[0001] 本发明涉及能够进行小型电子部件等试样中包含的金属元素的检测等的X射线分析装置和X射线分析方法。

[0002] 关于X射线分析，根据能够非破坏地对试样进行分析这样的特性，对小型电子部件等试样照射一次X射线(入射X射线)，对从试样放射的二次X射线(荧光X射线等)进行分析，被用于与试样有关的元素的定量分析、对多层构造的膜厚等进行分析的产品检查用途等。

[0003] 特别地，在产品检查用途的情况下，大多要求短时间地进行多个检查。

[0004] 例如，在专利文献1中记载了X射线分析装置，该X射线分析装置具有：X射线源，其能够对试样照射一次X射线；X射线检测部，其检测从试样产生的二次X射线；试样搬运部，其搬运试样；以及分析器，其按照每个能量对从X射线检测部输出的信号进行辨别，按照每个能量对入射次数进行计数，得到谱作为X射线强度，该X射线分析装置根据由分析器得到的谱的特定元素的能量的二次X射线强度和所设定的X射线强度的阈值，判断利用试样搬运部进行移动的试样是否正在通过一次X射线的照射位置。

[0005] 在该X射线分析装置中，根据由分析器得到的谱的特定元素的能量的二次X射线强度和所设定的X射线强度的阈值，判断利用试样搬运部进行移动的试样是否正在通过一次X射线的照射位置，因此，废除用于在一次X射线照射区域配置试样的位置调整机构、位置调整工艺，能够利用简单的结构连续地进行大量测定而不使小片的试样静止。

[0006] 专利文献1：日本特开2022‑13497号公报

[0007] 在上述现有的技术中留有以下的课题。

[0008] 在专利文献1的技术中，在一边连续地进给试样一边进行检查的情况下，需要设定试样的进给速度，以使载置有试样的检查对象区域通过一次X射线的照射点的时间与取得检查所需要的X射线量所需要的时间相同、或比该时间更长。因此，在考虑了检查对象区域通过照射点的时间与不是检查对象的部分(非检查对象区域)通过照射点的时间之间的比率的情况下，特别是在检查对象区域通过照射点的时间的比率小的情况下，不是检查对象的部分(非检查对象区域)通过照射点的时间成为速率控制，存在无法提高检查的效率这样的不良情况。特别地，在连续地检查大量的试样的情况下，检查的效率变差。

[0032] 下面，参照图1和图2对本发明的X射线分析装置和X射线分析方法的第1实施方式进行说明。

[0033] 如图1所示，第1实施方式的X射线分析装置1具有：试样载台5，其载置试样S；X射线源2，其对试样载台5上的照射点P照射一次X射线X1(入射X射线)；X射线检测器3，其检测从被照射一次X射线X1的试样S放射的二次X射线X2(荧光X射线、散射X射线等)，输出包含二次X射线X2的能量信息的信号；分析器4，其对信号进行分析；以及载台移动机构6，其能够使试样载台5相对于X射线源2和X射线检测器3进行移动而移动照射点P。

[0034] 如图1和图2所示，上述试样载台5具有载置有试样S的检查对象区域A1和未载置试样S的非检查对象区域A2。

[0035] 在照射一次X射线X1时，上述载台移动机构6使照射点P始终移动，进行照射点P的移动速度的控制，该控制使照射点P在非检查对象区域A2上移动时的照射点P的移动比照射点P在检查对象区域A1上移动时的照射点P的移动快。

[0036] 该载台移动机构6根据预先存储的检查对象区域A1和非检查对象区域A2的坐标位置进行所述移动速度的控制。

[0037] 此外，本实施方式的X射线分析装置1具有：一次X射线调整部7，其使向试样S照射的一次X射线X1的照射直径成形；以及数据处理部8，其与X射线分析器4连接。

[0038] 上述X射线源2位于比试样载台5靠上方的位置，是对试样载台5上的任意的照射点P1照射一次X射线X1的X射线管球。X射线源2例如使从管球内的灯丝(阴极)产生的热电子通过被施加给灯丝(阴极)与靶(阳极)之间的电压而加速，将与靶(W(钨)、Mo(钼)、Rh(铑)等)发生碰撞而产生的X射线作为一次X射线X1而从铍箔等的窗口出射。

[0039] 上述X射线检测器3位于比试样载台5靠上方的位置，并且与X射线源2分开。该X射线检测器3检测从试样S放射的二次X射线X2，输出包含该二次X射线X2的能量信息的信号。X射线检测器3例如是半导体检测器或比例计数管等能量分散型X射线检测器。另外，作为X射线检测器3，也可以使用波长分散型X射线检测器。

