JPH0772298A - Ｘ線分光器およびｘ線分光素子 - Google Patents
Ｘ線分光器およびｘ線分光素子Info
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- JPH0772298A JPH0772298A JP24073993A JP24073993A JPH0772298A JP H0772298 A JPH0772298 A JP H0772298A JP 24073993 A JP24073993 A JP 24073993A JP 24073993 A JP24073993 A JP 24073993A JP H0772298 A JPH0772298 A JP H0772298A
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- rays
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 Ｘ線を分光する際の強度の低下を防止して、
回折Ｘ線の強度を強くしうるＸ線分光素子を提供する。 【構成】 １枚の基板１２の表面１２ｓ1 〜１２ｓn に
人工多層膜格子１ａ1 〜１ａn を有し、入射したＸ線Ｂ
１を反射面で回折して単色化する。上記反射面の縦断面
がノコ歯状で互いに不連続な多数の単位面１ｓ1 〜１ｓ
n で形成され、かつ、任意のｉ番目の単位面１ｓi を形
成する人工多層膜格子１ａi の格子面間隔の周期ｄ
i が、（ｉ＋１）番目の単位面１ｓi+1 を形成する人工
多層膜格子１ａi+1 の格子面間隔の周期ｄi+1 よりも大
きく設定されていることで、各人工多層膜格子１ａ1 〜
１ａn が同一の波長のＸ線Ｂ１を回折するように設定さ
れている。
回折Ｘ線の強度を強くしうるＸ線分光素子を提供する。 【構成】 １枚の基板１２の表面１２ｓ1 〜１２ｓn に
人工多層膜格子１ａ1 〜１ａn を有し、入射したＸ線Ｂ
１を反射面で回折して単色化する。上記反射面の縦断面
がノコ歯状で互いに不連続な多数の単位面１ｓ1 〜１ｓ
n で形成され、かつ、任意のｉ番目の単位面１ｓi を形
成する人工多層膜格子１ａi の格子面間隔の周期ｄ
i が、（ｉ＋１）番目の単位面１ｓi+1 を形成する人工
多層膜格子１ａi+1 の格子面間隔の周期ｄi+1 よりも大
きく設定されていることで、各人工多層膜格子１ａ1 〜
１ａn が同一の波長のＸ線Ｂ１を回折するように設定さ
れている。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、Ｘ線分析や電子分光
法などの分析装置およびＸ線リソグラフィなどに用いら
れるＸ線分光素子およびＸ線分光器に関するものであ
る。
法などの分析装置およびＸ線リソグラフィなどに用いら
れるＸ線分光素子およびＸ線分光器に関するものであ
る。
【０００２】
【従来の技術】Ｘ線を分光結晶などで分光するとＸ線の
強度が著しく低下することから、従来より、Ｘ線の強度
を上げる目的で、Ｘ線源から発散する発散Ｘ線を集光さ
せるＸ線分光器がある。このＸ線分光器には、たとえ
ば、湾曲結晶を利用したヨハンソン型分光器や非対称反
射分光器などが知られている。
強度が著しく低下することから、従来より、Ｘ線の強度
を上げる目的で、Ｘ線源から発散する発散Ｘ線を集光さ
せるＸ線分光器がある。このＸ線分光器には、たとえ
ば、湾曲結晶を利用したヨハンソン型分光器や非対称反
射分光器などが知られている。
【０００３】ヨハンソン型分光器は、図８に示すよう
に、Ｘ線源Ｐと集光点Ｑを同一のローランド円Ｒ上に配
置し、このローランド円Ｒに沿って湾曲結晶５０を配設
する。この種の集中光学系の場合、Ｘ線源Ｐから出射さ
れた発散Ｘ線Ｂ１は、湾曲結晶５０に入射し、湾曲結晶
５０の反射面５１で回折されて単色化されるとともに、
集光される。
に、Ｘ線源Ｐと集光点Ｑを同一のローランド円Ｒ上に配
置し、このローランド円Ｒに沿って湾曲結晶５０を配設
する。この種の集中光学系の場合、Ｘ線源Ｐから出射さ
れた発散Ｘ線Ｂ１は、湾曲結晶５０に入射し、湾曲結晶
５０の反射面５１で回折されて単色化されるとともに、
