JP2000338061A - コンビナトリアルｘ線回折装置 - Google Patents
コンビナトリアルｘ線回折装置Info
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Abstract
(57)【要約】 （修正有）
【課題】 Ｘ線源からのＸ線を効率的に利用し、かつ多
数の異なる位置に配置される試料を列状に同時に測定で
きるコンビナトリアルＸ線回折装置を提供する。 【解決手段】 Ｘ線源１と、Ｘ線源から放射されたＸ線
を分光して反射する湾曲モノクロメータ２と、湾曲モノ
クロメータにより反射されたＸ線を測定領域に画するた
めに配置されるスリット３と、スリットを通過したＸ線
の所望範囲のみを画するナイフエッジスリット６と、ナ
イフエッジスリットにより規制されたＸ線を照射するた
めのコンビナトリアルエピタキシャル薄膜４の保持部
と、エピタキシャル薄膜の保持部に保持された回折Ｘ線
を受ける２次元検出器７と、エピタキシャル薄膜の保持
部を搭載するω軸と回折Ｘ線を受ける検出器を搭載する
２θ軸を有するゴニオメータと、Ｘ線がエピタキシャル
薄膜を照射する位置を移動可能な駆動装置と、情報処理
装置での処理結果を表示する表示機器とを具備する。
数の異なる位置に配置される試料を列状に同時に測定で
きるコンビナトリアルＸ線回折装置を提供する。 【解決手段】 Ｘ線源１と、Ｘ線源から放射されたＸ線
を分光して反射する湾曲モノクロメータ２と、湾曲モノ
クロメータにより反射されたＸ線を測定領域に画するた
めに配置されるスリット３と、スリットを通過したＸ線
の所望範囲のみを画するナイフエッジスリット６と、ナ
イフエッジスリットにより規制されたＸ線を照射するた
めのコンビナトリアルエピタキシャル薄膜４の保持部
と、エピタキシャル薄膜の保持部に保持された回折Ｘ線
を受ける２次元検出器７と、エピタキシャル薄膜の保持
部を搭載するω軸と回折Ｘ線を受ける検出器を搭載する
２θ軸を有するゴニオメータと、Ｘ線がエピタキシャル
薄膜を照射する位置を移動可能な駆動装置と、情報処理
装置での処理結果を表示する表示機器とを具備する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、コンビナトリアル
Ｘ線回折装置に係り、特にマトリックス状に配置される
複数の試料の１列を同時にＸ線回折によって測定可能な
コンビナトリアルエピタキシャル薄膜評価用Ｘ線回折装
置に関するものである。
Ｘ線回折装置に係り、特にマトリックス状に配置される
複数の試料の１列を同時にＸ線回折によって測定可能な
コンビナトリアルエピタキシャル薄膜評価用Ｘ線回折装
置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】様々の元素（元素・分子）を複合して新
しい機能材料を作り出す場合、最適な組成や混合比を見
つけだすことは容易なことではない。特に、成分元素数
や分子量が多くなってくると、それらの条件を少しずつ
変えながら１つ１つ作って性質を調べる従来の方法で
は、天文学的な時間がかかってしまい非常に困難にな
る。
しい機能材料を作り出す場合、最適な組成や混合比を見
つけだすことは容易なことではない。特に、成分元素数
や分子量が多くなってくると、それらの条件を少しずつ
変えながら１つ１つ作って性質を調べる従来の方法で
は、天文学的な時間がかかってしまい非常に困難にな
る。
【０００３】そこで提案されたのが、可能性の高い領域
を組織的にスクリーニングするコンビナトリアルケミス
トリーといわれるもので、ポリペプチドをはじめとする
有機新物質の合成効率を飛躍的に高める方法である。
を組織的にスクリーニングするコンビナトリアルケミス
トリーといわれるもので、ポリペプチドをはじめとする
有機新物質の合成効率を飛躍的に高める方法である。
【０００４】図２３はコンビナトリアルケミストリーの
原理を示す図である。例えば、パラレル合成と呼ばれる
方法を簡単に説明する。
原理を示す図である。例えば、パラレル合成と呼ばれる
方法を簡単に説明する。
【０００５】まず、図２３（ａ）に示すように、多数の
反応容器を用意しておき、各行及び列にそれぞれ物質や
その濃度の異なるものを入れ、同時に反応させると、図
２３（ｂ）に示すように、多数の系統的に異なる組み合
わせのものが同時に得られることになる。つまり、この
方法を使えば、１つ１つの組み合わせを別々に反応生成
させる方法に比して、飛躍的に効率よく物質探索が行え
ることになる。また、多くの組み合わせを同一条件で試
行できることも、他の作製条件を揃えることができる点
で極めて優れている点である。
反応容器を用意しておき、各行及び列にそれぞれ物質や
その濃度の異なるものを入れ、同時に反応させると、図
２３（ｂ）に示すように、多数の系統的に異なる組み合
わせのものが同時に得られることになる。つまり、この
方法を使えば、１つ１つの組み合わせを別々に反応生成
させる方法に比して、飛躍的に効率よく物質探索が行え
ることになる。また、多くの組み合わせを同一条件で試
行できることも、他の作製条件を揃えることができる点
で極めて優れている点である。
【０００６】この方法を薄膜に応用すれば、２つ元素の
組成を徐々に変化させた薄膜物質を１枚の基板上に作製
することができる。例えば、ＺｎＯ，Ｃｏ0.1 Ｚｎ0.9
Ｏ，Ｆｅ0.1 Ｚｎ0.9 Ｏという３つのターゲットを用意
し、マスクによってそれぞれの蒸着量をコントロールす
ることにより、組成ｘとｙを変化させたＦｅx ＣｏyＺ
ｎ1-x-y Ｏ薄膜を１つの基板上に作ることができる。ま
た、それぞれの積層周期を変えた超格子を作ることも可
能である。
組成を徐々に変化させた薄膜物質を１枚の基板上に作製
することができる。例えば、ＺｎＯ，Ｃｏ0.1 Ｚｎ0.9
Ｏ，Ｆｅ0.1 Ｚｎ0.9 Ｏという３つのターゲットを用意
し、マスクによってそれぞれの蒸着量をコントロールす
ることにより、組成ｘとｙを変化させたＦｅx ＣｏyＺ
ｎ1-x-y Ｏ薄膜を１つの基板上に作ることができる。ま
た、それぞれの積層周期を変えた超格子を作ることも可
能である。
【０００７】このようにして作製された組成や積層周期
の異なる薄膜の中で、どれが有望な組み合わせであるか
をできるだけ効率的に評価することが次の重要なポイン
トになる。
の異なる薄膜の中で、どれが有望な組み合わせであるか
をできるだけ効率的に評価することが次の重要なポイン
トになる。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】上述のようにして作製
された組成や積層周期の異なる薄膜の結晶構造や格子定
数を評価することは非常に重要である。しかし、従来の
Ｘ線回折装置を用いた評価方法では、Ｘ線が照射してい
る領域は一様な構造を持っていることが前提となってい
る。したがって、狭い領域で次々に組成や構造が変化し
ている場合には、一様な構造を持っている領域のみをＸ
線ビームが照射するよう制限する必要がある。
された組成や積層周期の異なる薄膜の結晶構造や格子定
