JP2002236200A - Ｘ線光学素子およびその製造方法 - Google Patents
Ｘ線光学素子およびその製造方法Info
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- JP2002236200A JP2002236200A JP2001033148A JP2001033148A JP2002236200A JP 2002236200 A JP2002236200 A JP 2002236200A JP 2001033148 A JP2001033148 A JP 2001033148A JP 2001033148 A JP2001033148 A JP 2001033148A JP 2002236200 A JP2002236200 A JP 2002236200A
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- Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 歪みが少なく、機械的強度に優れ、Ｘ線の吸
収の小さいＸ線分光結晶などのＸ線光学素子およびその
製造方法を提供する。 【解決手段】 このＸ線光学結晶１はダイヤモンドから
なり、所定厚さのＸ線照射部１ａと、Ｘ線照射部と一体
的に連続して位置し、Ｘ線照射部より薄い厚さを有する
厚肉部１ｂとを備えている。
収の小さいＸ線分光結晶などのＸ線光学素子およびその
製造方法を提供する。 【解決手段】 このＸ線光学結晶１はダイヤモンドから
なり、所定厚さのＸ線照射部１ａと、Ｘ線照射部と一体
的に連続して位置し、Ｘ線照射部より薄い厚さを有する
厚肉部１ｂとを備えている。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、Ｘ線またはＸ線を
含む放射光の分光等に用いられるＸ線光学素子およびそ
の製造方法に関するものである。
含む放射光の分光等に用いられるＸ線光学素子およびそ
の製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】近年、第３世代と呼ばれる高エネルギー
の放射光の利用の拡大が注目されている。特に、放射光
に含まれるＸ線は強度が強く、偏光をかけることもでき
るので、可視光域の波長では実現できない半導体装置の
微細加工等への利用が期待されている。このようなＸ線
の利用にあたっては、分光素子や偏光素子等のＸ線光学
素子が不可欠となる。これらのＸ線光学素子に用いられ
る結晶には各種のものがあるが、たとえば、単結晶ダイ
ヤモンドは、Ｘ線分光素子（Ｘ線分光結晶）やＸ線偏光
素子としての広範な利用が期待されている。
の放射光の利用の拡大が注目されている。特に、放射光
に含まれるＸ線は強度が強く、偏光をかけることもでき
るので、可視光域の波長では実現できない半導体装置の
微細加工等への利用が期待されている。このようなＸ線
の利用にあたっては、分光素子や偏光素子等のＸ線光学
素子が不可欠となる。これらのＸ線光学素子に用いられ
る結晶には各種のものがあるが、たとえば、単結晶ダイ
ヤモンドは、Ｘ線分光素子（Ｘ線分光結晶）やＸ線偏光
素子としての広範な利用が期待されている。
【０００３】放射光では１つのビームを複数のビームに
分岐して用いる場合がある。複数のビームに分岐する場
合、図３に示すように、多段に分光結晶を配置して用い
る。このような場合、多段に配置されたＸ線分光結晶１
０１は、回折と透過との両方を行なう必要がある。Ｘ線
光学結晶１０１におけるＸ線の吸収係数は大きいので、
透過光の強度を上げるには、Ｘ線分光結晶を所定厚さ以
下に薄くする必要がある。
分岐して用いる場合がある。複数のビームに分岐する場
合、図３に示すように、多段に分光結晶を配置して用い
る。このような場合、多段に配置されたＸ線分光結晶１
０１は、回折と透過との両方を行なう必要がある。Ｘ線
光学結晶１０１におけるＸ線の吸収係数は大きいので、
透過光の強度を上げるには、Ｘ線分光結晶を所定厚さ以
下に薄くする必要がある。
【０００４】一方、Ｘ線偏光素子の場合には、対象とす
るＸ線の波長に対応して所定厚さ以下の結晶が必要とな
る。このため、数ｍｍの厚さから２００μｍ以下、より
