JPH03207000A - Ｘ線光学素子保持枠 - Google Patents
Ｘ線光学素子保持枠Info
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- JPH03207000A JPH03207000A JP2001585A JP158590A JPH03207000A JP H03207000 A JPH03207000 A JP H03207000A JP 2001585 A JP2001585 A JP 2001585A JP 158590 A JP158590 A JP 158590A JP H03207000 A JPH03207000 A JP H03207000A
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Classifications
-
- G—PHYSICS
- G21—NUCLEAR PHYSICS; NUCLEAR ENGINEERING
- G21K—TECHNIQUES FOR HANDLING PARTICLES OR IONISING RADIATION NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; IRRADIATION DEVICES; GAMMA RAY OR X-RAY MICROSCOPES
- G21K7/00—Gamma- or X-ray microscopes
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
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- High Energy & Nuclear Physics (AREA)
- Analysing Materials By The Use Of Radiation (AREA)
- Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
［産業上の利用分野］
本発明は、そのＸ線光学系と同一光軸の可視光学系を備
えたＸ線装置に用いられて都合の良いＸ線光学素子保持
粋に関する。
えたＸ線装置に用いられて都合の良いＸ線光学素子保持
粋に関する。
［従来の技術コ
試料カプセルに封入した細胞等の生物試料を生かしたま
ま、光学顕微鏡をはるかに越えた高倍率で観察できる装
置として、波長２〜５ｎｍ程度の軟Ｘ線を用いたＸ線顕
微鏡が注目されている。
ま、光学顕微鏡をはるかに越えた高倍率で観察できる装
置として、波長２〜５ｎｍ程度の軟Ｘ線を用いたＸ線顕
微鏡が注目されている。
軟Ｘ線は、Ｘ線と呼ばれる波長１ ｐｍ〜１０ｒ＋ｍの
領域の電磁波のうち、通常は、２ ０ ０ ｐｒＱ以上
の波長を有するものとされ、波長４００〜８ ０ ０
ｎｍの可視光線よりも２桁以上も短い波長の電磁波であ
る。また、軟Ｘ線は、物質に反射されない一方で透過す
る物質に良く吸収され、空気中でも、急速に減衰される
。従って、軟Ｘ線を用いたＸ線顕微鏡では、一般的に、
軟Ｘ線の透過観察が行われ、その光路は高い真空度に保
たれ、レンズ素子としては薄膜上に形成されたフレネル
ゾーンパターンか用いられ、試料も極〈蒲い物が準備さ
れる。
領域の電磁波のうち、通常は、２ ０ ０ ｐｒＱ以上
の波長を有するものとされ、波長４００〜８ ０ ０
ｎｍの可視光線よりも２桁以上も短い波長の電磁波であ
る。また、軟Ｘ線は、物質に反射されない一方で透過す
る物質に良く吸収され、空気中でも、急速に減衰される
