JP2000162392A - Filter for soft x rays and soft x-ray measuring device - Google Patents

Filter for soft x rays and soft x-ray measuring device

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JP2000162392A
JP2000162392A JP33781798A JP33781798A JP2000162392A JP 2000162392 A JP2000162392 A JP 2000162392A JP 33781798 A JP33781798 A JP 33781798A JP 33781798 A JP33781798 A JP 33781798A JP 2000162392 A JP2000162392 A JP 2000162392A
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soft
ray
thin film
rays
wavelength
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Japanese (ja)
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Akira Mase
晃 間瀬
Atsushi Sakata
篤 坂田
Yasuhiko Nishimura
靖彦 西村
Hirozumi Azuma
博純 東
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Toyota Motor Corp
Toyota Central R&D Labs Inc
Toyota Macs Inc
Original Assignee
Toyota Motor Corp
Toyota Central R&D Labs Inc
Toyota Macs Inc
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To obtain a filter for soft X rays with sufficient wavelength selectivity and a soft X-ray measuring device by overlapping two types of thin films, namely a metal thin film and a non-metal thin film with different soft X-ray transmission characteristics. SOLUTION: Hard X rays are eliminated by a metal thin film as soft X-ray constituent, and soft X rays that could not be eliminated by a metal thin film and exceed a specific wavelength region are eliminated by a non-metal thin film, thus obtaining soft X rays at a narrow wavelength region. Metal such as Be, Al, Sc, Ti, and V is used as the raw material of a metal thin film. A thin film made of a macromolecular material such as polypropylene, polyethylene, and polyvinylchloride and a thin film made of such inorganic material as silicon nitride Si3N4 and silicon Si are used as the non-metal thin film. When Al thin film is used as the metal thin film, its film thickness is set to 0.01-0.2 μm. When polypropylene P and P thin film are used as the non-metal thin film, its film thickness is set to 1-5 μm. In the case of a filter where both of them are overlapped, improved transmission property is achieved with a wavelength of 4-7 mm.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、特定範囲内の波長
の軟X線のみを透過することができる軟X線用フィルタ
ー及び特定範囲内の波長の軟X線のみを測定するための
軟X線測定装置に関する。ここで、軟X線とは0.2n
m〜数十nm程度の波長のX線をいう。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a soft X-ray filter capable of transmitting only soft X-rays having a wavelength within a specific range and a soft X-ray filter for measuring only soft X-rays having a wavelength within a specific range. The present invention relates to a line measuring device. Here, soft X-ray is 0.2n
X-rays having a wavelength of about m to several tens nm.

【0002】[0002]

【従来の技術】軟X線を用いた分析は、生体、電子及び
材料の分野で広く利用されている。このような分析は、
分析すべき対象に軟X線を照射し出てきたX線を検出器
で検出することにより行われる。このような分析の際、
X線発生源から出射されるX線には軟X線以外の波長の
ものを含んでいる場合があるため、X線発生源から出射
されるX線から軟X線成分以外のものを除去する必要が
ある。そのため、従来X線発生源から出射したX線を軟
X線とするために、特開平5−297148号に示すよ
うにAl等の金属の薄膜からなる軟X線用フィルターを
使用していた。このような軟X線用フィルターは、紫外
光や硬X線に対しては反射し、軟X線に対しては高い透
過率を有している。したがって、X線発生源から出射し
たX線はこのようなフィルターを通ることにより軟X線
とすることができる。
2. Description of the Related Art Analysis using soft X-rays is widely used in the fields of living organisms, electronics, and materials. Such an analysis
This is performed by irradiating the object to be analyzed with soft X-rays and detecting the X-rays emitted by a detector. During such an analysis,
Since X-rays emitted from the X-ray source may include wavelengths other than soft X-rays, those other than soft X-ray components are removed from the X-rays emitted from the X-ray source. There is a need. Therefore, in order to convert the X-rays emitted from the X-ray source into soft X-rays, a filter for soft X-rays made of a thin film of a metal such as Al has been used as shown in JP-A-5-297148. Such a soft X-ray filter reflects ultraviolet light and hard X-rays and has a high transmittance for soft X-rays. Therefore, X-rays emitted from the X-ray source can be converted into soft X-rays by passing through such a filter.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
軟X線用フィルターでは、フィルターを透過した後の軟
X線に広範囲の波長成分が含まれ、充分な波長選択性が
得られないとう問題があった。充分な波長選択性が得ら
れないと高精度の分析が行えない原因となる。例えば、
生体生物の観察をする場合、分析に使用する軟X線は炭
化水素と水に対する透過率が大きく異なる2.2〜4.
4nmの水の窓領域の波長の軟X線を使用することが望
ましい。これは、この範囲以外で炭化水素と水ともに透
過率が大きい波長域例えば4〜7nmを含む軟X線で測
定を行うと、透過した物質が水なのか炭化水素なのかを
判定することが困難になる。したがって、高精度の分析
を行うためには、2.2〜4.4nmの波長成分を多く
含む軟X線で測定を行う必要がある。また、有機薄膜の
分析には4〜7nmの波長成分を多く含む軟X線を使う
ことが望ましい。これは、前述したのと同様の理由で、
7nm以上の波長成分が含まれている場合、有機物間の
透過率の差が出ず、分析が困難になるからである。
However, the conventional soft X-ray filter has a problem in that the soft X-ray transmitted through the filter contains a wide range of wavelength components, and sufficient wavelength selectivity cannot be obtained. Was. Unless sufficient wavelength selectivity is obtained, high-precision analysis cannot be performed. For example,
When observing living organisms, the soft X-rays used for analysis have significantly different transmittances for hydrocarbons and water.
It is desirable to use soft X-rays with a wavelength in the 4 nm water window region. This is because it is difficult to determine whether the transmitted substance is water or hydrocarbon when the measurement is performed using a soft X-ray including a wavelength region having a large transmittance for both hydrocarbon and water, for example, 4 to 7 nm. become. Therefore, in order to perform high-precision analysis, it is necessary to perform measurement using soft X-rays containing many wavelength components of 2.2 to 4.4 nm. Further, it is desirable to use soft X-rays containing a large number of wavelength components of 4 to 7 nm for the analysis of the organic thin film. This is for the same reasons as described above,
This is because if a wavelength component of 7 nm or more is contained, no difference in transmittance between organic substances is produced, and analysis becomes difficult.

【0004】そこで、本発明は、上記した問題点を解決
するためになされたものであり、その目的は、充分な波
長選択性を有する軟X線用フィルタ及び軟X線測定装置
を提供することにある。
The present invention has been made to solve the above-mentioned problems, and an object of the present invention is to provide a soft X-ray filter and a soft X-ray measuring device having a sufficient wavelength selectivity. It is in.

【0005】[0005]

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に本発明の軟X線用フィルターは、金属性の薄膜と、該
金属性の薄膜とは軟X線の透過特性が異なる非金属性の
薄膜との少なくとも2種類の薄膜を重ねあわせることに
より構成されることを特徴とする。
In order to solve the above-mentioned problems, a soft X-ray filter according to the present invention comprises a metallic thin film and a non-metallic thin film having soft X-ray transmission characteristics different from those of the metallic thin film. And at least two types of thin films are overlapped with each other.

【0006】一般に金属性の薄膜は、可視光領域の光
(電磁波)を反射し軟X線領域のX線については透過す
る性質を有する。また、軟X線領域においては、一部の
波長領域の軟X線はほとんど透過せず、それ以外の波長
領域については透過する性質を有する。金属薄膜の軟X
線波長域付近での透過特性を図15に示す。図15は横
軸にX線の波長、縦軸に透過率を示す。金属薄膜の透過
率は、透過率が最小となる点A(以下、A点という)で
最小値をとりA点より短い波長領域Cと、A点よりも長
い波長領域Bで軟X線を透過する。特にA点よりも波長
の長い波長領域Bにおいては、比較的広い範囲で高い透
過率を有する。
Generally, a metallic thin film has the property of reflecting light (electromagnetic waves) in the visible light region and transmitting X-rays in the soft X-ray region. In the soft X-ray region, soft X-rays in a part of the wavelength region are hardly transmitted, and the other wavelength regions are transmitted. Soft X of metal thin film
FIG. 15 shows transmission characteristics near the linear wavelength range. FIG. 15 shows the X-ray wavelength on the horizontal axis and the transmittance on the vertical axis. The transmittance of the metal thin film has a minimum value at a point A (hereinafter, referred to as point A) where the transmittance is minimum, and transmits soft X-rays in a wavelength region C shorter than the point A and a wavelength region B longer than the point A. I do. In particular, in a wavelength region B having a longer wavelength than the point A, the transmittance is high in a relatively wide range.

