JP6768320B2 - A film sample fixing device, an X-ray analyzer and method having the same, a film manufacturing device and method using the same, and a film manufactured by the method. - Google Patents

A film sample fixing device, an X-ray analyzer and method having the same, a film manufacturing device and method using the same, and a film manufactured by the method. Download PDF

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Description

本発明は、フィルムの特性を分析する際に用いられるフィルム試料固定装置と、それを有するX線分析装置及びX線分析方法、並びにそれを用いたフィルム製造装置及びフィルム製造方法、そのフィルム製造方法により製造されたフィルムに関する。 The present invention comprises a film sample fixing device used for analyzing the characteristics of a film, an X-ray analyzer and an X-ray analysis method having the same, a film manufacturing device and a film manufacturing method using the same, and a film manufacturing method thereof. With respect to the film produced by.

分光分析装置、X線分析装置などによりフィルムの特性分析を行う際には、分析するフィルム試料に分析ビームを照射して、試料で反射または散乱されて放出されるビーム光の強度スペクトルを検出器で測定することにより、フィルム試料の屈折率、密度、結晶性などの物性、構造を特定することが可能である。これらの分析装置においては、一般的に、分析ビーム位置に水平かつ平坦にフィルム試料を保持するために、水平な試料台に載置したり、試料を試料背面に設けた粘着剤、粘着テープで試料台に固定したり、試料に張力を掛けた状態で試料端部を固定して、分析されている(例えば、特許文献1、2)。 When analyzing the characteristics of a film with a spectroscopic analyzer, X-ray analyzer, etc., the film sample to be analyzed is irradiated with an analysis beam, and the intensity spectrum of the beam light reflected or scattered by the sample is detected. It is possible to specify the physical properties and structure of the film sample such as the refractive index, density, and crystallinity by measuring with. In these analyzers, generally, in order to hold the film sample horizontally and flatly at the analysis beam position, the film sample is placed on a horizontal sample table, or the sample is placed on the back surface of the sample with an adhesive or adhesive tape. The analysis is performed by fixing the sample on the sample table or fixing the end of the sample with tension applied to the sample (for example, Patent Documents 1 and 2).

また、フィルム状基材の表面やその上に形成された薄膜の膜厚、密度、ラフネスといった構造に関する情報を測定する方法としては、例えば、フィルムに反りやうねりがある場合でも、X線のビームサイズを10μm以下の微小領域に集光あるいは絞ることによって、薄膜の膜厚、密度等を解析する方法が知られている(例えば、特許文献3)。 Further, as a method of measuring information on the structure such as the film thickness, density, and roughness of the surface of the film-like base material and the thin film formed on the surface, for example, even if the film has warpage or waviness, an X-ray beam is used. A method of analyzing the film thickness, density, etc. of a thin film by condensing or narrowing the size to a minute region of 10 μm or less is known (for example, Patent Document 3).

特開2002−107313号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2002-107313 特開平11−006805号公報JP-A-11-006805 特開2012−068180号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2012-068180

しかしながら、上記した水平な試料台に載置するだけでは、分析する対象物が有機物やフィルムなどの比較的柔らかい材質の場合、試料の反りが影響し、分析の繰り返し再現性が得られないという問題があった。また、試料背面に設けた粘着剤や粘着テープで試料台に固定する方法においても、粘着剤や粘着テープの表面粗さ、うねりなどが試料表面まで影響を与えるため、分析の繰り返し再現性が得られないという問題があった。さらに、試料に張力を掛けた状態で試料端部を固定する方法では、張力によって試料に発生するシワが完全には除去できず、分析ビームがシワに当たって測定不良になることや、分析中に張力から解放されて試料が動いてしまうなどの問題があった。 However, if the object to be analyzed is a relatively soft material such as an organic substance or a film, the problem is that the warp of the sample affects the reproducibility of the analysis by simply placing it on the horizontal sample table described above. was there. In addition, even in the method of fixing to the sample table with the adhesive or adhesive tape provided on the back surface of the sample, the surface roughness and waviness of the adhesive and the adhesive tape affect the sample surface, so that the analysis can be repeated repeatedly. There was a problem that it could not be done. Furthermore, in the method of fixing the end of the sample with tension applied to the sample, the wrinkles generated in the sample due to the tension cannot be completely removed, and the analysis beam hits the wrinkles, resulting in poor measurement and tension during analysis. There was a problem that the sample was released from the above and moved.

また、X線を微小に集光あるいは絞る測定方法では、一般的な光学特性、電気特性などで測定される一辺長さ1mm以上の広領域を一括して分析することができないため、測定位置を変えて複数回分析した結果を連結する必要があり、測定精度の低下や測定時間の長期化の問題があった。 In addition, with the measurement method of focusing or narrowing down X-rays, it is not possible to collectively analyze a wide area with a side length of 1 mm or more measured by general optical characteristics, electrical characteristics, etc., so the measurement position can be determined. It is necessary to change and concatenate the results of multiple analyzes, which causes problems such as deterioration of measurement accuracy and prolongation of measurement time.

本発明の課題は、かかる従来技術に鑑み、分析する対象物がフィルムやその上に設けられた有機物などの比較的柔らかい材質であっても、非常に簡便に高精度かつ優れた繰り返し再現性を実現可能であり、さらに、分析領域が一辺長さ1mm以上の広領域であっても、フィルムの反り、うねり、シワ等を最小限に抑え、一括して高精度に分析可能な、フィルム試料固定装置と、それを有するX線分析装置及びX線分析方法、さらにはそれを用いたフィルム製造装置及びフィルム製造方法とそのフィルム製造方法により製造されたフィルムを提供することにある。 The subject of the present invention is that, in view of the prior art, even if the object to be analyzed is a relatively soft material such as a film or an organic substance provided on the film, it is very easy to achieve high accuracy and excellent repeatability. It is feasible, and even if the analysis area is a wide area with a side length of 1 mm or more, the film sample can be fixed with high accuracy by minimizing warpage, waviness, wrinkles, etc. of the film. An object of the present invention is to provide an apparatus, an X-ray analyzer and an X-ray analysis method having the apparatus, a film production apparatus and a film production method using the apparatus, and a film produced by the film production method.

上記課題を解決するために、本発明は以下のフィルム試料固定装置、それを有するX線分析装置及び方法並びにそれを用いたフィルム製造装置及び方法を提供する。
(1)フィルム試料を帯電させる帯電機構と、帯電されたフィルム試料を保持する試料台とを有することを特徴とするフィルム試料固定装置。
(2)上記帯電機構と上記試料台の表面とが対向している、(1)に記載のフィルム試料固定装置。
(3)上記試料台の表面の中心線平均表面粗さRaが50nm以下かつ抵抗率が500Ω・cm以下である、(1)または(2)に記載のフィルム試料固定装置。
(4)上記帯電機構が圧電効果方式による帯電機構またはコロナ放電方式による帯電機構のいずれかである、(1)〜(3)のいずれかに記載のフィルム試料固定装置。
(5)上記帯電機構がガンタイプによる帯電機構またはバータイプによる帯電機構のいずれかである、(1)〜(4)のいずれかに記載のフィルム試料固定装置。
(6)上記試料台が電圧印加機構を備えており、該電圧印加機構が上記帯電機構より印加される電圧とは逆極性の電圧を印加することができる機構からなる、(1)〜(5)のいずれかに記載のフィルム試料固定装置。
(7)上記帯電機構または上記試料台、またはそれらの両方が、上記帯電機構と上記試料台との距離を変更可能な可動機構を有する、(1)〜(6)のいずれかに記載のフィルム試料固定装置。
In order to solve the above problems, the present invention provides the following film sample fixing device, an X-ray analyzer and method having the following device, and a film manufacturing device and method using the same.
(1) A film sample fixing device having a charging mechanism for charging a film sample and a sample stand for holding the charged film sample.
(2) The film sample fixing device according to (1), wherein the charging mechanism and the surface of the sample table face each other.
(3) The film sample fixing device according to (1) or (2), wherein the center line average surface roughness Ra of the surface of the sample table is 50 nm or less and the resistivity is 500 Ω · cm or less.
(4) The film sample fixing device according to any one of (1) to (3), wherein the charging mechanism is either a charging mechanism based on a piezoelectric effect method or a charging mechanism based on a corona discharge method.
(5) The film sample fixing device according to any one of (1) to (4), wherein the charging mechanism is either a gun type charging mechanism or a bar type charging mechanism.
(6) The sample table is provided with a voltage application mechanism, and the voltage application mechanism comprises a mechanism capable of applying a voltage having a polarity opposite to the voltage applied by the charging mechanism (1) to (5). ). The film sample fixing device according to any one of.
(7) The film according to any one of (1) to (6), wherein the charging mechanism, the sample table, or both of them has a movable mechanism capable of changing the distance between the charging mechanism and the sample table. Sample fixing device.

また、本発明は上記フィルム試料固定装置を有するX線分析装置、および当該X線分析装置を用いたX線分析方法を提供する。
(8)X線照射機構、X線分析機構および(1)〜(7)のいずれかに記載のフィルム試料固定装置を有するX線分析装置。
(9)(8)に記載のX線分析装置を用いる、X線分析方法。
The present invention also provides an X-ray analyzer having the film sample fixing device and an X-ray analysis method using the X-ray analyzer.
(8) An X-ray analyzer having an X-ray irradiation mechanism, an X-ray analysis mechanism, and a film sample fixing device according to any one of (1) to (7).
(9) An X-ray analysis method using the X-ray analyzer according to (8).

さらに、本発明は上記X線分析装置を有するフィルム製造装置、当該フィルム製造装置を用いたフィルムの製造方法、その方法により製造されたフィルムを提供する。
(10)(8)に記載のX線分析装置を有するフィルム製造装置。
(11)(10)に記載のフィルム製造装置を用いる、フィルム製造方法。
(12)(11)に記載のフィルム製造方法により製造されたフィルム。
Further, the present invention provides a film manufacturing apparatus having the above-mentioned X-ray analyzer, a film manufacturing method using the film manufacturing apparatus, and a film produced by the method.
(10) A film manufacturing apparatus having the X-ray analyzer according to (8).
(11) A film manufacturing method using the film manufacturing apparatus according to (10).
(12) A film produced by the film production method according to (11).