集光される。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかし、この種の光学
系では、Ｘ線源Ｐから湾曲結晶５０に入射する発散Ｘ線
Ｂ１の発散角Ωｏと、集光点Ｑに集まる回折Ｘ線Ｂ２の
束が収束する角度（以下、「収束角」という。）Ωが等
しくなる。そのため、集光点Ｑにおいてほぼ平行な励起
Ｘ線が必要な全反射蛍光Ｘ線分析などでは、単色化する
前の発散Ｘ線Ｂ１の発散角Ωｏを小さくしている。した
がって、回折Ｘ線Ｂ２の強度も弱くなり、分析精度を向
上できないなどの問題が生じる。
系では、Ｘ線源Ｐから湾曲結晶５０に入射する発散Ｘ線
Ｂ１の発散角Ωｏと、集光点Ｑに集まる回折Ｘ線Ｂ２の
束が収束する角度（以下、「収束角」という。）Ωが等
しくなる。そのため、集光点Ｑにおいてほぼ平行な励起
Ｘ線が必要な全反射蛍光Ｘ線分析などでは、単色化する
前の発散Ｘ線Ｂ１の発散角Ωｏを小さくしている。した
がって、回折Ｘ線Ｂ２の強度も弱くなり、分析精度を向
上できないなどの問題が生じる。
【０００５】また、Ｘ線回折分析のように、分光後の回
折Ｘ線Ｂ２をほぼ平行な所定の小さな収束角Ωで試料
（図示せず）に照射する必要がある場合には、同様に、
Ｘ線Ｂ１の発散角Ωｏも小さくする必要がある。したが
って、試料に入射する回折Ｘ線Ｂ２の強度がやはり弱く
なり、分析精度を向上できないなどの原因となる。
折Ｘ線Ｂ２をほぼ平行な所定の小さな収束角Ωで試料
（図示せず）に照射する必要がある場合には、同様に、
Ｘ線Ｂ１の発散角Ωｏも小さくする必要がある。したが
って、試料に入射する回折Ｘ線Ｂ２の強度がやはり弱く
なり、分析精度を向上できないなどの原因となる。
【０００６】一方、図９の非対称反射分光器は、反射格
子面６１を結晶の表面６２に対して平行でない方向に設
定したもので、分光結晶６０に入射する平行な入射Ｘ線
Ｂ３を反射格子面６１で回折して、回折Ｘ線Ｂ２のＸ線
束の幅ｈ２を、入射Ｘ線Ｂ３のＸ線束の幅ｈ１よりも小
さくして、Ｘ線を集光させる。しかし、入射Ｘ線Ｂ３を
完全な平行光にするのが困難であることから、回折され
る入射Ｘ線Ｂ３の割合が少なくなるので、やはり、回折
Ｘ線Ｂ２の強度が弱くなる。特に、光源が点光源に近い
場合には、回折Ｘ線Ｂ２の強度が著しく弱くなるので、
やはり、分析精度を向上できないなどの原因となる。
子面６１を結晶の表面６２に対して平行でない方向に設
定したもので、分光結晶６０に入射する平行な入射Ｘ線
Ｂ３を反射格子面６１で回折して、回折Ｘ線Ｂ２のＸ線
束の幅ｈ２を、入射Ｘ線Ｂ３のＸ線束の幅ｈ１よりも小
さくして、Ｘ線を集光させる。しかし、入射Ｘ線Ｂ３を
完全な平行光にするのが困難であることから、回折され
る入射Ｘ線Ｂ３の割合が少なくなるので、やはり、回折
Ｘ線Ｂ２の強度が弱くなる。特に、光源が点光源に近い
場合には、回折Ｘ線Ｂ２の強度が著しく弱くなるので、
やはり、分析精度を向上できないなどの原因となる。
【０００７】そこで、本出願人は、特願平４−１１７９
３４号において、人工多層膜格子の格子面間隔の周期
（格子定数）を、反射面の方向に沿って連続的に大きく
したＸ線分光素子を提案している。この先行技術によれ
ば、発散角Ω0 に比べて収束角Ωを小さくすることがで
き、したがって、回折Ｘ線の強度の向上を図ることがで
きる。
３４号において、人工多層膜格子の格子面間隔の周期
（格子定数）を、反射面の方向に沿って連続的に大きく
したＸ線分光素子を提案している。この先行技術によれ
ば、発散角Ω0 に比べて収束角Ωを小さくすることがで
き、したがって、回折Ｘ線の強度の向上を図ることがで
きる。
【０００８】しかし、上記先行技術では、後述するよう
に、反射面の長さを長くすることができず、そのため、
発散角Ω0 を十分に大きくすることができない。したが
って、回折Ｘ線の強度を今一つ大きくすることができな
い。
に、反射面の長さを長くすることができず、そのため、
発散角Ω0 を十分に大きくすることができない。したが
って、回折Ｘ線の強度を今一つ大きくすることができな
い。
【０００９】この発明は、上記従来の問題に鑑みてなさ
れたもので、Ｘ線を分光する際の強度の低下を防止し
て、回折Ｘ線の強度を強くし得るＸ線分光素子およびＸ
