JP2001141674A - Sample holder for measuring diffraction of obliquely emitted x-rays and apparatus and method for measuring diffraction of obliquely emitted x-rays using the same - Google Patents

Sample holder for measuring diffraction of obliquely emitted x-rays and apparatus and method for measuring diffraction of obliquely emitted x-rays using the same

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JP2001141674A
JP2001141674A JP32534599A JP32534599A JP2001141674A JP 2001141674 A JP2001141674 A JP 2001141674A JP 32534599 A JP32534599 A JP 32534599A JP 32534599 A JP32534599 A JP 32534599A JP 2001141674 A JP2001141674 A JP 2001141674A
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JP
Japan
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ray
sample
rays
emission
primary
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Japanese (ja)
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Kazuhiro Takada
一広 高田
Takashi Noma
敬 野間
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Canon Inc
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Canon Inc
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To measure a diffraction pattern having a desired S/B ratio by reducing the scattering of air around a sample by a simple method without scaling up an apparatus in the case of the measurement of the diffraction of obliquely emitted X-rays. SOLUTION: A sample holder 15 for measuring the diffraction of obliquely emitted X-rays is constituted of a container 14 holding a sample 3 therein, and an atmosphere control means 13 for controlling the atmosphere in the container 14. An X-ray incident window 11 for permitting primary X-rays 4 to transmit to allow the same to be incident on the sample 3, and an X-ray emitting window 12 for permitting diffracted X-rays to transmit to emit the same to the outside, are formed to the container 14 so as to be separated mutually. When the diffraction of obliquely emitted X-rays is measured, primary X-rays 4 are emitted from an X-ray source 9 in such a state that the atmosphere in the container 14 holding the sample 3 therein is controlled by the atmosphere control means 13 to be diffracted by the sample 3, and the diffracted X-rays 5 are detected and recorded by an X-ray detector 6 to measure the diffraction pattern of the sample 3.

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、多結晶性の薄膜試
料の構造を解析するための斜出射X線回折測定に用いら
れる斜出射X線回折測定用試料ホルダ及びこれを用いた
斜出射X線回折測定装置、並びに、これを用いた斜出射
X線回折測定方法に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an oblique emission X-ray diffraction measurement sample holder used for oblique emission X-ray diffraction measurement for analyzing the structure of a polycrystalline thin film sample, and an oblique emission X-ray using the same. The present invention relates to an X-ray diffraction measurement apparatus and an oblique emission X-ray diffraction measurement method using the same.

【0002】[0002]

【従来の技術】近年、薄膜材料は、種々の電子デバイス
に用いられており、電子デバイスの特性を決定する上で
重要な役割を果たしている。このため、薄膜材料の構造
や、薄膜材料の表面あるいは界面の状態を適切に評価す
ることが新規デバイス開発のキーポイントになる。
2. Description of the Related Art In recent years, thin film materials have been used in various electronic devices and play an important role in determining the characteristics of electronic devices. Therefore, appropriate evaluation of the structure of the thin film material and the state of the surface or interface of the thin film material is a key point in developing a new device.

【0003】薄膜材料の評価方法としてX線を用いる場
合、評価対象となる試料を非破壊で測定可能であるとい
う利点から、X線を用いた薄膜材料の評価方法が頻繁に
用いられている。
When X-rays are used as a method for evaluating a thin film material, a method for evaluating a thin film material using X-rays is frequently used because of the advantage that a sample to be evaluated can be measured nondestructively.

【0004】X線を用いた薄膜材料の評価方法において
は、上述した利点以外にも、薄膜材料の結晶構造の情報
とともに、薄膜材料の表面密度や膜厚や粗さ等の情報を
も得ることができるという利点がある。
In the method of evaluating a thin film material using X-rays, in addition to the above-mentioned advantages, it is necessary to obtain not only information on the crystal structure of the thin film material but also information on the surface density, film thickness and roughness of the thin film material. There is an advantage that can be.

【0005】従来のX線を用いた薄膜材料の評価方法に
おけるX線に対する薄膜材料の測定配置は、以下に記載
する2種類の配置に大別される。 (1)X線を薄膜材料の表面に対して低角度で入射させ
るような配置(以下、斜入射配置と称する) (2)薄膜材料に入射されたX線を、この薄膜材料の表
面に対して低角度で出射させるような配置(以下、斜出
射配置と称する) このように、薄膜材料の配置を、斜入射配置または斜出
射配置とすることにより、薄膜材料を高感度で測定する
ことが可能である。特に、薄膜材料の配置を斜出射配置
とする場合は、薄膜材料に入射されるX線のプローブ径
を適宜選択することにより、薄膜材料における微小領域
を評価することが可能になる。
[0005] In the conventional method of evaluating a thin film material using X-rays, the measurement arrangement of the thin film material for X-rays is roughly classified into the following two types of arrangements. (1) An arrangement in which X-rays are incident on the surface of the thin film material at a low angle (hereinafter referred to as an oblique incidence arrangement). (2) X-rays incident on the thin film material are applied to the surface of the thin film material. As described above, the thin-film material can be measured with high sensitivity by setting the thin-film material to the oblique incidence configuration or the oblique emission configuration. It is possible. In particular, when the arrangement of the thin film material is an oblique emission arrangement, it is possible to evaluate a minute region in the thin film material by appropriately selecting the probe diameter of the X-ray incident on the thin film material.

【0006】このため、薄膜材料における微小領域を評
価する場合には、薄膜材料の測定配置として斜出射配置
が一般に用いられている。
[0006] For this reason, when evaluating a minute area in a thin film material, an oblique emission arrangement is generally used as a measurement arrangement of the thin film material.

【0007】以下に、斜出射配置の薄膜材料のX線回折
測定について説明する。なお、以下の記載では、斜出射
配置の薄膜材料のX線回折測定を、特に、斜出射X線回
折測定と称する。
Hereinafter, the X-ray diffraction measurement of the thin film material in the oblique emission configuration will be described. In the following description, the X-ray diffraction measurement of the thin film material in the oblique emission configuration is particularly referred to as oblique emission X-ray diffraction measurement.

【0008】図4は、従来の斜出射X線回折測定装置の
一構成例を示す図であり、評価対象となる試料の周辺の
構成を示す。
FIG. 4 is a diagram showing an example of a configuration of a conventional oblique emission X-ray diffraction measuring apparatus, showing a configuration around a sample to be evaluated.

【0009】図4に示すように本構成例においては、基
板2上に薄膜1が形成された試料3と、試料3に対して
単一波長の一次X線4を放射するX線源9と、X線源9
から放射された一次X線4の試料3に対する照射領域を
制限するための照射領域制限手段8と、試料3における
結晶格子面7にて回折された回折X線5の試料3表面に
対する出射角αを制限するための出射角制限手段10
と、出射角制限手段10を通過した回折X線5を検出す
るとともに、検出された回折X線5の、一次X線4の入
射方向に対する出射角度(以下、回折角2θと称する)
及びX線強度を測定して記録するX線検出器6とが設け
られている。
As shown in FIG. 4, in the present configuration example, a sample 3 having a thin film 1 formed on a substrate 2 and an X-ray source 9 for emitting a single-wavelength primary X-ray 4 to the sample 3 are provided. , X-ray source 9
Irradiating area limiting means 8 for limiting the irradiating area of the primary X-rays 4 radiated from the sample 3 to the sample 3, and the emission angle α of the diffracted X-rays 5 diffracted at the crystal lattice plane 7 in the sample 3 with respect to the surface of the sample 3 Angle limiting means 10 for limiting the angle
And the diffracted X-rays 5 that have passed through the emission angle limiting means 10 and the angle of the detected diffracted X-rays 5 with respect to the incident direction of the primary X-rays 4 (hereinafter referred to as diffraction angle 2θ).
And an X-ray detector 6 for measuring and recording the X-ray intensity.