本発明によれば、本発明に係るフィルム試料固定装置を用いることで、フィルム試料表面を帯電させ、フィルム試料を試料台に水平かつ平坦に固定することが可能となるため、フィルム試料と試料台との間に粘着剤や粘着テープを介在させる必要はなく、分析対象となる試料表面のうねり等の発生が回避される。また、前述のように試料台へのフィルム試料の保持が、フィルム試料を帯電させることによって非常に簡便に達成されるため、フィルム試料に外部から張力をかける等の必要はなくなり、大きな張力に起因するシワ等の発生が防止されたり、張力をかけることによる膜割れ等の懸念も防止される。その結果、フィルム試料の分析対象部が、分析用ビーム等を用いた分析にとって望ましい状態に保たれることになり、分析対象物がフィルムやその上に設けられた有機物薄膜などの比較的柔らかい材質であっても、また、分析するフィルム試料が導電性であっても絶縁性であっても、フィルムの種類によらず非常に簡便に高精度でかつ繰り返し再現性を満たした優れた条件下にて望ましい特性分析が実現可能となる。 According to the present invention, by using the film sample fixing device according to the present invention, the surface of the film sample can be charged and the film sample can be fixed horizontally and flatly on the sample table. Therefore, the film sample and the sample table can be fixed. It is not necessary to interpose an adhesive or an adhesive tape between the and, and the occurrence of undulations on the surface of the sample to be analyzed is avoided. Further, as described above, the holding of the film sample on the sample table is very easily achieved by charging the film sample, so that it is not necessary to apply tension to the film sample from the outside, which is caused by a large tension. The occurrence of wrinkles and the like is prevented, and the concern about film cracking due to tension is also prevented. As a result, the analysis target portion of the film sample is maintained in a desirable state for analysis using an analysis beam or the like, and the analysis target is a relatively soft material such as a film or an organic thin film provided on the film. However, regardless of whether the film sample to be analyzed is conductive or insulating, it is very easy and highly accurate regardless of the type of film, and under excellent conditions that satisfy repeatability. The desired characteristic analysis can be realized.

そして、上記本発明に係るフィルム試料固定装置を備えた本発明に係るX線分析装置及び方法では、簡便に高精度でかつ優れた繰り返し再現性をもってX線分析を行うことが可能になり、上記本発明に係るフィルム試料固定装置を用いた本発明に係るフィルム製造装置及び方法では、製造中の、あるいは製造されたフィルムの特性分析を、簡便に高精度でかつ優れた繰り返し再現性をもって行うことが可能になる。このフィルム製造方法によりフィルムを製造することにより、特性のばらつきが低減されたフィルムを安定して優れた生産性をもって製造することが可能になる。 The X-ray analyzer and method according to the present invention provided with the film sample fixing device according to the present invention can easily perform X-ray analysis with high accuracy and excellent reproducibility. In the film manufacturing apparatus and method according to the present invention using the film sample fixing apparatus according to the present invention, characteristic analysis of the film being manufactured or manufactured can be easily performed with high accuracy and excellent reproducibility. Becomes possible. By producing a film by this film production method, it becomes possible to stably produce a film with reduced variation in characteristics with excellent productivity.

本発明のフィルム試料固定装置の一例を示す概略構成図である。It is a schematic block diagram which shows an example of the film sample fixing apparatus of this invention. 本発明のフィルム試料固定装置の別の例を示す概略構成図である。It is a schematic block diagram which shows another example of the film sample fixing apparatus of this invention. 図1のフィルム試料固定装置にフィルム試料を取り付けた状態の概略構成図である。It is a schematic block diagram of the state which attached the film sample to the film sample fixing device of FIG. 本発明のX線分析装置の一例を示す概略構成図である。It is a schematic block diagram which shows an example of the X-ray analyzer of this invention. ガンタイプの帯電機構の一例を示す概略構成図である。It is a schematic block diagram which shows an example of the gun type charging mechanism. バータイプの帯電機構の一例を示す概略構成図である。It is a schematic block diagram which shows an example of the bar type charging mechanism. 比較例1の固定方法を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the fixing method of the comparative example 1. FIG. 比較例2の固定方法を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the fixing method of the comparative example 2. 比較例3の固定方法を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the fixing method of the comparative example 3. 比較例4の固定方法を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the fixing method of the comparative example 4.

以下に、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.

[フィルム試料固定装置]
本発明のフィルム試料固定装置はフィルム試料を保持するための固定装置であって、前記固定装置は試料台と帯電機構とを有するフィルム試料固定装置である。試料台表面に載置されたフィルム試料に向かって帯電機構を配置し、帯電機構より電圧を印加することで試料台上にフィルム試料を水平かつ平坦に固定することが可能となる。
[Film sample fixing device]
The film sample fixing device of the present invention is a fixing device for holding a film sample, and the fixing device is a film sample fixing device having a sample stand and a charging mechanism. By arranging the charging mechanism toward the film sample placed on the surface of the sample table and applying a voltage from the charging mechanism, the film sample can be fixed horizontally and flatly on the sample table.

本発明のフィルム試料固定装置が使用される分析法は特に限定されず、一般的な分光分析やX線分析に用いることができる。フィルム試料を試料台に水平かつ平坦に固定することが可能であるので、特に分析試料表面の平坦性が求められる、分光エリプソメトリ法、X線反射率法、X線小角散乱法、X線回折法などに好適に使用することができる。 The analytical method in which the film sample fixing device of the present invention is used is not particularly limited, and can be used for general spectroscopic analysis and X-ray analysis. Since the film sample can be fixed horizontally and flatly on the sample table, the spectroscopic ellipsometry method, X-ray reflectivity method, small-angle X-ray scattering method, and X-ray diffraction are particularly required for the flatness of the surface of the analysis sample. It can be suitably used for laws and regulations.

図1〜3はフィルム試料固定装置の例を示している。図1に示すフィルム試料固定装置1aは、試料台2と、可動機構4を備えた帯電機構3と、試料台2とコロナ放電方式による帯電機構3それぞれに電圧を印加するための電圧印加電源5を備えている。フィルム試料固定装置1aは、フィルム試料を固定するための装置であり、コロナ放電方式による帯電機構3と試料台2の表面が対向している。試料台2の表面にフィルム試料を載置し、コロナ放電方式による帯電機構3よりフィルム試料表面に向かって電圧を印加することで、フィルム試料をうねりなく水平かつ平坦に試料台上に固定することが可能となる。図3に示すようにフィルム試料9は分析面が上側を向くように載置され、コロナ放電方式による帯電機構3より正電荷または負電荷がフィルム試料に向けて印加されることで、フィルム試料9は試料台2に固定される。その際、試料台2にコロナ放電方式による帯電機構3から印加される電圧とは逆極性の電圧を印加してもよい。試料台2にコロナ放電方式による帯電機構3から印加される電圧とは逆極性の電圧を印加することで、試料台2へのフィルム試料9の保持力が一層高まり、うねりやカールの比較的大きなフィルム試料でも試料台への固定を簡便に行うことが可能となるうえ、分析中に試料台2からフィルム試料9がはがれてしまうことを回避できる。 FIGS. 1 to 3 show an example of a film sample fixing device. The film sample fixing device 1a shown in FIG. 1 is a voltage application power supply 5 for applying a voltage to the sample table 2, the charging mechanism 3 provided with the movable mechanism 4, the sample table 2 and the charging mechanism 3 by the corona discharge method, respectively. It has. The film sample fixing device 1a is a device for fixing a film sample, and the surfaces of the charging mechanism 3 by the corona discharge method and the sample table 2 face each other. A film sample is placed on the surface of the sample table 2, and a voltage is applied from the charging mechanism 3 by the corona discharge method toward the surface of the film sample to fix the film sample horizontally and flatly on the sample table without waviness. Is possible. As shown in FIG. 3, the film sample 9 is placed so that the analysis surface faces upward, and a positive charge or a negative charge is applied to the film sample from the charging mechanism 3 by the corona discharge method, whereby the film sample 9 is placed. Is fixed to the sample table 2. At that time, a voltage having a polarity opposite to the voltage applied from the charging mechanism 3 by the corona discharge method may be applied to the sample table 2. By applying a voltage having a polarity opposite to the voltage applied from the charging mechanism 3 by the corona discharge method to the sample table 2, the holding force of the film sample 9 on the sample table 2 is further enhanced, and the swell and curl are relatively large. It is possible to easily fix the film sample to the sample table, and it is possible to prevent the film sample 9 from peeling off from the sample table 2 during the analysis.

分析するフィルム試料9が導電性である場合は、フィルム試料9と試料台2の間に平坦かつ平滑な絶縁性シートを載置したり、フィルム試料9の試料台側の面に絶縁性薄膜を形成したりすること等によって、フィルム試料を試料台上に水平かつ平坦に固定することが可能となる。絶縁性シートは、ポリエステル、ポリイミド、ポリアミド、ポリカーボネート、ポリスチレン等の公知一般の平坦なフィルム基材等を用いることができる。絶縁性薄膜を形成する方法としては、スパッタリング法、CVD法、蒸着法等のドライコーティング、また有機化合物薄膜を形成するウェットコーティングが主に用いられる。試料台2側の絶縁性シートまたは絶縁性薄膜をプラス(あるいはマイナス)に帯電させることにより、導電性であるフィルム試料9の試料台側表面にマイナス(あるいはプラス)の電荷が自然に誘起され、試料台2に水平かつ平坦に固定することが可能となる。この際さらに帯電機構3からフィルム試料9の分析表面に向かって、マイナス(あるいはプラス)の電圧を印加することによって、フィルム試料9の密着度や平坦度を調整することが可能である。 When the film sample 9 to be analyzed is conductive, a flat and smooth insulating sheet is placed between the film sample 9 and the sample table 2, or an insulating thin film is placed on the surface of the film sample 9 on the sample table side. By forming or the like, the film sample can be fixed horizontally and flatly on the sample table. As the insulating sheet, a known general flat film base material such as polyester, polyimide, polyamide, polycarbonate, and polystyrene can be used. As a method for forming an insulating thin film, a dry coating such as a sputtering method, a CVD method, or a vapor deposition method, or a wet coating for forming an organic compound thin film is mainly used. By positively (or negatively) charging the insulating sheet or insulating thin film on the sample table 2 side, a negative (or positive) charge is naturally induced on the sample table side surface of the conductive film sample 9. It can be fixed horizontally and flatly on the sample table 2. At this time, the adhesion and flatness of the film sample 9 can be adjusted by further applying a negative (or positive) voltage from the charging mechanism 3 toward the analysis surface of the film sample 9.