[0040] 上述分析器4与X射线检测器3连接，对所输出的信号进行分析。分析器4例如是根据上述信号得到电压脉冲的波高而生成能量谱的波高分析器(多通道分析仪)。

[0041] 上述试样载台5是载置于能够进行数值控制的单轴或单轴以上的多轴的线性载台的托盘，能够通过载台移动机构6在恒定的搬运方向上连续地移动。

[0042] 另外，关于试样载台5的表面材料，选择从试样S产生的二次X射线X2的能量和从试样载台5的表面产生的二次X射线X2的能量不会发生干涉的材料。例如，在试样S由铜(Cu)、镍(Ni)构成的情况下，试样载台5的表面的材料使用铝(Al)。另外，载置于试样载台5的试样S的移动的轨迹被配置成通过被照射一次X射线X1的照射点P。

[0043] 此外，试样载台5具有可载置区域A3，该可载置区域A3被设定为比试样S大，并且包含检查对象区域A1，能够载置试样S。

[0044] 上述可载置区域A3是形成于试样载台5(托盘)的表面的试样用坑。在作为该试样用坑的可载置区域A3内载置试样S。

[0045] 另外，在本实施方式中，载台移动机构6预先存储可载置区域A3的坐标位置作为检查对象区域A1，被设定为进行所述移动速度的控制。

[0046] 在本实施方式的X射线分析方法中，如上所述，通过载台移动机构6，如图2所示，进行照射点P的移动速度的控制，该控制使照射点P在非检查对象区域A2上移动时的照射点P的移动比照射点P在检查对象区域A1上移动时的照射点P的移动快。

[0047] 即，例如将小片状的试样S放置于试样载台5(托盘)的可载置区域A3(试样用坑)，通过载台移动机构6使试样载台5(托盘)在恒定的搬运方向上移动，以通过一次X射线X1的照射点P。

[0048] 此时，X射线源2对试样载台5垂直地照射一次X射线X1，该一次X射线X1的照射直径为与可载置区域A3(试样用坑)相同的程度，或比可载置区域A3(试样用坑)小，被设定为不会同时照射到相邻的可载置区域A3。

[0049] 上述可载置区域A3(试样用坑)的坐标值作为检查对象区域A1的坐标值而事先存储于载台移动机构6，将试样载台5的移动范围分割成可载置区域A3(检查对象区域A1)和除此以外的区域(非检查对象区域A2)，在各个区间中设定为不同的移动速度。

[0050] 根据试样S的搬运方向(移动方向)的长度L和X射线分析所需要的照射时间T，可载置区域A3(检查对象区域A1)的移动速度被设定为不超过L/T。此外，关于非检查对象区域A2的移动速度，在确保试样载台5的控制的精度的范围内选择最高的速度。

[0051] 这样，在本实施方式的X射线分析装置1中，载台移动机构6进行照射点P的移动速度的控制，该控制使照射点P在非检查对象区域A2上移动时的照射点P的移动比照射点P在检查对象区域A1上移动时的照射点P的移动快，因此能够减少一次X射线X1通过不需要检查(分析)的部分(非检查对象区域A2)所需要的时间，因此，与以恒定速度移动的情况相比，能够短时间地高效地实施检查。

[0052] 特别是，在使彼此隔开间隔地载置的大量试样S连续地通过一次X射线X1的照射点P而进行检查(分析)的情况下，通过在没有试样S的非检查对象区域A2将照射点P的移动速度调快，非检查对象区域A2越多，越能够得到检查时间的缩短效果。

[0053] 此外，载台移动机构6根据预先存储的检查对象区域A1和非检查对象区域A2的坐标位置进行移动速度的控制，因此，在预先决定的坐标位置载置试样S，能够明确地区分检查对象区域A1和非检查对象区域A2来变更移动速度。

[0054] 接着，下面参照图3～图5对本发明的X射线分析装置和X射线分析方法的第2和第3实施方式进行说明。另外，在以下的各实施方式的说明中，对与上述实施方式中说明的相同的结构要素标注相同的附图标记并省略其说明。

[0055] 第2实施方式和第1实施方式的不同之处在于，在第1实施方式中，载台移动机构6根据预先存储的检查对象区域A1和非检查对象区域A2的坐标位置进行所述移动速度的控制，与此相对，在第2实施方式的X射线分析装置21和X射线分析方法中，如图3和图4所示，载台移动机构6根据通过由摄像头部29进行摄像而得到的试样载台5上的图像数据求出的检查对象区域A1和非检查对象区域A2的位置进行所述移动速度的控制。

