JP2955142B2 - 全反射蛍光ｘ線分析装置 - Google Patents
全反射蛍光ｘ線分析装置Info
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、試料表面に一次Ｘ線
を微小な入射角で照射して、試料の表面層からの蛍光Ｘ
線を分析する全反射蛍光Ｘ線分析装置に関するものであ
る。
を微小な入射角で照射して、試料の表面層からの蛍光Ｘ
線を分析する全反射蛍光Ｘ線分析装置に関するものであ
る。
【０００２】
【従来の技術】従来より、全反射蛍光Ｘ線分析装置は、
試料の表面層に付着した不純物を検出する装置として用
いられている（たとえば、特開昭63-78056号公報参
照）。この種の装置の一例を図５に示す。
試料の表面層に付着した不純物を検出する装置として用
いられている（たとえば、特開昭63-78056号公報参
照）。この種の装置の一例を図５に示す。
【０００３】図５において、Ｘ線管球５のＸ線源（光
源）Ｐから出たＸ線Ｂ１は、スリット５ａを介して、ヨ
ハンソン型の分光結晶（分光素子）１Ａに向う。Ｘ線Ｂ
１のうちの所定の波長の特性Ｘ線は、分光結晶１Ａで回
折され、単色化した回折Ｘ線（一次Ｘ線）Ｂ２が、試料
２の表面２ａに微小な入射角α (たとえば、0.05°〜0.
20°程度) で照射される。試料２に入射した回折Ｘ線Ｂ
２は、その一部が全反射されて反射Ｘ線Ｂ４となり、他
の一部が一次Ｘ線として試料２を励起して、試料２を構
成する元素固有の蛍光Ｘ線Ｂ５を発生させる。蛍光Ｘ線
Ｂ５は、試料表面２ａに対向して配置したＸ線検出器３
に入射する。この入射した蛍光Ｘ線Ｂ５は、Ｘ線検出器
３において、そのＸ線強度が検出された後、Ｘ線検出器
３からの検出信号ａに基づき、多重波高分析器４によっ
て目的とするＸ線スペクトルが得られる。
源）Ｐから出たＸ線Ｂ１は、スリット５ａを介して、ヨ
ハンソン型の分光結晶（分光素子）１Ａに向う。Ｘ線Ｂ
１のうちの所定の波長の特性Ｘ線は、分光結晶１Ａで回
折され、単色化した回折Ｘ線（一次Ｘ線）Ｂ２が、試料
２の表面２ａに微小な入射角α (たとえば、0.05°〜0.
20°程度) で照射される。試料２に入射した回折Ｘ線Ｂ
２は、その一部が全反射されて反射Ｘ線Ｂ４となり、他
の一部が一次Ｘ線として試料２を励起して、試料２を構
成する元素固有の蛍光Ｘ線Ｂ５を発生させる。蛍光Ｘ線
Ｂ５は、試料表面２ａに対向して配置したＸ線検出器３
に入射する。この入射した蛍光Ｘ線Ｂ５は、Ｘ線検出器
３において、そのＸ線強度が検出された後、Ｘ線検出器
３からの検出信号ａに基づき、多重波高分析器４によっ
て目的とするＸ線スペクトルが得られる。
【０００４】この種の全反射蛍光Ｘ線分析装置は、回折
Ｘ線( 一次Ｘ線) Ｂ２の入射角αが微小であることか
ら、反射Ｘ線Ｂ４および散乱Ｘ線がＸ線検出器３に入射
しにくく、Ｘ線検出器３により検出される蛍光Ｘ線Ｂ５
の出力レベルに比べてノイズが小さいという利点があ
る。つまり、大きなS/N 比が得られ、そのため、分析感
度が良く、たとえば、微量の不純物でも検出できるとい
う利点がある。このようなことから、この分析方法は、
シリコンウェハの表面汚染の分析方法として有効であ
り、広く採用されている。
Ｘ線( 一次Ｘ線) Ｂ２の入射角αが微小であることか
ら、反射Ｘ線Ｂ４および散乱Ｘ線がＸ線検出器３に入射
しにくく、Ｘ線検出器３により検出される蛍光Ｘ線Ｂ５
の出力レベルに比べてノイズが小さいという利点があ
る。つまり、大きなS/N 比が得られ、そのため、分析感
度が良く、たとえば、微量の不純物でも検出できるとい
う利点がある。このようなことから、この分析方法は、
シリコンウェハの表面汚染の分析方法として有効であ
り、広く採用されている。
【０００５】また、この従来技術では、分光結晶１Ａを
用いて一次Ｘ線Ｂ１を単色化しているから、散乱Ｘ線な
どの強度が小さくなるので、分析精度がより一層向上す
る。一方、Ｘ線Ｂ１を単色化すると、回折Ｘ線Ｂ２の強
度が著しく低下することから、湾曲型の分光結晶１Ａを
用いることで、回折Ｘ線Ｂ２を試料表面２ａに集光させ
て、励起Ｘ線（回折Ｘ線）Ｂ２の強度の回復を図ってい