【0010】X線源9には、各種のX線管や、単色化さ
れたシンクロトロン放射光等が用いられる。また、X線
源9から放射される一次X線4は、平行ビームであるこ
とが好ましく、更に、この平行ビームの発散角は0.5
°以下であることが好ましい。
As the X-ray source 9, various types of X-ray tubes, monochromatic synchrotron radiation, and the like are used. The primary X-rays 4 emitted from the X-ray source 9 are preferably parallel beams, and the divergence angle of the parallel beams is 0.5.
° or less.

【0011】照射領域制限手段8には、1つまたは複数
のスリットからなるスリットシステムや、1つまたは複
数のX線反射鏡からなる集光システムや、各種コリメー
ターや、キャピラリーを利用したX線導管等が用いられ
る。照射領域制限手段8にて制限される一次X線4の試
料3に対する照射領域は、数μm〜数mm程度の範囲で
適宜選択される。
The irradiation area limiting means 8 includes a slit system including one or a plurality of slits, a condensing system including one or a plurality of X-ray reflecting mirrors, various collimators, and an X-ray using a capillary. A conduit or the like is used. The irradiation area of the primary X-ray 4 to the sample 3 which is limited by the irradiation area limiting means 8 is appropriately selected in a range of about several μm to several mm.

【0012】試料3は、回転機構を具備するゴニオメー
ター(不図示)に保持されており、このゴニオメーター
の回転機構により回転可能である。これにより、試料3
の表面に対する一次X線4の入射角ω及び試料3の表面
に対する回折X線5の出射角αが自由に設定可能にな
る。
The sample 3 is held by a goniometer (not shown) having a rotating mechanism, and can be rotated by the rotating mechanism of the goniometer. Thereby, the sample 3
Of the primary X-rays 4 with respect to the surface of the sample 3 and the emission angle α of the diffracted X-rays 5 with respect to the surface of the sample 3 can be freely set.

【0013】X線検出器6は、試料3の回転と連動し、
試料3における回転軸の周りを旋回するように設置され
ている。また、X線検出器6には、通常のシンチレーシ
ョンカウンターや、比例計数管や、PSPC(位置敏感
型比例計数管)や、イメージングプレート等が用いら
れ、特に、PSPCや、イメージングプレート等の多次
元検出器を用いた場合には、X線検出器6を移動させる
ことなく、回折X線5が検出されることになる。
The X-ray detector 6 operates in conjunction with the rotation of the sample 3,
The sample 3 is installed so as to rotate around the rotation axis. For the X-ray detector 6, a normal scintillation counter, a proportional counter, a PSPC (position-sensitive proportional counter), an imaging plate, or the like is used. When the detector is used, the diffracted X-ray 5 is detected without moving the X-ray detector 6.

【0014】出射角制限手段10は、試料3の回転と連
動して旋回し、試料3における回転軸の周りを旋回する
ように設置されており、これにより、試料3の表面に対
する回折X線5の出射角αが一定の範囲内に保たれる。
また、出射角制限手段10には、スリットや遮断部材等
が用いられる。
The emission angle limiting means 10 is installed so as to rotate in conjunction with the rotation of the sample 3 and to rotate around the rotation axis of the sample 3, whereby the diffracted X-ray 5 Is kept within a certain range.
In addition, a slit, a blocking member, or the like is used for the emission angle limiting unit 10.

【0015】なお、薄膜1の測定を行う場合には、試料
3の表面に対する回折X線5の出射角αが低角度になる
ように、入射角ω及び出射角αを設定する必要がある。
試料3の表面に対する回折X線5の出射角αが低角度に
なるように設定することにより、試料3の表面からの情
報が強調されるため、試料3の表面に形成された薄膜1
の測定が可能になる。
When measuring the thin film 1, it is necessary to set the incident angle ω and the outgoing angle α so that the outgoing angle α of the diffracted X-rays 5 with respect to the surface of the sample 3 is low.
By setting the output angle α of the diffracted X-rays 5 with respect to the surface of the sample 3 to be low, the information from the surface of the sample 3 is emphasized.
Can be measured.

【0016】以下に、上記のように構成された斜出射X
線回折測定装置の動作について説明する。
Hereinafter, the oblique emission X configured as described above will be described.
The operation of the line diffraction measurement device will be described.

【0017】X線源9から単一波長の一次X線4が放射
されると、この一次X線4が照射領域制限手段8にて試
料3に対する照射領域が制限されて試料3に入射され
る。試料3に入射された一次X線4は、試料3における
結晶格子面7にて回折され、回折X線5として出射され
る。
When primary X-rays 4 of a single wavelength are radiated from the X-ray source 9, the primary X-rays 4 are irradiated on the sample 3 by limiting the irradiation area on the sample 3 by the irradiation area limiting means 8. . The primary X-rays 4 incident on the sample 3 are diffracted on the crystal lattice plane 7 of the sample 3 and emitted as diffracted X-rays 5.

【0018】本従来例においては、試料3が設置された
ゴニオメーター(不図示)の回転機構により、試料3の
表面に対する回折X線5の出射角αが低角度になるよう
に、試料3の表面に対する一次X線4の入射角ωが所定
の角度に固定されている。
In this conventional example, the rotation of a goniometer (not shown) on which the sample 3 is placed is adjusted so that the angle of emergence α of the diffracted X-rays 5 with respect to the surface of the sample 3 becomes low. The incident angle ω of the primary X-ray 4 with respect to the surface is fixed at a predetermined angle.

【0019】試料3から出射された回折X線5のうち、
出射角制限手段10にて出射角αが制限され、出射角制
限手段10を通過した回折X線5がX線検出器6に到達
する。
Of the diffracted X-rays 5 emitted from the sample 3,
The emission angle α is limited by the emission angle limiting means 10, and the diffracted X-rays 5 passing through the emission angle limiting means 10 reach the X-ray detector 6.

【0020】回折X線5がX線検出器6に到達すると、
X線検出器6において、この回折X線5が検出され、検
出された回折X線5の回折角2θ及びX線強度が測定さ
れて記録される。
When the diffracted X-rays 5 reach the X-ray detector 6,
The X-ray detector 6 detects the diffracted X-rays 5 and measures and records the diffraction angle 2θ and the X-ray intensity of the detected diffracted X-rays 5.

【0021】また、試料3の表面に対する回折X線5の
出射角αが低角度になるような範囲内に設定されている
ため、測定された回折パターンに薄膜1の回折ピークが
検出されることになる。
Since the angle of emergence α of the diffracted X-rays 5 with respect to the surface of the sample 3 is set so as to be low, the diffraction peak of the thin film 1 is detected in the measured diffraction pattern. become.

【0022】[0022]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
たような従来の斜出射X線回折測定装置においては、一
次X線が試料表面に照射される間は大気中であるため、
その間を通過したX線によって空気散乱が生じてしま
う。
However, in the conventional oblique emission X-ray diffraction measuring apparatus described above, since primary X-rays are radiated to the sample surface in the air,
Air scattering occurs due to the X-rays passing through the gap.

【0023】このような空気散乱は、X線検出器にて回
折X線と共に検出されてしまい、これにより、斜出射X
線回折測定におけるバックグラウンドが大きくなってし
まう。
Such air scatter is detected together with the diffracted X-rays by the X-ray detector, and as a result, the oblique emission X-rays are detected.
The background in the line diffraction measurement becomes large.

【0024】斜出射X線回折測定装置においては、一次
X線の試料に対する照射領域が制限されることから、試
料の表面で回折された回折X線の強度が微弱であるた
め、バックグラウンドを十分に低減させて所望のS/B
比を有する回折パターンを測定することが重要な課題で
ある。
In the oblique emission X-ray diffractometer, since the irradiation area of the primary X-ray to the sample is limited, the intensity of the diffracted X-ray diffracted on the surface of the sample is weak, so that the background can be sufficiently reduced. To the desired S / B
Measuring a diffraction pattern with a ratio is an important issue.

