JP2003131000A - Projection type x-ray microscope - Google Patents

Projection type x-ray microscope

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JP2003131000A
JP2003131000A JP2001329645A JP2001329645A JP2003131000A JP 2003131000 A JP2003131000 A JP 2003131000A JP 2001329645 A JP2001329645 A JP 2001329645A JP 2001329645 A JP2001329645 A JP 2001329645A JP 2003131000 A JP2003131000 A JP 2003131000A
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JP
Japan
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ray
target
metal
light element
projection
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Application number
JP2001329645A
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Japanese (ja)
Inventor
Hideyasu Yoshimura
英恭 吉村
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Japan Science and Technology Agency
Meiji University
Original Assignee
Meiji University
Japan Science and Technology Corp
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Publication date
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an X-ray microscope easily usable in a laboratory level and having a high resolution. SOLUTION: A projection type X-ray microscope generates X-ray by irradiating electron beam to an X-ray target, casts the generated X-ray on the specimen and photographs an X-ray transmission image of specimen. The X-ray target consists of a light element film and a metal piece fixed on the light element film. By irradiating electron beam on the metal piece constituting the X-ray target, an X-ray is generated from the region of diameter of tens nm below the metal piece.

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】この出願の発明は、投影型X
線顕微鏡に関するものである。さらに詳しくは、この出
願の発明は、マイクロオーダーまたはナノオーダーの高
い分解能での生体や電子材料の観察に有用な投影型X線
顕微鏡に関するものである。
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION The invention of this application is a projection type X
It relates to a line microscope. More specifically, the invention of this application relates to a projection X-ray microscope useful for observing a living body or an electronic material with high resolution of micro-order or nano-order.

【0002】[0002]

【従来の技術と発明の課題】透過力も大きく、波長が短
く分解能も高いといった特長を持つX線顕微鏡の開発
が、1950年代から盛んに行われてきた。しかし、X
線はその光学的特性から、屈折を利用した単純なレンズ
を適用することが不可能であり、現在においても、汎用
的に利用されている光学顕微鏡や電子顕微鏡のような実
用化がなされていないのが現状である。
2. Description of the Related Art The development of an X-ray microscope having a large penetrating power, a short wavelength and a high resolution has been actively developed since the 1950s. But X
Due to its optical characteristics, it is not possible to apply a simple lens that uses refraction to the line, and even now, it has not been put to practical use like optical microscopes and electron microscopes that are commonly used. is the current situation.

【0003】これまで、回折現象を利用したレンズであ
るゾーンプレートを用いることで20ナノメートル程度
の分解能を実現したX線顕微鏡が開発されている。この
X線顕微鏡においては、レンズの効率が低いことから、
放射光のような極めて強力なX線源が必要となり、汎用
性の低い特殊な顕微鏡装置となってしまっている。
Up to now, an X-ray microscope has been developed which realizes a resolution of about 20 nm by using a zone plate which is a lens utilizing a diffraction phenomenon. In this X-ray microscope, since the efficiency of the lens is low,
An extremely powerful X-ray source such as synchrotron radiation is required, and it has become a special microscope device with low versatility.

【0004】近年のナノテクノロジーやバイオテクノロ
ジーの発展に伴い、半導体の非破壊検査やたんぱく質や
染色体の構造解析のようなマイクロオーダーまたはナノ
オーダーでの構造物の観察を、手軽に実施したいという
要望が高まってきている。光学顕微鏡においては、分解
能が足りないため、マイクロオーダーまたはナノオーダ
ーでの構造物の観察は不可能であり、また、電子顕微鏡
においては、透過力が足りずに半導体や染色体などの観
察は難しい。このため、実験室レベルで簡便に利用可能
であり、なおかつ、高い分解能を持つX線顕微鏡の開発
が求められている。
With the recent development of nanotechnology and biotechnology, there is a demand for easy observation of micro-order or nano-order structures such as semiconductor nondestructive inspection and protein or chromosome structure analysis. It is rising. In an optical microscope, it is impossible to observe a structure in a micro-order or a nano-order because of insufficient resolution, and in an electron microscope, it is difficult to observe a semiconductor or a chromosome due to insufficient penetrating power. Therefore, there is a demand for the development of an X-ray microscope which can be easily used at the laboratory level and has high resolution.