本発明に用いられる試料台2の表面は、中心線平均表面粗さRaが50nm以下かつ抵抗率が500Ω・cm以下であることが好ましい。Raが50nmより大きいと、フィルム試料が試料台2に上手く固定されなかったり、フィルム試料が試料台2に上手く保持されてもフィルム試料の平坦性が損なわれたりすることなどによって、精密かつ正確な分析(例えば、X線分析)を行うことができない場合がある。また、試料台2の抵抗率が500Ω・cmよりも大きいと、フィルム試料が試料台2に上手く固定されないことにより、精密かつ正確な分析を行うことができない場合がある。フィルム試料を試料台2により確実に固定することができる観点から、Raが30nm以下かつ抵抗率が300Ω・cm以下であることがより好ましい。試料台2を構成する部材は、前記条件を満たしていればどのような部材でも構わないが、導電性、試料台表面の平坦性、平滑性の観点よりSiウェハを用いることが好ましい。 The surface of the sample table 2 used in the present invention preferably has a centerline average surface roughness Ra of 50 nm or less and a resistivity of 500 Ω · cm or less. If Ra is larger than 50 nm, the film sample is not fixed well to the sample table 2, and even if the film sample is held well on the sample table 2, the flatness of the film sample is impaired, so that the film sample is precise and accurate. Analysis (eg, X-ray analysis) may not be possible. Further, if the resistivity of the sample table 2 is larger than 500 Ω · cm, the film sample may not be well fixed to the sample table 2, and accurate and accurate analysis may not be possible. From the viewpoint that the film sample can be reliably fixed by the sample table 2, it is more preferable that Ra is 30 nm or less and the resistivity is 300 Ω · cm or less. The member constituting the sample table 2 may be any member as long as the above conditions are satisfied, but it is preferable to use a Si wafer from the viewpoint of conductivity, flatness of the sample table surface, and smoothness.

また、試料台2が電圧印加機構を有し、該電圧印加機構が前記帯電機構3より印加される電圧とは逆極性の電圧を印加することができるようにしてもよい。試料台2に帯電機構3より印加される電圧とは逆極性の電圧を印加することにより、湾曲しているフィルム試料や様々な厚みのフィルム試料等の固定の困難なフィルム試料でも簡便に試料台に固定することが可能となる。 Further, the sample table 2 may have a voltage applying mechanism so that the voltage applying mechanism can apply a voltage having a polarity opposite to the voltage applied by the charging mechanism 3. By applying a voltage having a polarity opposite to the voltage applied by the charging mechanism 3 to the sample table 2, the sample table can be easily used even for film samples that are difficult to fix, such as curved film samples and film samples of various thicknesses. It becomes possible to fix it to.

本発明に用いられる帯電機構は、圧電効果方式による帯電機構またはコロナ放電方式による帯電機構のいずれかであることが好ましい。圧電効果方式とは、圧電効果を発生する水晶(圧電体)に圧力を加えることにより、圧力に比例した分極が現れる現象を利用した方式であり、圧電体に加えられた力を電圧に変換することで帯電機構として活用される。コロナ放電方式による帯電機構とは、帯電機構周りに不均一な電界を生じさせることにより周辺に存在する空気が電気的に分解されることによりイオンが発生し、該イオンを照射する方式の帯電機構である。図2に、圧電効果方式による帯電機構を用いたフィルム試料固定装置1bを例示する。図2において、6は圧電効果方式による帯電機構、7は圧電効果方式による帯電機構の電圧印加部、8はその電源を示している。なお、フィルム試料を固定するための帯電機構としては、圧電効果方式による帯電機構やコロナ放電方式による帯電機構に限らず、フィルム試料を試料台表面に固定することができれば、いかなる方式の帯電機構であっても構わない。 The charging mechanism used in the present invention is preferably either a charging mechanism based on a piezoelectric effect method or a charging mechanism based on a corona discharge method. The piezoelectric effect method is a method that utilizes the phenomenon that polarization in proportion to the pressure appears by applying pressure to the crystal (piezoelectric body) that generates the piezoelectric effect, and converts the force applied to the piezoelectric body into voltage. It is used as a charging mechanism. The charging mechanism by the corona discharge method is a charging mechanism of a method in which ions are generated by electrically decomposing the air existing in the vicinity by generating a non-uniform electric field around the charging mechanism and irradiating the ions. Is. FIG. 2 illustrates a film sample fixing device 1b using a charging mechanism based on a piezoelectric effect method. In FIG. 2, 6 is a charging mechanism based on the piezoelectric effect method, 7 is a voltage applying portion of the charging mechanism based on the piezoelectric effect method, and 8 is a power supply thereof. The charging mechanism for fixing the film sample is not limited to the charging mechanism based on the piezoelectric effect method or the corona discharge method, and any charging mechanism can be used as long as the film sample can be fixed to the surface of the sample table. It doesn't matter.

本発明に用いられる帯電機構は、ガンタイプによる帯電機構またはバータイプによる帯電機構のいずれかであることが好ましい。ガンタイプとは、図5に示すような形状のものを広く表し、小片サイズのフィルム試料を試料台に固定するなど、比較的狭い範囲を帯電させる際に好適に用いられる。使用するガンタイプの帯電機構の照射範囲を超えるサイズのフィルム試料を試料台に保持する場合は、等間隔にガンタイプの帯電機構を並べる方式が主に用いられる。また、ガンタイプの帯電機構は、圧電効果方式による帯電方式とコロナ放電方式による帯電機構のどちらの方式のものでも構わない。また、図5では、引き金23が、電圧印加部22を有する帯電機構と一体となっているが、引き金は帯電機構と一体でもよいし、遠隔操作式であっても構わない。なお、図5における24は、照射されたイオンまたは電子を示している。 The charging mechanism used in the present invention is preferably either a gun-type charging mechanism or a bar-type charging mechanism. The gun type broadly represents a shape as shown in FIG. 5, and is preferably used when charging a relatively narrow range such as fixing a small piece size film sample on a sample table. When holding a film sample whose size exceeds the irradiation range of the gun-type charging mechanism to be used on the sample table, a method in which the gun-type charging mechanisms are arranged at equal intervals is mainly used. Further, the gun type charging mechanism may be either a charging method based on the piezoelectric effect method or a charging mechanism based on the corona discharge method. Further, in FIG. 5, the trigger 23 is integrated with the charging mechanism having the voltage application unit 22, but the trigger may be integrated with the charging mechanism or may be a remote control type. In addition, 24 in FIG. 5 shows an irradiated ion or electron.

また、バータイプとは、図6に示すような形状のものを広く表し、ロール・ツー・ロールによる搬送途中のフィルム試料を試料台に固定するなど、幅広い範囲を一度に帯電させたい場合に好適に用いられる。使用するバータイプの帯電機構の照射範囲を超えるフィルム試料を試料台に固定する場合には、等間隔にバータイプの帯電機構を並べる方式や水平方向の可動機構を有するバータイプの帯電機構を用いる方式が主に用いられる。バータイプの帯電機構は、コロナ放電方式の帯電機構が好ましく用いられるが、フィルム試料を試料台に固定することができればその他の方式の帯電機構であっても構わない。なお、図6における25は電圧印加部、26は電源ケーブル、27は照射されたイオンまたは電子をそれぞれ示している。 Further, the bar type broadly represents a shape as shown in FIG. 6, and is suitable when it is desired to charge a wide range at once, such as fixing a film sample during transport by roll-to-roll to a sample table. Used for. When fixing a film sample that exceeds the irradiation range of the bar-type charging mechanism to be used on the sample table, use a method of arranging the bar-type charging mechanisms at equal intervals or a bar-type charging mechanism having a horizontally movable mechanism. The method is mainly used. As the bar-type charging mechanism, a corona discharge type charging mechanism is preferably used, but other types of charging mechanisms may be used as long as the film sample can be fixed to the sample table. In FIG. 6, 25 is a voltage application unit, 26 is a power cable, and 27 is an irradiated ion or electron.

上記のように、帯電機構はガンタイプやバータイプであることが好ましいが、フィルム試料を試料台に水平かつ平坦に固定することができれば、いかなる形状の帯電機構であっても構わない。 As described above, the charging mechanism is preferably a gun type or a bar type, but any shape of the charging mechanism may be used as long as the film sample can be fixed horizontally and flatly on the sample table.

本発明に用いられる帯電機構は、可動機構を有することが好ましい。可動機構は垂直方向の可動機構、水平方向の可動機構などの様々な形態が考えられるが、フィルム試料を試料台に水平かつ平坦に固定できれば、いかなる形態の可動機構であっても構わない。帯電機構が垂直方向の可動機構を有していることにより、試料台および試料台に載置されたフィルム試料と対向した帯電機構の距離を調整することが可能となり、湾曲の大きなフィルム試料や比較的厚みのあるフィルム試料等の固定が比較的困難なフィルム試料であっても試料台への固定が簡便に行うことが可能となる。また、帯電機構が水平方向の可動機構を有していることにより、サイズの大きなフィルム試料であっても、試料台へ固定することが容易となる。 The charging mechanism used in the present invention preferably has a movable mechanism. Various forms of the movable mechanism such as a vertical movable mechanism and a horizontal movable mechanism can be considered, but any form of the movable mechanism may be used as long as the film sample can be fixed horizontally and flatly on the sample table. Since the charging mechanism has a movable mechanism in the vertical direction, it is possible to adjust the distance between the sample table and the film sample placed on the sample table and the charging mechanism facing each other. Even a film sample that is relatively difficult to fix, such as a thick film sample, can be easily fixed to the sample table. Further, since the charging mechanism has a movable mechanism in the horizontal direction, even a large-sized film sample can be easily fixed to the sample table.

