JP2011185643A - X-ray small angle scattering measuring instrument and measuring method therefor - Google Patents

X-ray small angle scattering measuring instrument and measuring method therefor Download PDF

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真 和泉
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an X-ray small angle scattering measuring instrument for measuring the size of nanosize particles on a two-dimensional plane and also measuring the planar distribution of the nanosize particles on the two-dimensional plane. <P>SOLUTION: The X-ray small angle scattering measuring instrument includes: an X-ray source for radiating X rays; a monochromator for converting the X rays radiated from the X-ray source to monochromatized parallel light to emit the same; a slit for prescribing the emission region of X rays of the monochromator to irradiate a linear region with the emitted X rays; a conveying part for conveying a plane stage which can be loaded with a sample to a position where the sample is irradiated with X rays; and a two-dimensional type detector for detecting the X-ray scattering image scattered from the linear region of the sample irradiated with X rays and the conveying part feeds the plane stage in the direction crossing the linear region in the longitudinal direction. <P>COPYRIGHT: (C)2011,JPO&INPIT

Description

この発明は、X線小角散乱測定装置並びにその装置を用いて試料を測定する方法に関する。   The present invention relates to an X-ray small angle scattering measuring apparatus and a method for measuring a sample using the apparatus.

近年、ナノ粒子やナノ構造体等を利用した発光デバイスが注目されている。例えば、半導体ナノ粒子を蛍光体として利用し、この半導体ナノ粒子を分散させて平面体を形成することにより発光デバイスを作成する試みが行われている。CdSe等のII−VI族化合物半導体やInP等のIII−V族化合物半導体が、このデバイスの材料として研究され(例えば、非特許文献1及び2参照)、これらの半導体ナノ粒子を蛍光体として利用する場合、半導体ナノ粒子のサイズが小さくなるほど蛍光体の蛍光波長が短波長となることが知られている(例えば、非特許文献2参照)。このため、半導体ナノ粒子を分散させて形成された発光デバイスの場合、その発光特性の評価として、ナノ粒子のサイズの測定とともにその分布を測定することが重要となる。   In recent years, light-emitting devices using nanoparticles, nanostructures, and the like have attracted attention. For example, attempts have been made to create a light-emitting device by using semiconductor nanoparticles as a phosphor and dispersing the semiconductor nanoparticles to form a planar body. II-VI group compound semiconductors such as CdSe and III-V group compound semiconductors such as InP have been studied as materials for this device (for example, see Non-Patent Documents 1 and 2), and these semiconductor nanoparticles are used as phosphors. In this case, it is known that the fluorescence wavelength of the phosphor becomes shorter as the size of the semiconductor nanoparticles becomes smaller (see, for example, Non-Patent Document 2). For this reason, in the case of a light emitting device formed by dispersing semiconductor nanoparticles, it is important to measure the distribution along with the measurement of the size of the nanoparticles as an evaluation of the light emission characteristics.

このナノ粒子のサイズを測定する方法として、粒子のサイズや形状に応じて生じるX線の散乱を利用するX線小角散乱法が知られている。例えば、基板上に作成されたナノ粒子等の試料の形状、分布、厚さ等の3次元的な情報を得るため、基板上の試料に対してX線を微小角度で照射し、前記試料から散乱されるX線を2次元型の検出器を用いて測定する反射X線小角散乱測定装置において、前記検出器6面上で測定されるX線の強度の一部を減衰させる減衰機構7を設けることが知られている(例えば、特許文献1参照)。   As a method for measuring the size of the nanoparticles, an X-ray small angle scattering method using X-ray scattering generated according to the size and shape of the particles is known. For example, in order to obtain three-dimensional information such as the shape, distribution, and thickness of a sample such as a nanoparticle created on a substrate, the sample on the substrate is irradiated with X-rays at a minute angle, In a reflected X-ray small angle scattering measurement apparatus that measures scattered X-rays using a two-dimensional detector, an attenuation mechanism 7 for attenuating a part of the X-ray intensity measured on the detector 6 surface is provided. It is known to provide (for example, refer to Patent Document 1).

特開2007−163260号公報JP 2007-163260 A

Olga I.Micic,Calvin J.Curtis,Kim M.Jones,Julian R.Sprague,and Arthur J.Nozik,Synthesis and Characterization of InP Quantum Dots,「The Journal of Physical Chemistry」,Vol.98,No.19,1994,p.4966−4969Olga I.I. Micic, Calvin J. et al. Curtis, Kim M. et al. Jones, Julian R. Sprague, and Arthur J. et al. Nozik, Synthesis and Characterization of InP Quantum Dots, “The Journal of Physical Chemistry”, Vol. 98, no. 19, 1994, p. 4966-4969 C.B.Murray,D.J.Norris,and M.G.Bawendi,Synthesis and Characterization of Nearly Monodisperse CdE(E=S,Se,Te) Semiconductor Nanocrystallites,「Journal of the American Chemical Society」,1993,115,p.8706−8715C. B. Murray, D.M. J. et al. Norris, and M.M. G. Bawendi, Synthesis and Charactarization of Nearly Monodisperse CdE (E = S, Se, Te) Semiconductor Nanocrystallines, “Journal of the American 115. 8706-8715

しかしながら、半導体ナノ粒子を分散させた平面体を測定する場合、上記の反射X線小角散乱測定装置は、2次元検出器を用いるものの、入射X線付近の散乱X線を測定する装置であるため、その測定範囲が十分でない場合がある。このため、測定範囲の拡大が望まれる。2次元平面(例えば、平面体)に分散しているナノサイズの粒子の大きさを測定し、その平面内で粒子がどのように分布しているかを評価する装置が望まれる。   However, when measuring a planar body in which semiconductor nanoparticles are dispersed, the above reflected X-ray small angle scattering measuring apparatus uses a two-dimensional detector, but is an apparatus that measures scattered X-rays near incident X-rays. The measurement range may not be sufficient. For this reason, expansion of the measurement range is desired. An apparatus that measures the size of nano-sized particles dispersed in a two-dimensional plane (for example, a plane) and evaluates how the particles are distributed in the plane is desired.

この発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、2次元平面におけるナノサイズの粒子の大きさを測定するとともに、その粒子の2次元平面での平面的分布を測定する装置を提供するものである。   The present invention has been made in view of such circumstances, and provides an apparatus for measuring the size of nano-sized particles in a two-dimensional plane and measuring the planar distribution of the particles in the two-dimensional plane. To do.

この発明によれば、X線を放射するX線源と、X線源から放射されるX線を、単色化された平行光にして出射させるモノクロメーターと、出射されるX線が線状領域を照射するように、モノクロメーターのX線の出射領域を規定するスリットと、試料を搭載可能な平面ステージを前記試料がX線に照射される位置に搬送する搬送部と、X線の照射をうけた前記試料の線状領域から散乱されて形成されるX線散乱像を検出する2次元型検出器と、を備え、前記搬送部が前記線状領域の長手方向と交差する方向に前記平面ステージを搬送するX線小角散乱測定装置が提供される。   According to the present invention, an X-ray source that emits X-rays, a monochromator that emits X-rays emitted from the X-ray source as monochromatic parallel light, and the emitted X-rays are linear regions. A slit that defines the X-ray emission area of the monochromator, a transport unit that transports a flat stage on which the sample can be mounted to a position where the sample is irradiated with X-rays, and X-ray irradiation A two-dimensional detector that detects an X-ray scattered image formed by scattering from the linear region of the sample that has been received, and the plane of the plane in a direction that intersects the longitudinal direction of the linear region An X-ray small angle scattering measurement apparatus for conveying a stage is provided.

この発明によれば、X線を放射するX線源と、X線源から放射されるX線を、単色化された平行光にして出射させるモノクロメーターと、出射されるX線が線状領域を照射するように、モノクロメーターのX線の出射領域を規定するスリットと、試料を搭載可能な平面ステージを前記試料がX線に照射される位置に搬送する搬送部と、X線の照射をうけた前記試料の線状領域から散乱されて形成されるX線散乱像を検出する2次元型検出器と、を備え、前記搬送部が前記線状領域の長手方向と交差する方向に前記平面ステージを搬送するので、前記2次元型検出器が検出したX線散乱像におけるX線強度分布に基づいて、散乱角度に対するX線散乱強度分布を、前記線状領域における試料の各位置毎に求めることができる。このため、前記線状領域の長手方向と交差する方向に試料を移動させて測定することにより、前記試料内の2次元的なX線散乱強度分布を求めることができる。従って、ナノサイズの粒子等が分散された試料を測定することにより、試料内の各位置におけるナノサイズの粒子の大きさを測定できるとともに、その粒子の試料内での2次元的分布を測定できる。   According to the present invention, an X-ray source that emits X-rays, a monochromator that emits X-rays emitted from the X-ray source as monochromatic parallel light, and the emitted X-rays are linear regions. A slit that defines the X-ray emission area of the monochromator, a transport unit that transports a flat stage on which the sample can be mounted to a position where the sample is irradiated with X-rays, and X-ray irradiation A two-dimensional detector that detects an X-ray scattered image formed by scattering from the linear region of the sample that has been received, and the plane of the plane in a direction that intersects the longitudinal direction of the linear region Since the stage is transported, the X-ray scattering intensity distribution with respect to the scattering angle is obtained for each position of the sample in the linear region based on the X-ray intensity distribution in the X-ray scattering image detected by the two-dimensional detector. be able to. For this reason, the two-dimensional X-ray scattering intensity distribution in the sample can be obtained by moving the sample in the direction intersecting with the longitudinal direction of the linear region. Therefore, by measuring a sample in which nano-sized particles are dispersed, the size of the nano-sized particles at each position in the sample can be measured, and the two-dimensional distribution of the particles in the sample can be measured. .