【0007】したがって、透過する軟X線の波長成分を
狭い範囲のものとしようとすれば、図15に示す波長領
域B側の軟X線を除去する必要がある。このため、本発
明の発明者は、金属薄膜に他のフィルターを重ねること
により透過する軟X線の範囲を狭いものとすることを検
討した。しかしながら、一般的に軟X線用フィルターと
して知られている金属薄膜のフィルターを重ねた場合、
金属が異なれば点Aの具体的な数値は異なるが、透過特
性としては近似するため、前述した波長領域Bの軟X線
を有効に除去することができない。
Therefore, if the wavelength component of the transmitted soft X-ray is to be in a narrow range, it is necessary to remove the soft X-ray in the wavelength region B shown in FIG. For this reason, the inventor of the present invention has studied to narrow the range of soft X-rays transmitted by superimposing another filter on the metal thin film. However, when a metal thin film filter generally known as a soft X-ray filter is stacked,
If the metal is different, the specific numerical value of the point A is different, but since the transmission characteristics are similar, the soft X-rays in the wavelength region B described above cannot be effectively removed.

【0008】そこで、本発明者らは、鋭意検討した結
果、非金属製の薄膜のフィルターでは、点Aよりも長い
波長領域Bにおいて、軟X線を透過させる範囲が狭いと
いう特性を有することが分かった。本発明の発明者ら
は、かかる知見に基づいて本発明をなしたのである。す
なわち、非金属性の薄膜の透過特性は、図16に示すよ
うに、透過率が最小となる点A’を有し、A’点より短
い波長領域C’と、A’点よりも長い波長領域B’で軟
X線を透過する点は金属薄膜と同じであるが、A’点よ
りも長い波長領域B’において比較的狭い波長範囲しか
軟X線を透過しないという特性を有する。特に図16に
示すD’点より波長の長い領域の透過率は殆ど0となっ
た。したがって、非金属性の薄膜のフィルターによっ
て、D’点以上の波長領域の軟X線を除去できる。
Accordingly, the present inventors have conducted intensive studies and found that a non-metal thin film filter has a characteristic that a soft X-ray transmission range is narrow in a wavelength region B longer than point A. Do you get it. The inventors of the present invention have made the present invention based on such findings. That is, as shown in FIG. 16, the transmission characteristic of the nonmetallic thin film has a point A ′ at which the transmittance is minimum, a wavelength region C ′ shorter than the point A ′, and a wavelength region longer than the point A ′. The point where soft X-rays are transmitted in the region B 'is the same as that of the metal thin film, but has a characteristic that the soft X-rays are transmitted only in a relatively narrow wavelength range in the wavelength region B' longer than the point A '. In particular, the transmittance in a region having a longer wavelength than the point D 'shown in FIG. 16 was almost zero. Therefore, soft X-rays in the wavelength region above the point D 'can be removed by the non-metallic thin film filter.

【0009】したがって、本発明の軟X線用フィルター
によると、金属性の薄膜と、該金属性の薄膜とは軟X線
の透過特性が異なる非金属性の薄膜との少なくとも2 種
類の薄膜を重ねあわせているので、金属性の薄膜により
硬X線を除去し軟X線成分のものとし、金属性の薄膜で
は除去できなかった軟X線はさらに非金属性の薄膜によ
り上述した点D’以上の波長領域における軟X線が除去
される。そのため、本発明の軟X線用フィルターによる
と、狭い波長領域の軟X線を得ることができる。
Therefore, according to the soft X-ray filter of the present invention, at least two types of thin films of a metallic thin film and a non-metallic thin film having different soft X-ray transmission characteristics from the metallic thin film are used. Since they are superposed, the hard X-rays are removed by a metallic thin film to obtain a soft X-ray component, and the soft X-rays that could not be removed by the metallic thin film are further removed by the non-metallic thin film at the point D ′ described above. Soft X-rays in the above wavelength region are removed. Therefore, according to the soft X-ray filter of the present invention, soft X-rays in a narrow wavelength range can be obtained.

【0010】本発明の軟X線用フィルターは、非金属性
の薄膜に金属薄膜の元素を蒸着して形成しても良いし、
非金属性の薄膜と金属薄膜とを別々に形成してこれを重
ねあわせても良い。また、非金属性の薄膜と金属薄膜は
必ずしも接触させる必要はなく、離れて配置されても良
い。また、必ずしも金属薄膜と非金属性薄膜の2層構造
とする必要はなく、金属薄膜と非金属性の薄膜を2層以
上に積層したものでも良く、他の種類の金属薄膜(C
u、Au、Ni、Mo、Pt、Ag、W等)と重ねあわ
せて使用しても良い。要は、少なくともAlと非金属性
の薄膜の2種類の薄膜をX線が透過すれば良いのであ
る。金属薄膜の原料としては、Be,Al,Sc,T
i,V,Cr,Mn,Fe,Co,Ni,Cu,Zn,
Mo,Ag,W,Pt,Au等の金属を使用することが
できる。非金属性の薄膜としては、ポリプロピレン、ポ
リエチレン、ポリ塩化ビニル等の高分子材料からなる薄
膜や、窒化珪素(Si3 4 )、珪素(Si)、炭化珪
素(SiC)、酸化アルミニウム(Al2 3 )、ボロ
ンナイトライド(BN)等の無機材料からなる薄膜が使
用できる。
The soft X-ray filter of the present invention may be formed by depositing a metal thin film element on a nonmetallic thin film,
A non-metallic thin film and a metal thin film may be separately formed and then superposed. Further, the non-metallic thin film and the metal thin film do not necessarily need to be in contact with each other, and may be arranged separately. Further, it is not necessary to necessarily have a two-layer structure of a metal thin film and a non-metallic thin film, and a laminate of a metal thin film and a non-metal thin film in two or more layers may be used.
u, Au, Ni, Mo, Pt, Ag, W, etc.). In short, it is only necessary that X-rays pass through at least two kinds of thin films of Al and a nonmetallic thin film. Be, Al, Sc, T
i, V, Cr, Mn, Fe, Co, Ni, Cu, Zn,
Metals such as Mo, Ag, W, Pt, and Au can be used. Examples of the nonmetallic thin film include a thin film made of a polymer material such as polypropylene, polyethylene, and polyvinyl chloride, silicon nitride (Si 3 N 4 ), silicon (Si), silicon carbide (SiC), and aluminum oxide (Al 2 ). A thin film made of an inorganic material such as O 3 ) or boron nitride (BN) can be used.

【0011】金属薄膜としては、Alの薄膜を使用する
ことが好ましい。Alは軟X線用の金属性フィルターと
して良く用いられており、安価に入手することが可能で
あるからである。
It is preferable to use an Al thin film as the metal thin film. This is because Al is often used as a metallic filter for soft X-rays and can be obtained at low cost.

【0012】金属薄膜としてAl薄膜を用いた場合は、
膜厚が0.01〜0.2μmであることが好ましい。膜
厚が0.01μm以下となると吸収する軟X線の量が少
なく、吸収したい波長領域の軟X線が透過してしまう。
また、膜厚が0.2μm以上となると吸収する軟X線の
量が多くなり、透過させたい波長の軟X線が透過しない
からである。
When an Al thin film is used as a metal thin film,
It is preferable that the film thickness is 0.01 to 0.2 μm. When the film thickness is less than 0.01 μm, the amount of soft X-rays absorbed is small, and soft X-rays in the wavelength region to be absorbed are transmitted.
Further, when the film thickness is 0.2 μm or more, the amount of soft X-rays absorbed increases, and soft X-rays having a wavelength to be transmitted are not transmitted.