【0025】空気散乱を除去する方法としては、試料の
周辺を真空にする方法があり、例えば、その技術が特開
平6−102213号公報に開示されている。
As a method of removing the air scattering, there is a method of evacuating the periphery of the sample. For example, the technique is disclosed in JP-A-6-102213.

【0026】しかしながら、特開平6−102213号
公報に開示されたものにおいては、X線の透過領域が測
定領域以上の180°の範囲に渡って設けられているた
め、斜出射X線回折測定におけるバックグラウンドの低
減のためには必ずしも最適な構成ではない。 また、構
成が非常に大型であるとともに、専用の装置が必要であ
るため、容易に斜出射X線回折測定を行うことができな
いという問題点がある。
However, in the device disclosed in JP-A-6-102213, since the X-ray transmission region is provided over a range of 180 ° larger than the measurement region, the oblique emission X-ray diffraction measurement is not performed. The configuration is not always optimal for reducing the background. In addition, since the configuration is very large and a dedicated device is required, there is a problem that oblique emission X-ray diffraction measurement cannot be easily performed.

【0027】本発明は上述したような従来の技術が有す
る問題点に鑑みてなされたものであって、斜出射X線回
折測定を行う場合において、装置を大型化させることな
く簡易な方法で試料周辺の空気散乱を低減させることに
より、所望のS/B比を有する回折パターンを測定する
ことができる斜出射X線回折測定用試料ホルダ及びこれ
を用いた斜出射X線回折測定装置、並びに、これを用い
た斜出射X線回折測定方法を提供することを目的とす
る。
The present invention has been made in view of the above-mentioned problems of the prior art, and when performing oblique-emission X-ray diffraction measurement, a sample can be obtained by a simple method without increasing the size of the apparatus. A sample holder for oblique emission X-ray diffraction measurement capable of measuring a diffraction pattern having a desired S / B ratio by reducing ambient air scattering, an oblique emission X-ray diffraction measuring apparatus using the same, and It is an object of the present invention to provide an oblique emission X-ray diffraction measurement method using the same.

【0028】[0028]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明は、試料の表面に一次X線を入射し、該一次X
線が試料の表面にて回折された回折X線の出射方向を試
料の表面に対して予め決められた角度よりも小さな角度
に規定し、該回折X線の、前記一次X線の入射方向に対
する出射角度及びX線強度を測定する斜出射X線回折測
定に用いられる斜出射X線回折測定用試料ホルダであっ
て、前記試料を内部に保持可能に構成され、かつ、前記
一次X線を透過させて内部に保持された前記試料に入射
させるためのX線入射窓と前記回折X線を透過させて外
部に出射させるためのX線出射窓とが互いに分離して形
成された容器と、前記容器の内部の雰囲気を制御するた
めの雰囲気制御手段とを有することを特徴とする。
According to the present invention, a primary X-ray is incident on a surface of a sample.
The output direction of the diffracted X-rays whose rays are diffracted on the surface of the sample is defined at an angle smaller than a predetermined angle with respect to the surface of the sample, and the diffracted X-rays are incident on the incident direction of the primary X-rays. A sample holder for oblique emission X-ray diffraction measurement used for oblique emission X-ray diffraction measurement for measuring an emission angle and an X-ray intensity, wherein the sample holder is configured to be able to hold the sample therein and transmits the primary X-ray. A container in which an X-ray entrance window for allowing the sample to be held inside and an X-ray exit window for transmitting the diffracted X-ray and emitting the same to the outside are formed separately from each other; Atmosphere control means for controlling the atmosphere inside the container.

【0029】また、前記雰囲気制御手段は、前記出射角
度及びX線強度を測定する場合に、前記容器の内部を真
空にすることを特徴とする。
The atmosphere control means may be configured to evacuate the inside of the container when measuring the emission angle and the X-ray intensity.

【0030】また、前記雰囲気制御手段は、真空ポンプ
を用いて前記容器の内部を真空にすることを特徴とす
る。
Further, the atmosphere control means is characterized in that the inside of the container is evacuated using a vacuum pump.

【0031】また、前記雰囲気制御手段は、前記出射角
度及びX線強度を測定する場合に、前記容器の内部の空
気をヘリウムで置換することを特徴とする。
Further, the atmosphere control means replaces the air inside the container with helium when measuring the emission angle and the X-ray intensity.

【0032】また、前記斜出射X線回折測定用試料ホル
ダを用いた斜出射X線回折測定装置であって、前記一次
X線を放射するX線源と、前記試料に対する前記一次X
線の照射領域を制限するための照射領域制限手段と、前
記斜出射X線回折測定用試料ホルダを保持するととも
に、前記X線源から前記照射領域制限手段及び前記X線
入射窓を介して前記試料に入射された前記一次X線が、
前記試料の表面に対して予め決められた角度よりも小さ
な角度で回折されるように規定するための規定手段と、
前記試料の表面にて回折し、前記X線出射窓から前記斜
出射X線回折測定用試料ホルダの外部に出射された前記
回折X線を検出するとともに、検出された前記回折X線
の、前記一次X線の入射方向に対する出射角度及びX線
強度を測定して記録するX線検出器とを有することを特
徴とする。
An oblique emission X-ray diffraction measuring apparatus using the oblique emission X-ray diffraction measurement sample holder, comprising: an X-ray source for emitting the primary X-ray;
Irradiation area limiting means for limiting the irradiation area of the ray, and holding the sample holder for oblique emission X-ray diffraction measurement, from the X-ray source through the irradiation area limiting means and the X-ray entrance window, The primary X-rays incident on the sample are:
Defining means for defining to be diffracted at an angle smaller than a predetermined angle with respect to the surface of the sample,
While diffracting on the surface of the sample, detecting the diffracted X-rays emitted from the X-ray exit window to the outside of the oblique emission X-ray diffraction measurement sample holder, and detecting the diffracted X-rays, An X-ray detector for measuring and recording the emission angle and the X-ray intensity with respect to the incident direction of the primary X-ray.

【0033】また、前記斜出射X線回折測定装置を用い
た斜出射X線回折測定方法であって、前記雰囲気制御手
段によって、前記斜出射X線回折測定用試料ホルダの前
記容器内の雰囲気を制御し、前記X線源によって、前記
一次X線を放射し、前記照射領域制限手段によって、前
記一次X線の前記試料に対する照射領域を制限し、前記
規定手段によって、前記X線源から前記照射領域制限手
段及び前記X線入射窓を介して前記試料に入射された前
記一次X線が、前記試料の表面に対して予め決められた
角度よりも小さな角度で回折されるように規定し、前記
X線検出器によって、前記試料の表面にて回折し、前記
X線出射窓から前記斜出射X線回折測定用試料ホルダの
外部に出射された前記回折X線を検出するとともに、検
出された前記回折X線の、前記一次X線の入射方向に対
する出射角度及びX線強度を測定して記録することを特
徴とする。
In the oblique-emission X-ray diffraction measuring method using the oblique-emission X-ray diffraction measuring apparatus, the atmosphere in the container of the oblique-emission X-ray diffraction measurement sample holder is controlled by the atmosphere control means. Controlling, radiating the primary X-rays by the X-ray source, limiting an irradiation area of the primary X-rays to the sample by the irradiation area limiting means, and controlling the irradiation from the X-ray source by the defining means. Defining that the primary X-rays incident on the sample through the area limiting means and the X-ray incident window are diffracted at an angle smaller than a predetermined angle with respect to the surface of the sample; The X-ray detector detects the diffracted X-ray diffracted on the surface of the sample and emitted from the X-ray exit window to the outside of the oblique emission X-ray diffraction measurement sample holder, and the detected X-ray is detected. diffraction Line, characterized by measuring and recording the emission angle and the X-ray intensity with respect to the incident direction of the primary X-ray.