る。
用いて一次Ｘ線Ｂ１を単色化しているから、散乱Ｘ線な
どの強度が小さくなるので、分析精度がより一層向上す
る。一方、Ｘ線Ｂ１を単色化すると、回折Ｘ線Ｂ２の強
度が著しく低下することから、湾曲型の分光結晶１Ａを
用いることで、回折Ｘ線Ｂ２を試料表面２ａに集光させ
て、励起Ｘ線（回折Ｘ線）Ｂ２の強度の回復を図ってい
る。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】しかし、全反射蛍光Ｘ
線分析装置では、通常の蛍光Ｘ線分析と異なり、湾曲型
の分光結晶１Ａを用いても、以下のような理由から、励
起Ｘ線（回折Ｘ線）Ｂ２の強度を十分に大きくすること
ができない。
線分析装置では、通常の蛍光Ｘ線分析と異なり、湾曲型
の分光結晶１Ａを用いても、以下のような理由から、励
起Ｘ線（回折Ｘ線）Ｂ２の強度を十分に大きくすること
ができない。
【０００７】つまり、この種の光学系では、Ｘ線源Ｐか
ら分光結晶１Ａに入射する発散Ｘ線Ｂ１の発散角Ωｏ
と、回折Ｘ線Ｂ２の束が収束する角度（以下、「収束
角」という。）Ωが等しくなる。一方、全反射蛍光Ｘ線
分析では、前述のように、入射角αを0.05°〜0.20°程
度の小さな角度の範囲に設定する必要があるから、収束
角Ωを0.1 °程度に設定する必要があるので、単色化す
る前の発散Ｘ線Ｂ１の発散角Ωｏを小さくせざるを得な
い。したがって、回折Ｘ線（励起Ｘ線）Ｂ２の強度も弱
くなり、分析精度が今一つ向上しない。
ら分光結晶１Ａに入射する発散Ｘ線Ｂ１の発散角Ωｏ
と、回折Ｘ線Ｂ２の束が収束する角度（以下、「収束
角」という。）Ωが等しくなる。一方、全反射蛍光Ｘ線
分析では、前述のように、入射角αを0.05°〜0.20°程
度の小さな角度の範囲に設定する必要があるから、収束
角Ωを0.1 °程度に設定する必要があるので、単色化す
る前の発散Ｘ線Ｂ１の発散角Ωｏを小さくせざるを得な
い。したがって、回折Ｘ線（励起Ｘ線）Ｂ２の強度も弱
くなり、分析精度が今一つ向上しない。
【０００８】この発明は、上記従来の問題に鑑みてなさ
れたもので、回折Ｘ線の強度を強くして、分析精度を向
上させることができる全反射蛍光Ｘ線分析装置を提供す
ることを目的とする。
れたもので、回折Ｘ線の強度を強くして、分析精度を向
上させることができる全反射蛍光Ｘ線分析装置を提供す
ることを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
の、この発明の構成および原理を、実施例を示す図１を
用いて説明する。この発明では、分光素子として人工多
層膜格子１を用いている。図１（ａ）において、人工多
層膜格子１は、Ｘ線源Ｐから入射角θで入射したＸ線Ｂ
１を反射面１ａにおいて、回折角θで回折して単色化す
る。この人工多層膜格子１における格子面間隔の周期ｄ
は、反射面１ａの表面に沿って連続的に大きくなるよう
に設定されている。上記周期ｄは、Ｘ線源Ｐとの関係で
は、Ｘ線源Ｐから矢印１０のように遠ざかるに従い大き
く設定されている。
の、この発明の構成および原理を、実施例を示す図１を
用いて説明する。この発明では、分光素子として人工多
層膜格子１を用いている。図１（ａ）において、人工多
層膜格子１は、Ｘ線源Ｐから入射角θで入射したＸ線Ｂ
１を反射面１ａにおいて、回折角θで回折して単色化す
る。この人工多層膜格子１における格子面間隔の周期ｄ
は、反射面１ａの表面に沿って連続的に大きくなるよう
に設定されている。上記周期ｄは、Ｘ線源Ｐとの関係で
は、Ｘ線源Ｐから矢印１０のように遠ざかるに従い大き
く設定されている。
【００１０】ここで、人工多層膜格子１における反射面
１ａの縦断面の形状は、下記の（１）式で表される極座
標により設定されているのが好ましい。尚、縦断面と
は、Ｘ線源Ｐから分光素子に入射したＸ線Ｂ１と、回折
されたＸ線Ｂ２を含む平面による切断面である。
１ａの縦断面の形状は、下記の（１）式で表される極座
標により設定されているのが好ましい。尚、縦断面と
は、Ｘ線源Ｐから分光素子に入射したＸ線Ｂ１と、回折
されたＸ線Ｂ２を含む平面による切断面である。
【００１１】