。従って、軟Ｘ線を用いたＸ線顕微鏡では、一般的に、
軟Ｘ線の透過観察が行われ、その光路は高い真空度に保
たれ、レンズ素子としては薄膜上に形成されたフレネル
ゾーンパターンか用いられ、試料も極〈蒲い物が準備さ
れる。
第３図は、Ｘ線光学系１に可視光学系２を重ねて備えた
Ｘ線顕微鏡の一例の構成を示す。この顕Ｉ！鏡ては、セ
ットされた試料の観察を両方の光学系を用いて行えるか
ら、軟Ｘ線による高倍率観察に先立つ、可視光による低
倍率な予備観察や、軟Ｘ線による高解像度な観察画像に
可視光による色情報を組合せた効率的な観察が可能であ
る。
Ｘ線顕微鏡の一例の構成を示す。この顕Ｉ！鏡ては、セ
ットされた試料の観察を両方の光学系を用いて行えるか
ら、軟Ｘ線による高倍率観察に先立つ、可視光による低
倍率な予備観察や、軟Ｘ線による高解像度な観察画像に
可視光による色情報を組合せた効率的な観察が可能であ
る。
第３図において、観察試料Ｓは、中央のホールダＨにセ
ットされる。また、Ｘ線光学系１は、大気による軟Ｘ線
の減衰を避けるために真空槽３に納められ、軟Ｘ線発生
器Ｇ、コンデンサゾーンブレートＲｌ．対物ゾーンプレ
ートｒ２、撮像素子Ｃから構成されている。発生器Ｇで
発生した軟Ｘ線は、コンデンサゾーンプレートＲ１によ
り収束されて試料Ｓを透過した後に、対物ゾーンブレト
ｒ２て収束されて撮像素子Ｃ上に結像する。ここで、各
ゾーンプレートＲ１、ｒ２は、その構造上、大口径のも
のが得られず、また軟Ｘ線に対する収束効率も低いため
、軟Ｘ線のビームサイズはφ０．２ｍｍ程度であるが、
発生器Ｇから撮像素子Ｃまでの光路長は２ｍに達する。
ットされる。また、Ｘ線光学系１は、大気による軟Ｘ線
の減衰を避けるために真空槽３に納められ、軟Ｘ線発生
器Ｇ、コンデンサゾーンブレートＲｌ．対物ゾーンプレ
ートｒ２、撮像素子Ｃから構成されている。発生器Ｇで
発生した軟Ｘ線は、コンデンサゾーンプレートＲ１によ
り収束されて試料Ｓを透過した後に、対物ゾーンブレト
ｒ２て収束されて撮像素子Ｃ上に結像する。ここで、各
ゾーンプレートＲ１、ｒ２は、その構造上、大口径のも
のが得られず、また軟Ｘ線に対する収束効率も低いため
、軟Ｘ線のビームサイズはφ０．２ｍｍ程度であるが、
発生器Ｇから撮像素子Ｃまでの光路長は２ｍに達する。
一方、可視光学系２は、中央に軟Ｘ線通過孔を設けたミ
ラーＭ１、Ｍ２を用いてＸ線光学系１に重ね合せられて
いて、ランブＢ、コンデンサレンズＬ１、ミラーＭ１、
コンデンサレンズＬ２、対物レンズＬ３、ミラーＭ２、
接眼レンズＬ４て構威される。ここて、コンデンサレン
ズＬ２、対物レンズＬ３の中央部にもミラーＭ１、Ｍ２
と同様に軟Ｘ線通過孔か設けられている。
ラーＭ１、Ｍ２を用いてＸ線光学系１に重ね合せられて
いて、ランブＢ、コンデンサレンズＬ１、ミラーＭ１、
コンデンサレンズＬ２、対物レンズＬ３、ミラーＭ２、
接眼レンズＬ４て構威される。ここて、コンデンサレン
ズＬ２、対物レンズＬ３の中央部にもミラーＭ１、Ｍ２
と同様に軟Ｘ線通過孔か設けられている。
可視光学系２には、軟Ｘ線に対するゾーンブレトよりも
格段に収束効率が高く、しかも犬口径な光学レンズが使
用され、ミラー等を用いることも可能であるから、Ｘ線
光学系１よりも相当自由に光学系を組立てることが可能
であり、コンデンサレンズＬ２、対物レンズＬ３のよう
な孔開きレンズの製作や使用も容易である。
格段に収束効率が高く、しかも犬口径な光学レンズが使
用され、ミラー等を用いることも可能であるから、Ｘ線
光学系１よりも相当自由に光学系を組立てることが可能
であり、コンデンサレンズＬ２、対物レンズＬ３のよう
な孔開きレンズの製作や使用も容易である。
