JP2535747B2 - Ｘ線励起電荷顕微鏡 - Google Patents
Ｘ線励起電荷顕微鏡Info
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- JP2535747B2 JP2535747B2 JP3083105A JP8310591A JP2535747B2 JP 2535747 B2 JP2535747 B2 JP 2535747B2 JP 3083105 A JP3083105 A JP 3083105A JP 8310591 A JP8310591 A JP 8310591A JP 2535747 B2 JP2535747 B2 JP 2535747B2
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- ray
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- rays
- microscope
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- Analysing Materials By The Use Of Radiation (AREA)
- Other Investigation Or Analysis Of Materials By Electrical Means (AREA)
- Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Electric Means (AREA)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、Ｘ線を用いた顕微鏡に
関し、更に詳しくは、Ｘ線を照射して試料の微小部分に
生ずる物性の変化を画像化し得る顕微鏡に関する。
関し、更に詳しくは、Ｘ線を照射して試料の微小部分に
生ずる物性の変化を画像化し得る顕微鏡に関する。
【０００２】
【従来の技術とその課題】従来より用いられているＸ線
顕微鏡は、Ｘ線を試料に照射した時にその試料に生ずる
散乱、回折、吸収、蛍光Ｘ線、或いは試料から放出され
る電子を検出し、試料の構造に関する情報を画像化する
ものである。このＸ線顕微鏡には、一般に、Ｘ線或いは
電子検出器が備えられている。一方、Ｘ線を使用せず
に、電子線を試料に照射し、試料内に発生する電流を測
定する方法（ＥＢＩＣ）が知られてもいる。
顕微鏡は、Ｘ線を試料に照射した時にその試料に生ずる
散乱、回折、吸収、蛍光Ｘ線、或いは試料から放出され
る電子を検出し、試料の構造に関する情報を画像化する
ものである。このＸ線顕微鏡には、一般に、Ｘ線或いは
電子検出器が備えられている。一方、Ｘ線を使用せず
に、電子線を試料に照射し、試料内に発生する電流を測
定する方法（ＥＢＩＣ）が知られてもいる。
【０００３】しかしながら、Ｘ線顕微鏡の場合には、Ｘ
線或いは電子検出器が必要となっており、このＸ線或い
は電子検出器以外によって試料の構造に関する情報を画
像化するものは知られていないのが現状である。また、
上記のＥＢＩＣ法の場合には、真空中でしか利用するこ
とができず、試料を真空中に置くことから、試料に含ま
れる気体や水分などが変化し、空気中での試料の物性変
化を検出できないという問題がある。このため、従来で
は、ＥＢＩＣ法は、半導体のｐ−ｎ接合を調べるために
しか用いられていない。
線或いは電子検出器が必要となっており、このＸ線或い
は電子検出器以外によって試料の構造に関する情報を画
像化するものは知られていないのが現状である。また、
上記のＥＢＩＣ法の場合には、真空中でしか利用するこ
とができず、試料を真空中に置くことから、試料に含ま
れる気体や水分などが変化し、空気中での試料の物性変
化を検出できないという問題がある。このため、従来で
は、ＥＢＩＣ法は、半導体のｐ−ｎ接合を調べるために
しか用いられていない。
【０００４】本発明は、以上の通りの事情に鑑みてなさ
れたものであり、Ｘ線或いは電子検出器を使用せず、し
かも空気中での試料の物性変化を検出することもでき
る、Ｘ線照射による試料の物性変化を測定し画像化する
顕微鏡を提供することを目的としている。
