JPH04329347A - 薄膜試料ｘ線回折装置 - Google Patents
薄膜試料ｘ線回折装置Info
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- JPH04329347A JPH04329347A JP3124413A JP12441391A JPH04329347A JP H04329347 A JPH04329347 A JP H04329347A JP 3124413 A JP3124413 A JP 3124413A JP 12441391 A JP12441391 A JP 12441391A JP H04329347 A JPH04329347 A JP H04329347A
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- JP
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- thin film
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- ray
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- 239000010409 thin film Substances 0.000 title claims abstract description 57
- 238000002441 X-ray diffraction Methods 0.000 claims abstract description 7
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 claims description 9
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 claims description 4
- 230000001678 irradiating effect Effects 0.000 claims description 2
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 6
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 5
- 239000000463 material Substances 0.000 description 4
- 238000000034 method Methods 0.000 description 2
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 230000035515 penetration Effects 0.000 description 1
Landscapes
- Analysing Materials By The Use Of Radiation (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
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明はＸ線を微小入射角で薄
膜試料に照射して回折Ｘ線を測定する薄膜試料Ｘ線回折
装置に関する。
膜試料に照射して回折Ｘ線を測定する薄膜試料Ｘ線回折
装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】薄膜試料のＸ線回折測定を行う装置とし
ては、特公平２−５４４９６号公報に記載された装置が
知られている。この装置は、Ｘ線を微小入射角で薄膜試
料に入射して、そこからの回折Ｘ線をソ−ラ−スリット
とモノクロメ−タ（分光結晶）を通過させてＸ線検出器
で検出するものである。回折パタ−ンを測定するには、
薄膜試料に対するＸ線入射角を一定にした状態で、ソ−
ラ−スリットとモノクロメ−タとＸ線検出器とを、薄膜
試料を中心として回転させて、回折Ｘ線強度を測定する
。この装置におけるＸ線光学系は、通常の集中法とは異
なり、平行ビ−ム法の光学系となる。
ては、特公平２−５４４９６号公報に記載された装置が
知られている。この装置は、Ｘ線を微小入射角で薄膜試
料に入射して、そこからの回折Ｘ線をソ−ラ−スリット
とモノクロメ−タ（分光結晶）を通過させてＸ線検出器
で検出するものである。回折パタ−ンを測定するには、
薄膜試料に対するＸ線入射角を一定にした状態で、ソ−
ラ−スリットとモノクロメ−タとＸ線検出器とを、薄膜
試料を中心として回転させて、回折Ｘ線強度を測定する
。この装置におけるＸ線光学系は、通常の集中法とは異