線分光器を提供することを目的とする。
れたもので、Ｘ線を分光する際の強度の低下を防止し
て、回折Ｘ線の強度を強くし得るＸ線分光素子およびＸ
線分光器を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段および作用】上記目的を達
成するための、請求項１の発明の構成および原理を、第
１実施例を示す図１を用いて説明する。図１において、
Ｘ線分光器１０は、複数のＸ線分光素子１Ａ，１Ｂ，１
Ｃを備えている。各Ｘ線分光素子１Ａ〜１Ｃは、Ｘ線源
Ｐから入射したＸ線Ｂ１を人工多層膜格子１ａ，１ｂ，
１ｃの反射面１１で回折して単色化する。上記各Ｘ線分
光素子１Ａ〜１Ｃは、Ｘ線源Ｐから遠ざかる方向に並べ
て配設されているとともに、これらのＸ線分光素子１Ａ
〜１Ｃの反射面１１が、互いに不連続な面に沿って配設
されている。上記Ｘ線分光素子１Ａ〜１Ｃの格子面間隔
の周期ｄは、上記Ｘ線源Ｐから遠いＸ線分光素子ほど大
きく設定されており、これによって、各Ｘ線分光素子１
Ａ〜１Ｃが同一の波長λのＸ線Ｂ２を回折するように設
定されている。
成するための、請求項１の発明の構成および原理を、第
１実施例を示す図１を用いて説明する。図１において、
Ｘ線分光器１０は、複数のＸ線分光素子１Ａ，１Ｂ，１
Ｃを備えている。各Ｘ線分光素子１Ａ〜１Ｃは、Ｘ線源
Ｐから入射したＸ線Ｂ１を人工多層膜格子１ａ，１ｂ，
１ｃの反射面１１で回折して単色化する。上記各Ｘ線分
光素子１Ａ〜１Ｃは、Ｘ線源Ｐから遠ざかる方向に並べ
て配設されているとともに、これらのＸ線分光素子１Ａ
〜１Ｃの反射面１１が、互いに不連続な面に沿って配設
されている。上記Ｘ線分光素子１Ａ〜１Ｃの格子面間隔
の周期ｄは、上記Ｘ線源Ｐから遠いＸ線分光素子ほど大
きく設定されており、これによって、各Ｘ線分光素子１
Ａ〜１Ｃが同一の波長λのＸ線Ｂ２を回折するように設
定されている。
【００１１】Ｘ線の回折条件は、周知のように下記のブ
ラッグの式で与えられる。 ２ｄ・ｓｉｎθ＝ｎλ θ：入射角、回折角 λ：Ｘ線の波長 ｎ：反射の次数 図２において、入射Ｘ線Ｂ１と回折Ｘ線Ｂ２のなす角
（以下、「反射角」という。）をΨN とすれば、上記ブ
ラッグの式は、下記の（１）式で表される。 ２ｄ・ｓｉｎ｛（π−ΨN ）／２｝＝ｎλ…（１） 更に、この（１）式は下記の（２）式に変換できる。 ２ｄ・ｃｏｓ（ΨN ／２）＝ｎλ…（２）
ラッグの式で与えられる。 ２ｄ・ｓｉｎθ＝ｎλ θ：入射角、回折角 λ：Ｘ線の波長 ｎ：反射の次数 図２において、入射Ｘ線Ｂ１と回折Ｘ線Ｂ２のなす角
（以下、「反射角」という。）をΨN とすれば、上記ブ
ラッグの式は、下記の（１）式で表される。 ２ｄ・ｓｉｎ｛（π−ΨN ）／２｝＝ｎλ…（１） 更に、この（１）式は下記の（２）式に変換できる。 ２ｄ・ｃｏｓ（ΨN ／２）＝ｎλ…（２）
【００１２】この（２）式より、周期ｄが大きいＸ線分
光素子１Ｃ、つまり、Ｘ線源Ｐから遠いＸ線分光素子１
Ｃの反射点Ｒでは、反射角ΨN が大きくなり、Ψ1 ＜Ψ
2 ＜Ψ3 となる。今、ΔＰＬＯとΔＱＲＯに注目する
と、角ＬＯＰ＝角ＲＯＱであり、Ψ1 ＜Ψ3 であるか
ら、収束角Ωは発散角Ωｏよりも小さくなる。したがっ
て、図１の大きな発散角ΩｏでＸ線分光素子１に向って
出射されるＸ線Ｂ１を小さな収束角Ωで試料２などに入
射させることができるから、回折Ｘ線Ｂ２の強度の低下
を抑制して、従来よりも強度を大きくすることができ
る。
光素子１Ｃ、つまり、Ｘ線源Ｐから遠いＸ線分光素子１
Ｃの反射点Ｒでは、反射角ΨN が大きくなり、Ψ1 ＜Ψ
2 ＜Ψ3 となる。今、ΔＰＬＯとΔＱＲＯに注目する
と、角ＬＯＰ＝角ＲＯＱであり、Ψ1 ＜Ψ3 であるか
ら、収束角Ωは発散角Ωｏよりも小さくなる。したがっ
て、図１の大きな発散角ΩｏでＸ線分光素子１に向って
出射されるＸ線Ｂ１を小さな収束角Ωで試料２などに入
射させることができるから、回折Ｘ線Ｂ２の強度の低下
を抑制して、従来よりも強度を大きくすることができ
る。
【００１３】ここで、３つの各Ｘ線分光素子１Ａ〜１Ｃ
における反射点Ｌ，Ｃ，Ｒに着目する。これらの反射点
Ｌ，Ｃ，Ｒの位置は、点Ｐおよび発散角Ω0 が設定され