【数２】
【００１２】
【作用】Ｘ線の回折条件は、周知のように下記のブラッ
グの式で与えられる。 ２ｄ・ｓｉｎθ＝ｎλ θ：人工多層膜格子における入射角、回折角 λ：Ｘ線の波長 ｎ：反射の次数 Ｘ線Ｂ１と回折Ｘ線Ｂ２のなす角（以下、「反射角」と
いう。）をΨN とすれば、上記ブラッグの式は、下記の
（２）式で表される。 ２ｄ・ｓｉｎ｛（π−ΨN ）／２｝＝ｎλ…（２） 更に、この（２）式は下記の（３）式に変換することが
できる。 ２ｄ・ｃｏｓ（ΨN ／２）＝ｎλ…（３）
グの式で与えられる。 ２ｄ・ｓｉｎθ＝ｎλ θ：人工多層膜格子における入射角、回折角 λ：Ｘ線の波長 ｎ：反射の次数 Ｘ線Ｂ１と回折Ｘ線Ｂ２のなす角（以下、「反射角」と
いう。）をΨN とすれば、上記ブラッグの式は、下記の
（２）式で表される。 ２ｄ・ｓｉｎ｛（π−ΨN ）／２｝＝ｎλ…（２） 更に、この（２）式は下記の（３）式に変換することが
できる。 ２ｄ・ｃｏｓ（ΨN ／２）＝ｎλ…（３）
【００１３】この（３）式より、周期ｄが大きくなる
と、つまり、人工多層膜格子１においてＸ線源Ｐから遠
い反射点では、反射角ΨN が大きくなり、Ψ1 ＜Ψ2 と
なる。今、ΔＰＬＯとΔＱＲＯに注目すると、角ＬＯＰ
＝角ＲＯＱであり、Ψ1 ＜Ψ2であるから、収束角Ωは
発散角Ωｏよりも小さくなる。したがって、大きな発散
角Ωｏで人工多層膜格子１に向って出射されるＸ線Ｂ１
を小さな収束角Ωで試料２に入射させることができるか
ら、所定の小さな入射角αの範囲を保ちつつ、回折Ｘ線
Ｂ２の強度の低下を抑制して、従来よりも強度を大きく
することができる。
と、つまり、人工多層膜格子１においてＸ線源Ｐから遠
い反射点では、反射角ΨN が大きくなり、Ψ1 ＜Ψ2 と
なる。今、ΔＰＬＯとΔＱＲＯに注目すると、角ＬＯＰ
＝角ＲＯＱであり、Ψ1 ＜Ψ2であるから、収束角Ωは
発散角Ωｏよりも小さくなる。したがって、大きな発散
角Ωｏで人工多層膜格子１に向って出射されるＸ線Ｂ１
を小さな収束角Ωで試料２に入射させることができるか
ら、所定の小さな入射角αの範囲を保ちつつ、回折Ｘ線
Ｂ２の強度の低下を抑制して、従来よりも強度を大きく
することができる。
【００１４】なお、人工多層膜格子における格子面間隔
を表面に沿って変化させた先行技術としては、特開昭６
３−６１２００号公報や、R.K.Smither 「 New method
forfocusing x rays and gamma rays」REVIEW OF SCIEN
TIFIC INSTRUMENTS.VOL.53(2), Fed.1982, American
Institute of physics がある。しかし、これらの先行
技術には、人工多層膜格子における格子面間隔を表面に
沿って変化させたことにより、大きな発散角で発散した
Ｘ線を小さな収束角で収束できる点については、記載さ
れていない。
を表面に沿って変化させた先行技術としては、特開昭６
３−６１２００号公報や、R.K.Smither 「 New method
forfocusing x rays and gamma rays」REVIEW OF SCIEN
TIFIC INSTRUMENTS.VOL.53(2), Fed.1982, American
Institute of physics がある。しかし、これらの先行
技術には、人工多層膜格子における格子面間隔を表面に
沿って変化させたことにより、大きな発散角で発散した
Ｘ線を小さな収束角で収束できる点については、記載さ
れていない。
【００１５】ところで、格子面間隔の周期ｄが一定であ
る一般の分光結晶においては、ヨハン型分光器、ヨハン
ソン型分光器およびログ・スパイラル型分光器が知られ
ている。これらの分光器のうちヨハン型分光器は、その
性能上、結晶の長さが短い場合にのみ用いられ、一般
に、ヨハンソン型分光器およびログ・スパイラル型分光
器が用いられている。しかし、ヨハンソン型分光器は、
結晶の一部を研磨するので、格子層の極く薄い人工多層
膜格子１に適用するのは困難である。したがって、この
発明の全反射蛍光Ｘ線分析装置においては、ログ・スパ