ランプＢの光は、コンデンサレンズＬ１で平行光となり
ミラーＭ１て反射され、コンデンサレンズＬ２で収束さ
れて試料Ｓを透過した後に、対物レンズＬ３、ミラーＭ
２を経て、接眼レンズＬ４で収束されて観察者Ｍに観察
像を与える。
ミラーＭ１て反射され、コンデンサレンズＬ２で収束さ
れて試料Ｓを透過した後に、対物レンズＬ３、ミラーＭ
２を経て、接眼レンズＬ４で収束されて観察者Ｍに観察
像を与える。
第２図は、このＸ線顕微鏡に用いられた対物ゾーンプレ
ートｒ２の構造を示す。
ートｒ２の構造を示す。
第２図において、基板Ｗは一辺１４ｍｍの正方形シリコ
ン板で、その中央部には軟Ｘ線の透過部として、薄膜Ｎ
が張られた一辺０．２＋ｎ＋ｎの正方形の孔Ｐか形成さ
れ、この薄膜Ｎ上にフルネルゾーンパターンが描かれて
いる。
ン板で、その中央部には軟Ｘ線の透過部として、薄膜Ｎ
が張られた一辺０．２＋ｎ＋ｎの正方形の孔Ｐか形成さ
れ、この薄膜Ｎ上にフルネルゾーンパターンが描かれて
いる。
［発明が解決しようとする課題］
第２図の対物ゾーンプレートｒ２は、可視光線をほとん
ど透過しないので、第３図のＸ線顕微鏡においては、対
物ゾーンプレートｒ２をスライト粋に固定して出し入れ
可能とし、可視光学系２による観察を行う際には可視光
路から退去させるようにしていたが、細い軟Ｘ線ビーム
の長い光路を有するＸ線光学系１においては、対物ゾー
ンプレ−ｌ−ｒ２の位置決めや角度調整を相当高精度に
行う必要があり、また、これの退去や復帰に係る機構は
、高真空に保たれた真空槽３内で動作する必要があるた
め、装置全体のコストが大幅に上昇した。
ど透過しないので、第３図のＸ線顕微鏡においては、対
物ゾーンプレートｒ２をスライト粋に固定して出し入れ
可能とし、可視光学系２による観察を行う際には可視光
路から退去させるようにしていたが、細い軟Ｘ線ビーム
の長い光路を有するＸ線光学系１においては、対物ゾー
ンプレ−ｌ−ｒ２の位置決めや角度調整を相当高精度に
行う必要があり、また、これの退去や復帰に係る機構は
、高真空に保たれた真空槽３内で動作する必要があるた
め、装置全体のコストが大幅に上昇した。
本発明は、第３図のＸ線顕微鏡において、可視光学系２
による観察を行う際にも可視光路から退去させる必要の
ない対物ゾーンプレート、詳しくはその支持粋を提供す
ることを目的とする。
による観察を行う際にも可視光路から退去させる必要の
ない対物ゾーンプレート、詳しくはその支持粋を提供す
ることを目的とする。
［課題を解決するための千段］
本発明に係るＸ線光学素子支持枠は、ほぼ中央部にＸ線
光学素子の保持部を設けたＸ線光学素子保持粋において
、保持部の周辺に可視光線の透過する窓を設けたもので
ある。
光学素子の保持部を設けたＸ線光学素子保持粋において
、保持部の周辺に可視光線の透過する窓を設けたもので
ある。
［作用］
本発明に係るＸ線光学素子支持枠では、Ｘ線光学素子の
保持部の周辺に可視光線の透過ヤる窓が設けられていて
、この窓を可視光線が自由に通過できるから、例えば第
３図のＸ線顕微鏡に位置決め、固定された状態で、Ｘ線
光学系１と可視光学系２の両方を使用できる。ここで、
Ｘ線光学素子の保持部は、第２図の対物ゾーンプレート
ｒ２のように薄膜形成基板それ自体の一部を構威しても
良いが、別の薄膜支持体上に作威したゾーンプレートを
その薄膜支持体と共に取付ける受入れ部であっても良い
。
保持部の周辺に可視光線の透過ヤる窓が設けられていて
、この窓を可視光線が自由に通過できるから、例えば第
３図のＸ線顕微鏡に位置決め、固定された状態で、Ｘ線
光学系１と可視光学系２の両方を使用できる。ここで、