【0013】非金属性の薄膜として高分子材料の薄膜を
使用する場合、ポリプロピレンの薄膜を使用することが
好ましい。ポリプロピレンの薄膜の軟X線の透過特性
は、有機薄膜観察に有効とされる波長領域を含む2〜7
nmの波長の軟X線に対して良好な透過特性を有し、2
0nm以上の波長の軟X線に対しては殆ど透過しないと
いう透過特性を有する。したがって、Al薄膜のフィル
ターと組み合わせることにより2〜7nmの波長の軟X
線のみを取り出すことができる。
When a polymer thin film is used as the nonmetallic thin film, it is preferable to use a polypropylene thin film. The soft X-ray transmission characteristics of the polypropylene thin film are in the range of 2 to 7 including the wavelength region considered to be effective for organic thin film observation.
It has good transmission characteristics for soft X-rays of
It has a transmission characteristic of hardly transmitting soft X-rays having a wavelength of 0 nm or more. Therefore, by combining with an Al thin film filter, the soft X
Only lines can be extracted.

【0014】ポリプロピレンの薄膜を使用する場合、そ
の膜厚は1〜5μmとすることが好ましい。膜厚が1μ
m以下となると吸収する軟X線の量が少なく、吸収した
い波長領域の軟X線が透過してしまう。また、膜厚が5
μm以上となると吸収する軟X線の量が多くなり、透過
させたい波長の軟X線が透過しないからである。
When a polypropylene thin film is used, its thickness is preferably 1 to 5 μm. 1μ thickness
When it is less than m, the amount of soft X-rays absorbed is small, and soft X-rays in the wavelength region to be absorbed are transmitted. When the film thickness is 5
If the thickness is more than μm, the amount of soft X-rays absorbed increases, and soft X-rays of a wavelength desired to be transmitted are not transmitted.

【0015】生体観察を主目的とするならば、無機材料
からなる薄膜をフィルタとして用いると良い。その場
合、薄膜として、窒化珪素(Si3 4 )を使用するこ
とが好ましい。窒化珪素(Si3 4 )の薄膜の軟X線
に対する透過特性は、10nm以下と20nm以上の軟
X線に対して殆ど透過しないため、この範囲内に必要な
軟X線領域が存在する場合有効なフィルターとなるから
である。また、波長13nm付近で透過率のピークを有
する。したがって、金属薄膜で可視光領域のX線を除去
することにより、13nm付近の軟X線を取り出すこと
ができる。
If the main purpose is to observe a living body, a thin film made of an inorganic material may be used as a filter. In that case, it is preferable to use silicon nitride (Si 3 N 4 ) as the thin film. The transmission characteristic of a thin film of silicon nitride (Si 3 N 4 ) with respect to soft X-rays is hardly transmitted with respect to soft X-rays of 10 nm or less and 20 nm or more, so that a necessary soft X-ray region exists within this range. This is because it becomes an effective filter. Further, it has a transmittance peak near a wavelength of 13 nm. Therefore, soft X-rays near 13 nm can be extracted by removing X-rays in the visible light region with a metal thin film.

【0016】上述した軟X線用フィルターは、一般的に
X線発生源と、該X線発生源から照射されるX線の強度
を測定するX線検出手段と、前記X線発生源と前記X線
検出手段の間に配設された波長選択手段とを有する軟X
線測定装置において使用することができる。例えば、前
記波長選択手段に上述した軟X線用フィルターを用いる
のである。このような装置においてX線発生源から照射
されたX線は、軟X線用フィルターにより不要な波長成
分は除去されるので、X線検出手段で検出される軟X線
は狭い波長範囲の軟X線のみが検出される。ここで、X
線発生源としては、レーザ光によるもの、シンクロトロ
ン光(SOR光)、X線管等どのようなものでも良く、
ただ、軟X線領域のX線が照射されれば良い。また、上
記軟X線測定装置に用いるX線検出手段としては、MC
P(マイクロチャンネルプレート)、シンチレーション
カウンタ、イメージングプレート、X線CCDカメラ、
特殊フィルム(ホロテストフィルム等)、半導体検出
器、写真用特殊乾板等どのようなものを使用しても良
い。
The above-described soft X-ray filter generally includes an X-ray source, X-ray detection means for measuring the intensity of X-rays emitted from the X-ray source, the X-ray source and the X-ray source. Soft X-ray having wavelength selecting means disposed between the X-ray detecting means
It can be used in line measuring devices. For example, the above-mentioned soft X-ray filter is used for the wavelength selecting means. In such an apparatus, unnecessary wavelength components are removed from the X-rays emitted from the X-ray source by the soft X-ray filter, so that the soft X-rays detected by the X-ray detecting means are soft in a narrow wavelength range. Only X-rays are detected. Where X
As a ray generation source, any source such as a laser beam source, a synchrotron beam (SOR beam), and an X-ray tube may be used.
However, X-rays in the soft X-ray region may be irradiated. The X-ray detecting means used in the soft X-ray measuring device includes MC
P (micro channel plate), scintillation counter, imaging plate, X-ray CCD camera,
Any film such as a special film (such as a holotest film), a semiconductor detector, and a special photographic dry plate may be used.

【0017】また、上述した装置においてさらに好まし
い態様としては、X線発生源とX線検出手段の間に、金
またはプラチナで被覆した反射ミラーを配設することが
好ましい。金またはプラチナを被覆した反射ミラーで
は、水平に近い入射角(斜入射角)で入射させると、反
射後の軟X線から波長の短い軟X線を除去することがで
きるからである。この場合、軟X線の斜入射角は、2〜
10°の範囲で設定される。この範囲内でないと、必要
とする軟X線の反射が行われないからである。また、2
nm以下の軟X線を除去するためには、斜入射角は4°
程度に設定すると良い。なお、このような反射ミラーは
X線発生源と軟X線用フィルターの間に配設しても良い
し、軟X線用フィルターとX線検出手段の間に配設して
もよい。
In a further preferred embodiment of the above-mentioned apparatus, it is preferable to dispose a reflecting mirror coated with gold or platinum between the X-ray source and the X-ray detecting means. This is because a reflecting mirror coated with gold or platinum can remove soft X-rays having a short wavelength from the reflected soft X-rays when the incident light is incident at a nearly horizontal incident angle (oblique incident angle). In this case, the oblique incidence angle of the soft X-ray is 2 to
It is set in the range of 10 °. If it is not within this range, the required soft X-rays will not be reflected. Also, 2
To remove soft X-rays of nm or less, the oblique incidence angle is 4 °.
It is good to set to about. Such a reflection mirror may be provided between the X-ray source and the soft X-ray filter, or may be provided between the soft X-ray filter and the X-ray detecting means.

【0018】また、上述した装置に使用される波長選択
手段としては、金属薄膜と、モリブデン(Mo)及びシ
リコン(Si)の多層膜で形成された反射ミラーとによ
り構成しても良い。MoとSiの多層膜で反射後の軟X
線は、MoとSiの境界で反射する複数の軟X線とこの
多層膜の表面で反射する軟X線が干渉しあうため、膜厚
と入射角を調整すれば、所定の波長の軟X線を干渉して
打ち消すことができる。したがって、MoとSiの多層
膜の反射ミラーと金属薄膜とを併せることにより波長選
択手段を構成すると、特定の波長の軟X線のみを透過す
ることができる。
The wavelength selecting means used in the above-described device may be constituted by a metal thin film and a reflecting mirror formed of a multilayer film of molybdenum (Mo) and silicon (Si). Soft X after reflection by multilayer film of Mo and Si
Since a plurality of soft X-rays reflected at the boundary between Mo and Si and soft X-rays reflected at the surface of the multilayer film interfere with each other, if the film thickness and the incident angle are adjusted, the soft X-rays having a predetermined wavelength can be obtained. Can interfere with lines and cancel. Therefore, when the wavelength selecting means is configured by combining the reflection mirror of the multilayer film of Mo and Si with the metal thin film, only soft X-rays of a specific wavelength can be transmitted.

【0019】[0019]

【発明の実施の形態】本発明を具現化した一実施の形態
について説明する。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS One embodiment of the present invention will be described.