イラル型分光器を用いるのが好ましい。
る一般の分光結晶においては、ヨハン型分光器、ヨハン
ソン型分光器およびログ・スパイラル型分光器が知られ
ている。これらの分光器のうちヨハン型分光器は、その
性能上、結晶の長さが短い場合にのみ用いられ、一般
に、ヨハンソン型分光器およびログ・スパイラル型分光
器が用いられている。しかし、ヨハンソン型分光器は、
結晶の一部を研磨するので、格子層の極く薄い人工多層
膜格子１に適用するのは困難である。したがって、この
発明の全反射蛍光Ｘ線分析装置においては、ログ・スパ
イラル型分光器を用いるのが好ましい。
【００１６】ここで、図２において、一般のログ・スパ
イラルの式は、反射面１ａのいずれの点においても入射
角θN が等しくなるから、下記の（４）式で与えられ、
したがって、傾角φにおけるＸ線源Ｐから反射面１ａま
での距離（動径）ｒは、下記の（５）式で表される。
イラルの式は、反射面１ａのいずれの点においても入射
角θN が等しくなるから、下記の（４）式で与えられ、
したがって、傾角φにおけるＸ線源Ｐから反射面１ａま
での距離（動径）ｒは、下記の（５）式で表される。
【００１７】
【数３】
【００１８】一方、この発明では、人工多層膜格子１の
反射面１ａにおけるＸ線源Ｐから遠い点程、格子面間隔
の周期ｄが大きくなるので、人工多層膜格子１への入射
角θN を小さくする必要がある。そこで、この発明者
は、人工多層膜格子１の反射面１ａの断面形状について
鋭意研究を重ねたところ、図２の傾角φが大きくなるに
従い、動径ｒが（５）式で与えられるｒよりも大きくな
れば、入射角θN が小さくなることを発見し、請求項２
の発明を完成した。つまり、前述の（１）式のように、
動径ｒを傾角φの高次の指数関数で表すことにより、傾
角φが大きくなるに従い、入射角θN が小さくなる。よ
って、上記（１）式で表される極座標により、この発明
の全反射蛍光Ｘ線分析装置に適用する人工多層膜格子１
を得ることができる。
反射面１ａにおけるＸ線源Ｐから遠い点程、格子面間隔
の周期ｄが大きくなるので、人工多層膜格子１への入射
角θN を小さくする必要がある。そこで、この発明者
は、人工多層膜格子１の反射面１ａの断面形状について
鋭意研究を重ねたところ、図２の傾角φが大きくなるに
従い、動径ｒが（５）式で与えられるｒよりも大きくな
れば、入射角θN が小さくなることを発見し、請求項２
の発明を完成した。つまり、前述の（１）式のように、
動径ｒを傾角φの高次の指数関数で表すことにより、傾
角φが大きくなるに従い、入射角θN が小さくなる。よ
って、上記（１）式で表される極座標により、この発明
の全反射蛍光Ｘ線分析装置に適用する人工多層膜格子１
を得ることができる。
【００１９】
【実施例】以下、この発明の一実施例を図面にしたがっ
て説明する。図１（ａ）において、照射装置１１の一部
を構成する人工多層膜格子１は、Ｘ線源Ｐから入射角θ
N で入射したＸ線Ｂ１をその反射面１ａにおいて、回折
角θN で回折して単色化する。図３（ｃ）のように、こ
の人工多層膜格子１における格子面間隔の周期ｄN は、
反射面１ａの表面に沿って連続的に大きくなるように設
定されている。上記周期ｄN は、図１（ａ）のＸ線源Ｐ
との関係では、Ｘ線源Ｐから矢印１０のように遠ざかる
に従い大きく設定されている。たとえば、人工多層膜格
子１の矢印１０方向の長さを４０ｍｍとすると、左端１
Ｌではｄ＝５０Å、右端１Ｒではｄ＝７２Å程度に設定
されている。
て説明する。図１（ａ）において、照射装置１１の一部
を構成する人工多層膜格子１は、Ｘ線源Ｐから入射角θ
N で入射したＸ線Ｂ１をその反射面１ａにおいて、回折
角θN で回折して単色化する。図３（ｃ）のように、こ
の人工多層膜格子１における格子面間隔の周期ｄN は、
反射面１ａの表面に沿って連続的に大きくなるように設
定されている。上記周期ｄN は、図１（ａ）のＸ線源Ｐ
との関係では、Ｘ線源Ｐから矢印１０のように遠ざかる
に従い大きく設定されている。たとえば、人工多層膜格
子１の矢印１０方向の長さを４０ｍｍとすると、左端１
Ｌではｄ＝５０Å、右端１Ｒではｄ＝７２Å程度に設定