なり、平行ビ−ム法の光学系となる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】上述した従来の装置は
、薄膜試料の回折測定に極めて有効なものであり、特に
、薄膜試料からＸ線検出器に至る光路においては、ソ−
ラ−スリットを配置して回折Ｘ線の拡散角を所定の範囲
内に制限するとともに、その後にモノクロメ−タを配置
して所定の波長のＸ線だけをＸ線検出器に導いている。 このようにして、平行ビ−ム法を使用した場合でも、高
精度の測定を可能にしている。ところで、上述の従来の
装置では、薄膜試料の入射側では、Ｘ線の単色化や平行
化についてあまり注意を払っていなかった。
、薄膜試料の回折測定に極めて有効なものであり、特に
、薄膜試料からＸ線検出器に至る光路においては、ソ−
ラ−スリットを配置して回折Ｘ線の拡散角を所定の範囲
内に制限するとともに、その後にモノクロメ−タを配置
して所定の波長のＸ線だけをＸ線検出器に導いている。 このようにして、平行ビ−ム法を使用した場合でも、高
精度の測定を可能にしている。ところで、上述の従来の
装置では、薄膜試料の入射側では、Ｘ線の単色化や平行
化についてあまり注意を払っていなかった。
【０００４】この発明の目的は、薄膜試料に入射する側
のＸ線についてもその単色化や平行化を図って、より高
精度の薄膜試料回折測定装置を提供することにある。
のＸ線についてもその単色化や平行化を図って、より高
精度の薄膜試料回折測定装置を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】この発明の薄膜試料Ｘ線
回折装置は、薄膜試料の入射側に平板状のモノクロメ−
タを設けることによって、入射Ｘ線の単色化と平行化を
図っている。すなわち、この発明は、Ｘ線を微小入射角
で薄膜試料に照射して回折Ｘ線を測定する薄膜試料Ｘ線
回折装置において、Ｘ線源から薄膜試料に至る光路の途
中に配置された平板状の入射側モノクロメ−タと、薄膜
試料からＸ線検出器に至る光路の途中に配置されてＸ線
の拡散角を制限するソ−ラ−スリットと、ソ−ラ−スリ
ットからＸ線検出器に至る光路の途中に配置された反射
側モノクロメ−タと、ソ−ラ−スリットと反射側モノク
ロメ−タとＸ線検出器とを搭載して薄膜試料を中心とし
て回転できる測角台とを備えることを特徴としている。
回折装置は、薄膜試料の入射側に平板状のモノクロメ−
タを設けることによって、入射Ｘ線の単色化と平行化を
図っている。すなわち、この発明は、Ｘ線を微小入射角
で薄膜試料に照射して回折Ｘ線を測定する薄膜試料Ｘ線
回折装置において、Ｘ線源から薄膜試料に至る光路の途
中に配置された平板状の入射側モノクロメ−タと、薄膜
試料からＸ線検出器に至る光路の途中に配置されてＸ線
の拡散角を制限するソ−ラ−スリットと、ソ−ラ−スリ
ットからＸ線検出器に至る光路の途中に配置された反射
側モノクロメ−タと、ソ−ラ−スリットと反射側モノク
ロメ−タとＸ線検出器とを搭載して薄膜試料を中心とし
て回転できる測角台とを備えることを特徴としている。
【０００６】
【作用】Ｘ線源からのＸ線は、平板状の入射側モノクロ
メ−タで反射することによって特定の波長のＸ線が特定
の反射角方向に出ていくことになる。しかも、入射側モ
ノクロメ−タはその表面が平面となっているので、ここ
で反射したＸ線は、拡散のほとんどない平行ビ−ムとな
る。このようにして、単色化された平行ビ−ムが薄膜試
料に微小入射角で入射する。薄膜試料で反射した回折Ｘ
線は、ソ−ラ−スリットと反射側モノクロメ−タとを通
ってＸ線検出器で検出される。Ｘ線源と入射側モノクロ
メ−タと薄膜試料とを静止した状態で、ソ−ラ−スリッ
トと反射側モノクロメ−タとＸ線検出器とを薄膜試料を
中心として回転させながら、回折Ｘ線の強度を検出すれ
ば、薄膜試料の回折パタ−ンが得られる。
メ−タで反射することによって特定の波長のＸ線が特定
の反射角方向に出ていくことになる。しかも、入射側モ
ノクロメ−タはその表面が平面となっているので、ここ
で反射したＸ線は、拡散のほとんどない平行ビ−ムとな
る。このようにして、単色化された平行ビ−ムが薄膜試
料に微小入射角で入射する。薄膜試料で反射した回折Ｘ
線は、ソ−ラ−スリットと反射側モノクロメ−タとを通
ってＸ線検出器で検出される。Ｘ線源と入射側モノクロ
メ−タと薄膜試料とを静止した状態で、ソ−ラ−スリッ
トと反射側モノクロメ−タとＸ線検出器とを薄膜試料を
中心として回転させながら、回折Ｘ線の強度を検出すれ
ば、薄膜試料の回折パタ−ンが得られる。
【０００７】
【実施例】図１は、この発明の一実施例の平面図であり
、（Ａ）はＸ線光学系の全体図、（Ｂ）は試料表面付近
の拡大図である。図１の（Ａ）において、Ｘ線源２から