また、本発明に用いられる試料台についても、可動機構を有していることが好ましい。可動機構は垂直方向の可動機構、水平方向の可動機構などの様々な形態が考えられるが、フィルム試料を保持できれば、いかなる形態の可動機構であっても構わない。試料台が可動機構を有していることにより、フィルム試料の分析面の裏面側より試料台を接近させることが可能となるため、ロール・ツー・ロールによる搬送途中のフィルム試料等の、フィルム試料を試料台に載置することが困難な場合であっても、試料台への固定を簡便に行うことが可能となる。 Further, it is preferable that the sample table used in the present invention also has a movable mechanism. Various forms of the movable mechanism such as a vertical movable mechanism and a horizontal movable mechanism can be considered, but any form of the movable mechanism may be used as long as the film sample can be held. Since the sample table has a movable mechanism, the sample table can be brought closer from the back surface side of the analysis surface of the film sample, so that the film sample such as the film sample during the roll-to-roll transfer can be obtained. Can be easily fixed to the sample table even when it is difficult to place the film on the sample table.

以上の可動機構に関して、A.帯電機構のみが可動機構を有している場合、B.試料台のみが可動機構を有している場合、C.帯電機構および試料台の両方が可動機構を有している場合が考えられるが、A〜Cのいずれであっても構わない。 Regarding the above movable mechanism, A. If only the charging mechanism has a movable mechanism, B. If only the sample table has a movable mechanism, C.I. It is conceivable that both the charging mechanism and the sample table have a movable mechanism, but any of A to C may be used.

[フィルム試料]
本発明において使用されるフィルム試料としては、有機高分子化合物からなるフィルム基材単体でもよく、フィルム基材上に無機化合物層や有機化合物層の単膜、また、それらの積層膜などが形成されていても構わない。また、それらのフィルム試料は絶縁性であっても、導電性であっても構わない。
[Film sample]
The film sample used in the present invention may be a single film base material made of an organic polymer compound, and a single film of an inorganic compound layer or an organic compound layer, a laminated film thereof, or the like is formed on the film base material. It doesn't matter if you do. Moreover, those film samples may be insulating or conductive.

上記無機化合物層としては、特に限定されず、例えば、周期表3A〜4Bに属する1種以上の元素からなる金属層または、それらの酸化物、窒化物、酸窒化物、硫化物や、それらの混合物等からなる薄膜層が挙げられる。無機化合物層の膜厚は特に限定されないが、分析精度を確保する観点から0.1nm〜5,000nmの範囲が好ましく、分析精度や試料の固定の容易さの観点より0.5nm〜1,000nmの範囲がより好ましい。 The inorganic compound layer is not particularly limited, and for example, a metal layer composed of one or more elements belonging to Periodic Tables 3A to 4B, oxides, nitrides, oxynitrides, sulfides thereof, and the like. Examples thereof include a thin film layer made of a mixture or the like. The thickness of the inorganic compound layer is not particularly limited, but is preferably in the range of 0.1 nm to 5,000 nm from the viewpoint of ensuring analysis accuracy, and 0.5 nm to 1,000 nm from the viewpoint of analysis accuracy and ease of fixing the sample. The range of is more preferable.

また、上記有機化合物層としては、例えば、熱硬化型または活性線硬化型のポリエステル系樹脂、ポリビニルアルコール系樹脂、ポリウレタン系樹脂、フェノール樹脂、ポリ塩化ビニル系樹脂、ポリ塩化ビニリデン系樹脂、ポリアクリル系樹脂、ポリアクリルニトリル系樹脂等からなる薄膜層が挙げられる。有機化合物層の膜厚は特に限定されないが、分析精度を確保する観点から0.1nm〜5,000nmの範囲が好ましく、分析精度や試料の固定の容易さの観点より0.5〜1,000nmの範囲がより好ましい。 The organic compound layer includes, for example, a heat-curable or active ray-curable polyester resin, a polyvinyl alcohol resin, a polyurethane resin, a phenol resin, a polyvinyl chloride resin, a polyvinylidene chloride resin, and a polyacrylic. Examples thereof include a thin film layer made of a based resin, a polyacrylic nitrile based resin, or the like. The film thickness of the organic compound layer is not particularly limited, but is preferably in the range of 0.1 nm to 5,000 nm from the viewpoint of ensuring analysis accuracy, and 0.5 to 1,000 nm from the viewpoint of analysis accuracy and ease of fixing the sample. The range of is more preferable.

フィルム試料となるフィルム基材としては、例えば、ポリエチレンあるいはポリプロピレン等のポリオレフィン、ポリエチレンテレフタレートあるいはポリエチレンナフタレート等のポリエステル、ポリアミド、ポリカーボネート、ポリスチレン、ポリビニルアルコール、シクロオレフィン、エチレン酢酸ビニル共重合体のケン化物、ポリアクリロニトリル、ポリアセタール等の各種ポリマーからなるフィルムなどを使用することができる。これらの中でも、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、シクロオレフィンからなるフィルムであることが好ましい。フィルム基材を構成するポリマーは、ホモポリマー、コポリマーのいずれでもよいし、また、単独のポリマーであってもよいし複数のポリマーをブレンドして用いてもよい。 Examples of the film base material used as the film sample include polyolefins such as polyethylene and polypropylene, polyesters such as polyethylene terephthalate and polyethylene naphthalate, polyamides, polycarbonates, polystyrenes, polyvinyl alcohols, cycloolefins, and saponified products of ethylene vinyl acetate copolymers. , Polyacrylonitrile, polyacetal and other films made of various polymers can be used. Among these, a film composed of polyethylene terephthalate, polyethylene naphthalate, and cycloolefin is preferable. The polymer constituting the film substrate may be a homopolymer or a copolymer, or may be a single polymer or a blend of a plurality of polymers.

また、フィルム基材は、単層フィルム、あるいは、2層以上の、例えば、共押し出し法で製膜したフィルムや、一軸方向あるいは二軸方向に延伸されたフィルム等を使用してもよい。無機化合物層を形成する側の基材表面には、密着性を良くするために、コロナ処理、イオンボンバード処理、溶剤処理、粗面化処理、および、有機物または無機物あるいはそれらの混合物で構成されるアンカーコート層の形成処理、といった前処理が施されていても構わない。 Further, as the film base material, a single-layer film, a film having two or more layers, for example, a film formed by a co-extrusion method, a film stretched in a uniaxial direction or a biaxial direction, or the like may be used. The surface of the base material on the side where the inorganic compound layer is formed is composed of corona treatment, ion bombard treatment, solvent treatment, roughening treatment, and organic or inorganic substances or a mixture thereof in order to improve adhesion. Pretreatment such as formation treatment of an anchor coat layer may be performed.

また、フィルム基材には、フィルムの巻き取り時の滑り性の向上および、無機化合物層を形成した後にフィルムを巻き取る際に無機化合物層との摩擦を軽減することを目的として、有機物や無機物あるいはこれらの混合物のコーティング層が施されていても構わない。 Further, the film substrate is made of an organic substance or an inorganic substance for the purpose of improving the slipperiness at the time of winding the film and reducing the friction with the inorganic compound layer when the film is wound after forming the inorganic compound layer. Alternatively, a coating layer of a mixture of these may be applied.

本発明で使用するフィルム試料の厚みは特に限定されないが、試料台への固定を簡便に行うことのできる厚みとして200μm以下が好ましく、150μm以下がより好ましい。引張りや衝撃に対する強度、ハンドリングの容易性の観点から、2μm以上が好ましく、10μm以上がより好ましい。 The thickness of the film sample used in the present invention is not particularly limited, but the thickness that can be easily fixed to the sample table is preferably 200 μm or less, and more preferably 150 μm or less. From the viewpoint of strength against tension and impact, and ease of handling, 2 μm or more is preferable, and 10 μm or more is more preferable.

また、本発明に使用するフィルム試料の平均表面粗さRa(中心線平均表面粗さ)は、分析ビーム光の散乱による光量低下を防ぐ範囲として、0.05nm〜25nmの範囲が好ましく、0.1〜5nmの範囲がより好ましい。 The average surface roughness Ra (center line average surface roughness) of the film sample used in the present invention is preferably in the range of 0.05 nm to 25 nm as a range for preventing a decrease in the amount of light due to scattering of the analysis beam light. The range of 1 to 5 nm is more preferable.

[X線分析装置]
図4は本発明の一実施態様に係るX線分析装置10を示している。X線分析装置10は、X線を試料に向けて照射するためのX線照射機構101と、反射X線を検出するためのX線検出機構103と、試料台15上に帯電機構19による帯電を利用してフィルム試料20を保持するためのX線分析用フィルム試料固定装置102を有することが好ましい。また、X線照射機構101とX線検出機構103とは、ブラッグの式を満足させるように、回転中心を中心に同期して対象に回転運動するゴニオメータ構造となっていることが好ましい。
[X-ray analyzer]
FIG. 4 shows an X-ray analyzer 10 according to an embodiment of the present invention. The X-ray analyzer 10 includes an X-ray irradiation mechanism 101 for irradiating a sample with X-rays, an X-ray detection mechanism 103 for detecting reflected X-rays, and charging by a charging mechanism 19 on a sample table 15. It is preferable to have a film sample fixing device 102 for X-ray analysis for holding the film sample 20 by utilizing the above. Further, it is preferable that the X-ray irradiation mechanism 101 and the X-ray detection mechanism 103 have a goniometer structure in which the X-ray detection mechanism 103 rotates with respect to the target in synchronization with the center of rotation so as to satisfy Bragg's equation.

