JPH05243123A - 間歇ｘ線利用装置 - Google Patents
間歇ｘ線利用装置Info
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- JPH05243123A JPH05243123A JP4093892A JP4093892A JPH05243123A JP H05243123 A JPH05243123 A JP H05243123A JP 4093892 A JP4093892 A JP 4093892A JP 4093892 A JP4093892 A JP 4093892A JP H05243123 A JPH05243123 A JP H05243123A
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- rays
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- G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
- G03F7/00—Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
- G03F7/70—Microphotolithographic exposure; Apparatus therefor
- G03F7/708—Construction of apparatus, e.g. environment aspects, hygiene aspects or materials
- G03F7/70808—Construction details, e.g. housing, load-lock, seals or windows for passing light in or out of apparatus
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- Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)
- Analysing Materials By The Use Of Radiation (AREA)
- Measurement Of Radiation (AREA)
- Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【構成】Ｘ線発生装置１あるいは一次Ｘ線１３放射系自
体にＸ線束の間歇化機構６，１９，２０を設け、その間
歇周期と二次元Ｘ線検出器１５の受光と蓄積データ読み
取り周期をトリガ用クロックパルス９により相互に同期
させて試料などの被照射体１２から放射されるＸ線を二
次元的に検出する。 【効果】大きな設置場所を必要とせず、簡便かつ経済的
に負担の少ない装置に設計できる。また、ＣＣＤなどの
二次元Ｘ線検出器にシャッタのような機械動作機構を要
しないため検出系が小型になり、かつ該機構がないため
真空中に検出系を設置しても機械的動作中の振動や構成
部品の摩耗や食い込みなどの問題が発生しない。
体にＸ線束の間歇化機構６，１９，２０を設け、その間
歇周期と二次元Ｘ線検出器１５の受光と蓄積データ読み
取り周期をトリガ用クロックパルス９により相互に同期
させて試料などの被照射体１２から放射されるＸ線を二
次元的に検出する。 【効果】大きな設置場所を必要とせず、簡便かつ経済的
に負担の少ない装置に設計できる。また、ＣＣＤなどの
二次元Ｘ線検出器にシャッタのような機械動作機構を要
しないため検出系が小型になり、かつ該機構がないため
真空中に検出系を設置しても機械的動作中の振動や構成
部品の摩耗や食い込みなどの問題が発生しない。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、分析・評価，製造，医
療，その他各種分野におけるＸ線利用において、空間的
に分布した輝度の低いＸ線の二次元検出に好適な間歇Ｘ
線利用装置に関する。
療，その他各種分野におけるＸ線利用において、空間的
に分布した輝度の低いＸ線の二次元検出に好適な間歇Ｘ
線利用装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】ＬＳＩの分析に代表されるように、対象
物体の微小部特定個所にのみＸ線を照射し、そこから放
射されるＸ線を検出して元素や結晶構造などの各種材料
情報を解析することが望まれる場合が多くなってきた。
このような局所分析では探針用Ｘ線束の微細化が必要と
なる。しかしＸ線束を微細化すると輝度が低下する。こ
のため、従来、この研究開発分野ではＸ線発生装置とし
て輝度の高いＸ線が得られるシンクロトロン放射光施設
を用いるのが一般的であった。
物体の微小部特定個所にのみＸ線を照射し、そこから放