この発明の実施形態に係るX線小角散乱測定装置の光学系を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the optical system of the X-ray small angle scattering measuring apparatus which concerns on embodiment of this invention. この発明の実施形態に係るX線小角散乱測定装置の光学系を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the optical system of the X-ray small angle scattering measuring apparatus which concerns on embodiment of this invention. この発明の実施形態に係るX線小角散乱測定装置の外観図である。1 is an external view of an X-ray small angle scattering measurement apparatus according to an embodiment of the present invention. この発明の実施形態に係るX線小角散乱測定装置の外観図である。1 is an external view of an X-ray small angle scattering measurement apparatus according to an embodiment of the present invention. この発明の実施形態に係るX線小角散乱測定装置の制御部のブロック図である。It is a block diagram of the control part of the X-ray small angle scattering measuring apparatus which concerns on embodiment of this invention. X線小角散乱法を用いて、試料1を測定したときのX線散乱強度を示す図である。It is a figure which shows X-ray scattering intensity when the sample 1 is measured using a X-ray small angle scattering method. X線小角散乱法を用いて、試料2を測定したときのX線散乱強度を示す図である。It is a figure which shows X-ray scattering intensity when the sample 2 is measured using a X-ray small angle scattering method.

この発明のX線小角散乱測定装置は、X線を放射するX線源と、X線源から放射されるX線を、単色化された平行光にして出射させるモノクロメーターと、出射されるX線が線状領域を照射するように、モノクロメーターのX線の出射領域を規定するスリットと、試料を搭載可能な平面ステージを前記試料がX線に照射される位置に搬送する搬送部と、X線の照射をうけた前記試料の線状領域から散乱されて形成されるX線散乱像を検出する2次元型検出器と、を備え、前記搬送部が前記線状領域の長手方向と交差する方向に前記平面ステージを搬送することを特徴とする。   An X-ray small angle scattering measuring apparatus according to the present invention includes an X-ray source that emits X-rays, a monochromator that emits X-rays emitted from the X-ray source as monochromatic parallel light, and X-rays that are emitted. A slit that defines the X-ray emission region of the monochromator so that the line irradiates the linear region, a transport unit that transports a flat stage on which the sample can be mounted to a position where the sample is irradiated with the X-ray, A two-dimensional detector that detects an X-ray scattering image formed by scattering from a linear region of the sample that has been irradiated with X-rays, and the transport section intersects the longitudinal direction of the linear region The planar stage is transported in a direction to be moved.

この発明のX線小角散乱測定装置は、ナノサイズの粒子や構造体が含まれる構造物の測定に用いることが好ましい。この構造物は、特に平面状の構造物が好ましく、また、10nm以下の大きさの粒子、構造体が好ましい。また、この発明のX線小角散乱測定装置は、粒子等を液体又は固体に分散させた構造物の測定に用いてもよい。例えば、半導体ナノ粒子の測定に用いてもよく、液体及び固体(例えば、ゲル、流動体)に半導体ナノ粒子が分散されたものを測定対象としてもよい。   The X-ray small angle scattering measurement apparatus of the present invention is preferably used for measurement of structures including nano-sized particles and structures. This structure is particularly preferably a planar structure, and particles and structures having a size of 10 nm or less are preferable. Further, the X-ray small angle scattering measuring apparatus of the present invention may be used for measuring a structure in which particles or the like are dispersed in a liquid or solid. For example, you may use for the measurement of a semiconductor nanoparticle, and it is good also considering the thing by which the semiconductor nanoparticle was disperse | distributed in the liquid and solid (for example, a gel, a fluid).

また、この発明のX線小角散乱測定装置は、X線小角散乱法を採用し、散乱角度がおよそ10度以下で現れる小角領域で用いることができる。小角領域は、結晶構造に対応して現れる中角での回折現象と異なり、粒子のサイズや形状に応じて散乱が現れる。例えば、試料に拡散された半導体ナノ粒子中の電子密度が分かっている場合には、粒子のサイズ、ナノ粒子の空間密度が分かるため、X線小角散乱法はデバイスの評価を行うのに最適な手法となる。   The X-ray small angle scattering measuring apparatus of the present invention employs the X-ray small angle scattering method, and can be used in a small angle region where the scattering angle appears at about 10 degrees or less. In the small-angle region, unlike the diffraction phenomenon at the medium angle that appears corresponding to the crystal structure, scattering appears depending on the size and shape of the particles. For example, if the electron density in the semiconductor nanoparticles diffused in the sample is known, the size of the particles and the spatial density of the nanoparticles can be known. Therefore, the X-ray small angle scattering method is optimal for device evaluation. It becomes a method.

例えば、この発明のX線小角散乱測定装置は、2次元マトリックス状に分散されたナノ粒子から構成されるデバイス(半導体ナノ粒子が分散された発光素子など)の測定に用いることができる。この場合、ナノ粒子の大きさ、平面内での分布(デバイス内の平面的分布)を測定することができるため、信頼性に優れた発光デバイスが容易に製造できるようになる。また、この発明のX線小角散乱測定装置を用いることにより、デバイスを破壊することなく測定することができ、半導体ナノ粒子の構造に影響を与えずに測定することができる。つまり、この発明のX線小角散乱測定装置は、非破壊検査として優れる。X線小角散乱法では、散乱強度のピークに対応する角度と粒子の大きさに明確な関係があるので、小角領域においてX線の散乱強度を測定することにより、試料に含まれる粒子の大きさを求めることができる。従って、発光デバイスの平面に分散された粒子の大きさを測定し、平面内において、どのような大きさの粒子がどのように分布しているかを評価することにより、発光デバイスとしての評価(例えば、波長特性の評価)が可能となる。   For example, the X-ray small angle scattering measuring apparatus of the present invention can be used for measuring a device composed of nanoparticles dispersed in a two-dimensional matrix (such as a light emitting element in which semiconductor nanoparticles are dispersed). In this case, since the size of the nanoparticles and the distribution in the plane (planar distribution in the device) can be measured, a light-emitting device with excellent reliability can be easily manufactured. Moreover, by using the X-ray small angle scattering measurement apparatus of the present invention, measurement can be performed without destroying the device, and measurement can be performed without affecting the structure of the semiconductor nanoparticles. That is, the X-ray small angle scattering measuring apparatus of the present invention is excellent as a nondestructive inspection. In the X-ray small angle scattering method, since there is a clear relationship between the angle corresponding to the peak of the scattering intensity and the size of the particle, the size of the particle contained in the sample can be determined by measuring the X-ray scattering intensity in the small angle region. Can be requested. Therefore, by measuring the size of the particles dispersed in the plane of the light emitting device and evaluating how the size of the particles are distributed in the plane, evaluation as a light emitting device (for example, , Evaluation of wavelength characteristics) becomes possible.

また、この発明のX線小角散乱測定装置は、他のX線反射(又は透過)に関する測定方法と兼用される装置であってもよい。例えば、X線装置回折法と兼用される装置であってもよい。ただし、Bragg角に相応する面間隔を持つ格子面が乱れなく等幅で有限個存在するとの仮定が成立する場合にX線装置回折法が有効であるため、測定対象(例えば、結晶)内に歪が存在する場合には、X線装置回折法に関する以下の式(1)の適用に限界が生じる。
D=K・λ/B・cosθ・・・式(1)
(Dは測定対象に含まれる粒子の大きさ[nm]、λは回折に用いられるX線の波長[nm]、θはBragg角[deg]、BはBragg角における回折ピークの半値幅[deg]を表わす。また、Kは加重係数であり、測定対象に含まれる粒子が理想的な球状を持つと仮定し、Dを体積加重平均径として平均値を求める場合にはKは0.94の値である。)
In addition, the X-ray small angle scattering measurement apparatus of the present invention may be an apparatus that is also used as a measurement method related to other X-ray reflection (or transmission). For example, an apparatus that is also used as an X-ray apparatus diffraction method may be used. However, the X-ray apparatus diffraction method is effective when it is assumed that there are a finite number of lattice planes having a plane interval corresponding to the Bragg angle without any disturbance. When there is distortion, there is a limit to the application of the following formula (1) relating to the X-ray apparatus diffraction method.
D = K · λ / B · cos θ (1)
(D is the size [nm] of the particles included in the measurement object, λ is the wavelength [nm] of the X-ray used for diffraction, θ is the Bragg angle [deg], and B is the half-width of the diffraction peak at the Bragg angle [deg]. K is a weighting coefficient, and assuming that the particles included in the measurement object have an ideal spherical shape, K is 0.94 when an average value is obtained by using D as a volume weighted average diameter. Value.)

一般に、半導体ナノ粒子は一般的な結晶と比べ表面近傍原子の割合が増えるため、表面近傍では結晶中と異なる静電ポテンシャルの影響からその結晶構造に歪みを有する可能性がある。その場合、数式(1)において、半値幅が広がる原因として、結晶サイズの減少と結晶のゆがみの双方が存在することとなるため、測定対象がデバイスに分散された半導体ナノ粒子である場合、半導体ナノ粒子へのX線装置回折法の適用に限界が生じる。このため、半導体ナノ粒子の測定では、粒子サイズを簡便かつ定量的に計測する方法としてX線小角散乱法が好ましいことになる。   In general, since semiconductor nanoparticles have a higher proportion of atoms near the surface than general crystals, there is a possibility that the crystal structure is distorted near the surface due to the influence of an electrostatic potential different from that in the crystal. In that case, in Formula (1), both the reduction of the crystal size and the distortion of the crystal exist as the cause of the expansion of the full width at half maximum. Therefore, when the measurement object is semiconductor nanoparticles dispersed in the device, Limitations apply to the application of X-ray apparatus diffraction to nanoparticles. For this reason, in the measurement of semiconductor nanoparticles, the X-ray small angle scattering method is preferable as a method for measuring the particle size simply and quantitatively.