X線照射機構101は、X線を発生させるためのX線源11と、X線源11からの入射X線を単色化・平行化するための放物面多層膜ミラー12と、縦方向の発散を制限するためのソーラースリット13と、出射幅制限スリット14とを備えている。X線源11には、回転対陰極型のX線管球や封入管型のX線管球を用いることができる。また、X線源として、シンクロトロン放射光を用いることもできる。放物面多層膜ミラー12は、反射面形状が放物線になっており、X線源11から出射されるライン状の発散X線ビーム(発散ビーム21a)を平行ビーム21bに変換するものである。X線源11は放物面の焦点位置に配置されている。放物面多層膜ミラーを用いることで、X線強度の大きな平行ビームを作ることができる。放物面多層膜ミラーには、平行化と単色化を兼ねたミラーを用いてもよい。大きなX線強度を得られる観点から、入射X線を平行化するミラーを用いることが好ましいが、集中法光学系X線を試料に照射するためのミラーを用いることも可能である。縦方向の発散を制限するためのソーラースリット13は、入射X線ビームと回折X線ビームとを含む平面に垂直な方向のX線の発散を制限するものである。出射幅制限スリット14は、試料に入射する平行ビームのビーム幅やビーム位置を、所望のものに設定するためのスリットである。 The X-ray irradiation mechanism 101 includes an X-ray source 11 for generating X-rays, a parabolic multilayer mirror 12 for monochromaticizing and parallelizing incident X-rays from the X-ray source 11, and a vertical direction. A solar slit 13 for limiting divergence and an emission width limiting slit 14 are provided. As the X-ray source 11, a rotating anti-cathode type X-ray tube or an enclosed tube type X-ray tube can be used. Further, synchrotron radiation can be used as the X-ray source. The parabolic multilayer mirror 12 has a parabolic shape on the reflecting surface, and converts a line-shaped divergent X-ray beam (divergent beam 21a) emitted from the X-ray source 11 into a parallel beam 21b. The X-ray source 11 is arranged at the focal position of the paraboloid. By using a parabolic multilayer mirror, a parallel beam with high X-ray intensity can be produced. As the parabolic multilayer mirror, a mirror having both parallelization and monochromaticization may be used. From the viewpoint of obtaining a large X-ray intensity, it is preferable to use a mirror that parallelizes the incident X-rays, but it is also possible to use a mirror for irradiating the sample with the centralized optical system X-rays. The solar slit 13 for limiting the divergence in the vertical direction limits the divergence of X-rays in the direction perpendicular to the plane including the incident X-ray beam and the diffracted X-ray beam. The emission width limiting slit 14 is a slit for setting the beam width and the beam position of the parallel beam incident on the sample to desired ones.

X線検出機構103は、横方向の発散を制限するためのソーラースリット16と、受光幅制限スリット17と、X線検出器18とを備えている。横方向の発散を制限するためのソーラースリット16は、試料から回折してくる回折X線の、回折平面内でのX線の発散を制限するためのものである。受光幅制限スリット17は、X線検出器18に入射する回折X線のビーム幅を規定するスリットであり、散乱光をカットする役割がある。X線検出器18は、できるだけ高計数が可能かつ低バックグラウンドが実現できるものが選ばれ、シンチレーションカウンタやプロポーションカウンタなどのX線光子を1個ずつ計測する光子計数型の検出器が用いられる。 The X-ray detection mechanism 103 includes a solar slit 16 for limiting lateral divergence, a light receiving width limiting slit 17, and an X-ray detector 18. The solar slit 16 for limiting the divergence in the lateral direction is for limiting the divergence of the diffracted X-rays diffracted from the sample in the diffraction plane. The light receiving width limiting slit 17 is a slit that defines the beam width of the diffracted X-rays incident on the X-ray detector 18, and has a role of cutting scattered light. The X-ray detector 18 is selected so that it can count as high as possible and can realize a low background, and a photon counting type detector such as a scintillation counter or a proportion counter that measures X-ray photons one by one is used.

X線分析用フィルム試料固定装置102は、前述の[フィルム試料固定装置]の項で述べたとおりである。 The film sample fixing device 102 for X-ray analysis is as described in the above-mentioned [Film sample fixing device] section.

[X線分析方法]
本発明は、上述したX線照射機構、X線検出機構およびフィルム試料固定装置を有するX線分析装置を用いたフィルム試料のX線分析方法も提供する。本発明に係るX線分析装置が使用される分析法は特に限定されず、X線回折法、X線反射率法、分光エリプソメトリ、小角X線散乱法などに使用される。これらの中でも、特に分析試料の平面性が要求されるX線反射率法(例えば、「X線反射率入門」(桜井健次編集)p.51〜78に記載の方法)に好ましく用いられる。なお、X線反射率法においては、波長の異なるX線(いわゆる白色X線)を用いて試料を固定したまま即映するエネルギー分散法や単色X線の角度を大きく分散させて試料表面に入射させ、試料を固定したまま測定する方法がある。これらいずれの方法においても、X線の全反射臨界角程度(入射角0.1°〜0.5°程度)でX線を入射することが好ましい。
[X-ray analysis method]
The present invention also provides an X-ray analysis method for a film sample using an X-ray analyzer having the above-mentioned X-ray irradiation mechanism, X-ray detection mechanism and film sample fixing device. The analytical method in which the X-ray analyzer according to the present invention is used is not particularly limited, and is used for X-ray diffraction method, X-ray reflectivity method, spectroscopic ellipsometry, small angle X-ray scattering method and the like. Among these, it is preferably used in the X-ray reflectivity method (for example, the method described in "Introduction to X-ray Reflectivity" (edited by Kenji Sakurai), pp. 51-78), which requires the flatness of the analysis sample. In the X-ray reflectivity method, an energy dispersion method in which an X-ray having a different wavelength (so-called white X-ray) is used to immediately project the sample while it is fixed, or a monochromatic X-ray angle is greatly dispersed and incident on the sample surface. There is a method of measuring with the sample fixed. In any of these methods, it is preferable to inject X-rays at a total reflection critical angle of X-rays (incident angle of about 0.1 ° to 0.5 °).

具体的な測定の一方法としては、まずX線源からX線を発生させ、多層膜ミラーにて平行ビームにした後、入射スリットを通してX線角度を制限し、測定試料に入射させる。試料へのX線の入射角度を測定する試料表面とほぼ平行な浅い角度で入射させることによって、試料の各層、基材界面で反射、干渉したX線の反射ビームが発生する。発生した反射ビームを受光スリットに通して必要なX線角度に制限した後、ディテクタに入射させることでX線強度を測定する。本方法を用いて、X線の入射角度を連続的に変化させて測定を行うことによって、各入射角度における全反射X線強度プロファイルを得ることができる。 As a specific measurement method, first, X-rays are generated from an X-ray source, a parallel beam is formed by a multilayer mirror, the X-ray angle is limited through an incident slit, and the X-rays are incident on a measurement sample. Measuring the angle of incidence of X-rays on the sample By incidenting the X-rays at a shallow angle substantially parallel to the surface of the sample, a reflected beam of X-rays reflected and interfered with each layer of the sample and the interface of the substrate is generated. After passing the generated reflected beam through the light receiving slit and limiting it to the required X-ray angle, the X-ray intensity is measured by incidenting it on the detector. By using this method, the total reflection X-ray intensity profile at each incident angle can be obtained by continuously changing the incident angle of X-rays for measurement.

ここで、X線の入射角度は、基材表面の凹凸、基材上に形成された薄膜の膜厚、密度、表面粗さ等の構造を精密に測定するため、0.01〜8°の範囲が好ましく、0.01〜5°がより好ましい。また、測定面積は、基材表面および基材上の薄膜の構造を精密に測定する観点、解析の精度の観点、あるいは他の特性との関係を明らかにする目的のために平均構造を知る観点から、1mm〜50mmの範囲が好ましい。 Here, the incident angle of X-rays is 0.01 to 8 ° in order to accurately measure the structure such as the unevenness of the surface of the base material, the film thickness, the density, and the surface roughness of the thin film formed on the base material. The range is preferred, more preferably 0.01-5 °. In addition, the measurement area is the viewpoint of precisely measuring the structure of the base material surface and the thin film on the base material, the viewpoint of analysis accuracy, or the viewpoint of knowing the average structure for the purpose of clarifying the relationship with other characteristics. from the preferred range of 1mm 2 ~50mm 2.

薄膜の層数、各層の膜厚、各層の密度、表面粗さの解析方法としては、得られたX線の入射角度に対する全反射X線強度プロファイルの実測データをParrattの理論式に非線形最小二乗法でフィッティングさせることで求められる。 As a method for analyzing the number of thin films, the film thickness of each layer, the density of each layer, and the surface roughness, the measured data of the total reflection X-ray intensity profile with respect to the incident angle of the obtained X-rays is applied to the Parratt theoretical formula as a nonlinear least squares. It is obtained by fitting by the method of multiplication.

[フィルム製造装置および該フィルム製造装置を用いたフィルム製造方法]
前記X線分析装置を含むフィルム製造装置としては、公知のフィルム製造装置にX線分析装置を備えたものであれば特に限定されず、フィルム基材上に無機化合物層や有機化合物層の単膜またはそれらの積層膜を形成するフィルム製造装置に特に好適に適用することができる。積層膜を形成するフィルム製造装置において、該X線分析装置は、膜形成工程の後または、フィルム試料の巻き取り工程前に備え付けられることが好ましく、前記膜の膜密度、膜厚、表面粗さ等を評価することが可能となる。X線分析の評価時には、評価部のフィルム基材が停止していることが好ましいので、前記フィルム製造装置は評価部のフィルム基材が停止している際に他の搬送部分の搬送を調整できる機構(例えば、搬送中のフィルム基材をある部位で所定長蓄積し、その部位以降の部位ではあたかも搬送を停止している状態を一時的に実現可能なアキュムレータ機構等)を備えることが好ましい。
[Film manufacturing equipment and film manufacturing method using the film manufacturing equipment]
The film manufacturing apparatus including the X-ray analyzer is not particularly limited as long as it is a known film manufacturing apparatus equipped with an X-ray analyzer, and a single film of an inorganic compound layer or an organic compound layer is formed on a film substrate. Alternatively, it can be particularly preferably applied to a film manufacturing apparatus for forming a laminated film thereof. In a film manufacturing apparatus for forming a laminated film, the X-ray analyzer is preferably installed after the film forming step or before the film sample winding step, and the film density, film thickness, and surface roughness of the film are preferably provided. Etc. can be evaluated. At the time of evaluation of X-ray analysis, it is preferable that the film base material of the evaluation unit is stopped, so that the film manufacturing apparatus can adjust the transport of other transport portions when the film base material of the evaluation unit is stopped. It is preferable to provide a mechanism (for example, an accumulator mechanism capable of accumulating a film base material during transportation for a predetermined length of time at a certain portion and temporarily realizing a state in which transport is stopped at the portion after that portion).