【0005】従来、X線源から発生するX線の強度を向
上させる方法としては、回転対陰極を用いる方法とシン
クロトロンの電子軌道上に細線を挿入する方法とが広く
知られている。前者においては、ターゲットを回転させ
ることで発熱を抑制し、また、電子線を絞ることでX線
の強度を増大している。しかし、この方法においては、
空間電化効果による制限によりX線強度の向上には限界
がある。後者においては、ターゲットを細線とすること
でX線強度を向上させている。しかし、細線を微細なも
のとする際に力学的に限界があり、また、あまりに細線
化がなされ過ぎると熱によりターゲットの蒸発してしま
うという問題が残されている。
Conventionally, as a method for improving the intensity of X-ray generated from an X-ray source, a method using a rotating anticathode and a method of inserting a fine wire on an electron orbit of a synchrotron are widely known. In the former, heat generation is suppressed by rotating the target, and the intensity of X-rays is increased by narrowing the electron beam. But in this way,
There is a limit to the improvement of X-ray intensity due to the limitation due to the space electrification effect. In the latter case, the X-ray intensity is improved by making the target a thin wire. However, there is a mechanical limit when making a fine wire, and there is a problem that the target evaporates due to heat when the wire is made too thin.

【0006】以上の手法で問題となるターゲットの発熱
を抑制しつつ、高い強度でのX線を発生させるX線源に
関する提案として、特開2001−216927の発明
が公知である。この発明においては、球状または棒状の
ターゲットおよび軽元素からなるターゲット支持部材か
らX線ターゲットを構成する。そして、ターゲットは、
ターゲット支持部材によって支持されるか、もしくは、
ターゲット支持部材内部に埋め込まれることを特徴とし
ており、ターゲットの発熱を抑制しつつ、高い強度での
X線の発生を実現している。
The invention of Japanese Patent Laid-Open No. 2001-216927 is known as a proposal relating to an X-ray source for generating X-rays with high intensity while suppressing heat generation of a target, which is a problem with the above method. In the present invention, an X-ray target is composed of a spherical or rod-shaped target and a target support member made of a light element. And the target is
Supported by a target support member, or
It is characterized in that it is embedded inside the target support member, and realizes generation of X-rays with high intensity while suppressing heat generation of the target.

【0007】X線顕微鏡の分解能の向上を実現するため
には、X線ターゲットにおけるX線発生領域の面積を小
さくする必要がある。従来のX線ターゲットにおいて
は、図5に示すように、電子ビームの径を絞ったとして
も、X線ターゲットである金属の内部において電子線が
散乱してしまうために、X線ターゲットからX線が発生
する領域が広がってしまう。このため、従来のX線源を
用いたX線顕微鏡においては、その分解能を0.1μm
以下にすることは困難であった。
In order to improve the resolution of the X-ray microscope, it is necessary to reduce the area of the X-ray generation region in the X-ray target. In the conventional X-ray target, as shown in FIG. 5, even if the diameter of the electron beam is narrowed, the electron beam is scattered inside the metal, which is the X-ray target, so that the X-ray target emits X-rays. The area where is generated will be expanded. Therefore, in an X-ray microscope using a conventional X-ray source, the resolution is 0.1 μm.
It was difficult to do the following.

【0008】そこで、この出願の発明は、以上の通りの
事情に鑑みてなされたものであり、実験室レベルで簡便
に利用可能であり、かつ、高い分解能を持つX線顕微鏡
を提供することを課題としている。
Therefore, the invention of this application was made in view of the above circumstances, and it is an object of the invention to provide an X-ray microscope which can be easily used at a laboratory level and has a high resolution. It is an issue.