この発明の実施形態において、前記搬送部と前記2次元型検出器とを制御する制御部をさらに備え、前記制御部は、前記試料へのX線の入射角が一定の角度を保つように前記搬送部に前記平面ステージを搬送させ、前記搬送部が一定距離移動する毎に、前記2次元型検出器に前記X線散乱像を検出させてもよい。この実施形態によれば、前記試料の線状領域における長手方向の位置毎に散乱角度に対するX線散乱強度分布を算出するためのデータを、前記搬送部が一定距離移動する毎に自動的に取得する装置を提供できる。このため、前記試料内の2次元的なX線散乱強度分布を求めることができる。従って、例えば、試料内のナノサイズの粒子の大きさを測定できるとともに、その粒子の試料内での2次元的分布を測定できる。   In an embodiment of the present invention, the apparatus further includes a control unit that controls the transport unit and the two-dimensional detector, and the control unit is configured to maintain the X-ray incident angle on the sample at a constant angle. The flat stage may be transported by a transport unit, and the X-ray scattering image may be detected by the two-dimensional detector each time the transport unit moves a certain distance. According to this embodiment, the data for calculating the X-ray scattering intensity distribution with respect to the scattering angle for each position in the longitudinal direction in the linear region of the sample is automatically acquired every time the transport unit moves a certain distance. Can be provided. For this reason, the two-dimensional X-ray scattering intensity distribution in the sample can be obtained. Therefore, for example, the size of nano-sized particles in the sample can be measured, and the two-dimensional distribution of the particles in the sample can be measured.

また、この発明の実施形態において、前記一定距離が前記スリット幅の大きさ以上であってもよい。この実施形態によれば、前記搬送部がスリット幅の大きさ以上の距離を移動する毎に、制御部が前記2次元型検出器に前記X線散乱像を検出させるので、前記搬送部の移動の前後においてX線により線状領域で照射される試料の位置が異なる。このため、試料の位置が重複しないX線散乱像のデータを取得できる。従って、より正確な2次元的なX線散乱強度分布を求めることができる。また、この実施形態によれば、少なくともスリットの幅単位で、X線散乱強度分布を算出するためのデータを取得できる。   In the embodiment of the present invention, the certain distance may be greater than or equal to the slit width. According to this embodiment, the control unit causes the two-dimensional detector to detect the X-ray scattering image every time the transport unit moves a distance equal to or larger than the slit width. The position of the sample irradiated in the linear region by X-rays differs before and after. For this reason, the data of the X-ray-scattering image in which the position of a sample does not overlap can be acquired. Therefore, a more accurate two-dimensional X-ray scattering intensity distribution can be obtained. Further, according to this embodiment, it is possible to acquire data for calculating the X-ray scattering intensity distribution at least in the slit width unit.

ここで、スリットの幅は、スリットがX線の出射領域を規定する幅であり、スリットがX線を出射させる領域を含む。つまり、X線がスリットを構成する材料を透過する領域を含み、物理的なスリットの幅で規定されるものではない。例えば、スリットがX線を減衰させるフィルターを含む構成であっても、スリットからX線が出射される領域の幅(短辺方向)がスリットの幅を構成する。   Here, the width of the slit is a width that defines the X-ray emission region, and includes a region where the slit emits X-rays. That is, it includes a region where X-rays pass through the material constituting the slit and is not defined by the physical slit width. For example, even if the slit includes a filter that attenuates X-rays, the width (short-side direction) of the region where the X-rays are emitted from the slit constitutes the width of the slit.

また、スリットの幅は、スリットがX線により試料に投影されたときの幅であってもよい。この場合、X線源及びモノクロメーターとステージ上の試料との位置関係からX線により試料に投影されるスリットの幅を演算して、スリットの幅としてもよい。   The width of the slit may be the width when the slit is projected onto the sample by X-rays. In this case, the width of the slit projected onto the sample by the X-ray may be calculated from the positional relationship between the X-ray source and the monochromator and the sample on the stage, and the slit width may be obtained.

また、この発明の実施形態において、前記X線散乱像のX線強度分布及び前記2次元型検出器内の位置情報に基づいて、散乱角度に対するX線散乱強度分布を、前記試料の線状領域における長手方向の位置毎に演算する演算部を備えてもよい。
ここで、前記試料の線状領域における長手方向の位置は、スリットがX線により試料に投影されたときの、スリットの長手方向における試料の位置であり、1次元的な位置である。
この実施形態によれば、前記試料の線状領域における長手方向の各位置が示す散乱角度に対するX線散乱強度分布を自動的に演算する装置を提供できる。
In an embodiment of the present invention, an X-ray scattering intensity distribution with respect to a scattering angle is calculated based on an X-ray intensity distribution of the X-ray scattering image and position information in the two-dimensional detector, and a linear region of the sample is obtained. You may provide the calculating part which calculates for every position of the longitudinal direction in.
Here, the position in the longitudinal direction of the linear region of the sample is the position of the sample in the longitudinal direction of the slit when the slit is projected onto the sample by X-rays, and is a one-dimensional position.
According to this embodiment, it is possible to provide an apparatus that automatically calculates the X-ray scattering intensity distribution with respect to the scattering angle indicated by each position in the longitudinal direction in the linear region of the sample.

また、この発明の実施形態において、前記X線散乱像のX線強度分布及び前記2次元型検出器内の位置情報並びに前記搬送部が搬送した位置情報に基づいて、散乱角度に対するX線散乱強度分布を、前記試料の平面的な分布として演算する演算部を備えてもよい。この実施形態によれば、前記試料の線状領域における長手方向の各位置が示す散乱角度に対するX線散乱強度分布だけでなく、搬送部が一定距離搬送した距離単位の試料のX線散乱強度分布を自動で演算する装置を提供できる。   In the embodiment of the present invention, the X-ray scattering intensity with respect to the scattering angle based on the X-ray intensity distribution of the X-ray scattering image, the position information in the two-dimensional detector, and the position information transferred by the transfer unit. You may provide the calculating part which calculates distribution as planar distribution of the said sample. According to this embodiment, not only the X-ray scattering intensity distribution with respect to the scattering angle indicated by each position in the longitudinal direction in the linear region of the sample, but also the X-ray scattering intensity distribution of the sample in the distance unit transported by the transport unit for a certain distance. Can be provided.

また、この発明の実施形態は、前記X線散乱像のX線強度分布及び前記2次元型検出器内の位置情報に基づいて、散乱角度に対するX線散乱強度分布を、前記試料の線状領域における長手方向の位置毎に演算し、さらに、前記搬送部が搬送した位置情報に基づいて前記試料の平面的な分布として演算する演算部であってもよい。   Further, according to an embodiment of the present invention, an X-ray scattering intensity distribution with respect to a scattering angle is calculated based on an X-ray intensity distribution of the X-ray scattering image and position information in the two-dimensional detector, and a linear region of the sample is obtained. Further, a calculation unit that calculates each position in the longitudinal direction of the sample and further calculates a planar distribution of the sample based on the position information transferred by the transfer unit may be used.

また、この実施形態において、前記制御部は、前記2次元型検出器に、バックグラウンドX線の強度を検出させ、前記演算部は、前記X線散乱像のX線強度から前記バックグラウンドX線の強度を減算して、試料に対するX線散乱強度分布を演算してもよい。この実施形態によれば、前記2次元型検出器が検出したX線散乱像のX線強度からより正確なX線散乱強度分布を得ることができる。   In this embodiment, the control unit causes the two-dimensional detector to detect the intensity of background X-rays, and the calculation unit calculates the background X-rays based on the X-ray intensity of the X-ray scattered image. May be subtracted to calculate the X-ray scattering intensity distribution for the sample. According to this embodiment, a more accurate X-ray scattering intensity distribution can be obtained from the X-ray intensity of the X-ray scattering image detected by the two-dimensional detector.

また、この実施形態において、前記2次元型検出器は、2次元に画素が配列されたCCDであってもよいし、また、イメージングプレートであってもよい。前記2次元型検出器は、X線強度を測定でき、2次元的に検出器が配置された装置であればよい。   In this embodiment, the two-dimensional detector may be a CCD in which pixels are two-dimensionally arranged, or may be an imaging plate. The two-dimensional detector may be any device that can measure the X-ray intensity and has the detector arranged two-dimensionally.

また、この発明の試料のX線小角散乱を測定する測定方法は、この発明のX線小角散乱測定装置を用いて、前記試料へのX線の入射角が一定の角度を保つように前記搬送部に前記平面ステージを搬送させ、前記搬送部が一定距離移動する毎に、前記2次元型検出器に前記X線散乱像を検出させて、前記試料のX線小角散乱を測定することを特徴とする。
この発明によれば、前記試料の線状領域における長手方向の位置毎に、散乱角度に対するX線散乱強度分布を算出するためのデータを、前記搬送部が一定距離移動する毎に取得するので、前記試料内の2次元的なX線散乱強度分布を求めることができる。従って、例えば、試料内におけるナノサイズの粒子の大きさを測定できるとともに、その粒子の試料内での2次元的分布を測定できる。
Further, the measuring method for measuring the X-ray small angle scattering of the sample of the present invention uses the X-ray small angle scattering measuring apparatus of the present invention to carry out the conveyance so that the incident angle of the X-ray to the sample is kept constant. The flat stage is transported by a part, and the X-ray scattering image is detected by the two-dimensional detector each time the transport part moves a certain distance, and X-ray small angle scattering of the sample is measured. And
According to this invention, for each position in the longitudinal direction in the linear region of the sample, data for calculating an X-ray scattering intensity distribution with respect to a scattering angle is acquired every time the transport unit moves a certain distance. A two-dimensional X-ray scattering intensity distribution in the sample can be obtained. Therefore, for example, the size of nano-sized particles in the sample can be measured, and the two-dimensional distribution of the particles in the sample can be measured.