れたものであり、Ｘ線或いは電子検出器を使用せず、し
かも空気中での試料の物性変化を検出することもでき
る、Ｘ線照射による試料の物性変化を測定し画像化する
顕微鏡を提供することを目的としている。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明者は、従来、試料
にＸ線を照射して、Ｘ線或いは電子検出器を用いずに空
気中において試料内の物性の変化を測定し、画像化する
方法がないことに鑑みて、これを可能にし得る方策につ
いて鋭意研究を重ねた。
にＸ線を照射して、Ｘ線或いは電子検出器を用いずに空
気中において試料内の物性の変化を測定し、画像化する
方法がないことに鑑みて、これを可能にし得る方策につ
いて鋭意研究を重ねた。
【０００６】その結果、Ｘ線を照射した時に試料に流れ
る励起電荷による電流或いは電気容量の変化を測定する
ことにより、Ｘ線或いは電子検出器を必要とせずに、直
接試料内の物性の変化を空気中で測定し、画像化するこ
とができることを知見した。これに従えば、電子線に較
べてＸ線は試料の内部まで侵入できるので、電子線では
得られない試料内部の情報が得られ、また試料を基板に
装着すれば、試料の電子物性の変化を基板の変化として
検出することができる。生物試料など、電子線の照射に
必要な真空環境下では変化してしまう試料にも適用する
ことが可能となる。以上の知見に基づき、本発明を完成
した。
る励起電荷による電流或いは電気容量の変化を測定する
ことにより、Ｘ線或いは電子検出器を必要とせずに、直
接試料内の物性の変化を空気中で測定し、画像化するこ
とができることを知見した。これに従えば、電子線に較
べてＸ線は試料の内部まで侵入できるので、電子線では
得られない試料内部の情報が得られ、また試料を基板に
装着すれば、試料の電子物性の変化を基板の変化として
検出することができる。生物試料など、電子線の照射に
必要な真空環境下では変化してしまう試料にも適用する
ことが可能となる。以上の知見に基づき、本発明を完成
した。
【０００７】すなわち、本発明は、２枚の電極が対向面
を挟むようにして装着された試料を支持する試料支持装
置と、試料を移動させる試料移動装置と、空気中で試料
にＸ線を照射するＸ線発生装置と、Ｘ線が照射された試
料の微小部分において励起された電荷による電流を２枚
の電極を通して測定する電流測定装置と、電流測定装置
による測定結果を記憶し、試料の表面或いは内部の物性
の変化を画像化する画像化装置とが備えられてなること
を特徴とするＸ線励起電荷顕微鏡を提供する。また、本
発明は、対向配置された２枚の電極の内側対向面の少な
くともいずれか一方に絶縁膜を介在させて、それら電極
が対向面を挟むようにして装着された試料を支持する試
料支持装置と、試料を移動させる試料移動装置と、空気
中で試料にＸ線を照射するＸ線発生装置と、Ｘ線が照射
された試料の微小部分において励起された電荷による２
枚の電極間における電気容量の変化を測定する電気容量
測定装置と、電気容量測定装置による測定結果を記憶
し、試料の表面或いは内部の物性の変化を画像化する画
像化装置とが備えられてなることを特徴とするＸ線励起
電荷顕微鏡をも提供するものである。
を挟むようにして装着された試料を支持する試料支持装
置と、試料を移動させる試料移動装置と、空気中で試料
にＸ線を照射するＸ線発生装置と、Ｘ線が照射された試
料の微小部分において励起された電荷による電流を２枚
の電極を通して測定する電流測定装置と、電流測定装置
による測定結果を記憶し、試料の表面或いは内部の物性
の変化を画像化する画像化装置とが備えられてなること
を特徴とするＸ線励起電荷顕微鏡を提供する。また、本
発明は、対向配置された２枚の電極の内側対向面の少な
くともいずれか一方に絶縁膜を介在させて、それら電極
が対向面を挟むようにして装着された試料を支持する試
料支持装置と、試料を移動させる試料移動装置と、空気
中で試料にＸ線を照射するＸ線発生装置と、Ｘ線が照射
された試料の微小部分において励起された電荷による２
枚の電極間における電気容量の変化を測定する電気容量
測定装置と、電気容量測定装置による測定結果を記憶
し、試料の表面或いは内部の物性の変化を画像化する画
