電子プローブマイクロアナライザ

electron-probe microanalyzer, EPMA

細く絞った電子線を試料表面に照射し、発生する特性X線を計測することにより、試料中の元素同定、定量、及び元素分布分析を行う装置。通常、走査電子顕微鏡と同様の電子光学系が用いられるので、二次電子像や反射電子像観察が可能であるが、光学顕微鏡(OM)も内蔵し視野位置を決定するのが大きな特徴である。X線分光には複数の波長分散型分光器(WDS)が同時に用いられ、分析効率の向上が図られている。エネルギー分解能は、エネルギー分散形分光器(EDS)は130eV程度であるのに対し、WDSでは10eV程度であり、一部の元素は電子状態の分析も可能である。微小領域の定量に優れ、元素の検出限界は数10ppm、定量誤差は±1%程度も可能である。バルク試料の分析領域はおよそ1μm程度であるが、最近は0.1μm程度の微小な領域の分析を目的として、FE電子銃を搭載するようになってきている。

An instrument that performs element identification, quantitative element analysis and element distribution analysis in a specimen by illuminating a specimen surface with a fine electron probe and measuring characteristic X-rays generated. Since the "electron-probe microanalyzer (EPMA)" usually has an electron optical system similar to a SEM, backscattered electron images and secondary electron images are used for searching a specimen position to be analyzed. An optical microscope is also installed in an EPMA for searching a specimen position. Multiple wave-dispersive spectrometers (WDS) are incorporated in the EPMA for spectroscopic analysis of characteristic X-rays to achieve a high detection efficiency. The energy resolution of WDS is about 10 eV, whereas that of an energy dispersive spectrometer (EDS) is about 130 eV. The EPMA with the WDS is possible to conduct electronic structure analysis for favorable cases. The EPMA has a high performance of a detection limit of several tens of ppm and an error of 1% for quantitative composition analysis. The minimum specimen area to be analyzed is about 1 μm in diameter. A recent instrument equipped with an FE gun enables composition analysis of a specimen area of 0.1 μm in diameter.