また、この発明の試料に含まれる粒子の大きさを測定する方法は、この発明のX線小角散乱測定装置を用いて、前記X線散乱像を前記2次元型検出器に検出させ、前記X線散乱像のX線強度分布及び前記2次元型検出器内の位置情報に基づいて、散乱角度に対するX線散乱強度分布を、前記試料の線状領域における長手方向の位置毎に演算することを特徴とする。
この発明によれば、前記2次元型検出器が検出したX線散乱像におけるX線強度分布に基づいて、散乱角度に対するX線散乱強度分布を、前記線状領域における試料の各位置毎に求めて試料に含まれる粒子の大きさを測定できる。このため、前記線状領域の長手方向と交差する方向に試料を移動させて測定することにより、前記試料内の2次元的なX線散乱強度分布を求めて試料を解析できる。従って、ナノサイズの粒子等が分散された試料を測定することにより、試料内の各位置におけるナノサイズの粒子の大きさを解析できるとともに、その粒子の試料内での2次元的分布を解析できる。
Further, the method for measuring the size of the particles contained in the sample of the present invention uses the X-ray small angle scattering measurement apparatus of the present invention to detect the X-ray scattering image by the two-dimensional detector, and Based on the X-ray intensity distribution of the ray-scattered image and the position information in the two-dimensional detector, the X-ray scattering intensity distribution with respect to the scattering angle is calculated for each longitudinal position in the linear region of the sample. Features.
According to this invention, based on the X-ray intensity distribution in the X-ray scattering image detected by the two-dimensional detector, the X-ray scattering intensity distribution with respect to the scattering angle is obtained for each position of the sample in the linear region. Thus, the size of the particles contained in the sample can be measured. For this reason, the sample can be analyzed by obtaining a two-dimensional X-ray scattering intensity distribution in the sample by moving the sample in the direction intersecting with the longitudinal direction of the linear region. Therefore, by measuring a sample in which nano-sized particles or the like are dispersed, the size of the nano-sized particles at each position in the sample can be analyzed, and the two-dimensional distribution of the particles in the sample can be analyzed. .

また、この発明の試料を解析する解析方法に係る実施形態は、この発明の試料のX線小角散乱を測定する測定方法に加えて、前記測定方法により測定された前記X線散乱像のX線強度分布及び前記2次元型検出器内の位置情報並びに前記搬送部が搬送した位置情報に基づいて、散乱角度に対するX線散乱強度分布を、前記試料の平面的な分布として演算して、試料に含まれる粒子の大きさを測定してもよい。この実施形態によれば、試料が示す2次元的なX線散乱強度分布を求めることができる。   In addition to the measurement method for measuring the X-ray small angle scattering of the sample of the present invention, the embodiment related to the analysis method for analyzing the sample of the present invention is an X-ray of the X-ray scattering image measured by the measurement method. Based on the intensity distribution, the position information in the two-dimensional detector and the position information transported by the transport unit, the X-ray scattering intensity distribution with respect to the scattering angle is calculated as a planar distribution of the sample, The size of the contained particles may be measured. According to this embodiment, the two-dimensional X-ray scattering intensity distribution indicated by the sample can be obtained.

以下、X線小角散乱法を説明するとともに、図面に示す実施形態を用いて、この発明を詳述する。   Hereinafter, the X-ray small angle scattering method will be described, and the present invention will be described in detail using embodiments shown in the drawings.

(実施形態に係る装置)
この発明の実施形態に係るX線小角散乱測定装置について、図1〜図4を参照して説明する。図1及び図2に、この実施形態に係るX線小角散乱測定装置の光学系を説明するための概念図を示す。図3及び4に、この実施形態に係るX線小角散乱測定装置の外観図を示す。図1は、この装置の光学系の斜視図であり、図2は、この装置の光学上面図である。また、図3は、この装置の上面図であり、図4は、この装置の側面図である。
(Apparatus according to the embodiment)
An X-ray small angle scattering measurement apparatus according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 and 2 are conceptual diagrams for explaining the optical system of the X-ray small angle scattering measurement apparatus according to this embodiment. 3 and 4 are external views of the X-ray small angle scattering measuring apparatus according to this embodiment. FIG. 1 is a perspective view of the optical system of this apparatus, and FIG. 2 is an optical top view of this apparatus. FIG. 3 is a top view of the device, and FIG. 4 is a side view of the device.

図1に示すように、この実施形態に係るX線小角散乱測定装置は、X線源1と、モノクロメーター2と、スリット3と、2次元型検出器6とを備える光学系により構成されている。   As shown in FIG. 1, the X-ray small angle scattering measurement apparatus according to this embodiment is configured by an optical system including an X-ray source 1, a monochromator 2, a slit 3, and a two-dimensional detector 6. Yes.

X線源1は、線焦点のX線源であり、X線管を用いている。この実施形態では、X線がスリット3を介して試料5を線状の領域で照射するため、線焦点のX線源を用いるとよい。例えば、X線管銅の特性X線であるKα線を放射する線焦点のX線管を用いる。X線源から放射されたX線は、モノクロメーター2において平行光にするため、モノクロメーター2の特性と考慮して、適切な発散角を有するX線源を選定するとよい。   The X-ray source 1 is an X-ray source with a line focus, and uses an X-ray tube. In this embodiment, since the X-rays irradiate the sample 5 in a linear region through the slit 3, a line-focused X-ray source may be used. For example, an X-ray tube having a line focal point that emits Kα rays that are characteristic X-rays of X-ray tube copper is used. Since the X-rays emitted from the X-ray source are converted into parallel light in the monochromator 2, an X-ray source having an appropriate divergence angle may be selected in consideration of the characteristics of the monochromator 2.

また、モノクロメーター2は、X線源から放射されるX線を単色化させるとともに平行光にして、X線を出射させている。この実施形態では、モノクロメーター2として、多層膜型のX線ミラーが用いられている。モノクロメーター2には、X線源から放射されるX線の波長特性に応じて市販のものを選定すればよい。例えば、多層膜ミラーなどのモノクロメーターを用いることができる。   Further, the monochromator 2 emits X-rays by making the X-rays radiated from the X-ray source monochromatic and making them parallel light. In this embodiment, a multilayer film type X-ray mirror is used as the monochromator 2. A commercially available monochromator 2 may be selected according to the wavelength characteristics of X-rays emitted from the X-ray source. For example, a monochromator such as a multilayer film mirror can be used.

また、スリット3は、モノクロメーターから出射されるX線が試料上で線状領域を照射するように、X線の出射領域を規定している。この出射領域は、X線が試料5に入射する角度ωとスリットの幅dにより定まっている。つまり、試料5に入射するX線の実効的な光線幅をdSとすると、光線幅dSは、以下の式で表すことができる。
S=d/sinω・・・(式2)
この光線幅は、試料内の各点のA方向の測定領域幅(角度ωがある一定値のときの、2次元型検出器6の測定幅)を決定することになる。このため、スリットの幅d(開口幅)を変更できるように構成することにより、X線の光線幅dを調整できるとよい。例えば、スリット3を取り替え可能な装置としてもよいし、スリット3の開口部を覆うようにしてスライドする板を設けて、X線の光線幅dを調整できるように構成してもよい。
The slit 3 defines an X-ray emission region so that X-rays emitted from the monochromator irradiate the linear region on the sample. This emission region is determined by the angle ω at which X-rays enter the sample 5 and the slit width d. That is, when the effective light beam width of the X-rays incident on the sample 5 is d S , the light beam width d S can be expressed by the following equation.
d S = d / sin ω (Equation 2)
This light beam width determines the measurement area width in the A direction of each point in the sample (measurement width of the two-dimensional detector 6 when the angle ω is a certain value). For this reason, it is preferable that the ray width d of the X-rays can be adjusted by configuring the slit so that the width d (opening width) of the slit can be changed. For example, a device that can replace the slit 3 may be used, or a plate that slides so as to cover the opening of the slit 3 may be provided so that the beam width d of the X-ray can be adjusted.

また、2次元型検出器6は、2次元に画素(ピクセル)が配列されたCCDが用いられ、このCCDの画素は、図1のA及びB方向にマトリックス状に配置されている。2次元型検出器6は、試料5がX線に照射されたときに試料5から散乱されるX線の強度を検出したり、バックグラウンドX線の強度を検出したりする機能を備えている。2次元型検出器6は、各画素が検出したX線強度値と各画素の位置情報とを出力するので、この実施形態に係る装置は、X線散乱強度を位置A,B双方に対する分布を持つ関数としてマトリックスデータとして検出できる。
なお、2次元型検出器6には、例えば、イメージングプレートを用いてもよい。
The two-dimensional detector 6 uses a CCD in which pixels (pixels) are two-dimensionally arranged, and the pixels of the CCD are arranged in a matrix in the A and B directions in FIG. The two-dimensional detector 6 has a function of detecting the intensity of X-rays scattered from the sample 5 and detecting the intensity of background X-rays when the sample 5 is irradiated with X-rays. . Since the two-dimensional detector 6 outputs the X-ray intensity value detected by each pixel and the position information of each pixel, the apparatus according to this embodiment distributes the X-ray scattering intensity for both the positions A and B. It can be detected as matrix data as a function.
For the two-dimensional detector 6, for example, an imaging plate may be used.

図1及び2に示されるように、2次元型検出器6は、画素(ピクセル)が配列する向き(図1のB方向)がスリットの長手方向と平行になるように配置されている。このように配置すると、2次元検出器6が検出するX線は試料5から散乱されるX線であるため、2次元検出器6におけるB方向の各ピクセルの位置は、試料におけるY方向の各位置と一致することになる。また、2次元検出器6におけるA方向の各画素の位置は、散乱角2θに対応することになる。このため、2次元検出器6の各画素が検出したX線の強度から、試料におけるY方向の各位置からのX線散乱強度を容易に算出することができる。つまり、各位置が示す散乱角度に対するX線散乱強度分布を容易に算出することができる。   As shown in FIGS. 1 and 2, the two-dimensional detector 6 is arranged so that the direction in which pixels (pixels) are arranged (direction B in FIG. 1) is parallel to the longitudinal direction of the slit. With this arrangement, the X-rays detected by the two-dimensional detector 6 are X-rays scattered from the sample 5, and therefore the position of each pixel in the B direction in the two-dimensional detector 6 Will match the position. Further, the position of each pixel in the A direction in the two-dimensional detector 6 corresponds to the scattering angle 2θ. Therefore, the X-ray scattering intensity from each position in the Y direction on the sample can be easily calculated from the X-ray intensity detected by each pixel of the two-dimensional detector 6. That is, the X-ray scattering intensity distribution with respect to the scattering angle indicated by each position can be easily calculated.