数を評価することは非常に重要である。しかし、従来の
Ｘ線回折装置を用いた評価方法では、Ｘ線が照射してい
る領域は一様な構造を持っていることが前提となってい
る。したがって、狭い領域で次々に組成や構造が変化し
ている場合には、一様な構造を持っている領域のみをＸ
線ビームが照射するよう制限する必要がある。
【０００９】しかも、作製された薄膜全体を評価しよう
とすると多数回の測定が必要になり、非常に時間がかか
ってしまう。よって、効率的に組成の異なる薄膜を１つ
の基板上に同時に作製できたとしても、それを評価する
のに多くの時間がかかってしまうので、全体として効率
的とは言えない。
とすると多数回の測定が必要になり、非常に時間がかか
ってしまう。よって、効率的に組成の異なる薄膜を１つ
の基板上に同時に作製できたとしても、それを評価する
のに多くの時間がかかってしまうので、全体として効率
的とは言えない。
【００１０】そこで、場所ごとに異なった構造のものを
できるだけ速く評価できるＸ線回折装置が求められる。
できるだけ速く評価できるＸ線回折装置が求められる。
【００１１】本発明は、上記状況に鑑みて、Ｘ線源から
のＸ線をできるだけ効率的に利用し、かつ多数の異なる
位置に配置されるエピタキシャル薄膜を迅速かつ精密な
測定と評価を行うことができるコンビナトリアルＸ線回
折装置を提供することを目的とする。
のＸ線をできるだけ効率的に利用し、かつ多数の異なる
位置に配置されるエピタキシャル薄膜を迅速かつ精密な
測定と評価を行うことができるコンビナトリアルＸ線回
折装置を提供することを目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】本発明は、上記目的を達
成するために、 〔１〕コンビナトリアルＸ線回折装置において、点状焦
点からＸ線を放射するＸ線源と、このＸ線源から放射さ
れたＸ線を分光して反射する湾曲モノクロメータと、こ
の湾曲モノクロメータにより反射されたＸ線を測定領域
に画するために配置されるスリットと、このスリットを
通過したＸ線の所望範囲のみを画するナイフエッジスリ
ットと、このナイフエッジスリットにより規制されたＸ
線を照射するためのコンビナトリアルエピタキシャル薄
膜の保持部と、前記エピタキシャル薄膜の保持部に保持
された前記エピタキシャル薄膜から反射した回折Ｘ線を
受ける２次元検出器と、前記エピタキシャル薄膜の保持
部を搭載するω軸と前記回折Ｘ線を受ける検出器を搭載
する２θ軸を有するゴニオメータと、Ｘ線が前記エピタ
キシャル薄膜を照射する位置を移動可能な駆動装置と、
前記２次元検出器からの出力データを取り込み、データ
処理を行う情報処理装置と、この情報処理装置での処理
結果を表示する表示機器とを具備するようにしたもので
ある。
成するために、 〔１〕コンビナトリアルＸ線回折装置において、点状焦
点からＸ線を放射するＸ線源と、このＸ線源から放射さ
れたＸ線を分光して反射する湾曲モノクロメータと、こ
の湾曲モノクロメータにより反射されたＸ線を測定領域
に画するために配置されるスリットと、このスリットを
通過したＸ線の所望範囲のみを画するナイフエッジスリ
ットと、このナイフエッジスリットにより規制されたＸ
線を照射するためのコンビナトリアルエピタキシャル薄
膜の保持部と、前記エピタキシャル薄膜の保持部に保持
された前記エピタキシャル薄膜から反射した回折Ｘ線を
受ける２次元検出器と、前記エピタキシャル薄膜の保持
部を搭載するω軸と前記回折Ｘ線を受ける検出器を搭載
する２θ軸を有するゴニオメータと、Ｘ線が前記エピタ
キシャル薄膜を照射する位置を移動可能な駆動装置と、
前記２次元検出器からの出力データを取り込み、データ
処理を行う情報処理装置と、この情報処理装置での処理
結果を表示する表示機器とを具備するようにしたもので
ある。
【００１３】〔２〕コンビナトリアルＸ線回折装置にお
いて、線状焦点からＸ線を放射するＸ線源と、このＸ線
源から放射されたＸ線を単色化して反射する湾曲モノク
ロメータと、この湾曲モノクロメータにより反射された
Ｘ線を測定領域に画するために配置されるスリットと、
このスリットを通過したＸ線の所望範囲のみを画するナ
イフエッジスリットと、このナイフエッジスリットによ
り規制されたＸ線を照射するためのコンビナトリアルエ
ピタキシャル薄膜の保持部と、前記ナイフエッジスリッ
トを通過後のＸ線に作用するソーラースリットと、前記
エピタキシャル薄膜の保持部に保持された前記エピタキ
シャル薄膜から反射した回折Ｘ線を受ける２次元検出器
と、前記エピタキシャル薄膜の保持部を搭載するω軸と
前記回折Ｘ線を受ける検出器を搭載する２θ軸を有する
ゴニオメータと、Ｘ線が前記エピタキシャル薄膜を照射
する位置を移動可能な駆動装置と、前記２次元検出器か
らの出力データを順次取り込みデータ処理を行う情報処
理装置と、この情報処理装置での処理結果を表示する機
器とを具備するようにしたものである。
いて、線状焦点からＸ線を放射するＸ線源と、このＸ線
源から放射されたＸ線を単色化して反射する湾曲モノク
ロメータと、この湾曲モノクロメータにより反射された
Ｘ線を測定領域に画するために配置されるスリットと、
このスリットを通過したＸ線の所望範囲のみを画するナ
イフエッジスリットと、このナイフエッジスリットによ
り規制されたＸ線を照射するためのコンビナトリアルエ
ピタキシャル薄膜の保持部と、前記ナイフエッジスリッ
トを通過後のＸ線に作用するソーラースリットと、前記
エピタキシャル薄膜の保持部に保持された前記エピタキ
シャル薄膜から反射した回折Ｘ線を受ける２次元検出器
と、前記エピタキシャル薄膜の保持部を搭載するω軸と
前記回折Ｘ線を受ける検出器を搭載する２θ軸を有する
ゴニオメータと、Ｘ線が前記エピタキシャル薄膜を照射
する位置を移動可能な駆動装置と、前記２次元検出器か
らの出力データを順次取り込みデータ処理を行う情報処
理装置と、この情報処理装置での処理結果を表示する機
器とを具備するようにしたものである。
【００１４】〔３〕上記〔１〕又は〔２〕記載のコンビ
ナトリアルＸ線回折装置において、前記コンビナトリア
ルエピタキシャル薄膜は列方向に複数個のエピタキシャ
ル薄膜を配置するようにしたものである。
ナトリアルＸ線回折装置において、前記コンビナトリア
ルエピタキシャル薄膜は列方向に複数個のエピタキシャ
ル薄膜を配置するようにしたものである。
【００１５】〔４〕上記〔１〕から〔３〕記載の何れか
１項に記載のコンビナトリアルＸ線回折装置において、
コンビナトリアル法でマトリックス状に形成されたエピ
タキシャル薄膜の少なくとも２つ以上のセルによるセル
列が、回折条件を同時に満足するように設定するように
したものである。
１項に記載のコンビナトリアルＸ線回折装置において、
コンビナトリアル法でマトリックス状に形成されたエピ
タキシャル薄膜の少なくとも２つ以上のセルによるセル
列が、回折条件を同時に満足するように設定するように
したものである。
【００１６】〔５〕上記〔１〕から〔４〕記載の何れか
