JP2002139598A - X-ray monochromator - Google Patents

X-ray monochromator

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JP2002139598A
JP2002139598A JP2000332789A JP2000332789A JP2002139598A JP 2002139598 A JP2002139598 A JP 2002139598A JP 2000332789 A JP2000332789 A JP 2000332789A JP 2000332789 A JP2000332789 A JP 2000332789A JP 2002139598 A JP2002139598 A JP 2002139598A
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Rigaku Denki Co Ltd
Rigaku Corp
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Rigaku Denki Co Ltd
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To make switchable the face direction of reflection in a monochromator by rotating the monochromator around the axis of a tunnel-like through-hole formed in a columnar monocrystal block with the inner surface of the through-hole as a reflecting surface. SOLUTION: A monocrystal block of silicon is worked into an octagonal pole, and the through-hole 11 is formed in the center. The inner surface of the through-hole 11 is used as the reflecting surface of X-ray. The axis of the monochromator 10 is aligned to the direction <110> of the silicon monocrystal. Eight flat surfaces 14-28 constituting the side surfaces of the monochromator 10 aligned to any one of the directions <100>, <111>, <110> and <211> of the silicon monocrystal. The X-ray reflected twice by the inner surface of the through-hole 11 leaves through the back-side end surface 54 of the monochromator 10 or through slits 36, 38, 40 and 42 on the side surfaces. The face direction of reflection can be changed by changing the attitude of the monochromator 10 in placing on an L-shaped support table 12, and the incident angle of X-ray can be changed by ω-turn the monochromator 10.

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】この発明は高分解能X線回折
装置に使用するX線モノクロメータに関するものであ
る。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an X-ray monochromator used for a high-resolution X-ray diffractometer.

【0002】[0002]

【従来の技術】高分解能X線回折装置は「二結晶法」と
呼ばれる測定手法をもとにして発展してきた。二結晶法
では、単結晶の試料のロッキングカーブ(回折ピークに
ついて回折X線の強度と回折角度との関係をグラフにし
たもの)を測定する場合に、第1結晶でX線を回折させ
て単色化してから、これを試料(第2結晶)に照射して
いる。第1結晶としてはシリコン(Si)やゲルマニウ
ム(Ge)の完全結晶を用いるのが普通である。この二
結晶法では、第1結晶として、試料結晶と同じ結晶でか
つ被測定格子面と同じ格子面(同じd値:格子面間隔)
を回折面とするものを用いると、ロッキングカーブの角
度分解能が最も高くなることが知られている。このよう
に、第1結晶と試料結晶とが同じd値となるようなX線
光学系を「平行配置」と呼んでいる。このような理想的
な状態にすると、得られるロッキングカーブの半値幅が
最も狭くなり、そのときのロッキングカーブの形状は理
論的に予想される形状とほぼ一致する。
2. Description of the Related Art High-resolution X-ray diffractometers have been developed based on a measuring method called "two-crystal method". In the two-crystal method, when measuring a rocking curve of a sample of a single crystal (a graph showing the relationship between the intensity of a diffraction X-ray and the diffraction angle for a diffraction peak), the first crystal is used to diffract the X-ray to obtain a single color. After that, the sample (second crystal) is irradiated with this. Generally, a perfect crystal of silicon (Si) or germanium (Ge) is used as the first crystal. In this two-crystal method, as the first crystal, the same crystal as the sample crystal and the same lattice plane as the lattice plane to be measured (the same d value: lattice plane interval)
It is known that the use of a diffraction surface having the maximum diffraction angle gives the highest rocking curve angular resolution. Such an X-ray optical system in which the first crystal and the sample crystal have the same d value is called “parallel arrangement”. In such an ideal state, the half width of the obtained rocking curve becomes the narrowest, and the shape of the rocking curve at that time substantially matches the theoretically expected shape.

【0003】あるいは、第1結晶と試料結晶とを全く同
じにしなくても、d値が試料結晶の被測定格子面とほぼ
等しくなるような第1結晶を用いても(これを、擬似平
行配置という)、分解能が高くなる。例えば、GaAs
単結晶やInP単結晶の{400}反射のロッキングカ
ーブを得るために、第1結晶としてGeの完全結晶の
{400}反射を用いることができる。
[0003] Alternatively, even if the first crystal and the sample crystal are not completely the same, a first crystal having a d value substantially equal to the lattice plane to be measured of the sample crystal may be used (this is called a pseudo-parallel arrangement). ), The resolution increases. For example, GaAs
In order to obtain a rocking curve of {400} reflection of a single crystal or InP single crystal, a {400} reflection of a Ge perfect crystal can be used as the first crystal.

【0004】第1結晶のd値と第2結晶のd値の差が大
きくなると、波長分散による効果がコンボリューション
の形で加わって、分解能が低下する。その結果、得られ
るロッキングカーブの半値幅も広くなってしまう。した
がって、二結晶法を用いて最高の分解能でロッキングカ
ーブを測定したいときには、試料結晶の種類と被測定格
子面の面指数(反射面指数)とに応じて、そのd値にで
きるだけ近い第1結晶を選択するのが好ましい。ゆえ
に、試料結晶の種類と反射面指数とに応じて、第1結晶
をこまめに交換して、その都度、X線光学系のアライメ
ントを実施することが必要になる。
[0004] When the difference between the d value of the first crystal and the d value of the second crystal increases, the effect due to wavelength dispersion is added in the form of convolution, and the resolution decreases. As a result, the half width of the obtained rocking curve also becomes wide. Therefore, when it is desired to measure the rocking curve with the highest resolution using the two-crystal method, the first crystal as close as possible to its d value depends on the type of the sample crystal and the plane index (reflection plane index) of the lattice plane to be measured. It is preferred to select Therefore, it is necessary to frequently exchange the first crystal according to the type of the sample crystal and the reflection surface index, and to perform the alignment of the X-ray optical system each time.

【0005】しかしながら、二結晶法の結晶配置を組み
替えてアライメントをし直すことは面倒であり、また、
熟練を要する作業である。そこで、この作業を容易にす
るために、第1結晶の回りに第2結晶を回転調整できる
ような光学系を採用したり、X線源を第1結晶の回りに
回転調整できるようにした光学系を採用したりする工夫
がなされてきた(例えば、特開平1−86100)。し
かしなお、結晶の交換作業とアライメント作業は必要で
あり、作業の面倒さは残り、効率的とは言えない。
However, it is troublesome to rearrange the alignment by rearranging the crystal arrangement in the two-crystal method.
This is an operation that requires skill. Therefore, in order to facilitate this work, an optical system that can adjust the rotation of the second crystal around the first crystal or an optical system that can adjust the rotation of the X-ray source around the first crystal can be used. A system has been devised (for example, JP-A-1-86100). However, the work of exchanging crystals and the work of alignment are still necessary, and the work remains troublesome and cannot be said to be efficient.

【0006】上述の第1結晶は普通は平板結晶である
が、これをチャンネルカットモノクロメータにすること
も知られている。チャンネルカットモノクロメータは、
モノリシックな単結晶のブロックに溝を加工したもので
あり、その溝の側面でX線を複数回回折させることで、
単色化かつ平行化したX線ビームを取り出すことができ
る(例えば、特開平9−49899)。そして、チャン
ネルカットモノクロメータで偶数回(例えば、2回)回
折させると、入射X線ビームに対して「平行な方向に」
単色化・平行化したX線ビームを取り出すことができ
る。このように第1結晶の出射X線ビームが入射X線ビ
ームに平行になれば、第1結晶を変更した場合でも、変
更前と変更後とで、第1結晶からやって来るX線ビーム
の方向が互いに平行になるので、第1結晶を変更して
も、X線管や試料部(ゴニオメータ部)を「回転」して
アライメントする作業が不要になり(並進移動によるア
ライメントは必要であるが)、装置の設置スペースを最
小に抑えることができる。
The above-mentioned first crystal is usually a plate crystal, but it is also known to make it a channel cut monochromator. Channel cut monochromator
A groove is machined into a monolithic single-crystal block. By diffracting X-rays multiple times on the side of the groove,
A monochromatic and parallelized X-ray beam can be extracted (for example, JP-A-9-49999). When the light is diffracted an even number of times (for example, twice) by a channel cut monochromator, the incident X-ray beam is "parallel to"
A monochromatic and parallelized X-ray beam can be extracted. As described above, if the outgoing X-ray beam of the first crystal is parallel to the incident X-ray beam, the direction of the X-ray beam coming from the first crystal before and after the change is changed even when the first crystal is changed. Since they are parallel to each other, even if the first crystal is changed, the work of "rotating" the X-ray tube and the sample part (goniometer part) to perform alignment is not required (although the alignment by translation is necessary), The installation space of the device can be minimized.

【0007】チャンネルカットモノクロメータで得られ
るX線ビームは、基本的には、1回反射の平板結晶モノ
クロメータで得られるX線ビームと同等である。ただ
し、チャンネルカットモノクロメータを使ってX線ビー
ムを「複数回」回折させると、出力されるX線ビームの
反射率曲線の裾の部分の強度を極端に落とすことがで
き、これが複数回回折の効果である。チャンネルカット
モノクロメータを使う場合でも、最高の分解能でロッキ
ングカーブを測定するには、やはり、試料結晶の種類と
反射面指数とに応じて、最適なd値のチャンネルカット
モノクロメータに交換する必要がある。そして、チャン
ネルカットモノクロメータを交換すると、一般に、試料
部を並進移動してアライメントする作業が必要になる。
An X-ray beam obtained by a channel cut monochromator is basically the same as an X-ray beam obtained by a single reflection plate crystal monochromator. However, if the X-ray beam is diffracted “multiple times” using a channel cut monochromator, the intensity of the bottom of the reflectance curve of the output X-ray beam can be extremely reduced, which is The effect is. Even when using a channel cut monochromator, it is necessary to replace the channel cut monochromator with the optimal d value according to the type of sample crystal and reflection surface index in order to measure the rocking curve with the highest resolution. is there. When the channel cut monochromator is exchanged, it is generally necessary to perform an operation of translating and aligning the sample section.