望ましくは５０μｍ以下の種々の厚さの結晶が要求され
る。
るＸ線の波長に対応して所定厚さ以下の結晶が必要とな
る。このため、数ｍｍの厚さから２００μｍ以下、より
望ましくは５０μｍ以下の種々の厚さの結晶が要求され
る。
【０００５】従来では、上記Ｘ線分光結晶やＸ線偏光素
子は、機械加工で対応できる結晶全体を数百μｍ〜約２
００μｍの厚さまで薄くして用いていた。
子は、機械加工で対応できる結晶全体を数百μｍ〜約２
００μｍの厚さまで薄くして用いていた。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】Ｘ線分光結晶では、透
過Ｘ線の強度を上げるには、厚さは２００μｍ以下とす
ることが好ましい。また、Ｘ線偏光素子では、対象とす
るＸ線の波長によるが、厚さ２００μｍ以下の結晶が必
要となる場合がある。
過Ｘ線の強度を上げるには、厚さは２００μｍ以下とす
ることが好ましい。また、Ｘ線偏光素子では、対象とす
るＸ線の波長によるが、厚さ２００μｍ以下の結晶が必
要となる場合がある。
【０００７】しかし、研磨等により全体の厚さを２００
μｍ以下にした場合には、研磨により結晶に歪みが入る
などして、結晶の機械的強度が低下するという問題があ
る。また、放射光での使用時に発生する熱を冷却するた
めに水冷ジャケット等を用い、Ｘ線分光結晶を固定して
いるが、上記のようにＸ線分光結晶の全体を薄くする
と、研磨歪み以外に固定による歪みが生じる。このた
め、Ｘ線分光結晶の分解能やＸ線偏光素子としての性能
劣化が生じたり、または上記固定の段階で割れを生じる
などの問題があった。
μｍ以下にした場合には、研磨により結晶に歪みが入る
などして、結晶の機械的強度が低下するという問題があ
る。また、放射光での使用時に発生する熱を冷却するた
めに水冷ジャケット等を用い、Ｘ線分光結晶を固定して
いるが、上記のようにＸ線分光結晶の全体を薄くする
と、研磨歪み以外に固定による歪みが生じる。このた
め、Ｘ線分光結晶の分解能やＸ線偏光素子としての性能
劣化が生じたり、または上記固定の段階で割れを生じる
などの問題があった。
【０００８】また、たとえば、ダイヤモンド単結晶を機
械的に薄く加工する場合、結晶の大きさや結晶面、純
度、結晶性によって割れ易さが異なる。高純度低欠陥の
ダイヤモンド単結晶の場合、直径５ｍｍ以上の広さにな
ると、（１００）結晶（表面の面指数が（１００）の結
晶をさす。以下、同様とする。）では厚さ２００μｍ以
下、（１１０）結晶では厚さ８００μｍ以下、また、
（１１１）結晶では厚さ２００μｍ以下になると割れ易
く、Ｘ線光学素子として望ましい厚さに薄くすることが
非常に難しい。
械的に薄く加工する場合、結晶の大きさや結晶面、純
度、結晶性によって割れ易さが異なる。高純度低欠陥の
ダイヤモンド単結晶の場合、直径５ｍｍ以上の広さにな
ると、（１００）結晶（表面の面指数が（１００）の結
晶をさす。以下、同様とする。）では厚さ２００μｍ以
下、（１１０）結晶では厚さ８００μｍ以下、また、
（１１１）結晶では厚さ２００μｍ以下になると割れ易
く、Ｘ線光学素子として望ましい厚さに薄くすることが
非常に難しい。
【０００９】そこで、本発明は、歪みが少なく、機械的
強度に優れ、Ｘ線の吸収の小さいＸ線光学結晶およびそ
の製造方法を提供することを目的とする。
強度に優れ、Ｘ線の吸収の小さいＸ線光学結晶およびそ
の製造方法を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】本発明のＸ線光学素子
は、Ｘ線領域で用いられる、ダイヤモンドからなるＸ線
光学素子であって、所定厚さのＸ線照射部と、Ｘ線照射
部と一体的に連続して位置し、Ｘ線照射部より厚い厚さ
を有する厚肉部とを備えている（請求項１）。
は、Ｘ線領域で用いられる、ダイヤモンドからなるＸ線
光学素子であって、所定厚さのＸ線照射部と、Ｘ線照射
部と一体的に連続して位置し、Ｘ線照射部より厚い厚さ
を有する厚肉部とを備えている（請求項１）。
【００１１】この構成により、Ｘ線の透過を十分確保で
きる厚さまで薄くしても、厚肉部がＸ線光学素子の固定
等における外部からの負荷を負担するので、Ｘ線照射部
に生じる歪みを軽減することができる。この結果、Ｘ線
の十分な透過を確保し、結晶性および強度的に優れたＸ