１項に記載のコンビナトリアルＸ線回折装置において、
コンビナトリアル法でマトリックス状に形成されたエピ
タキシャル薄膜の少なくとも２つ以上のセルによるセル
列を、同時に受光できるように２次元検出器を配置する
ようにしたものである。
１項に記載のコンビナトリアルＸ線回折装置において、
コンビナトリアル法でマトリックス状に形成されたエピ
タキシャル薄膜の少なくとも２つ以上のセルによるセル
列を、同時に受光できるように２次元検出器を配置する
ようにしたものである。
【００１７】〔６〕上記〔１〕から〔５〕記載の何れか
１項に記載のコンビナトリアルＸ線回折装置において、
コンビナトリアル法でマトリックス状に形成されたエピ
タキシャル薄膜の少なくとも２つ以上のセル列を、逐次
回折条件を満足するように設定しながら、それぞれのセ
ル列で回折された回折Ｘ線を、逐次受光できるように２
次元検出器を配置するようにしたものである。
１項に記載のコンビナトリアルＸ線回折装置において、
コンビナトリアル法でマトリックス状に形成されたエピ
タキシャル薄膜の少なくとも２つ以上のセル列を、逐次
回折条件を満足するように設定しながら、それぞれのセ
ル列で回折された回折Ｘ線を、逐次受光できるように２
次元検出器を配置するようにしたものである。
【００１８】〔７〕上記〔１〕から〔６〕記載の何れか
１項に記載のコンビナトリアルＸ線回折装置において、
Ｘ線の位置的強度分布および２次元検出器の位置的感度
分布を規格化し、２次元的に収集した回折Ｘ線の各ピク
セル、あるいはピクセルのブロックに対して、位置的な
Ｘ線強度補正を行うようにしたものである。
１項に記載のコンビナトリアルＸ線回折装置において、
Ｘ線の位置的強度分布および２次元検出器の位置的感度
分布を規格化し、２次元的に収集した回折Ｘ線の各ピク
セル、あるいはピクセルのブロックに対して、位置的な
Ｘ線強度補正を行うようにしたものである。
【００１９】〔８〕上記〔１〕から〔７〕記載の何れか
１項に記載のコンビナトリアルＸ線回折装置において、
コンビナトリアル法でマトリックス状に形成されたエピ
タキシャル薄膜の少なくとも２つ以上のセルによるセル
列で回折された回折Ｘ線を同時に受光し、回折角度θ方
向とそれに直交する方向の位置情報を測定し、２次元検
出器の各ピクセルの回折Ｘ線強度を対応するエピタキシ
ャル薄膜の各セル毎に積分し、各セルからの回折Ｘ線強
度を分離して得るようにしたものである。
１項に記載のコンビナトリアルＸ線回折装置において、
コンビナトリアル法でマトリックス状に形成されたエピ
タキシャル薄膜の少なくとも２つ以上のセルによるセル
列で回折された回折Ｘ線を同時に受光し、回折角度θ方
向とそれに直交する方向の位置情報を測定し、２次元検
出器の各ピクセルの回折Ｘ線強度を対応するエピタキシ
ャル薄膜の各セル毎に積分し、各セルからの回折Ｘ線強
度を分離して得るようにしたものである。
【００２０】
〔９〕上記〔１〕から〔８〕記載の何れか
１項に記載のコンビナトリアルＸ線回折装置において、
コンビナトリアル法でマトリックス状に形成されたエピ
タキシャル薄膜の少なくとも２つ以上のセルによるセル
列で回折された回折Ｘ線を、所望角度範囲に対して、前
記ゴニオメータ上のエピタキシャル薄膜および２次元検
出器を移動して回折角度θの角度情報と連携した、各セ
ルからの回折Ｘ線強度を分離して得るようにしたもので
ある。
１項に記載のコンビナトリアルＸ線回折装置において、
コンビナトリアル法でマトリックス状に形成されたエピ
タキシャル薄膜の少なくとも２つ以上のセルによるセル
列で回折された回折Ｘ線を、所望角度範囲に対して、前
記ゴニオメータ上のエピタキシャル薄膜および２次元検
出器を移動して回折角度θの角度情報と連携した、各セ
ルからの回折Ｘ線強度を分離して得るようにしたもので
ある。
【００２１】〔１０〕上記〔８〕又は
〔９〕記載のコン
ビナトリアルＸ線回折装置で得た回折Ｘ線データを、そ
のまま、あるいはＸ線強度補正、バックグラウンド除去
補正、ピーク強度算出、ピーク位置算出、半値幅算出の
演算をし、各セルからの回折Ｘ線として、格納、あるい
は表示する機能を有するようにしたものである。
ビナトリアルＸ線回折装置で得た回折Ｘ線データを、そ
のまま、あるいはＸ線強度補正、バックグラウンド除去
補正、ピーク強度算出、ピーク位置算出、半値幅算出の
演算をし、各セルからの回折Ｘ線として、格納、あるい
は表示する機能を有するようにしたものである。
【００２２】〔１１〕上記〔１０〕記載のコンビナトリ
アルＸ線回折装置で得た回折Ｘ線データを、各セルから
の回折Ｘ線として、データ処理、格納、あるいは表示を
行うことに加えて、コンビナトリアルのセル列、又はマ
トリックス条件との対比をして、データ処理、格納、表
示、あるいはデータ解析を行うようにしたものである。
アルＸ線回折装置で得た回折Ｘ線データを、各セルから
の回折Ｘ線として、データ処理、格納、あるいは表示を
行うことに加えて、コンビナトリアルのセル列、又はマ
トリックス条件との対比をして、データ処理、格納、表
示、あるいはデータ解析を行うようにしたものである。
【００２３】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図を
参照しながら説明する。
参照しながら説明する。
【００２４】図１は本発明の実施例を示すＸ線回折装置
の模式斜視図、図２はその部品の配置を示す図、図３は
そのＸ線回折装置の模式平面図、図４はそのＸ線回折装
置の試料ステージの移動についての説明図である。
の模式斜視図、図２はその部品の配置を示す図、図３は
そのＸ線回折装置の模式平面図、図４はそのＸ線回折装
置の試料ステージの移動についての説明図である。
【００２５】これらの図において、１は発散Ｘ線を放射
するＸ線源、２は湾曲結晶を有するモノクロメータ、３
はＸ線照射領域制限スリット、５は（ω／２θ）ゴニオ
メータであり、このゴニオメータ５は試料４および試料
ステージ９を搭載する試料回転軸５Ａと、先端部に２次
元検出器が設けられる２θカウンタアーム５Ｃが固定さ
れる２次元検出器軸５Ｂを有している。その試料（エピ
タキシャル薄膜）４は、マトリックス状に位置を変えて
複数配置される。６はマトリックス状の試料４の１列の
みにＸ線が照射されるように配置されるナイフエッジス
リット、７は２次元検出器（例えば、ＩＰ：イメージン
グ・プレートやＣＣＤカメラ）、８は試料位置設定装置
である。
するＸ線源、２は湾曲結晶を有するモノクロメータ、３
はＸ線照射領域制限スリット、５は（ω／２θ）ゴニオ
メータであり、このゴニオメータ５は試料４および試料
ステージ９を搭載する試料回転軸５Ａと、先端部に２次
元検出器が設けられる２θカウンタアーム５Ｃが固定さ
れる２次元検出器軸５Ｂを有している。その試料（エピ
タキシャル薄膜）４は、マトリックス状に位置を変えて
複数配置される。６はマトリックス状の試料４の１列の
みにＸ線が照射されるように配置されるナイフエッジス
リット、７は２次元検出器（例えば、ＩＰ：イメージン
グ・プレートやＣＣＤカメラ）、８は試料位置設定装置