ると、収束角Ωをいかなる角度に設定するかによって定
まる。今、反射面１１に接し、かつ、上記点Ｌ，Ｃ，Ｒ
を結んだ仮想の１本の曲線を想定すると、この仮想の曲
線は、図２から明らかなように、変曲点を有する曲線と
なる。したがって、特願平４−１１７９３４号のよう
に、円弧やログスパイラルやこれらの曲線に近似した変
曲点を有しない曲線を持つ一般的な形状のＸ線分光素子
を用いたのでは、点Ｌの位置に対して、点Ｃ，Ｒを任意
の位置に設定することができない。そのため、図１の収
束角Ωを発散角Ω0 に対して今一つ十分に小さくするこ
とができない。
における反射点Ｌ，Ｃ，Ｒに着目する。これらの反射点
Ｌ，Ｃ，Ｒの位置は、点Ｐおよび発散角Ω0 が設定され
ると、収束角Ωをいかなる角度に設定するかによって定
まる。今、反射面１１に接し、かつ、上記点Ｌ，Ｃ，Ｒ
を結んだ仮想の１本の曲線を想定すると、この仮想の曲
線は、図２から明らかなように、変曲点を有する曲線と
なる。したがって、特願平４−１１７９３４号のよう
に、円弧やログスパイラルやこれらの曲線に近似した変
曲点を有しない曲線を持つ一般的な形状のＸ線分光素子
を用いたのでは、点Ｌの位置に対して、点Ｃ，Ｒを任意
の位置に設定することができない。そのため、図１の収
束角Ωを発散角Ω0 に対して今一つ十分に小さくするこ
とができない。
【００１４】これに対し、この請求項１の発明では、各
Ｘ線分光素子１Ａ〜１Ｃを不連続な面に沿って配設して
おり、したがって、各Ｘ線分光素子１Ａ〜１Ｃの反射点
Ｌ，Ｃ，Ｒの位置を自由に選択し得るから、発散角Ω0
に対して収束角Ωを十分に小さくすることができる。
Ｘ線分光素子１Ａ〜１Ｃを不連続な面に沿って配設して
おり、したがって、各Ｘ線分光素子１Ａ〜１Ｃの反射点
Ｌ，Ｃ，Ｒの位置を自由に選択し得るから、発散角Ω0
に対して収束角Ωを十分に小さくすることができる。
【００１５】つぎに、請求項２の発明の構成を図４を用
いて説明する。請求項２の発明は、Ｘ線分光素子１Ｄが
１枚の基板１２の表面１２ｓ1 〜１２ｓn に人工多層膜
格子１ａ1 〜１ａn を有し、入射したＸ線Ｂ１を反射面
で回折して単色化する。上記反射面の縦断面がノコ歯状
で互いに不連続な多数の単位面１ｓ1 〜１ｓn で形成さ
れ、かつ、任意のｉ番目の単位面１ｓi を形成する人工
多層膜格子１ａi の格子面間隔の周期ｄi が、（ｉ＋
１）番目の単位面１ｓi+1を形成する人工多層膜格子１
ａi+1 の格子面間隔の周期ｄi+1 よりも大きく設定され
ていることで、各人工多層膜格子１ａ1 〜１ａn が同一
の波長のＸ線Ｂ１を回折するように設定されている。
いて説明する。請求項２の発明は、Ｘ線分光素子１Ｄが
１枚の基板１２の表面１２ｓ1 〜１２ｓn に人工多層膜
格子１ａ1 〜１ａn を有し、入射したＸ線Ｂ１を反射面
で回折して単色化する。上記反射面の縦断面がノコ歯状
で互いに不連続な多数の単位面１ｓ1 〜１ｓn で形成さ
れ、かつ、任意のｉ番目の単位面１ｓi を形成する人工
多層膜格子１ａi の格子面間隔の周期ｄi が、（ｉ＋
１）番目の単位面１ｓi+1を形成する人工多層膜格子１
ａi+1 の格子面間隔の周期ｄi+1 よりも大きく設定され
ていることで、各人工多層膜格子１ａ1 〜１ａn が同一
の波長のＸ線Ｂ１を回折するように設定されている。
【００１６】この請求項２の発明においては、縦断面が
ノコ歯状で不連続な多数の単位面１1 〜１n で、人工多
層膜格子１ａ1 〜１ａn の表面を形成しているから、請
求項１の発明と同様に各人工多層膜格子１ａ1 〜１ａn
の反射点１ｐ1 〜１ｐn を自由な位置に配設し得る。し
たがって、収束角Ωを発散角Ω0 よりも十分に小さくす
ることができる。
ノコ歯状で不連続な多数の単位面１1 〜１n で、人工多
層膜格子１ａ1 〜１ａn の表面を形成しているから、請
求項１の発明と同様に各人工多層膜格子１ａ1 〜１ａn
の反射点１ｐ1 〜１ｐn を自由な位置に配設し得る。し
たがって、収束角Ωを発散角Ω0 よりも十分に小さくす
ることができる。
【００１７】
【実施例】以下、この発明の実施例を図面にしたがって
説明する。図１の第１実施例は、全反射蛍光Ｘ線分析装
