらに、θステージ７は、試料台２を９０°毎に回動させて照射領域ＳＡとなる分割領域Ａ１〜Ａ４を切り換え可能となっている。
例えば、図１に示す場合では、照射位置Ｐが配された分割領域Ａ１が照射領域ＳＡとされる。すなわち、この照射領域ＳＡが、照射位置Ｐが分割領域Ａ１に配された状態におけるＸステージ５及びＹステージ６の可動範囲であり、図１に示すハッチング部分となる。この照射領域ＳＡは、試料Ｓの表面の１／４となる。
なお、符号θ１は、図１に示すように、照射位置Ｐを照射領域ＳＡの中心に配した状態で、θステージ７を回転させた際の試料Ｓ角部の回転軌道を示している。また、θステージ７とＸステージ５とＹステージ６とをそれぞれ可動させた際の可動範囲は、図１に示す符号Ｈ２の範囲となる。
【００２３】
また、この蛍光Ｘ線分析装置１は、照射領域ＳＡとなった分割領域Ａ１〜Ａ４を撮像する撮像部ＣＡと、撮像部ＣＡで撮像した画像を表示するディスプレイ部９と、θステージ７による前記切り換え時に撮像部ＣＡで撮像した４つの分割領域Ａ１〜Ａ４の各画像をディスプレイ部９に並べて試料Ｓの表面全体の合成画像として表示させる画像処理部１０とを備えている。
【００２４】
さらに、蛍光Ｘ線分析装置１は、検出器４に接続され検出器４からの信号を分析する分析器１１と、Ｘ線源３、検出器４、Ｘステージ５、Ｙステージ６、θステージ７、撮像部ＣＡ、ディスプレイ部９及び分析器１１に接続され、これらを制御する制御部１２とを備えている。
なお、照射位置Ｐを目視で確認可能にするために、可視光のガイド光を照射位置Ｐ又はその周囲に照射するガイド光照射機構（図示略）が、試料台２の上方に設けられている。
【００２５】
また、Ｘ線源３は、Ｘ方向及びＹ方向に直交したＺ方向（上下方向）に移動可能なＺステージ（図示略）に支持されている。
また、θステージ７は、手動で回動させても構わないが、制御部１２による制御によって自動で試料台２を９０°毎に回動するようにしても構わない。
なお、θステージ７は、Ｘステージ５及びＹステージ６の上に設置されている。これによって、θステージ７に対する重量の負担を軽減することができる。
【００２６】
上記試料Ｓは、例えば正方形状であり、電子プリント基板等である。なお、試料台２と試料Ｓとは、同じ寸法に（または試料台２が試料Ｓより大きく）設定している。
本実施形態における試料ＳとＸステージ５及びＹステージ６の可動範囲との寸法関係は、図３に示すように、試料Ｓにおける一辺の半分の長さをａとすると共に、Ｘステージ５及びＹステージ６の可動範囲長をＬとしたとき、可動範囲長Ｌが３ａに設定されている。なお、このとき試料Ｓの一辺（２ａ）は、（２／３）×Ｌとなる。
また、Ｘステージ５及びＹステージ６の可動中心Ｏは、Ｘステージ及びＹステージを可動範囲の中央から移動させない状態では回転中心Ｏ’と一致し、照射位置Ｐは、Ｘステージ５及びＹステージ６の可動中心ＯからＸ方向に−（１／６）×Ｌ、Ｙ方向に＋（１／６）×Ｌの位置に設定されている。
【００２７】
すなわち、図３に示すように、照射領域ＳＡとなる分割領域Ａ１の中心に照射位置Ｐを設定すると仮定すると、上記ａの３／２倍の距離をＸ方向又はＹ方向にＸステージ５又はＹステージ６を可動させることで、分割領域Ａ１の全体を測定することが可能になる。このように分割領域Ａ１は、試料Ｓの表面の１／４であり、他の分割領域Ａ２〜Ａ４は、９０°ずつ試料Ｓを回動させることで測定することができる。
なお、照射領域ＳＡの中心は試料台２の可動中心Ｏからａ／２だけＸ方向及びＹ方向にそれぞれシフトした位置であり、この位置が照射位置Ｐとなる。
【００２８】
上記遮蔽容器８は、試料Ｓの搬入出口８ａを有し、この搬入出口８ａは、遮蔽容器８の照射位置Ｐに最も近い側面に設けられている。
遮蔽容器８は、Ｘ線遮蔽エンクロージャであって、鉄板等で構成されている。
遮蔽容器８のＸ−Ｙ方向の内面の一辺の長さは、最小で試料台２の一辺の長さ（２ａ）の１．５倍（３ａ）である。
なお、本実施形態の遮蔽容器８と、従来のＸステージ及びＹステージだけの装置におけるＸ線遮蔽エンクロージャ１０８との占有面積を比較するために、従来のＸ線遮蔽エンクロージャ１０８の大きさを図１において二点鎖線で示している。
【００２９】
上記画像処理部１０は、４つの分割領域Ａ１〜Ａ４の各画像を照射領域ＳＡとなった際のθステージ７の回転と同じ回転量で逆方向に回転させて合成画像とする機能を有している。
上記Ｘ線源３は、照射位置Ｐの直上に配されていると共に、検出器４は、照射位置Ｐに対して斜め上方に配されている。
【００３０】
上記撮像部ＣＡは、ＣＣＤ等を搭載した観察用カメラであり、試料台２の上方に設置されており、試料台２上の試料Ｓを撮像可能である。
上記Ｘ線源３は、一次Ｘ線Ｘ１を照射可能なＸ線管球であって、管球内のフィラメント（陰極）から発生した熱電子がフィラメント（陰極）とターゲット（陽極）との間に印加された電圧により加速されターゲットのＷ（タングステン）、Ｍｏ（モリブデン）、Ｃｒ（クロム）などに衝突して発生したＸ線を一次Ｘ線Ｘ１としてベリリウム箔などの窓から出射するものである。
【００３１】
上記検出器４は、半導体検出素子（例えば、ｐｉｎ構造ダイオードであるＳｉ（シリコン）素子）（図示略）を備え、Ｘ線光子１個が入射すると、このＸ線光子１個に対応する電流パルスが発生するものである。この電流パルスの瞬間的な電流値が、入射した特性Ｘ線のエネルギーに比例している。また、検出器４は、半導体検出素子で発生した電流パルスを電圧パルスに変換、増幅し、信号として出力するように設定されている。
【００３２】
上記分析器１１は、上記信号から電圧パルスの波高を得てエネルギースペクトルを生成する波高分析器（マルチチャンネルアナライザー）である。
上記制御部１２は、ＣＰＵ等で構成されたコンピュータであり、上記画像処理部１０を内蔵し、分析結果をディスプレイ部９に表示する機能を有している。
【００３３】
次に、本実施形態の蛍光Ｘ線分析装置１を用いた蛍光Ｘ線分析方法について説明する。
まず、搬入出口８ａを開けガイド光に従って、試料台２に収まる範囲に試料Ｓを設置する。試料Ｓを設置した後、搬入出口８ａを閉塞して、蛍光Ｘ線分析を行う。
【００３４】
蛍光Ｘ線分析を行う際に、一次Ｘ線Ｘ１の照射位置Ｐは可動中心Ｏから外して設定されている。このとき、図１に示すように、例えば、４つの分割領域Ａ１〜Ａ４のうち分割領域Ａ１に照射位置Ｐを設定する。そして、θステージ７を可動させない状態でＸステージ５及びＹステージ６を可動させた際の一次Ｘ線Ｘ１の照射可能な照射領域ＳＡを、４つに分けた分割領域Ａ１〜Ａ４のうち照射位置が配される一つ（分割領域Ａ１）に設定する。
【００３５】
この状態で、Ｘステージ５及びＹステージ６だけを可動して照射領域ＳＡとされた分割領域Ａ１内で照射位置Ｐを測定点に位置合わせし、測定点に一次Ｘ線Ｘ１を照射することで、発生した蛍光Ｘ線Ｘ２を検出器４で検出して分割領域Ａ１での蛍光Ｘ線分析を行う。この際、撮像部ＣＡにおいて、分割領域Ａ１の画像を撮像しておく。
【００３６】
次に、Ｘステージ５及びＹステージ６を可動中心Ｏに戻し、可動中心Ｏと回転中心Ｏ’とを一致させた後、θステージ７により、試料台２を９０°に回動（例えば右回転）させて照射領域ＳＡとなる分割領域を分割領域Ａ１から分割領域Ａ２に切り換え、上記と同様に測定を行う。
【００３７】
続けて、再びＸステージ５及びＹステージ６を可動中心Ｏに戻し、θステージ７により、試料台２を再び９０°に右回転させて照射領域ＳＡとなる分割領域を分割領域Ａ２から分割領域Ａ３に切り換え、測定を行う。最後に、Ｘステージ５及びＹステージ６を可動中心Ｏに戻し、θステージ７により、試料台２をさらに９０°に右回転させて照射領域ＳＡとなる分割領域を分割領域Ａ３から分割領域Ａ４に切り換え、測定を行う。このように、θステージ７によって試料台２を９０°毎に回動させて順次分割領域Ａ１〜Ａ４を切り換えて測定を行うことで、試料Ｓの全面（４つの分割領域全て）について蛍光Ｘ線分析の測定を行う。
【００３８】
画像処理部１０は、θステージ７による前記切り換え時に撮像部ＣＡで撮像した４つの分割領域Ａ１〜Ａ４の各画像をディスプレイ部９に並べて試料Ｓの表面全体の合成画像としてディスプレイ部９に表示させるが、図４の（ａ）に示すように、４つの分割領域Ａ１〜Ａ４に分割された試料Ｓの場合、試料Ｓを回転させた状態のまま撮像した各分割領域Ａ１〜Ａ４の画像をそのまま同じ位置に並べて表示すると、図４の（ｂ）に示すように、回転していない分割領域Ａ１以外の分割領域Ａ２〜Ａ４は画像の向きが正しくない。なお、図４では、画像の向きがわかりやすくなるように、各画像中に対応する分割領域の符号と、各分割領域にわたって延在する線とを図示している。
【００３９】
画像処理部１０は、各画像の向きを元に戻すため、４つの分割領域Ａ１〜Ａ４の各画像を照射領域ＳＡとなった際のθステージ７の回転と同じ回転量で逆方向に回転させて合成画像とする。
すなわち、図４の（ｃ）に示すように、試料Ｓを回転させていない際に撮像した分割領域Ａ１の画像は、そのまま回転させず、試料Ｓを右に９０°回動させた際に撮像した分割領域Ａ２の画像は、左に９０°回動させ、また試料Ｓを右に１８０°回動させた際に撮像した分割領域Ａ３の画像は、左に１８０°回動させ、さらに試料Ｓを右に２７０°回動させた際に撮像した分割領域Ａ３の画像は、左に２７０°回動させ、対応する位置に並べて合成画像する。そして、この合成画像をディスプレイ部９に表示する。
【００４０】
このように本実施形態の蛍光Ｘ線分析装置１では、θステージ７を可動させない状態でＸステージ５及びＹステージ６を可動させた際の一次Ｘ線Ｘ１の照射可能な照射領域ＳＡが、回転中心Ｏ’を通るＸ方向の仮想分割線Ｂ１及びＹ方向の仮想分割線Ｂ２を境にして試料Ｓの表面を４つに分けた分割領域Ａ１〜Ａ４のうち照射位置Ｐが配される一つに設定され、θステージ７が、試料台２を９０°毎に回動させて照射領域ＳＡとなる分割領域Ａ１〜Ａ４を切り換え可能であるので、装置全体の小型化と大面積試料の効率的測定とを両立させることが可能になる。すなわち、照射領域ＳＡとなる分割領域Ａ１〜Ａ４を試料台２を９０°毎に回動させて順次切り換えて測定することで、可動範囲の小さい小型のステージであっても大面積試料の全面を効率的に測定することができる。
【００４１】
蛍光Ｘ線分析を行う際に、前記４つの分割領域Ａ１〜Ａ４の全ての画像を取得し、画像処理部１０で作成した合成画像を元にディスプレイ部９に表示された試料画像上での測定点の指定、または試料台上の座標に従って測定を行うことができる。
【００４２】
また、上記のように照射領域ＳＡと照射位置Ｐとの寸法及び位置関係を設定することで、正方形状の試料Ｓに適した小型化したＸステージ５及びＹステージ６の可動範囲に対応させて、効率的に全面を測定することが可能になる。
また、搬入出口８ａが、遮蔽容器８の照射位置Ｐに最も近い側面に設けられているので、試料Ｓの搬入出がしやすくなって試料設置時の位置合わせも容易になる。また、搬入出口８ａを閉じることにより遮蔽容器８は密閉されるので、蛍光Ｘ線分析中の作業者の被爆を防止又は抑制することができる。
【００４３】
さらに、画像処理部１０が、４つの分割領域Ａ１〜Ａ４の各画像を照射領域ＳＡとなった際のθステージ７の回転と同じ回転量で逆方向に回転させて合成画像とするので、測定時に回転して撮像された画像を元の向きに戻して並べて合成することで、試料台２の表面全体を回転前の正常な向きで表示することができる。これにより、測定者は、合成画像に対応させた座標を参照することができ、合成画像上で指定された測定点の座標と、測定時の実際の試料台２上の座標との関係に基づいて、実際の試料台２上の測定点を容易に決定することが可能になる。
【００４４】
なお、本発明の技術範囲は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることが可能である。
【００４５】
例えば、上記実施形態では、波高分析器でＸ線のエネルギーと強度とを測定するエネルギー分散方式の蛍光Ｘ線分析装置に適用したが、蛍光Ｘ線を分光結晶により分光し、Ｘ線の波長と強度を測定する波長分散方式の蛍光Ｘ線分析装置に適用しても構わない。
また、遮蔽容器８の試料Ｓの搬入出口８ａは、照射位置Ｐに対して遠い側面に設けることもできる。この場合は、搬入出口を大きくとることができ、試料Ｓの位置調整が容易となる。
【符号の説明】
【００４６】
１…蛍光Ｘ線分析装置、２…試料台、２ａ…載置面、３…Ｘ線源、４…検出器、５…Ｘステージ、６…Ｙステージ、７…θステージ、８…遮蔽容器、８ａ…搬入出口、９…ディスプレイ部、１０…画像処理部、Ａ１〜Ａ４…分割領域、Ｂ１…Ｘ方向の仮想分割線、Ｂ２…Ｙ方向の仮想分割線、Ｃ…回転軸、ＣＡ…撮像部、Ｏ…可動中心、Ｏ’…回転中心、Ｐ…照射位置、Ｓ…試料、ＳＡ…照射領域、Ｘ１…一次Ｘ線、Ｘ２…蛍光Ｘ線
【図１】
2016099308.tif 000003
【図２】
2016099308.tif 000004
【図３】
2016099308.tif 000005
【図４】
2016099308.tif 000006
【図５】
2016099308.tif 000007