像化装置とが備えられてなることを特徴とするＸ線励起
電荷顕微鏡をも提供するものである。
【０００８】以下に本発明をさらに詳述する。
【作用】上述の如く、本発明のＸ線励起電荷顕微鏡は、
Ｘ線を試料に照射することにより、試料の任意の位置の
微小領域においてＸ線により励起された電荷による電流
或いは電気容量を測定し、試料中の場所による電流或い
は電気容量の変化を記録して画像化するという原理に基
づいている。これによって、空気中においても微小部分
の物性の差異に基づく試料の画像が得られるのである。
Ｘ線を試料に照射することにより、試料の任意の位置の
微小領域においてＸ線により励起された電荷による電流
或いは電気容量を測定し、試料中の場所による電流或い
は電気容量の変化を記録して画像化するという原理に基
づいている。これによって、空気中においても微小部分
の物性の差異に基づく試料の画像が得られるのである。
【０００９】Ｘ線源には、通常の封入管式Ｘ線源の他
に、マイクロフォーカスやローターターゲット当のＸ線
源、若しくはシンクロトロン放射光（ＳＯＲ光）なども
用いることができる。Ｘ線を試料上の微小領域に照射す
るためには、単純なピンホールでもよいが、より効果的
には、Ｘ線導管、ウォルター型ミラー、フレネルリング
などを用いてＸ線を集光するのが好ましい。
に、マイクロフォーカスやローターターゲット当のＸ線
源、若しくはシンクロトロン放射光（ＳＯＲ光）なども
用いることができる。Ｘ線を試料上の微小領域に照射す
るためには、単純なピンホールでもよいが、より効果的
には、Ｘ線導管、ウォルター型ミラー、フレネルリング
などを用いてＸ線を集光するのが好ましい。
【００１０】試料は、試料支持装置としてのステージ上
に固定し、ステッピングモータなどの試料移動装置によ
り移動させる。より微細な移動を行わせる場合には、圧
電素子を用いて電気的にオングストローム程度に移動さ
せる。
に固定し、ステッピングモータなどの試料移動装置によ
り移動させる。より微細な移動を行わせる場合には、圧
電素子を用いて電気的にオングストローム程度に移動さ
せる。
【００１１】試料には、電流或いは電気容量を測定する
電流測定装置或いは電気容量測定装置が接続される。試
料に電極を取り付け、試料に流れる電流或いは電気容量
を測定し、画像化装置の記憶部に測定値を取り込む。測
定点を逐次移動させ、試料の必要な領域の測定を終了し
た後に、記憶した測定値を用いて画像を構成する。
電流測定装置或いは電気容量測定装置が接続される。試
料に電極を取り付け、試料に流れる電流或いは電気容量
を測定し、画像化装置の記憶部に測定値を取り込む。測
定点を逐次移動させ、試料の必要な領域の測定を終了し
た後に、記憶した測定値を用いて画像を構成する。
【００１２】このようにすることで、Ｘ線の照射により
励起される電荷によって引き起こされる試料の微小部分
における電流或いは電気容量の変化という現象を利用し
て試料の画像を得ることができ、Ｘ線或いは電子検出器
を使用しなくとも画像化することができる。空気中にお
いても電流或いは電気容量の変化の測定及び画像化は可
能となる。
励起される電荷によって引き起こされる試料の微小部分
における電流或いは電気容量の変化という現象を利用し
て試料の画像を得ることができ、Ｘ線或いは電子検出器
を使用しなくとも画像化することができる。空気中にお
いても電流或いは電気容量の変化の測定及び画像化は可
能となる。
【００１３】次に本発明の一実施例を示す。
【００１４】
【実施例】試料に電極を取り付ける例を図１〜図６に示
す。
す。
【００１５】図１は試料１の表面と裏面に薄い電極２、
３を付けた揚合、図２は試料１の側面に電極２、３を付
けた場合を示している。図３は試料１を基板５に装着し
て、表面に電極２、裏面に電極３を付けた場合を示して
いる。これらの構成によって、試料又は基板の電流が測
定される。
３を付けた揚合、図２は試料１の側面に電極２、３を付
けた場合を示している。図３は試料１を基板５に装着し
て、表面に電極２、裏面に電極３を付けた場合を示して
いる。これらの構成によって、試料又は基板の電流が測
定される。
【００１６】図４は試料１の表面に絶縁膜４を付けて、
その上に電極２、裏面に電極３を付けた場合、図５は試