【0008】さらに、試料部の並進移動も不要にしたの
が4結晶モノクロメータである(例えば、特開昭59−
108945、特開平4−264299)。この4結晶
モノクロメータは、2個のチャンネルカットモノクロメ
ータを鏡面対称に組み合わせて構成することができる。
この4結晶モノクロメータによって得られたX線ビーム
は、単色性・平行性ともに優れており、かつ、入射X線
ビームと出射X線ビームとを同一直線上に配置すること
ができる。4結晶モノクロメータで得られたX線ビーム
を用いて試料のロッキングカーブを測定すると、試料結
晶の種類や反射面指数に依存せずに、常に、高分解能が
得られる。しかしながら、この4結晶モノクロメータを
使うと、二結晶法に比べて、X線強度が2桁くらい弱く
なってしまう欠点がある。そのために、4結晶モノクロ
メータを使う場合は、(1)強力なX線源が必要にな
り、X線源が高価なものになってしまう、(2)強度を
かせぐために測定時間を長くとる必要がある、などの問
題点がある。したがって、モノクロメータの反射面とし
ては、強度の大きなX線ビームを取り出せるような面指
数しか使えない。
Further, a four-crystal monochromator that does not require translational movement of the sample portion is disclosed in, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No.
108945, JP-A-4-264299). This four-crystal monochromator can be configured by combining two channel cut monochromators in mirror symmetry.
The X-ray beam obtained by the four-crystal monochromator has excellent monochromaticity and parallelism, and the incident X-ray beam and the output X-ray beam can be arranged on the same straight line. When a rocking curve of a sample is measured using an X-ray beam obtained by a four-crystal monochromator, a high resolution can always be obtained without depending on the type of the sample crystal or the reflection surface index. However, using this four-crystal monochromator has the disadvantage that the X-ray intensity is reduced by about two orders of magnitude compared to the two-crystal method. Therefore, when a four-crystal monochromator is used, (1) a powerful X-ray source is required, which makes the X-ray source expensive, and (2) a long measurement time is required to increase the intensity. There are problems. Therefore, as the reflecting surface of the monochromator, only a surface index capable of extracting an X-ray beam having a high intensity can be used.

【0009】次に、高分解能X線回折装置を用いた評価
法の現状について述べる。薄膜化技術が普及するに伴
い、高分解能X線回折装置の測定対象も、従来のバルク
結晶から基板上の薄膜結晶へと広がっている。そのよう
な薄膜の結晶状態を分類すると、(1)完全エピタキシ
ャル層(pseudomorphic layer)、(2)基板結晶とエ
ピタキシャル層の界面で転移が発生して歪が緩和したエ
ピタキシャル層、(3)方位分布(モザイシティ)を持
ったエピタキシャル層、(4)強く配向した多結晶薄
膜、(5)無配向の多結晶薄膜、(6)アモルファス状
態の薄膜、など多様化している。このような状況の中
で、高分解能X線回折装置は、これまでに述べてきたロ
ッキングカーブ測定だけではなくて、反射率測定(低角
入射による全反射の近傍での反射率の測定)や、多結晶
薄膜回折測定にも適用できるように、1台の装置で多様
な機能を兼ね備えたものが求められるようになった。
Next, the current state of the evaluation method using a high-resolution X-ray diffractometer will be described. With the spread of thin-film technology, the measurement targets of high-resolution X-ray diffractometers have also expanded from conventional bulk crystals to thin-film crystals on substrates. The crystalline state of such a thin film can be classified into (1) a complete epitaxial layer (pseudomorphic layer), (2) an epitaxial layer in which a transition occurs at the interface between the substrate crystal and the epitaxial layer and strain is relaxed, and (3) an orientation distribution. (4) Strongly oriented polycrystalline thin films, (5) non-oriented polycrystalline thin films, and (6) amorphous thin films. Under such circumstances, the high-resolution X-ray diffractometer does not only perform the rocking curve measurement described above, but also the reflectance measurement (measurement of the reflectance in the vicinity of total reflection by low-angle incidence) and the like. In order to be applicable to the polycrystalline thin film diffraction measurement, a single device having various functions has been required.

【0010】そこで、試料の状態に応じて、試料に照射
するX線の平行性や波長域を調整するためのさまざまな
入射光学系を用意する必要性が出てきている。そのため
の手段としては、モジュール化した入射光学ユニットを
交換する方法や、結晶を取り外すことなく入射光学系を
切り換える方法(例えば、特開平9−49811)が採
用されている。しかし、モジュール化した入射光学ユニ
ットを交換する方法は、各種の光学ユニットを取り揃え
る必要があるのでコスト高になり、また、交換後のファ
インチューニングが煩わしい。
Therefore, it has become necessary to prepare various incident optical systems for adjusting the parallelism and the wavelength range of X-rays to be irradiated on the sample according to the state of the sample. As a means for achieving this, a method of replacing a modularized incident optical unit or a method of switching an incident optical system without removing a crystal (for example, JP-A-9-49811) is employed. However, the method of replacing the modularized incident optical unit requires a variety of optical units, which increases the cost, and also makes fine tuning after the replacement troublesome.

【0011】特開平9−49811号公報に開示された
入射光学系を切り換える方法では、例えば、次の4通り
の入射光学系を選択できる。 (1)ダイレクト取り出し。すなわち、結晶で反射させ
ることなく、そのままX線ビームを通過させる。この入
射光学系は、主に多結晶薄膜回折に利用できる。 (2)チャンネルカットモノクロメータ光学系。この入
射光学系は、Ge{220}を反射面とするチャンネル
カット結晶でX線を2回反射させる。これにより、Cu
Kα2をカットしてCuKα1だけを取り出すことがで
きる。この入射光学系は、主に反射率測定に利用でき
る。 (3)4結晶モノクロメータ高強度モード。この入射光
学系は、Ge{220}を反射面とするチャンネルカッ
ト結晶を2個組み合わせており、例えば、エピタキシャ
ル膜のロッキングカーブ測定に利用できる。 (4)4結晶モノクロメータ高分解能モード。この入射
光学系は、Ge{440}を反射面とするチャンネルカ
ット結晶を2個組み合わせており、分解能がきわめて良
好なので、例えば、完全エピタキシャル層のロッキング
カーブ測定に利用できる。
In the method for switching the incident optical system disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 9-49811, for example, the following four types of incident optical systems can be selected. (1) Direct removal. That is, the X-ray beam is passed without being reflected by the crystal. This incident optical system can be mainly used for polycrystalline thin film diffraction. (2) Channel cut monochromator optical system. This incident optical system reflects X-rays twice using a channel cut crystal having Ge {220} as a reflection surface. Thereby, Cu
By cutting Kα2, only CuKα1 can be taken out. This incident optical system can be mainly used for reflectance measurement. (3) Four crystal monochromator high intensity mode. This incident optical system combines two channel cut crystals having Ge {220} as a reflection surface, and can be used, for example, for measuring a rocking curve of an epitaxial film. (4) 4-crystal monochromator high resolution mode. This incident optical system combines two channel-cut crystals each having Ge {440} as a reflection surface and has an extremely good resolution, so that it can be used, for example, for measuring a rocking curve of a complete epitaxial layer.

【0012】このような4通りの入射光学系の切り換え
は、CPU制御により、予め設定しておいた登録値にな
るように各調整軸を設定するだけでよい。したがって、
切り換え作業は容易である。しかし、これ以外の入射光
学系に設定しようとすると、オプション結晶が必要にな
る。オプション結晶を取り付けるには、次のような作業
を実施することになる。まず、入射光学系に取り付けら
れている結晶を、機械的クランプを緩めることによっ
て、保持ブロックごと取り外す。それから、オプション
結晶を保持したブロックを機械的にクランプする。ただ
し、クランプされたときの結晶の位置および角度は、ク
ランプの締め方の強さなどで変わるので、再現性は必ず
しも良いとは言えない。したがって、光学系を再調整す
るか、あるいは、少なくとも以前の調整値に設定した後
にファインチューニングする必要があり、手間がかか
る。
In order to switch between the four types of incident optical systems, it is only necessary to set the respective adjustment axes so that the registered values are set in advance by CPU control. Therefore,
The switching operation is easy. However, if an attempt is made to set another incident optical system, an optional crystal is required. In order to mount the optional crystal, the following operation is performed. First, the crystal attached to the incident optical system is removed together with the holding block by loosening the mechanical clamp. Then, the block holding the optional crystal is mechanically clamped. However, since the position and angle of the crystal when it is clamped vary depending on the strength of the clamping, the reproducibility is not always good. Therefore, it is necessary to readjust the optical system or at least fine-tune after setting to the previous adjustment value, which is troublesome.