【0034】(作用)上記のように構成された本発明に
おいては、斜出射X線回折測定用試料ホルダが、試料を
内部に保持する容器と、容器の内部の雰囲気を制御する
ための雰囲気制御手段とから構成されており、容器に設
けられたX線入射窓を介して一次X線が透過して容器の
内部に保持された試料に入射され、試料にて回折された
回折X線が、容器に設けられたX線出射窓を介して透過
して容器の外部に出射される。
(Function) In the present invention configured as described above, the sample holder for oblique emission X-ray diffraction measurement comprises a container for holding a sample inside, and an atmosphere control for controlling the atmosphere inside the container. And primary X-rays are transmitted through an X-ray entrance window provided in the container, are incident on a sample held inside the container, and diffracted X-rays diffracted by the sample are The light is transmitted through an X-ray emission window provided in the container and emitted to the outside of the container.

【0035】ここで、試料が保持された容器内の雰囲気
が雰囲気制御手段により制御された状態で斜出射X線回
折測定が行われるため、装置を大型化させることなく、
バックグラウンドの原因となる試料周辺における空気散
乱が除去され、その結果、良好なS/B比を有する回折
パターンが測定される。
Here, the oblique emission X-ray diffraction measurement is performed in a state where the atmosphere in the container holding the sample is controlled by the atmosphere control means.
Air scattering around the sample that causes the background is removed, and as a result, a diffraction pattern having a good S / B ratio is measured.

【0036】[0036]

【発明の実施の形態】以下に、本発明の実施の形態につ
いて図面を参照して説明する。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.

【0037】図1は、本発明の斜出射X線回折測定用試
料ホルダの実施の一形態を示す図であり、(a)は、外
観斜視図、(b)は、断面図である。なお、本形態にお
いては、評価対象となる試料3が予め内部に固定され、
内部に固定された試料3に対してX線源(不図示)から
一次X線4が放射されるものとする。
FIGS. 1A and 1B are views showing an embodiment of a sample holder for oblique emission X-ray diffraction measurement according to the present invention, wherein FIG. 1A is an external perspective view, and FIG. In this embodiment, the sample 3 to be evaluated is fixed inside in advance,
It is assumed that an X-ray source (not shown) emits primary X-rays 4 to a sample 3 fixed inside.

【0038】図1に示すように本形態においては、試料
3を内部に保持する容器14と、容器14の内部の雰囲
気を制御するための雰囲気制御手段13とが設けられて
いる。
As shown in FIG. 1, in the present embodiment, a container 14 for holding the sample 3 therein, and an atmosphere control means 13 for controlling the atmosphere inside the container 14 are provided.

【0039】更に、容器14においては、X線源(不図
示)から放射された一次X線4を透過させて容器14の
内部に固定された試料3に入射させるためのX線入射窓
11と、一次X線4として試料3に入射され、試料3に
て回折された回折X線5を透過させて容器14の外部に
出射させるためのX線出射窓12とが互いに分離して形
成されている。
Further, in the container 14, an X-ray entrance window 11 for transmitting the primary X-rays 4 radiated from an X-ray source (not shown) and allowing the primary X-rays 4 to enter the sample 3 fixed inside the container 14 is provided. An X-ray emission window 12 for transmitting the diffracted X-rays 5 incident on the sample 3 as the primary X-rays 4 and diffracted by the sample 3 and emitting the X-rays 5 to the outside of the container 14 is formed separately from each other. I have.

【0040】なお、X線入射窓11及びX線出射窓12
は、容器14の内部と外部との雰囲気を分離させる機能
も備えている。
The X-ray entrance window 11 and X-ray exit window 12
Also has a function of separating the atmosphere between the inside and the outside of the container 14.

【0041】本形態においては、一次X線4の試料3の
表面に対する入射角が入射角ωであり、また、回折X線
5の試料3の表面から測定した角度が出射角αである。
In this embodiment, the incident angle of the primary X-rays 4 with respect to the surface of the sample 3 is the incident angle ω, and the angle of the diffracted X-rays 5 measured from the surface of the sample 3 is the emission angle α.

【0042】X線入射窓11に用いられる材料として
は、一次X線4を透過させるものが適宜選択され、例え
ば、金属Be箔や、Al蒸着マイラーや、カプトン(耐
熱高分子フィルム)が用いられる。
As the material used for the X-ray incident window 11, a material that transmits the primary X-rays 4 is appropriately selected, and for example, metal Be foil, Al-deposited mylar, or Kapton (heat-resistant polymer film) is used. .

【0043】また、X線入射窓11の大きさは、一次X
線4のビーム形状や入射角ωに基づいて、一次X線4が
X線入射窓11によって遮られることなく試料3に入射
されるような大きさに設定される。
The size of the X-ray entrance window 11 is the primary X-ray window.
Based on the beam shape and the incident angle ω of the line 4, the size is set so that the primary X-ray 4 enters the sample 3 without being blocked by the X-ray entrance window 11.

【0044】X線出射窓12に用いられる材料として
は、回折X線5を透過させるものが適宜選択され、上述
したX線入射窓11と同様の材料が用いられる。
As the material used for the X-ray exit window 12, a material that transmits the diffracted X-rays 5 is appropriately selected, and the same material as that for the X-ray entrance window 11 described above is used.

【0045】また、X線出射窓12の大きさは、試料3
の表面に薄膜が形成されている場合に、この薄膜を測定
可能にするために、試料3の表面に対する回折X線5の
出射角αが低角度になるような大きさに設定される。
The size of the X-ray emission window 12 is
When a thin film is formed on the surface of the sample 3, the size is set so that the emission angle α of the diffracted X-rays 5 with respect to the surface of the sample 3 becomes small, so that the thin film can be measured.

【0046】容器14内は、雰囲気制御手段13を介し
てロータリーポンプ等の真空ポンプ(不図示)で内部の
空気を排気することにより、容器14の内部の雰囲気を
真空状態に制御する。容器14の内部の雰囲気を0.1
3〜1.33Pa程度の低真空にすることにより、一次
X線4による試料近傍で発生するX線の空気散乱を防止
することができる。
The inside of the container 14 is evacuated by a vacuum pump (not shown) such as a rotary pump through the atmosphere control means 13 to control the atmosphere inside the container 14 to a vacuum state. The atmosphere inside the container 14 is 0.1
By setting a low vacuum of about 3 to 1.33 Pa, it is possible to prevent the X-rays generated near the sample from being scattered by the primary X-rays 4 in the air.

【0047】また、雰囲気制御手段13は、容器14の
内部の空気をHe等で置換することにより、容器14の
内部の雰囲気を制御することもできる。容器14の内部
の空気をHe等で置換した場合においては、容器14の
内部が大気圧であっても、X線の空気散乱を防止するこ
とができるという利点がある。
The atmosphere control means 13 can also control the atmosphere inside the container 14 by replacing the air inside the container 14 with He or the like. When the air inside the container 14 is replaced with He or the like, there is an advantage that even if the inside of the container 14 is at atmospheric pressure, X-ray air scattering can be prevented.

【0048】容器14のX線入射窓11及びX線出射窓
12以外の部分の材料としては、容器14の内部の雰囲
気に対応して最適な材料を適宜選択すれば良く、通常
は、Al等の金属製の材料が用いられる。また、ガラス
等の透明な材料も、強度の問題が解消されれば使用可能
である。ガラス等の透明な材料を使用した場合において
は、容器14の内部の様子を外部から観察することがで
きるという利点がある。
As the material of the portion other than the X-ray entrance window 11 and the X-ray exit window 12 of the container 14, an optimum material may be appropriately selected according to the atmosphere inside the container 14, and usually, Al or the like is used. Is used. Also, a transparent material such as glass can be used if the problem of strength is solved. When a transparent material such as glass is used, there is an advantage that the state inside the container 14 can be observed from the outside.