料１に基板５を装着し、表面に絶縁膜４を付け、その上
に電極２、裏面に電極３を付けた場合、図６は試料１に
基板５を装着し、裏面に絶縁膜４を付け、表面に電極
２、裏面に電極３を付けた場合を示している。これらの
構成によって試料或いは基板の電気容量が測定される。
その上に電極２、裏面に電極３を付けた場合、図５は試
料１に基板５を装着し、表面に絶縁膜４を付け、その上
に電極２、裏面に電極３を付けた場合、図６は試料１に
基板５を装着し、裏面に絶縁膜４を付け、表面に電極
２、裏面に電極３を付けた場合を示している。これらの
構成によって試料或いは基板の電気容量が測定される。
【００１７】図７はＸ線励起電荷顕微鏡の一例を示した
構成図である。この図７に示した例においては、Ｘ線発
生装置６、中空のガラス管からなるＸ線導管７、試料移
動装置としての試料移動機構８とその駆動装置９、電流
或いは電気容量の測定装置１０、及び画像化装置１１が
備えられている。
構成図である。この図７に示した例においては、Ｘ線発
生装置６、中空のガラス管からなるＸ線導管７、試料移
動装置としての試料移動機構８とその駆動装置９、電流
或いは電気容量の測定装置１０、及び画像化装置１１が
備えられている。
【００１８】この図７に例示したＸ線励起電荷顕微鏡を
用い、実際に試料の電流或いは電気容量を測定し、画像
化を行った。すなわち、微小焦点型Ｘ線発生装置６で発
生させたＸ線を、長さ２００ｍｍ、０．４ｍｍ径の中空
のガラス管からなるＸ線導管７を通して試料１上の微小
領域（径０．０１ｍｍ）にＸ線を照射した。試料１は、
駆動装置９により動かされる試料移動機構８に固定し、
Ｘ線の方向に対して垂直な面内で微小量（０．０１ｍｍ
間隔）ずつ移動させた。試料１上の各点におけるＸ線に
より励起された電荷による電流或いは電気容量の変化を
電流或いは電気容量測定装置１０により測定し、その値
は画像化装置１１に送られた。同様に、試料１を０．０
１ｍｍ間隔で移動、測定、記憶を繰り返し行い、試料１
上の必要な面積を走査した後に、全測定値を用いて試料
１のＸ線励起電流分布像或いはＸ線励起電気容量分布像
を得た。
用い、実際に試料の電流或いは電気容量を測定し、画像
化を行った。すなわち、微小焦点型Ｘ線発生装置６で発
生させたＸ線を、長さ２００ｍｍ、０．４ｍｍ径の中空
のガラス管からなるＸ線導管７を通して試料１上の微小
領域（径０．０１ｍｍ）にＸ線を照射した。試料１は、
駆動装置９により動かされる試料移動機構８に固定し、
Ｘ線の方向に対して垂直な面内で微小量（０．０１ｍｍ
間隔）ずつ移動させた。試料１上の各点におけるＸ線に
より励起された電荷による電流或いは電気容量の変化を
電流或いは電気容量測定装置１０により測定し、その値
は画像化装置１１に送られた。同様に、試料１を０．０
１ｍｍ間隔で移動、測定、記憶を繰り返し行い、試料１
上の必要な面積を走査した後に、全測定値を用いて試料
１のＸ線励起電流分布像或いはＸ線励起電気容量分布像
を得た。
【００１９】
【発明の効果】以上詳述したように、本発明によれば、
従来のＸ線を用いた技術では得られな電荷による電流値
或いは電気容量分布の試料画像が得られる。電子線照射
の場合には真空中でしか電流或いは電気容量の変化を測
定することができなかったが、本発明によって空気中で
の測定が可能となる。気体や水分などが含まれる試料に
ついても常温常圧の空気中で測定及び画像化を行うこと
ができる。
従来のＸ線を用いた技術では得られな電荷による電流値
或いは電気容量分布の試料画像が得られる。電子線照射
の場合には真空中でしか電流或いは電気容量の変化を測
定することができなかったが、本発明によって空気中で
の測定が可能となる。気体や水分などが含まれる試料に
ついても常温常圧の空気中で測定及び画像化を行うこと
ができる。
【図１】Ｘ線励起電荷顕微鏡に用いる試料を例示した斜
視図である。
視図である。
【図２】Ｘ線励起電荷顕微鏡に用いる試料を例示した斜
視図である。
視図である。
【図３】Ｘ線励起電荷顕微鏡に用いる試料を例示した斜
視図である。
視図である。
【図４】Ｘ線励起電荷顕微鏡に用いる試料を例示した斜
視図である。
視図である。
【図５】Ｘ線励起電荷顕微鏡に用いる試料を例示した斜
視図である。
視図である。