【0013】上述のオプション結晶としては、次のよう
なものが考えられる。 (1)ビーム幅を圧縮する非対称反射のチャンネルカッ
トモノクロメータ。このモノクロメータは、X線ビーム
の強度を稼ぐ目的で利用される。すなわち、入射X線ビ
ームの幅よりも出射X線ビームの幅が小さくなるような
非対称反射を利用することで、出射ビームの単位幅当た
りのX線強度を稼ぐことができる。ただし、対称反射に
比べて角度分解能は落ちる。このモノクロメータは薄膜
のX線反射率を測定するのに利用できる。X線反射率法
は、薄膜の厚さや密度、及び、表面・界面の密度を評価
できる手法である。この手法を、非常に薄い膜まで適用
して、高精度に解析するためには、薄膜から反射してく
るX線強度の変化を、8桁以上のダイナミックレンジ
で、すれすれの入射角から10度程度までの角度領域で
測定する必要がある。そのためには、幅の狭い高強度の
単色X線ビームが必要であり、そのために、このビーム
幅圧縮用の非対称反射チャンネルカットモノクロメータ
を利用できる。
The following can be considered as the above optional crystal. (1) An asymmetric reflection channel cut monochromator that compresses the beam width. This monochromator is used for increasing the intensity of the X-ray beam. That is, by using asymmetrical reflection such that the width of the output X-ray beam is smaller than the width of the incident X-ray beam, it is possible to increase the X-ray intensity per unit width of the output beam. However, the angular resolution is lower than that of symmetric reflection. This monochromator can be used to measure the X-ray reflectivity of a thin film. The X-ray reflectivity method is a method capable of evaluating the thickness and density of a thin film, and the density of a surface / interface. In order to apply this technique to very thin films and analyze with high accuracy, the change in the intensity of X-rays reflected from the thin film must be 10 degrees from the very small incident angle with a dynamic range of 8 digits or more. It is necessary to measure in the angular range up to about. For that purpose, a narrow high-intensity monochromatic X-ray beam is required, and for this purpose, an asymmetric reflection channel cut monochromator for compressing the beam width can be used.

【0014】(2)ビーム幅を拡大する非対称反射のチ
ャンネルカットモノクロメータ。このモノクロメータ
は、上述のビーム幅圧縮とは逆に、入射X線ビームの幅
よりも出射X線ビームの幅が拡大するような非対称反射
を利用する。出射ビームの単位幅当たりのX線強度は小
さくなるが、角度分解能は向上する。このモノクロメー
タは、例えばX線トポグラフィに利用でき、一度に撮影
可能な面積を大きくできる。
(2) An asymmetric reflection channel cut monochromator for expanding the beam width. This monochromator uses asymmetric reflection such that the width of the output X-ray beam is larger than the width of the incident X-ray beam, contrary to the above-described beam width compression. The X-ray intensity per unit width of the output beam is reduced, but the angular resolution is improved. This monochromator can be used for X-ray topography, for example, and can increase the area that can be photographed at one time.

【0015】(3)擬似平行配置となるチャンネルカッ
トモノクロメータ。すなわち、チャンネルカット結晶の
d値と試料結晶のd値をほぼ等しくする。このモノクロ
メータを用いると、強度が強くて分解能も高いロッキン
グカーブを測定できる。エピタキシャル膜の厚さがどん
どん薄くなる傾向があるので、エピタキシャル膜からの
回折X線の強度が十分取れない場合があり、そのような
場合に、このモノクロメータを利用できる。また、4結
晶モノクロメータでは強度不足のためにまったく対応で
きないような次のような場合にも利用できる。(a)結
晶に反りがある場合には、その影響を避けるために、試
料上のX線照射幅を狭くすることがあり、そのような場
合はX線の強度が小さくなる。(b)選択成長させた膜
の微小領域の評価においては、X線の照射野自身を幅、
高さとも細く絞って、狙った領域にX線を当てる必要が
ある。このとき、X線ビームの断面は幅20μm、高さ
50μm程度まで絞られるので、X線の強度が小さくな
る。(c)エピタキシャル薄膜結晶の状態を調べるため
に、ひとつの試料に対して二つ以上の回折ベクトルで調
べる評価法が定着している。例えば、界面での歪みの緩
和があるか否かを調べるために、{400}対称反射を
観察するほかに、{511}反射や{422}反射を用
いた非対称反射を観察することが普通に行われている。
このような評価法は、4結晶モノクロメータを導入する
ことで、いずれの反射も分解能良く測定できて、一応の
成功を見た。しかし、上述の(a)(b)で説明したよ
うな強度不足が問題になる場合は、4結晶モノクロメー
タでは不十分であり、効率的に測定できない。結局、強
度不足が問題となるこれらの場合には、分解能を良好に
保ったまま強度のとれる「二結晶法」が有効な方法とな
り、試料結晶の格子面に対して擬似平行配置となるよう
なチャンネルカットモノクロメータが利用される。ただ
し、モノクロメータ結晶の交換とアライメントが必要で
ある。
(3) A channel cut monochromator having a quasi-parallel arrangement. That is, the d value of the channel cut crystal is made substantially equal to the d value of the sample crystal. Using this monochromator, a rocking curve with high intensity and high resolution can be measured. Since the thickness of the epitaxial film tends to become thinner, the intensity of the diffracted X-rays from the epitaxial film may not be sufficiently obtained. In such a case, the monochromator can be used. Further, the present invention can also be used in the following cases where a four-crystal monochromator cannot cope at all due to insufficient strength. (A) When the crystal is warped, the X-ray irradiation width on the sample may be narrowed to avoid the influence, and in such a case, the intensity of the X-ray is reduced. (B) In the evaluation of the fine region of the selectively grown film, the X-ray irradiation field itself is set to the width,
It is necessary to focus the X-ray on the target area by narrowing down the height. At this time, since the cross section of the X-ray beam is narrowed down to about 20 μm in width and about 50 μm in height, the intensity of the X-ray is reduced. (C) In order to examine the state of an epitaxial thin film crystal, an evaluation method for examining one sample using two or more diffraction vectors has been established. For example, it is common to observe {400} symmetrical reflections, as well as to observe asymmetrical reflections using {511} reflections and {422} reflections, in order to investigate whether or not there is relaxation of distortion at the interface. Is being done.
In such an evaluation method, all reflections could be measured with high resolution by introducing a four-crystal monochromator, and the results were tentatively successful. However, when insufficient strength as described in (a) and (b) above becomes a problem, the four-crystal monochromator is insufficient and cannot be measured efficiently. Ultimately, in these cases where insufficient intensity is a problem, the "two-crystal method", which can take the intensity while maintaining good resolution, is an effective method, and it is quasi-parallel to the lattice plane of the sample crystal. A channel cut monochromator is used. However, replacement and alignment of the monochromator crystal are required.

【0016】[0016]

【発明が解決しようとする課題】以上詳述したように、
高分解能X線回折装置において、分解能を良好に保った
まま「強度」も十分に確保するには、二結晶法が適して
いる。しかし、二結晶法を採用した場合に、さまざまな
条件で測定を可能にするためには、入射光学ユニットを
交換したり、入射光学系を切り換えたりする必要があっ
て、作業性が悪い。
As described in detail above,
In a high-resolution X-ray diffractometer, the two-crystal method is suitable for ensuring sufficient "intensity" while maintaining good resolution. However, when the two-crystal method is adopted, in order to enable measurement under various conditions, it is necessary to replace the incident optical unit or switch the incident optical system, and the workability is poor.

【0017】そこで、この発明の目的は、貫通孔を形成
したひとつのモノクロメータを使うだけで反射面の面方
位を切り換えることができるX線モノクロメータを提供
することにある。
An object of the present invention is to provide an X-ray monochromator capable of switching the plane orientation of the reflecting surface only by using one monochromator having a through hole.

【0018】[0018]

【課題を解決するための手段】この発明のX線モノクロ
メータは、単結晶のブロックを柱状に形成して、その軸
方向に貫通するように貫通孔を形成し、この貫通孔の内
面をX線ビームの反射面としたものである。このような
モノクロメータを使うと、貫通孔の軸線の回りにモノク
ロメータを回転させることで、X線が反射する面方位を
変えることができる。また、貫通孔の軸線に垂直な回転
中心線の回りにモノクロメータを回転させることで、モ
ノクロメータに対するX線の入射角を変えることができ
る。
According to the X-ray monochromator of the present invention, a single crystal block is formed in a columnar shape, and a through hole is formed so as to penetrate in the axial direction. It is a reflection surface of a line beam. When such a monochromator is used, by rotating the monochromator about the axis of the through-hole, the plane direction in which the X-rays are reflected can be changed. Further, by rotating the monochromator about a rotation center line perpendicular to the axis of the through hole, the incident angle of X-rays to the monochromator can be changed.

【0019】このモノクロメータは、外形を多角柱にし
て、貫通孔の断面を円形にすることができる。外形を多
角柱にすると、この多角柱の側面を利用することで、貫
通孔の軸線の回りのモノクロメータの回転位置を特定の
位置にセットするのが容易になる。好ましい実施形態で
は、外形を八角柱にする。単結晶としては立方晶を使う
ことができ、その場合、貫通孔の軸方向を立方晶の〈1
10〉方向に一致させて、八角柱の側面を構成する8個
の平面の法線方位を〈100〉〈111〉〈110〉
〈211〉の4種類にすることができる。
In this monochromator, the outer shape can be a polygonal prism and the cross section of the through hole can be circular. When the outer shape is a polygonal prism, it is easy to set the rotational position of the monochromator around the axis of the through hole to a specific position by using the side surface of the polygonal prism. In a preferred embodiment, the profile is an octagonal prism. A cubic crystal can be used as the single crystal. In this case, the axial direction of the through-hole is <1 of the cubic crystal.
The normal directions of the eight planes constituting the side surfaces of the octagonal prism are set to <100><111><110> in accordance with the <10> direction.
There are four types of <211>.

【0020】このモノクロメータは、好ましくは、貫通
孔の内面でX線ビームが2回反射してから出ていくよう
に設計する。ただし、2回に限定するものではなく、そ
の他の偶数回、例えば、4回または6回の反射をするよ
うにしてもよい。
The monochromator is preferably designed so that the X-ray beam is reflected twice on the inner surface of the through hole and then exits. However, the number of reflections is not limited to two, but may be another even number, for example, four or six times.