線光学素子を得ることができる。上記のＸ線照射部は、
結晶の面方位や使用目的に応じて様々な厚さをとること
ができる。たとえば、（１００）面結晶を透過法で用い
る場合、Ｘ線照射部の厚さは２００μｍ以下にすること
が望ましい。しかし、とくに透過光を用いない場合に、
厚さ２００μｍを超えてもかまわない。すなわち、上記
の構成において、Ｘ線の透過光を用いない場合には、Ｘ
線照射部の厚さは透過光の強度を十分確保できるほど薄
くなくてもよい。このような場合でも、全体が均一な厚
さの従来のＸ線光学素子に比べて、Ｘ線照射部の結晶性
は高いので、高い分解能を得ることができる。なお、Ｘ
線照射部と厚肉部とは、一方の表面で同一平面になくて
もよいし、同一平面にあってもよい。厚肉部が形成され
る際に残留している歪み等を除くためには、Ｘ線照射部
は、両側の表面ともに薄く加工することが好ましい。
きる厚さまで薄くしても、厚肉部がＸ線光学素子の固定
等における外部からの負荷を負担するので、Ｘ線照射部
に生じる歪みを軽減することができる。この結果、Ｘ線
の十分な透過を確保し、結晶性および強度的に優れたＸ
線光学素子を得ることができる。上記のＸ線照射部は、
結晶の面方位や使用目的に応じて様々な厚さをとること
ができる。たとえば、（１００）面結晶を透過法で用い
る場合、Ｘ線照射部の厚さは２００μｍ以下にすること
が望ましい。しかし、とくに透過光を用いない場合に、
厚さ２００μｍを超えてもかまわない。すなわち、上記
の構成において、Ｘ線の透過光を用いない場合には、Ｘ
線照射部の厚さは透過光の強度を十分確保できるほど薄
くなくてもよい。このような場合でも、全体が均一な厚
さの従来のＸ線光学素子に比べて、Ｘ線照射部の結晶性
は高いので、高い分解能を得ることができる。なお、Ｘ
線照射部と厚肉部とは、一方の表面で同一平面になくて
もよいし、同一平面にあってもよい。厚肉部が形成され
る際に残留している歪み等を除くためには、Ｘ線照射部
は、両側の表面ともに薄く加工することが好ましい。
【００１２】ダイヤモンドは安定度が高く結晶性に優れ
た透明体であるため、高い回折性と透過性とを併せ持つ
Ｘ線光学素子を得ることができる。ここで、ダイヤモン
ドの種類は何でもよいが、用途に応じて種類を変えて用
いることが望ましい。たとえば、高い分解能が必要な場
合には、ＩＩａ型と呼ばれる窒素やホウ素などの不純物
元素の含有率が小さいものが好ましい。この他、用途に
応じて、天然のＩａ型結晶のほか、天然ＩＩａ型結晶、
人工Ｉｂ型結晶、人工ＩＩｂ型結晶等を用いることがで
きる。
た透明体であるため、高い回折性と透過性とを併せ持つ
Ｘ線光学素子を得ることができる。ここで、ダイヤモン
ドの種類は何でもよいが、用途に応じて種類を変えて用
いることが望ましい。たとえば、高い分解能が必要な場
合には、ＩＩａ型と呼ばれる窒素やホウ素などの不純物
元素の含有率が小さいものが好ましい。この他、用途に
応じて、天然のＩａ型結晶のほか、天然ＩＩａ型結晶、
人工Ｉｂ型結晶、人工ＩＩｂ型結晶等を用いることがで
きる。
【００１３】上記本発明のＸ線光学素子では、たとえ
ば、Ｘ線照射部の厚さが２００μｍ以下であることが望
ましい（請求項２）。
ば、Ｘ線照射部の厚さが２００μｍ以下であることが望
ましい（請求項２）。
【００１４】この構成により、Ｘ線照射部を構成してい
る結晶の透過率が小さくても、厚さを薄くすることによ
り、十分なＸ線の透過を確保することができる。このよ
うなＸ線光学素子を用いて多段式分光結晶を構成するこ
とにより、狭い幅の高い強度の単色Ｘ線を分離すること
ができる。
る結晶の透過率が小さくても、厚さを薄くすることによ
り、十分なＸ線の透過を確保することができる。このよ
うなＸ線光学素子を用いて多段式分光結晶を構成するこ
とにより、狭い幅の高い強度の単色Ｘ線を分離すること
ができる。
【００１５】上記本発明のＸ線光学素子では、たとえ
ば、厚肉部の厚さとＸ線照射部との厚さの差が２０μｍ
以上であることができる（請求項３）。
ば、厚肉部の厚さとＸ線照射部との厚さの差が２０μｍ
以上であることができる（請求項３）。
【００１６】この厚さの差により、Ｘ線照射部に歪みが
かからないように厚肉部で外力を負担することによりＸ
線照射部の良好な結晶性を確保し、Ｘ線照射部ではその