【0009】[0009]

【課題を解決するための手段】この出願の発明は、上記
の課題を解決するものとして、第1に、電子ビームをX
線ターゲットに照射することでX線を発生し、発生した
X線を試料に投影し、試料のX線透過像を撮像する投影
型X線顕微鏡において、X線ターゲットが軽元素膜と軽
元素膜上に固定された金属片とからなり、X線ターゲッ
トを構成する金属片上方に電子ビームに照射することで
金属片下方における径が数十nmの範囲の領域からX線
を発生することを特徴とする投影型X線顕微鏡を提供す
る。
In order to solve the above-mentioned problems, the invention of the present application is as follows.
In a projection X-ray microscope that generates X-rays by irradiating a X-ray target, projects the generated X-rays on a sample, and captures an X-ray transmission image of the sample, the X-ray target is a light element film and a light element film. It is composed of a metal piece fixed on the top, and by irradiating an electron beam above the metal piece forming the X-ray target, X-rays are generated from a region having a diameter of several tens nm below the metal piece. A projection type X-ray microscope is provided.

【0010】また、この出願の発明である投影型X線顕
微鏡は、第2に、X線ターゲットを構成する金属片を円
柱状または球状とすること、第3に、X線ターゲットを
構成する金属片を、直径が20〜200nm、また、高
さが20〜200nmである円柱状、もしくは、直径が
20〜200nmである球状とすること、第4に、X線
ターゲットを構成する金属片を、原子番号が60以上で
ある金属から選択すること、第5に、X線ターゲットを
構成する軽元素膜の膜厚を20〜200nmとするこ
と、第6に、X線ターゲットを構成する軽元素膜を窒化
シリコン膜もしくはダイヤモンド膜とすることを特徴と
する。
In the projection X-ray microscope according to the invention of this application, secondly, the metal piece forming the X-ray target is cylindrical or spherical, and thirdly, the metal piece forming the X-ray target. The piece has a cylindrical shape having a diameter of 20 to 200 nm and a height of 20 to 200 nm, or a spherical shape having a diameter of 20 to 200 nm, and fourth, a metal piece constituting the X-ray target, A metal having an atomic number of 60 or more is selected, fifthly, the thickness of the light element film constituting the X-ray target is set to 20 to 200 nm, and sixthly, a light element film constituting the X-ray target. Is a silicon nitride film or a diamond film.

【0011】そして、この出願の発明は、上記の投影型
X線顕微鏡のX線ターゲットにおいて軽元素膜上に複数
個の金属片をそれぞれ孤立して固定し、電子ビームをい
ずれかの金属片に対して選択的に照射することでX線の
発生位置を変化させ、それぞれの発生位置から投影され
た試料のX線透過像を撮像し、2枚以上の撮像の視差か
ら試料の立体構造を再構成することを、第7の発明の態
様として提供する。
In the invention of this application, a plurality of metal pieces are individually fixed on the light element film in the X-ray target of the projection X-ray microscope described above, and the electron beam is applied to any of the metal pieces. By selectively irradiating the X-rays with each other, the X-ray generation position is changed, the X-ray transmission image of the sample projected from each generation position is captured, and the three-dimensional structure of the sample is reconstructed from the parallax of two or more images. Configuring is provided as an aspect of the seventh invention.

【0012】さらに、この出願の発明は、第8の発明の
態様として、電子ビームを照射することでX線を発生す
るX線ターゲットの作製方法であって、軽元素膜上に陽
極酸化法またはエッチングにより孤立した金属製の円柱
を生成することを特徴とするX線ターゲットの作製方法
をも提供する。
Further, the invention of this application is, as an eighth aspect of the invention, a method of manufacturing an X-ray target for generating X-rays by irradiating an electron beam, which comprises an anodic oxidation method on a light element film or Also provided is a method for producing an X-ray target, which is characterized by producing an isolated metal cylinder by etching.

【0013】上記のX線ターゲットの作製方法において
は、第9に、金属製の円柱の直径が20〜200nm、
また、高さが20〜200nmであること、第10に、
円柱を構成する金属を原子番号が60以上である金属か
ら選択すること、第11に、軽元素膜の膜厚を20〜2
00nmとすること、第12に、軽元素膜を窒化シリコ
ン膜もしくはダイヤモンド膜とすること、第13に、生
成される金属製の円柱の個数を複数とすることを特徴と
する。
In the above X-ray target manufacturing method, ninthly, the diameter of the metal cylinder is 20 to 200 nm,
Further, the height is 20 to 200 nm, and tenthly,
The metal forming the cylinder is selected from metals having an atomic number of 60 or more. Eleventh, the thickness of the light element film is 20 to 2
The twelfth feature is that the light element film is a silicon nitride film or a diamond film, and the thirteenth feature is that the number of generated metal cylinders is plural.

【0014】[0014]

【発明の実施の形態】この出願の発明は、上記のとおり
の特徴をもつものであるが、以下に、その実施の形態に
ついて説明する。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION The invention of this application has the characteristics as described above, and the embodiments thereof will be described below.

【0015】図1は、この出願の発明である投影型X線
顕微鏡の構成について示した概要図である。この出願の
発明である投影型X線顕微鏡においては、電子ビーム
(1)をX線ターゲット(2)に照射しX線(3)を発
生する。X線ターゲット(2)より発生したX線(3)
は、試料(4)に照射される。試料(4)に照射された
X線(3)は、試料(4)後方の平面上にX線透過像を
投影する。このX線透過像を撮像手段(5)により撮像
することで、試料内部の構造を観察することができる。
FIG. 1 is a schematic diagram showing the configuration of a projection X-ray microscope according to the invention of this application. In the projection X-ray microscope of the invention of this application, the X-ray target (2) is irradiated with the electron beam (1) to generate X-rays (3). X-ray (3) generated from X-ray target (2)
Is irradiated on the sample (4). The X-ray (3) irradiated on the sample (4) projects an X-ray transmission image on the plane behind the sample (4). By capturing the X-ray transmission image by the image capturing means (5), the structure inside the sample can be observed.

【0016】X線ターゲット(2)に照射される電子ビ
ーム(1)のビーム径は、金属片の径よりも小さくなる
ように絞り込まれている。電子ビーム(1)を絞り込む
ための手段としては、例えば、電子ビームの発生源とし
て電子顕微鏡(6)を利用すればよい。具体的には、電
子ビームのビーム径は、数十nm以下に絞り込まれる。
The beam diameter of the electron beam (1) irradiated on the X-ray target (2) is narrowed down so as to be smaller than the diameter of the metal piece. As a means for narrowing down the electron beam (1), for example, an electron microscope (6) as a source of the electron beam may be used. Specifically, the beam diameter of the electron beam is narrowed down to several tens of nm or less.

【0017】この出願の発明である投影型X線顕微鏡は
以上のような構成をもつものであるが、X線光学系にレ
ンズを使用しないことから、光軸調整や焦点合わせなど
の煩雑な手順を必要としない。この出願の発明である投
影型X線顕微鏡において、撮像の拡大倍率は、X線源と
試料との距離R1とX線源と撮像手段との距離R2によ
りR2/R1と決定される。例えば、R1が0.1m
m、また、R2が100mmである場合には、拡大倍率
1000倍のX線透過像を取得することが可能である。
Although the projection X-ray microscope according to the invention of this application has the above-mentioned configuration, since no lens is used in the X-ray optical system, complicated procedures such as optical axis adjustment and focusing are performed. Does not need In the projection X-ray microscope according to the invention of this application, the magnification of imaging is determined as R2 / R1 by the distance R1 between the X-ray source and the sample and the distance R2 between the X-ray source and the imaging means. For example, R1 is 0.1m
When m and R2 are 100 mm, it is possible to obtain an X-ray transmission image with a magnification of 1000 times.