射されるＸ線を検出して元素や結晶構造などの各種材料
情報を解析することが望まれる場合が多くなってきた。
このような局所分析では探針用Ｘ線束の微細化が必要と
なる。しかしＸ線束を微細化すると輝度が低下する。こ
のため、従来、この研究開発分野ではＸ線発生装置とし
て輝度の高いＸ線が得られるシンクロトロン放射光施設
を用いるのが一般的であった。
【０００３】例えば、レビュ オブ サイエンティフィ
ク インスツルメンツ、６０（1989年）第２４５２頁か
ら第２４５５頁（Rev. Sci. Instrum.,６０（１９８
９），ｐｐ２４５２−２４５５）が挙げられる。なお、
ジャパニーズ ジャーナル オブ アプライド フィジ
ックス ２７(１９８８年)第Ｌ２２０３頁から第L2206
頁（J. J. Appl. Phys.,２７（１９８８）ｐｐ Ｌ２２
０３−Ｌ２２０６)ではシンクロトロン放射光施設を用
いず、汎用Ｘ線発生機の中で輝度の高いＸ線が得られる
ことで知られる回転対陰極Ｘ線発生装置を適用して微細
Ｘ線束を形成し、そのＸ線束を用いた分析装置が報告さ
れている。この報告では、いずれも連続的に放射される
Ｘ線源系を用いている。
ク インスツルメンツ、６０（1989年）第２４５２頁か
ら第２４５５頁（Rev. Sci. Instrum.,６０（１９８
９），ｐｐ２４５２−２４５５）が挙げられる。なお、
ジャパニーズ ジャーナル オブ アプライド フィジ
ックス ２７(１９８８年)第Ｌ２２０３頁から第L2206
頁（J. J. Appl. Phys.,２７（１９８８）ｐｐ Ｌ２２
０３−Ｌ２２０６)ではシンクロトロン放射光施設を用
いず、汎用Ｘ線発生機の中で輝度の高いＸ線が得られる
ことで知られる回転対陰極Ｘ線発生装置を適用して微細
Ｘ線束を形成し、そのＸ線束を用いた分析装置が報告さ
れている。この報告では、いずれも連続的に放射される
Ｘ線源系を用いている。
【０００４】一方、空間的に分布した微弱Ｘ線を二次元
的に検出する方法として各種の方法の検討が進められて
いる。その中でも電荷転送型撮像素子（チャージ・カッ
プルド・デバイスCharge Coupled Device、略してシ
ー、シー、デーＣＣＤと呼ぶ。)はＸ線を一光子単位で
検出できる可能性を有し、かつＸ線の空間的な分布とエ
ネルギを識別できるため微弱Ｘ線検出に対する有望な方
法と考えられている。これに関連した報告としてジャパ
ニーズ ジャーナル オブ アプライド フィジックス
３０（１９９１年）第１２９９頁から第１３０２頁
（J. J. Appl. Phys.,３０（１９９１）ｐｐ １２９９
−１３０２）を挙げることができる。
的に検出する方法として各種の方法の検討が進められて
いる。その中でも電荷転送型撮像素子（チャージ・カッ
プルド・デバイスCharge Coupled Device、略してシ
ー、シー、デーＣＣＤと呼ぶ。)はＸ線を一光子単位で
検出できる可能性を有し、かつＸ線の空間的な分布とエ
ネルギを識別できるため微弱Ｘ線検出に対する有望な方
法と考えられている。これに関連した報告としてジャパ
ニーズ ジャーナル オブ アプライド フィジックス
３０（１９９１年）第１２９９頁から第１３０２頁
（J. J. Appl. Phys.,３０（１９９１）ｐｐ １２９９
−１３０２）を挙げることができる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】上記報告例において、
シンクロトロン放射光設備を用いた微細Ｘ線束形成技術
では、放射光設備自体が数十メートルから数百メートル
と非常に大きいため特別の建家を必要とし、また非常に
高価であるため、任意場所への設置，特定利用目的のた
めの特定利用者による占有化ならびに任意利用者による
任意時間利用などに対する考慮がなされておらず、微細
Ｘ線束の利用装置を必要とする各種産業の製造現場や研
究・開発機関への設置が困難であるという問題があっ
た。一方、回転対陰極Ｘ線発生装置を用いた場合は、装
置が小型で設置場所を選ばず、その上、高価でないため
上記の放射光設備を用いた場合のような問題はない。し
かし、Ｘ線発生機から放射されるＸ線の輝度自体が放射
光設備より４桁から７桁程度低く、それにともない、得
られる微細Ｘ線束の輝度も低くなる。このＸ線束が照射
された試料位置から放射される蛍光Ｘ線や回折Ｘ線など
の材料情報を持つＸ線の輝度はさらに低下するため従来
用いられてきたＸ線検出器では検出するのが困難である
か、あるいはＸ線が持つ情報を解析しうる光子数を蓄積
するために長時間を要するという問題があった。
シンクロトロン放射光設備を用いた微細Ｘ線束形成技術
では、放射光設備自体が数十メートルから数百メートル
と非常に大きいため特別の建家を必要とし、また非常に
高価であるため、任意場所への設置，特定利用目的のた