薄さによりＸ線の透過量を確保することができる。上記
本発明のＸ線光学素子では、たとえば、厚肉部の厚さが
２００μｍを超えることが望ましい。この結果、結晶面
に依存するが、Ｘ線光学素子全体に対する強度負担部材
の役割を果たすことができる。また、結晶面にもよる
が、これより薄くなると機械加工で厚肉部を形成するこ
とが困難になる。
かからないように厚肉部で外力を負担することによりＸ
線照射部の良好な結晶性を確保し、Ｘ線照射部ではその
薄さによりＸ線の透過量を確保することができる。上記
本発明のＸ線光学素子では、たとえば、厚肉部の厚さが
２００μｍを超えることが望ましい。この結果、結晶面
に依存するが、Ｘ線光学素子全体に対する強度負担部材
の役割を果たすことができる。また、結晶面にもよる
が、これより薄くなると機械加工で厚肉部を形成するこ
とが困難になる。
【００１７】上記本発明のＸ線光学素子では、たとえ
ば、厚肉部が、Ｘ線照射部の周囲を取り囲む枠のように
配置されることができる（請求項４）。
ば、厚肉部が、Ｘ線照射部の周囲を取り囲む枠のように
配置されることができる（請求項４）。
【００１８】厚肉部がＸ線照射部の周囲を取り囲むよう
に配置されるので、Ｘ線照射部のどの場所にも外部から
応力が印加されにくくして、どの部分においても歪みの
発生を防止することが可能となる。
に配置されるので、Ｘ線照射部のどの場所にも外部から
応力が印加されにくくして、どの部分においても歪みの
発生を防止することが可能となる。
【００１９】上記本発明のＸ線光学素子では、たとえ
ば、Ｘ線光学素子が、Ｘ線を含む電磁波の回折および透
過のうち少なくとも一方を行なうＸ線分光結晶であるこ
とができる（請求項５）。
ば、Ｘ線光学素子が、Ｘ線を含む電磁波の回折および透
過のうち少なくとも一方を行なうＸ線分光結晶であるこ
とができる（請求項５）。
【００２０】この構成により、その良好な結晶性による
狭幅の鋭い回折と、その薄さによる十分な透過性とを備
えたＸ線分光結晶を得ることができる。この結果、たと
えば多段式分光結晶を形成した場合、狭い幅の高強度の
単色光を得ることが可能となる。
狭幅の鋭い回折と、その薄さによる十分な透過性とを備
えたＸ線分光結晶を得ることができる。この結果、たと
えば多段式分光結晶を形成した場合、狭い幅の高強度の
単色光を得ることが可能となる。
【００２１】上記本発明のＸ線光学素子では、たとえ
ば、Ｘ線光学素子が、Ｘ線を含む電磁波の偏光面を限定
する結晶であることができる（請求項６）。
ば、Ｘ線光学素子が、Ｘ線を含む電磁波の偏光面を限定
する結晶であることができる（請求項６）。
【００２２】このＸ線偏光結晶も透過性と結晶性とに優
れているので、所定の面に偏光面を揃えた高強度のＸ線
を得ることが可能となる。上記の結晶は、単独で用いら
れてもよいし、上記の結晶が複数組み合わされて、偏光
面を限定するように用いられてもよい。
れているので、所定の面に偏光面を揃えた高強度のＸ線
を得ることが可能となる。上記の結晶は、単独で用いら
れてもよいし、上記の結晶が複数組み合わされて、偏光
面を限定するように用いられてもよい。
【００２３】本発明のダイヤモンドからなるＸ線光学素
子の製造方法は、ダイヤモンド母結晶から機械的加工に
より結晶基材を製造する工程と、結晶基材の所定領域の
厚さを、非機械的加工により薄くしてＸ線照射部を形成
する工程とを備える（請求項７）。
子の製造方法は、ダイヤモンド母結晶から機械的加工に
より結晶基材を製造する工程と、結晶基材の所定領域の
厚さを、非機械的加工により薄くしてＸ線照射部を形成
する工程とを備える（請求項７）。
【００２４】この構成により、応力を負担する部分に
は、許容範囲内の歪み等を発生させながら能率よく製造
し、Ｘ線が照射される部分は、非機械的加工により製造
されるので、歪みを少なくすることができる。このた
め、透過性と結晶性とに優れたＸ線光学素子を能率よく
製造することができる。Ｘ線照射部形成工程において、
Ｘ線照射部を薄くする場合、加工は一方の表面からのみ
でもよいし、両側の表面から行なってもよい。
は、許容範囲内の歪み等を発生させながら能率よく製造
し、Ｘ線が照射される部分は、非機械的加工により製造
されるので、歪みを少なくすることができる。このた
め、透過性と結晶性とに優れたＸ線光学素子を能率よく