【図６】Ｘ線励起電荷顕微鏡に用いる試料を例示した斜
視図である。
視図である。
【図７】Ｘ線励起電荷顕微鏡の一例を示した構成図であ
る。
る。
１ 試料 ２ 電極 ３ 電極 ４ 絶縁膜 ５ 基板 ６ Ｘ線発生装置 ７ Ｘ線導管 ８ 試料移動機構 ９ 駆動装置 １０ 電流或いは電気容量測定装置 １１ 画像化装置
Claims (4)
- 【請求項１】 ２枚の電極が対向面を挟むようにして装
着された試料を支持する試料支持装置と、試料を移動さ
せる試料移動装置と、空気中で試料にＸ線を照射するＸ
線発生装置と、Ｘ線が照射された試料の微小部分におい
て励起された電荷による電流を２枚の電極を通して測定
する電流測定装置と、電流測定装置による測定結果を記
憶し、試料の表面或いは内部の物性の変化を画像化する
画像化装置とが備えられてなることを特徴とするＸ線励
起電荷顕微鏡。 - 【請求項２】 基板表面上に試料が装着され、電極は、
試料表面及び基板裏面にそれぞれ１枚ずつ装着された請
求項１記載のＸ線励起電荷顕微鏡。 - 【請求項３】 対向配置された２枚の電極の内側対向面
の少なくともいずれか一方に絶縁膜を介在させて、それ
ら電極が対向面を挟むようにして装着された試料を支持
する試料支持装置と、試料を移動させる試料移動装置
と、空気中で試料にＸ線を照射するＸ線発生装置と、Ｘ
線が照射された試料の微小部分において励起された電荷
による２枚の電極間における電気容量の変化を測定する
電気容量測定装置と、電気容量測定装置による測定結果
を記憶し、試料の表面或いは内部の物性の変化を画像化
する画像化装置とが備えられてなることを特徴とするＸ
線励起電荷顕微鏡。 - 【請求項４】 基板表面上に試料が装着され、電極は、
試料表面側及び基板裏面側にそれぞれ１枚ずつ配置され
て装着された請求項３記載のＸ線励起電荷顕微鏡。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3083105A JP2535747B2 (ja) | 1991-03-22 | 1991-03-22 | Ｘ線励起電荷顕微鏡 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3083105A JP2535747B2 (ja) | 1991-03-22 | 1991-03-22 | Ｘ線励起電荷顕微鏡 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05273399A JPH05273399A (ja) | 1993-10-22 |
| JP2535747B2 true JP2535747B2 (ja) | 1996-09-18 |
Family
ID=13792920
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3083105A Expired - Lifetime JP2535747B2 (ja) | 1991-03-22 | 1991-03-22 | Ｘ線励起電荷顕微鏡 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2535747B2 (ja) |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS50138086U (ja) * | 1974-04-18 | 1975-11-13 | ||
| JPH0262947A (ja) * | 1988-08-30 | 1990-03-02 | Shimadzu Corp | マッピング装置 |
| JPH03105241A (ja) * | 1989-09-20 | 1991-05-02 | Sanyo Electric Co Ltd | 電子検出方法 |
-
1991
- 1991-03-22 JP JP3083105A patent/JP2535747B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH05273399A (ja) | 1993-10-22 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |