JPH0351881Y2 - - Google Patents
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- JPH0351881Y2 JPH0351881Y2 JP2089085U JP2089085U JPH0351881Y2 JP H0351881 Y2 JPH0351881 Y2 JP H0351881Y2 JP 2089085 U JP2089085 U JP 2089085U JP 2089085 U JP2089085 U JP 2089085U JP H0351881 Y2 JPH0351881 Y2 JP H0351881Y2
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Description
【考案の詳細な説明】
(産業上の利用分野)
この考案は、光電子分光(ESCA又はXPS)装
置のようなX線励起による表面分析装置、X線顕
微鏡、又はX線リソグラフイなどに使用されるX
線銃に関するものである。[Detailed description of the invention] (Industrial application field) This invention is used in surface analysis devices using X-ray excitation such as photoelectron spectroscopy (ESCA or XPS) devices, X-ray microscopes, or X-ray lithography. X
It's about line guns.
(従来の技術)
X線励起による従来の表面分析装置は、試料に
照射するX線ビームを微小に絞る構造にはなつて
いない。そのため、試料は直径数mm程度の領域に
わたつて励起されており、表面分析はその広い励
起領域の平均的な情報を得ていることになる。(Prior Art) Conventional surface analysis devices using X-ray excitation do not have a structure that narrows down the X-ray beam irradiated onto a sample. Therefore, the sample is excited over an area several millimeters in diameter, and surface analysis obtains average information over that wide excitation area.
試料の微小領域の表面分析を行なうためには、
試料に照射されるX線ビームを絞る必要がある。
X線に対してレンズ作用をもつ素子としては、ゾ
ーンプレート(フレネルゾーンプレート)が知ら
れている。 In order to perform surface analysis of a minute area of a sample,
It is necessary to narrow down the X-ray beam irradiated to the sample.
A zone plate (Fresnel zone plate) is known as an element that has a lens effect on X-rays.
(考案が解決しようとする問題点)
このゾーンプレートを用いて従来のX線銃のX
線ビームを絞るとすると、例えば以下の如きもの
が考えられる。(Problem to be solved by the invention) This zone plate can be used to
If we want to narrow down the line beam, we can consider the following, for example.
第1のX線銃は、第3図に示されるように、ア
ノード2に電子銃4から細く絞つた電子銃6を照
射し、その照射点で発生する特性X線8の像を光
源(以下一次光源という)としてゾーンプレート
10で集光し、その縮小像を試料12に照射する
ものである。 The first X-ray gun, as shown in FIG. The zone plate 10 condenses light as a primary light source (referred to as a primary light source), and a reduced image thereof is irradiated onto the sample 12.
しかし、このX線銃では大がかりになり、ま
た、X線像を小さくするためにアノード2上の一
次光源を小さくすればする程、アノード2の受け
る損傷が大きくなる問題がある。 However, this X-ray gun requires a large scale, and there is a problem that the smaller the primary light source on the anode 2 is made in order to make the X-ray image smaller, the more damage the anode 2 receives.
ゾーンプレートを用いる第2のX線銃として考
えられるものは、第4図に示されるものである。
アノード2の側壁に沿つて円筒状のウエーネルト
14が設けられ、そのウエーネルト14の外側に
はフイラメント16がリング状に設けられ、更に
フイラメント16の外側にはフイラメント16か
ら発生した熱電子17をアノード2の端面に導く
ための電界を形成するようにリペラ18が設けら
れている。ウエーネルト14、フイラメント16
及びリペラ18の形状や位置は、フイラメント1
6からの熱電子17がアノード2の端面の一点に
集中するように設定されている。そして、アノー
ド2上の特性X線8の像を一次光源として第3図
と同様にゾーンプレート10で集光し、その縮小
像を試料12に照射する。 A second possible X-ray gun using zone plates is shown in FIG.
A cylindrical Wehnelt 14 is provided along the side wall of the anode 2, and a filament 16 is provided in a ring shape on the outside of the Wehnelt 14, and thermionic electrons 17 generated from the filament 16 are transferred to the anode 2. A repeller 18 is provided so as to form an electric field to guide the end face. Wehnelt 14, filament 16
The shape and position of the repeller 18 are the same as the filament 1.
The setting is such that the thermoelectrons 17 from the anode 6 are concentrated at one point on the end face of the anode 2. Then, the image of the characteristic X-rays 8 on the anode 2 is used as a primary light source and is focused by the zone plate 10 as in FIG. 3, and the reduced image thereof is irradiated onto the sample 12.