である。
【００２６】なお、Ｘ線回折装置の試料ステージ９の移
動は、図４に示すように、Ｘ及びＹ方向への平行移動
軸、試料の厚さ方向Ｚへの平行移動軸、試料の面内回転
軸φ、およびチルト（ｔｉｌｔ）方向軸χの合計５軸が
必要である。
動は、図４に示すように、Ｘ及びＹ方向への平行移動
軸、試料の厚さ方向Ｚへの平行移動軸、試料の面内回転
軸φ、およびチルト（ｔｉｌｔ）方向軸χの合計５軸が
必要である。
【００２７】このように構成することにより、本発明に
よれば、湾曲結晶からなるモノクロメータ２と２次元検
出器７を組み合わせて数度の角度範囲のＸ線回折を行う
ことにより、マトリックス状の複数の試料を同時に測定
することができる。
よれば、湾曲結晶からなるモノクロメータ２と２次元検
出器７を組み合わせて数度の角度範囲のＸ線回折を行う
ことにより、マトリックス状の複数の試料を同時に測定
することができる。
【００２８】次に、本発明のＸ線回折装置の動作につい
て説明する。
て説明する。
【００２９】発散Ｘ線を放射するＸ線源１から出てきた
発散Ｘ線をできるだけ有効に利用するため、Ｊｏｈａｎ
ｓｓｏｎ型湾曲結晶からなるモノクロメータ２を用いて
単色化する。この場合、発散角は４°程度まで広げるこ
とが可能である。Ｘ線ｆｏｃｕｓ ｓｉｚｅとＪｏｈａ
ｎｓｓｏｎ型湾曲結晶の加工精度によって試料４位置で
のＸ線ビームサイズは決まってくるが、０．１〜０．２
ｍｍ程度まで絞ることは可能である。また、湾曲結晶に
はＪｏｈａｎｓｓｏｎ型に限らず、Ｊｏｈａｎｎ型を使
うことも可能である。
発散Ｘ線をできるだけ有効に利用するため、Ｊｏｈａｎ
ｓｓｏｎ型湾曲結晶からなるモノクロメータ２を用いて
単色化する。この場合、発散角は４°程度まで広げるこ
とが可能である。Ｘ線ｆｏｃｕｓ ｓｉｚｅとＪｏｈａ
ｎｓｓｏｎ型湾曲結晶の加工精度によって試料４位置で
のＸ線ビームサイズは決まってくるが、０．１〜０．２
ｍｍ程度まで絞ることは可能である。また、湾曲結晶に
はＪｏｈａｎｓｓｏｎ型に限らず、Ｊｏｈａｎｎ型を使
うことも可能である。
【００３０】さらに、試料４直前に配置されたナイフエ
ッジスリット６によってさらにビームサイズを絞ること
もできる。また、このナイフエッジスリット６は散乱線
によるバックグラウンドを低減する効果を有している。
試料４の１列で回折したＸ線は、それぞれの散乱角に応
じて、２次元検出器（イメージング・プレート）７の異
なる１列の複数の試料が検出される。
ッジスリット６によってさらにビームサイズを絞ること
もできる。また、このナイフエッジスリット６は散乱線
によるバックグラウンドを低減する効果を有している。
試料４の１列で回折したＸ線は、それぞれの散乱角に応
じて、２次元検出器（イメージング・プレート）７の異
なる１列の複数の試料が検出される。
【００３１】例えば、図５（ａ）に示すように、マトリ
ックス状に配置された複数の試料１０は、図５（ｂ）に
示すように、最初の時点では、マトリックス状に配置さ
れた複数の試料１０のうちの第１列の複数の試料１１の
みが１度にＸ線回折されることになる。
ックス状に配置された複数の試料１０は、図５（ｂ）に
示すように、最初の時点では、マトリックス状に配置さ
れた複数の試料１０のうちの第１列の複数の試料１１の
みが１度にＸ線回折されることになる。
【００３２】図６は本発明のＸ線回折装置による試料の
評価のためのデータ処理方法の説明図である。
評価のためのデータ処理方法の説明図である。
【００３３】この図において、１０はマトリックス状に
配置された複数の試料、１１は第１列の複数の試料（Ｘ
1 行の複数の試料）、１２はＸ2 行の複数の試料、１３
はＸ 3 行の複数の試料、１４はＸ4 行の複数の試料、１
５は２次元検出器、２０は情報処理装置、２１はＣＰＵ
（中央処理装置）、２２，２５，２６はインターフェー
ス（Ｉ／Ｆ）、２３は記憶装置、２４は編集装置、２７
は表示機器である。なお、記憶装置２３は予めプログラ
ムが記憶されるＲＯＭと、随時生成されるデータが記憶
されるＲＡＭから構成されている。
配置された複数の試料、１１は第１列の複数の試料（Ｘ
1 行の複数の試料）、１２はＸ2 行の複数の試料、１３
はＸ 3 行の複数の試料、１４はＸ4 行の複数の試料、１
５は２次元検出器、２０は情報処理装置、２１はＣＰＵ
（中央処理装置）、２２，２５，２６はインターフェー
ス（Ｉ／Ｆ）、２３は記憶装置、２４は編集装置、２７
は表示機器である。なお、記憶装置２３は予めプログラ
ムが記憶されるＲＯＭと、随時生成されるデータが記憶
されるＲＡＭから構成されている。
【００３４】上記したように、マトリックス状に配置さ
れた複数の試料１０の各行毎の複数の試料が同時にＸ線
回折される。すなわち、ある時点ｔ1 で、図６（ａ）に
示すようにＸ1 行の複数の試料１１が同時にＸ線回折さ
れる。次に、時点ｔ2 で、試料ステージ９を駆動し、Ｘ
線が試料を照射する位置を、図６（ｂ）に示すようにＸ
2 行へ移動する。その結果Ｘ2 行の複数の試料１２が同
時にＸ線回折される。同様にして、時点ｔ3 で、図６
（ｃ）に示すようにＸ3 行の複数の試料１３が同時にＸ
線回折される。次いで、時点ｔ4 で、図６（ｄ）に示す
ようにＸ4 行の複数の試料１４が同時にＸ線回折され、
２次元検出器１５にて測定される。
れた複数の試料１０の各行毎の複数の試料が同時にＸ線
回折される。すなわち、ある時点ｔ1 で、図６（ａ）に
示すようにＸ1 行の複数の試料１１が同時にＸ線回折さ
れる。次に、時点ｔ2 で、試料ステージ９を駆動し、Ｘ
線が試料を照射する位置を、図６（ｂ）に示すようにＸ
2 行へ移動する。その結果Ｘ2 行の複数の試料１２が同
時にＸ線回折される。同様にして、時点ｔ3 で、図６
（ｃ）に示すようにＸ3 行の複数の試料１３が同時にＸ
線回折される。次いで、時点ｔ4 で、図６（ｄ）に示す
ようにＸ4 行の複数の試料１４が同時にＸ線回折され、
２次元検出器１５にて測定される。
【００３５】そして、それぞれの収集された２次元検出
器１５からの測定情報は情報処理装置２０に取り込まれ
る。つまり、ＣＰＵ（中央処理装置）２１の統括制御に
より、インターフェース２２から時系列で記憶装置２３
に取り込まれ、編集装置２４で編集された情報は時系列
でインターフェース２６を介して表示機器２７に表示す
ることができる。
器１５からの測定情報は情報処理装置２０に取り込まれ
る。つまり、ＣＰＵ（中央処理装置）２１の統括制御に
より、インターフェース２２から時系列で記憶装置２３
に取り込まれ、編集装置２４で編集された情報は時系列
でインターフェース２６を介して表示機器２７に表示す
ることができる。
【００３６】また、インターフェース２５を介してゴニ
オメータ５が制御されるようになっている。
オメータ５が制御されるようになっている。
【００３７】以下、Ｘ線回折装置による試料の測定につ
いて説明する。
いて説明する。
【００３８】（１）まず、試料ステージ９に搭載される
試料４はゴニオメータ５によってプリセットされ、試料