されている。
【００２０】人工多層膜格子１は、反射面１ａが緩やか
な凹面で形成されており、図１（ｂ）のように、矢印１
０方向およびこれに直交する方向に湾曲した樽状（トロ
イダル状）の反射面１ａを有していて、紙面に直交する
方向にもＸ線Ｂ１を集光させている。図１（ａ）の反射
面１ａで回折された回折Ｘ線Ｂ２は、微小な入射角α
（たとえば0.05°〜0.20°）で試料（たとえばシリコン
ウエハ）２上の集光点Ｑに入射する。入射した回折Ｘ線
（励起Ｘ線）Ｂ２は、その一部が全反射されて反射Ｘ線
Ｂ４となり、他の一部が試料２を励起して、試料２を構
成する元素固有の蛍光Ｘ線Ｂ５を発生させる。蛍光Ｘ線
Ｂ５は、試料表面２ａに対向して配置したＸ線検出器３
に入射する。この入射した蛍光Ｘ線Ｂ５は、Ｘ線検出器
３において、そのＸ線強度が検出された後、Ｘ線検出器
３からの検出信号ａに基づき、多重波高分析器４によっ
て目的とするＸ線スペクトルが得られる。その他の構成
は、前述の従来例と同様であり、その詳しい説明を省略
する。
な凹面で形成されており、図１（ｂ）のように、矢印１
０方向およびこれに直交する方向に湾曲した樽状（トロ
イダル状）の反射面１ａを有していて、紙面に直交する
方向にもＸ線Ｂ１を集光させている。図１（ａ）の反射
面１ａで回折された回折Ｘ線Ｂ２は、微小な入射角α
（たとえば0.05°〜0.20°）で試料（たとえばシリコン
ウエハ）２上の集光点Ｑに入射する。入射した回折Ｘ線
（励起Ｘ線）Ｂ２は、その一部が全反射されて反射Ｘ線
Ｂ４となり、他の一部が試料２を励起して、試料２を構
成する元素固有の蛍光Ｘ線Ｂ５を発生させる。蛍光Ｘ線
Ｂ５は、試料表面２ａに対向して配置したＸ線検出器３
に入射する。この入射した蛍光Ｘ線Ｂ５は、Ｘ線検出器
３において、そのＸ線強度が検出された後、Ｘ線検出器
３からの検出信号ａに基づき、多重波高分析器４によっ
て目的とするＸ線スペクトルが得られる。その他の構成
は、前述の従来例と同様であり、その詳しい説明を省略
する。
【００２１】全反射蛍光Ｘ線分析装置は、前述のよう
に、入射角αが極めて微小な角度に設定されることか
ら、収束角Ωを許容される入射角α（0.05°〜0.2 °)
の範囲よりも小さく設定する必要がある。ここで、従来
の図５の湾曲型の分光結晶１Ａでは、収束角Ωと発散角
Ωｏが等しくなるので、発散角Ωｏも小さくする必要が
あり、そのため、試料２に入射する励起Ｘ線（回折Ｘ
線）Ｂ２の強度が弱くなる。これに対し、この実施例
は、図１の人工多層膜格子１における格子面間隔の周期
ｄN を反射面１ａの表面に沿ってＸ線源Ｐから遠ざかる
に従い連続的に大きく設定したので、前述の［作用］の
項で述べたとおり、収束角Ωよりも発散角Ωｏが大きく
なる。たとえば、発散角Ωｏ＝１°に対し、収束角Ω＝
0.1 °程度にすることができ、したがって、所定の小さ
な入射角αの範囲を保ちつつ、励起Ｘ線（回折Ｘ線）Ｂ
２の強度を大きくしうる。その結果、試料２の分析精度
が向上する。
に、入射角αが極めて微小な角度に設定されることか
ら、収束角Ωを許容される入射角α（0.05°〜0.2 °)
の範囲よりも小さく設定する必要がある。ここで、従来
の図５の湾曲型の分光結晶１Ａでは、収束角Ωと発散角
Ωｏが等しくなるので、発散角Ωｏも小さくする必要が
あり、そのため、試料２に入射する励起Ｘ線（回折Ｘ
線）Ｂ２の強度が弱くなる。これに対し、この実施例
は、図１の人工多層膜格子１における格子面間隔の周期
ｄN を反射面１ａの表面に沿ってＸ線源Ｐから遠ざかる
に従い連続的に大きく設定したので、前述の［作用］の
項で述べたとおり、収束角Ωよりも発散角Ωｏが大きく
なる。たとえば、発散角Ωｏ＝１°に対し、収束角Ω＝
0.1 °程度にすることができ、したがって、所定の小さ
な入射角αの範囲を保ちつつ、励起Ｘ線（回折Ｘ線）Ｂ
２の強度を大きくしうる。その結果、試料２の分析精度
が向上する。
【００２２】つぎに、人工多層膜格子１の格子面間隔の
周期ｄの決定方法について説明する。まず、全反射の現
象を呈する範囲から、入射角α、収束角Ωを決定すると
ともに、用いる単色光（回折Ｘ線）Ｂ２の波長λを決定