置に適用したものである。この図において、Ｘ線分光素
子１Ａ〜１Ｃは、反射面１１が平坦に形成されている。
人工多層膜格子１ａ〜１ｃは、たとえばタングステンと
シリコンの薄膜を複数層積層したもので、１組のタング
ステン薄膜およびシリコン薄膜の膜厚の和が格子面間隔
の周期ｄとなる。なお、各Ｘ線分光素子１Ａ〜１Ｃは、
この実施例では、説明を分かり易くするために、３つだ
け設けているが、２つまたは４つ以上設けてもよい。
説明する。図１の第１実施例は、全反射蛍光Ｘ線分析装
置に適用したものである。この図において、Ｘ線分光素
子１Ａ〜１Ｃは、反射面１１が平坦に形成されている。
人工多層膜格子１ａ〜１ｃは、たとえばタングステンと
シリコンの薄膜を複数層積層したもので、１組のタング
ステン薄膜およびシリコン薄膜の膜厚の和が格子面間隔
の周期ｄとなる。なお、各Ｘ線分光素子１Ａ〜１Ｃは、
この実施例では、説明を分かり易くするために、３つだ
け設けているが、２つまたは４つ以上設けてもよい。
【００１８】上記反射面１１で回折された回折Ｘ線Ｂ２
は、微小な入射角度α（たとえば0.05°〜0.20°）で試
料２上の集光点Ｑに入射する。入射した回折Ｘ線（励起
Ｘ線）B2は、その一部が全反射されて反射Ｘ線B4とな
り、他の一部が試料２を励起して、試料２を構成する元
素固有の蛍光Ｘ線B5を発生させる。蛍光Ｘ線B5は、試料
表面２ａに対向して配置したＸ線検出器３に入射する。
この入射した蛍光Ｘ線B5は、Ｘ線検出器３において、そ
のＸ線強度が検出された後、Ｘ線検出器３からの検出信
号ａに基づき、多重波高分析器４によって目的とするＸ
線スペクトルが得られる。なお、その他の構成は、前述
の［手段および作用］の項で述べた通りであり、その詳
しい説明を省略する。
は、微小な入射角度α（たとえば0.05°〜0.20°）で試
料２上の集光点Ｑに入射する。入射した回折Ｘ線（励起
Ｘ線）B2は、その一部が全反射されて反射Ｘ線B4とな
り、他の一部が試料２を励起して、試料２を構成する元
素固有の蛍光Ｘ線B5を発生させる。蛍光Ｘ線B5は、試料
表面２ａに対向して配置したＸ線検出器３に入射する。
この入射した蛍光Ｘ線B5は、Ｘ線検出器３において、そ
のＸ線強度が検出された後、Ｘ線検出器３からの検出信
号ａに基づき、多重波高分析器４によって目的とするＸ
線スペクトルが得られる。なお、その他の構成は、前述
の［手段および作用］の項で述べた通りであり、その詳
しい説明を省略する。
【００１９】この種の全反射蛍光Ｘ線分析装置は、励起
Ｘ線（回折Ｘ線）B2の入射角αが微小であることから、
反射Ｘ線B4および散乱Ｘ線がＸ線検出器３に入射しにく
く、Ｘ線検出器３により検出される蛍光Ｘ線B5の出力レ
ベルに比べてノイズが小さいという利点がある。つま
り、大きなS/N 比が得られ、そのため、分析精度が良
く、たとえば、微量の不純物でも検出できるという利点
がある。
Ｘ線（回折Ｘ線）B2の入射角αが微小であることから、
反射Ｘ線B4および散乱Ｘ線がＸ線検出器３に入射しにく
く、Ｘ線検出器３により検出される蛍光Ｘ線B5の出力レ
ベルに比べてノイズが小さいという利点がある。つま
り、大きなS/N 比が得られ、そのため、分析精度が良
く、たとえば、微量の不純物でも検出できるという利点
がある。
【００２０】かかる全反射蛍光Ｘ線分析装置は、前述の
ように、入射角αが極めて微小な角度に設定されること
から、収束角Ωも許容される入射角α（0.05°〜0.2
°) の範囲よりも小さく設定する必要がある。ここで、
従来の図８の湾曲結晶では、収束角Ωと発散角Ωｏが等
しくなるので発散角Ωｏも小さくする必要があり、その
ため、試料２に入射する励起Ｘ線（回折Ｘ線）Ｂ２の強
度が弱くなる。これに対し、この実施例は、Ｘ線分光素
子１Ａ〜１Ｃにおける格子面間隔の周期ｄを反射面１１
の表面に沿ってＸ線源Ｐから遠ざかるに従い大きく設定
したので、前述の［手段および作用］の項で述べたとお
り、収束角Ωよりも発散角Ωｏが大きくなる。
ように、入射角αが極めて微小な角度に設定されること
から、収束角Ωも許容される入射角α（0.05°〜0.2
°) の範囲よりも小さく設定する必要がある。ここで、
従来の図８の湾曲結晶では、収束角Ωと発散角Ωｏが等