【0020】有機薄膜観察に有利な軟X線の波長4nm
〜7nmの範囲を選択するための波長選択フィルターを
作成することとした。まず、金属薄膜としてAl薄膜を
使用し、非金属性の薄膜としてポリプロピレンの薄膜を
用いた。比較のために、Al薄膜のみの単層フィルタ
ーと、ポリプロピレンのみの単層フィルターをも併せ
て作製した。上記3種類のフィルターの膜厚を変えて、
各フィルターの軟X線の透過率を測定した。
Soft X-ray wavelength 4 nm, which is advantageous for observation of organic thin films
A wavelength selection filter for selecting a range of 77 nm was created. First, an Al thin film was used as a metal thin film, and a polypropylene thin film was used as a nonmetallic thin film. For comparison, a single-layer filter containing only an Al thin film and a single-layer filter containing only polypropylene were also prepared. By changing the thickness of the above three types of filters,
The soft X-ray transmittance of each filter was measured.

【0021】図2に、Al薄膜のみの単層フィルター
の軟X線に対する透過特性を示す。膜厚は0.05μ
m,0.2μm,1μm,5μmとした。図2では、横
軸に軟X線の波長を、縦軸は各波長における軟X線の透
過率を表す。図2から明らかなように、Al薄膜のみの
単層フィルターの場合、波長10nm程度までは透過率
が減少し、波長10nmからA点である17nmまでは
透過率はほぼ横ばいであり、波長が17μmを超えると
急激に透過率が上昇している。17nmを超える範囲で
は、透過率は波長が長くなるのに従い徐々に低下する。
この結果、Al薄膜は10μm以下の波長の軟X線と、
17μm以上の軟X線を透過することが分かった。ま
た、Al薄膜の膜厚を0.05μm以下とすると波長1
0〜17μmの領域においても透過率が約20%以上と
なった。また、Al薄膜の膜厚を1μm、5μmの場合
は、波長4〜7μmの軟X線までも吸収し、透過率は0
であった。したがって、Alの膜厚は、0.05〜0.
2μmの範囲で選択することが良いことが分かった。
FIG. 2 shows the transmission characteristics of a single-layer filter having only an Al thin film for soft X-rays. The thickness is 0.05μ
m, 0.2 μm, 1 μm, and 5 μm. In FIG. 2, the horizontal axis represents the soft X-ray wavelength, and the vertical axis represents the soft X-ray transmittance at each wavelength. As is clear from FIG. 2, in the case of a single-layer filter comprising only an Al thin film, the transmittance decreases up to a wavelength of about 10 nm, the transmittance is almost flat from the wavelength 10 nm to the point A of 17 nm, and the wavelength is 17 μm. When it exceeds, the transmittance increases sharply. In the range exceeding 17 nm, the transmittance gradually decreases as the wavelength increases.
As a result, the Al thin film has soft X-rays having a wavelength of 10 μm or less,
It was found that soft X-rays of 17 μm or more were transmitted. When the thickness of the Al thin film is 0.05 μm or less, the wavelength 1
Even in the range of 0 to 17 μm, the transmittance was about 20% or more. When the thickness of the Al thin film is 1 μm or 5 μm, even soft X-rays having a wavelength of 4 to 7 μm are absorbed and the transmittance is 0 μm.
Met. Therefore, the film thickness of Al is 0.05 to 0.1.
It has been found that it is better to select in the range of 2 μm.

【0022】図3に、ポリプロピレンのみの単層フィ
ルターの軟X線の透過率を示す。膜厚は0.5μm,1
μm,5μm,10μmとした。図3では、横軸に軟X
線の波長を、縦軸は各波長における軟X線の透過率を表
す。図3から明らかなように、ポリプロピレンのみの単
層フィルターの場合、波長4nm程度までは透過率が急
激に減少し、波長4μmで急激に透過率が増大し後は波
長が長くなるにしたがって透過率が減少し波長20nm
以上で軟X線を殆ど透過しなかった。また、ポリプロピ
レンの薄膜の膜厚を0.5μm以下とすると波長10〜
20nmの領域においても透過率がかなり高い値となっ
た。また、ポリプロピレンの薄膜の膜厚を10μm以上
とすると、吸収される軟X線の量が多く、4〜7nmの
波長においても透過率がかなり低くなった。したがっ
て、ポリプロピレンの薄膜の膜厚は、1〜5μmの範囲
で選択することが良いことが分かった。
FIG. 3 shows the soft X-ray transmittance of a single-layer filter made of only polypropylene. The film thickness is 0.5 μm, 1
μm, 5 μm, and 10 μm. In FIG. 3, the soft X is plotted on the horizontal axis.
The vertical axis represents the soft X-ray transmittance at each wavelength. As is clear from FIG. 3, in the case of a single-layer filter made of polypropylene alone, the transmittance sharply decreases up to a wavelength of about 4 nm, and the transmittance sharply increases at a wavelength of 4 μm. Decreases to a wavelength of 20 nm
As a result, almost no soft X-rays were transmitted. When the thickness of the polypropylene thin film is 0.5 μm or less, the wavelength is 10 to 10 μm.
Even in the region of 20 nm, the transmittance was a considerably high value. When the thickness of the polypropylene thin film was 10 μm or more, the amount of absorbed soft X-rays was large, and the transmittance was considerably low even at a wavelength of 4 to 7 nm. Therefore, it was found that the thickness of the polypropylene thin film is preferably selected in the range of 1 to 5 μm.

【0023】以上の結果から、Al薄膜を0.05〜
0.2μm、ポリプロピレンの薄膜を1〜5μmの範囲
で各選択し、本発明に関する軟X線用フィルターを作製
した。図1に、Al薄膜とポリプロピレンの薄膜を重ね
たフィルターの軟X線の透過率を示す。膜厚は、(Al
薄膜0.05μm,ポリプロピレン1μm),(Al薄
膜0.2μm,ポリプロピレン1μm),(Al薄膜
0.05μm,ポリプロピレン5μm),(Al薄膜
0.2μm,ポリプロピレン5μm)とした。図1で
は、横軸に軟X線の波長を、縦軸は各波長における軟X
線の透過率を表す。図1から明らかなように、Al薄膜
とポリプロピレンの薄膜を重ねたフィルターの場合、波
長4〜7nmにおいて良好な透過性を有し、それ以外の
波長では殆ど軟X線を透過しないことがわかった。
From the above results, it can be seen that the Al thin film has a thickness of 0.05 to
A 0.2 μm-thick polypropylene thin film was selected in the range of 1 to 5 μm to prepare a soft X-ray filter according to the present invention. FIG. 1 shows the soft X-ray transmittance of a filter in which an Al thin film and a polypropylene thin film are stacked. The film thickness is (Al
(Thin film 0.05 μm, polypropylene 1 μm), (Al thin film 0.2 μm, polypropylene 1 μm), (Al thin film 0.05 μm, polypropylene 5 μm), (Al thin film 0.2 μm, polypropylene 5 μm). In FIG. 1, the horizontal axis represents the soft X-ray wavelength, and the vertical axis represents the soft X-ray at each wavelength.
Indicates the transmittance of the line. As is clear from FIG. 1, it was found that a filter in which an Al thin film and a polypropylene thin film were stacked had good transmittance at a wavelength of 4 to 7 nm, and hardly transmitted soft X-rays at other wavelengths. .

【0024】次に、このような軟X線用フィルターを使
用することができる好適な直接型軟X線測定装置を構成
した。以下、この軟X線測定装置の構造について図4に
基づいて説明する。
Next, a suitable direct soft X-ray measuring apparatus which can use such a soft X-ray filter was constructed. Hereinafter, the structure of the soft X-ray measurement device will be described with reference to FIG.

【0025】まず、図4に示す軟X線測定装置は、中に
X線発生源10が配設される第1 真空室20と、第1 真
空室20に隣接し光源10から出射したX線を検出する
X線検出手段17が中に配設される第2真空室22を有
する。第1真空室20にはX線発生源10から出射され
るX線16を第2真空室22に導くための窓12が設け
られ、この窓12から第2真空室22内にX線発生源1
0から出射したX線16が導かれるようになっている。
第2真空室22内には、X線16を反射する反射ミラー
14が配設され、反射ミラー14とX線検出手段17の
間に、波長選択手段15が配設される。
First, the soft X-ray measuring apparatus shown in FIG. 4 includes a first vacuum chamber 20 in which an X-ray source 10 is disposed, and an X-ray emitted from the light source 10 adjacent to the first vacuum chamber 20. Has a second vacuum chamber 22 in which the X-ray detecting means 17 for detecting the The first vacuum chamber 20 is provided with a window 12 for guiding the X-rays 16 emitted from the X-ray source 10 to the second vacuum chamber 22. 1
The X-ray 16 emitted from 0 is guided.
In the second vacuum chamber 22, a reflection mirror 14 that reflects the X-rays 16 is provided, and a wavelength selection unit 15 is provided between the reflection mirror 14 and the X-ray detection unit 17.

【0026】このように構成される軟X線測定装置の動
作について説明する。波長選択手段15として、本発明
の軟X線用フィルター(Al薄膜0.2μm,ポリプロ
ピレン4μm)のものを用いた。X線発生源10から出
射したX線16は窓12より、第2真空室22内に入り
反射ミラー14で反射される。反射ミラー14には、金
を蒸着した反射型集光光学素子を使用した。反射ミラー
14への入射角は、入射角4°で斜入射させた。入射角
は、斜入射角4°で入射させた。斜入射角4°の時の反
射ミラー14の反射率を図5に示す。図5では、横軸に
波長、縦軸に軟X線に対する反射率を示している。図5
から明らかなように、反射ミラー14の反射率は2nm
以下では殆ど反射しないことが分かった。また、3〜1
0nmの範囲では反射率は徐々に上昇し、10nm以上
では反射率は約80%となった。したがって、反射ミラ
ー14で反射した後のX線18には2nm以下の軟X線
が殆ど含まれない。
The operation of the soft X-ray measuring apparatus thus configured will be described. As the wavelength selecting means 15, a filter for a soft X-ray of the present invention (Al thin film 0.2 μm, polypropylene 4 μm) was used. X-rays 16 emitted from the X-ray source 10 enter the second vacuum chamber 22 through the window 12 and are reflected by the reflection mirror 14. For the reflection mirror 14, a reflection-type condensing optical element on which gold was deposited was used. The light was incident obliquely at an angle of incidence of 4 ° on the reflection mirror 14. The incident angle was 4 °. FIG. 5 shows the reflectance of the reflection mirror 14 when the oblique incident angle is 4 °. In FIG. 5, the horizontal axis represents the wavelength, and the vertical axis represents the reflectance for soft X-rays. FIG.
As can be seen from FIG.
Below, it was found that there was almost no reflection. In addition, 3-1
The reflectivity gradually increased in the range of 0 nm, and became about 80% in the range of 10 nm or more. Therefore, the X-rays 18 reflected by the reflection mirror 14 hardly include soft X-rays of 2 nm or less.

【0027】反射ミラー14で反射されたX線18は、
軟X線用フィルター15(Al薄膜0.2μm,ポリプ
ロピレン4μm)に入射して所定の成分の波長のX線が
除去される。軟X線用フィルター15の透過率を、図6
に示す。図6から明らかなように、透過率1%以上を有
する波長領域は、2nm以下と4〜7nmの範囲の波長
の軟X線のみである。軟X線用フィルター15に入射す
るX線18は、既に反射ミラー14で2nm以下の軟X
線成分が除去されているため、軟X線用フィルター15
を透過したX線19には4〜7nmの範囲の軟X線成分
のみとなる。X線19は、X線検出手段17により検出
される。なお、軟X線用フィルター15の長波長側領域
軟X線の透過率については図6に示していないが、この
領域について軟X線用フィルター15の透過率は略0で
ある。
The X-ray 18 reflected by the reflection mirror 14 is
The light enters the soft X-ray filter 15 (Al thin film 0.2 μm, polypropylene 4 μm), and X-rays having a predetermined component wavelength are removed. The transmittance of the soft X-ray filter 15 is shown in FIG.
Shown in As is clear from FIG. 6, the wavelength region having a transmittance of 1% or more is only soft X-rays having a wavelength of 2 nm or less and a wavelength in the range of 4 to 7 nm. The X-rays 18 incident on the soft X-ray filter 15 are already reflected by the reflection mirror 14 into soft X-rays of 2 nm or less.
Since the line component has been removed, the soft X-ray filter 15
X-rays 19 that have passed through are only soft X-ray components in the range of 4 to 7 nm. The X-ray 19 is detected by the X-ray detection unit 17. The transmittance of the soft X-ray filter 15 in the long wavelength region of the soft X-ray filter 15 is not shown in FIG. 6, but the transmittance of the soft X-ray filter 15 in this region is substantially zero.

【0028】X線検出手段17で検出される軟X線の強
度について、図7 、図8 により説明する。図7に、上述
した装置において波長選択手段15にフィルターを配設
しない場合、Alフィルターを配設する場合、本発明の
軟X線用フィルターを配設する場合の、軟X線強度を棒
グラフにして比較して示す。フィルターを配設しないで
直接軟X線発生源10の光がX線検出手段17に到達し
た場合、軟X線強度はほぼ50000A.Uであるが、Alフィ
ルターを介すると5000A.U 程度に、本発明の軟X線用フ
ィルターを配設した場合さらに低下し2000A.U 程度とな
る。これは、フィルターを配設しない場合やAlフィル
タだけを介した場合には、必要としない波長域の軟X線
も含めて検出されるため、軟X線強度が高くなっている
ことによる。図8は、X線検出手段17で検出されるX
線強度の各波長成分の強度を示す。横軸に軟X線の波
長、縦軸に軟X線の強度を示す。図8には、波長選択手
段15として本発明の軟X線用フィルターを、波長選択
手段15をAlのフィルターのみとした場合と、フィル
ターを配設しなかった場合を併せて示す。なお、Alフ
ィルターの場合やフィルターを配設しない場合には、1
8nm以上の波長についても透過しているが、図8では
比較のために3〜7nmの範囲のみを示している。図8
から明らかなように、フィルターを配設しない場合に比
較してAlフィルターを配設する場合や本発明の軟X線
用フィルターを配設する場合には、その軟X線強度は徐
々に低下するが、透過する軟X線の波長範囲が狭くな
る。このように上述した装置では、反射ミラー14と本
発明の軟X線用フィルターによりX線検出手段17で検
出される軟X線の強度は低下するが、X線検出手段17
で検出される軟X線の波長は4.5〜6nmの範囲のみ
となり特定波長の軟X線のみとすることができた。
The intensity of the soft X-ray detected by the X-ray detecting means 17 will be described with reference to FIGS. FIG. 7 is a bar graph showing the soft X-ray intensity when the filter is not provided in the wavelength selecting means 15 in the above-described apparatus, when the Al filter is provided, and when the soft X-ray filter of the present invention is provided. Are shown in comparison. When the light of the soft X-ray source 10 directly reaches the X-ray detecting means 17 without disposing a filter, the soft X-ray intensity is about 50,000 A.U, but about 5000 A.U through the Al filter. When the soft X-ray filter of the present invention is provided, the temperature is further reduced to about 2000 A.U. This is because the intensity of the soft X-rays is high when no filter is provided or when only the Al filter is used, since soft X-rays in unnecessary wavelength regions are detected. FIG. 8 shows the X-rays detected by the X-ray detection means 17.
The intensity of each wavelength component of the line intensity is shown. The horizontal axis shows the wavelength of the soft X-ray, and the vertical axis shows the intensity of the soft X-ray. FIG. 8 shows the case where the soft X-ray filter of the present invention is used as the wavelength selecting means 15 and the wavelength selecting means 15 is only an Al filter, and the case where no filter is provided. In the case of an Al filter or when no filter is provided, 1
Although light with a wavelength of 8 nm or more is also transmitted, FIG. 8 shows only the range of 3 to 7 nm for comparison. FIG.
As is clear from the above, when the Al filter is provided or when the soft X-ray filter of the present invention is provided, the soft X-ray intensity gradually decreases as compared with the case where no filter is provided. However, the wavelength range of transmitted soft X-rays becomes narrow. As described above, in the above-described apparatus, the intensity of the soft X-rays detected by the X-ray detection unit 17 by the reflection mirror 14 and the soft X-ray filter of the present invention is reduced.
The wavelength of soft X-rays detected in the above was only in the range of 4.5 to 6 nm, and only soft X-rays of a specific wavelength could be used.

【0029】次に、図4に示す装置において、波長選択
手段15を窒化珪素にAlを蒸着したフィルターを用い
た生体観察用の例について説明する。波長選択手段15
以外のその他の部分は同一であるのでその説明を省略す
る。
Next, a description will be given of an example of the apparatus shown in FIG. 4 in which the wavelength selecting means 15 is used for a living body observation using a filter in which Al is deposited on silicon nitride. Wavelength selection means 15
The other parts other than the above are the same, and the description thereof will be omitted.

【0030】窒化珪素にAlを蒸着したフィルターの透
過特性を調べるために、まず、窒化珪素(Si3 4
の膜厚を変化させて透過特性について調べた。その結果
を図9に示す。図9は、横軸にX線の波長、縦軸に透過
率を示す。なお、窒化珪素の膜厚が0.2μmの場合を
左側の目盛(1目盛5%)に示し、窒化珪素の膜厚が1
μmの場合を右側の目盛(1目盛0.02%)として表
している。図9から明らかなように、窒化珪素膜は約1
3nmの波長に透過率のピークを有することが分かっ
た。また、窒化珪素膜の膜厚を0.2μmとした場合
は、波長13nmの透過率は大きくなるが、透過する範
囲も波長24nm付近まで透過した。したがって、膜厚
をあまり薄くすると透過する波長範囲が広がるので、波
長選択手段としての効果が得られないことが分かった。
また、膜厚を1μmとすると透過率が最大で0.04%
程度となり殆ど透過しないことが分かった。このため、
窒化珪素膜の膜圧はのサブミクロン程度の膜厚とするこ
とが好ましいことが分かった。したがって、窒化珪素膜
の膜圧は0.2μmとした。
To examine the transmission characteristics of a filter in which Al is deposited on silicon nitride, first, silicon nitride (Si 3 N 4 )
The transmission characteristics were examined by changing the thickness of the film. FIG. 9 shows the result. FIG. 9 shows the X-ray wavelength on the horizontal axis and the transmittance on the vertical axis. The case where the thickness of the silicon nitride is 0.2 μm is shown on the left scale (one scale of 5%).
The case of μm is shown as a scale on the right side (0.02% per scale). As is apparent from FIG.
It was found to have a transmittance peak at a wavelength of 3 nm. When the thickness of the silicon nitride film was 0.2 μm, the transmittance at a wavelength of 13 nm was large, but the light was also transmitted through a wavelength range of around 24 nm. Therefore, it was found that if the film thickness was too small, the wavelength range to be transmitted would be widened, and the effect as the wavelength selection means could not be obtained.
When the film thickness is 1 μm, the transmittance is 0.04% at the maximum.
It turned out that it was hardly transmitted. For this reason,
It has been found that the film pressure of the silicon nitride film is preferably about submicron. Therefore, the film pressure of the silicon nitride film was set to 0.2 μm.

【0031】次に、窒化珪素の薄膜0.2μmに、Al
薄膜を蒸着したフィルターの透過率について調べた。具
体的には、(Al薄膜0.01μm,窒化珪素(Si3
4 )0.2μm)について調べた。この結果を図10
に示す。横軸に波長、縦軸に透過率を示す。図10から
明らかなように、Alの薄膜を0.01μmとした場合
は水の窓領域である2.2〜4.4nmの波長領域を含
み、かつ観察に悪影響を及ぼす5〜12nmの波長領域
の軟X線を透過しにくくなる。また生体観察をする場合
には、12nm以上の波長成分は影響しないため、問題
はない。
Next, a thin film of silicon nitride of 0.2 μm
The transmittance of the filter on which the thin film was deposited was examined. Specifically, (Al thin film 0.01 μm, silicon nitride (Si 3
N 4 ) 0.2 μm). The result is shown in FIG.
Shown in The horizontal axis shows the wavelength, and the vertical axis shows the transmittance. As is clear from FIG. 10, when the Al thin film is set to 0.01 μm, the wavelength region of 2.2 to 4.4 nm, which is the window region of water, and the wavelength region of 5 to 12 nm which adversely affects observation are included. Soft X-rays are hardly transmitted. In the case of observing a living body, there is no problem because a wavelength component of 12 nm or more does not affect the observation.

【0032】また、Al薄膜は、他の金属薄膜、例えば
Be、Cu、Au、Mo、Ni、Pt、Ag、W、T
i、V、Cr、Mn、Sc、Co、Zn、Fe等の金属
薄膜により代替できる。すなわち、これらの金属薄膜の
膜厚を本実施形態と同様に0.01μm程度とすれば生
体観察に最適な4nm以下の波長の軟X線を選択するこ
とができる。
The Al thin film is made of another metal thin film such as Be, Cu, Au, Mo, Ni, Pt, Ag, W, T
It can be replaced by a metal thin film of i, V, Cr, Mn, Sc, Co, Zn, Fe, etc. That is, if the thickness of these metal thin films is set to about 0.01 μm as in the present embodiment, it is possible to select a soft X-ray having a wavelength of 4 nm or less, which is optimal for living body observation.

【0033】次に、本発明の他の実施形態に係る反射型
軟X線測定装置の構成について、図11に基づいて説明
する。
Next, the configuration of a reflection type soft X-ray measuring apparatus according to another embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.

【0034】まず、反射型軟X線測定装置は、第1真空
室20の内部にX線発生源10が配設され、第1真空室
20と第2真空室22の境界に設けられた窓12からX
線発生源10のX線を第2真空室22内に導き、第2真
空室22に配設したX線検出手段17で軟X線を検出す
る点については同じである。ただし、X線発生源10と
X線検出手段17の間に配設した波長選択手段15とし
て、図4のものではAl薄膜とポリプロピレンの薄膜を
重ねたフィルターを用いたのに対して、図11の反射型
軟X線装置においてはAlフィルター24とMo/Si
多層膜ミラー25で行っている点で異なる。以後、相違
点を中心に説明する。
First, in the reflection type soft X-ray measuring apparatus, an X-ray source 10 is disposed inside a first vacuum chamber 20, and a window provided at a boundary between the first vacuum chamber 20 and the second vacuum chamber 22. 12 to X
The same is true in that the X-rays of the X-ray source 10 are guided into the second vacuum chamber 22 and the X-ray detector 17 disposed in the second vacuum chamber 22 detects soft X-rays. However, as the wavelength selecting means 15 disposed between the X-ray source 10 and the X-ray detecting means 17, the filter shown in FIG. In the reflection type soft X-ray apparatus, the Al filter 24 and the Mo / Si
The difference is that the multi-layer mirror 25 is used. Hereinafter, differences will be mainly described.

【0035】Alフィルター24は、金属性の薄膜のみ
から構成され、その透過特性は図2に示すとおりであ
る。Alの薄膜の膜厚は0.2μmとした。図11の実
施形態では、後述するようにAlの薄膜は長波長側領域
のX線を除去する役割を担っているだけであるので、上
述した窒化珪素の薄膜を用いる場合と同様に、Be、C
u、Au、Mo、Ni、Pt、Ag、W、Ti、V、C
r、Mn、Sc、Co、Zn、Fe等の金属薄膜により
代替できる。また、X線検出手段17で検出する軟X線
の強度を上げるためには、軟X線用フィルターの膜厚も
可能な限り薄く形成した方がよい。
The Al filter 24 is composed of only a metallic thin film, and its transmission characteristics are as shown in FIG. The thickness of the Al thin film was 0.2 μm. In the embodiment of FIG. 11, the Al thin film only plays a role of removing X-rays in the longer wavelength region, as described later, and therefore, as in the case of using the silicon nitride thin film described above, Be, C
u, Au, Mo, Ni, Pt, Ag, W, Ti, V, C
It can be replaced by a metal thin film of r, Mn, Sc, Co, Zn, Fe, etc. In order to increase the intensity of soft X-rays detected by the X-ray detecting means 17, it is preferable that the thickness of the soft X-ray filter is formed as thin as possible.

【0036】Mo/Si多層膜ミラー25は、MoとS
iを所定の厚さで周期的に積層することにより形成す
る。このような多層膜で軟X線が選択できるのは、Mo
とSiの各境界で反射する複数の軟X線と表面で反射す
る軟X線とが干渉しあうため、所定の波長の軟X線を干
渉して打ち消すことができるからである。したがって、
MoとSiの各層の膜厚及び多層膜ミラーへの入射角を
適宜調整することにより所望の波長の軟X線を選択する
ことができる。
The Mo / Si multilayer mirror 25 is composed of Mo and S
It is formed by periodically laminating i with a predetermined thickness. Soft X-rays can be selected with such a multilayer film because Mo
This is because a plurality of soft X-rays reflected at each boundary between the soft X-rays and the soft X-rays reflected at the surface interfere with each other, so that soft X-rays of a predetermined wavelength can be canceled out by interference. Therefore,
By appropriately adjusting the thickness of each layer of Mo and Si and the angle of incidence on the multilayer mirror, a soft X-ray having a desired wavelength can be selected.

【0037】具体的には、Mo/Si多層膜ミラー25
をMoを6nmとSiを9nmとし、15nmの周期で
堆積した多層膜ミラーを使用した。Mo/Si多層膜ミ
ラー25の透過特性について説明する。Mo/Si多層
膜ミラー25へのX線の入射角は45°としたが、ミラ
ー表面に対する入射が浅くなるよう(例えば入射角60
°位)とした方が、より強い反射X線強度が得られる。
Mo/Si多層膜ミラー25の反射特性を、図12に示
す。図12は、縦軸に反射率、横軸に波長を示してい
る。図12から分かるように、この多層膜ミラーによる
と17〜20nmの範囲で反射率が約40%程度とピー
クを有し、その他の波長領域では反射率は低くなった。
More specifically, the Mo / Si multilayer mirror 25
A multilayer mirror having 6 nm of Mo and 9 nm of Si and deposited at a cycle of 15 nm was used. The transmission characteristics of the Mo / Si multilayer mirror 25 will be described. The angle of incidence of X-rays on the Mo / Si multilayer mirror 25 was 45 °, but the incidence on the mirror surface was shallow (for example, an incident angle of 60).
(Degree), higher reflected X-ray intensity can be obtained.
FIG. 12 shows the reflection characteristics of the Mo / Si multilayer mirror 25. FIG. 12 shows the reflectance on the vertical axis and the wavelength on the horizontal axis. As can be seen from FIG. 12, according to the multilayer mirror, the reflectance has a peak of about 40% in the range of 17 to 20 nm, and the reflectance is low in other wavelength regions.

【0038】上記のように構成される軟X線測定装置に
おける動作について説明する。X線発生源10から出射
したX線16は、第1真空室20の窓12から第2真空
室22内に入る。このX線16は、Alフィルター24
により長波長側領域のX線が反射除去される。
The operation of the soft X-ray measuring apparatus configured as described above will be described. The X-ray 16 emitted from the X-ray source 10 enters the second vacuum chamber 22 through the window 12 of the first vacuum chamber 20. This X-ray 16 is transmitted through an Al filter 24.
As a result, the X-rays in the longer wavelength region are reflected and removed.

【0039】Alフィルター24を透過した光18は、
Mo/Si多層膜ミラー25で反射される。既に説明し
たように反射Mo/Si多層膜ミラー25の特性は波長
17〜20nmにおいてピークを有し、30〜46%程
度の反射率があることが分かった。
The light 18 transmitted through the Al filter 24 is
The light is reflected by the Mo / Si multilayer mirror 25. As described above, it was found that the characteristic of the reflective Mo / Si multilayer mirror 25 has a peak at a wavelength of 17 to 20 nm and has a reflectance of about 30 to 46%.

【0040】したがって、Mo/Si多層膜ミラー25
で反射された後の軟X線19では波長18〜20nmの軟
X線の強度が増大した。この場合の、X線検出手段17
に到達する軟X線の強度を図13に棒グラフで示す。比
較として、Alフィルター24のみを配設した場合、直
接X線発生源10から出射したX線の強度をX線検出手
段17で検出した場合を併せて示す。この図から明らか
なようにフィルターを介さず直接X線発生源10のX線
がX線検出手段17に到達した場合、軟X線強度はほぼ
50000A.Uであるが、Alフィルターを介すると10000A.U
程度に、AlフィルターとMo/Siの多層膜反射ミラ
ーを組み合わせた場合さらに低下し5000A.U 程度とな
る。このようにX線検出手段17に到達する軟X線の強
度はフィルター、反射ミラーにより低下するが、図14
に示すように直接光では広範囲の波長の軟X線を含む
が、フィルター及び反射ミラーを介すると18nm付近
の特定波長の軟X線のみを選択的に透過させることがで
きた。
Therefore, the Mo / Si multilayer mirror 25
In the soft X-ray 19 after being reflected by the above, the intensity of the soft X-ray having a wavelength of 18 to 20 nm increased. In this case, the X-ray detecting means 17
FIG. 13 is a bar graph showing the intensity of soft X-rays reaching. For comparison, a case where only the Al filter 24 is provided and a case where the intensity of X-rays directly emitted from the X-ray generation source 10 is detected by the X-ray detection unit 17 are also shown. As is clear from this figure, when the X-rays of the X-ray source 10 directly reach the X-ray detecting means 17 without passing through a filter, the soft X-ray intensity becomes almost zero.
50000A.U, but 10000A.U through Al filter
In the case where the Al filter and the Mo / Si multilayer film reflection mirror are combined, it is further reduced to about 5000 AU. As described above, the intensity of the soft X-ray reaching the X-ray detecting means 17 is reduced by the filter and the reflection mirror.
As shown in (1), direct light includes soft X-rays of a wide range of wavelengths, but only soft X-rays of a specific wavelength around 18 nm could be selectively transmitted through a filter and a reflection mirror.

【0041】このように上述した反射型軟X線検出装置
では、Mo/Si多層膜ミラー25をMo/Siの多層
膜フィルターとすることにより、波長18〜20nmの
範囲の軟X線を選択することができた。
As described above, in the reflection type soft X-ray detecting device described above, the Mo / Si multilayer film mirror 25 is a Mo / Si multilayer film filter to select soft X-rays in the wavelength range of 18 to 20 nm. I was able to.

【0042】[0042]

【発明の効果】以上詳述したように、本発明に係る軟X
線用フィルター及び軟X線測定装置では、特定範囲の軟
X線のみを選択することができた。
As described in detail above, the soft X according to the present invention
With the X-ray filter and the soft X-ray measuring device, only the soft X-rays in a specific range could be selected.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の一実施の形態に係るAlとポリプロピ
レンの多層膜からなる波長選択フィルターの膜厚を変化
させた場合の、軟X線に対する透過率の変化を示す図面
である。
FIG. 1 is a diagram showing a change in transmittance for soft X-rays when the thickness of a wavelength selection filter composed of a multilayer film of Al and polypropylene according to an embodiment of the present invention is changed.

【図2】Al薄膜の膜厚を変化させた場合の、Al薄膜
の軟X線に対する透過率を示す図面である。
FIG. 2 is a graph showing the transmittance of an Al thin film to soft X-rays when the thickness of the Al thin film is changed.

【図3】ポリプロピレンフィルムの膜厚を変化させた場
合の、ポリプロピレンフィルム薄膜の軟X線に対する透
過率を示す図面である。
FIG. 3 is a graph showing the transmittance of a thin polypropylene film to soft X-rays when the thickness of the polypropylene film is changed.

【図4】本発明の一実施の形態に係る直接型軟X線測定
装置の概略構成を示す図面である。
FIG. 4 is a drawing showing a schematic configuration of a direct soft X-ray measuring apparatus according to one embodiment of the present invention.

【図5】金を蒸着した反射型集光光学素子の軟X線に対
する反射率特性を示す図面である。
FIG. 5 is a view showing a reflectance characteristic of a reflection type condensing optical element on which gold is deposited, with respect to soft X-rays.

【図6】図4の直接型軟X線測定装置に配設したAlと
ポリプロピレンの多層膜からなる波長選択フィルター
の、軟X線に対する透過率を示す図面である。
FIG. 6 is a view showing the soft X-ray transmittance of a wavelength selective filter comprising a multilayer film of Al and polypropylene provided in the direct type soft X-ray measuring device of FIG.