のＸ線は、第１スリット４と入射側モノクロメ−タ６と
第２スリット８とを経由して、薄膜試料１０に入射し、
ここで回折したＸ線は、ソ−ラ−スリット１２と反射側
モノクロメ−タ１４とを経由してＸ線検出器１６で検出
される。ソ−ラ−スリット１２と反射側モノクロメ−タ
１４とＸ線検出器１６とは測角台１８に搭載されており
、測角台１８は薄膜試料１０を中心として回転できる。
、（Ａ）はＸ線光学系の全体図、（Ｂ）は試料表面付近
の拡大図である。図１の（Ａ）において、Ｘ線源２から
のＸ線は、第１スリット４と入射側モノクロメ−タ６と
第２スリット８とを経由して、薄膜試料１０に入射し、
ここで回折したＸ線は、ソ−ラ−スリット１２と反射側
モノクロメ−タ１４とを経由してＸ線検出器１６で検出
される。ソ−ラ−スリット１２と反射側モノクロメ−タ
１４とＸ線検出器１６とは測角台１８に搭載されており
、測角台１８は薄膜試料１０を中心として回転できる。
【０００８】図２は入射側モノクロメ−タ６の斜視図で
ある。この入射側モノクロメ−タ６は単結晶の平板から
なり、Ｘ線が入射する平面７は２５ｍｍ×２５ｍｍの正
方形である。この入射側モノクロメ−タ６はＧｅ単結晶
でできており、その（１１１）面が表面に平行になって
いる。そして、この（１１１）面で回折したＸ線が図１
の第２スリット８を通過するように、光学系が配置され
ている。Ｇｅ（１１１）面に対して特定の波長λが回折
条件を満たすブラッグ角をθａとすると、入射Ｘ線に対
する回折Ｘ線の角度は２θａとなる。したがって、この
入射側モノクロメ−タ６にＸ線が入射すると、波長λの
Ｘ線だけが角度２θａの方向に回折することになり、そ
の結果、第２スリット８を通過するＸ線は、特定波長λ
に単色化される。また、Ｇｅ（１１１）面に対する入射
角がθａとなる入射Ｘ線だけが回折条件を満足すること
になるので、入射Ｘ線が、互いに平行になっていない（
一般的にはある程度の発散角をもっている）場合には、
入射角θａ以外の入射角で入射したＸ線は回折条件を満
足せずに散乱することになる。さらに、この入射側モノ
クロメ−タ６は、その表面が、平面度の極めて高い平面
になっている。これらのことにより、モノクロメ−タ６
で反射する回折Ｘ線は平行度の揃ったＸ線ビ−ムとなる
。このようにして、薄膜試料１０に入射するＸ線ビ−ム
は、入射側モノクロメ−タ６によって単色化され、かつ
平行化される。なお、モノクロメ−タ６に入射するＸ線
ビ−ムは、その進行方向に垂直な断面形状が、鉛直方向
に細長くなっている。これは、薄膜試料に入射するＸ線
の強度をかせぐためである。入射側モノクロメ−タ６と
しては、上述のＧｅ（１１１）面以外にも、Ｇｅ（２２
０）面やＳｉ（１１１）面を使うこともできる。
ある。この入射側モノクロメ−タ６は単結晶の平板から
なり、Ｘ線が入射する平面７は２５ｍｍ×２５ｍｍの正
方形である。この入射側モノクロメ−タ６はＧｅ単結晶
でできており、その（１１１）面が表面に平行になって
いる。そして、この（１１１）面で回折したＸ線が図１
の第２スリット８を通過するように、光学系が配置され
ている。Ｇｅ（１１１）面に対して特定の波長λが回折
条件を満たすブラッグ角をθａとすると、入射Ｘ線に対
する回折Ｘ線の角度は２θａとなる。したがって、この
入射側モノクロメ−タ６にＸ線が入射すると、波長λの
Ｘ線だけが角度２θａの方向に回折することになり、そ
の結果、第２スリット８を通過するＸ線は、特定波長λ
に単色化される。また、Ｇｅ（１１１）面に対する入射
角がθａとなる入射Ｘ線だけが回折条件を満足すること
になるので、入射Ｘ線が、互いに平行になっていない（
一般的にはある程度の発散角をもっている）場合には、
入射角θａ以外の入射角で入射したＸ線は回折条件を満
足せずに散乱することになる。さらに、この入射側モノ
クロメ−タ６は、その表面が、平面度の極めて高い平面
になっている。これらのことにより、モノクロメ−タ６
で反射する回折Ｘ線は平行度の揃ったＸ線ビ−ムとなる
。このようにして、薄膜試料１０に入射するＸ線ビ−ム
は、入射側モノクロメ−タ６によって単色化され、かつ
平行化される。なお、モノクロメ−タ６に入射するＸ線
ビ−ムは、その進行方向に垂直な断面形状が、鉛直方向
に細長くなっている。これは、薄膜試料に入射するＸ線
の強度をかせぐためである。入射側モノクロメ−タ６と
しては、上述のＧｅ（１１１）面以外にも、Ｇｅ（２２
０）面やＳｉ（１１１）面を使うこともできる。
【０００９】図１の（Ａ）に戻って、第２スリット８を
通過したＸ線は、薄膜試料１０に微小入射角で入射する
。図１の（Ｂ）は薄膜試料１０の表面付近の一部を拡大
した平面図である。薄膜試料１０は下地物質１１の上に