なお、2次元型検出器6は、ステージ4(又は試料5)との間に、縦発散防止用のソーラースリットを導入してもよい。これにより、試料から縦方向への散乱角度が大きくなり、試料内各点からの散乱がY方向で混成する場合、X線散乱の混成によるピーク算出の誤りを防ぐことができる。ソーラースリットの位置は、2次元型検出器6とステージ4(又は試料5)との間であればよく、試料がX線散乱をした後の個所であればよい。   The two-dimensional detector 6 may introduce a solar slit for preventing vertical divergence between the stage 4 (or the sample 5). As a result, the scattering angle in the vertical direction from the sample is increased, and when the scattering from each point in the sample is mixed in the Y direction, an error in peak calculation due to mixing of X-ray scattering can be prevented. The position of the solar slit may be between the two-dimensional detector 6 and the stage 4 (or the sample 5), and may be a location after the sample has been subjected to X-ray scattering.

また、この実施形態に係る装置は、図3及び図4に示すように、試料を搭載可能なステージ4と、ステージ4を、試料5がX線に照射される位置に搬送する搬送部70とを備えている。   Further, as shown in FIGS. 3 and 4, the apparatus according to this embodiment includes a stage 4 on which a sample can be mounted, and a transfer unit 70 that transfers the stage 4 to a position where the sample 5 is irradiated with X-rays. It has.

ステージ4は、板状体で形成され、その一方の面に試料5を保持可能なように構成されている。図3及び図4に示す実施形態では、試料5はステージ4を構成する板状体の表面(図3では側面)にホルダー41によって保持するように構成され、ステージ4は搬送部(X軸スライダーを含む)70上に配置されて固定されている。   The stage 4 is formed of a plate-like body, and is configured so that the sample 5 can be held on one surface thereof. In the embodiment shown in FIGS. 3 and 4, the sample 5 is configured to be held by a holder 41 on the surface (side surface in FIG. 3) of the plate-like body constituting the stage 4, and the stage 4 is configured to be a transport unit (X-axis slider). (Including) 70).

また、搬送部70は、X軸スライダー70と、Y軸スライダー72と、回転部74と、2次元検出部回転部76と、スライダー78とで構成されている。X軸スライダー70及びY軸スライダー72並びに回転部74は、ステージ4を搬送するものであり、2次元検出部回転部76及びスライダー78は、2次元検出器6を搬送するものである。   The transport unit 70 includes an X-axis slider 70, a Y-axis slider 72, a rotation unit 74, a two-dimensional detection unit rotation unit 76, and a slider 78. The X-axis slider 70, the Y-axis slider 72, and the rotating unit 74 convey the stage 4, and the two-dimensional detection unit rotating unit 76 and the slider 78 convey the two-dimensional detector 6.

また、X軸スライダー70は、モーター71に駆動されてステージ4を搬送するように構成されている。さらに、X軸スライダー70はモーター73に駆動されて動作(移動)するY軸スライダー72に設置されている。X軸スライダー70は、ステージ4に搭載された試料5にX線が照射されるようにその位置調整をするために設けられ、Y軸スライダー72は、ステージ4上に搭載された試料5とX線ユニット10及び2次元型検出器6との高さ位置を調整するために設けられている。X軸スライダー70及びY軸スライダー72を移動させることにより、試料5の所望の位置にX線が照射されるように調整する。   Further, the X-axis slider 70 is configured to be driven by a motor 71 and transport the stage 4. Further, the X-axis slider 70 is installed on a Y-axis slider 72 that is driven (moved) by a motor 73. The X-axis slider 70 is provided to adjust the position so that the sample 5 mounted on the stage 4 is irradiated with X-rays, and the Y-axis slider 72 is connected to the sample 5 mounted on the stage 4 and the X-axis. It is provided to adjust the height position of the line unit 10 and the two-dimensional detector 6. By moving the X-axis slider 70 and the Y-axis slider 72, adjustment is performed so that a desired position of the sample 5 is irradiated with X-rays.

また、回転部74は、モーター75により駆動されて回転するように構成され、装置本体100に固定されたX線ユニット10(X線源1が収納されたユニット)に対して回転可能に構成されている。回転部74は、ステージ4上に搭載された試料5にX線が入射する角度ω(上記式(2))を調整するために設けられている。回転部74にY軸スライダー72が設置されているので、回転部74を回転させることにより、ステージ4、X軸スライダー70及びY軸スライダー72を介して、X線ユニット10から照射されたX線が試料5に所望の角度ωで入射するように調整される。   The rotating unit 74 is configured to rotate by being driven by a motor 75, and is configured to be rotatable with respect to the X-ray unit 10 (unit storing the X-ray source 1) fixed to the apparatus main body 100. ing. The rotating unit 74 is provided to adjust the angle ω (the above formula (2)) at which X-rays enter the sample 5 mounted on the stage 4. Since the Y-axis slider 72 is installed on the rotating unit 74, X-rays emitted from the X-ray unit 10 through the stage 4, the X-axis slider 70, and the Y-axis slider 72 by rotating the rotating unit 74. Is adjusted to enter the sample 5 at a desired angle ω.

回転部74により調整される角度ωは、X軸スライダー70及びステージ4とモノクロメーター2により平行光にされ放射されるX線とが平行となる位置から1度程度、回転可能であるように構成されている。X線小角散乱測定法は、散乱X線が試料内を通過することなく2次元検出器6に到達することが必要であるため、角度ω、つまりX線が試料5に入射する角度ωが1度以下であるようにする。このため、例えば、X軸スライダー70及びステージ4がX線ユニット10(X線源1が収納されたユニット)から照射されるX線と平行となるように構成され、回転部が1度程度回転可能なように構成されればよい。   The angle ω adjusted by the rotating unit 74 is configured to be able to rotate about 1 degree from the position where the X-axis slider 70 and the stage 4 and the X-ray radiated and emitted parallel by the monochromator 2 are parallel. Has been. Since the X-ray small angle scattering measurement method requires that the scattered X-rays reach the two-dimensional detector 6 without passing through the sample, the angle ω, that is, the angle ω at which the X-rays enter the sample 5 is 1. Be less than or equal to degrees. For this reason, for example, the X-axis slider 70 and the stage 4 are configured to be parallel to the X-rays irradiated from the X-ray unit 10 (the unit in which the X-ray source 1 is stored), and the rotating unit rotates about 1 degree. What is necessary is just to be comprised as possible.

また、2次元検出部回転部76は、ステージ5が設置された回転部74と分離して回転するように構成され、2次元型検出器6がスライダー78を介して2次元検出部回転部76上に設けられている。2次元検出部回転部76は、回転機構(モーターを含む)751により駆動されて回転し、回転機構751により2次元検出器6の位置が調整可能に構成されている。この2次元検出部回転部76の回転は、その回転中心が回転部74と同じ点を中心にして回転するように構成され(その回転中心を共用し)、その回転により、ステージ4上の試料5と2次元型検出器6との位置がずれないように形成されている。   The two-dimensional detection unit rotation unit 76 is configured to rotate separately from the rotation unit 74 on which the stage 5 is installed, and the two-dimensional detector 6 is connected to the two-dimensional detection unit rotation unit 76 via the slider 78. It is provided above. The two-dimensional detection unit rotation unit 76 is driven and rotated by a rotation mechanism (including a motor) 751, and the position of the two-dimensional detector 6 can be adjusted by the rotation mechanism 751. The rotation of the two-dimensional detection unit rotation unit 76 is configured such that the rotation center rotates about the same point as the rotation unit 74 (the rotation center is shared), and the sample on the stage 4 is rotated by the rotation. 5 and the two-dimensional detector 6 are formed so as not to deviate from each other.

また、スライダー(搬送部)78は、2次元型検出器用回転部76上に設置され、スライダー(搬送部)78上に2次元型検出器6が設けられている。   The slider (conveyance unit) 78 is installed on the two-dimensional detector rotation unit 76, and the two-dimensional detector 6 is provided on the slider (conveyance unit) 78.

2次元検出部回転部76及びスライダー(搬送部)78は、試料5からのX線散乱角度が大きく、2次元検出器6の画素の配列範囲を超えてX線散乱ピークが現れる場合、X線散乱ピークがこの配列範囲におさまるように2次元検出器6の位置を調整するため、配置されている。2次元型検出器用回転部76及びスライダー(搬送部)78を回転又は移動させて、2次元検出器6が所望の位置に調整される。   When the X-ray scattering angle from the sample 5 is large and the X-ray scattering peak appears beyond the arrangement range of the pixels of the two-dimensional detector 6, the two-dimensional detection unit rotating unit 76 and the slider (conveying unit) 78 are X-rays. It is arranged to adjust the position of the two-dimensional detector 6 so that the scattering peak falls within this arrangement range. The two-dimensional detector rotating unit 76 and the slider (conveying unit) 78 are rotated or moved to adjust the two-dimensional detector 6 to a desired position.

ここで、搬送部70(X軸スライダー70、Y軸スライダー72)とスリット3との関係について説明する。X線の出射領域を規定しているスリット3は、その長手方向が図4に示すS方向(Y軸スライダー72の移動可能な方向と平行な方向)となるように配置されているため、X線が試料5を照射する線状の領域(X線によるスリット3の投影像)の長辺方向(図4のS2方向)とX軸スライダー70の移動可能な方向(図4のX方向)とが直交している。また、スリット3は、その長手方向(図4のS方向)と2次元検出器6の画素が並ぶ方向(図4のB方向)とが平行するように配置されている。このため、上記で説明したように、試料のY方向と2次元検出器6のB方向とが対応する関係となっている。   Here, the relationship between the conveyance part 70 (X-axis slider 70, Y-axis slider 72) and the slit 3 is demonstrated. Since the slit 3 defining the X-ray emission region is arranged so that its longitudinal direction is the S direction shown in FIG. 4 (a direction parallel to the movable direction of the Y-axis slider 72), X The long side direction (the S2 direction in FIG. 4) of the linear region (the projected image of the slit 3 by X-rays) where the line irradiates the sample 5 and the direction in which the X-axis slider 70 can move (the X direction in FIG. 4). Are orthogonal. The slit 3 is arranged so that the longitudinal direction (the S direction in FIG. 4) and the direction in which the pixels of the two-dimensional detector 6 are arranged (the B direction in FIG. 4) are parallel. Therefore, as described above, the Y direction of the sample and the B direction of the two-dimensional detector 6 have a corresponding relationship.