めの特定利用者による占有化ならびに任意利用者による
任意時間利用などに対する考慮がなされておらず、微細
Ｘ線束の利用装置を必要とする各種産業の製造現場や研
究・開発機関への設置が困難であるという問題があっ
た。一方、回転対陰極Ｘ線発生装置を用いた場合は、装
置が小型で設置場所を選ばず、その上、高価でないため
上記の放射光設備を用いた場合のような問題はない。し
かし、Ｘ線発生機から放射されるＸ線の輝度自体が放射
光設備より４桁から７桁程度低く、それにともない、得
られる微細Ｘ線束の輝度も低くなる。このＸ線束が照射
された試料位置から放射される蛍光Ｘ線や回折Ｘ線など
の材料情報を持つＸ線の輝度はさらに低下するため従来
用いられてきたＸ線検出器では検出するのが困難である
か、あるいはＸ線が持つ情報を解析しうる光子数を蓄積
するために長時間を要するという問題があった。
【０００６】回転対陰極など一般実験室で使用可能なＸ
線発生機を用いたとき生じるこのような問題を解決する
には、極微弱Ｘ線を検出できるＣＣＤを適用するのが良
いと考えられる。ＣＣＤは可視光を撮像するために広く
用いられており、光を受けることにより各受光素子で電
荷が発生するが、その電荷は同一チップ内の電荷読み取
り部に転送され（電荷転送読み取りにはイーンターライ
ンあるいはフレームトランスファと呼ばれる方法があ
る。）光信号が電気信号に変換される。この読み取り部
はアルミニウム薄膜などにより光が遮蔽されている。し
かし、Ｘ線は薄膜を容易に透過するためチップ上に遮蔽
層を設けるのは困難である。このため、前述の報告例も
含めて従来はＣＣＤチップ前に通常の光学カメラ用の機
械作動シャッタを設置し、電荷量読み取り時はシャッタ
によりチップへのＸ線の入射を阻止する方法が取られて
いる。
線発生機を用いたとき生じるこのような問題を解決する
には、極微弱Ｘ線を検出できるＣＣＤを適用するのが良
いと考えられる。ＣＣＤは可視光を撮像するために広く
用いられており、光を受けることにより各受光素子で電
荷が発生するが、その電荷は同一チップ内の電荷読み取
り部に転送され（電荷転送読み取りにはイーンターライ
ンあるいはフレームトランスファと呼ばれる方法があ
る。）光信号が電気信号に変換される。この読み取り部
はアルミニウム薄膜などにより光が遮蔽されている。し
かし、Ｘ線は薄膜を容易に透過するためチップ上に遮蔽
層を設けるのは困難である。このため、前述の報告例も
含めて従来はＣＣＤチップ前に通常の光学カメラ用の機
械作動シャッタを設置し、電荷量読み取り時はシャッタ
によりチップへのＸ線の入射を阻止する方法が取られて
いる。
【０００７】このシャッタにより遮蔽する方法は、低エ
ネルギで輝度の低いＸ線が入射する場合は有効である。
しかし、Ｘ線のエネルギが数キロエレクトロンボルト(k
eV）以上になると通常のシャッタの遮蔽板を透過してし
まう。このため、高エネルギを受光する場合はこの遮蔽
板を厚くし、しかも重金属で構成することが必要とな
る。
ネルギで輝度の低いＸ線が入射する場合は有効である。
しかし、Ｘ線のエネルギが数キロエレクトロンボルト(k
eV）以上になると通常のシャッタの遮蔽板を透過してし
まう。このため、高エネルギを受光する場合はこの遮蔽
板を厚くし、しかも重金属で構成することが必要とな
る。
【０００８】一方、ＣＣＤではＸ線照射により基板内に
発生する電子−ホ−ル対の数が入射Ｘ線のエネルギに比
例することを利用してエネルギ測定を行う。Ｓｉ基板で
はこの対を発生させる平均エネルギは３.７ｅＶ であ
る。したがって、シャッタ開放期間中に複数のＸ線光子
が同一の検出子に入射しないようにしなけらばならな
い。このためには、入射Ｘ線の輝度ができるだけ低いこ
とが望まれる。このような前提条件はＣＣＤ検出器の応
用範囲を極端に狭めることになる。そこで入射Ｘ線の輝
度が高い場合にも対処できるようにするには、シャッタ
の開放期間を短くすることが考えられる。
発生する電子−ホ−ル対の数が入射Ｘ線のエネルギに比
例することを利用してエネルギ測定を行う。Ｓｉ基板で
はこの対を発生させる平均エネルギは３.７ｅＶ であ
る。したがって、シャッタ開放期間中に複数のＸ線光子
が同一の検出子に入射しないようにしなけらばならな
い。このためには、入射Ｘ線の輝度ができるだけ低いこ
とが望まれる。このような前提条件はＣＣＤ検出器の応
用範囲を極端に狭めることになる。そこで入射Ｘ線の輝
度が高い場合にも対処できるようにするには、シャッタ
の開放期間を短くすることが考えられる。
【０００９】このように高エネルギ，高輝度のＸ線を検
出するにはシャッタ遮蔽板を厚くし、かつそれを高速で
作動させる必要がある。しかし、これらのシャッタ条件
は相反するものであり実現が困難であるという問題があ
った。さらにこのようなシャッタをＣＣＤ前に設置する
と検出系全体が大きくなり、かつ真空中での高速シャッ