Ｘ線光学素子の保持部は、第２図の対物ゾーンプレート
ｒ２のように薄膜形成基板それ自体の一部を構威しても
良いが、別の薄膜支持体上に作威したゾーンプレートを
その薄膜支持体と共に取付ける受入れ部であっても良い
。
［発明の実施例］
本発明の実施例を図面を参照して説明する。
第１図は、本発明の実施例に係る対物ゾーンプレートＲ
２の構造を示す。本実施例は、本発明のＸ線光学素子支
持枠を第２図の対物ゾーンプレートｒ２に応用したもの
である。
２の構造を示す。本実施例は、本発明のＸ線光学素子支
持枠を第２図の対物ゾーンプレートｒ２に応用したもの
である。
第１図において、基板Ｗは、厚さ０．２ ｍｍ、一辺１
４ｍ＋ｎの正方形のシリコン板で、中央部には軟Ｘ線の
透過部として、蒲膜Ｎが張られた一辺０．２ｍｍの正方
形の孔Ｐが形成され、この薄＠Ｎ上にフルネルゾーンパ
ターンが描かれている。また、孔Ｐの周囲には５ ｍｍ
Ｘ ５．５ ｍｍの可視光線の通過窓Ｔ１〜Ｔ４が形威
され、縦横の粱部Ｋ１〜Ｋ４の幅はその断面形状か台形
であるために表面と裏面で異なるか広い方の幅で言うと
０．５ ｍｍである。
４ｍ＋ｎの正方形のシリコン板で、中央部には軟Ｘ線の
透過部として、蒲膜Ｎが張られた一辺０．２ｍｍの正方
形の孔Ｐが形成され、この薄＠Ｎ上にフルネルゾーンパ
ターンが描かれている。また、孔Ｐの周囲には５ ｍｍ
Ｘ ５．５ ｍｍの可視光線の通過窓Ｔ１〜Ｔ４が形威
され、縦横の粱部Ｋ１〜Ｋ４の幅はその断面形状か台形
であるために表面と裏面で異なるか広い方の幅で言うと
０．５ ｍｍである。
本実施例の対物ゾーンプレートＲ２は、１枚のシリコン
板上にフルネルゾーンパターン描画部と可視光線の通過
窓Ｔ１〜Ｔ４とが一体に形成されているので、フルネル
ゾーンパターン形成時の位置精度か、対物ゾーンプレー
トＲ２位置決め時の光学系アライメント精度にそのまま
反映されることに加えて、対物ゾーンプレートＲ２はＸ
線顕微鏡内に固定されて以後移動しないから、Ｘ線光学
系の組立てが容易てあるとともに、初期の光学系アライ
メント精度が常に維持される。
板上にフルネルゾーンパターン描画部と可視光線の通過
窓Ｔ１〜Ｔ４とが一体に形成されているので、フルネル
ゾーンパターン形成時の位置精度か、対物ゾーンプレー
トＲ２位置決め時の光学系アライメント精度にそのまま
反映されることに加えて、対物ゾーンプレートＲ２はＸ
線顕微鏡内に固定されて以後移動しないから、Ｘ線光学
系の組立てが容易てあるとともに、初期の光学系アライ
メント精度が常に維持される。
次に、本実施例の対物ゾーンプレートＲ２の製作方７去
を説明する。
を説明する。
まず、基板Ｗの両面に窒化シリコン（Ｓｉ３Ｎ４）薄膜
を形成する。製膜方法としては、ＬＰ−ＣＶＤｌ去、Ｅ
ＣＲ−ＣＶＤ法等の化学的手法に限らずスパッタ法等の
物理的手法でもかまわないが、軟Ｘ線透過部がたるまず
、しかも強度か十分保たれるように、膜の内部応力（引
張応力）は１０９〜１０ ”ｄｙｎ／ｃｍ２の範囲に制
御する。
を形成する。製膜方法としては、ＬＰ−ＣＶＤｌ去、Ｅ
ＣＲ−ＣＶＤ法等の化学的手法に限らずスパッタ法等の
物理的手法でもかまわないが、軟Ｘ線透過部がたるまず
、しかも強度か十分保たれるように、膜の内部応力（引
張応力）は１０９〜１０ ”ｄｙｎ／ｃｍ２の範囲に制
御する。
次に、この窒化シリコン薄膜上にフォトレジスト層を形
成してマスク露光転写、現像、窒化シリコン薄膜のエッ
チングを行って、孔Ｐ部の片面および窓Ｔ１〜Ｔ４部の
両面の窒化シリコン薄膜を除去する。このとき、窓Ｔ１
〜丁４部の窒化シリコン薄膜は、片面のみを除去するこ