【0049】上記のように構成された斜出射X線回折測
定用試料ホルダにおいては、まず、試料3が容器14の
内部の試料台(不図示)等に固定され、次に、雰囲気制
御手段13により容器14の内部の雰囲気が制御され、
その後、試料3の測定が開始される。
In the oblique emission X-ray diffraction measurement sample holder configured as described above, first, the sample 3 is fixed to a sample table (not shown) or the like inside the container 14. Controls the atmosphere inside the container 14,
After that, the measurement of the sample 3 is started.

【0050】以下に、図1に示した斜出射X線回折測定
用試料ホルダを用いた斜出射X線回折測定装置について
説明する。
An oblique emission X-ray diffraction measuring apparatus using the oblique emission X-ray diffraction measuring sample holder shown in FIG. 1 will be described below.

【0051】図2は、図1に示した斜出射X線回折測定
用試料ホルダを用いた斜出射X線回折測定装置の実施の
一形態を示す図であり、試料3の周辺の構成を示す。
FIG. 2 is a view showing an embodiment of an oblique emission X-ray diffraction measuring apparatus using the oblique emission X-ray diffraction measuring sample holder shown in FIG. .

【0052】なお、本形態においては、図4に示した従
来の斜出射X線回折測定装置と同様の部分については、
同一の符号を付して詳細な説明を省略する。
In this embodiment, the same parts as those of the conventional oblique emission X-ray diffraction measuring apparatus shown in FIG.
The same reference numerals are given and the detailed description is omitted.

【0053】図2に示すように本形態においては、基板
2上に薄膜1が形成された試料3が内部に固定される斜
出射X線回折測定用試料ホルダ15と、斜出射X線回折
測定用試料ホルダ15の内部に固定された試料3に対し
て単一波長の一次X線4を放射するX線源9と、X線源
9から放射された一次X線4の試料3に対する照射領域
を制限するための照射領域制限手段8と、試料3におけ
る結晶格子面7にて回折された回折X線5を検出すると
ともに、検出された回折X線5の、一次X線4の入射方
向に対する出射角度(以下、回折角2θと称する)及び
X線強度を測定して記録するX線検出器6とが設けられ
ている。
As shown in FIG. 2, in this embodiment, a sample holder 15 for oblique emission X-ray diffraction measurement in which a sample 3 having a thin film 1 formed on a substrate 2 is fixed, and an oblique emission X-ray diffraction measurement X-ray source 9 that emits primary X-rays 4 of a single wavelength to the sample 3 fixed inside the sample holder 15 for irradiation, and an irradiation area of the primary X-rays 4 emitted from the X-ray source 9 to the sample 3 Irradiating area limiting means 8 for limiting the diffraction X-rays 5 diffracted on the crystal lattice plane 7 of the sample 3, and detecting the diffracted X-rays 5 with respect to the incident direction of the primary X-rays 4. An X-ray detector 6 for measuring and recording an emission angle (hereinafter referred to as a diffraction angle 2θ) and an X-ray intensity is provided.

【0054】斜出射X線回折測定用試料ホルダ15は、
回転機構を具備する規定手段であるゴニオメーター(不
図示)に保持されており、このゴニオメーターの回転機
構により回転可能である。これにより、試料3の表面に
対する一次X線4の入射角ω及び試料3の表面に対する
回折X線5の出射角αが自由に設定可能になる。
The sample holder 15 for oblique emission X-ray diffraction measurement is
It is held by a goniometer (not shown), which is a defining means having a rotating mechanism, and is rotatable by the rotating mechanism of the goniometer. Thereby, the incident angle ω of the primary X-ray 4 with respect to the surface of the sample 3 and the emission angle α of the diffracted X-ray 5 with respect to the surface of the sample 3 can be freely set.

【0055】以下に、上記のように構成された斜出射X
線回折測定装置の動作について、図1及び図2を参照し
て説明する。
The oblique emission X configured as described above will now be described.
The operation of the line diffraction measurement device will be described with reference to FIGS.

【0056】まず、試料3が斜出射X線回折測定用試料
ホルダ15における容器14内の試料台(不図示)に固
定され、試料3が固定された斜出射X線回折測定用試料
ホルダ15が、斜出射X線回折測定装置の試料台(不図
示)に固定される。
First, the sample 3 is fixed to a sample stage (not shown) in the container 14 of the sample holder 15 for oblique emission X-ray diffraction measurement, and the sample holder 15 for oblique emission X-ray diffraction measurement to which the sample 3 is fixed is mounted. Is fixed to a sample stage (not shown) of the oblique emission X-ray diffraction measuring apparatus.

【0057】次に、雰囲気制御手段13により、容器1
4の内部の雰囲気が制御される。
Next, the atmosphere control means 13 controls the container 1
The atmosphere inside 4 is controlled.

【0058】次に、X線源9から単一波長の一次X線4
が放射され、照射領域制限手段8にて試料3に対する照
射領域が制限された一次X線4が、X線入射窓11を透
過して斜出射X線回折測定用試料ホルダ15の容器14
内に固定された試料3に入射される。
Next, the primary X-rays 4 having a single wavelength
Is emitted, and the primary X-rays 4 whose irradiation area to the sample 3 is restricted by the irradiation area restricting means 8 are transmitted through the X-ray entrance window 11 and the container 14 of the sample holder 15 for oblique emission X-ray diffraction measurement.
The light is incident on the sample 3 fixed inside.

【0059】試料3に入射された一次X線4は、試料3
における結晶格子面7にて回折され、回折X線5として
X線出射窓12を透過して斜出射X線回折測定用試料ホ
ルダ15の外部に出射される。
The primary X-rays 4 incident on the sample 3
Are diffracted by the crystal lattice plane 7 of the sample, and are transmitted as diffracted X-rays 5 through the X-ray emission window 12 to the outside of the oblique emission X-ray diffraction measurement sample holder 15.

【0060】本形態においては、試料3が設置されたゴ
ニオメーター(不図示)の回転機構により、試料3の表
面に対する回折X線5の出射角αが予め決められた角度
よりも小さな低角度になるように、試料3の表面に対す
る一次X線4の入射角ωが所定の角度に固定されてい
る。
In the present embodiment, the output angle α of the diffracted X-rays 5 with respect to the surface of the sample 3 is reduced to a low angle smaller than a predetermined angle by a rotating mechanism of a goniometer (not shown) on which the sample 3 is installed. Thus, the incident angle ω of the primary X-rays 4 on the surface of the sample 3 is fixed at a predetermined angle.

【0061】斜出射X線回折測定用試料ホルダ15の外
部に出射された回折X線5がX線検出器6に到達する
と、X線検出器6において、この回折X線5が検出さ
れ、検出された回折X線5の回折角2θ及びX線強度が
測定されて記録される。
When the diffracted X-ray 5 emitted to the outside of the oblique emission X-ray diffraction measurement sample holder 15 reaches the X-ray detector 6, the X-ray detector 6 detects the diffracted X-ray 5 and detects the X-ray. The diffraction angle 2θ and the X-ray intensity of the diffracted X-ray 5 are measured and recorded.

【0062】本形態においては、雰囲気制御手段13に
より試料3が保持された容器14の内部の雰囲気が制御
された状態で試料3の回折パターンが測定されるため、
装置を大型化させることなく、試料3の周辺から発生す
るX線による空気散乱を除去することができる。
In the present embodiment, the diffraction pattern of the sample 3 is measured in a state where the atmosphere inside the container 14 holding the sample 3 is controlled by the atmosphere control means 13.
Air scattering due to X-rays generated from the periphery of the sample 3 can be removed without increasing the size of the apparatus.