する。ついで、人工多層膜格子１の両端の反射角Ψ1 お
よびΨ2 を定め、両端のＬ点およびＲ点における周期ｄ
1 およびｄ2 を定める。Ｌ点およびＲ点の間について
は、ブラッグの式における入射角θの値が一般に小さい
ことから、近似的にリニアに変化させれば、十分な精度
で、回折Ｘ線Ｂ２が集光点Ｑに収束する。
周期ｄの決定方法について説明する。まず、全反射の現
象を呈する範囲から、入射角α、収束角Ωを決定すると
ともに、用いる単色光（回折Ｘ線）Ｂ２の波長λを決定
する。ついで、人工多層膜格子１の両端の反射角Ψ1 お
よびΨ2 を定め、両端のＬ点およびＲ点における周期ｄ
1 およびｄ2 を定める。Ｌ点およびＲ点の間について
は、ブラッグの式における入射角θの値が一般に小さい
ことから、近似的にリニアに変化させれば、十分な精度
で、回折Ｘ線Ｂ２が集光点Ｑに収束する。
【００２３】つぎに、人工多層膜格子１の反射面１ａの
断面形状について説明する。図２において、反射面１ａ
の断面形状は、たとえば、下記の（６）式により設定さ
れている。
断面形状について説明する。図２において、反射面１ａ
の断面形状は、たとえば、下記の（６）式により設定さ
れている。
【００２４】
【数４】
【００２５】上記のように、動径ｒを傾角φの高次の指
数関数で表すことにより、この発明に用いる人工多層膜
格子１の反射面１ａの凹面が得られるのであるが、この
とき、格子面間隔の周期ｄN は、リニアに変化させれば
よいから、以下のような製造方法により、人工多層膜格
子１を容易に得ることができる。
数関数で表すことにより、この発明に用いる人工多層膜
格子１の反射面１ａの凹面が得られるのであるが、この
とき、格子面間隔の周期ｄN は、リニアに変化させれば
よいから、以下のような製造方法により、人工多層膜格
子１を容易に得ることができる。
【００２６】つぎに、上述の人工多層膜格子１の製造方
法の一例を図３を用いて説明する。まず、たとえばシリ
コンウエハのような平坦な面を有する基板１ｂを用意
し、その右端１Ｒの真下あたりに、タングステンからな
る蒸着用基材６ｗおよびシリコンからなる蒸着用基材６
siを設置する。つづいて、図３（ａ）のように、タング
ステンの蒸着用基材６ｗを真空中で蒸発させ、基材１ｂ
の表面にタングステン薄膜１ｗを形成させる。ついで、
図３（ｂ）のように、シリコンの蒸着用基材６siを真空
中で蒸発させ、タングステン膜１ｗの上にシリコン薄膜
１siを真空蒸着させる。このタングステンとシリコンの
蒸着を交互に繰り返すことにより、図３（ｃ）の人工多
層膜格子１が得られる。
法の一例を図３を用いて説明する。まず、たとえばシリ
コンウエハのような平坦な面を有する基板１ｂを用意
し、その右端１Ｒの真下あたりに、タングステンからな
る蒸着用基材６ｗおよびシリコンからなる蒸着用基材６
siを設置する。つづいて、図３（ａ）のように、タング
ステンの蒸着用基材６ｗを真空中で蒸発させ、基材１ｂ
の表面にタングステン薄膜１ｗを形成させる。ついで、
図３（ｂ）のように、シリコンの蒸着用基材６siを真空
中で蒸発させ、タングステン膜１ｗの上にシリコン薄膜
１siを真空蒸着させる。このタングステンとシリコンの
蒸着を交互に繰り返すことにより、図３（ｃ）の人工多
層膜格子１が得られる。
【００２７】ここで、図２（ａ），（ｂ）の蒸着用基材
６ｗ，６siは、共に、右端１Ｒの真下に設置してあるか
ら、各薄膜１ｗ，１siは、右端１Ｒにおいて厚くなり、
左端１Ｌにおいて薄くなる。したがって、図２（ｃ）の
ように、右側に行くに従い、格子面間隔の周期ｄN が反
射面１ａの表面に沿って連続的に大きくなる。なお、反
射面１ａは、若干凸面状になるが、人工多層膜格子１を
曲げることで凹面にする。
６ｗ，６siは、共に、右端１Ｒの真下に設置してあるか
ら、各薄膜１ｗ，１siは、右端１Ｒにおいて厚くなり、
左端１Ｌにおいて薄くなる。したがって、図２（ｃ）の
ように、右側に行くに従い、格子面間隔の周期ｄN が反
射面１ａの表面に沿って連続的に大きくなる。なお、反
射面１ａは、若干凸面状になるが、人工多層膜格子１を
曲げることで凹面にする。
