[发明专利]X射线源和荧光X射线分析装置

说明书

技术领域

本发明涉及放射特性X射线的X射线源和使用该射线源的荧光X射线分析装置。

背景技术

普通的X射线源通过将用高压加速的电子入射到作为阳极的靶，放射轫致(日文：制動)X射线和靶特有的特性X射线(例如日本国专利公开2004-28845号公报，第4～第5页，图1～图2)。

轫致X射线的能谱连续且由白色构成，其频谱分布因入射的电子能量而变化；特性X射线不依赖于电子能量，为靶固有的单一能量分布的单色。荧光X射线分析测量将特性X射线入射到试样时放射的荧光X射线的信号能量分布，鉴定试样中的元素的种类、量，但利用为提高分析性能而钻研的各种X射线源。

荧光X射线分析装置中，通过利用具有已知频谱的特性X射线激励试样，容易区分荧光X射线的信号和入射X射线的散射(噪声分量)，可作S/N比(信噪比)高的元素分析，所以试行使X射线源放射的X射线频谱为接近单色的频谱的试验，并且其一部分达到实用。

图29是示出利用上述特性X射线的高分辨率的荧光X射线分析装置的一般组成例的图。这里，构成使用普通的X射线源1，将该X射线源1放射的作为连续能谱的1次X射线的连续X射线2入射到副靶3，使其放射特性X射线，通过设置在外部的准直透镜5，照射到试样6，使试样6的表面的元素受到激励而发出荧光X射线7，并且用X射线检测器8检测出该荧光X射线7。

此组成的特性X射线的放射方式中，必须将X射线源1和副靶3分开设置。连续X射线2往全周方向、即4π方向放射，其强度与距离的平方成反比地减小，所以已有的组成中，X射线源2放射的连续X射线照射副靶3的效率低，为了提高副靶3放射的X射线4的强度，需要具有输出大的X射线源1。因而，高分辨率的荧光X射线分析装置大型化，耗电增大，X射线屏蔽规模增加；结果，导致成本增加，成为强化对普及的制约的主要原因(例如，“荧光X射线分析的现状和展望”，中井泉，应用物理，第74卷，第4号，2005年，第455页～第456页)。

图30是示出近年显著用于检查作为试样6的半导体晶圆表面污染的全反射荧光X射线分析(TXRF)，但特性X射线4需要以对半导体晶圆表面尽量恒定而且小于等于0.1度的非常小的角度入射，所以适合包含例如扇状的扇射束的片射束形状。

上述高分辨率的荧光X射线分析装置中，提供能高效率产生特性X射线4的X射线源1成为重要课题。试样副靶3的组成在将非所需分量(噪声)的混入比率抑制得低并使特性X射线4维持高单色性地放射方面，是有效的方法，但已有方法的组成将副靶3放在X射线源1的外部，连续X射线2被往全方向(4π方向)放射，所以按距离的平方衰减，激励副靶3用的连续X射线2的利用率降低。X射线源1的外部还需要配置副靶3和单色滤波器的空间，所以形成系统大型化的问题。

作为此从属影响，需要将副靶3至试样6的距离设定得长，所以为了确保特性X射线4对试样6的强度，要求应用强度大的X射线源，因而成为导致X射线的屏蔽规模增大、装置造价增加的主要原因。

另一方面，所放射X射线的频谱中极力不含非所需的噪声分量、进一步提供依据分析对象选择多个特性X射线的X射线源，这些也成为课题。

尤其是探求取得半导体领域中显著普及的高分辨率全反射荧光X射线分析中要求的低噪声、即高单色性、片状X射线束的X射线源。

本发明是鉴于上述方面而完成的，其目的在于提供一种X射线源和使用该X射线源的荧光X射线分析装置，该X射线源和使用该X射线源的荧光X射线分析装置能高效率产生特性X射线并抑制噪声分量混入到放射的特性X射线，而且容易取得适合例如全反射荧光X射线分析的片射束形状的特性X射线。

发明内容

本发明的X射线源，具备：产生电子束的电子枪；从所述电子枪入射电子束，而且使X射线穿透并放射的主靶；以及配置成叠在所述主靶上而且使所述主靶放射的X射线激励的特性X射线穿透并放射的副靶。

本发明的X射线源，具备：带有X射线透射窗的真空室；在所述真空室内产生电子束的电子枪；配置在所述真空室内，并从所述电子枪入射电子束并往反射方向放射X射线的主靶；以及在所述真空室内配置成与以所述主靶为中心的四周对置，并将由所述主靶放射的X射线激励的特性X射线往朝向所述X射线透射窗的反射方向放射的副靶。