【0063】[0063]

【実施例】以下に、本発明の実施例について説明する。
なお、本発明は、以下に記載する実施例に限定されるも
のではなく、本発明の目的を達成する範囲内であれば、
各構成要素の置換あるいは設計変更がなされたものであ
ってもよい。
Embodiments of the present invention will be described below.
It should be noted that the present invention is not limited to the examples described below, as long as the object of the present invention is achieved.
Each component may be replaced or the design may be changed.

【0064】(第1の実施例)本実施例においては、図
2に示した斜出射X線回折測定装置を用いて、以下の測
定条件で試料3の回折パターンを測定した。
(First Embodiment) In this embodiment, the diffraction pattern of the sample 3 was measured under the following measurement conditions using the oblique emission X-ray diffraction measuring apparatus shown in FIG.

【0065】まず、容器14の内部に試料3が固定され
た斜出射X線回折測定用試料ホルダ15を本装置におけ
る試料台(不図示)に固定し、容器14の内部の空気を
ロータリーポンプにより排気して容器14の内部の真空
度を0.13〜1.33Pa程度に制御する。
First, a sample holder 15 for oblique emission X-ray diffraction measurement in which the sample 3 is fixed inside the container 14 is fixed to a sample stage (not shown) of the present apparatus, and the air inside the container 14 is blown by a rotary pump. It is evacuated to control the degree of vacuum inside the container 14 to about 0.13 to 1.33 Pa.

【0066】続いて、試料3の表面に対する一次X線4
の入射角ωを57.5°に固定した状態で回折X線5を
出射し、回折X線5の回折角2θ及びX線強度を300
秒間、測定・記録することにより試料3の回折パターン
を測定する。
Subsequently, the primary X-ray 4
The diffraction X-rays 5 are emitted with the incident angle ω of 57.5 ° fixed at 57.5 °, and the diffraction angle 2θ and the X-ray intensity of the diffraction X-rays 5 are set to 300.
The diffraction pattern of the sample 3 is measured by measuring and recording for 2 seconds.

【0067】なお、試料3としては、石英からなる基板
2上に、真空蒸着により膜厚が約30nmのパラジウム
の薄膜1を形成したものを用いた。
A sample 3 was prepared by forming a palladium thin film 1 having a thickness of about 30 nm on a substrate 2 made of quartz by vacuum evaporation.

【0068】また、斜出射X線回折測定用試料ホルダ1
5には、X線入射窓11の大きさが、L1=15mm、
t1=15mmであり、X線出射窓12の大きさが、L
2=12mm、t2=15mmであるものを用いた。
The sample holder 1 for oblique emission X-ray diffraction measurement
5, the size of the X-ray entrance window 11 is L1 = 15 mm,
t1 = 15 mm, and the size of the X-ray emission window 12 is L
Those with 2 = 12 mm and t2 = 15 mm were used.

【0069】また、X線入射窓11及びX線出射窓12
の材料は、金属Be箔であり、容器14のX線入射窓1
1及びX線出射窓12以外の部分の材料は、Alであ
る。
The X-ray entrance window 11 and the X-ray exit window 12
Is a metal Be foil, and the X-ray entrance window 1 of the container 14 is
The material of the parts other than 1 and the X-ray emission window 12 is Al.

【0070】また、X線源9には、Crを対陰極とする
回転対陰極X線管を用い、この回転対陰極X線管を管電
圧40kV、管電流200mAで駆動した。なお、X線
焦点は、ラインフォーカスとし、実効焦点の幅は0.0
5mm、長さは10mmである。
As the X-ray source 9, a rotating cathode X-ray tube using Cr as a cathode was driven at a tube voltage of 40 kV and a tube current of 200 mA. The X-ray focus is a line focus and the effective focus width is 0.0
5 mm, length 10 mm.

【0071】また、照射領域制限手段8には、幅0.1
5mmのスリットを用い、このスリットをX線源9から
100mmの位置に設置した。なお、照射領域制限手段
8は、試料3からは85mmの位置にある。
The irradiation area limiting means 8 has a width of 0.1
A 5 mm slit was used and this slit was set at a position 100 mm from the X-ray source 9. The irradiation area limiting means 8 is located at a position 85 mm from the sample 3.

【0072】また、X線検出器6には、直線型のPSP
Cを用い、このPSPCを試料3から300mmの位置
に設置した。
The X-ray detector 6 has a linear PSP.
Using C, this PSPC was placed at a position 300 mm from Sample 3.

【0073】上述した測定条件により、試料3の回折パ
ターンの測定を行った結果、X線検出器6において、図
3に示す回折パターンが測定された。
As a result of measuring the diffraction pattern of the sample 3 under the above-described measurement conditions, the diffraction pattern shown in FIG. 3 was measured by the X-ray detector 6.

【0074】図3は、図2に示したX線検出器6にて測
定された回折パターンを示す図である。
FIG. 3 is a diagram showing a diffraction pattern measured by the X-ray detector 6 shown in FIG.

【0075】なお、図3においては、本実施例において
測定された試料3の回折パターンが回折パターンAであ
る。
In FIG. 3, the diffraction pattern of the sample 3 measured in this embodiment is the diffraction pattern A.

【0076】図3に示すように本実施例においては、回
折角2θが61.3°の付近にPd(111)の回折ピ
ークが観測され、パラジウムの薄膜1が測定されたこと
が確認された。このとき、試料3の表面に対する回折X
線5の出射角αは、約3.8°であった。
As shown in FIG. 3, in this example, a diffraction peak of Pd (111) was observed near the diffraction angle 2θ of 61.3 °, confirming that the palladium thin film 1 was measured. . At this time, diffraction X on the surface of sample 3
The exit angle α of the line 5 was about 3.8 °.

【0077】(第1の比較例)本比較例においては、上
述した第1の実施例と比較して、斜出射X線回折測定用
試料ホルダ15を用いることなく試料3の回折パターン
を測定した。なお、これ以外の測定条件は、第1の実施
例と同様である。その結果、図3に示した回折パターン
Bで表わされる回折パターンが測定された。
(First Comparative Example) In this comparative example, the diffraction pattern of the sample 3 was measured without using the sample holder 15 for oblique emission X-ray diffraction measurement, as compared with the first embodiment. . The other measurement conditions are the same as in the first embodiment. As a result, a diffraction pattern represented by the diffraction pattern B shown in FIG. 3 was measured.

【0078】図3に示すように、第1の実施例において
測定された回折パターンAは、本比較例において測定さ
れた回折パターンBと比較して、回折角2θにおける低
角度側のバックグラウンドが低減されており、これによ
り、試料3の周辺における空気散乱が除去されているこ
とが確認された。また、第1の実施例において測定され
た回折パターンAは、本比較例において測定された回折
パターンBと比較して、Pd(111)の回折ピークも
ほとんど減少していないことが確認された。
As shown in FIG. 3, the diffraction pattern A measured in the first embodiment has a lower background angle at a diffraction angle 2θ than the diffraction pattern B measured in the comparative example. Thus, it was confirmed that the air scattering around the sample 3 was removed. Further, it was confirmed that the diffraction pattern A measured in the first example had almost no decrease in the diffraction peak of Pd (111) as compared with the diffraction pattern B measured in the present comparative example.