【００２８】つぎに、人工多層膜格子１の製造方法の他
の例について図４を用いて説明する。この例は、ケミカ
ルベイパーディポジョンと呼ばれる方法を用いており、
その要点のみを説明する。図４において、シリコンウエ
ハからなる基板１ｂの下面に微小なスリット７ａを有す
るマスク７を水平方向に移動自在に設置する。マスク７
の下方には、ガリウムＧａの化合物と、ひ素Ａｓの化合
物の混合気をガス室８内に密閉する。マスク７を左側へ
徐々に移動させるとともに、ガス室８から排気を行いつ
つ、インジウムＩｎの化合物をガス室８に供給する。こ
れにより、直径が互いに異なる原子によって薄膜が形成
されるとともに、基板１ｂに付着するIn-Ga-As化合物の
ガリウムとインジウムの割合が右端１Ｒから左端１Ｌに
行くに従い徐々に変化した状態 (InX Ga1- X As)とな
り、たとえば、右端１Ｒの格子面間隔の周期ｄ2 が左端
１Ｌの周期ｄ1 よりも大きくなる。
の例について図４を用いて説明する。この例は、ケミカ
ルベイパーディポジョンと呼ばれる方法を用いており、
その要点のみを説明する。図４において、シリコンウエ
ハからなる基板１ｂの下面に微小なスリット７ａを有す
るマスク７を水平方向に移動自在に設置する。マスク７
の下方には、ガリウムＧａの化合物と、ひ素Ａｓの化合
物の混合気をガス室８内に密閉する。マスク７を左側へ
徐々に移動させるとともに、ガス室８から排気を行いつ
つ、インジウムＩｎの化合物をガス室８に供給する。こ
れにより、直径が互いに異なる原子によって薄膜が形成
されるとともに、基板１ｂに付着するIn-Ga-As化合物の
ガリウムとインジウムの割合が右端１Ｒから左端１Ｌに
行くに従い徐々に変化した状態 (InX Ga1- X As)とな
り、たとえば、右端１Ｒの格子面間隔の周期ｄ2 が左端
１Ｌの周期ｄ1 よりも大きくなる。
【００２９】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の全反射蛍
光Ｘ線分析装置によれば、入射角が小さな範囲に設定さ
れる全反射蛍光Ｘ線分析装置において、一次Ｘ線を人工
多層膜格子により回折させるとともに、人工多層膜格子
における格子面間隔の周期を変化させたので、試料への
入射角を所定の微小な範囲に保ちつつ、回折Ｘ線の強度
を大きくすることができるから、分析精度が向上する。
光Ｘ線分析装置によれば、入射角が小さな範囲に設定さ
れる全反射蛍光Ｘ線分析装置において、一次Ｘ線を人工
多層膜格子により回折させるとともに、人工多層膜格子
における格子面間隔の周期を変化させたので、試料への
入射角を所定の微小な範囲に保ちつつ、回折Ｘ線の強度
を大きくすることができるから、分析精度が向上する。
【００３０】本発明の分光素子によれば、分光素子にお
ける収束角が発散角に比べて小さいため、小さい収束角
を保ちつつ、回折光の強度を大きくすることができる。
また、請求項２の発明によれば、人工多層膜格子の格子
面間隔ｄをリニアに変化させればよいから、人工多層膜
格子の製造が容易になる。
ける収束角が発散角に比べて小さいため、小さい収束角
を保ちつつ、回折光の強度を大きくすることができる。
また、請求項２の発明によれば、人工多層膜格子の格子
面間隔ｄをリニアに変化させればよいから、人工多層膜
格子の製造が容易になる。
【図１】（ａ）は、この発明の一実施例を示す全反射蛍
光Ｘ線分析装置の概略構成図、（ｂ）は人工多層膜格子
１の斜視図である。
光Ｘ線分析装置の概略構成図、（ｂ）は人工多層膜格子
１の斜視図である。
【図２】人工多層膜格子の反射面の形状を示す側面図で
ある。
ある。
【図３】人工多層膜格子の製造方法の一例を示す工程図
である。
である。
【図４】同他の例を示す正面図である。
【図５】従来の全反射蛍光Ｘ線分析装置の概略構成図で
ある。
ある。
１…人工多層膜格子、１ａ…反射面、２…試料、２ａ…
試料表面、３…Ｘ線検出器、１１…照射装置、Ｂ１…Ｘ
線、Ｂ２…回折Ｘ線、Ｂ５…蛍光Ｘ線、ｄN …周期、Ｐ
…Ｘ線源、α…入射角。
試料表面、３…Ｘ線検出器、１１…照射装置、Ｂ１…Ｘ
線、Ｂ２…回折Ｘ線、Ｂ５…蛍光Ｘ線、ｄN …周期、Ｐ