タ作動が難しいなどのため適用範囲が限定されるという
問題があった。
出するにはシャッタ遮蔽板を厚くし、かつそれを高速で
作動させる必要がある。しかし、これらのシャッタ条件
は相反するものであり実現が困難であるという問題があ
った。さらにこのようなシャッタをＣＣＤ前に設置する
と検出系全体が大きくなり、かつ真空中での高速シャッ
タ作動が難しいなどのため適用範囲が限定されるという
問題があった。
【００１０】本発明の目的は、シンクロトロン放射光の
ような大型で高価な設備を必要とせず、したがって設置
場所，利用者あるいは利用時間などの制限を必要としな
い微細Ｘ線束利用装置に好適なＸ線放射系及び検出系を
提供することにある。そしてそれを達成するに際し、Ｘ
線検出系のシャッタ機構におけるような問題が発生しな
いようなＸ線放射装置と検出装置からなる系を提供する
ことにある。
ような大型で高価な設備を必要とせず、したがって設置
場所，利用者あるいは利用時間などの制限を必要としな
い微細Ｘ線束利用装置に好適なＸ線放射系及び検出系を
提供することにある。そしてそれを達成するに際し、Ｘ
線検出系のシャッタ機構におけるような問題が発生しな
いようなＸ線放射装置と検出装置からなる系を提供する
ことにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】上記目的は、Ｘ線放射系
から出るＸ線自体を間歇的に放射させ、かつＸ線検出系
における受光と前記電荷量などに含まれるＸ線情報を読
み取る期間をＸ線放射周期と同期させることにより達成
できる。また、この間歇Ｘ線放射周期における放射と停
止期間を独立に制御可能とする。Ｘ線を間歇的に放射せ
しめる方法としてＸ線発生装置から放射されるＸ線自体
を間歇的にする方法と、発生装置から連続的に放射され
るＸ線を試料などに照射されるまでに間歇的に遮蔽する
方法とがある。前者ではＸ線発生装置の真空槽内でＸ線
発生用金属材料に照射する電子線を間歇化する方法と、
前記金属材料と真空層のＸ線取り出し窓の間にＸ線遮蔽
機構を設ける方法がある。また、後者ではＸ線遮蔽機構
をＸ線取り出し窓と試料などの対象物の間に設ける方法
がある。各放射Ｘ線の間歇化機構において、その周期に
一致した信号を取り出し、そのクロックパルスによりＣ
ＣＤなどのＸ線検出器の受光と電荷読み取り周期を制御
させる。なお、これとは逆に検出系からクロックパルス
を発生させ放射Ｘ線の間歇化機構を制御する方法もあ
る。
から出るＸ線自体を間歇的に放射させ、かつＸ線検出系
における受光と前記電荷量などに含まれるＸ線情報を読
み取る期間をＸ線放射周期と同期させることにより達成
できる。また、この間歇Ｘ線放射周期における放射と停
止期間を独立に制御可能とする。Ｘ線を間歇的に放射せ
しめる方法としてＸ線発生装置から放射されるＸ線自体
を間歇的にする方法と、発生装置から連続的に放射され
るＸ線を試料などに照射されるまでに間歇的に遮蔽する
方法とがある。前者ではＸ線発生装置の真空槽内でＸ線
発生用金属材料に照射する電子線を間歇化する方法と、
前記金属材料と真空層のＸ線取り出し窓の間にＸ線遮蔽
機構を設ける方法がある。また、後者ではＸ線遮蔽機構
をＸ線取り出し窓と試料などの対象物の間に設ける方法
がある。各放射Ｘ線の間歇化機構において、その周期に
一致した信号を取り出し、そのクロックパルスによりＣ
ＣＤなどのＸ線検出器の受光と電荷読み取り周期を制御
させる。なお、これとは逆に検出系からクロックパルス
を発生させ放射Ｘ線の間歇化機構を制御する方法もあ
る。
【００１２】
【作用】これらの手段により、先に述べたＣＣＤ前部に
設けるシャッタ機構を省くことができるためＸ線検出系
が小型で簡便になる。そして機械的動作部分をその近傍
から削除できるため任意の真空槽内にもＣＣＤなどの検
出系を設置できるようになるため、従来よりこれら検出
器の適用範囲を広げることができる。また、Ｘ線の放射
と停止の期間を独立に制御できることにより高輝度Ｘ線
入射及び低輝度Ｘ線放射時にも効率良くＸ線を検出でき
るＸ線利用装置を提供できる。すなわち、高輝度Ｘ線放
射の場合は放射時間を短くし、検出器の受光期間におけ
る各検出子への複数光子の入射を避ける。一方、低輝度
の場合は受光期間（Ｘ線放射期間）を長くし微量の入射
光子の受光効率を高める。
設けるシャッタ機構を省くことができるためＸ線検出系
が小型で簡便になる。そして機械的動作部分をその近傍
から削除できるため任意の真空槽内にもＣＣＤなどの検
出系を設置できるようになるため、従来よりこれら検出
器の適用範囲を広げることができる。また、Ｘ線の放射
と停止の期間を独立に制御できることにより高輝度Ｘ線
入射及び低輝度Ｘ線放射時にも効率良くＸ線を検出でき
るＸ線利用装置を提供できる。すなわち、高輝度Ｘ線放
射の場合は放射時間を短くし、検出器の受光期間におけ
る各検出子への複数光子の入射を避ける。一方、低輝度
の場合は受光期間（Ｘ線放射期間）を長くし微量の入射
光子の受光効率を高める。
【００１３】
〈実施例１〉以下、本発明の一実施例を図１により説明
する。Ｘ線発生装置１は真空槽２の中に設置された電子
線発生部３，電子線偏向用コイル４，静電偏向板５，電
子線６に対する遮蔽用絞り７そしてＸ線発生用金属８を
真空側に被着されたベリリウム窓９からなる。偏向コイ
ルで電子線は絞りの孔部を通過させながら走査される。
この走査速度と走査幅さらに絞りの孔径は独立に変更で
きる。これらの組合せによりＸ線発生用金属膜への電子
線照射期間と停止期間を任意に制御する。この周期に同
期してトリガ用クロックパルス１０を発生させた。この
時、真空槽から放射されるＸ線は間歇化され、その放射
期間は１５０ナノ秒から５秒まで可変であり、また停止
期間も５００ナノ秒から１０秒まで制御可能とした。
する。Ｘ線発生装置１は真空槽２の中に設置された電子
線発生部３，電子線偏向用コイル４，静電偏向板５，電
子線６に対する遮蔽用絞り７そしてＸ線発生用金属８を
真空側に被着されたベリリウム窓９からなる。偏向コイ
ルで電子線は絞りの孔部を通過させながら走査される。
この走査速度と走査幅さらに絞りの孔径は独立に変更で
きる。これらの組合せによりＸ線発生用金属膜への電子
線照射期間と停止期間を任意に制御する。この周期に同
期してトリガ用クロックパルス１０を発生させた。この
時、真空槽から放射されるＸ線は間歇化され、その放射
期間は１５０ナノ秒から５秒まで可変であり、また停止
期間も５００ナノ秒から１０秒まで制御可能とした。
【００１４】Ｘ線取り出し窓から放射されたＸ線はＸ線
収束のための硝子製の細管１１を通過させることにより
分析室（真空）１２内に設定された試料１３に直径５μ
ｍの一次Ｘ線１４を照射した。このとき二次Ｘ線１５で
ある回折Ｘ線，蛍光Ｘ線及び散乱Ｘ線が試料から放射さ
れるが、これらを分析室内に設けたＣＣＤ二次元Ｘ線検
出器で検出した。この検出器には従来報告されているよ
うな機械作動のシャッタは設けられておらず、また通常
の可視光用のカメラに用いられるレンズは取付けられて
いない。したがって、ＣＣＤチップ１６に直接二次Ｘ線
が照射される。なお、チップ前部には可視光遮蔽用の約
１２μｍ厚さのベリリウム薄膜１７を設けた。さらにＣ
ＣＤチップマウント１８に液体窒素を供給して温度制御
しながらチップを冷却するための系１９を設けた。これ
は数個の入射光子でも検出可能とするためである。検出
にあたっては、Ｘ線発生装置から出されるトリガ用クロ
ックパルスにより受光と電荷読み取りの周期を制御し
た。そして間歇Ｘ線の放射期間はその輝度により決定し
た。一方、Ｘ線の停止期間はＣＣＤチップに含まれてい
る検出子の数に依存する。例えば１検出子からの電荷読
み取りに１マイクロ秒要する回路系では、検出子が１０
２４×１０２４あるチップを用いた場合は停止期間は約
２秒程度に設定する必要がある。
収束のための硝子製の細管１１を通過させることにより
分析室（真空）１２内に設定された試料１３に直径５μ
ｍの一次Ｘ線１４を照射した。このとき二次Ｘ線１５で
ある回折Ｘ線，蛍光Ｘ線及び散乱Ｘ線が試料から放射さ
れるが、これらを分析室内に設けたＣＣＤ二次元Ｘ線検
出器で検出した。この検出器には従来報告されているよ
うな機械作動のシャッタは設けられておらず、また通常
の可視光用のカメラに用いられるレンズは取付けられて
いない。したがって、ＣＣＤチップ１６に直接二次Ｘ線
が照射される。なお、チップ前部には可視光遮蔽用の約
１２μｍ厚さのベリリウム薄膜１７を設けた。さらにＣ
ＣＤチップマウント１８に液体窒素を供給して温度制御
しながらチップを冷却するための系１９を設けた。これ
は数個の入射光子でも検出可能とするためである。検出
にあたっては、Ｘ線発生装置から出されるトリガ用クロ
ックパルスにより受光と電荷読み取りの周期を制御し
た。そして間歇Ｘ線の放射期間はその輝度により決定し
た。一方、Ｘ線の停止期間はＣＣＤチップに含まれてい
る検出子の数に依存する。例えば１検出子からの電荷読
み取りに１マイクロ秒要する回路系では、検出子が１０
２４×１０２４あるチップを用いた場合は停止期間は約
２秒程度に設定する必要がある。
【００１５】この間歇Ｘ線利用装置をＬＳＩの結晶と元
素評価に利用した。従来測定が困難であった１μｍ幅で
厚さ０.２μｍ のＬＳＩ用アルミニウム配線の結晶状態
をエネルギ分散と波長分散のＸ線回折法により解析でき
た。また、０.５μｍ 領域のＳｉ基板内の歪とそこに偏
析したニッケルと鉄の極微量の汚染元素を同時に分析で
きた。
素評価に利用した。従来測定が困難であった１μｍ幅で
厚さ０.２μｍ のＬＳＩ用アルミニウム配線の結晶状態
をエネルギ分散と波長分散のＸ線回折法により解析でき
た。また、０.５μｍ 領域のＳｉ基板内の歪とそこに偏
析したニッケルと鉄の極微量の汚染元素を同時に分析で
きた。
【００１６】〈実施例２〉実施例１では電子線を走査速
度，幅及び絞り径を調節することによりＸ線の放射と停
止期間を制御した。本実施例では電子線を走査せず、照
射位置は固定しておいて図２の（ａ）に示したように電
子線発生部３とＸ線発生用金属部８との間に電子線５の
照射軸と同一方向の回転軸２０を持つ遮蔽用円板２１を
設置した。この円板には電子線を通過させるためのスリ
ット２２を設けた。この円板は同図の（ｂ）に示したよ
うに回転軸は電子線の照射軸と平行に移動でき、またス
リット幅は円周方向に狭めたり、広げたりできるように
した。さらに回転速度を可変とした。これらの機構の組
合せにより電子線のスリット部通過時間と円板により遮
蔽される時間の組合せを自由に設定できる用にした。円
板の大きさは要求される周期や各期間の時間長さにより
設計される。本実施例では実施例１における静電偏向板
５を必要としないためＸ線発生装置の設計が容易であっ
た。さらに、大電流の電子線を高速で走査するのは難し
いが、本実施例ではそのような困難はない。このため、
Ｘ線の放射期間は１０ナノ秒から５秒まで可変で、停止
期間も１００ナノ秒から１０秒まで調整可能とした。こ
こで、電子線の通過と遮蔽期間は電子線と平行に導かれ
た光２３が遮蔽板を通過した期間をフォトダイオード２
４で受光することにより検知した。そしてその電気信号
をＣＣＤ検出器の同期駆動用クロックパルスとした。な
お、回転軸及び円板にマイクロスイッチを接触させて間
歇Ｘ線の放射周期を検知する方法があるが、遮蔽円板が
高速回転する場合には応答速度が不足した。
度，幅及び絞り径を調節することによりＸ線の放射と停
止期間を制御した。本実施例では電子線を走査せず、照
射位置は固定しておいて図２の（ａ）に示したように電
子線発生部３とＸ線発生用金属部８との間に電子線５の
照射軸と同一方向の回転軸２０を持つ遮蔽用円板２１を
設置した。この円板には電子線を通過させるためのスリ
ット２２を設けた。この円板は同図の（ｂ）に示したよ
うに回転軸は電子線の照射軸と平行に移動でき、またス
リット幅は円周方向に狭めたり、広げたりできるように
した。さらに回転速度を可変とした。これらの機構の組
合せにより電子線のスリット部通過時間と円板により遮
蔽される時間の組合せを自由に設定できる用にした。円
板の大きさは要求される周期や各期間の時間長さにより
設計される。本実施例では実施例１における静電偏向板
５を必要としないためＸ線発生装置の設計が容易であっ
た。さらに、大電流の電子線を高速で走査するのは難し
いが、本実施例ではそのような困難はない。このため、
Ｘ線の放射期間は１０ナノ秒から５秒まで可変で、停止
期間も１００ナノ秒から１０秒まで調整可能とした。こ
こで、電子線の通過と遮蔽期間は電子線と平行に導かれ
た光２３が遮蔽板を通過した期間をフォトダイオード２
４で受光することにより検知した。そしてその電気信号
をＣＣＤ検出器の同期駆動用クロックパルスとした。な
お、回転軸及び円板にマイクロスイッチを接触させて間
歇Ｘ線の放射周期を検知する方法があるが、遮蔽円板が
高速回転する場合には応答速度が不足した。
【００１７】なお、パルス形成には上記のスリットを同
図の（ｂ’）に示したスリットにも交換できるようにし
た。本スリットは回転遮蔽板の直径方向に径の異なる孔
が設けられており、電子線を通過させる孔を選ぶことに
より、放射期間と遮蔽期間の此の異なるパルスＸ線を容
易に形成できる特長を持っている。さらに、各孔径が固
定されていると得られる上記期間の比が一定になるた
め、それらの直径を微調整できる構造とした。
図の（ｂ’）に示したスリットにも交換できるようにし
た。本スリットは回転遮蔽板の直径方向に径の異なる孔
が設けられており、電子線を通過させる孔を選ぶことに
より、放射期間と遮蔽期間の此の異なるパルスＸ線を容
易に形成できる特長を持っている。さらに、各孔径が固
定されていると得られる上記期間の比が一定になるた
め、それらの直径を微調整できる構造とした。
【００１８】〈実施例３〉実施例１及び実施例２ではＸ
線発生用金属がＸ線取り出し用窓に被着されていたが、
本実施例では、図３に示すようにＸ線発生用金属８をＸ
線取り出し用ベリリウム窓９と電子線発生部３の中間に
設け、さらに実施例２で示したと同様の遮蔽用円板２１
を該Ｘ線発生用金属部と取り出し窓の中間に設置するこ
とにより発生したＸ線を周期的に遮蔽した。この結果、
Ｘ線発生装置から放射されるＸ線は実施例２と同様の周
期で間歇化された。なお、この周期の検知には実施例２
と同じ方法を採用した。その他、間歇Ｘ線利用装置全体
の構成は実施例１と同様である。
線発生用金属がＸ線取り出し用窓に被着されていたが、
本実施例では、図３に示すようにＸ線発生用金属８をＸ
線取り出し用ベリリウム窓９と電子線発生部３の中間に
設け、さらに実施例２で示したと同様の遮蔽用円板２１
を該Ｘ線発生用金属部と取り出し窓の中間に設置するこ
とにより発生したＸ線を周期的に遮蔽した。この結果、
Ｘ線発生装置から放射されるＸ線は実施例２と同様の周
期で間歇化された。なお、この周期の検知には実施例２
と同じ方法を採用した。その他、間歇Ｘ線利用装置全体
の構成は実施例１と同様である。
【００１９】〈実施例４〉実施例２において、図４に示
すように遮蔽円板２１をＸ線発生装置の外部に設置し
た。その他は同例と全く同じである。この構成では遮蔽
板が大気中にあるためスリットの幅や軸の位置調整を容
易に行うことができた。ただし、Ｘ線集束系１１とＸ線
取り出し窓９の間が遮蔽板回転系の分だけ離れるため、
Ｘ線発生装置から放射されたＸ線を効率良く微細Ｘ線集
束形成系に取り込むことができないという難点があっ
た。このため、他の実施例より試料に照射されるＸ線の
輝度は約３分の１に低下した。これを避けるためには遮
蔽板をＸ線集束系の出口に設けることが考えられる。し
かし、この構成では出口と試料間が離れる。また、Ｘ線
集束系，試料等のＸ線照射目的物及びＸ線検出系などの
間の配置に制限が生じ装置全体の設計の制約用件になる
場合がある。
すように遮蔽円板２１をＸ線発生装置の外部に設置し
た。その他は同例と全く同じである。この構成では遮蔽
板が大気中にあるためスリットの幅や軸の位置調整を容
易に行うことができた。ただし、Ｘ線集束系１１とＸ線
取り出し窓９の間が遮蔽板回転系の分だけ離れるため、
Ｘ線発生装置から放射されたＸ線を効率良く微細Ｘ線集
束形成系に取り込むことができないという難点があっ
た。このため、他の実施例より試料に照射されるＸ線の
輝度は約３分の１に低下した。これを避けるためには遮
蔽板をＸ線集束系の出口に設けることが考えられる。し
かし、この構成では出口と試料間が離れる。また、Ｘ線
集束系，試料等のＸ線照射目的物及びＸ線検出系などの
間の配置に制限が生じ装置全体の設計の制約用件になる
場合がある。
【００２０】
【発明の効果】本発明によれば、微細Ｘ線束を利用する
Ｘ線装置をシンクロトロン放射光のような強力なＸ線源
を用いなくても達成できるため、大きな場所を必要とせ
ず各種製造現場や一般の実験室に設置できる規模で、簡
便かつ経済的に負担の少ない装置に設計できる。また本
発明によれば、放射される一次Ｘ線自体が間歇化されて
いるため、ＣＣＤなどの検出器にシャッタのような機械
動作機構を設ける必要がないため検出系が小型になり、
かつ機構がないため真空中に検出系を設置しても機械的
動作中の振動や構成部品の摩耗や食い込みなどの問題が
発生しない。なお、当然のことながら本発明は微細Ｘ線
束利用装置だけでなく、一般のＸ線利用装置のＸ線放射
系及び検出系として利用できる。
Ｘ線装置をシンクロトロン放射光のような強力なＸ線源
を用いなくても達成できるため、大きな場所を必要とせ
ず各種製造現場や一般の実験室に設置できる規模で、簡
便かつ経済的に負担の少ない装置に設計できる。また本
発明によれば、放射される一次Ｘ線自体が間歇化されて
いるため、ＣＣＤなどの検出器にシャッタのような機械
動作機構を設ける必要がないため検出系が小型になり、
かつ機構がないため真空中に検出系を設置しても機械的
動作中の振動や構成部品の摩耗や食い込みなどの問題が
発生しない。なお、当然のことながら本発明は微細Ｘ線
束利用装置だけでなく、一般のＸ線利用装置のＸ線放射
系及び検出系として利用できる。
【図１】本発明の実施例１を示す間歇Ｘ線利用装置の説
明図。
明図。
【図２】本発明の実施例２の間歇Ｘ線発生部の構成と遮
蔽板の説明図。
蔽板の説明図。
【図３】本発明の実施例３の間歇Ｘ線発生部の説明図。
【図４】本発明の実施例４の間歇Ｘ線放射系の説明図。
１…Ｘ線発生装置、２…Ｘ線発生装置真空槽、３…電子
線発生部、４…電子線偏向コイル、５…静電偏向板、６
…電子線、７…電子線用絞り、８…Ｘ線発生用金属（Ｘ
線発生部）、９…ベリリウム窓、１０…トリガ用クロッ
クパルス、１１…微細Ｘ線束形成系（硝子細管）、１２
…被Ｘ線照射系（分析試料室）、１３…試料、１４…一
次Ｘ線、１５…二次Ｘ線、１６…二次元Ｘ線検出器（Ｃ
ＣＤチップ）、１７…可視光遮蔽用ベリリウム薄膜、１
８…チップマウント、１９…Ｘ線検出器用冷却系。
線発生部、４…電子線偏向コイル、５…静電偏向板、６
…電子線、７…電子線用絞り、８…Ｘ線発生用金属（Ｘ
線発生部）、９…ベリリウム窓、１０…トリガ用クロッ
クパルス、１１…微細Ｘ線束形成系（硝子細管）、１２
…被Ｘ線照射系（分析試料室）、１３…試料、１４…一
次Ｘ線、１５…二次Ｘ線、１６…二次元Ｘ線検出器（Ｃ
ＣＤチップ）、１７…可視光遮蔽用ベリリウム薄膜、１
８…チップマウント、１９…Ｘ線検出器用冷却系。