ととしても良く、その場合には、完成時のゾーンプレー
トＲ２の窓Ｔ１〜丁４に透明な窒化シリコン薄膜が残る
ことになる。
成してマスク露光転写、現像、窒化シリコン薄膜のエッ
チングを行って、孔Ｐ部の片面および窓Ｔ１〜Ｔ４部の
両面の窒化シリコン薄膜を除去する。このとき、窓Ｔ１
〜丁４部の窒化シリコン薄膜は、片面のみを除去するこ
ととしても良く、その場合には、完成時のゾーンプレー
トＲ２の窓Ｔ１〜丁４に透明な窒化シリコン薄膜が残る
ことになる。
次に、窒化シリコン薄膜を除去した部分から基板Ｗの湿
式エッチングを行い、孔Ｐおよび窓Ｔ１〜Ｔ４を形成す
る。ここで、エッチング液としては、エチレンジアミン
とビロカテコーノレと水のｌ毘合液、または水酸化カリ
ウム水溶液を用いると良い。基板Ｗとしてシリコン結晶
板（ｉｏｏ）を用いることで異方性エッチングが可能で
、孔Ｐ周辺に好ましいテーバ部（テーバ面は１１１面）
を自動的に形成することが可能である。
式エッチングを行い、孔Ｐおよび窓Ｔ１〜Ｔ４を形成す
る。ここで、エッチング液としては、エチレンジアミン
とビロカテコーノレと水のｌ毘合液、または水酸化カリ
ウム水溶液を用いると良い。基板Ｗとしてシリコン結晶
板（ｉｏｏ）を用いることで異方性エッチングが可能で
、孔Ｐ周辺に好ましいテーバ部（テーバ面は１１１面）
を自動的に形成することが可能である。
次に、孔Ｐ上に残った窒化シリコン薄ＵＮ上に金属薄膜
を形成し、この薄膜をフレネルゾーンパターン状に整形
すれは、ゾーンプレートＲ２が完成する。ただし、この
フレネルゾーンパターンの形成は基板Ｗの湿式エッチン
グ以前に行うこととしても良い。
を形成し、この薄膜をフレネルゾーンパターン状に整形
すれは、ゾーンプレートＲ２が完成する。ただし、この
フレネルゾーンパターンの形成は基板Ｗの湿式エッチン
グ以前に行うこととしても良い。
［発明の効果］
本発明に係るＸ線光学素子支持枠では、Ｘ線光学素子を
所定位置に保持したままでも可視光線か自由に透過てき
るから、例えば、第３図のＸ線顕微鏡に位置決め、固定
された状態で、Ｘ！ｊｉｌ光学系１と可視光学系２の両
方を使用できる。従って対物ゾーンプレートはＸ線顕微
鏡内に固定されたまま常に当初の位置精度を維持し、ま
た対物ゾーンプレートの退去や復帰に係る機構は、全く
不要となる。すなわち、このＸ線顕微鏡におけるＸ線光
学系の信頼性が増すとともに、製作や調整に伴うコスト
が削減され、さらにＸ線顕＠鏡全体の小型化や操作性の
向上が容易となる。
所定位置に保持したままでも可視光線か自由に透過てき
るから、例えば、第３図のＸ線顕微鏡に位置決め、固定
された状態で、Ｘ！ｊｉｌ光学系１と可視光学系２の両
方を使用できる。従って対物ゾーンプレートはＸ線顕微
鏡内に固定されたまま常に当初の位置精度を維持し、ま
た対物ゾーンプレートの退去や復帰に係る機構は、全く
不要となる。すなわち、このＸ線顕微鏡におけるＸ線光
学系の信頼性が増すとともに、製作や調整に伴うコスト
が削減され、さらにＸ線顕＠鏡全体の小型化や操作性の
向上が容易となる。
また、Ｘ線光学系と可視光学系とを同時に動作させて、
観察試料から多重的な情報を得る等、Ｘ線顕＠鏡の用途
と能力の拡大をもたらす。
観察試料から多重的な情報を得る等、Ｘ線顕＠鏡の用途
と能力の拡大をもたらす。
第１図は、本発明の実施例に係るＸ線光学素子支持枠を
説明するためのもので、対物ゾーンプレトＲ２の構造を
示す平面図である。 第２図は、従来のＸ線光学素子支持枠を説明するための
もので、対物ゾーンプレートｒ２の構造を示す平面図で
ある。 第３図は、Ｘ線顕微鏡の一例の構成を示す模式図である