【0079】(第2の実施例)本実施例においては、上
述した第1の実施例と比較して、X線入射窓11及びX
線出射窓12の材料をBe箔からAl蒸着マイラーに変
更し、更に、容器14のX線入射窓11及びX線出射窓
12以外の部分の材料をAlからガラスに変更し、更
に、雰囲気制御手段13における容器14内の雰囲気の
制御方法を、容器14の内部の空気をHeで置換する制
御方法に変更した以外は同様の測定条件で試料3の回折
パターンを測定した。
(Second Embodiment) In the present embodiment, the X-ray incidence windows 11 and X
The material of the X-ray exit window 12 was changed from Be foil to Al vapor-deposited mylar, and the material of the container 14 other than the X-ray entrance window 11 and the X-ray exit window 12 was changed from Al to glass. The diffraction pattern of the sample 3 was measured under the same measurement conditions except that the control method of the atmosphere in the container 14 in the means 13 was changed to a control method of replacing the air inside the container 14 with He.

【0080】その結果、図3に示した回折パターンAと
ほぼ同様の回折パターンが測定され、回折角2θにおけ
る低角側のバックグラウンドが除去されていること、ま
た、Pdの回折ピークもほとんど減少していないことが
確認された。
As a result, a diffraction pattern substantially similar to the diffraction pattern A shown in FIG. 3 was measured. The background on the low-angle side at the diffraction angle 2θ was removed, and the diffraction peak of Pd almost decreased. It was confirmed that it did not.

【0081】本実施例においては、斜出射X線回折測定
用試料ホルダ15における容器14内の空気をHeで置
換しているため、ロータリーポンプ等の真空ポンプが不
要であるとともに、容器14の内部が大気圧である場合
においても、バックグラウンドが低減された回折パター
ンの測定が可能であるという利点を有している。
In this embodiment, since the air in the container 14 in the sample holder 15 for oblique emission X-ray diffraction measurement is replaced with He, a vacuum pump such as a rotary pump is not required, and the inside of the container 14 is eliminated. Has the advantage that the measurement of a diffraction pattern with a reduced background is possible even when is at atmospheric pressure.

【0082】(第3の実施例)本実施例においては、上
述した第1の実施例と同様の構成のものを使用し、以下
の測定条件で図3に示したPd(111)の回折ピーク
の出射角αに対する依存性を確認した。
(Third Embodiment) In the present embodiment, a diffraction peak of Pd (111) shown in FIG. 3 was used under the following measurement conditions using the same structure as the first embodiment. Has been confirmed to be dependent on the emission angle α.

【0083】まず、容器14の内部に試料3が固定され
た斜出射X線回折測定用試料ホルダ15を本装置におけ
る試料台(不図示)に固定し、容器14内の空気をロー
タリーポンプにより排気して容器14の内部の真空度を
0.13〜1.33Pa程度に制御する。次に、試料3
の表面に対する一次X線4の入射角ωを58.0°に固
定した状態で回折X線5を出射し、回折X線5の回折角
2θ及びX線強度を300秒間、測定・記録する。 続
いて、試料3の表面に対する一次X線4の入射角ωを5
8°から0.1°刻みで63°まで増加させ、入射角ω
が0.1°増加する度に、回折X線5の回折角2θ及び
X線強度を300秒間、測定・記録する。
First, a sample holder 15 for oblique emission X-ray diffraction measurement in which the sample 3 is fixed inside the container 14 is fixed to a sample stage (not shown) of the present apparatus, and the air in the container 14 is exhausted by a rotary pump. Then, the degree of vacuum inside the container 14 is controlled to about 0.13 to 1.33 Pa. Next, sample 3
A diffraction X-ray 5 is emitted with the incident angle ω of the primary X-ray 4 with respect to the surface of the substrate fixed at 58.0 °, and the diffraction angle 2θ and the X-ray intensity of the diffraction X-ray 5 are measured and recorded for 300 seconds. Subsequently, the incident angle ω of the primary X-ray 4 with respect to the surface of the sample 3 is set to 5
From 8 ° to 63 ° in steps of 0.1 °, the angle of incidence ω
Each time is increased by 0.1 °, the diffraction angle 2θ of the diffracted X-ray 5 and the X-ray intensity are measured and recorded for 300 seconds.

【0084】上記動作を繰り返すことにより、試料3の
回折パターンを測定し、この回折パターンに基づいて、
横軸に試料3の表面に対する回折X線5の出射角α、縦
軸に回折角2θのシフト量をとり、フィッティングを行
う。
By repeating the above operation, the diffraction pattern of the sample 3 is measured, and based on this diffraction pattern,
Fitting is performed by taking the shift amount of the output angle α of the diffracted X-ray 5 with respect to the surface of the sample 3 on the horizontal axis and the diffraction angle 2θ on the vertical axis.

【0085】このようなフィッティングにより、石英か
らなる基板2上に形成されたパラジウムからなる薄膜1
の表面密度として、10.20g/cm3という値が測
定された。
By such a fitting, the thin film 1 made of palladium formed on the substrate 2 made of quartz
Was measured as a surface density of 10.20 g / cm 3 .

【0086】[0086]

【発明の効果】以上説明したように本発明においては、
試料を内部に保持可能に構成され、かつ、一次X線を透
過させて内部に保持された試料に入射させるためのX線
入射窓と試料にて回折された回折X線を透過させて斜出
射X線回折測定用試料ホルダの外部に出射させるための
X線出射窓とが互いに分離して形成された容器と、容器
の内部の雰囲気を制御するための雰囲気制御手段とを設
け、試料が保持された容器内の雰囲気が雰囲気制御手段
により制御された状態で斜出射X線回折測定が行われる
構成としたため、装置を大型化させることなく、バック
グラウンドの原因となる試料周辺における空気散乱を除
去することができ、その結果、良好なS/B比を有する
回折パターンを測定することができる。
As described above, in the present invention,
An X-ray entrance window for transmitting a primary X-ray to be incident on the sample held therein, and an oblique emission by transmitting diffracted X-rays diffracted by the sample, the sample being configured to be able to hold the sample inside. A container in which an X-ray emission window for emitting light to the outside of the sample holder for X-ray diffraction measurement is formed separately from each other; and atmosphere control means for controlling an atmosphere inside the container is provided. Oblique emission X-ray diffraction measurement is performed in a state where the atmosphere in the container is controlled by the atmosphere control means, so that air scattering around the sample which causes a background can be removed without increasing the size of the apparatus. As a result, a diffraction pattern having a good S / B ratio can be measured.

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

【図1】本発明の斜出射X線回折測定用試料ホルダの実
施の一形態を示す図であり、(a)は、外観斜視図、
(b)は、断面図である。
FIG. 1 is a view showing an embodiment of a sample holder for oblique emission X-ray diffraction measurement of the present invention, wherein (a) is an external perspective view,
(B) is a sectional view.

【図2】図1に示した斜出射X線回折測定用試料ホルダ
を用いた斜出射X線回折測定装置の実施の一形態を示す
断面図である。
FIG. 2 is a cross-sectional view showing one embodiment of an oblique emission X-ray diffraction measurement apparatus using the oblique emission X-ray diffraction measurement sample holder shown in FIG.

【図3】図2に示したX線検出器にて測定された試料の
回折パターンを示す図である。
FIG. 3 is a diagram showing a diffraction pattern of a sample measured by the X-ray detector shown in FIG.