【0018】X線は焦点深度が深いため、数ミリメート
ル程度の厚さを持つ光学的に不透明な試料の内部構造を
観察するのに適している。また、電子顕微鏡のように、
真空中に試料を設置する必要が無い。この投影型X線顕
微鏡においては、試料は空気またはHeガス(7)の中
に設置されることから、生体細胞や微小生物を試料とし
て適用することが可能である。
Since X-rays have a deep depth of focus, they are suitable for observing the internal structure of an optically opaque sample having a thickness of about several millimeters. Also, like an electron microscope,
There is no need to install the sample in vacuum. In this projection X-ray microscope, the sample is placed in the air or He gas (7), so that it is possible to apply living cells or micro organisms as the sample.

【0019】この出願の発明である投影型X線顕微鏡に
おいては、図2に示すように、X線ターゲットは、軽元
素膜(21)と軽元素膜上に固定された金属片(22)
とから構成される。X線ターゲットを構成する金属片
(22)の形状を、円柱状または球状にすることで、金
属片(22)の断面積を小さくすることができ、その結
果、電子ビーム(23)を照射した際にX線が発生する
領域(24)の面積を小さく抑えることが可能となる。
In the projection X-ray microscope according to the invention of this application, as shown in FIG. 2, the X-ray target comprises a light element film (21) and a metal piece (22) fixed on the light element film.
Composed of and. By making the shape of the metal piece (22) forming the X-ray target cylindrical or spherical, the cross-sectional area of the metal piece (22) can be reduced, and as a result, the electron beam (23) was irradiated. In this case, the area of the region (24) where X-rays are generated can be reduced.

【0020】金属片(22)の形状が円柱状である場合
には、直径を20〜200nm、高さを20〜200n
mの範囲に設定することで、ナノオーダーの分解能を持
つX線顕微鏡が実現する。同様に、金属片(22)の形
状が球状である場合には、直径を20〜200nmの範
囲に設定することが好ましい。
When the shape of the metal piece (22) is cylindrical, the diameter is 20 to 200 nm and the height is 20 to 200 n.
By setting it in the range of m, an X-ray microscope with nano-order resolution is realized. Similarly, when the shape of the metal piece (22) is spherical, the diameter is preferably set in the range of 20 to 200 nm.

【0021】金属片(22)の種類としては、X線の発
生効率が金属片の原子番号の自乗に比例することから、
原子番号の大きな金属が選択されることが好ましく、具
体的には、原子番号が60以上の金属を選択するのが好
適である。また、X線ターゲットを構成する軽元素膜
(21)としては、窒化シリコンやダイヤモンドなどの
軽元素膜が選択され、膜厚を例えば20〜200nmと
することが好ましい。
As the kind of the metal piece (22), since the X-ray generation efficiency is proportional to the square of the atomic number of the metal piece,
A metal having a large atomic number is preferably selected, and specifically, a metal having an atomic number of 60 or more is preferably selected. Further, as the light element film (21) constituting the X-ray target, a light element film such as silicon nitride or diamond is selected, and the film thickness is preferably 20 to 200 nm, for example.

【0022】また、この出願の発明である投影型X線顕
微鏡においては、X線ターゲットの軽元素膜上に固定さ
れる金属片を、複数個としてもよい。複数個の金属片
は、それぞれ軽元素膜上に孤立して存在するように固定
されている。このとき、電子ビームをいずれかの金属片
に対して選択的に照射することでX線の発生位置を変化
させることができる。X線の発生位置を変化させること
で、取得される試料のX線透過像において撮像位置に変
化が生じる。2枚以上のX線透過像における試料のズレ
(視差)を調べることで、ステレオ撮影の原理により試
料の3次元的な構造を再構成することが可能である。
Further, in the projection X-ray microscope according to the invention of this application, a plurality of metal pieces may be fixed on the light element film of the X-ray target. The plurality of metal pieces are fixed so as to exist individually on the light element film. At this time, the generation position of X-rays can be changed by selectively irradiating one of the metal pieces with the electron beam. By changing the X-ray generation position, the imaging position changes in the X-ray transmission image of the acquired sample. It is possible to reconstruct the three-dimensional structure of the sample by the principle of stereo imaging by examining the shift (parallax) of the sample in two or more X-ray transmission images.