このようなX線分析装置を含むフィルム製造装置を用いたフィルム製造方法によれば、例えば、フィルム製造工程において形成される薄膜の特性をリアルタイムで検出することができるため、製品の異常を即座に検出することができたり、製品のばらつきを即座に検出することができるため、生産性を向上させることができる。 According to the film manufacturing method using a film manufacturing apparatus including such an X-ray analyzer, for example, the characteristics of the thin film formed in the film manufacturing process can be detected in real time, so that an abnormality in the product can be immediately detected. Productivity can be improved because it can be detected and product variations can be detected immediately.

[該フィルム製造方法よって得られるフィルム]
該フィルム製造方法によって得られるフィルムは、例えば、特性のばらつきが低減されたフィルムであるため、特性のばらつきが特に重要とされる用途(例えば、非常に高いガスバリア性が求められるガスバリア性フィルムや電子部品等)に特に好ましく用いられる。
[Film obtained by the film manufacturing method]
Since the film obtained by the film manufacturing method is, for example, a film in which the variation in characteristics is reduced, the application in which the variation in characteristics is particularly important (for example, a gas barrier film or an electron that requires extremely high gas barrier properties). It is particularly preferably used for parts, etc.).

以下、本発明を実施例に基づき、より具体的に説明する。ただし、本発明は下記実施例に限定されるものではない。 Hereinafter, the present invention will be described in more detail based on Examples. However, the present invention is not limited to the following examples.

[評価方法]
まず、各実施例および比較例における評価方法を説明する。
(1)試料台表面の表面粗さRaの測定方法
(株)小坂研究所製の触針式3次元粗さ計ET4000Aを用いて、以下の条件で試料台の表面粗さを測定した。測定はそれぞれ3回行い、3回の平均値を中心線平均表面粗さRaとして採用した。
測定力:100N、Xピッチ;1.00μm、Yピッチ:5.00μm、Z測定倍率:200,000倍、X送り速さ;0.1mm/sec、低域カット:0.25mm、高域カット:R+W、レべリング:未処理。
[Evaluation method]
First, the evaluation method in each Example and Comparative Example will be described.
(1) Method for Measuring Surface Roughness Ra on the Surface Roughness of the Sample Table The surface roughness of the sample table was measured under the following conditions using a stylus type three-dimensional roughness meter ET4000A manufactured by Kosaka Laboratory Co., Ltd. The measurement was performed three times each, and the average value of the three times was adopted as the center line average surface roughness Ra.
Measuring force: 100N, X pitch; 1.00 μm, Y pitch: 5.00 μm, Z measurement magnification: 200,000 times, X feed speed: 0.1 mm / sec, low frequency cut: 0.25 mm, high frequency cut : R + W, Leveling: Unprocessed.

(2)試料台表面の抵抗率の測定方法
低抵抗率計Loresta−EP MCP−T360(三菱化学(株)製)を用いて、4探針法(JIS0602−1995に準拠)にて試料台の中央部分の抵抗率を測定した。測定はそれぞれ3回行い、3回の平均値を抵抗率として採用した。
(2) Measuring method of resistivity on the surface of the sample table Using a low resistivity meter Loresta-EP MCP-T360 (manufactured by Mitsubishi Chemical Corporation), the sample table was measured by the 4-probe method (based on JIS0602-1995). The resistivity of the central part was measured. The measurement was performed three times each, and the average value of the three times was adopted as the resistivity.

(3)X線反射率法による密度、表面粗さ、膜厚分析方法
X線反射率法(「X線反射率入門」(桜井健次編集)p.51〜78)により、測定試料の密度、表面粗さ、膜厚を測定した。すなわち、フィルム試料に、斜方向からX線を照射し、入射X線強度に対する全反射X線強度の入射角度依存性を測定することにより、得られた反射波の全反射X線強度プロファイルを得た。すなわち、まず封入管式X線発生装置からX線(CuKα線)を発生させ、多層膜ミラー(CBOユニット)にて平行ビームにした後、入射スリット(ソーラースリット)を通してX線角度を制限し、フィルム試料に入射させる。X線の入射角度を測定するフィルム試料表面とほぼ平行な浅い角度で入射させることによって、反射、干渉したX線の反射ビームが発生する。発生した反射ビームを受光スリット(PSA+ソーラースリット)に通して必要なX線角度に制限した後、ディテクタ(シンチレーションカウンタ;SC−70)に入射させることでX線強度を測定する。本方法を用いて、X線の入射角度を0〜4.0°の範囲で連続的に変化させて測定を行うことによって、各入射角度における全反射X線強度プロファイルを得た。
(3) Density, surface roughness, and film thickness analysis method by X-ray reflectivity Method The density of the measurement sample by the X-ray reflectivity method ("Introduction to X-ray reflectivity" (edited by Kenji Sakurai) p.51-78) The surface roughness and film thickness were measured. That is, the total reflection X-ray intensity profile of the obtained reflected wave is obtained by irradiating the film sample with X-rays from an oblique direction and measuring the incident angle dependence of the total reflection X-ray intensity with respect to the incident X-ray intensity. It was. That is, first, X-rays (CuKα rays) are generated from an enclosed tube type X-ray generator, made into a parallel beam by a multilayer film mirror (CBO unit), and then the X-ray angle is limited through an incident slit (solar slit). Make it incident on the film sample. By incident at a shallow angle substantially parallel to the surface of the film sample for measuring the incident angle of X-rays, a reflected and interfering X-ray reflected beam is generated. The generated reflected beam is passed through a light receiving slit (PSA + solar slit) to limit the required X-ray angle, and then incident on a detector (scintillation counter; SC-70) to measure the X-ray intensity. Using this method, the total reflection X-ray intensity profile at each incident angle was obtained by continuously changing the incident angle of X-rays in the range of 0 to 4.0 ° and performing the measurement.

密度、表面粗さ、膜厚の解析方法としては、得られたX線の入射角度に対するX線強度プロファイルの実測データをParrattの理論式に非線形最小二乗法でフィッティングすることで求めた。
測定条件は下記の通りとした。
・装置:Rigaku社製“Smart Lab”
・測定範囲(試料表面とのなす角):0〜4.0°、0.01°ステップ
・入射スリットサイズ:0.05mm×10.0mm
・受光スリットサイズ:0.15mm×20.0mm
・解析ソフト:Rigaku社製“Grobal Fit”。
As a method for analyzing the density, surface roughness, and film thickness, the measured data of the X-ray intensity profile with respect to the incident angle of the obtained X-rays was obtained by fitting to Partrat's theoretical formula by the nonlinear least squares method.
The measurement conditions were as follows.
-Device: "Smart Lab" manufactured by Rigaku
-Measurement range (angle between sample surface): 0-4.0 °, 0.01 ° step-Incident slit size: 0.05 mm x 10.0 mm
-Light receiving slit size: 0.15 mm x 20.0 mm
-Analysis software: "Global Fit" manufactured by Rigaku.

(実施例1)
図2に示したフィルム試料固定装置1bを使用し、測定試料である縦40mm、横30mm、厚み100μmのポリエチレンテレフタレートフィルム(東レ株式会社製“ルミラー”(登録商標)U48)上にスパッタリング法により形成されたTiO膜の密度、膜厚、表面粗さを測定した。Ra:0.2nm、抵抗率:3Ω・cmである試料台2(株式会社シリコンテクノロジー社製シリコンウェハ、Si(100)、CZ−N型、厚さ525μm)の上にフィルム試料を載置し、圧電効果式帯電機構6(Milty社製“Zerostat”)を作動することにより、フィルム試料を試料台2に固定させた。次に、上記したX線反射率法によって、ポリエチレンテレフタレートフィルム上に形成されたTiO膜の密度、膜厚、表面粗さを測定した。なお、X線反射率法で1回測定する毎に、試料台上のフィルム試料を取り付け直す方法で、繰り返し5回(n:1〜5)測定した。結果を表1に示す。
(Example 1)
Using the film sample fixing device 1b shown in FIG. 2, it is formed by a sputtering method on a polyethylene terephthalate film (“Lumilar” (registered trademark) U48 manufactured by Toray Co., Ltd.) having a length of 40 mm, a width of 30 mm, and a thickness of 100 μm, which is a measurement sample. The density, film thickness, and surface roughness of the TiO 2 film obtained were measured. A film sample is placed on a sample table 2 (silicon wafer manufactured by Silicon Technology Co., Ltd., Si (100), CZ-N type, thickness 525 μm) having Ra: 0.2 nm and a resistance: 3 Ω · cm. , The film sample was fixed to the sample table 2 by operating the piezoelectric effect charging mechanism 6 (“Zerostat” manufactured by Milty). Next, the density, film thickness, and surface roughness of the TiO 2 film formed on the polyethylene terephthalate film were measured by the above-mentioned X-ray reflectivity method. In addition, every time the film was measured by the X-ray reflectivity method, the film sample on the sample table was reattached, and the measurement was repeated 5 times (n: 1 to 5). The results are shown in Table 1.