[0056] 即，第2实施方式的X射线分析装置21具有对试样载台5上进行摄像的摄像头部29。

[0057] 上述摄像头部29具有光学显微镜、CCD摄像头等，位于比试样载台1靠上方的位置，并且与X射线源2分开。

[0058] 摄像头部29将进行摄像而得到的图像数据发送到载台移动机构6，载台移动机构6根据图像数据，通过图像识别来识别试样S的位置。

[0059] 此外，在第2实施方式中，如图4所示，载台移动机构6根据图像数据，在可载置区域A3内，也根据载置有试样S的检查对象区域A1和未载置试样S的非检查对象区域A2的位置进行所述移动速度的控制，这点也与第1实施方式不同。

[0060] 即，在第1实施方式中，假设可载置区域A3(试样用坑)与检查对象区域A1相同来进行移动速度的控制，但是，实际上，试样S比可载置区域A3(试样用坑)小，因此，检查对象区域A1成为比可载置区域A3小的区域。因此，在第2实施方式中，在可载置区域A3(试样用坑)内，也更加详细地根据图像数据区分载置有试样S的检查对象区域A1和未载置试样S的非检查对象区域A2来进行移动速度的控制。

[0061] 这样，在第2实施方式的X射线分析装置21中，载台移动机构6根据通过由摄像头部29进行摄像而得到的试样载台5上的图像数据求出的检查对象区域A1和非检查对象区域A2的位置进行移动速度的控制，因此，即使在试样载台5上的任意位置载置试样S，也能够通过图像数据明确地区分检查对象区域A1和非检查对象区域A2来变更移动速度。

[0062] 此外，载台移动机构6根据图像数据，在可载置区域A3内，也根据载置有试样S的检查对象区域A1和未载置试样S的非检查对象区域A2的位置进行移动速度的控制，因此，通过图像数据，在可载置区域A3内也能够明确地区分检查对象区域A1和非检查对象区域A2来变更移动速度，能够更加高效。

[0063] 接着，第3实施方式和第1实施方式的不同之处在于：在第1实施方式中，试样载台5能够通过载台移动机构6在直线方向上连续地移动，与此相对，在第3实施方式的X射线分析装置31和X射线分析方法中，如图5所示，试样载台35为能够以中心轴线为中心进行旋转的圆盘状，检查对象区域A1沿着试样载台35的外周彼此隔开间隔地排列而设置有多个，载台移动机构36在旋转一圈的过程中，根据旋转角改变试样载台35的旋转速度，进行所述移动速度的控制。

[0064] 第3实施方式的试样载台35是以能够旋转的方式载置于基板35a的中央的圆盘状的转台。

[0065] 在该试样载台35中，沿着外周彼此隔开间隔地形成有多个作为试样用坑的可载置区域A3。

[0066] 此外，载台移动机构36与可载置区域A3的位置(在旋转一圈的过程中与可载置区域A3的位置对应的旋转角)对应地改变旋转速度，对圆盘状的试样载台35进行旋转驱动。

[0067] 在第3实施方式中，如以下那样进行X射线分析。

[0068] 首先，试样S从设置于基板35a的一侧的导入路35b被搬运到试样载台35，被导入到圆盘状的试样载台35的可载置区域A3内。

[0069] 接着，通过载台移动机构36使试样载台35旋转，试样S依次被导入到可载置区域A3内。

[0070] 然后，在试样S移动到照射点P并通过时，从X射线源2对试样S照射一次X射线X1，由此进行X射线分析。

[0071] 在X射线分析后，进一步通过载台移动机构36使试样载台35旋转，在试样S移动到设置于基板35a的另一侧的排出路35c时，从排出路35c向外部搬运。

[0072] 上述载台移动机构36在使试样载台5旋转时，可载置区域A3存在于旋转运动的特定的相位(在本实施方式中，按照特定的每个旋转角度而存在)，根据旋转运动的相位对速度进行控制。

[0073] 另外，关于基于旋转运动的相位而实现的旋转速度的调节，可以在载台移动机构36设置旋转编码器等而以电子方式进行，也可以设置凸轮机构等而以机械方式进行。

[0074] 这样，在第3实施方式的X射线分析装置中，载台移动机构36在旋转一圈的过程中，根据旋转角改变试样载台35的旋转速度，进行移动速度的控制，因此，即使是圆盘状的试样载台35，也能够容易地区分检查对象区域A1和非检查对象区域A2来变更移动速度。

[0075] 另外，本发明的技术范围不限于上述各实施方式，能够在不脱离本发明的主旨的范围内施加各种变更。

[0076] 例如，上述各实施方式例如是能量分散型的荧光X射线分析装置，但是，还能够将本发明应用于其他分析方式、例如波长分散型的荧光X射线分析装置、全反射荧光X射线分析装置。