このX線銃では、アノード2上に均一な点光源
を作ることが難しく、そのため試料12上に縮小
像を形成させることも難かしいという問題があ
る。 This X-ray gun has a problem in that it is difficult to create a uniform point light source on the anode 2, and therefore it is also difficult to form a reduced image on the sample 12.
ゾーンプレートを用いた他のX線銃として考え
られるものは、線源としてシンクロトロン放射を
用いるものである。シンクロトロン放射では平行
X線ビームが得られるので、ゾーンプレートで縮
小像を得ることは容易であるが、シンクロトロン
放射装置はあまりにも大がかりになるため、実用
性に欠ける問題がある。 Another possible X-ray gun using a zone plate is one that uses synchrotron radiation as the source. Since a parallel X-ray beam is obtained in synchrotron radiation, it is easy to obtain a reduced image using a zone plate, but a synchrotron radiation apparatus is too large-scale and thus is impractical.
微小に絞られたX線ビームを放射することので
きるX線銃は、表面分析装置において微小領域の
分析を行なう場合だけでなく、X線顕微鏡におい
て高分解能を得る場合や、X線リソグラフイにお
いて微細パターンを形成する場合などにおいても
必要とされるものである。 X-ray guns that can emit a finely focused X-ray beam are used not only for analyzing minute areas in surface analyzers, but also for obtaining high resolution in X-ray microscopes, and in X-ray lithography. It is also required when forming fine patterns.
この考案は、大がかりな装置を使用せずに、微
小な径のX線ビームを放射することのできるX線
銃を提供することを目的とするものである。 The object of this invention is to provide an X-ray gun that can emit an X-ray beam with a minute diameter without using large-scale equipment.
(問題点を解決するための手段)
この考案のX線銃は、実施例を示す第1図を参
照して示すと、アノード2と、アノード2に近接
して設けられアノード2に照射される熱電子22
を放出するフイラメント20と、フイラメント2
0から放出された熱電子22をアノード2に導く
如く電界を形成する手段(ウエーネルト14、リ
ペラ26)と、アノード2の電子照射面28に対
向し近接して設けられアノード2から発生する特
性X線を取り出すためけの小孔30を有する板状
部材32と、板状部材32の小孔30を通過した
特性X線34を結像させるようにその特性X線3
4の軸上に配置されたゾーンプレート10と、を
備えて構成されている。(Means for Solving the Problems) The X-ray gun of this invention is shown with reference to FIG. 1 showing an embodiment. Thermionic 22
filament 20 that emits and filament 2
means (Wehnelt 14, repeller 26) for forming an electric field so as to guide the thermoelectrons 22 emitted from the anode 2 to the anode 2; A plate-like member 32 having a small hole 30 for extracting the rays, and a characteristic X-ray 3 that passes through the small hole 30 of the plate-like member 32 to form an image.
The zone plate 10 is arranged on the axis of the zone plate 4.
(作用)
フイラメント20から発生した熱電子22は、
アノード2、ウエーネルト14及びリペラ26に
より形成される電界によりアノード2の端面28
に導かれ、その端面28に衝突して特性X線が発
生する。このアノード2の端面(電子照射面)2
8上での一次光源としての特性X線34の像は、
従来の第4図に示されたX線銃などと同様に例え
ば直径数mm程度でもよい。そして、この特性X線
34は板状部材32の小孔30を通過することに
より、その小孔30の像が特性X線34の二次光
源となる。ゾーンプレート10は特性X線34の
小孔30の像を二次光源とし、この二次光源像を
試料12上に結像する。(Function) The thermoelectrons 22 generated from the filament 20 are
The end face 28 of the anode 2 due to the electric field formed by the anode 2, Wehnelt 14, and the repeller
and collides with its end face 28 to generate characteristic X-rays. End surface (electron irradiation surface) 2 of this anode 2
The image of the characteristic X-ray 34 as a primary light source on 8 is
Like the conventional X-ray gun shown in FIG. 4, the diameter may be, for example, several millimeters. When the characteristic X-rays 34 pass through the small hole 30 of the plate member 32, the image of the small hole 30 becomes a secondary light source of the characteristic X-rays 34. The zone plate 10 uses the image of the small hole 30 of the characteristic X-ray 34 as a secondary light source, and forms this secondary light source image onto the sample 12.
いま、ゾーンプレート10と試料12との距離
をa、ゾーンプレート10と小孔30との距離を
b、発生した特性X線に対するゾーンプレート1
0の焦点距離をfとしたとき、
1/a+1/b=1/f (1)
を満足するように、板状部材32、ゾーンプレー
ト10及び試料12を配置すると、小孔30の像
が試料12上でa/bの縮小率で結像する。 Now, the distance between the zone plate 10 and the sample 12 is a, the distance between the zone plate 10 and the small hole 30 is b, and the distance between the zone plate 1 and the generated characteristic X-rays is
When the plate member 32, zone plate 10, and sample 12 are arranged so that the focal length of 0 is f, 1/a+1/b=1/f (1), the image of the small hole 30 will be the same as that of the sample. 12 at a reduction ratio of a/b.