【0021】[0021]

【発明の実施の形態】最初に、結晶の格子面の面指数
(ミラー指数)の表現方法について簡単に説明する。こ
の実施形態で使用しているシリコン結晶の結晶構造は立
方晶なので、例えば(100)面に等価な格子面は、こ
れを含めて6個存在する。そして、一般に、それらを代
表して{100}というように波形のカッコで表現して
いる。同様に、[100]方向についても、これを含め
て6個の等価な方向を代表させて〈100〉というよう
に山形のカッコで表現している。この明細書でも、その
ような一般的な表現方法を採用している。シリコン結晶
の代わりにゲルマニウム結晶を用いることもできるが、
ゲルマニウム結晶も立方晶なので同様である。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS First, a method of expressing a plane index (Miller index) of a lattice plane of a crystal will be briefly described. Since the crystal structure of the silicon crystal used in this embodiment is cubic, there are six lattice planes equivalent to the (100) plane, for example. In general, these are represented by waveform brackets such as {100}. Similarly, in the [100] direction, six equivalent directions including the [100] direction are represented by angle brackets such as <100>. This specification also employs such a general expression method. Germanium crystal can be used instead of silicon crystal,
The same applies to germanium crystals because they are cubic.

【0022】図1はこの発明の実施形態の斜視図であ
る。このX線モノクロメータ10は、シリコンの単結晶
ブロックを加工して作ったものである。このモノクロメ
ータ10は外観が八角柱の形状をしていて、その八角形
の断面の中央位置には、軸方向に貫通する円形断面の貫
通孔11が形成されている。この貫通孔11の内面をX
線の反射面として使う。このモノクロメータ10はトン
ネル状の貫通孔11の内面を反射面として使うので、以
下、トンネルモノクロメータと呼ぶことにする。このト
ンネルモノクロメータ10は、断面がL形の支持台12
と組み合わせて使用する。
FIG. 1 is a perspective view of an embodiment of the present invention. The X-ray monochromator 10 is made by processing a single crystal block of silicon. The monochromator 10 has an octagonal shape in appearance, and a through-hole 11 having a circular cross-section penetrating in the axial direction is formed at a center position of the octagonal cross-section. The inner surface of this through hole 11 is X
Used as a reflective surface for lines. Since the monochromator 10 uses the inner surface of the tunnel-shaped through-hole 11 as a reflection surface, it will be hereinafter referred to as a tunnel monochromator. This tunnel monochromator 10 has a support base 12 having an L-shaped cross section.
Used in combination with.

【0023】まず、トンネルモノクロメータ10の外側
の形状を説明する。トンネルモノクロメータ10の側面
は8個の平面14、16、18、20、22、24、2
6、28から形成されていて、トンネルモノクロメータ
10の横断面は八角形をしている。図2はトンネルモノ
クロメータ10と支持台12の正面図である。トンネル
モノクロメータ10の軸方向(図2の紙面に垂直な方
向)はシリコン単結晶の〈110〉方向に一致してい
る。トンネルモノクロメータ10の側面を構成する8個
の平面のそれぞれの向きは次のようになっている。第1
平面14(図2における上向きの平面)の法線方向はシ
リコン単結晶の〈100〉方向に一致している。右上向
きの第2平面16の法線方向はシリコン単結晶の〈11
1〉方向に一致している。右向きの第3平面18の法線
方向はシリコン単結晶の〈110〉方向に一致してい
る。右下向きの第4平面20の法線方向はシリコン単結
晶の〈211〉方向に一致している。下向きの第5平面
22は上向きの第1平面14に平行である。左下向きの
第6平面24は右上向きの第2平面16に平行である。
左向きの第7平面26は右向きの第3平面18に平行で
ある。左上向きの第8平面28は右下向きの第4平面2
0に平行である。このように、互いに平行な1対の平面
が4組形成されている。これらの8個の平面は単一の仮
想的な円筒面30に外接している。貫通孔11は円筒面
30と同心である。
First, the outer shape of the tunnel monochromator 10 will be described. The sides of the tunnel monochromator 10 have eight planes 14, 16, 18, 20, 22, 24, 2
6 and 28, the cross section of the tunnel monochromator 10 is octagonal. FIG. 2 is a front view of the tunnel monochromator 10 and the support 12. The axial direction of the tunnel monochromator 10 (the direction perpendicular to the plane of FIG. 2) coincides with the <110> direction of the silicon single crystal. The directions of the eight planes that constitute the side surface of the tunnel monochromator 10 are as follows. First
The normal direction of the plane 14 (the upward plane in FIG. 2) coincides with the <100> direction of the silicon single crystal. The normal direction of the second plane 16 in the upper right direction is <11 of silicon single crystal.
1> direction. The normal direction of the third plane 18 facing right coincides with the <110> direction of the silicon single crystal. The normal direction of the lower right fourth plane 20 coincides with the <211> direction of the silicon single crystal. The downward fifth plane 22 is parallel to the upward first plane 14. The lower left-facing sixth plane 24 is parallel to the upper right-facing second plane 16.
The left-facing seventh plane 26 is parallel to the right-facing third plane 18. The eighth plane 28 facing the upper left is the fourth plane 2 facing the lower right.
Parallel to 0. In this way, four pairs of parallel planes are formed. These eight planes circumscribe a single virtual cylindrical surface 30. The through hole 11 is concentric with the cylindrical surface 30.

【0024】右上向きの第2平面16の法線方向〈11
1〉は右向きの第3平面18の法線方向〈110〉に対
して反時計回りに35.26°の角度をなしている。一
方、右下向きの第4平面20の法線方向〈211〉は右
向きの第3平面18の法線方向〈110〉に対して時計
方向に54.74°の角度をなしている。したがって、
これらの二つの法線方向〈111〉と〈211〉は互い
に直交する。ゆえに、右上向きの第2平面16と右下向
きの第4平面20は互いに直交する。また、上向きの第
1平面14の法線方向〈100〉と右向きの第3平面1
8の法線方向〈110〉は互いに直交するので、第1平
面14と第3平面18は互いに直交する。
The normal direction <11 of the upper right second plane 16
1> forms an angle of 35.26 ° counterclockwise with respect to the normal direction <110> of the third plane 18 facing right. On the other hand, the normal direction <211> of the lower right fourth plane 20 is at an angle of 54.74 ° clockwise with respect to the normal direction <110> of the right third plane 18. Therefore,
These two normal directions <111> and <211> are orthogonal to each other. Therefore, the upper right facing second plane 16 and the lower right facing fourth plane 20 are orthogonal to each other. Further, the normal direction <100> of the upward first plane 14 and the rightward third plane 1
Since the normal directions <110> of 8 are orthogonal to each other, the first plane 14 and the third plane 18 are orthogonal to each other.

【0025】次に、L形の支持台12とトンネルモノク
ロメータ10との関係を説明する。L形の支持台12
は、第1基準面32(図2では水平である)と、これに
垂直な第2基準面34とを備えている。トンネルモノク
ロメータ10の下向きの第5平面22を支持台12の第
1基準面32の上に載せてから、このトンネルモノクロ
メータ10を支持台12の第2基準面34に向かって押
し付けると、トンネルモノクロメータ10の右向きの第
3平面18が第2基準面34にぴったりと接触する。ト
ンネルモノクロメータ10の第5平面22と第3平面1
8は互いに直交しているので、これらの平面は、支持台
12の二つの基準面32、34(互いに直交する)にぴ
ったりと接触できる。トンネルモノクロメータ10は、
適当な押圧バネによってL形の支持台12に軽く押し当
てることで支持台12に固定できる。ところで、このト
ンネルモノクロメータ10は、支持台12に対して4種
類の姿勢をとることができる。すなわち、支持台12の
第1基準面32に第5平面22を載せた第1姿勢と、第
6平面24を載せた第2姿勢と、第4平面20を載せた
第3姿勢と、第3平面18を載せた第4姿勢の4種類で
ある。これらの4種類の姿勢を切り換えるということ
は、図1に示す回転中心線76(貫通孔11の軸線)の
回りにトンネルモノクロメータ10を所定角度だけφ回
転させることと等価である。換言すれば、所定の角度位
置になるようにトンネルモノクロメータをφ回転させる
という作業を容易にするために、トンネルモノクロメー
タの外形を八角柱にしているのである。
Next, the relationship between the L-shaped support base 12 and the tunnel monochromator 10 will be described. L-shaped support 12
Has a first reference plane 32 (which is horizontal in FIG. 2) and a second reference plane 34 which is perpendicular to this. After placing the downwardly facing fifth flat surface 22 of the tunnel monochromator 10 on the first reference surface 32 of the support 12, the tunnel monochromator 10 is pressed toward the second reference surface 34 of the support 12, and the tunnel The right-handed third plane 18 of the monochromator 10 comes into close contact with the second reference plane 34. Fifth plane 22 and third plane 1 of tunnel monochromator 10
Since the planes 8 are orthogonal to each other, these planes can be in close contact with the two reference planes 32, 34 (perpendicular to each other) of the support 12. The tunnel monochromator 10
It can be fixed to the support base 12 by lightly pressing it against the L-shaped support base 12 with an appropriate pressing spring. Incidentally, the tunnel monochromator 10 can take four kinds of postures with respect to the support base 12. That is, the first posture in which the fifth plane 22 is placed on the first reference surface 32 of the support base 12, the second posture in which the sixth plane 24 is placed, the third posture in which the fourth plane 20 is placed, and the third posture There are four types of fourth postures on which the plane 18 is placed. Switching between these four types of postures is equivalent to rotating the tunnel monochromator 10 by a predetermined angle φ around the rotation center line 76 (the axis of the through hole 11) shown in FIG. In other words, the outer shape of the tunnel monochromator is an octagonal prism in order to facilitate the operation of rotating the tunnel monochromator by φ so as to be at a predetermined angular position.