【0023】この出願の発明である投影型X線顕微鏡の
X線ターゲットは、軽元素膜上に対して陽極酸化法また
はエッチングを適用して、孤立した金属製の円柱を生成
することで作製される。例えば、図3に示すように、軽
元素膜(31)上に成膜した金属膜(32)に対してエ
ッチングを施し、孤立した円柱(33)を形成する。図
4は、以上の手順により実際に作製した直径80nmの
円柱の電子顕微鏡像である。
The X-ray target of the projection X-ray microscope according to the invention of this application is produced by applying an anodic oxidation method or etching to the light element film to form an isolated metal cylinder. It For example, as shown in FIG. 3, the metal film (32) formed on the light element film (31) is etched to form isolated cylinders (33). FIG. 4 is an electron microscope image of a cylinder having a diameter of 80 nm actually manufactured by the above procedure.

【0024】この出願の発明である投影型X線顕微鏡に
より、光学顕微鏡では分解能が足りず、また、電子顕微
鏡では電子が透過できなかった細胞の染色体の内部構造
を、水分を含んだ状態で観察することが可能となる。ま
た、放射光などの大掛かりな設備を用いることもないこ
とから、実験室レベルでX線顕微鏡が利用でき、フィー
ドバックが容易である。
With the projection X-ray microscope according to the invention of this application, the internal structure of the chromosome of the cell, which was insufficient in resolution with an optical microscope and could not pass electrons with an electron microscope, was observed in a state containing water. It becomes possible to do. Further, since no large-scale equipment such as synchrotron radiation is used, an X-ray microscope can be used at the laboratory level and feedback is easy.

【0025】撮像手段として、顕微鏡CTを用いること
で、試料の立体構造を数値的に捉えることが可能であ
る。また、撮像手段としてCCDカメラを適用すれば、
試料の経時的な変化を動画像として捉えることもでき
る。さらに、電子ビームの加速電圧を高め、X線の波長
を短くすることで、半導体材料の非破壊検査にも適用す
ることが可能となる。
By using the microscope CT as the imaging means, it is possible to numerically capture the three-dimensional structure of the sample. Moreover, if a CCD camera is applied as the imaging means,
It is also possible to capture changes in the sample over time as moving images. Furthermore, by increasing the acceleration voltage of the electron beam and shortening the wavelength of X-rays, it becomes possible to apply to nondestructive inspection of semiconductor materials.

【0026】以上のこの出願の発明である投影型X線顕
微鏡の構成は一例であり、以上で示した構成に限定され
ることはなく、その細部について、様々な形態をとりう
ることが考慮されるべきであることは言うまでもない。
The configuration of the projection X-ray microscope according to the invention of this application is an example, and the present invention is not limited to the configuration described above, and it is considered that various details can be adopted. It goes without saying that it should be.

【0027】[0027]

【発明の効果】この出願の発明により、以上詳しく説明
したとおり、実験室レベルで簡便に利用可能であり、か
つ、高い分解能を持つX線顕微鏡が提供される。この出
願の発明は、神経細胞のネットワークや細胞分裂時の染
色体といった微小な生物構造の解明、機能性材料研究に
おける表面現象の解析などのように生命科学分野や先端
材料工学分野の研究・開発に非常に有益であると考えら
れ、その実用化が強く期待される。
As described in detail above, the invention of this application provides an X-ray microscope which can be easily used at the laboratory level and has a high resolution. The invention of this application is applied to research and development in the fields of life science and advanced materials engineering such as elucidation of minute biological structures such as nerve cell networks and chromosomes during cell division, and analysis of surface phenomena in functional material research. It is considered to be very useful, and its practical application is strongly expected.