X線の出射領域を規定しているスリットの長手方向は、図4に示すS方向と一致しなくともよいが、X線が試料5を照射する線状の領域(X線によるスリット3の投影像)の長辺方向とX軸スライダー70の移動可能な方向とが交差する方向にあるように、スリットの長手方向又はX軸スライダー70の移動可能な方向を設定するとよい。X軸スライダー70を移動させることにより、スリットの長手方向の幅で試料5を走査してX線強度を測定できる(スリットの長手方向以外の方向に向かって試料が散乱するX線強度を測定できる)。この場合、上記で説明したX方向とY方向が直交する関係にないので、2次元検出器6の各ピクセルが検出したX線の強度から、試料におけるY方向の各位置からのX線散乱強度を算出するときに、この角度関係を考慮して算出する必要がある。   The longitudinal direction of the slit defining the X-ray emission region does not have to coincide with the S direction shown in FIG. 4, but the linear region in which the X-ray irradiates the sample 5 (projection of the slit 3 by X-rays). The longitudinal direction of the slit or the movable direction of the X-axis slider 70 may be set so that the long side direction of the image) and the movable direction of the X-axis slider 70 intersect. By moving the X-axis slider 70, the X-ray intensity can be measured by scanning the sample 5 with the width in the longitudinal direction of the slit (the X-ray intensity scattered by the sample in a direction other than the longitudinal direction of the slit can be measured). ). In this case, since the X direction and the Y direction described above are not orthogonal to each other, the X-ray scattering intensity from each position in the Y direction on the sample is determined from the X-ray intensity detected by each pixel of the two-dimensional detector 6. Must be calculated in consideration of this angular relationship.

(制御部及び演算部)
この実施形態に係る装置は、図4に示すように、装置本体部100に制御部8を備えている。また、制御部8は、装置外部にあるCPU(演算部)9に電気的に接続されている。この装置は、制御部8とCPU(演算部)9とが、上記で説明した動作を自動的に行い、X線散乱強度分布を演算して、試料を解析するように構成されている。図5に制御部8とCPU(演算部)9との接続関係(ブロック図)を示す。図5は、実施形態に係るX線小角散乱測定装置の制御部のブロック図である。
(Control unit and calculation unit)
As shown in FIG. 4, the apparatus according to this embodiment includes a control unit 8 in the apparatus main body 100. The control unit 8 is electrically connected to a CPU (calculation unit) 9 outside the apparatus. This apparatus is configured such that the control unit 8 and the CPU (calculation unit) 9 automatically perform the operation described above, calculate the X-ray scattering intensity distribution, and analyze the sample. FIG. 5 shows a connection relationship (block diagram) between the control unit 8 and the CPU (calculation unit) 9. FIG. 5 is a block diagram of a control unit of the X-ray small angle scattering measurement apparatus according to the embodiment.

図5に示すように、制御部8は、配線を介して、X軸モータ71、Y軸モータ73、θ軸モータ75、2次元検出器モータ751、2次元検出器6、X線源ユニット10(X線源1)に接続され、これらの動作の制御を行うよう構成されている。また、制御部8は、配線を介して、CPU9に接続されている。X軸モータ71、Y軸モータ73、θ軸モータ75、2次元検出器モータ751は、それぞれX軸スライダ70、Y軸スライダ72、θ軸回転部74、2次元検出器回転部76に接続され、これらを駆動するように構成されている。   As shown in FIG. 5, the control unit 8 includes an X-axis motor 71, a Y-axis motor 73, a θ-axis motor 75, a two-dimensional detector motor 751, a two-dimensional detector 6, and an X-ray source unit 10 via wiring. It is connected to (X-ray source 1) and configured to control these operations. The control unit 8 is connected to the CPU 9 via wiring. The X-axis motor 71, Y-axis motor 73, θ-axis motor 75, and two-dimensional detector motor 751 are connected to the X-axis slider 70, Y-axis slider 72, θ-axis rotating unit 74, and two-dimensional detector rotating unit 76, respectively. These are configured to drive these.

制御部8は、前記試料へのX線の入射角が一定の角度を保つように、X軸スライダ70にステージを搬送させる。つまり、制御部8は、θ軸モータ75を停止させ回転部74を回転させない状態で(一定の角度で固定した状態で)、X軸モータ71を駆動し、X軸スライダ70を移動させる。また、制御部8は、X軸スライダ70を一定距離移動させる毎に、2次元型検出器6に試料5から散乱されたX線散乱像を検出させる。これにより、制御部8は、X軸スライダ70に応じたX線散乱像のX線強度分布データを得る。   The control unit 8 causes the X-axis slider 70 to convey the stage so that the incident angle of the X-rays to the sample is kept constant. That is, the control unit 8 drives the X-axis motor 71 and moves the X-axis slider 70 while the θ-axis motor 75 is stopped and the rotation unit 74 is not rotated (fixed at a fixed angle). Further, the control unit 8 causes the two-dimensional detector 6 to detect the X-ray scattering image scattered from the sample 5 every time the X-axis slider 70 is moved by a certain distance. Thereby, the control unit 8 obtains X-ray intensity distribution data of an X-ray scattered image corresponding to the X-axis slider 70.

CPU(演算部)9は、2次元型検出器からX線散乱像のX線強度分布データを受信して、2次元型検出器内の画素(ピクセル)の位置情報と各画素のX線強度値とから、X線により照射された線状領域の長手方向における試料5内各位置のX線強度、つまり、試料の各位置が示す散乱角度に対するX線散乱強度分布を、演算する。   The CPU (calculation unit) 9 receives the X-ray intensity distribution data of the X-ray scattered image from the two-dimensional detector, and receives positional information of the pixels (pixels) in the two-dimensional detector and the X-ray intensity of each pixel. From the value, the X-ray intensity at each position in the sample 5 in the longitudinal direction of the linear region irradiated with X-rays, that is, the X-ray scattering intensity distribution with respect to the scattering angle indicated by each position of the sample is calculated.

制御部8がX軸スライダ70を移動させて一定距離移動する毎に2次元検出器にX線強度を検出させている場合、CPU(演算部)9は、2次元型検出器からX線散乱像のX線強度分布データを受信するとともに、制御部8からX軸スライダ70の搬送距離等の位置情報を受信して、2次元型検出器内の画素の位置情報及び各画素のX線強度値並びにX軸スライダ70の位置情報から、試料5のX線により照射された線状領域の線方向と試料が搬送された方向との各位置が示す散乱角度に対するX線散乱強度分布を演算する(つまり、散乱角度に対するX線散乱強度分布を、前記試料の平面的な分布として演算する)。   When the control unit 8 moves the X-axis slider 70 and moves a certain distance, the CPU (calculation unit) 9 detects X-ray scattering from the two-dimensional detector. The X-ray intensity distribution data of the image is received, and the positional information such as the transport distance of the X-axis slider 70 is received from the control unit 8, and the positional information of the pixels in the two-dimensional detector and the X-ray intensity of each pixel are received. The X-ray scattering intensity distribution with respect to the scattering angle indicated by each position of the line direction of the linear region irradiated with the X-rays of the sample 5 and the direction in which the sample is conveyed is calculated from the value and the position information of the X-axis slider 70. (In other words, the X-ray scattering intensity distribution with respect to the scattering angle is calculated as a planar distribution of the sample).

なお、X線散乱強度分布を演算するにあたり、バックグラウンドX線(バックグラウンド放射線ともいう)の強度を用いて演算するように、X線小角散乱測定装置を構成してもよい。例えば、制御部8は、2次元型検出器6に、バックグラウンドX線の強度を検出させ、CPU9は、2次元型検出器6が検出したX線散乱像のX線強度から前記バックグラウンドX線の強度を減算して、試料が示すX線散乱強度分布を演算してもよい。
また、この実施形態では、制御部8及びCPU9が装置を自動的に動作させ演算させているが、この動作、演算を手動で行ってもよい。例えば、以下に説明する装置の動作、使用方法を手動で行ってもよい。
In calculating the X-ray scattering intensity distribution, the X-ray small angle scattering measuring apparatus may be configured to calculate using the intensity of background X-rays (also referred to as background radiation). For example, the control unit 8 causes the two-dimensional detector 6 to detect the intensity of the background X-ray, and the CPU 9 determines the background X from the X-ray intensity of the X-ray scattered image detected by the two-dimensional detector 6. The X-ray scattering intensity distribution indicated by the sample may be calculated by subtracting the line intensity.
In this embodiment, the control unit 8 and the CPU 9 automatically operate and calculate the apparatus, but this operation and calculation may be performed manually. For example, the operation and usage of the apparatus described below may be performed manually.

(実施形態に係る装置の動作及び使用方法)
次に、図3及び図4を参照して、この実施形態に係る装置の動作、使用方法について説明する。
(Operation and Usage Method of Apparatus According to Embodiment)
Next, with reference to FIG.3 and FIG.4, operation | movement and the usage method of the apparatus concerning this embodiment are demonstrated.

まず、試料5をホルダー41によりステージ4に固定する(ステップ1)。   First, the sample 5 is fixed to the stage 4 by the holder 41 (step 1).

次いで、X線が試料5に照射されるように、X軸スライダー70、Y軸スライダー72で試料5の位置を調整する。また、X線が小角で試料5に入射するように回転部74を調整する(ステップ2)。このとき、試料5が散乱するX線を2次元検出器6が検出するように、2次元検出部回転部76及びスライダー78の位置を調整する。このステップ2までがこの装置の準備段階である。   Next, the position of the sample 5 is adjusted by the X-axis slider 70 and the Y-axis slider 72 so that the sample 5 is irradiated with X-rays. Further, the rotating unit 74 is adjusted so that the X-ray enters the sample 5 at a small angle (step 2). At this time, the positions of the two-dimensional detection unit rotating unit 76 and the slider 78 are adjusted so that the two-dimensional detector 6 detects X-rays scattered by the sample 5. Up to step 2 is the preparation stage of this apparatus.