【図4】従来の斜出射X線回折測定装置の一構成例を示
す図である。
FIG. 4 is a diagram showing an example of a configuration of a conventional oblique emission X-ray diffraction measuring apparatus.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 薄膜 2 基板 3 試料 4 一次X線 5 回折X線 6 X線検出器 7 結晶格子面 8 照射領域制限手段 9 X線源 11 X線入射窓 12 X線出射窓 13 雰囲気制御手段 14 容器 15 斜出射X線回折測定用試料ホルダ ω 入射角 α 出射角 2θ 回折角 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Thin film 2 Substrate 3 Sample 4 Primary X-ray 5 Diffracted X-ray 6 X-ray detector 7 Crystal lattice plane 8 Irradiation area limiting means 9 X-ray source 11 X-ray entrance window 12 X-ray exit window 13 Atmosphere control means 14 Container 15 Oblique Sample holder for outgoing X-ray diffraction measurement ω Incident angle α Outgoing angle 2θ Diffraction angle

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Claims (6)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 試料の表面に一次X線を入射し、該一次
X線が試料の表面にて回折された回折X線の出射方向を
試料の表面に対して予め決められた角度よりも小さな角
度に規定し、該回折X線の、前記一次X線の入射方向に
対する出射角度及びX線強度を測定する斜出射X線回折
測定に用いられる斜出射X線回折測定用試料ホルダであ
って、 前記試料を内部に保持可能に構成され、かつ、前記一次
X線を透過させて内部に保持された前記試料に入射させ
るためのX線入射窓と前記回折X線を透過させて外部に
出射させるためのX線出射窓とが互いに分離して形成さ
れた容器と、 前記容器の内部の雰囲気を制御するための雰囲気制御手
段とを有することを特徴とする斜出射X線回折測定用試
料ホルダ。
1. A primary X-ray is made incident on a surface of a sample, and an output direction of the diffracted X-ray obtained by diffracting the primary X-ray on the surface of the sample is smaller than a predetermined angle with respect to the surface of the sample. An oblique emission X-ray diffraction measurement sample holder used for oblique emission X-ray diffraction measurement for measuring an emission angle and an X-ray intensity of the diffracted X-ray with respect to an incident direction of the primary X-ray, defined by an angle, An X-ray entrance window for transmitting the primary X-rays and allowing the primary X-rays to enter the sample held therein and transmitting the diffracted X-rays to the outside are configured to be capable of holding the sample therein. A sample holder for oblique emission X-ray diffraction measurement, comprising: a container in which an X-ray emission window for the container is formed separately from each other; and atmosphere control means for controlling the atmosphere inside the container.
【請求項2】 請求項1に記載の斜出射X線回折測定用
試料ホルダにおいて、 前記雰囲気制御手段は、前記出
射角度及びX線強度を測定する場合に、前記容器の内部
を真空にすることを特徴とする斜出射X線回折測定用試
料ホルダ。
2. The oblique emission X-ray diffraction measurement sample holder according to claim 1, wherein the atmosphere control means evacuates the inside of the container when measuring the emission angle and X-ray intensity. A sample holder for oblique emission X-ray diffraction measurement, characterized in that:
【請求項3】 請求項2に記載の斜出射X線回折測定用
試料ホルダにおいて、 前記雰囲気制御手段は、真空ポンプを用いて前記容器の
内部を真空にすることを特徴とする斜出射X線回折測定
用試料ホルダ。
3. The oblique-emission X-ray diffraction sample holder according to claim 2, wherein the atmosphere control means evacuates the inside of the vessel using a vacuum pump. Sample holder for diffraction measurement.
【請求項4】 請求項1に記載の斜出射X線回折測定用
試料ホルダにおいて、 前記雰囲気制御手段は、前記出
射角度及びX線強度を測定する場合に、前記容器の内部
の空気をヘリウムで置換することを特徴とする斜出射X
線回折測定用試料ホルダ。
4. The sample holder for oblique emission X-ray diffraction measurement according to claim 1, wherein the atmosphere control means uses helium to air inside the container when measuring the emission angle and the X-ray intensity. Oblique emission X characterized by replacing
Sample holder for X-ray diffraction measurement.
【請求項5】 請求項1乃至4のいずれか1項に記載の
斜出射X線回折測定用試料ホルダを用いた斜出射X線回
折測定装置であって、 前記一次X線を放射するX線源と、 前記試料に対する前記一次X線の照射領域を制限するた
めの照射領域制限手段と、 前記斜出射X線回折測定用試料ホルダを保持するととも
に、前記X線源から前記照射領域制限手段及び前記X線
入射窓を介して前記試料に入射された前記一次X線が、
前記試料の表面に対して予め決められた角度よりも小さ
な角度で回折されるように規定するための規定手段と、 前記試料の表面にて回折し、前記X線出射窓から前記斜
出射X線回折測定用試料ホルダの外部に出射された前記
回折X線を検出するとともに、検出された前記回折X線
の、前記一次X線の入射方向に対する出射角度及びX線
強度を測定して記録するX線検出器とを有することを特
徴とする斜出射X線回折測定装置。
5. An oblique emission X-ray diffraction measurement apparatus using the oblique emission X-ray diffraction measurement sample holder according to claim 1, wherein the X-ray radiates the primary X-ray. A source, an irradiation area limiting unit for limiting an irradiation area of the primary X-ray to the sample, and holding the oblique emission X-ray diffraction measurement sample holder, and the irradiation area limiting unit from the X-ray source and The primary X-rays incident on the sample through the X-ray entrance window,
Defining means for defining so as to be diffracted at an angle smaller than a predetermined angle with respect to the surface of the sample; and diffracting at the surface of the sample, and obliquely emitting X-rays from the X-ray exit window. The X-ray detector detects the diffracted X-rays emitted to the outside of the sample holder for diffraction measurement, and measures and records the output angle and X-ray intensity of the detected diffracted X-rays with respect to the primary X-ray incident direction. An oblique emission X-ray diffraction measuring device, comprising: a line detector.
【請求項6】 請求項5に記載の斜出射X線回折測定装
置を用いた斜出射X線回折測定方法であって、 前記雰囲気制御手段によって、前記斜出射X線回折測定
用試料ホルダの前記容器内の雰囲気を制御し、 前記X線源によって、前記一次X線を放射し、 前記照射領域制限手段によって、前記一次X線の前記試
料に対する照射領域を制限し、 前記規定手段によって、前記X線源から前記照射領域制
限手段及び前記X線入射窓を介して前記試料に入射され
た前記一次X線が、前記試料の表面に対して予め決めら
れた角度よりも小さな角度で回折されるように規定し、 前記X線検出器によって、前記試料の表面にて回折し、
前記X線出射窓から前記斜出射X線回折測定用試料ホル
ダの外部に出射された前記回折X線を検出するととも
に、検出された前記回折X線の、前記一次X線の入射方
向に対する出射角度及びX線強度を測定して記録するこ
とを特徴とする斜出射X線回折測定方法。
6. An oblique emission X-ray diffraction measurement method using the oblique emission X-ray diffraction measuring apparatus according to claim 5, wherein the atmosphere control means controls the oblique emission X-ray diffraction measurement sample holder. Controlling the atmosphere in the container, radiating the primary X-rays by the X-ray source, restricting the irradiation area of the primary X-rays to the sample by the irradiation area limiting means, The primary X-rays incident on the sample from the radiation source through the irradiation area limiting means and the X-ray incident window are diffracted at an angle smaller than a predetermined angle with respect to the surface of the sample. The X-ray detector diffracts at the surface of the sample,
Detecting the diffracted X-rays emitted from the X-ray exit window to the outside of the oblique emission X-ray diffraction measurement sample holder, and detecting the angle of emission of the detected diffracted X-rays with respect to the incident direction of the primary X-rays And X-ray intensity measurement and recording.
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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7242743B2 (en) 2002-04-13 2007-07-10 Panalytical B.V. X-ray diffraction apparatus and method
JP2010217098A (en) * 2009-03-18 2010-09-30 National Institute Of Advanced Industrial Science & Technology Radiographic image inspection device
CN111007092A (en) * 2020-01-02 2020-04-14 中国科学院化学研究所 Low-temperature XRD testing device, testing equipment and testing system
US10830540B2 (en) 2017-02-28 2020-11-10 General Electric Company Additively manufactured heat exchanger
IT202000015082A1 (en) * 2020-06-23 2021-12-23 Istituto Naz Di Astrofisica METHOD OF ANALYSIS OF SAMPLES USING LOW ENERGY X-RAYS AND RELATED LABORATORY EQUIPMENT

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