位置設定装置８によって、試料ステージ９の移動機構を
用いて試料４の位置、姿勢、場所（手動でも自動でもよ
い）及び２次元検出器軸５Ｂによって２次元検出器１５
が正確に設定される（ステップＳ１）。
試料４はゴニオメータ５によってプリセットされ、試料
位置設定装置８によって、試料ステージ９の移動機構を
用いて試料４の位置、姿勢、場所（手動でも自動でもよ
い）及び２次元検出器軸５Ｂによって２次元検出器１５
が正確に設定される（ステップＳ１）。
【００３９】（２）次に、例えば、図６（ａ）に示すよ
うに、試料のＸ1 列のＸ線回折による測定を行い、２次
元検出器１５により測定し、その測定データを情報処理
装置２０に取り込む（ステップＳ２）。
うに、試料のＸ1 列のＸ線回折による測定を行い、２次
元検出器１５により測定し、その測定データを情報処理
装置２０に取り込む（ステップＳ２）。
【００４０】（３）次に、試料ステージ９を駆動して、
次の試料の位置、例えば図６（ｂ）に示すように、試料
のＸ2 列に変更する（ステップＳ３）。
次の試料の位置、例えば図６（ｂ）に示すように、試料
のＸ2 列に変更する（ステップＳ３）。
【００４１】（４）次に、試料のＸ2 列のＸ線回折によ
る測定を行い、２次元検出器１５により測定し、その測
定データを情報処理装置２０に取り込む（ステップＳ
４）。
る測定を行い、２次元検出器１５により測定し、その測
定データを情報処理装置２０に取り込む（ステップＳ
４）。
【００４２】（５）それを、図６（ｃ）、次いで図６
（ｄ）へと試料の列を変更して、Ｘ線回折による測定を
行い、２次元検出器１５により測定し、その測定データ
を情報処理装置２０に取り込む（ステップＳ５）。
（ｄ）へと試料の列を変更して、Ｘ線回折による測定を
行い、２次元検出器１５により測定し、その測定データ
を情報処理装置２０に取り込む（ステップＳ５）。
【００４３】（６）上記では、ある限られた〔通常（３
°〜４°）〕θ角度の撮影であるので、更に、その撮影
場所を広げたい場合には、２次元検出器軸５Ｂおよび試
料回転軸５Ａを駆動して、Ｘ線回折角２θおよび試料回
転角ωを変更させて、広い範囲の試料のＸ線回折を行わ
せることができる。
°〜４°）〕θ角度の撮影であるので、更に、その撮影
場所を広げたい場合には、２次元検出器軸５Ｂおよび試
料回転軸５Ａを駆動して、Ｘ線回折角２θおよび試料回
転角ωを変更させて、広い範囲の試料のＸ線回折を行わ
せることができる。
【００４４】また、このコンビナトリアルＸ線回折装置
は、以下のような機能を持たせることができる。
は、以下のような機能を持たせることができる。
【００４５】（１）一般に試料に照射されるＸ線強度分
布は一様でないので、情報処理装置２０では、Ｘ線強度
分布を規格化し、各ピクセルに対応する真のＸ線回折強
度を算出する機能を持たせる。つまり、Ｘ線の位置的強
度分布及び２次元検出器１５の位置的感度分布を規格化
し、２次元的に収集した回折Ｘ線の各ピクセル、あるい
はピクセルのブロックに対して、位置的なＸ線強度補正
を行うようにする。
布は一様でないので、情報処理装置２０では、Ｘ線強度
分布を規格化し、各ピクセルに対応する真のＸ線回折強
度を算出する機能を持たせる。つまり、Ｘ線の位置的強
度分布及び２次元検出器１５の位置的感度分布を規格化
し、２次元的に収集した回折Ｘ線の各ピクセル、あるい
はピクセルのブロックに対して、位置的なＸ線強度補正
を行うようにする。
【００４６】（２）ω／２θゴニオメータ５の位置に対
応し、各ピクセルが回折角の何度に相当するかを予め補
正する機能を有する。その際、基準となる基板のピーク
位置を用いる方法、試料を上下反転して較正する方法な
どが有効である。
応し、各ピクセルが回折角の何度に相当するかを予め補
正する機能を有する。その際、基準となる基板のピーク
位置を用いる方法、試料を上下反転して較正する方法な
どが有効である。
【００４７】（３）試料１ユニットに対する回折強度を
算出するために、θと直行方向の任意のピクセルのＸ線
強度を積分する機能を有する。
算出するために、θと直行方向の任意のピクセルのＸ線
強度を積分する機能を有する。
【００４８】（４）記憶装置（ＲＯＭ）２３に予めプロ
グラムで設定しておいた２つ以上の角度領域を測定し、
上記（１）〜（３）の補正を行い、各ピクセル毎のＸ線
回折強度プロファイルをデータとして記憶装置（ＲＡ
Ｍ）２３に格納する機能を有する。
グラムで設定しておいた２つ以上の角度領域を測定し、
上記（１）〜（３）の補正を行い、各ピクセル毎のＸ線
回折強度プロファイルをデータとして記憶装置（ＲＡ
Ｍ）２３に格納する機能を有する。
【００４９】（５）上記（４）で得られたプロファイル
データからピーク位置、ピーク強度、半値幅を情報処理
装置２０で自動的に算出し、記憶装置（ＲＡＭ）２３に
格納する機能を有する。
データからピーク位置、ピーク強度、半値幅を情報処理
装置２０で自動的に算出し、記憶装置（ＲＡＭ）２３に
格納する機能を有する。
【００５０】以下、具体的実験例について説明する。
【００５１】ここで、測定の条件は、Ｘ線：ＣｕＫα
１、４０ｋＶ−３０ｍＡ、０．１ｍｍ×０．１ｍｍ フ
ォーカス、モノクロメータ；αクオーツ（１０１）３
°，ｏｆｆ，Ｊｏｈａｎｎ，ｔｙｐｅ 収束〜２°、
Ｘ線源とモノクロメータ間距離：２４０ｍｍ、モノクロ
メータと試料間距離：１５３ｍｍ、カメラ長：３００ｍ
ｍ、露出時間：ロッキングカーブ：３０秒、検出器
条件：ブルーＩＰ（イメージング・プレート）使用、５
０μｍ読み取り、Ｒｉｇａｋｕ／ＤＳ３である。
１、４０ｋＶ−３０ｍＡ、０．１ｍｍ×０．１ｍｍ フ
ォーカス、モノクロメータ；αクオーツ（１０１）３
°，ｏｆｆ，Ｊｏｈａｎｎ，ｔｙｐｅ 収束〜２°、
Ｘ線源とモノクロメータ間距離：２４０ｍｍ、モノクロ
メータと試料間距離：１５３ｍｍ、カメラ長：３００ｍ
ｍ、露出時間：ロッキングカーブ：３０秒、検出器
条件：ブルーＩＰ（イメージング・プレート）使用、５
０μｍ読み取り、Ｒｉｇａｋｕ／ＤＳ３である。
【００５２】図７は本発明の第１実験例の超格子（Ｓｒ
ＴｉＯ3 ／ＢａＴｉＯ3 ）の反射像（その１）を示す
図、図８はそのＸ線強度のプロファイル、図９はその超
格子（ＳｒＴｉＯ3 ／ＢａＴｉＯ3 ）の反射像（その
２）を示す図、図１０はそのＸ線強度のプロファイルで
ある。
ＴｉＯ3 ／ＢａＴｉＯ3 ）の反射像（その１）を示す
図、図８はそのＸ線強度のプロファイル、図９はその超
格子（ＳｒＴｉＯ3 ／ＢａＴｉＯ3 ）の反射像（その
２）を示す図、図１０はそのＸ線強度のプロファイルで
ある。
【００５３】図７・図８と図９・図１０は２００反射近
傍のロッキングカーブを示す図であり、図５で示すＸ方
向に場所を変えて測定されている。
傍のロッキングカーブを示す図であり、図５で示すＸ方
向に場所を変えて測定されている。
【００５４】図１１・図１２と図１３・図１４は本発明
の第１実験例の１００反射像とそのプロファイルを示す
図であり、場所を変えて測定されている。また、図１５
はその試料の上下を逆にして撮影したイメージの図であ