【0026】次に、トンネルモノクロメータ10の側面
に形成したスリットを説明する。トンネルモノクロメー
タ10の四つの平面22、24、26、28にはそれぞ
れスリット36、38、40、42が形成されている。
図2ではこれらのスリットは破線で示されている。これ
らのスリットは、貫通孔11の内面で反射したX線がモ
ノクロメータから出て行くときの開口になっている。図
2において、第1スリット36は貫通孔11の内面から
第5平面22までを貫通している。第2スリット38、
第2スリット40、第3スリット42は、それぞれ、貫
通孔11の内面から第6平面24、第7平面26、第8
平面28までを貫通している。図1では、第2スリット
38、第3スリット40、第4スリット42が見えてい
る。各スリットは、トンネルモノクロメータ10の軸方
向においては、背面側の端面に開口している。各スリッ
トの軸方向の長さは同じではない。これについては後述
する。
Next, the slit formed on the side surface of the tunnel monochromator 10 will be described. Slits 36, 38, 40, and 42 are formed in the four planes 22, 24, 26, and 28 of the tunnel monochromator 10, respectively.
In FIG. 2, these slits are indicated by broken lines. These slits are openings for X-rays reflected on the inner surface of the through-hole 11 to exit from the monochromator. 2, the first slit 36 extends from the inner surface of the through hole 11 to the fifth plane 22. The second slit 38,
The second slit 40 and the third slit 42 are respectively formed from the inner surface of the through hole 11 to the sixth plane 24, the seventh plane 26,
It penetrates to the plane 28. In FIG. 1, the second slit 38, the third slit 40, and the fourth slit 42 are visible. Each slit is open at the rear end surface in the axial direction of the tunnel monochromator 10. The axial length of each slit is not the same. This will be described later.

【0027】次に、トンネルモノクロメータ10とX線
ビームとの位置関係を説明する。図3(b)はトンネル
モノクロメータ10の第1姿勢を示す正面図である。こ
の第1姿勢は、トンネルモノクロメータ10の第5平面
22を支持台12の第1基準面32に載せて、第3平面
18を第2基準面34に接触させた状態である。図3
(a)は図3(b)の3a−3a線断面図(水平断面
図)である。図3(b)において、トンネルモノクロメ
ータ10の貫通孔11の中心位置の高さにある仮想的な
水平面44を考えると、この水平面44内においてX線
ビームがトンネルモノクロメータ10に向かって進行し
てくる。図3(a)において、入射X線ビーム46は貫
通孔11の内面上のP1点に入射する。P1点における
接平面(貫通孔の内面に接する平面)は第3平面18
(第2基準面34に接触している)に平行であり、その
法線方向は〈110〉である。特性X線CuKα1線か
らなる入射X線ビーム46を、P1点における接平面に
対して入射角度θで入射させた場合、θ=23.65°
のときにシリコン単結晶の{220}面についての回折
条件を満足して、X線が貫通孔11の内面で反射する。
P1点で反射したX線は、貫通孔11の反対側の内面の
Q1点でも同様に反射して、出射X線ビーム48として
出ていく。この出射X線ビーム48はトンネルモノクロ
メータの背面側の端面54から出ていく。この出射X線
ビーム48はシリコン単結晶の{220}面で反射した
X線なので、図3(a)において220と表示してあ
る。
Next, the positional relationship between the tunnel monochromator 10 and the X-ray beam will be described. FIG. 3B is a front view showing the first posture of the tunnel monochromator 10. The first posture is a state in which the fifth plane 22 of the tunnel monochromator 10 is placed on the first reference plane 32 of the support base 12 and the third plane 18 is in contact with the second reference plane 34. FIG.
3A is a sectional view (horizontal sectional view) taken along line 3a-3a of FIG. In FIG. 3B, considering a virtual horizontal plane 44 at the height of the center position of the through hole 11 of the tunnel monochromator 10, the X-ray beam advances toward the tunnel monochromator 10 in the horizontal plane 44. Come. In FIG. 3A, the incident X-ray beam 46 is incident on a point P1 on the inner surface of the through hole 11. The tangent plane at P1 (the plane in contact with the inner surface of the through-hole) is the third plane 18
(Which is in contact with the second reference plane 34), and its normal direction is <110>. When the incident X-ray beam 46 composed of the characteristic X-ray CuKα1 ray is incident on the tangent plane at the point P1 at an incident angle θ, θ = 23.65 °
At this time, the diffraction condition for the {220} plane of the silicon single crystal is satisfied, and the X-rays are reflected on the inner surface of the through hole 11.
The X-ray reflected at the point P1 is similarly reflected at the point Q1 on the inner surface on the opposite side of the through-hole 11, and exits as an output X-ray beam 48. The emitted X-ray beam 48 exits from the end face 54 on the back side of the tunnel monochromator. Since the emitted X-ray beam 48 is an X-ray reflected on the {220} plane of the silicon single crystal, it is indicated as 220 in FIG.

【0028】図3(a)において、入射角度θを53.
35°にすると(これを入射X線ビーム50とする)、
別の回折条件を満足する。この場合は、シリコン単結晶
の{440}面についての回折条件を満足する。この入
射条件でP1点で反射したX線は、貫通孔11の反対側
の内面のR1点に到達し、このR1点でも同様に反射し
て、出射X線ビーム52として出ていく。この出射X線
ビーム52は、今度は、第3スリット40を通過してい
く。もし第3スリット40を形成していなければ、2回
反射の出射X線ビーム52は貫通孔11の内面に衝突し
てしまうが、第3スリット40を形成してあるために、
モノクロメータに邪魔されずに出ていくことができる。
第3スリット40の軸方向の長さLは、出射X線ビーム
52がモノクロメータにぶつからないような長さにする
必要がある。出射X線ビーム52はシリコン単結晶の
{440}面で反射したX線なので、図3(a)におい
て440と表示してある。
In FIG. 3A, the incident angle θ is set to 53.
If it is 35 ° (this is the incident X-ray beam 50),
Satisfies another diffraction condition. In this case, the diffraction condition for the {440} plane of the silicon single crystal is satisfied. The X-ray reflected at the point P1 under the incident condition reaches the point R1 on the inner surface on the opposite side of the through-hole 11, and is also reflected at the point R1 and exits as the output X-ray beam 52. This outgoing X-ray beam 52 passes through the third slit 40 this time. If the third slit 40 is not formed, the outgoing X-ray beam 52 reflected twice will collide with the inner surface of the through-hole 11, but since the third slit 40 is formed,
You can go out without disturbing the monochromator.
The axial length L of the third slit 40 must be such that the emitted X-ray beam 52 does not hit the monochromator. The outgoing X-ray beam 52 is an X-ray reflected on the {440} plane of the silicon single crystal, and thus is indicated as 440 in FIG.

【0029】次に、トンネルモノクロメータの第2姿勢
を説明する。図4(b)はトンネルモノクロメータ10
の第2姿勢を示す正面図である。この第2姿勢は、トン
ネルモノクロメータ10の第6平面24を支持台12の
第1基準面32に載せて、第4平面20を第2基準面3
4に接触させた状態である。図4(a)は図4(b)の
4a−4a線断面図である。入射X線ビーム56は貫通
孔11の内面上のP2点に入射する。P2点における接
平面は第4平面20(第2基準面34に接触している)
に平行であり、その法線方向は〈211〉である。特性
X線CuKα1線からなる入射X線ビーム56を、P2
点における接平面に対して入射角度θで入射させた場
合、θ=44.02°のときにシリコン単結晶の{42
2}面についての回折条件を満足して、X線が反射す
る。P2点で反射したX線は、貫通孔11の反対側の内
面のQ2点でも同様に反射して、出射X線ビーム58と
して出ていく。この出射X線ビーム58は第4スリット
42を通過していく。第4スリット42の軸方向の長さ
は、出射X線ビーム58がモノクロメータにぶつからな
いような長さにする必要がある。当然ながら、第3スリ
ット40(図3(a))の必要長さと第4スリット42
の必要長さは異なる。出射X線ビーム58はシリコン単
結晶の{422}面で反射したX線なので、図4(a)
において422と表示してある。上述のP2点は、空間
上の位置としては、図3(a)の状態のP1点と同一位
置にある。ただし、トンネルモノクロメータ10の貫通
孔11の内面上の位置としては、別の位置にある。
Next, the second posture of the tunnel monochromator will be described. FIG. 4B shows a tunnel monochromator 10.
It is a front view which shows the 2nd attitude | position of. In the second posture, the sixth plane 24 of the tunnel monochromator 10 is placed on the first reference plane 32 of the support base 12 and the fourth plane 20 is moved to the second reference plane 3.
4. FIG. 4A is a sectional view taken along line 4a-4a in FIG. 4B. The incident X-ray beam 56 is incident on a point P2 on the inner surface of the through hole 11. The tangent plane at point P2 is the fourth plane 20 (contacting the second reference plane 34)
And its normal direction is <211>. The incident X-ray beam 56 composed of the characteristic X-ray CuKα1
When incident at an incident angle θ with respect to the tangential plane at the point, when θ = 44.02 °, the {42
X-rays are reflected, satisfying the diffraction condition for the 2} plane. The X-ray reflected at the point P2 is also reflected at the point Q2 on the inner surface on the opposite side of the through-hole 11, and exits as an output X-ray beam 58. The emitted X-ray beam 58 passes through the fourth slit 42. The axial length of the fourth slit 42 needs to be such that the emitted X-ray beam 58 does not hit the monochromator. Of course, the required length of the third slit 40 (FIG. 3A) and the fourth slit 42
The required length is different. Since the output X-ray beam 58 is an X-ray reflected on the {422} plane of the silicon single crystal, FIG.
Is displayed as 422. The above-mentioned point P2 is in the same position as the point P1 in the state of FIG. However, the position on the inner surface of the through hole 11 of the tunnel monochromator 10 is another position.