次いで、この実施形態に係る装置を用いて、試料5へのX線の入射角が一定の角度を保つように、X軸スライダー(搬送部)70を搬送させ、X軸スライダー(搬送部)70を一定距離移動させる(ステップ3)。ここで、X軸スライダー(搬送部)70を移動させる一定距離は、スリットの幅以上とする。つまり、スリットの幅単位で、X軸スライダー(搬送部)70を移動させる。この実施形態の場合、スリットの幅は、スリットがX線により試料に投影されたときの幅を意味している。   Next, using the apparatus according to this embodiment, the X-axis slider (transport unit) 70 is transported so that the incident angle of the X-rays to the sample 5 is kept constant, and the X-axis slider (transport unit) 70 is transported. Is moved a certain distance (step 3). Here, the fixed distance for moving the X-axis slider (conveying unit) 70 is equal to or greater than the width of the slit. That is, the X-axis slider (conveying unit) 70 is moved in units of the slit width. In the case of this embodiment, the width of the slit means the width when the slit is projected onto the sample by X-rays.

次いで、2次元型検出器6に試料5から散乱されたX線散乱像を検出させる(ステップ4)。これにより、スリットによりX線が試料を照射した幅単位で、前記試料の線状領域における長手方向(図1のX方向)の位置毎のX線散乱強度データを得ることができる。このデータは、散乱角度に対するX線散乱強度分布を算出するためのデータとなる。   Next, the X-ray scattering image scattered from the sample 5 is detected by the two-dimensional detector 6 (step 4). Thereby, X-ray scattering intensity data for each position in the longitudinal direction (X direction in FIG. 1) in the linear region of the sample can be obtained in the width unit in which the sample is irradiated with X-rays by the slit. This data is data for calculating the X-ray scattering intensity distribution with respect to the scattering angle.

次いで、上記と同様に、前記試料へのX線の入射角が一定の角度を保たれるように、X軸スライダー(搬送部)70を一定距離移動させ(ステップ5)、その後、2次元型検出器6に試料5から散乱されたX線の強度を検出させる(ステップ6)。つまり、上記のステップ3及び4と同じ動作を装置に行わせる。これにより、上記ステップ4及び5で測定した位置から一定距離離れた位置で、試料の各位置の散乱角度に対するX線散乱強度分布を算出するためのデータを得ることができる。   Next, in the same manner as described above, the X-axis slider (conveyance unit) 70 is moved by a certain distance so that the incident angle of the X-rays to the sample is kept constant (step 5), and then the two-dimensional type The detector 6 detects the intensity of the X-rays scattered from the sample 5 (step 6). That is, the apparatus performs the same operation as in steps 3 and 4 above. Thereby, data for calculating the X-ray scattering intensity distribution with respect to the scattering angle at each position of the sample can be obtained at a position away from the position measured in steps 4 and 5 above by a certain distance.

次いで、X軸スライダーの移動距離が測定したい範囲を超えるまで、上記ステップ5及び6(つまり、ステップ3及び4)の動作を繰り返す(ステップ7)。これにより、試料での平面的なX線散乱強度分布を算出するためのデータを得ることができる。なお、ステップ3において、X軸スライダー(搬送部)70を一定距離移動させているが、このステップ3を行わず、ステップ4を実施してもよい。   Next, the operations of steps 5 and 6 (that is, steps 3 and 4) are repeated until the moving distance of the X-axis slider exceeds the range to be measured (step 7). Thereby, data for calculating a planar X-ray scattering intensity distribution in the sample can be obtained. In step 3, the X-axis slider (conveyance unit) 70 is moved by a certain distance, but step 4 may be performed without performing step 3.

上記のステップ1〜ステップ7の方法で得たデータから、試料を解析する。つまり、X線が散乱される角度は、試料の電子密度の差がある領域(例えば、試料に含まれる粒子のサイズ)に依存することを利用して、試料に含まれる構造物の大きさを算出する。
なお上記で説明したように、この実施形態に係る装置は、試料のY方向と2次元検出器6のB方向とが対応する関係となっているので、ステップ4及び5(又はステップ5及び6)の段階で、前記X線散乱像のX線強度分布及び前記2次元型検出器内の位置情報に基づいて、散乱角度に対するX線散乱強度分布を前記試料の線状領域における長手方向の位置毎に演算して試料を解析してもよい。また、上記ステップ7が終了した段階で、記X線散乱像のX線強度分布及び前記2次元型検出器内の位置情報(例えば、ピクセルの各位置)並びに前記搬送部が搬送した位置情報(上記の一定距離の倍数や各ステップでのステージの位置等)に基づいて、散乱角度に対するX線散乱強度分布を前記試料の平面的な分布として演算して試料を解析してもよい。
A sample is analyzed from the data obtained by the method of steps 1 to 7 above. That is, the angle at which X-rays are scattered depends on the region where the electron density of the sample is different (for example, the size of particles contained in the sample). calculate.
As described above, the apparatus according to this embodiment has a relationship in which the Y direction of the sample and the B direction of the two-dimensional detector 6 correspond to each other, and thus steps 4 and 5 (or steps 5 and 6). ), Based on the X-ray intensity distribution of the X-ray scattering image and the positional information in the two-dimensional detector, the X-ray scattering intensity distribution with respect to the scattering angle is converted into the longitudinal position in the linear region of the sample. The sample may be analyzed by calculation every time. In addition, when step 7 is completed, the X-ray intensity distribution of the X-ray scattered image, the positional information in the two-dimensional detector (for example, each pixel position), and the positional information ( The sample may be analyzed by calculating an X-ray scattering intensity distribution with respect to the scattering angle as a planar distribution of the sample based on a multiple of the above-mentioned constant distance and the position of the stage at each step.

(半導体ナノ粒子へのX線小角散乱法の適用)
次に、この実施形態に係るX線小角散乱法を用いて、半導体ナノ粒子を測定する場合について説明する。
一般に、X線小角散乱法は、均一な媒質中に分散された1〜10nm程度の大きさの粒子が存在するとき、その粒子の電子密度と媒質の電子密度の差によって、X線散乱が生じることを利用する方法である。このX線散乱について、X線が散乱される角度は、電子密度の差がある領域、すなわち媒質中の粒子の大きさに依存する。このため、粒子の大きさが大きいほど散乱角は小さくなる。このX線小角散乱法を適用するに当たり、粒子・媒質はともにそれぞれの領域内での電子密度が均一であることが必要とされる。このため、粒子・媒質について、晶質・非晶質のいずれであるか、固体・液体等のどの相に属するのかにより、X線小角散乱法の適用が問われることはなく、電子密度が均一であれば、1〜10nm程度の大きさの粒子を測定できる。
(Application of small-angle X-ray scattering to semiconductor nanoparticles)
Next, a case where semiconductor nanoparticles are measured using the X-ray small angle scattering method according to this embodiment will be described.
In general, in the X-ray small angle scattering method, when particles having a size of about 1 to 10 nm dispersed in a uniform medium exist, X-ray scattering occurs due to the difference between the electron density of the particles and the electron density of the medium. It is a method of utilizing. Regarding this X-ray scattering, the angle at which X-rays are scattered depends on the region where there is a difference in electron density, that is, the size of particles in the medium. For this reason, the scattering angle decreases as the particle size increases. In applying this X-ray small angle scattering method, the particles and the medium are required to have uniform electron density in each region. For this reason, the X-ray small angle scattering method is not questioned depending on whether the particle / medium is crystalline or amorphous, or belongs to a solid or liquid phase, and the electron density is uniform. Then, particles having a size of about 1 to 10 nm can be measured.

従って、半導体ナノ粒子を測定する場合でも、半導体ナノ粒子と媒質との間で電子密度差があれば、半導体ナノ粒子の粒子の大きさに依存して散乱のピークが現れる。X線源として、銅の特性X線であるKα線を用いれば、その波長は0.152nmであるので、2θが1度から10度の角度で測定を行うと仮定すれば、ほぼ1−10nmの大きさを持つ粒子の測定がX線小角散乱法によって可能である。   Therefore, even when measuring semiconductor nanoparticles, if there is a difference in electron density between the semiconductor nanoparticles and the medium, a scattering peak appears depending on the size of the semiconductor nanoparticles. If Kα ray, which is a characteristic X-ray of copper, is used as the X-ray source, the wavelength is 0.152 nm. Therefore, assuming that 2θ is measured at an angle of 1 to 10 degrees, it is approximately 1 to 10 nm. Can be measured by the X-ray small angle scattering method.

(実証実験)
図6及び図7にX線小角散乱法を用いて半導体デバイスの粒子の大きさを測定した例を示す。図6及び図7は、X線小角散乱法を用いて、ヘキサン溶媒中にInPナノ粒子が分散させた試料を測定したときのX線散乱強度を示す図である。図6及び図7は、それぞれ試料1、試料2をX線小角散乱法により測定したものであり、これらの測定では、X線として銅の特性エックス線のうちKα線を用いた。なお、このX線の波長は0.152nmである。
図6及び図7に示すように、半導体ナノ粒子からの散乱により、それぞれ3.2度および2.8度まで大きく幅広いピーク値を持つことが分かる。
表1に、これらの試料について、図6及び図7のX線小角散乱法から求めた粒子サイズ(体積荷重分布の平均値)を示す。表の右欄は、これらの試料の蛍光波長である。
(Demonstration experiment)
FIG. 6 and FIG. 7 show examples in which the particle size of the semiconductor device is measured using the X-ray small angle scattering method. 6 and 7 are diagrams showing the X-ray scattering intensity when a sample in which InP nanoparticles are dispersed in a hexane solvent is measured using the X-ray small angle scattering method. FIGS. 6 and 7 are obtained by measuring Sample 1 and Sample 2, respectively, by the X-ray small angle scattering method. In these measurements, Kα rays were used as the X-rays among the characteristic X-rays of copper. The wavelength of this X-ray is 0.152 nm.
As shown in FIG. 6 and FIG. 7, it can be seen that there are large and wide peak values up to 3.2 degrees and 2.8 degrees, respectively, due to scattering from the semiconductor nanoparticles.
Table 1 shows the particle size (average value of the volume load distribution) obtained from the X-ray small angle scattering method of FIGS. 6 and 7 for these samples. The right column of the table is the fluorescence wavelength of these samples.