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

【図1】この出願の発明である投影型X線顕微鏡の構成
について示した概要図である。
FIG. 1 is a schematic diagram showing the configuration of a projection X-ray microscope according to the invention of this application.

【図2】この出願の発明である投影型X線顕微鏡のX線
ターゲットの構成について示した概要図である。
FIG. 2 is a schematic diagram showing a configuration of an X-ray target of the projection X-ray microscope according to the invention of this application.

【図3】この出願の発明であるX線ターゲットの製造方
法により製造されるX線ターゲットについて示した概要
図である。
FIG. 3 is a schematic diagram showing an X-ray target manufactured by the method of manufacturing an X-ray target according to the invention of this application.

【図4】この出願の発明であるX線ターゲットの製造方
法により実際に製造されたX線ターゲットの電子顕微鏡
像を示した図である。
FIG. 4 is a diagram showing an electron microscope image of an X-ray target actually manufactured by the method of manufacturing an X-ray target according to the invention of this application.

【図5】従来のX線ターゲットによるX線の発生の原理
について示した概要図である。
FIG. 5 is a schematic diagram showing the principle of generation of X-rays by a conventional X-ray target.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 電子ビーム 2 X線ターゲット 3 X線 4 試料 5 撮像手段 6 電子顕微鏡 7 空気またはHeガス 21 軽元素膜 22 金属片 23 電子ビーム 24 X線が発生する領域 31 軽元素膜 32 金属膜 33 円柱 1 electron beam 2 X-ray target 3 X-ray 4 samples 5 Imaging means 6 electron microscope 7 Air or He gas 21 Light element film 22 metal pieces 23 electron beam 24 X-ray generation area 31 Light element film 32 metal film 33 cylinder