堆積しており、薄膜試料１０の表面に対してＸ線が微小
入射角αで入射する。入射Ｘ線に対する反射Ｘ線の検出
角度を２θｂとすると、ブラッグ角がθｂとなるような
回折条件を満足する結晶格子面からの回折Ｘ線を検出で
きる。そして、測角台１８を回転させて２θｂを変化さ
せることにより、薄膜試料１０内に存在する各種の結晶
格子面からの回折Ｘ線を検出して、回折パタ−ンを求め
ることができる。このとき、薄膜試料１０に対するＸ線
の入射角αは一定にしておく。薄膜試料１０は、結晶の
配向性の影響を除くために面内で回転させてもよい。 Ｘ線の入射角は微小角度αに設定されているので、Ｘ線
は、厚さの薄い薄膜試料１０内を比較的長い距離だけ進
むことができて、回折Ｘ線の強度をかせぐことができる
。入射角αが大きくなると、Ｘ線が薄膜試料１０を透過
しやすくなって、下地物質１１からの散乱Ｘ線が無視で
きなくなる。入射角αは、薄膜中の進行距離をかせぐと
いう観点からは小さければ小さいほどよいが、実際上は
０．０５〜０．１°程度に設定される。
通過したＸ線は、薄膜試料１０に微小入射角で入射する
。図１の（Ｂ）は薄膜試料１０の表面付近の一部を拡大
した平面図である。薄膜試料１０は下地物質１１の上に
堆積しており、薄膜試料１０の表面に対してＸ線が微小
入射角αで入射する。入射Ｘ線に対する反射Ｘ線の検出
角度を２θｂとすると、ブラッグ角がθｂとなるような
回折条件を満足する結晶格子面からの回折Ｘ線を検出で
きる。そして、測角台１８を回転させて２θｂを変化さ
せることにより、薄膜試料１０内に存在する各種の結晶
格子面からの回折Ｘ線を検出して、回折パタ−ンを求め
ることができる。このとき、薄膜試料１０に対するＸ線
の入射角αは一定にしておく。薄膜試料１０は、結晶の
配向性の影響を除くために面内で回転させてもよい。 Ｘ線の入射角は微小角度αに設定されているので、Ｘ線
は、厚さの薄い薄膜試料１０内を比較的長い距離だけ進
むことができて、回折Ｘ線の強度をかせぐことができる
。入射角αが大きくなると、Ｘ線が薄膜試料１０を透過
しやすくなって、下地物質１１からの散乱Ｘ線が無視で
きなくなる。入射角αは、薄膜中の進行距離をかせぐと
いう観点からは小さければ小さいほどよいが、実際上は
０．０５〜０．１°程度に設定される。
【００１０】この発明では、薄膜試料１０に入射するＸ
線を入射側モノクロメ−タ６で単色化および平行化して
いるので、薄膜試料１０のＸ線回折測定を行うに当たっ
て次のような利点がある。第１に、入射Ｘ線が単色化さ
れているので、回折パタ−ンの角度分解能が向上する。 第２に、入射Ｘ線が平行ビ−ムになっているので、同様
に、回折パタ−ンの角度分解能が向上する。第３に、入
射Ｘ線が平行ビ−ムになっているので、薄膜試料１０に
対するＸ線の侵入深さがどのＸ線でも一様になり、下地
物質からの影響が一定になる。
線を入射側モノクロメ−タ６で単色化および平行化して
いるので、薄膜試料１０のＸ線回折測定を行うに当たっ
て次のような利点がある。第１に、入射Ｘ線が単色化さ
れているので、回折パタ−ンの角度分解能が向上する。 第２に、入射Ｘ線が平行ビ−ムになっているので、同様
に、回折パタ−ンの角度分解能が向上する。第３に、入
射Ｘ線が平行ビ−ムになっているので、薄膜試料１０に
対するＸ線の侵入深さがどのＸ線でも一様になり、下地
物質からの影響が一定になる。
【００１１】薄膜試料１０からの回折Ｘ線は、ソ−ラ−
スリット１２によって、水平面内での拡散角が制限され
、平行度の高いビ−ムとなって反射側モノクロメ−タ１
４に入射する。反射側モノクロメ−タ１４は、特定波長
λのＸ線だけを取り出すためのものである。反射側モノ
クロメ−タ１４で単色化されたＸ線はＸ線検出器１６で
検出される。Ｘ線検出器１６は、反射側モノクロメ−タ
１４の入射Ｘ線に対して角度２θｃのところに配置され
ている。特定波長λに対してＸ線検出器１６の角度位置
が位置決めされたら、薄膜試料１０の測定中は、Ｘ線検
出器１６は反射側モノクロメ−タ１４に対して相対的に
固定される。
スリット１２によって、水平面内での拡散角が制限され
、平行度の高いビ−ムとなって反射側モノクロメ−タ１
４に入射する。反射側モノクロメ−タ１４は、特定波長
λのＸ線だけを取り出すためのものである。反射側モノ
クロメ−タ１４で単色化されたＸ線はＸ線検出器１６で
検出される。Ｘ線検出器１６は、反射側モノクロメ−タ
１４の入射Ｘ線に対して角度２θｃのところに配置され
ている。特定波長λに対してＸ線検出器１６の角度位置
が位置決めされたら、薄膜試料１０の測定中は、Ｘ線検
出器１６は反射側モノクロメ−タ１４に対して相対的に
固定される。
【００１２】次に、この装置の全体的な動作をまとめて
説明すると次のようになる。まず、使用するＸ線源が決