【0030】次に、トンネルモノクロメータの第3姿勢
を説明する。図5(b)はトンネルモノクロメータ10
の第3姿勢を示す正面図である。この第3姿勢は、トン
ネルモノクロメータ10の第4平面20を支持台12の
第1基準面32に載せて、第2平面16を第2基準面3
4に接触させた状態である。図5(a)は図5(b)の
5a−5a線断面図である。入射X線ビーム60は貫通
孔11の内面上のP3点に入射する。P3点における接
平面は第2平面16(第2基準面34に接触している)
に平行であり、その法線方向は〈111〉である。特性
X線CuKα1線からなる入射X線ビーム60を、P3
点における接平面に対して入射角度θで入射させた場
合、θ=14.22°でシリコン単結晶の{111}面
についての回折条件を満足して、X線が反射する。P3
点で反射したX線は、貫通孔11の反対側の内面のQ3
点でも同様に反射して、出射X線62ビームとして出て
いく。この出射X線ビーム62はトンネルモノクロメー
タの背面側の端面54のところから出ていく。この出射
X線ビーム62はシリコン単結晶の{111}面で反射
したX線なので、図5(a)において111と表示して
ある。
Next, the third position of the tunnel monochromator will be described. FIG. 5B shows a tunnel monochromator 10.
It is a front view showing the 3rd posture of. In the third position, the fourth plane 20 of the tunnel monochromator 10 is placed on the first reference plane 32 of the support base 12 and the second plane 16 is moved to the second reference plane 3.
4. FIG. 5A is a sectional view taken along line 5a-5a in FIG. 5B. The incident X-ray beam 60 is incident on a point P3 on the inner surface of the through hole 11. The tangent plane at point P3 is the second plane 16 (contacting the second reference plane 34).
And its normal direction is <111>. The incident X-ray beam 60 composed of the characteristic X-ray CuKα1 ray is
When incident at an incident angle θ with respect to the tangent plane at the point, X-rays are reflected at θ = 14.22 °, satisfying the diffraction condition for the {111} plane of the silicon single crystal. P3
The X-ray reflected by the point is Q3 on the inner surface on the opposite side of the through hole 11.
The light is similarly reflected at the point, and exits as an outgoing X-ray 62 beam. This emitted X-ray beam 62 exits from the end face 54 on the back side of the tunnel monochromator. Since the emitted X-ray beam 62 is an X-ray reflected on the {111} plane of the silicon single crystal, it is indicated as 111 in FIG.

【0031】図5(a)において、入射角度θを47.
48°にすると(これを入射X線ビーム64とする)、
別の回折条件を満足する。この場合は、シリコン単結晶
の{333}面についての回折条件を満足する。この入
射条件でP3点で反射したX線は、貫通孔11の反対側
の内面のR3点に到達し、このR3点でも同様に反射し
て、出射X線ビーム66として出ていく。この出射X線
ビーム66は第2スリット38を通過していく。第2ス
リット38の長さは、出射X線ビーム66がモノクロメ
ータにぶつからないような長さにする必要がある。出射
X線ビーム66はシリコン単結晶の{333}面で反射
したX線なので、図5(a)において333と表示して
ある。
In FIG. 5A, the incident angle θ is set to 47.
When the angle is set to 48 ° (this is defined as an incident X-ray beam 64),
Satisfies another diffraction condition. In this case, the diffraction condition for the {333} plane of the silicon single crystal is satisfied. The X-ray reflected at the point P3 under the incident conditions reaches the point R3 on the inner surface on the opposite side of the through hole 11, and is also reflected at the point R3 and exits as an output X-ray beam 66. The emitted X-ray beam 66 passes through the second slit 38. The length of the second slit 38 must be such that the emitted X-ray beam 66 does not hit the monochromator. The outgoing X-ray beam 66 is an X-ray reflected on the {333} plane of the silicon single crystal, and thus is indicated as 333 in FIG.

【0032】次に、トンネルモノクロメータの第4姿勢
を説明する。図6(b)はトンネルモノクロメータ10
の第4姿勢を示す正面図である。この第4姿勢は、トン
ネルモノクロメータ10の第3平面18を支持台12の
第1基準面32に載せて、第1平面14を第2基準面3
4に接触させた状態である。図6(a)は図6(b)の
6a−6a線断面図である。入射X線ビーム68は貫通
孔11の内面上のP4点に入射する。P4点における接
平面は第1平面14(第2基準面34に接触している)
に平行であり、その法線方向は〈100〉である。特性
X線CuKα1線からなる入射X線ビーム68を、P4
点における接平面に対して入射角度θで入射させた場
合、θ=34.57°のときにシリコン単結晶の{40
0}面における回折条件を満足して、X線が反射する。
P4点で反射したX線は、貫通孔11の反対側の内面の
Q4点でも同様に反射して、出射X線ビーム70として
出ていく。この出射X線ビーム70は第1スリット36
を通過していく。第1スリット36の長さは、出射X線
ビーム70がモノクロメータにぶつからないような長さ
にする必要がある。この出射X線ビーム70はシリコン
単結晶の{400}面で反射したX線なので、図6
(a)において400と表示してある。
Next, the fourth position of the tunnel monochromator will be described. FIG. 6B shows a tunnel monochromator 10.
It is a front view showing the 4th posture of. In the fourth posture, the third plane 18 of the tunnel monochromator 10 is placed on the first reference plane 32 of the support base 12 and the first plane 14 is moved to the second reference plane 3.
4. FIG. 6A is a sectional view taken along line 6a-6a in FIG. 6B. The incident X-ray beam 68 is incident on a point P4 on the inner surface of the through hole 11. The tangent plane at point P4 is the first plane 14 (contacting the second reference plane 34)
And its normal direction is <100>. The incident X-ray beam 68 composed of the characteristic X-ray CuKα1
When incident at an incident angle θ with respect to the tangent plane at the point, when θ = 34.57 °, the {40
X-rays are reflected, satisfying the diffraction condition on the 0 ° plane.
The X-ray reflected at the point P4 is similarly reflected at the point Q4 on the inner surface on the opposite side of the through-hole 11, and exits as an output X-ray beam 70. The emitted X-ray beam 70 is
Pass through. The length of the first slit 36 needs to be such that the emitted X-ray beam 70 does not hit the monochromator. Since the emitted X-ray beam 70 is an X-ray reflected on the {400} plane of the silicon single crystal, FIG.
In FIG. 4A, 400 is displayed.

【0033】以上説明した4種類の姿勢と、各姿勢にお
ける可能な反射面指数についての一覧表を図12に示
す。可能な反射面指数は全部で6種類あり、このトンネ
ルモノクロメータは、取り出すX線を6通りに切り換え
ることができる。
FIG. 12 shows a list of the four types of postures described above and possible reflection surface indices in each posture. There are a total of six possible reflection surface indices, and this tunnel monochromator can switch out six types of X-rays to be extracted.

【0034】次に、このトンネルモノクロメータをX線
回折装置のX線源と試料との間に配置する方法を説明す
る。図1において、支持台12は回転中心線72の回り
に回転可能な回転台(図示せず)の上に載っている。回
転中心線72の回りの回転をω回転と呼ぶことにする。
このω回転は、トンネルモノクロメータ10に対するX
線ビームの入射角を調整するためのものである。回転中
心線72は図3に示すように、トンネルモノクロメータ
10の貫通孔11の内面に接している。そして、回転中
心線72と貫通孔11の内面とが接する位置がP1点で
ある。このように回転中心線72が貫通孔11の内面に
接していると、トンネルモノクロメータ10をω回転さ
せたときに、貫通孔11の内面上のX線照射位置が変化
しないという利点がある。ただし、回転中心線72は、
貫通孔11の内面に接しない位置に設定することも可能
である。
Next, a method of arranging the tunnel monochromator between the X-ray source of the X-ray diffractometer and the sample will be described. In FIG. 1, the support base 12 is mounted on a turntable (not shown) that can rotate around a rotation center line 72. The rotation about the rotation center line 72 will be referred to as ω rotation.
This ω rotation is equivalent to X with respect to tunnel monochromator 10.
This is for adjusting the incident angle of the line beam. The rotation center line 72 is in contact with the inner surface of the through hole 11 of the tunnel monochromator 10, as shown in FIG. The position where the rotation center line 72 and the inner surface of the through hole 11 are in contact with each other is a point P1. When the rotation center line 72 is in contact with the inner surface of the through hole 11, there is an advantage that the X-ray irradiation position on the inner surface of the through hole 11 does not change when the tunnel monochromator 10 is rotated by ω. However, the rotation center line 72 is
It is also possible to set at a position not in contact with the inner surface of the through hole 11.

【0035】X線源を固定しておいて、トンネルモノク
ロメータを動かして、所定の回折条件を満足させるに
は、次のようにする。図7(a)において、支持台12
の上にトンネルモノクロメータ10を第1姿勢の状態で
載せて、支持台12を回転中心線72の回りにω回転さ
せると、トンネルモノクロメータ10を入射X線ビーム
74に対して傾斜させることができる。入射X線ビーム
74が貫通孔11の内面に対して23.65°の入射角
度で入射するようにトンネルモノクロメータ10をω回
転させれば、図3の{220}反射の状態と同じにな
る。
In order to satisfy a predetermined diffraction condition by moving the tunnel monochromator with the X-ray source fixed, the following is performed. In FIG. 7A, the support 12
When the support 12 is rotated by ω around the rotation center line 72 while the tunnel monochromator 10 is placed in the first posture on the above, the tunnel monochromator 10 can be tilted with respect to the incident X-ray beam 74. it can. If the tunnel monochromator 10 is rotated by ω so that the incident X-ray beam 74 is incident on the inner surface of the through hole 11 at an incident angle of 23.65 °, the state becomes the same as the state of {220} reflection in FIG. .

【0036】図7(b)は第1姿勢のトンネルモノクロ
メータ10を回転中心線72の回りにω回転させて入射
角度を53.35°にしたものである。こうすると図3
の{440}反射と同じ状態になる。
FIG. 7B shows a case where the tunnel monochromator 10 in the first position is rotated by ω around the rotation center line 72 so that the incident angle is 53.35 °. Figure 3
This is the same state as the {440} reflection.