しくなるので発散角Ωｏも小さくする必要があり、その
ため、試料２に入射する励起Ｘ線（回折Ｘ線）Ｂ２の強
度が弱くなる。これに対し、この実施例は、Ｘ線分光素
子１Ａ〜１Ｃにおける格子面間隔の周期ｄを反射面１１
の表面に沿ってＸ線源Ｐから遠ざかるに従い大きく設定
したので、前述の［手段および作用］の項で述べたとお
り、収束角Ωよりも発散角Ωｏが大きくなる。
【００２１】特に、このＸ線分光器１０は、各Ｘ線分光
素子１Ａ〜１Ｃを不連続な面に沿って配設しており、し
たがって、〔手段および作用〕の項で述べたように、各
Ｘ線分光素子１Ａ〜１Ｃの反射点Ｌ，Ｃ，Ｒを自由な位
置に配設し得るから、たとえば、発散角Ω＝1.0 °に対
して収束角Ω＝0.1 °程度まで十分に小さくすることが
できる。したがって、収束角Ωに対し発散角Ω0 が十分
に大きくなるので、回折Ｘ線（励起Ｘ線）Ｂ２の強度を
大きくし得る。その結果、試料２の分析精度が向上す
る。
素子１Ａ〜１Ｃを不連続な面に沿って配設しており、し
たがって、〔手段および作用〕の項で述べたように、各
Ｘ線分光素子１Ａ〜１Ｃの反射点Ｌ，Ｃ，Ｒを自由な位
置に配設し得るから、たとえば、発散角Ω＝1.0 °に対
して収束角Ω＝0.1 °程度まで十分に小さくすることが
できる。したがって、収束角Ωに対し発散角Ω0 が十分
に大きくなるので、回折Ｘ線（励起Ｘ線）Ｂ２の強度を
大きくし得る。その結果、試料２の分析精度が向上す
る。
【００２２】図３は、この発明の第２実施例を示し、Ｘ
線回折分析装置に適用したものである。図３において、
試料２と試料２で回折されたＸ線Ｂ６を検出するＸ線検
出器（図示せず）は、図示しないゴニオメータにより、
１：２の角速比で回転される。Ｘ線検出器は、試料２に
おいて回折されたＸ線Ｂ６を検出し、これにより、試料
２に入射する回折Ｘ線Ｂ２の入射角を演算して、試料２
の格子面間隔の周期を知ることで、試料２の分析がなさ
れる。なお、その他の構成は、上記第１実施例と同様で
あり、同一部分または相当部分に同一符号を付して、そ
の詳しい説明を省略する。
線回折分析装置に適用したものである。図３において、
試料２と試料２で回折されたＸ線Ｂ６を検出するＸ線検
出器（図示せず）は、図示しないゴニオメータにより、
１：２の角速比で回転される。Ｘ線検出器は、試料２に
おいて回折されたＸ線Ｂ６を検出し、これにより、試料
２に入射する回折Ｘ線Ｂ２の入射角を演算して、試料２
の格子面間隔の周期を知ることで、試料２の分析がなさ
れる。なお、その他の構成は、上記第１実施例と同様で
あり、同一部分または相当部分に同一符号を付して、そ
の詳しい説明を省略する。
【００２３】試料２に入射する回折Ｘ線Ｂ２の束の仮想
上の集光点をＱ１とすると、仮想上の集光点Ｑ１に集ま
る仮想上の収束角Ω2 は、回折Ｘ線Ｂ２を平行光線に近
いものとする必要があることから、１°程度に設定され
る。したがって、通常の単結晶からなる平板結晶では、
Ｘ線源Ｐからの発散角Ωｏも１°程度に設定する必要が
あるから、回折Ｘ線Ｂ２のＸ線強度を十分に大きくする
ことができない。これに対し、この実施例では、Ｘ線源
Ｐから遠いＸ線分光素子１Ａ〜１Ｃ程、格子面間隔の周
期ｄが大きく設定されているので、前述の［作用］の項
で述べたと同様に仮想上の収束角Ω2 よりも発散角Ωｏ
が大きくなる。たとえば、発散角Ωｏ＝10°に対し、収
束角Ω2 ＝1.0 °程度にすることができ、したがって、
やはり、回折Ｘ線Ｂ２の強度を従来よりも強くし得る。
その結果、やはり分析精度が向上する。
上の集光点をＱ１とすると、仮想上の集光点Ｑ１に集ま
る仮想上の収束角Ω2 は、回折Ｘ線Ｂ２を平行光線に近
いものとする必要があることから、１°程度に設定され
る。したがって、通常の単結晶からなる平板結晶では、
Ｘ線源Ｐからの発散角Ωｏも１°程度に設定する必要が
あるから、回折Ｘ線Ｂ２のＸ線強度を十分に大きくする
ことができない。これに対し、この実施例では、Ｘ線源
Ｐから遠いＸ線分光素子１Ａ〜１Ｃ程、格子面間隔の周
期ｄが大きく設定されているので、前述の［作用］の項
で述べたと同様に仮想上の収束角Ω2 よりも発散角Ωｏ
が大きくなる。たとえば、発散角Ωｏ＝10°に対し、収