(実施例) 第1図はこの考案の一実施例を表わす。(Example) FIG. 1 shows an embodiment of this invention.
2はアノードで、アノード2の側方には円筒状
のウエーネルト14を介してフイラメント20が
設けられている。通常行なわれているように、フ
イラメント20は光学的にはウエーネルト14に
遮られてアノード2から見えない位置に配置され
ている。26はリペラで、アノード2、ウエーネ
ルト14及びフイラメント20を囲むように設け
られている。各部の電位は、例えばフイラメント
20が数V、アノード2が数KV、ウエーネルト
14とリペラ26がグランド電位に設定される。
この電位差により、フイラメント20から発生し
た熱電子22がアノード2の端面28に衝突して
特性X線34が発生する。 2 is an anode, and a filament 20 is provided on the side of the anode 2 via a cylindrical Wehnelt 14. As is conventionally done, the filament 20 is optically blocked by the Wehnelt 14 and placed in a position where it cannot be seen from the anode 2. A repeller 26 is provided so as to surround the anode 2, the Wehnelt 14, and the filament 20. The potential of each part is set, for example, to several volts for the filament 20, several kilovolts for the anode 2, and to ground potential for the Wehnelt 14 and repeller 26.
Due to this potential difference, thermionic electrons 22 generated from the filament 20 collide with the end surface 28 of the anode 2, and characteristic X-rays 34 are generated.
リペラ26がアノード2の端面(電子照射面)
28と対向する部分には孔が設けられており、リ
ペラ26のその孔のある部分には特性X線34を
取り出すための小孔30を有する板状部材32が
取りつけられている。板状部材32の材質として
は耐熱性の高いモリブデン、タンタル又はタング
ステンなどが好ましい。板状部材32とアノード
2の端面28との距離cは小さく設定される。 The repeller 26 is the end surface of the anode 2 (electron irradiation surface)
A hole is provided in a portion facing the repeller 28, and a plate member 32 having a small hole 30 for extracting characteristic X-rays 34 is attached to the portion of the repeller 26 where the hole is located. The material of the plate member 32 is preferably molybdenum, tantalum, or tungsten, which have high heat resistance. The distance c between the plate member 32 and the end surface 28 of the anode 2 is set small.
板状部材32の小孔30を通過した特性X線3
4の軸上には、小孔30から距離bの位置にゾー
ンプレート10が設けられている。ゾーンプレー
ト10の焦点距離fは特性X線34の波長によつ
て決まる。 Characteristic X-rays 3 passing through the small hole 30 of the plate member 32
4, a zone plate 10 is provided at a distance b from the small hole 30. The focal length f of the zone plate 10 is determined by the wavelength of the characteristic X-ray 34.
試料12はゾーンプレート10から距離aの位
置に配置される。これらの距離a,b及びゾーン
プレート10の焦点距離fの間には、前述の(1)式
の関係が成立するように板状部材32、ゾーンプ
レート10及び試料12が配置される。 The sample 12 is placed at a distance a from the zone plate 10. The plate-shaped member 32, the zone plate 10, and the sample 12 are arranged between these distances a and b and the focal length f of the zone plate 10 so that the relationship of the above-mentioned equation (1) is established.
一例として、アノード2にジルコニウムを使用
した。このとき、特性X線34の波長は82Åであ
る。板状部材32の小孔30の直径を200μmと
し、各部材の距離a,b,cをそれぞれ65mm、
322mm、6mmに設定した。ゾーンプレート10の
有効径は2mmであり、波長82Åの特性X線34に
対するゾーンプレート10の焦点距離fは54mmで
あつた。このような条件において、試料12上に
直径40μmの軟X線ビームが得られた。 As an example, zirconium was used for the anode 2. At this time, the wavelength of the characteristic X-ray 34 is 82 Å. The diameter of the small hole 30 of the plate member 32 is 200 μm, and the distances a, b, and c of each member are 65 mm, respectively.
It was set to 322mm and 6mm. The effective diameter of the zone plate 10 was 2 mm, and the focal length f of the zone plate 10 for characteristic X-rays 34 having a wavelength of 82 Å was 54 mm. Under these conditions, a soft X-ray beam with a diameter of 40 μm was obtained on the sample 12.