製造することができる。Ｘ線照射部形成工程において、
Ｘ線照射部を薄くする場合、加工は一方の表面からのみ
でもよいし、両側の表面から行なってもよい。
【００２５】上記本発明のＸ線光学素子の製造方法で
は、たとえば、Ｘ線照射部形成工程における非機械的加
工が、レーザアブレーション法、イオンエッチング法お
よび溶融塩による湿式エッチング法のうちの少なくとも
１つの方法による加工であることができる（請求項
８）。
は、たとえば、Ｘ線照射部形成工程における非機械的加
工が、レーザアブレーション法、イオンエッチング法お
よび溶融塩による湿式エッチング法のうちの少なくとも
１つの方法による加工であることができる（請求項
８）。
【００２６】この構成により、Ｘ線が照射される部分に
歪みを増加させることなく、むしろ歪みを低下させて、
Ｘ線が照射される部分を薄く形成することができる。上
記の３種類の方法は、単独で用いてもよいし、併用して
もよい。なお、ダイヤモンドの湿式エッチングに用いら
れる溶融塩としては、ＮａＯＨやＫＯＨ等がある。ま
た、イオンエッチングでは、反応性イオンエッチング、
ＥＣＲプラズマエッチング、イオンビームエッチングを
用いることができる。
歪みを増加させることなく、むしろ歪みを低下させて、
Ｘ線が照射される部分を薄く形成することができる。上
記の３種類の方法は、単独で用いてもよいし、併用して
もよい。なお、ダイヤモンドの湿式エッチングに用いら
れる溶融塩としては、ＮａＯＨやＫＯＨ等がある。ま
た、イオンエッチングでは、反応性イオンエッチング、
ＥＣＲプラズマエッチング、イオンビームエッチングを
用いることができる。
【００２７】上記本発明のＸ線光学素子の製造方法で
は、たとえば、Ｘ線照射部形成工程における最終仕上げ
では、イオンエッチング法によって仕上げることが望ま
しい（請求項９）。
は、たとえば、Ｘ線照射部形成工程における最終仕上げ
では、イオンエッチング法によって仕上げることが望ま
しい（請求項９）。
【００２８】この構成により、仕上げ後、高精度で歪み
のないＸ線照射部を得ることができる。上記のイオンエ
ッチングも反応性イオンエッチング、ＥＣＲプラズマエ
ッチング、イオンビームエッチング等が該当する。
のないＸ線照射部を得ることができる。上記のイオンエ
ッチングも反応性イオンエッチング、ＥＣＲプラズマエ
ッチング、イオンビームエッチング等が該当する。
【００２９】上記本発明のＸ線光学素子の製造方法で
は、たとえば、結晶基材形成工程における機械的加工
が、研磨法および結晶の劈開法のうちの少なくとも１つ
の方法による加工であることができる（請求項１０）。
は、たとえば、結晶基材形成工程における機械的加工
が、研磨法および結晶の劈開法のうちの少なくとも１つ
の方法による加工であることができる（請求項１０）。
【００３０】この構成により、歪みがすこし分布しても
Ｘ線光学素子の性能に大きな影響をもたない厚肉部を能
率よく形成することができる。
Ｘ線光学素子の性能に大きな影響をもたない厚肉部を能
率よく形成することができる。
【００３１】
【実施例】次に、本発明におけるＸ線分光結晶の実施例
について説明する。まず、Ｘ線分光結晶の製造方法につ
いて説明する。最初に、ＩＩａ型（１００）ダイヤモン
ド単結晶を（１００）または（１１１）の各面に平行
に、２２０μｍ〜１０００μｍの範囲内の厚さまで研磨
して、結晶基材を形成した。次いで、研磨された結晶基
材のおのおのに対して、レーザアブレーション法および
イオンエッチング法のいずれか一方または両方の方法を
用いて、中央部３ｍｍ×３ｍｍの部分を２００μｍ以下
に薄く加工した。上記のレーザアブレーション法および
イオンエッチング法の条件は、次の通りである。また、
加工された形状の模式図を図１に示す。また、図２は図
１のＩＩ-ＩＩ’断面図であり、（ａ）は一方の表面か
ら薄く加工することによりＸ線照射部を形成した場合の
図であり、また（ｂ）は両側から薄く加工することによ
り研磨の影響を両側の表面とも除いた場合の図である。
について説明する。まず、Ｘ線分光結晶の製造方法につ
いて説明する。最初に、ＩＩａ型（１００）ダイヤモン
ド単結晶を（１００）または（１１１）の各面に平行
に、２２０μｍ〜１０００μｍの範囲内の厚さまで研磨