(実施例2)
図1に示したフィルム試料固定装置1aを使用した以外は、実施例1と同様にして、ポリエチレンテレフタレートフィルム上に形成されたTiO膜の密度、膜厚、表面粗さを測定した。フィルム試料固定装置1aには、帯電機構3はコロナ放電式帯電機構(株式会社グリーンテクノ社製コロナ帯電バーB−500)を用い、フィルム試料を試料台2に固定させた。なお、X線反射率法で1回測定する毎に、フィルム試料を貼り直す方法で、繰り返し5回測定した。結果を表1に示す。
(Example 2)
The density, film thickness, and surface roughness of the TiO 2 film formed on the polyethylene terephthalate film were measured in the same manner as in Example 1 except that the film sample fixing device 1a shown in FIG. 1 was used. For the film sample fixing device 1a, the charging mechanism 3 used a corona discharge type charging mechanism (Corona charging bar B-500 manufactured by Green Techno Co., Ltd.), and the film sample was fixed to the sample table 2. In addition, every time the measurement was performed by the X-ray reflectivity method, the film sample was reattached, and the measurement was repeated 5 times. The results are shown in Table 1.

(実施例3)
試料台2にRa:0.2nm、抵抗率:100Ω・cmである試料台(株式会社シリコンテクノロジー社製シリコンウェハ、Si(100)、CZ−N型、厚さ525μm)を用いた以外は実施例1と同様にして、ポリエチレンテレフタレートフィルム上に形成されたTiO膜の密度、膜厚、表面粗さを測定した。結果を表1に示す。
(Example 3)
Performed except that a sample table (Silicon wafer manufactured by Silicon Technology Co., Ltd., Si (100), CZ-N type, thickness 525 μm) having Ra: 0.2 nm and resistivity: 100 Ω · cm was used for the sample table 2. In the same manner as in Example 1, the density, film thickness, and surface roughness of the TiO 2 film formed on the polyethylene terephthalate film were measured. The results are shown in Table 1.

(実施例4)
試料台2にRa:10nm、抵抗率:3Ω・cmである試料台(株式会社シリコンテクノロジー社製シリコンウェハ、Si(100)、CZ−N型、厚さ525μm)を用いた以外は実施例1と同様にして、ポリエチレンテレフタレートフィルム上に形成されたTiO膜の密度、膜厚、表面粗さを測定した。結果を表1に示す。
(Example 4)
Example 1 except that a sample table (silicon wafer manufactured by Silicon Technology Co., Ltd., Si (100), CZ-N type, thickness 525 μm) having Ra: 10 nm and resistivity: 3 Ω · cm was used for the sample table 2. In the same manner as above, the density, film thickness, and surface roughness of the TiO 2 film formed on the polyethylene terephthalate film were measured. The results are shown in Table 1.

(実施例5)
フィルム基材に厚み50μmのシクロオレフィンポリマーフィルム(日本ゼオン株式会社製“ゼオノアフィルム”(登録商標)ZF−14)を用いた以外は、実施例1と同様にして、シクロオレフィンポリマーフィルム上のTiO膜の密度、膜厚、表面粗さを測定した。なお、X線反射率法で1回測定する毎に、フィルム試料を貼り直す方法で、繰り返し5回測定した。結果を表1に示す。
(Example 5)
TiO on the cycloolefin polymer film in the same manner as in Example 1 except that a cycloolefin polymer film having a thickness of 50 μm (“Zeonoa film” (registered trademark) ZF-14 manufactured by Nippon Zeon Co., Ltd.) was used as the film substrate. The density, film thickness, and surface roughness of the two films were measured. In addition, every time the measurement was performed by the X-ray reflectivity method, the film sample was reattached, and the measurement was repeated 5 times. The results are shown in Table 1.

(実施例6)
フィルム基材に厚み30μmのポリエチレンテレフタレートフィルム(東レ株式会社製“ルミラー”(登録商標)U48)を用いた以外は、実施例1と同様にして、ポリエチレンテレフタレートフィルム上のTiO膜の密度、膜厚、表面粗さを測定した。なお、X線反射率法で1回測定する毎に、フィルム試料を貼り直す方法で、繰り返し5回測定した。結果を表1に示す。
(Example 6)
The density and film thickness of the TiO 2 film on the polyethylene terephthalate film were the same as in Example 1 except that a polyethylene terephthalate film having a thickness of 30 μm (“Lumilar” (registered trademark) U48 manufactured by Toray Co., Ltd.) was used as the film substrate. The thickness and surface roughness were measured. In addition, every time the measurement was performed by the X-ray reflectivity method, the film sample was reattached, and the measurement was repeated 5 times. The results are shown in Table 1.

(実施例7)
フィルム基材に厚み28μmのシクロオレフィンポリマーフィルム(日本ゼオン株式会社製“ゼオノアフィルム”(登録商標)ZM−14)を用いた以外は、実施例1と同様にして、シクロオレフィンポリマーフィルム上のTiO膜の密度、膜厚、表面粗さを測定した。なお、X線反射率法で1回測定する毎に、フィルム試料を貼り直す方法で、繰り返し5回測定した。結果を表1に示す。
(Example 7)
TiO on the cycloolefin polymer film in the same manner as in Example 1 except that a cycloolefin polymer film having a thickness of 28 μm (“Zeonoa film” (registered trademark) ZM-14 manufactured by Nippon Zeon Co., Ltd.) was used as the film substrate. The density, film thickness, and surface roughness of the two films were measured. In addition, every time the measurement was performed by the X-ray reflectivity method, the film sample was reattached, and the measurement was repeated 5 times. The results are shown in Table 1.

(比較例1)
図7に示すように、フィルム試料固定装置を使用せず、試料台40上にフィルム試料28を載置した以外は、実施例1と同様にして、ポリエチレンテレフタレートフィルム上に形成されたTiO膜の密度、膜厚、表面粗さを測定した。なお、図7において、28aは分析面、28bは実際に分析に供される分析面を示している。また、X線反射率法で1回測定する毎に、ポリエチレンテレフタレートフィルムを置き直す方法で、繰り返し5回密度、膜厚、表面粗さの測定を試みた。結果を表1に示す。
(Comparative Example 1)
As shown in FIG. 7, the TiO 2 film formed on the polyethylene terephthalate film in the same manner as in Example 1 except that the film sample 28 was placed on the sample table 40 without using the film sample fixing device. The density, film thickness, and surface roughness of the sample were measured. In FIG. 7, 28a indicates an analysis surface, and 28b indicates an analysis surface that is actually used for analysis. In addition, the density, film thickness, and surface roughness were repeatedly measured 5 times by repositioning the polyethylene terephthalate film each time the measurement was performed by the X-ray reflectivity method. The results are shown in Table 1.

(比較例2)
図8に示すように、両面粘着テープ29でフィルム試料28を試料台40上に固定した以外は、実施例1と同様にして、ポリエチレンテレフタレートフィルム上に形成されたTiO膜の密度、膜厚、表面粗さを測定した。なお、X線反射率法で1回測定する毎に、フィルム試料を貼り直す方法で、繰り返し5回測定した。結果を表1に示す。
(Comparative Example 2)
As shown in FIG. 8, the density and thickness of the TiO 2 film formed on the polyethylene terephthalate film are the same as in Example 1 except that the film sample 28 is fixed on the sample table 40 with the double-sided adhesive tape 29. , The surface roughness was measured. In addition, every time the measurement was performed by the X-ray reflectivity method, the film sample was reattached, and the measurement was repeated 5 times. The results are shown in Table 1.

(比較例3)
図9に示すように、フィルム試料28の両端を粘着テープ30で試料台40上に固定した以外は、実施例1と同様にして、ポリエチレンテレフタレートフィルム上に形成されたTiO膜の密度、膜厚、表面粗さを測定した。なお、X線反射率法で1回測定する毎に、フィルム試料を貼り直す方法で、繰り返し5回測定した。結果を表1に示す。
(Comparative Example 3)
As shown in FIG. 9, the density and film of the TiO 2 film formed on the polyethylene terephthalate film are the same as in Example 1 except that both ends of the film sample 28 are fixed on the sample table 40 with the adhesive tape 30. The thickness and surface roughness were measured. In addition, every time the measurement was performed by the X-ray reflectivity method, the film sample was reattached, and the measurement was repeated 5 times. The results are shown in Table 1.

(比較例4)
図10に示すように、フィルム試料28の両端を磁石31で試料台40上に固定した以外は、実施例1と同様にして、ポリエチレンテレフタレートフィルム上に形成されたTiO膜の密度、膜厚、表面粗さを測定した。なお、X線反射率法で1回測定する毎に、フィルム試料を置き直す方法で、繰り返し5回測定した。結果を表1に示す。
(Comparative Example 4)
As shown in FIG. 10, the density and film thickness of the TiO 2 film formed on the polyethylene terephthalate film are the same as in Example 1 except that both ends of the film sample 28 are fixed on the sample table 40 with magnets 31. , The surface roughness was measured. In addition, every time the film was measured by the X-ray reflectivity method, the film sample was repositioned, and the measurement was repeated 5 times. The results are shown in Table 1.