まると、測定に用いる特性Ｘ線の波長が決まり、この波
長に合わせて、入射側モノクロメ−タ６に対するＸ線入
射角θａと反射側モノクロメ−タ１４に対するＸ線入射
角θｃを設定する。さらに、薄膜試料１０に対するＸ線
入射角αを所定の微小角度に設定する。この状態で、測
角台１８を回転させて、回転角度（２θｂ）に対する回
折Ｘ線強度を測定し、薄膜試料１０の回折パタ−ンが得
られる。
説明すると次のようになる。まず、使用するＸ線源が決
まると、測定に用いる特性Ｘ線の波長が決まり、この波
長に合わせて、入射側モノクロメ−タ６に対するＸ線入
射角θａと反射側モノクロメ−タ１４に対するＸ線入射
角θｃを設定する。さらに、薄膜試料１０に対するＸ線
入射角αを所定の微小角度に設定する。この状態で、測
角台１８を回転させて、回転角度（２θｂ）に対する回
折Ｘ線強度を測定し、薄膜試料１０の回折パタ−ンが得
られる。
【００１３】
【発明の効果】この発明の薄膜試料Ｘ線回折装置は、薄
膜試料の入射側に平板状のモノクロメ−タを設けたので
、入射Ｘ線が単色化かつ平行化され、回折パタ−ンの角
度分解能が向上すると共に、薄膜試料の下地物質の影響
が一様化される。
膜試料の入射側に平板状のモノクロメ−タを設けたので
、入射Ｘ線が単色化かつ平行化され、回折パタ−ンの角
度分解能が向上すると共に、薄膜試料の下地物質の影響
が一様化される。
【図１】この発明の一実施例の平面図である。
【図２】入射側モノクロメ−タの斜視図である。
２ Ｘ線源
６ 入射側モノクロメ−タ
１０ 薄膜試料
１２ ソ−ラ−スリット
１４ 反射側モノクロメ−タ
１６ Ｘ線検出器
１８ 測角台
Claims (1)
- 【請求項１】 Ｘ線を微小入射角で薄膜試料に照射し
て回折Ｘ線を測定する薄膜試料Ｘ線回折装置において、
Ｘ線源から薄膜試料に至る光路の途中に配置された平板
状の入射側モノクロメ−タと、薄膜試料からＸ線検出器
に至る光路の途中に配置されてＸ線の拡散角を制限する
ソ−ラ−スリットと、ソ−ラ−スリットからＸ線検出器
に至る光路の途中に配置された反射側モノクロメ−タと
、ソ−ラ−スリットと反射側モノクロメ−タとＸ線検出
器とを搭載して薄膜試料を中心として回転できる測角台
とを備えることを特徴とする薄膜試料Ｘ線回折装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3124413A JPH04329347A (ja) | 1991-04-30 | 1991-04-30 | 薄膜試料ｘ線回折装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3124413A JPH04329347A (ja) | 1991-04-30 | 1991-04-30 | 薄膜試料ｘ線回折装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04329347A true JPH04329347A (ja) | 1992-11-18 |
Family
ID=14884864
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3124413A Pending JPH04329347A (ja) | 1991-04-30 | 1991-04-30 | 薄膜試料ｘ線回折装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH04329347A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009085668A (ja) * | 2007-09-28 | 2009-04-23 | Rigaku Corp | Ｘ線回折装置およびｘ線回折方法 |
| JP2009085669A (ja) * | 2007-09-28 | 2009-04-23 | Rigaku Corp | Ｘ線回折装置およびｘ線回折方法 |
-
1991
- 1991-04-30 JP JP3124413A patent/JPH04329347A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009085668A (ja) * | 2007-09-28 | 2009-04-23 | Rigaku Corp | Ｘ線回折装置およびｘ線回折方法 |
| JP2009085669A (ja) * | 2007-09-28 | 2009-04-23 | Rigaku Corp | Ｘ線回折装置およびｘ線回折方法 |
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