して、結晶基材を形成した。次いで、研磨された結晶基
材のおのおのに対して、レーザアブレーション法および
イオンエッチング法のいずれか一方または両方の方法を
用いて、中央部３ｍｍ×３ｍｍの部分を２００μｍ以下
に薄く加工した。上記のレーザアブレーション法および
イオンエッチング法の条件は、次の通りである。また、
加工された形状の模式図を図１に示す。また、図２は図
１のＩＩ-ＩＩ’断面図であり、（ａ）は一方の表面か
ら薄く加工することによりＸ線照射部を形成した場合の
図であり、また（ｂ）は両側から薄く加工することによ
り研磨の影響を両側の表面とも除いた場合の図である。
【００３２】 レーザアブレーション法： レーザー発振装置：エキシマレーザー（ＡｒＦ：波長１９３ｎｍ） パルス強度 ：１００Ｊ/ｃｍ2 パルス周波数 ：８０Ｈｚ 焦点面積 ：１０μｍ×１０μｍ イオンエッチング法： エッチング形態 ：反応性イオンエッチング法 ガス流量 ：ＣＦ4＝１０ｓｃｃｍ、Ｏ2＝９０ｓｃｃｍ ＲＦパワー ：５００Ｗ マスク材 ：多結晶Ａｌ2Ｏ3（厚さ１００μｍ） 上記の方法を用いて作製された試料を、それぞれ、試料
固定台に取り付け、固定された状態で、Ｘ線の回折強度
曲線の広がりを測定することにより歪みを評価した。Ｘ
線を用いた歪みの評価では、ＭｏのＫα1特性Ｘ線（波
長０．７０９ｎｍ）を用い、成長方向に垂直な（１０
０）結晶では、ダイヤモンドの（００４）回折強度を、
また、劈開させた（１１１）結晶では、（１１１）回折
強度を測定した。すなわち、これらの回折線の強度曲線
を、２結晶法で測定し、その半値幅で歪みの大きさを評
価した。また、加工による影響を見積もるために、加工
前の半値幅と加工後の半値幅の増減を評価した。なお、
上記の条件での理論半値幅は２結晶法では（１００）結
晶で約１．０秒、また（１１１）結晶では約３．０秒で
ある。
固定台に取り付け、固定された状態で、Ｘ線の回折強度
曲線の広がりを測定することにより歪みを評価した。Ｘ
線を用いた歪みの評価では、ＭｏのＫα1特性Ｘ線（波
長０．７０９ｎｍ）を用い、成長方向に垂直な（１０
０）結晶では、ダイヤモンドの（００４）回折強度を、
また、劈開させた（１１１）結晶では、（１１１）回折
強度を測定した。すなわち、これらの回折線の強度曲線
を、２結晶法で測定し、その半値幅で歪みの大きさを評
価した。また、加工による影響を見積もるために、加工
前の半値幅と加工後の半値幅の増減を評価した。なお、
上記の条件での理論半値幅は２結晶法では（１００）結
晶で約１．０秒、また（１１１）結晶では約３．０秒で
ある。
【００３３】比較のために、従来のＸ線分光結晶に対応
させて、機械研磨により２００μｍ〜８０μｍの範囲に
薄くして試料を作製した。８０μｍにまで薄くした（１
００）結晶（試料Ｎｏ３）、および１３０μｍに薄くし
た（１１１）結晶（試料Ｎｏ６）ともに割れてしまった
ので、（１００）結晶では厚さ１００μｍの試料（Ｎｏ
１）が、また、（１１１）結晶では厚さ１５０μｍの試
料（Ｎｏ５）が、最も薄い試料である。上記の評価の結
果を表１に示す。
させて、機械研磨により２００μｍ〜８０μｍの範囲に
薄くして試料を作製した。８０μｍにまで薄くした（１
００）結晶（試料Ｎｏ３）、および１３０μｍに薄くし
た（１１１）結晶（試料Ｎｏ６）ともに割れてしまった
ので、（１００）結晶では厚さ１００μｍの試料（Ｎｏ
１）が、また、（１１１）結晶では厚さ１５０μｍの試
料（Ｎｏ５）が、最も薄い試料である。上記の評価の結
果を表１に示す。
【００３４】
【表１】
【００３５】表１に示す加工後の半値幅によれば、本発
明例の（１００）結晶では理論半値幅１．０秒の約１．
６５倍〜１．９１倍の範囲内にあり、また、（１１１）
結晶では理論反値幅約３．０秒の１．８１倍〜１．９２
倍の範囲内にある。これは、加工後の結晶性が、加工前
よりも優れているか、またはＮｏ２のように同等である
ことに負うところが大きい。しかも、この半値幅の値
は、Ｘ線照射部の厚さが３０μｍのＮｏ８でも、５０μ
ｍのＮｏ３やＮｏ５でも、上記厚さが１００μｍ〜２０
０μｍのその他の本発明例の試料を同じ程度である。
明例の（１００）結晶では理論半値幅１．０秒の約１．
６５倍〜１．９１倍の範囲内にあり、また、（１１１）
結晶では理論反値幅約３．０秒の１．８１倍〜１．９２