…Ｘ線源、α…入射角。
フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) G21K 1/00 - 7/00 G01N 23/223 ＪＩＣＳＴファイル（ＪＯＩＳ)
Claims (3)
- 【請求項１】 Ｘ線源からのＸ線を分光素子で回折させ
て単色化した一次Ｘ線を試料表面に向って集光させると
ともに上記一次Ｘ線を微小な入射角で試料表面に照射す
る照射装置と、上記試料表面に対向し上記一次Ｘ線を受
けた試料からの蛍光Ｘ線を検出するＸ線検出器とを備
え、このＸ線検出器での検出結果に基づいて上記蛍光Ｘ
線を分析する全反射蛍光Ｘ線分析装置において、 上記分光素子が人工多層膜格子からなり、 この人工多層膜格子における格子面間隔の周期が、人工
多層膜格子の反射面の表面に沿って上記Ｘ線源から遠ざ
かるに従い連続的に大きく設定されていることを特徴と
する全反射蛍光Ｘ線分析装置。 - 【請求項２】 人工多層膜格子からなり、入射Ｘ線を回
折させて単色化された回折Ｘ線を出射する分光素子であ
って、格子面間隔の周期が、反射面の表面に沿って入射
側から遠ざかるに従い連続的に大きく設定されていると
共に、上記入射Ｘ線と回折Ｘ線を含む平面で切断した反
射面の縦断面の形状が、下記の（１）式で表される極座
標により設定されている分光素子。 【数１】 - 【請求項３】 請求項１において、前記分光素子が請求
項２記載の分光素子からなることを特徴とする全反射蛍
光Ｘ線分析装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3756893A JP2955142B2 (ja) | 1992-04-09 | 1993-02-01 | 全反射蛍光ｘ線分析装置 |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4-117934 | 1992-04-09 | ||
| JP11793492 | 1992-04-09 | ||
| JP3756893A JP2955142B2 (ja) | 1992-04-09 | 1993-02-01 | 全反射蛍光ｘ線分析装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0682400A JPH0682400A (ja) | 1994-03-22 |
| JP2955142B2 true JP2955142B2 (ja) | 1999-10-04 |
Family
ID=26376692
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3756893A Expired - Lifetime JP2955142B2 (ja) | 1992-04-09 | 1993-02-01 | 全反射蛍光ｘ線分析装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2955142B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002162499A (ja) * | 2000-11-27 | 2002-06-07 | Technos Kenkyusho:Kk | Ｘ線反射素子およびその製造方法、装置ならびにｘ線分析装置 |
| JP2002195963A (ja) * | 2000-12-25 | 2002-07-10 | Ours Tex Kk | Ｘ線分光装置およびｘ線分析装置 |
| JP7100910B2 (ja) * | 2020-12-01 | 2022-07-14 | 株式会社リガク | 全反射蛍光ｘ線分析装置 |
-
1993
- 1993-02-01 JP JP3756893A patent/JP2955142B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0682400A (ja) | 1994-03-22 |
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