る。
の第１実験例の１００反射像とそのプロファイルを示す
図であり、場所を変えて測定されている。また、図１５
はその試料の上下を逆にして撮影したイメージの図であ
る。
【００５５】ロッキングカーブのイメージを見ると、基
板結晶のねじれ（方位変化）のため回折線像が曲がって
いる。図１５に示すように、試料の上下を逆にして撮影
しても傾きの方向は同じであるので、結晶のねじれであ
ることが分かる。念のために、試料上でのＸ線照射野を
絞りマップ測定をした。上下のねじれは０．２°を越え
ている。
板結晶のねじれ（方位変化）のため回折線像が曲がって
いる。図１５に示すように、試料の上下を逆にして撮影
しても傾きの方向は同じであるので、結晶のねじれであ
ることが分かる。念のために、試料上でのＸ線照射野を
絞りマップ測定をした。上下のねじれは０．２°を越え
ている。
【００５６】いずれの結果も、超格子の周期の違いによ
り超格子のピークの出現位置が異なっている。同じ領域
でも場所による変化がわかる。プロファイル表示は、隣
り合った５画素分の積分値で表した。場所は領域のほぼ
中心であり、段差になっている所を避けた。
り超格子のピークの出現位置が異なっている。同じ領域
でも場所による変化がわかる。プロファイル表示は、隣
り合った５画素分の積分値で表した。場所は領域のほぼ
中心であり、段差になっている所を避けた。
【００５７】次に、本発明の第２実験例のサファイア基
板上に作製したストライプ状のＺｎＯ薄膜の場合につい
て説明する。
板上に作製したストライプ状のＺｎＯ薄膜の場合につい
て説明する。
【００５８】図１６はそのＺｎＯ００２の反射像を示す
図、図１７はそのＸ線強度のプロファイルであり、図１
７（ａ）はその反射像の上から６番目のＸ線強度のプロ
ファイルを、図１７（ｂ）はその反射像の上から下まで
１列のＸ線強度のプロファイルをそれぞれ示している。
ここで、ストライプ状の各ピクセルに相当するＺｎＯ薄
膜間の距離は０．８ｍｍ、ストライプの幅は約０．５ｍ
ｍである。これから、本方法におけるピクセル間の分解
能は０．５ｍｍ以下であることが確認される。
図、図１７はそのＸ線強度のプロファイルであり、図１
７（ａ）はその反射像の上から６番目のＸ線強度のプロ
ファイルを、図１７（ｂ）はその反射像の上から下まで
１列のＸ線強度のプロファイルをそれぞれ示している。
ここで、ストライプ状の各ピクセルに相当するＺｎＯ薄
膜間の距離は０．８ｍｍ、ストライプの幅は約０．５ｍ
ｍである。これから、本方法におけるピクセル間の分解
能は０．５ｍｍ以下であることが確認される。
【００５９】次に、本発明の第３実験例のサファイア基
板の００１基板の場合について説明する。
板の００１基板の場合について説明する。
【００６０】図１８はサファイア基板の００６の反射像
を示す図、図１９はそのＸ線強度のプロファイルであ
り、その反射像の図１８のＡ−Ａ線横断図を示してい
る。これから基板はねじれ等のない一様な単結晶である
ことが確認される。
を示す図、図１９はそのＸ線強度のプロファイルであ
り、その反射像の図１８のＡ−Ａ線横断図を示してい
る。これから基板はねじれ等のない一様な単結晶である
ことが確認される。
【００６１】図２０はＺｎＯの膜厚を独立したセル毎に
膜厚計で測定した結果を示すプロファイルである。な
お、ここで、膜厚計としては、触針式膜厚計：Ｄｅｋｔ
ａｋ3ＳＴ Ｓｕｒｆａｃｅ ｐｒｏｆｉｌｅｒ（商品
名） 型番 １７３００３−Ｒ、Ｓｏｌａｎ ｔｅｃｎ
ｏｌｏｇｙ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ 社製〕を用いた。ただ
し、この図２０は図１６と一致した対応を有するもので
はない。
膜厚計で測定した結果を示すプロファイルである。な
お、ここで、膜厚計としては、触針式膜厚計：Ｄｅｋｔ
ａｋ3ＳＴ Ｓｕｒｆａｃｅ ｐｒｏｆｉｌｅｒ（商品
名） 型番 １７３００３−Ｒ、Ｓｏｌａｎ ｔｅｃｎ
ｏｌｏｇｙ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ 社製〕を用いた。ただ
し、この図２０は図１６と一致した対応を有するもので
はない。
【００６２】ＺｎＯ００２の反射像と対比すると、両者
は略符合することが分かる。つまり、Ｘ線回折測定によ
り、ＺｎＯの膜厚を高速に測定できることが分かる。
は略符合することが分かる。つまり、Ｘ線回折測定によ
り、ＺｎＯの膜厚を高速に測定できることが分かる。
【００６３】図１７（ａ）は、図１６に示す２次元検出
器上に記録されたＺｎＯ薄膜の上から６番目のセルに対
するＸ線回折強度プロファイルを示している。つまり、
図１６は、このようなプロファイル１２本分の情報を持
っている。さらに試料を試料ステージ９を用いてＸ方向
にシフトして、別の列からの回折プロファイルを測定す
ることにより、数分で、図１７（ａ）に示すプロファイ
ルが１２本×（列の数、例えば１０とする）１０＝１２
０本得られる。勿論、このようなプロファイルを図６に
示した記憶装置２３に記憶しておくこともできる。しか
し、１２０本ものプロファイルは、それを表示して、人
が見るだけでも多くの時間を要してしまう。
器上に記録されたＺｎＯ薄膜の上から６番目のセルに対
するＸ線回折強度プロファイルを示している。つまり、
図１６は、このようなプロファイル１２本分の情報を持
っている。さらに試料を試料ステージ９を用いてＸ方向
にシフトして、別の列からの回折プロファイルを測定す
ることにより、数分で、図１７（ａ）に示すプロファイ
ルが１２本×（列の数、例えば１０とする）１０＝１２
０本得られる。勿論、このようなプロファイルを図６に
示した記憶装置２３に記憶しておくこともできる。しか
し、１２０本ものプロファイルは、それを表示して、人
が見るだけでも多くの時間を要してしまう。
【００６４】そこで、データを自動的に整理して、例え
ばピーク位置と、ピーク強度およびピーク半値幅の情報
だけを記憶あるいは表示する機能持たせておくことは、
データを圧縮し、必要なデータのみを取り出すという点
からきわめて有効である。
ばピーク位置と、ピーク強度およびピーク半値幅の情報
だけを記憶あるいは表示する機能持たせておくことは、
データを圧縮し、必要なデータのみを取り出すという点
からきわめて有効である。
【００６５】これにより、例えば、ピーク位置は薄膜試
料の格子定数の情報を有しているため、各ピクセルごと
の格子定数のみをテーブルにしておくことができる。
料の格子定数の情報を有しているため、各ピクセルごと
の格子定数のみをテーブルにしておくことができる。
【００６６】また、ピーク強度は、例えば、上述のよう
に薄膜試料の厚さの情報を有しているため、各ピクセル
ごとの膜厚をテーブルにしておくこともできる。
に薄膜試料の厚さの情報を有しているため、各ピクセル
ごとの膜厚をテーブルにしておくこともできる。
【００６７】さらに、ピーク半値幅は、薄膜試料の結晶
性についての情報を有しているため、結晶性の良否を評
価したテーブルを作成することができる。
性についての情報を有しているため、結晶性の良否を評
価したテーブルを作成することができる。
【００６８】以上のように、コンビナトリアルの各ピク
セルを評価する場合、各ピクセルからの回折プロファイ
ルが高速で測定される。しかし、これを有効に利用する
ためには、上記のような薄膜材料の評価に有用な情報を
自動的に抽出、整理しなければ、それを１つ１つ人間が
行うには、情報量が膨大すぎて、効率的ではない。
セルを評価する場合、各ピクセルからの回折プロファイ
ルが高速で測定される。しかし、これを有効に利用する
ためには、上記のような薄膜材料の評価に有用な情報を
自動的に抽出、整理しなければ、それを１つ１つ人間が
行うには、情報量が膨大すぎて、効率的ではない。
【００６９】図２１にポイント（点状）光源を用いた場
合を、図２２にライン（線状）光源を用いた場合におけ
る水平方向からの模式図を示す。
合を、図２２にライン（線状）光源を用いた場合におけ
る水平方向からの模式図を示す。
【００７０】まず、図２１に示すように、ポイント光源
３１の場合は輝度が高い光源を用いることができ、ま
た、装置構成が簡単になるが、結晶の傾き（ｔｉｌｔ）
に関する乱れがあると測定がうまくいかない。また、Ｂ
ｒａｇｇ角が大きくなるとＸ線の縦発散の効果が無視で
きなくなる。ここで、３２は湾曲結晶を有するモノクロ
メータ、３３はスリット、３４は試料、３５は（ω／２
θ）ゴニオメータ、３６は２次元検出器である。
３１の場合は輝度が高い光源を用いることができ、ま
た、装置構成が簡単になるが、結晶の傾き（ｔｉｌｔ）
に関する乱れがあると測定がうまくいかない。また、Ｂ
ｒａｇｇ角が大きくなるとＸ線の縦発散の効果が無視で
きなくなる。ここで、３２は湾曲結晶を有するモノクロ
メータ、３３はスリット、３４は試料、３５は（ω／２
θ）ゴニオメータ、３６は２次元検出器である。
【００７１】また、図２２に示すように、ライン光源４
１の場合には、湾曲結晶のある点で回折したＸ線のみが
２次元検出器４７の決まった位置に来るように、適切な
ソーラースリット４６が必要になる。なお、４２は湾曲
結晶を有するモノクロメータ、４４は試料、４５は（ω
／２θ）ゴニオメータである。
１の場合には、湾曲結晶のある点で回折したＸ線のみが
２次元検出器４７の決まった位置に来るように、適切な
ソーラースリット４６が必要になる。なお、４２は湾曲
結晶を有するモノクロメータ、４４は試料、４５は（ω
／２θ）ゴニオメータである。
【００７２】いずれにせよ、どちらの光源を用いた試料
の測定も可能な装置の構成にすることができる。
の測定も可能な装置の構成にすることができる。
【００７３】以上述べた装置の構成によって、短時間に
膨大なデータが測定できる。
膨大なデータが測定できる。
【００７４】なお、本発明は上記実施例に限定されるも
のではなく、本発明の趣旨に基づいて種々の変形が可能
であり、これらを本発明の範囲から排除するものではな
い。
のではなく、本発明の趣旨に基づいて種々の変形が可能
であり、これらを本発明の範囲から排除するものではな
い。
【００７５】
【発明の効果】以上、詳細に説明したように、本発明に
よれば、以下のような効果を奏することができる。
よれば、以下のような効果を奏することができる。
【００７６】（１）Ｘ線源からのＸ線をできるだけ効率
的に利用することにより、多数の異なる位置にマトリッ
クス状に配置される試料を列状に同時に測定することが
できる。特に、列状に同時に複数の試料を測定すること
により、その複数の試料間の微妙な変化状態などを的確
に測定することができる。
的に利用することにより、多数の異なる位置にマトリッ
クス状に配置される試料を列状に同時に測定することが
できる。特に、列状に同時に複数の試料を測定すること
により、その複数の試料間の微妙な変化状態などを的確
に測定することができる。
【００７７】（２）コンビナトリアル試料を高速に、か
つ的確にＸ線回折により評価することができる。
つ的確にＸ線回折により評価することができる。
【図１】本発明の実施例を示すＸ線回折装置の模式斜視
図である。
図である。
【図２】本発明の実施例を示すＸ線回折装置の部品の配
置を示す図である。
置を示す図である。
【図３】本発明の実施例を示すＸ線回折装置の模式平面
図である。
図である。
【図４】本発明の実施例を示すＸ線回折装置の試料ステ
ージの移動についての説明図である。
ージの移動についての説明図である。
【図５】本発明の実施例を示すＸ線回折装置のコンビナ
トリアル試料の照射過程を示す図である。
トリアル試料の照射過程を示す図である。
【図６】本発明のＸ線回折装置による試料の評価のため
のデータ処理方法の説明図である。
のデータ処理方法の説明図である。
【図７】本発明の第１実験例の超格子（ＳｒＴｉＯ3 ／
ＢａＴｉＯ3 ）の反射像（その１）を示す図である。
ＢａＴｉＯ3 ）の反射像（その１）を示す図である。
【図８】図７におけるＸ線強度のプロファイルを示す図
である。
である。
【図９】本発明の第１実験例の超格子（ＳｒＴｉＯ3 ／
ＢａＴｉＯ3 ）の反射像（その２）を示す図である。
ＢａＴｉＯ3 ）の反射像（その２）を示す図である。
【図１０】図９におけるＸ線強度のプロファイルを示す
図である。
図である。
【図１１】本発明の第１実験例の１００反射反射像（そ
の１）を示す図である。
の１）を示す図である。
【図１２】図１１におけるＸ線強度のプロファイルを示
す図である。
す図である。
【図１３】本発明の第１実験例の１００反射像（その
２）を示す図である。
２）を示す図である。
【図１４】図１３におけるＸ線強度のプロファイルを示
す図である。
す図である。
【図１５】図１３の試料の上下を逆にして撮影したイメ
ージを示す図である。
ージを示す図である。
【図１６】本発明の第２実験例のＺｎＯ００２の反射像
を示す図である。
を示す図である。
【図１７】図１６におけるＸ線強度のプロファイルを示
す図である。
す図である。
【図１８】本発明の第３実験例のサファイア基板の００
６の反射像を示す図である。
６の反射像を示す図である。
【図１９】図１８におけるＸ線強度のプロファイルを示
す図である。
す図である。
【図２０】ＺｎＯ膜厚を独立したセル毎に膜厚計で測定
した結果を示すプロファイルを示す図である。
した結果を示すプロファイルを示す図である。
【図２１】本発明のポイント光源を用いたＸ線回折装置
の模式図である。
の模式図である。
【図２２】本発明のライン光源を用いたＸ線回折装置の
模式図である。
模式図である。
【図２３】コンビナトリアルケミストリーの原理を示す
図である。
図である。
１ 発散Ｘ線を放射するＸ線源 ２，３２，４２ 湾曲結晶を有するモノクロメータ ３ Ｘ線照射領域制限スリット ４，３４，４４ エピタキシャル薄膜（試料） ５，３５，４５ （ω／２θ）ゴニオメータ ５Ａ 試料回転軸 ５Ｂ ２次元検出器軸 ５Ｃ ２θカウンタアーム ６ ナイフエッジスリット ７，１５，３６，４７ ２次元検出器 ８ 試料位置設定装置 ９ 試料ステージ １０ マトリックス状に配置された複数の試料 １１ 第１列の複数の試料（Ｘ1 行の複数の試料） １２ Ｘ2 行の複数の試料 １３ Ｘ3 行の複数の試料 １４ Ｘ4 行の複数の試料 ２０ 情報処理装置 ２１ ＣＰＵ（中央処理装置） ２２，２５，２６ インターフェース（Ｉ／Ｆ） ２３ 記憶装置 ２４ 編集装置 ２７ 表示機器 ３１ ポイント光源 ３３ スリット ４１ ライン光源 ４６ ソーラースリット
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 表 和彦 東京都あきる野市野辺875−５ (72)発明者 菊池 哲夫 東京都立川市上砂町３−45−11 Ｆターム(参考） 2G001 AA01 BA18 CA01 EA02 EA09 FA02 FA06 FA08 FA09 FA18 GA13 HA13 JA07 KA11 KA12 MA05 PA11 PA15 SA01 4M106 AA10 AA20 BA20 CB21 DH01 DH25 DH34 DJ04 DJ05 DJ06 DJ20 DJ23
Claims (11)
- 【請求項１】（ａ）点状焦点からＸ線を放射するＸ線源
と、（ｂ）該Ｘ線源から放射されたＸ線を分光して反射
する湾曲モノクロメータと、（ｃ）該湾曲モノクロメー
タにより反射されたＸ線を測定領域に画するために配置
されるスリットと、（ｄ）該スリットを通過したＸ線の
所望範囲のみを画するナイフエッジスリットと、（ｅ）
該ナイフエッジスリットにより規制されたＸ線を照射す
るためのコンビナトリアルエピタキシャル薄膜の保持部
と、（ｆ）前記エピタキシャル薄膜の保持部に保持され
た前記エピタキシャル薄膜から反射した回折Ｘ線を受け
る２次元検出器と、（ｇ）前記エピタキシャル薄膜の保
持部を搭載するω軸と前記回折Ｘ線を受ける検出器を搭
載する２θ軸を有するゴニオメータと、（ｈ）Ｘ線が前
記エピタキシャル薄膜を照射する位置を移動可能な駆動
装置と、（ｉ）前記２次元検出器からの出力データを取
り込み、データ処理を行う情報処理装置と、（ｊ）該情
報処理装置での処理結果を表示する表示機器とを具備す
ることを特徴とするコンビナトリアルＸ線回折装置。 - 【請求項２】（ａ）線状焦点からＸ線を放射するＸ線源
と、（ｂ）該Ｘ線源から放射されたＸ線を単色化して反
射する湾曲モノクロメータと、（ｃ）該湾曲モノクロメ
ータにより反射されたＸ線を測定領域に画するために配
置されるスリットと、（ｄ）該スリットを通過したＸ線
の所望範囲のみを画するナイフエッジスリットと、
（ｅ）該ナイフエッジスリットにより規制されたＸ線を
照射するためのコンビナトリアルエピタキシャル薄膜の
保持部と、（ｆ）前記ナイフエッジスリットを通過後の
Ｘ線に作用するソーラースリットと、（ｇ）前記エピタ
キシャル薄膜の保持部に保持された前記エピタキシャル
薄膜から反射した回折Ｘ線を受ける２次元検出器と、
（ｈ）前記エピタキシャル薄膜の保持部を搭載するω軸
と前記回折Ｘ線を受ける検出器を搭載する２θ軸を有す
るゴニオメータと、（ｉ）Ｘ線が前記エピタキシャル薄
膜を照射する位置を移動可能な駆動装置と、（ｊ）前記
２次元検出器からの出力データを順次取り込みデータ処
理を行う情報処理装置と、（ｋ）該情報処理装置での処
理結果を表示する機器とを具備することを特徴とするコ
ンビナトリアルＸ線回折装置。 - 【請求項３】 請求項１又は２記載のコンビナトリアル
Ｘ線回折装置において、前記コンビナトリアルエピタキ
シャル薄膜は列方向に複数個のエピタキシャル薄膜を配
置することを特徴とするコンビナトリアルＸ線回折装
置。 - 【請求項４】 請求項１から３記載の何れか１項に記載
のコンビナトリアルＸ線回折装置において、コンビナト
リアル法でマトリックス状に形成されたエピタキシャル
薄膜の少なくとも２つ以上のセルによるセル列が、回折
条件を同時に満足するように設定したことを特徴とする
コンビナトリアルＸ線回折装置。 - 【請求項５】 請求項１から４記載の何れか１項に記載
のコンビナトリアルＸ線回折装置において、コンビナト
リアル法でマトリックス状に形成されたエピタキシャル
薄膜の少なくとも２つ以上のセルによるセル列を、同時
に受光できるように２次元検出器を配置したことを特徴
とするコンビナトリアルＸ線回折装置。 - 【請求項６】 請求項１から５記載の何れか１項に記載
のコンビナトリアルＸ線回折装置において、コンビナト
リアル法でマトリックス状に形成されたエピタキシャル
薄膜の少なくとも２つ以上のセル列を、逐次回折条件を
満足するように設定しながら、それぞれのセル列で回折
された回折Ｘ線を、逐次受光できるように２次元検出器
を配置したことを特徴とするコンビナトリアルＸ線回折
装置。 - 【請求項７】 請求項１から６記載の何れか１項に記載
のコンビナトリアルＸ線回折装置において、Ｘ線の位置
的強度分布および２次元検出器の位置的感度分布を規格
化し、２次元的に収集した回折Ｘ線の各ピクセル、ある
いはピクセルのブロックに対して、位置的なＸ線強度補
正を行うことを特徴とするコンビナトリアルＸ線回折装
置。 - 【請求項８】 請求項１から７記載の何れか１項に記載
のコンビナトリアルＸ線回折装置において、コンビナト
リアル法でマトリックス状に形成されたエピタキシャル
薄膜の少なくとも２つ以上のセルによるセル列で回折さ
れた回折Ｘ線を同時に受光し、回折角度θ方向とそれに
直交する方向の位置情報を測定し、２次元検出器の各ピ
クセルの回折Ｘ線強度を対応するエピタキシャル薄膜の
各セル毎に積分し、各セルからの回折Ｘ線強度を分離し
て得ることを特徴とするコンビナトリアルＸ線回折装
置。 - 【請求項９】 請求項１から８記載の何れか１項に記載
のコンビナトリアルＸ線回折装置において、コンビナト
リアル法でマトリックス状に形成されたエピタキシャル
薄膜の少なくとも２つ以上のセルによるセル列で回折さ
れた回折Ｘ線を、所望角度範囲に対して、前記ゴニオメ
ータ上のエピタキシャル薄膜および２次元検出器を移動
して回折角度θの角度情報と連携した、各セルからの回
折Ｘ線強度を分離して得ることを特徴とするコンビナト
リアルＸ線回折装置。 - 【請求項１０】 請求項８又は９記載のコンビナトリア
ルＸ線回折装置で得た回折Ｘ線データを、そのまま、あ
るいはＸ線強度補正、バックグラウンド除去補正、ピー
ク強度算出、ピーク位置算出、半値幅算出の演算をし、
各セルからの回折Ｘ線として、格納、あるいは表示する
機能を有することを特徴とするコンビナトリアルＸ線回
折装置。 - 【請求項１１】 請求項１０記載のコンビナトリアルＸ
線回折装置で得た回折Ｘ線データを、各セルからの回折
Ｘ線として、データ処理、格納、あるいは表示を行うこ
とに加えて、コンビナトリアルのセル列、又はマトリッ
クス条件との対比をして、データ処理、格納、表示、あ
るいはデータ解析を行うことを特徴とするコンビナトリ
アルＸ線回折装置。
Priority Applications (5)
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