倍の範囲内にある。これは、加工後の結晶性が、加工前
よりも優れているか、またはＮｏ２のように同等である
ことに負うところが大きい。しかも、この半値幅の値
は、Ｘ線照射部の厚さが３０μｍのＮｏ８でも、５０μ
ｍのＮｏ３やＮｏ５でも、上記厚さが１００μｍ〜２０
０μｍのその他の本発明例の試料を同じ程度である。
【００３６】これに対して、比較例では、加工後、（１
００）結晶では理論半値幅の１．８５倍〜２．８３倍の
範囲内と高く、（１１１）結晶では理論半値幅の２．０
１倍〜２．０４倍と高い。とくに、厚さ８０μｍまたは
１３０μｍを、それぞれ目指したＮｏ３またはＮｏ６で
は、加工中に破損している。比較例では、薄くすること
自体が難しいことが分る。
００）結晶では理論半値幅の１．８５倍〜２．８３倍の
範囲内と高く、（１１１）結晶では理論半値幅の２．０
１倍〜２．０４倍と高い。とくに、厚さ８０μｍまたは
１３０μｍを、それぞれ目指したＮｏ３またはＮｏ６で
は、加工中に破損している。比較例では、薄くすること
自体が難しいことが分る。
【００３７】上記の結果より、本発明例では、照射部の
厚さを従来よりも格段に薄くしたうえで、結晶性に優れ
たＸ線分光結晶が得られることが分る。
厚さを従来よりも格段に薄くしたうえで、結晶性に優れ
たＸ線分光結晶が得られることが分る。
【００３８】上記において、本発明の実施の形態につい
て説明を行なったが、上記に開示された本発明の実施の
形態は、あくまで例示であって、本発明の範囲はこれら
発明の実施の形態に限定されない。本発明の範囲は、特
許請求の範囲の記載によって示され、さらに特許請求の
範囲の記載と均等の意味および範囲内でのすべての変更
を含むものである。
て説明を行なったが、上記に開示された本発明の実施の
形態は、あくまで例示であって、本発明の範囲はこれら
発明の実施の形態に限定されない。本発明の範囲は、特
許請求の範囲の記載によって示され、さらに特許請求の
範囲の記載と均等の意味および範囲内でのすべての変更
を含むものである。
【００３９】
【発明の効果】本発明のＸ線光学素子を用いることによ
り、強度および結晶性に優れ、透過性を確保したＸ線光
学素子を得ることができる。このＸ線光学素子は、本発
明の製造方法を用いることにより、能率よく高精度で製
造することが可能である。
り、強度および結晶性に優れ、透過性を確保したＸ線光
学素子を得ることができる。このＸ線光学素子は、本発
明の製造方法を用いることにより、能率よく高精度で製
造することが可能である。
【図１】 本発明の実施例におけるＸ線分光結晶の斜視
図である。
図である。
【図２】 図１のＩＩ-ＩＩ’断面図であり、（ａ）は
Ｘ線照射部の一方の表面のみが薄く加工された図であ
り、また、（ｂ）はＸ線照射部の両側の表面から薄く加
工された図である。
Ｘ線照射部の一方の表面のみが薄く加工された図であ
り、また、（ｂ）はＸ線照射部の両側の表面から薄く加
工された図である。
【図３】 一般的な多段式分光結晶配置（トリクロメー
タ）の模式図である。
タ）の模式図である。
１ Ｘ線分光結晶（Ｘ線光学素子）、１ａ Ｘ線照射
部、１ｂ 厚肉部。
部、１ｂ 厚肉部。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） // Ｇ０１Ｎ 23/20 Ｈ０１Ｌ 21/30 ５３１Ａ
Claims (10)
- 【請求項１】 Ｘ線領域で用いられる、ダイヤモンドか
らなるＸ線光学素子であって、 所定厚さのＸ線照射部と、 前記Ｘ線照射部と一体的に連続して位置し、前記Ｘ線照
射部より厚い厚さを有する厚肉部とを備えた、Ｘ線光学
素子。 - 【請求項２】 前記Ｘ線照射部の厚さが２００μｍ以下
である、請求項１に記載のＸ線光学素子。 - 【請求項３】 前記厚肉部の厚さと前記Ｘ線照射部との
厚さの差が２０μｍ以上である、請求項１または２に記
載のＸ線光学素子。 - 【請求項４】 前記厚肉部が、前記Ｘ線照射部の周囲を
取り囲む枠のように配置されている、請求項１〜３のい
ずれかに記載のＸ線光学素子。 - 【請求項５】 前記Ｘ線光学素子が、Ｘ線を含む電磁波
の回折および透過のうち少なくとも一方を行なうＸ線分
光結晶である、請求項１〜４のいずれかに記載のＸ線光
学素子。 - 【請求項６】 前記Ｘ線光学素子が、Ｘ線を含む電磁波