束角Ω2 ＝1.0 °程度にすることができ、したがって、
やはり、回折Ｘ線Ｂ２の強度を従来よりも強くし得る。
その結果、やはり分析精度が向上する。
【００２４】ところで、上記各実施例では、Ｘ線分光器
１０が複数のＸ線分光素子１Ａ〜１Ｃを備えているが、
Ｘ線分光器１０は１つのＸ線分光素子で構成してもよ
い。その一例を図４の第３実施例に示す。
１０が複数のＸ線分光素子１Ａ〜１Ｃを備えているが、
Ｘ線分光器１０は１つのＸ線分光素子で構成してもよ
い。その一例を図４の第３実施例に示す。
【００２５】図４において、この実施例のＸ線分光器１
０は、Ｘ線分光素子１Ｄを１つだけ備えている。このＸ
線分光素子１Ｄは、たとえば図１または図３のＸ線分光
素子１Ａ〜１Ｃの位置に配設される。
０は、Ｘ線分光素子１Ｄを１つだけ備えている。このＸ
線分光素子１Ｄは、たとえば図１または図３のＸ線分光
素子１Ａ〜１Ｃの位置に配設される。
【００２６】図４のＸ線分光素子１Ｄは、基板１２の表
面の縦断面が、階段状ないしノコ歯状の互いに不連続な
多数の基板単位面１２ｓ1 〜１２ｓn で形成されてい
る。上記基板１２は、シリコンウエハからなり、たとえ
ばリソグラフィにより上記基板単位面１２ｓ1 〜１２ｓ
n が形成される。これらの基板単位面１２ｓ1 〜１２ｓ
n には、それぞれ、互いに格子面間隔の周期ｄ1 〜ｄn
が異なる人工多層膜格子１ａ1 〜１ａn が積層されてい
る。図５に示すように、上記人工多層膜格子１ａ1 〜１
ａn の単位面１ｓ1 〜１ｓn は、つまり、人工多層膜格
子１ａ1 〜１ａnの表面は、全体が階段状になってい
る。なお、各単位面１ｓ1 〜１ｓn は、それぞれ平坦に
形成されている。
面の縦断面が、階段状ないしノコ歯状の互いに不連続な
多数の基板単位面１２ｓ1 〜１２ｓn で形成されてい
る。上記基板１２は、シリコンウエハからなり、たとえ
ばリソグラフィにより上記基板単位面１２ｓ1 〜１２ｓ
n が形成される。これらの基板単位面１２ｓ1 〜１２ｓ
n には、それぞれ、互いに格子面間隔の周期ｄ1 〜ｄn
が異なる人工多層膜格子１ａ1 〜１ａn が積層されてい
る。図５に示すように、上記人工多層膜格子１ａ1 〜１
ａn の単位面１ｓ1 〜１ｓn は、つまり、人工多層膜格
子１ａ1 〜１ａnの表面は、全体が階段状になってい
る。なお、各単位面１ｓ1 〜１ｓn は、それぞれ平坦に
形成されている。
【００２７】図４において、人工多層膜格子１ａi の格
子面間隔の周期ｄi は、つまり格子定数は、ｄi ＜ｄ
i +1となっており、たとえば、Ｘ線源Ｐ（図１）から遠
い人工多層膜格子１ａi 程、周期ｄi が大きくなってお
り、たとえば、ｄi ＝（１０・ｉ＋３０）Åに設定され
ている。一方、人工多層膜格子１ａi の長さＬi は、Ｌ
i ＜Ｌi +1となっており、Ｘ線源Ｐ（図１）から遠い人
工多層膜格子１ａi 程、長さＬi が長く設定されてい
る。これは、Ｘ線源Ｐ（図１）から遠い人工多層膜格子
１ａi 程、Ｘ線Ｂ１の入射角が小さくなるからである。
なお、各人工多層膜格子１ａi が、図６に明示するよう
に、タングステンの薄膜１ａｗとシリコンの薄膜１ａｓ
とが交互に積層されてなる点は、第１および第３実施例
と同様である。 その他の構成は、前述の〔手段および
作用〕の項で述べた通りであり、その詳しい説明を省略
する。
子面間隔の周期ｄi は、つまり格子定数は、ｄi ＜ｄ
i +1となっており、たとえば、Ｘ線源Ｐ（図１）から遠
い人工多層膜格子１ａi 程、周期ｄi が大きくなってお
り、たとえば、ｄi ＝（１０・ｉ＋３０）Åに設定され
ている。一方、人工多層膜格子１ａi の長さＬi は、Ｌ
i ＜Ｌi +1となっており、Ｘ線源Ｐ（図１）から遠い人
工多層膜格子１ａi 程、長さＬi が長く設定されてい
る。これは、Ｘ線源Ｐ（図１）から遠い人工多層膜格子
１ａi 程、Ｘ線Ｂ１の入射角が小さくなるからである。
なお、各人工多層膜格子１ａi が、図６に明示するよう
に、タングステンの薄膜１ａｗとシリコンの薄膜１ａｓ
とが交互に積層されてなる点は、第１および第３実施例
と同様である。 その他の構成は、前述の〔手段および
作用〕の項で述べた通りであり、その詳しい説明を省略