【0037】図8は第2姿勢のトンネルモノクロメータ
10を回転中心線72の回りにω回転させて入射角度を
44.02°にしたものである。こうすると図4の{4
22}反射と同じ状態になる。
FIG. 8 shows the tunnel monochromator 10 in the second position rotated by ω around the rotation center line 72 so that the incident angle is 44.02 °. This makes $ 4 in Fig. 4
It is in the same state as 22 ° reflection.

【0038】図9(a)は第3姿勢のトンネルモノクロ
メータ10を回転中心線72の回りにω回転させて入射
角度を14.22°にしたものである。こうすると図5
の{111}反射と同じ状態になる。
FIG. 9A shows a state in which the incident angle is set to 14.22 ° by rotating the tunnel monochromator 10 in the third position by ω around the rotation center line 72. Figure 5
The state is the same as the {111} reflection.

【0039】図9(b)は第3姿勢のトンネルモノクロ
メータ10を回転中心線72の回りにω回転させて入射
角度を47.48°にしたものである。こうすると図5
の{333}反射と同じ状態になる。
FIG. 9B shows the tunnel monochromator 10 in the third position rotated by ω around the rotation center line 72 to set the incident angle to 47.48 °. Figure 5
In the same state as the {333} reflection.

【0040】図10は第4姿勢のトンネルモノクロメー
タ10を回転中心線72の回りにω回転させて入射角度
を34.57°にしたものである。こうすると図6の
{400}反射と同じ状態になる。
FIG. 10 shows the tunnel monochromator 10 in the fourth position rotated by ω around the rotation center line 72 so that the incident angle is 34.57 °. This results in the same state as the {400} reflection in FIG.

【0041】図11は立方晶の(110)極を中心とし
た標準ステレオ投影図である。このステレオ投影図に示
されている3個の数字の組は、結晶の格子面の面指数
(ミラー指数)を表している。円周上に載っている面指
数は、〈100〉方向に垂直な面方位をもつ面指数のう
ちでブラッグ反射が得られる面指数である。図12に示
した6種類の面指数は、いずれも、上述の円周上に載っ
ている面指数(あるいは、その整数倍の面指数)であ
る。なお、面指数では、格子面の表裏を区別するために
裏の場合には数字の上に横線を付けるのが普通である
が、この図面では数字の前にマイナス符号を付けてい
る。
FIG. 11 is a standard stereographic projection centered on the cubic (110) pole. A set of three numbers shown in this stereo projection represents a plane index (Miller index) of a lattice plane of the crystal. The surface index on the circumference is a surface index that can obtain Bragg reflection among surface indices having a plane orientation perpendicular to the <100> direction. The six types of surface indices shown in FIG. 12 are all surface indices on the circumference (or an integer multiple of the surface indices). In the surface index, a horizontal line is usually put on the numeral in the case of the back to distinguish the front and back of the lattice surface, but in this drawing, a minus sign is attached before the numeral.

【0042】次に、各反射面で反射した6種類のX線の
用途を説明する。{220}反射で得られるX線ビーム
(図7(a))は、強度が比較的大きいので、反射率測
定(試料表面に対してすれすれにX線を入射させて全反
射近傍の反射率を測定するもの)に適している。また、
この{220}反射は、2個のトンネルモノクロメータ
を鏡面対称に配置して4結晶モノクロメータとして使う
こともでき、その場合は、ロッキングカーブを測定する
のに適している。
Next, applications of the six types of X-rays reflected on each reflecting surface will be described. Since the intensity of the X-ray beam (FIG. 7A) obtained by {220} reflection is relatively large, the reflectivity is measured (X-rays are incident on the sample surface, and the reflectivity near total reflection is reduced). Measurement). Also,
The {220} reflection can be used as a four-crystal monochromator by arranging two tunnel monochromators in mirror symmetry, and in that case, is suitable for measuring a rocking curve.

【0043】{440}反射で得られるX線ビーム(図
7(b))は、{220}反射に比べて強度は小さいが
高分解能であり、やはり、4結晶モノクロメータとして
使って、ロッキングカーブを測定するのに適している。
The X-ray beam (FIG. 7B) obtained by the {440} reflection has a smaller intensity than the {220} reflection but has a higher resolution, and is also used as a four-crystal monochromator to produce a rocking curve. Suitable for measuring

【0044】{400}反射で得られるX線ビーム(図
10)は、擬似平行配置として使うことにより、ロッキ
ングカーブの測定に適している。すなわち、GaAsの
{400}面(あるいはその上に成長させたエピタキシ
ャル膜)のロッキングカーブを測定するときに、シリコ
ン結晶の{400}面で回折させたX線を使うことで、
二結晶法の擬似平行配置の状況を作り出すことができ
る。シリコン結晶の{400}面のd値は、測定対象の
GaAsの{400}面のd値に近い。
The X-ray beam obtained by {400} reflection (FIG. 10) is suitable for measuring a rocking curve by using a quasi-parallel arrangement. That is, when measuring the rocking curve of the {400} plane of GaAs (or the epitaxial film grown thereon), by using the X-ray diffracted on the {400} plane of the silicon crystal,
A quasi-parallel arrangement situation of the two crystal method can be created. The d value of the {400} plane of the silicon crystal is close to the d value of the {400} plane of the GaAs to be measured.

【0045】{422}反射で得られるX線ビーム(図
8)は、擬似平行配置として使うことにより、ロッキン
グカーブの測定に適している。すなわち、GaAsの非
対称反射{422}面(あるいはその上に成長させたエ
ピタキシャル膜)のロッキングカーブを測定するとき
に、シリコン結晶の{422}面で回折させたX線を使
うことで、二結晶法の擬似平行配置の状況を作り出すこ
とができる。
The X-ray beam (FIG. 8) obtained by the {422} reflection is suitable for measuring a rocking curve by using it in a quasi-parallel arrangement. That is, when measuring the rocking curve of the asymmetric reflection {422} plane of GaAs (or the epitaxial film grown thereon), the X-ray diffracted by the {422} plane of the silicon crystal is used to measure the bicrystal. A quasi-parallel arrangement situation of the modulus can be created.

【0046】{111}反射で得られるX線ビーム(図
9(a))は、比較的強度が大きいので反射率測定に適
している。
The X-ray beam obtained by the {111} reflection (FIG. 9A) has a relatively high intensity and is suitable for reflectance measurement.

【0047】{333}反射で得られるX線ビーム(図
9(b))は、試料結晶の{511}反射に対する擬似
平行配置として使うことにより、ロッキングカーブの測
定に適している。{333}面の面間隔(d値)は{5
11}面の面間隔と同じになるので、例えば、GaAs
の非対称反射{511}面(あるいはその上に成長させ
たエピタキシャル膜)のロッキングカーブを測定すると
きに、シリコン結晶の{333}面で回折させたX線を
使うことで、二結晶法の擬似平行配置の状況を作り出す
ことができる。
The X-ray beam obtained by the {333} reflection (FIG. 9B) is suitable for measuring a rocking curve by using it as a quasi-parallel arrangement with respect to the {511} reflection of the sample crystal. The surface spacing (d value) of the {333} surface is {5}
Since it is the same as the plane spacing of the 11 ° plane, for example, GaAs
When measuring the rocking curve of the asymmetrical reflection {511} plane (or the epitaxial film grown thereon), the X-ray diffracted on the {333} plane of the silicon crystal is used to measure A parallel arrangement situation can be created.

【0048】次に、実施形態のトンネルモノクロメータ
の寸法について説明する。図2において、仮想的な円筒
面30の直径は10mmから数十mmである。貫通孔1
1の内径は、円筒面30の直径の3分の1から2分の1
である。トンネルモノクロメータの軸方向(長手方向)
の必要長さは、貫通孔11の内径と反射のブラッグ角と
の関連で定まる。上述の6種類の反射の中でブラッグ角
が最も低角のものは{111}反射であり、CuKα1
のX線波長に対して、入射角は14.22°である(図
9(a))。トンネルモノクロメータの必要長さは、こ
の一番低角の反射によって定まる。この場合、貫通孔1
1の内径を5mmと仮定すると、貫通孔の内面で2回反
射するために必要な最低距離(二つの反射点の間の長手
方向の距離)は約20mmとなる。実際の設計では、X
線の入り口と出口に数mm程度の余裕を持たせるので、
トンネルモノクロメータの必要長さは30mm程度とな
る。
Next, the dimensions of the tunnel monochromator of the embodiment will be described. In FIG. 2, the diameter of the virtual cylindrical surface 30 is 10 mm to several tens mm. Through hole 1
The inner diameter of 1 is one third to one half of the diameter of the cylindrical surface 30.
It is. Axial direction (longitudinal direction) of tunnel monochromator
Is determined by the relationship between the inner diameter of the through hole 11 and the Bragg angle of reflection. Of the above six types of reflection, the one with the lowest Bragg angle is {111} reflection, and CuKα1
The incident angle is 14.22 ° with respect to the X-ray wavelength (FIG. 9A). The required length of the tunnel monochromator is determined by this lowest angle reflection. In this case, the through hole 1
Assuming that the inner diameter of 1 is 5 mm, the minimum distance (longitudinal distance between two reflection points) required for two reflections on the inner surface of the through hole is about 20 mm. In the actual design, X
Since there is a margin of about several mm at the entrance and exit of the line,
The required length of the tunnel monochromator is about 30 mm.

【0049】図2において、貫通孔11の内面の断面形
状は円形ではなく、八角形としてもよい。すなわち、貫
通孔11の内面の八角形の各辺を、外面の八角形の各辺
と平行になるようにしてもよい。
In FIG. 2, the cross-sectional shape of the inner surface of the through hole 11 is not circular but may be octagonal. That is, each side of the octagon on the inner surface of the through hole 11 may be parallel to each side of the octagon on the outer surface.