Figure 2011185643
Figure 2011185643

表1に示すように、III−V族の代表的な化合物であるInPでは、粒子サイズが3.4nmから3.8nmと変化すると、蛍光波長が530nmから620nmと変位することが理解できる。表1から、X線小角散乱法を用いた粒子サイズの測定は、光波長を事前に評価する手法として利用することができることが理解できる。   As shown in Table 1, in InP, which is a representative group III-V compound, it can be understood that the fluorescence wavelength shifts from 530 nm to 620 nm when the particle size changes from 3.4 nm to 3.8 nm. It can be understood from Table 1 that the particle size measurement using the X-ray small angle scattering method can be used as a method for evaluating the light wavelength in advance.

以上のように、この実施形態に係るX線小角散乱測定装置は、2次元型検出器内の画素の位置情報及び各画素が検出したX線強度分布から、X線により線状領域に照射された試料の各位置が示す散乱角度に対するX線散乱強度分布を求めることができる。例えば、InPナノ粒子が分散させたデバイスを試料として測定することにより、このデバイスにおける2次元平面でのInPナノ粒子の大きさを測定することができ、また、その粒子の平面的分布を測定することができる。   As described above, the X-ray small angle scattering measurement apparatus according to this embodiment irradiates a linear region with X-rays from the position information of the pixels in the two-dimensional detector and the X-ray intensity distribution detected by each pixel. X-ray scattering intensity distribution with respect to the scattering angle indicated by each position of the sample can be obtained. For example, by measuring a device in which InP nanoparticles are dispersed as a sample, the size of InP nanoparticles in a two-dimensional plane of the device can be measured, and the planar distribution of the particles is measured. be able to.

以上、実施形態を挙げて、この発明を説明したが、この発明はこれらの実施形態に限定されるものではない。例えば、光学系はモノクロメーターとスリットについて説明したが、そのほかの光学系(ミラー、プリズム、真空の空間等)が含まれてもよい。また、実施形態で示した種々の特徴は、互いに組み合わせることができ、1つの実施形態中に複数の特徴が含まれている場合、そのうちの1又は複数個の特徴を適宜抜き出して、単独で又は組み合わせて、この発明に採用することができる。   While the present invention has been described with reference to the embodiments, the present invention is not limited to these embodiments. For example, although the monochromator and the slit have been described as the optical system, other optical systems (mirror, prism, vacuum space, etc.) may be included. In addition, various features shown in the embodiments can be combined with each other. When a plurality of features are included in one embodiment, one or more of the features can be appropriately extracted and used alone or In combination, it can be employed in the present invention.

1 X線源
10 X線源ユニット
2 モノクロメーター
3 スリット
4 試料ステージ
5 試料
6 2次元X線検出器
7 搬送部
70,72,78 スライダー(搬送部)
74,76 回転部(搬送部)
71,73,75,79 モーター(搬送
8 制御部
9 CPU(演算部)
100 装置本体部
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 X-ray source 10 X-ray source unit 2 Monochromator 3 Slit 4 Sample stage 5 Sample 6 Two-dimensional X-ray detector 7 Transport part 70, 72, 78 Slider (transport part)
74,76 Rotating part (conveying part)
71, 73, 75, 79 Motor (conveyance 8 control unit 9 CPU (calculation unit)
100 Device body

Claims (10)

X線を放射するX線源と、
X線源から放射されるX線を、単色化された平行光にして出射させるモノクロメーターと、
出射されるX線が線状領域を照射するように、モノクロメーターのX線の出射領域を規定するスリットと、
試料を搭載可能な平面ステージを前記試料がX線に照射される位置に搬送する搬送部と、
X線の照射をうけた前記試料の線状領域から散乱されて形成されるX線散乱像を検出する2次元型検出器と、
を備え、
前記搬送部が前記線状領域の長手方向と交差する方向に前記平面ステージを搬送することを特徴とするX線小角散乱測定装置。
An X-ray source emitting X-rays;
A monochromator that emits X-rays emitted from an X-ray source as monochromatic parallel light; and
A slit that defines the X-ray emission region of the monochromator so that the emitted X-rays illuminate the linear region;
A transport unit that transports a flat stage on which the sample can be mounted to a position where the sample is irradiated with X-rays;
A two-dimensional detector that detects an X-ray scattering image formed by scattering from a linear region of the sample that has been irradiated with X-rays;
With
The X-ray small angle scattering measurement apparatus, wherein the transport unit transports the planar stage in a direction intersecting with a longitudinal direction of the linear region.
前記搬送部と前記2次元型検出器とを制御する制御部をさらに備え、前記制御部は、
前記試料へのX線の入射角が一定の角度を保つように前記搬送部に前記平面ステージを搬送させ、
前記搬送部が一定距離移動する毎に、前記2次元型検出器に前記X線散乱像を検出させる、請求項1に記載のX線小角散乱測定装置。
The apparatus further includes a control unit that controls the transport unit and the two-dimensional detector,
The plane stage is transported to the transport unit so that the incident angle of X-rays to the sample maintains a constant angle,
The X-ray small angle scattering measurement apparatus according to claim 1, wherein the X-ray scattering image is detected by the two-dimensional detector each time the transport unit moves a certain distance.
前記一定距離がスリットの幅の大きさ以上である請求項2に記載のX線小角散乱測定装置。 The X-ray small angle scattering measurement apparatus according to claim 2, wherein the certain distance is equal to or larger than a width of the slit. 前記X線散乱像のX線強度分布及び前記2次元型検出器内の位置情報に基づいて、散乱角度に対するX線散乱強度分布を、前記試料の線状領域における長手方向の位置毎に演算する演算部を備える請求項1に記載のX線小角散乱測定装置。 Based on the X-ray intensity distribution of the X-ray scattering image and the positional information in the two-dimensional detector, the X-ray scattering intensity distribution with respect to the scattering angle is calculated for each longitudinal position in the linear region of the sample. The X-ray small angle scattering measurement apparatus according to claim 1, further comprising a calculation unit. 前記X線散乱像のX線強度分布及び前記2次元型検出器内の位置情報並びに前記搬送部が搬送した位置情報に基づいて、散乱角度に対するX線散乱強度分布を、前記試料の平面的な分布として演算する演算部を備える請求項2又は3に記載のX線小角散乱測定装置。 Based on the X-ray intensity distribution of the X-ray scattering image, the positional information in the two-dimensional detector, and the positional information conveyed by the conveying unit, the X-ray scattered intensity distribution with respect to the scattering angle is obtained in a planar manner. The X-ray small angle scattering measurement apparatus according to claim 2, further comprising a calculation unit that calculates the distribution. 前記制御部は、前記2次元型検出器に、バックグラウンドX線の強度を検出させ、
前記演算部は、前記X線散乱像のX線強度から前記バックグラウンドX線の強度を減算して、試料に対するX線散乱強度分布を演算する請求項4又は5に記載のX線小角散乱測定装置。
The control unit causes the two-dimensional detector to detect the intensity of background X-rays,
The X-ray small angle scattering measurement according to claim 4 or 5, wherein the calculation unit subtracts the background X-ray intensity from the X-ray intensity of the X-ray scattering image to calculate an X-ray scattering intensity distribution for the sample. apparatus.
前記2次元型検出器は、2次元に画素が配列されたCCD又はイメージングプレートである請求項1〜6のいずれか1つに記載のX線小角散乱測定装置。 The X-ray small angle scattering measurement apparatus according to claim 1, wherein the two-dimensional detector is a CCD or an imaging plate in which pixels are two-dimensionally arranged. 請求項1に記載のX線小角散乱測定装置を用いて、前記試料へのX線の入射角が一定の角度を保つように前記搬送部に前記平面ステージを搬送させ、前記搬送部が一定距離移動する毎に、前記2次元型検出器に前記X線散乱像を検出させて、前記試料のX線小角散乱を測定する測定方法。 Using the X-ray small angle scattering measuring apparatus according to claim 1, the plane stage is transported to the transport unit so that the incident angle of X-rays to the sample is kept constant, and the transport unit is at a constant distance. A measuring method in which the X-ray scattering image of the sample is measured by causing the two-dimensional detector to detect the X-ray scattering image each time it moves. 請求項1に記載のX線小角散乱測定装置を用いて、前記X線散乱像を前記2次元型検出器に検出させ、前記X線散乱像のX線強度分布及び前記2次元型検出器内の位置情報に基づいて、散乱角度に対するX線散乱強度分布を、前記試料の線状領域における長手方向の位置毎に演算して試料に含まれる粒子の大きさを測定する方法。 The X-ray scattering image is detected by the two-dimensional detector using the X-ray small angle scattering measurement apparatus according to claim 1, and the X-ray intensity distribution of the X-ray scattering image and the two-dimensional detector are detected. The X-ray scattering intensity distribution with respect to the scattering angle is calculated for each longitudinal position in the linear region of the sample based on the position information, and the size of the particles contained in the sample is measured. 請求項8に記載の測定方法により測定された前記X線散乱像のX線強度分布及び前記2次元型検出器内の位置情報並びに前記搬送部が搬送した位置情報に基づいて、散乱角度に対するX線散乱強度分布を、前記試料の平面的な分布として演算して、試料に含まれる粒子の大きさを測定する方法。 An X with respect to a scattering angle based on the X-ray intensity distribution of the X-ray scattering image measured by the measurement method according to claim 8, the positional information in the two-dimensional detector, and the positional information transported by the transport unit. A method of measuring the size of particles contained in a sample by calculating a line scattering intensity distribution as a planar distribution of the sample.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2548601C1 (en) * 2013-11-20 2015-04-20 Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Физико-технический институт им. А.Ф. Иоффе Российской академии наук Method for x-ray spectral determination of nanoparticle size in sample

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RU2548601C1 (en) * 2013-11-20 2015-04-20 Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Физико-технический институт им. А.Ф. Иоффе Российской академии наук Method for x-ray spectral determination of nanoparticle size in sample

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