特性X線34の強度を強くしようとするとアノ
ード2が高温になるので、アノード2に冷却手段
を設けておくことが望ましい。また、アノードを
第2図に示されるような回転可能なアノード40
とするとともに、電子照射位置42を回転中心か
ら外しておくことにより、アノード40の回転に
従つて電子照射位置42が移動していくようにし
てもよい。 If an attempt is made to increase the intensity of the characteristic X-rays 34, the anode 2 will become hot, so it is desirable to provide a cooling means for the anode 2. Alternatively, the anode may be a rotatable anode 40 as shown in FIG.
In addition, by moving the electron irradiation position 42 from the center of rotation, the electron irradiation position 42 may be moved as the anode 40 rotates.
また、フイラメントとして第4図に示されてい
るようなリング状のフイラメント16を使用する
と、発生する特性X線34の強度の面で効果的で
ある。 Further, if a ring-shaped filament 16 as shown in FIG. 4 is used as the filament, it is effective in terms of the intensity of the generated characteristic X-rays 34.
(考案の効果)
この考案のX線銃は、アノードの電子照射面に
対向して小孔を配置し、その小孔による特性X線
像を二次光源とし、ゾーンプレートを用いてその
二次光源を試料上に結像させるように構成されて
いるので、シンクロトロン放射のような大がかり
な装置を使用しなくても試料の微小領域をX線照
射することができる。これにより、微小領域の
ESCA分析やX線顕微鏡観察、X線リソグラフイ
などが可能になる。(Effect of the invention) The X-ray gun of this invention has a small hole arranged opposite to the electron irradiation surface of the anode, uses the characteristic X-ray image from the small hole as a secondary light source, and uses a zone plate to Since the light source is configured to form an image on the sample, a small area of the sample can be irradiated with X-rays without using a large-scale device such as synchrotron radiation. This makes it possible to
This will enable ESCA analysis, X-ray microscopy, and X-ray lithography.
第1図はこの考案の一実施例を示す概略断面
図、第2図は他の実施例におけるアノード端面を
示す平面図、第3図は従来のX線銃にゾーンプレ
ートを組み合せた状態を示す側面図、第4図は従
来の他のX線銃にゾーンプレートを組み合せた状
態を示す概略断面図である。
2……アノード、10……ゾーンプレート、1
4……ウエーネルト、20……フイラメント、2
6……リペラ、30……小孔、32……板状部
材。
Fig. 1 is a schematic sectional view showing one embodiment of this invention, Fig. 2 is a plan view showing the anode end face of another embodiment, and Fig. 3 shows a conventional X-ray gun combined with a zone plate. The side view and FIG. 4 are schematic cross-sectional views showing a state in which a zone plate is combined with another conventional X-ray gun. 2... Anode, 10... Zone plate, 1
4...Wehnelt, 20...Filament, 2
6...Repeller, 30...Small hole, 32...Plate member.
Claims (1)
ドに照射される熱電子を放出するフイラメント
と、 このフイラメイトから放出された熱電子を前記
アノードに導く如く電界を形成する手段と、 前記アノードの電子照射面に対向し近接して設
けられ、アノードから発生する特性X線を取り出
すための小孔を有する板状部材と、 この板状部材の小孔を通過した特性X線を結像
させるようにその特性X線の軸上に配置されたゾ
ーンプレートと、を備えたX線銃。[Claims for Utility Model Registration] An anode; a filament provided in close proximity to the anode that emits thermionic electrons that are irradiated to the anode; a plate-shaped member provided opposite to and close to the electron irradiation surface of the anode and having a small hole for extracting characteristic X-rays generated from the anode; an X-ray gun, comprising: a zone plate disposed on the axis of characteristic X-rays so as to image the characteristic X-rays;
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2089085U JPH0351881Y2 (en) | 1985-02-15 | 1985-02-15 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2089085U JPH0351881Y2 (en) | 1985-02-15 | 1985-02-15 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS61136462U JPS61136462U (en) | 1986-08-25 |
JPH0351881Y2 true JPH0351881Y2 (en) | 1991-11-08 |
Family
ID=30511790
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2089085U Expired JPH0351881Y2 (en) | 1985-02-15 | 1985-02-15 |
Country Status (1)
Country | Link |
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JP (1) | JPH0351881Y2 (en) |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2017220360A (en) * | 2016-06-07 | 2017-12-14 | Jx金属株式会社 | Glow discharge mass spectrometry of non-conductive sample |
-
1985
- 1985-02-15 JP JP2089085U patent/JPH0351881Y2/ja not_active Expired
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPS61136462U (en) | 1986-08-25 |
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