Claims (13)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 電子ビームをX線ターゲットに照射する
ことでX線を発生し、発生したX線を試料に投影し、試
料のX線透過像を撮像する投影型X線顕微鏡において、
X線ターゲットが軽元素膜と軽元素膜上に固定された金
属片とからなり、X線ターゲットを構成する金属片上方
に電子ビームに照射することで金属片下方における径が
数十nmの範囲の領域からX線を発生することを特徴と
する投影型X線顕微鏡。
1. A projection type X-ray microscope for generating an X-ray by irradiating an X-ray target with an electron beam, projecting the generated X-ray on a sample, and capturing an X-ray transmission image of the sample,
The X-ray target is composed of a light element film and a metal piece fixed on the light element film, and by irradiating an electron beam above the metal piece forming the X-ray target, the diameter below the metal piece is in the range of several tens nm. A projection type X-ray microscope characterized in that X-rays are generated from the area.
【請求項2】 X線ターゲットを構成する金属片を円柱
状または球状とすることを特徴とする請求項1記載の投
影型X線顕微鏡。
2. The projection X-ray microscope according to claim 1, wherein the metal piece forming the X-ray target is cylindrical or spherical.
【請求項3】 X線ターゲットを構成する金属片を、直
径が20〜200nm、また、高さが20〜200nm
である円柱状、もしくは、直径が20〜200nmであ
る球状とすることを特徴とする請求項1または2記載の
投影型X線顕微鏡。
3. The metal piece forming the X-ray target has a diameter of 20 to 200 nm and a height of 20 to 200 nm.
3. The projection X-ray microscope according to claim 1, wherein the projection X-ray microscope has a columnar shape or a spherical shape having a diameter of 20 to 200 nm.
【請求項4】 X線ターゲットを構成する金属片を、原
子番号が60以上である金属から選択することを特徴と
する請求項1乃至3いずれかの投影型X線顕微鏡。
4. The projection X-ray microscope according to claim 1, wherein the metal piece forming the X-ray target is selected from metals having an atomic number of 60 or more.
【請求項5】 X線ターゲットを構成する軽元素膜の膜
厚を20〜200nmとすることを特徴とする請求項1
乃至4いずれかの投影型X線顕微鏡。
5. The light element film constituting the X-ray target has a film thickness of 20 to 200 nm.
A projection X-ray microscope according to any one of 4 to 4.
【請求項6】 X線ターゲットを構成する軽元素膜を窒
化シリコン膜もしくはダイヤモンド膜とすることを特徴
とする請求項1乃至5いずれかの投影型X線顕微鏡。
6. The projection type X-ray microscope according to claim 1, wherein the light element film forming the X-ray target is a silicon nitride film or a diamond film.
【請求項7】 X線ターゲットにおいて軽元素膜上に複
数個の金属片をそれぞれ孤立して固定し、電子ビームを
いずれかの金属片に対して選択的に照射することでX線
の発生位置を変化させ、それぞれの発生位置から投影さ
れた試料のX線透過像を撮像し、2枚以上の撮像の視差
から試料の立体構造を再構成することを特徴とする請求
項1乃至6いずれかの投影型X線顕微鏡。
7. An X-ray generation position is obtained by separately fixing a plurality of metal pieces on a light element film in an X-ray target and selectively irradiating any one of the metal pieces with an electron beam. 7. The X-ray transmission image of the sample projected from each generation position is changed, and the three-dimensional structure of the sample is reconstructed from the parallax of two or more images. 7. Projection X-ray microscope.
【請求項8】 電子ビームを照射することでX線を発生
するX線ターゲットの作成方法であって、軽元素膜上に
対して陽極酸化法またはエッチングを適用することによ
り軽元素膜上に金属製の円柱を生成することを特徴とす
るX線ターゲットの作製方法。
8. A method for producing an X-ray target for generating X-rays by irradiating an electron beam, comprising applying an anodic oxidation method or etching to a light element film to form a metal on the light element film. A method for producing an X-ray target, which comprises producing a cylinder made of metal.
【請求項9】 金属製の円柱の直径が20〜200n
m、また、高さが20〜200nmであることを特徴と
する請求項8記載のX線ターゲットの作製方法。
9. The diameter of the metal cylinder is 20 to 200 n.
9. The method for producing an X-ray target according to claim 8, wherein the height m is 20 to 200 nm.
【請求項10】 円柱を構成する金属を原子番号が60
以上である金属から選択することを特徴とする請求項8
または9のX線ターゲットの作製方法。
10. The metal constituting a cylinder has an atomic number of 60.
9. The metal selected from the above is selected.
Alternatively, the method of manufacturing an X-ray target according to Item 9.
【請求項11】 軽元素膜の膜厚を20〜200nmと
することを特徴とする請求項8乃至10いずれかのX線
ターゲットの作製方法。
11. The method for producing an X-ray target according to claim 8, wherein the film thickness of the light element film is 20 to 200 nm.
【請求項12】 軽元素膜を窒化シリコン膜もしくはダ
イヤモンド膜とすることを特徴とする請求項8乃至11
いずれかのX線ターゲットの作製方法。
12. The light element film is a silicon nitride film or a diamond film.
A method of manufacturing any X-ray target.
【請求項13】 生成される金属製の円柱の個数を複数
とすることを特徴とする請求項8乃至12いずれかのX
線ターゲットの作製方法。
13. The X according to claim 8, wherein the number of metal cylinders to be generated is plural.
Method of manufacturing line target.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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US7526069B2 (en) 2003-09-16 2009-04-28 Hamamatsu Photonics K.K. X-ray tube
JP2009210371A (en) * 2008-03-04 2009-09-17 Tohken Co Ltd Low acceleration voltage x-ray microscope device
JP2009212010A (en) * 2008-03-05 2009-09-17 Nagaoka Univ Of Technology Soft x-ray generator, and static eliminator using it
JP2009238600A (en) * 2008-03-27 2009-10-15 Tohken Co Ltd Magnetic shield plate for x-ray tube

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