フロントページの続き (51)Int.Cl.5 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｇ２１Ｋ 5/00 Ａ 8707−2Ｇ
Claims (8)
- 【請求項１】間歇的にＸ線を放射するＸ線放射系と、前
記Ｘ線を検出し、前記Ｘ線放射系から前記Ｘ線が放射さ
れていない期間に、先に検出した前記Ｘ線の情報を処理
するＸ線検出系を含むことを特徴とする間歇Ｘ線利用装
置。 - 【請求項２】請求項１において、前記Ｘ線の放射周期と
Ｘ線検出及び検出情報処理期間を同期させるようＸ線放
射系とＸ線検出系の間で同期信号の授受を可能にする間
歇Ｘ線利用装置。 - 【請求項３】請求項１または２において、間歇Ｘ線の放
射期間と停止期間を独立に設定できる機能を有するＸ線
放射系からなる間歇Ｘ線利用装置。 - 【請求項４】請求項１，２，３または４において、真空
槽内に設けられたＸ線発生用金属部に電子線を照射して
Ｘ線を発生せしめ、前記真空槽に設けたＸ線取りだし用
窓からＸ線を放射せしめるＸ線発生機の前記金属部に間
歇的に電子線を照射する機構を有するＸ線放射系からな
る間歇Ｘ線利用装置。 - 【請求項５】請求項４において、電子線放射部とＸ線発
生部金属との間に電子線放射方向とほぼ垂直方向に高速
で往復動作あるいは回転可能な遮蔽板を設け、前記遮蔽
板には電子線を通過せしめるための孔を設け、前記孔の
大きさを可変とすることにより、前記遮蔽板の動作速度
と前記孔の大きさを調整することにより電子線のＸ線発
生用金属部への照射と停止期間を所望どうりに設定でき
る機能を有するＸ線発生装置からなる間歇Ｘ線利用装
置。 - 【請求項６】請求項５において、前記遮蔽板の回転軸を
前記回転軸と垂直あるいは斜め方向に移動可能とした間
歇Ｘ線利用装置。 - 【請求項７】請求項５の前記遮蔽板を電子線発生部とＸ
線発生用金属部の間でなく、Ｘ線発生装置のＸ線放射用
窓とＸ線検出系の間に設けることによりＸ線検出系に入
射するＸ線を間歇的にならしめた間歇Ｘ線利用装置。 - 【請求項８】半導体基板表面近傍に微細Ｘ線受光子を二
次元に配列し、かつ受光子に入射したＸ線により半導体
内に発生した電荷を各受光子に備え付けた電荷蓄積部に
一旦蓄積し、前記Ｘ線の停止期間内に各受光子に蓄積し
た電荷の電荷量測定部への転送を完了する機能を有する
Ｘ線検出系からなる間歇Ｘ線利用装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4093892A JPH05243123A (ja) | 1992-02-27 | 1992-02-27 | 間歇ｘ線利用装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4093892A JPH05243123A (ja) | 1992-02-27 | 1992-02-27 | 間歇ｘ線利用装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05243123A true JPH05243123A (ja) | 1993-09-21 |
Family
ID=12594448
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4093892A Pending JPH05243123A (ja) | 1992-02-27 | 1992-02-27 | 間歇ｘ線利用装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH05243123A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2012242165A (ja) * | 2011-05-17 | 2012-12-10 | Hamamatsu Photonics Kk | Ｘ線装置 |
| KR101351810B1 (ko) * | 2013-07-01 | 2014-01-22 | 테크밸리 주식회사 | 차폐부를 구비하는 ｘ선 분석기구 |
-
1992
- 1992-02-27 JP JP4093892A patent/JPH05243123A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2012242165A (ja) * | 2011-05-17 | 2012-12-10 | Hamamatsu Photonics Kk | Ｘ線装置 |
| KR101351810B1 (ko) * | 2013-07-01 | 2014-01-22 | 테크밸리 주식회사 | 차폐부를 구비하는 ｘ선 분석기구 |
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