の偏光面を限定する結晶である、請求項１〜４のいずれ
かに記載のＸ線光学素子。 - 【請求項７】 ダイヤモンドからなるＸ線光学素子の製
造方法であって、 ダイヤモンド母結晶に機械的加工を加えて結晶基材を製
造する工程と、 前記結晶基材の所定領域の厚さを、非機械的加工により
薄くしてＸ線照射部を形成する工程とを備える、Ｘ線光
学素子の製造方法。 - 【請求項８】 前記Ｘ線照射部形成工程における非機械
的加工が、レーザアブレーション法、イオンエッチング
法および溶融塩による湿式エッチング法のうちの少なく
とも１つの方法による加工である、請求項７に記載のＸ
線光学素子の製造方法。 - 【請求項９】 前記Ｘ線照射部形成工程における最終仕
上げでは、イオンエッチング法によって仕上げる、請求
項８に記載のＸ線光学素子の製造方法。 - 【請求項１０】 前記結晶基材形成工程における機械的
加工が、研磨法および結晶の劈開法のうちの少なくとも
１つの方法による加工である、請求項７〜９のいずれか
に記載のＸ線光学素子の製造方法。
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|---|---|---|---|
| JP2001033148A JP4797252B2 (ja) | 2001-02-09 | 2001-02-09 | Ｘ線光学素子およびその製造方法 |
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| JP2001033148A JP4797252B2 (ja) | 2001-02-09 | 2001-02-09 | Ｘ線光学素子およびその製造方法 |
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| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002236200A true JP2002236200A (ja) | 2002-08-23 |
| JP4797252B2 JP4797252B2 (ja) | 2011-10-19 |
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ID=18896946
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| JP2001033148A Expired - Fee Related JP4797252B2 (ja) | 2001-02-09 | 2001-02-09 | Ｘ線光学素子およびその製造方法 |
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|---|---|
| JP (1) | JP4797252B2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009210538A (ja) * | 2008-03-06 | 2009-09-17 | Fujitsu Ltd | Ｘ線評価用試料及びその作製方法 |
| JP2016119428A (ja) * | 2014-12-24 | 2016-06-30 | 一般財団法人ファインセラミックスセンター | ダイヤモンドのエッチング方法、ダイヤモンドの結晶欠陥の検出方法、およびダイヤモンド結晶の結晶成長方法 |
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| JPH10274700A (ja) * | 1997-03-28 | 1998-10-13 | Ebara Corp | 超微細加工方法 |
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-
2001
- 2001-02-09 JP JP2001033148A patent/JP4797252B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Publication date |
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