。 ［主要部分の符号の説明］ Ｐ・・・孔 Ｗ・・・基板Ｎ・・一蒲膜
Ｔ１〜Ｔ４・・・窓Ｚ２・・・対物ゾー
ンプレート
説明するためのもので、対物ゾーンプレトＲ２の構造を
示す平面図である。 第２図は、従来のＸ線光学素子支持枠を説明するための
もので、対物ゾーンプレートｒ２の構造を示す平面図で
ある。 第３図は、Ｘ線顕微鏡の一例の構成を示す模式図である
。 ［主要部分の符号の説明］ Ｐ・・・孔 Ｗ・・・基板Ｎ・・一蒲膜
Ｔ１〜Ｔ４・・・窓Ｚ２・・・対物ゾー
ンプレート
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 ほぼ中央部にＸ線光学素子の保持部を設けたＸ線光学
素子保持枠において、 前記保持部の周辺に可視光線の透過する窓を設けたこと
を特徴とするＸ線光学素子保持枠。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001585A JP2775949B2 (ja) | 1990-01-10 | 1990-01-10 | Ｘ線光学素子保持枠 |
| US07/632,941 US5119411A (en) | 1990-01-10 | 1990-12-24 | X-ray optical apparatus |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001585A JP2775949B2 (ja) | 1990-01-10 | 1990-01-10 | Ｘ線光学素子保持枠 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03207000A true JPH03207000A (ja) | 1991-09-10 |
| JP2775949B2 JP2775949B2 (ja) | 1998-07-16 |
Family
ID=11505595
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001585A Expired - Lifetime JP2775949B2 (ja) | 1990-01-10 | 1990-01-10 | Ｘ線光学素子保持枠 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5119411A (ja) |
| JP (1) | JP2775949B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH11160500A (ja) * | 1997-11-28 | 1999-06-18 | Japan Science & Technology Corp | Ｘ線顕微鏡 |
Families Citing this family (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE4013306A1 (de) * | 1990-04-26 | 1991-10-31 | Hoechst Ag | Optische formkoerper aus siliziumnitrid, sowie verfahren zu deren herstellung |
| US5434901A (en) * | 1992-12-07 | 1995-07-18 | Olympus Optical Co., Ltd. | Soft X-ray microscope |
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