【0050】上述の実施形態では、八角柱のトンネルモ
ノクロメータとL形の支持台とを組み合わせることで、
4種類の姿勢を容易に設定できるようにしたが、トンネ
ルモノクロメータを軸回りに自由に回転できて、かつ、
任意の回転角度で停止できるような回転機構を設ければ
(その場合は、八角柱である必要はない)、上述の6種
類の反射よりも多くの反射を取り出すことができる。図
2のような方位で切り出したトンネルモノクロメータの
場合、原理的には、図11のステレオ投影図の円周上に
位置するすべての面指数での反射を取り出すことが可能
である。その場合は、上述の図12に示す6種類の反射
のほかに、{311}{331}{511}の反射が可
能である。また、非対称反射になるが{531}反射も
可能である。
In the above-described embodiment, by combining an octagonal column monochromator with an L-shaped support,
Although four types of postures can be easily set, the tunnel monochromator can be freely rotated around the axis, and
If a rotation mechanism capable of stopping at an arbitrary rotation angle is provided (in that case, it is not necessary to use an octagonal prism), more reflections than the above-described six types of reflections can be extracted. In the case of the tunnel monochromator cut out in the azimuth as shown in FIG. 2, in principle, it is possible to extract reflections at all surface indices located on the circumference of the stereoscopic projection view of FIG. In this case, in addition to the six types of reflections shown in FIG. 12 described above, {311 {331 {511} reflections are possible. Although asymmetric reflection occurs, {531} reflection is also possible.

【0051】[0051]

【発明の効果】この発明のX線モノクロメータは、ひと
つの単結晶ブロックにトンネル状の貫通孔を形成して、
この貫通孔の内面を反射面としたので、貫通孔の軸線の
回りにモノクロメータを回転することによって反射面の
面方位を切り換えることができる。したがって、いろい
ろな面指数で反射したX線を取り出すことができる。
According to the X-ray monochromator of the present invention, a tunnel-shaped through-hole is formed in one single crystal block.
Since the inner surface of the through hole is a reflecting surface, the plane orientation of the reflecting surface can be switched by rotating the monochromator about the axis of the through hole. Therefore, X-rays reflected at various surface indices can be extracted.

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

【図1】この発明のモノクロメータの実施形態の斜視図
である。
FIG. 1 is a perspective view of an embodiment of a monochromator of the present invention.

【図2】トンネルモノクロメータと支持台の正面図であ
る。
FIG. 2 is a front view of a tunnel monochromator and a support base.

【図3】第1の姿勢のトンネルモノクロメータとX線ビ
ームとの位置関係を示す平面断面図と正面図である。
FIG. 3 is a plan sectional view and a front view showing a positional relationship between a tunnel monochromator in a first posture and an X-ray beam.

【図4】第2の姿勢のトンネルモノクロメータとX線ビ
ームとの位置関係を示す平面断面図と正面図である。
FIG. 4 is a plan sectional view and a front view showing a positional relationship between a tunnel monochromator in a second posture and an X-ray beam.

【図5】第3の姿勢のトンネルモノクロメータとX線ビ
ームとの位置関係を示す平面断面図と正面図である。
FIG. 5 is a plan sectional view and a front view showing a positional relationship between a tunnel monochromator in a third posture and an X-ray beam.

【図6】第4の姿勢のトンネルモノクロメータとX線ビ
ームとの位置関係を示す平面断面図と正面図である。
FIG. 6 is a plan sectional view and a front view showing a positional relationship between a tunnel monochromator in a fourth position and an X-ray beam.

【図7】入射X線の方向を一定にしたときの第1の姿勢
のトンネルモノクロメータの二つの設定状態を示す水平
断面図である。
FIG. 7 is a horizontal sectional view showing two setting states of the tunnel monochromator in the first posture when the direction of the incident X-ray is fixed.

【図8】入射X線の方向を一定にしたときの第2の姿勢
のトンネルモノクロメータの設定状態を示す水平断面図
である。
FIG. 8 is a horizontal sectional view showing a setting state of the tunnel monochromator in the second posture when the direction of incident X-rays is fixed.

【図9】入射X線の方向を一定にしたときの第3の姿勢
のトンネルモノクロメータの二つの設定状態を示す水平
断面図である。
FIG. 9 is a horizontal cross-sectional view showing two setting states of the tunnel monochromator in the third posture when the direction of incident X-rays is fixed.

【図10】入射X線の方向を一定にしたときの第4の姿
勢のトンネルモノクロメータの設定状態を示す水平断面
図である。
FIG. 10 is a horizontal sectional view showing a setting state of a tunnel monochromator in a fourth posture when the direction of incident X-rays is fixed.

【図11】立方晶の(110)面の標準ステレオ投影図
である。
FIG. 11 is a standard stereo projection view of a (110) plane of a cubic crystal.

【図12】可能な6種類の反射の面指数を示す一覧表で
ある。
FIG. 12 is a table showing six possible surface indices of reflection.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

10 トンネルモノクロメータ 11 貫通孔 12 支持台 14 第1平面 16 第2平面 18 第3平面 20 第4平面 22 第5平面 24 第6平面 26 第7平面 28 第8平面 30 円筒面 32 第1基準面 34 第2基準面 36 第1スリット 38 第2スリット 40 第3スリット 42 第4スリット 72 ω回転の回転中心線 76 φ回転の回転中心線 Reference Signs List 10 tunnel monochromator 11 through hole 12 support base 14 first plane 16 second plane 18 third plane 20 fourth plane 22 fifth plane 24 sixth plane 26 seventh plane 28 eighth plane 30 cylindrical plane 32 first reference plane 34 Second reference plane 36 First slit 38 Second slit 40 Third slit 42 Fourth slit 72 Rotation centerline of ω rotation 76 Rotation centerline of φ rotation

Claims (6)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 単結晶のブロックを柱状に形成して、そ
の軸方向に貫通するように貫通孔を形成し、この貫通孔
の内面をX線ビームの反射面としたX線モノクロメー
タ。
1. An X-ray monochromator in which a single-crystal block is formed in a columnar shape, a through-hole is formed so as to penetrate in the axial direction, and an inner surface of the through-hole is a reflection surface of an X-ray beam.
【請求項2】 単結晶のブロックの外形を多角柱にし
て、その軸方向に貫通するように断面が円形の貫通孔を
形成し、この貫通孔の内面でX線ビームが偶数回反射す
るようにしたX線モノクロメータ。
2. A single-crystal block having a polygonal column shape and a through-hole having a circular cross-section so as to penetrate the block in the axial direction. An X-ray beam is reflected an even number of times on the inner surface of the through-hole. X-ray monochromator.
【請求項3】 請求項1または2に記載のX線モノクロ
メータにおいて、前記単結晶は立方晶であり、前記貫通
孔の軸方向は前記立方晶の〈110〉方向に一致してい
ることを特徴とするX線モノクロメータ。
3. The X-ray monochromator according to claim 1, wherein the single crystal is a cubic crystal, and an axial direction of the through hole coincides with a <110> direction of the cubic crystal. Characteristic X-ray monochromator.
【請求項4】 請求項2に記載のX線モノクロメータに
おいて、前記多角柱は八角柱であり、この八角柱の側面
は第1平面から第8平面までの8個の平面からなり、第
1平面と第5平面は互いに平行であり、第2平面と第6
平面は互いに平行であり、第3平面と第7平面が互いに
平行であり、第4平面と第8平面は互いに平行であり、
第1平面と第3平面は互いに垂直であり、第2平面と第
4平面は互いに垂直であり、前記8個の平面は同一の仮
想的な円筒面に外接していることを特徴とするX線モノ
クロメータ。
4. The X-ray monochromator according to claim 2, wherein the polygonal prism is an octagonal prism, and side surfaces of the octagonal prism are formed of eight planes from a first plane to an eighth plane. The plane and the fifth plane are parallel to each other, and the second plane and the sixth plane are parallel to each other.
The planes are parallel to each other, the third plane and the seventh plane are parallel to each other, the fourth plane and the eighth plane are parallel to each other,
The first plane and the third plane are perpendicular to each other, the second plane and the fourth plane are perpendicular to each other, and the eight planes circumscribe the same virtual cylindrical surface. Line monochromator.
【請求項5】 請求項4に記載のX線モノクロメータに
おいて、前記単結晶は立方晶であり、前記貫通孔の軸方
向は前記立方晶の〈110〉方向に一致しており、前記
第1平面と第5平面の法線方向は前記立方晶の〈10
0〉方向に一致しており、前記第2平面と第6平面の法
線方向は前記立方晶の〈111〉方向に一致しており、
前記第1平面と第5平面の法線方向は前記立方晶の〈1
10〉方向に一致しており、前記第1平面と第5平面の
法線方向は前記立方晶の〈211〉方向に一致している
ことを特徴とするX線モノクロメータ。
5. The X-ray monochromator according to claim 4, wherein the single crystal is a cubic crystal, an axial direction of the through-hole coincides with a <110> direction of the cubic crystal, and The normal direction of the plane and the fifth plane is <10
0> direction, the normal direction of the second plane and the sixth plane coincides with the <111> direction of the cubic crystal,
The normal direction of the first plane and the fifth plane is <1 of the cubic crystal.
An X-ray monochromator, wherein the X-ray monochromator coincides with the <10> direction, and the normal direction of the first plane and the fifth plane coincides with the <211> direction of the cubic crystal.
【請求項6】 請求項1から5までのいずれか1項に記
載のX線モノクロメータにおいて、前記柱状のブロック
の側面に、前記貫通孔の内面で反射したX線ビームが出
て行くための開口が形成されていることを特徴とするX
線モノクロメータ。
6. The X-ray monochromator according to claim 1, wherein the X-ray beam reflected by the inner surface of the through hole exits on a side surface of the columnar block. X characterized by having an opening formed
Line monochromator.
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