Figure 0006768320
Figure 0006768320

実施例1〜7、比較例1〜4で実施したX線反射率法の測定結果を比較した結果、表1に示すように、実施例1〜7では膜厚、膜密度、表面粗さともに標準偏差の値は小さく、繰り返し再現性が非常に良く、精密かつ正確に測定できることが分かる。一方、比較例1〜4では、測定を行うことができなかった場合が多く見られる。測定を行うことができない場合とは、X線反射率測定を行う前段階として試料位置調整を行う際に、試料表面の位置決めを正確に行うことができない場合である。すなわち、試料位置調整の流れとして、まず試料台のz軸走査とω軸走査を複数回繰り返し、試料前後位置(z軸)の最適化を行う。その後、ω軸走査を行うことで反射X線を測定し、得られたピークの中心にω軸を配置する。この手順をz軸、χ軸に関しても同様に行い、ω軸→z軸→χ軸の順に繰り返し複数回調整を行い、軸の位置を決定する。反射X線の軸の位置調整の際に、ピークが検出できなかったり、繰り返し調整を行った際に軸の位置が毎回変わることで正確な試料表面位置が得られなかったりする場合などが試料表面の位置決めを正確に行うことができない場合である。試料位置調整を正確に行うことができないとX線反射率測定の際に、解析を行うことのできる全反射X線強度プロファイルが得られなかったり、正しい全反射X線強度プロファイルが得られなかったりする場合がある。 As a result of comparing the measurement results of the X-ray reflectivity methods carried out in Examples 1 to 7 and Comparative Examples 1 to 4, as shown in Table 1, in Examples 1 to 7, the film thickness, the film density and the surface roughness are all. It can be seen that the standard deviation value is small, the repeatability is very good, and the measurement can be performed accurately and accurately. On the other hand, in Comparative Examples 1 to 4, it is often the case that the measurement could not be performed. The case where the measurement cannot be performed is a case where the sample surface cannot be accurately positioned when the sample position is adjusted as a step before the X-ray reflectance measurement is performed. That is, as a flow of sample position adjustment, first, the z-axis scanning and the ω-axis scanning of the sample table are repeated a plurality of times to optimize the sample front-back position (z-axis). Then, the reflected X-ray is measured by performing ω-axis scanning, and the ω-axis is arranged at the center of the obtained peak. This procedure is also performed for the z-axis and the χ-axis, and the ω-axis → z-axis → χ-axis are repeatedly adjusted a plurality of times in this order to determine the position of the axis. When adjusting the position of the axis of the reflected X-ray, the peak cannot be detected, or when the position of the axis changes each time when the adjustment is repeated, the accurate sample surface position cannot be obtained. This is the case when it is not possible to accurately position the. If the sample position cannot be adjusted accurately, the total reflection X-ray intensity profile that can be analyzed cannot be obtained or the correct total reflection X-ray intensity profile cannot be obtained when measuring the X-ray reflectance. May be done.

比較例1では、フィルム試料を載置したのみでは、フィルム試料本来のうねりが影響し、試料表面の平坦性を確保することができなかったことが原因である。比較例2では、分析面の裏面を両面テープで固定した結果、両面テープ自体のうねりがフィルム試料に影響を与え、分析表面の平坦性を確保できなかったことが原因である。比較例3では、フィルム試料両端をテープで固定する際にかかる力の具合により、フィルム試料に若干の浮きやうねりが生じてしまうことが原因である。比較例4では、比較例3と同様に、フィルム試料両端をテープで固定する際にかかる力の具合により、フィルム試料に若干の浮きやうねりが生じてしまうことが原因である。 In Comparative Example 1, the cause is that the flatness of the sample surface could not be ensured due to the influence of the original swell of the film sample only by placing the film sample. In Comparative Example 2, as a result of fixing the back surface of the analysis surface with the double-sided tape, the waviness of the double-sided tape itself affected the film sample, and the flatness of the analysis surface could not be ensured. In Comparative Example 3, the cause is that the film sample is slightly lifted or wavy due to the force applied when both ends of the film sample are fixed with the tape. In Comparative Example 4, as in Comparative Example 3, the cause is that the film sample is slightly lifted or wavy due to the force applied when fixing both ends of the film sample with the tape.

上記のX線反射率法の測定結果の比較から明らかなように、膜厚、膜密度、表面粗さの解析結果についても実施例1〜7は比較例1〜4に比べ、大幅に測定の繰り返し再現性が高く、精密かつ正確に測定可能なことが分かる。 As is clear from the comparison of the measurement results of the X-ray reflectivity method, the analysis results of the film thickness, the film density, and the surface roughness of Examples 1 to 7 are significantly larger than those of Comparative Examples 1 to 4. It can be seen that the repeatability is high and the measurement can be performed accurately and accurately.

本発明に係るフィルム試料固定装置は、種々のフィルム特性の測定、解析に利用でき、とくに、それを有するX線分析装置及び方法、それを用いたフィルム製造装置及び方法に適用することにより、各種の膜厚、膜密度、表面粗さ等の測定、解析に有効に活用できる。 The film sample fixing device according to the present invention can be used for measuring and analyzing various film characteristics, and in particular, by applying it to an X-ray analyzer and method having the same, and a film manufacturing device and method using the same, various types can be used. It can be effectively used for measurement and analysis of film thickness, film density, surface roughness, etc.

1a、1b フィルム試料固定装置
2、15、40 試料台
3、19 帯電機構
4 可動機構
5 電圧印加電源
6 圧電効果方式による帯電機構
7 圧電効果方式による帯電機構の電圧印加部
8 電源
9、20、28 フィルム試料
10 X線分析装置
11 X線源
12 放物面多層膜ミラー
13 ソーラースリット
14 出射幅制限スリット
16 ソーラースリット
17 受光幅制限スリット
18 X線検出器
21a 発散ビーム
21b 平行ビーム
22、25 電圧印加部
23 引き金
24、27 イオンまたは電子
26 電源ケーブル
28a 分析面
28b 実際に分析に供される分析面
29 両面粘着テープ
30 粘着テープ
31 磁石
101 X線照射機構
102 X線分析用フィルム試料固定装置
103 X線検出機構
1a, 1b Film sample fixing device 2, 15, 40 Sample stand 3, 19 Charging mechanism 4 Movable mechanism 5 Voltage application power supply 6 Piezoelectric effect charging mechanism 7 Piezoelectric charging mechanism voltage applying part 8 Power supply 9, 20, 28 Film sample 10 X-ray analyzer 11 X-ray source 12 Radial surface multilayer film mirror 13 Solar slit 14 Emission width limiting slit 16 Solar slit 17 Light receiving width limiting slit 18 X-ray detector 21a Emission beam 21b Parallel beam 22, 25 Voltage Applying part 23 Trigger 24, 27 Ion or electron 26 Power cable 28a Analytical surface 28b Analytical surface 29 that is actually used for analysis Double-sided adhesive tape 30 Adhesive tape 31 Magnet 101 X-ray irradiation mechanism 102 X-ray analysis film sample fixing device 103 X-ray detection mechanism

Claims (10)

フィルム試料を帯電させる帯電機構と、帯電されたフィルム試料を保持する試料台とを有し、前記試料台の表面の中心線平均表面粗さRaが50nm以下かつ抵抗率が100Ω・cm以下であり、X線反射率法による繰り返し測定を5回行った場合に5回とも全反射X線強度プロファイルを得ることが出来ることを特徴とするフィルム試料固定装置。 It has a charging mechanism for charging the film sample and a sample table for holding the charged film sample, and the center line average surface roughness Ra of the surface of the sample table is 50 nm or less and the resistance is 100 Ω · cm or less. , A film sample fixing device characterized in that a total reflection X-ray intensity profile can be obtained 5 times when repeated measurements by the X-ray reflectance method are performed 5 times. 前記帯電機構と前記試料台の表面とが対向している、請求項1に記載のフィルム試料固定装置。 The film sample fixing device according to claim 1, wherein the charging mechanism and the surface of the sample table face each other. 前記帯電機構が圧電効果方式による帯電機構またはコロナ放電方式による帯電機構のいずれかである、請求項1または2に記載のフィルム試料固定装置。 The film sample fixing device according to claim 1 or 2, wherein the charging mechanism is either a charging mechanism based on a piezoelectric effect method or a charging mechanism based on a corona discharge method. 前記帯電機構がガンタイプによる帯電機構またはバータイプによる帯電機構のいずれかである、請求項1〜3のいずれかに記載のフィルム試料固定装置。 The film sample fixing device according to any one of claims 1 to 3, wherein the charging mechanism is either a gun type charging mechanism or a bar type charging mechanism. 前記試料台が電圧印加機構を備えており、該電圧印加機構が前記帯電機構より印加される電圧とは逆極性の電圧を印加することができる機構からなる、請求項1〜4のいずれかに記載のフィルム試料固定装置。 The present invention according to any one of claims 1 to 4, wherein the sample table includes a voltage application mechanism, and the voltage application mechanism comprises a mechanism capable of applying a voltage having a polarity opposite to the voltage applied by the charging mechanism. The film sample fixing device described. 前記帯電機構または前記試料台、またはそれらの両方が、前記帯電機構と前記試料台との距離を変更可能な可動機構を有する、請求項1〜5のいずれかに記載のフィルム試料固定装置。 The film sample fixing device according to any one of claims 1 to 5, wherein the charging mechanism, the sample table, or both of them has a movable mechanism capable of changing the distance between the charging mechanism and the sample table. X線照射機構、X線分析機構および請求項1〜のいずれかに記載のフィルム試料固定装置を有するX線分析装置。 An X-ray analyzer having an X-ray irradiation mechanism, an X-ray analysis mechanism, and a film sample fixing device according to any one of claims 1 to 6 . 請求項7に記載のX線分析装置が、X線を試料に向けて照射するためのX線照射機構と、反射X線を検出するためのX線検出機構と、試料台上に帯電機構による帯電を利用して試料を保持するためのX線分析用試料固定装置を有し、試料に向けてX線の入射角度を0.01〜8°の範囲で入射する、X線分析方法。 The X-ray analyzer according to claim 7 comprises an X-ray irradiation mechanism for irradiating a sample with X-rays, an X-ray detection mechanism for detecting reflected X-rays, and a charging mechanism on a sample table. An X-ray analysis method in which a sample fixing device for X-ray analysis for holding a sample by utilizing charging is provided, and an X-ray incident angle is incident on a sample in a range of 0.01 to 8 °. 請求項7に記載のX線分析装置を有するフィルム製造装置。 A film manufacturing apparatus having the X-ray analyzer according to claim 7. 請求項9に記載のフィルム製造装置を用い、X線分析装置が単膜または積層膜の膜形成工程の後または、フィルム試料の巻き取り工程前に備え付けられている、フィルム製造方法。 A film manufacturing method using the film manufacturing apparatus according to claim 9, wherein an X-ray analyzer is provided after a film forming step of a single film or a laminated film or before a film sample winding step.
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