【図7】各種フィルターを配設した場合の、図4の直接
型軟X線測定装置のX線検出手段にて検出された軟X線
強度を示す図面である。
7 is a drawing showing soft X-ray intensities detected by X-ray detecting means of the direct type soft X-ray measuring apparatus of FIG. 4 when various filters are provided.

【図8】各種フィルターを配設した場合の、図4の直接
型軟X線測定装置のX線検出手段にて検出された軟X線
強度の波長依存性を示す図面である。
8 is a drawing showing the wavelength dependence of the soft X-ray intensity detected by the X-ray detecting means of the direct type soft X-ray measuring device of FIG. 4 when various filters are provided.

【図9】膜厚を変化させた本発明に係るAlと窒化珪素
の多層膜の軟X線に対する透過率を示す図面である。
FIG. 9 is a view showing the transmittance of a multilayer film of Al and silicon nitride according to the present invention with a changed film thickness to soft X-rays.

【図10】窒化珪素の軟X線に対する透過率を示す図面
である。
FIG. 10 is a graph showing transmittance of silicon nitride with respect to soft X-rays.

【図11】本発明の一実施の形態に係る反射型軟X線測
定装置の概略構成を示す図面である。
FIG. 11 is a drawing showing a schematic configuration of a reflection type soft X-ray measuring apparatus according to one embodiment of the present invention.

【図12】Mo/Si多層膜の軟X線に対する反射率特
性を示す図面である。
FIG. 12 is a diagram showing the reflectance characteristics of a Mo / Si multilayer film with respect to soft X-rays.

【図13】各種フィルターを配設した場合の、図11の
反射型軟X線測定装置のX線検出手段にて検出された軟
X線強度を示す図面である。
FIG. 13 is a drawing showing soft X-ray intensities detected by X-ray detecting means of the reflection type soft X-ray measuring apparatus of FIG. 11 when various filters are provided.

【図14】各種フィルターを配設した場合の、図11の
反射型軟X線測定装置のX線検出手段にて検出された軟
X線強度の波長依存性を示す図面である。
FIG. 14 is a drawing showing the wavelength dependence of the soft X-ray intensity detected by the X-ray detecting means of the reflection type soft X-ray measuring device of FIG. 11 when various filters are provided.

【図15】金属薄膜の軟X線に対する透過率を示す図面
である。
FIG. 15 is a graph showing the transmittance of a metal thin film to soft X-rays.

【図16】非金属性薄膜の軟X線に対する透過率を示す
図面である。
FIG. 16 is a view showing the transmittance of a nonmetallic thin film to soft X-rays.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

10・・軟X線発生源 12・・窓 14・・反射ミラー 15・・波長選択手段 17・・X線検出手段 20・・第1真空室 22・・第2真空室 24・・Alフィルター 25・・Mo/Si多層膜ミラー 10. Soft X-ray source 12 Window 14. Reflection mirror 15. Wavelength selecting means 17 X-ray detecting means 20 First vacuum chamber 22 Second vacuum chamber 24 Al filter 25 ..Mo / Si multilayer mirrors

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 間瀬 晃 愛知県豊田市トヨタ町1番地 トヨタ自動 車株式会社内 (72)発明者 坂田 篤 愛知県豊田市トヨタ町2番地 株式会社ト ヨタマックス内 (72)発明者 西村 靖彦 愛知県豊田市トヨタ町2番地 株式会社ト ヨタマックス内 (72)発明者 東 博純 愛知県愛知郡長久手町大字長湫字横道41番 地の1 株式会社豊田中央研究所内 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (72) Inventor Akira Mase 1 Toyota Town, Toyota City, Aichi Prefecture Inside Toyota Motor Corporation (72) Inventor Atsushi Sakata 2 Toyota Town, Toyota City, Aichi Prefecture Toyota Max Corporation ( 72) Inventor Yasuhiko Nishimura 2nd Toyota Town, Toyota City, Aichi Prefecture Inside Toyota Max Co., Ltd.

Claims (10)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 金属性の薄膜と、該金属性の薄膜とは軟
X線の透過特性が異なる非金属性の薄膜との少なくとも
2 種類の薄膜を重ねあわせることにより構成されること
を特徴とする軟X線用フィルター。
At least one of a metallic thin film and a nonmetallic thin film having different soft X-ray transmission characteristics from the metallic thin film.
A soft X-ray filter characterized by being constructed by laminating two types of thin films.
【請求項2】 請求項1 記載の軟X線用であって、前記
金属性の薄膜がAlの薄膜であることを特徴とする軟X
線用フィルター。
2. A soft X-ray according to claim 1, wherein said metallic thin film is an Al thin film.
Line filter.
【請求項3】 請求項2記載の軟X線用フィルターであ
って、前記非金属性の薄膜は高分子材料の薄膜であるこ
とを特徴とする軟X線用フィルター。
3. The soft X-ray filter according to claim 2, wherein said non-metallic thin film is a thin film of a polymer material.
【請求項4】 請求項1又は2記載の軟X線用フィルタ
ーであって、前記非金属性の薄膜は窒化珪素の薄膜であ
ることを特徴とする軟X線用フィルター。
4. The soft X-ray filter according to claim 1, wherein the non-metallic thin film is a silicon nitride thin film.
【請求項5】 請求項3記載の軟X線用フィルターであ
って、前記Al薄膜は、膜厚は0.01〜0.2μmで
あることを特徴とする軟X線用フィルター。
5. The soft X-ray filter according to claim 3, wherein the Al thin film has a thickness of 0.01 to 0.2 μm.
【請求項6】 請求項3又は5記載の軟X線用フィルタ
ーであって、前記高分子材料の薄膜はポリプロピレンの
薄膜であることを特徴とする軟X線用フィルター。
6. The soft X-ray filter according to claim 3, wherein the thin film of the polymer material is a thin film of polypropylene.
【請求項7】 請求項6記載の軟X線用フィルターであ
って、前記ポリプロピレンの薄膜の膜厚は1〜5μmで
あることを特徴とする軟X線用フィルター。
7. The soft X-ray filter according to claim 6, wherein said polypropylene thin film has a thickness of 1 to 5 μm.
【請求項8】 X線発生源と、該X線発生源から照射さ
れるX線の強度を測定するX線検出手段と、前記X線発
生源と前記X線検出手段の間に配設された波長選択手段
とを有し、 前記波長選択手段が請求項1乃至請求項7記載の軟X線
用フィルターであることを特徴とする軟X線測定装置。
8. An X-ray source, X-ray detecting means for measuring the intensity of X-rays emitted from the X-ray source, and an X-ray source disposed between the X-ray source and the X-ray detecting means. 8. A soft X-ray measuring apparatus, comprising: a wavelength selecting unit, wherein the wavelength selecting unit is the soft X-ray filter according to claim 1.
【請求項9】 請求項8記載の軟X線測定装置であっ
て、前記光源と前記軟X線検出手段の間には、さらに金
またはプラチナで被覆した反射ミラーが配設されている
ことを特徴とする軟X線測定装置。
9. The soft X-ray measuring apparatus according to claim 8, wherein a reflecting mirror coated with gold or platinum is further provided between the light source and the soft X-ray detecting means. Characteristic soft X-ray measurement device.
【請求項10】 X線発生源と、該X線発生源から照射
されるX線の強度を測定するX線検出手段と、前記X線
発生源と前記X線検出手段の間に配設された波長選択手
段とを有し、 前記波長選択手段は、金属薄膜と、Mo及びSiの多層
膜で形成された反射ミラーとにより構成されていること
を特徴とする軟X線測定装置。
10. An X-ray source, X-ray detecting means for measuring the intensity of X-rays emitted from the X-ray source, and an X-ray source disposed between the X-ray source and the X-ray detecting means. A soft X-ray measuring device, comprising: a metal thin film; and a reflection mirror formed of a multilayer film of Mo and Si.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2011049584A (en) * 2005-03-29 2011-03-10 Asml Netherlands Bv Multilayer spectral purity filter, lithographic apparatus provided with such spectral purity filter, method of manufacturing device, and device manufactured thereby
CN113689968A (en) * 2021-08-24 2021-11-23 上海科技大学 Soft X-ray optical filter and preparation method and application thereof

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