する。
【００２８】この第３実施例は、図４の１枚の基板１２
の単位面１２ｓ1 〜１２ｓn の上に、人工多層膜格子１
ａ1 〜１ａn を形成しているので、たとえば、基板１２
の単位面１２ｓ1 〜１２ｓn をリソグラフィで形成し、
この単位面１２ｓ1 〜１２ｓn の上に、人工多層膜格子
１ａ1 〜１ａn を積層することにより、各人工多層膜格
子１ａ1 〜１ａn における反射点１ｐ1 〜１ｐn の相対
位置の精度を、第１および第２実施例よりも高くするこ
とができる。
の単位面１２ｓ1 〜１２ｓn の上に、人工多層膜格子１
ａ1 〜１ａn を形成しているので、たとえば、基板１２
の単位面１２ｓ1 〜１２ｓn をリソグラフィで形成し、
この単位面１２ｓ1 〜１２ｓn の上に、人工多層膜格子
１ａ1 〜１ａn を積層することにより、各人工多層膜格
子１ａ1 〜１ａn における反射点１ｐ1 〜１ｐn の相対
位置の精度を、第１および第２実施例よりも高くするこ
とができる。
【００２９】図７（ａ），（ｂ）は、この発明の第４実
施例を示す。図７（ａ）において、Ｘ線分光素子１Ｄ
は、たとえば、各人工多層膜格子１ａ1 〜１ａn の単位
面１ｓ1 〜１ｓn が、それぞれ、ログスパイラル曲線に
近い縦断面を有している。図７（ｂ）のように、各人工
多層膜格子１ａi の格子面間隔の周期ｄi は、Ｘ線源Ｐ
から遠ざかるに従い大きく設定されており、これによ
り、各単位面１ｓi は、その各々が互いに波長の等しい
回折Ｘ線Ｂ２を集光点Ｑ（図１）に向かって集光させな
がら反射する。なお、たとえば、ｄi ＝（１０・ｉ＋３
０）Åのとき、Δｄは４Å程度に設定される。その他の
構成は、第３実施例と同様であり、同一部分または相当
部分に同一符号を付して、その詳しい説明を省略する。
施例を示す。図７（ａ）において、Ｘ線分光素子１Ｄ
は、たとえば、各人工多層膜格子１ａ1 〜１ａn の単位
面１ｓ1 〜１ｓn が、それぞれ、ログスパイラル曲線に
近い縦断面を有している。図７（ｂ）のように、各人工
多層膜格子１ａi の格子面間隔の周期ｄi は、Ｘ線源Ｐ
から遠ざかるに従い大きく設定されており、これによ
り、各単位面１ｓi は、その各々が互いに波長の等しい
回折Ｘ線Ｂ２を集光点Ｑ（図１）に向かって集光させな
がら反射する。なお、たとえば、ｄi ＝（１０・ｉ＋３
０）Åのとき、Δｄは４Å程度に設定される。その他の
構成は、第３実施例と同様であり、同一部分または相当
部分に同一符号を付して、その詳しい説明を省略する。
【００３０】この第４実施例では、人工多層膜格子１ａ
i の各単位面１ｓi が湾曲しているので、図７（ａ）の
Ｘ線源Ｐから発散角Ω0 で出射されたＸ線Ｂ１の大部分
を集光点Ｑ（図１）に集光させることができる。したが
って、回折Ｘ線Ｂ２の強度がより大きくなる。
i の各単位面１ｓi が湾曲しているので、図７（ａ）の
Ｘ線源Ｐから発散角Ω0 で出射されたＸ線Ｂ１の大部分
を集光点Ｑ（図１）に集光させることができる。したが
って、回折Ｘ線Ｂ２の強度がより大きくなる。
【００３１】なお、Ｘ線分光素子１Ｄは、全体を曲げ加
工してもよいし、基板１２の表面をリソグラフィにより
凹面に形成してもよい。また、図１および図３の実施例
においても各Ｘ線分光素子１Ａ〜１Ｃに湾曲型の分光素
子を用いてもよく、この場合、各Ｘ線分光素子１Ａ〜１
Ｃには、図７（ｂ）の人工多層膜格子１ａi のように、
Ｘ線源Ｐから遠ざかるに従い周期ｄが連続的に大きい人
工多層膜格子を設ける。
工してもよいし、基板１２の表面をリソグラフィにより
凹面に形成してもよい。また、図１および図３の実施例
においても各Ｘ線分光素子１Ａ〜１Ｃに湾曲型の分光素
子を用いてもよく、この場合、各Ｘ線分光素子１Ａ〜１
Ｃには、図７（ｂ）の人工多層膜格子１ａi のように、
Ｘ線源Ｐから遠ざかるに従い周期ｄが連続的に大きい人
工多層膜格子を設ける。
【００３２】また、上記各実施例において図１のＸ線源
Ｐは、Ｘ線管などのターゲット材の他に、Ｘ線管から出
射されたＸ線が通過するスリットの開口としてもよい。
また、上記実施例では、この発明をＸ線分析に適用した
例について説明したが、この発明はＸ線リソグラフィな
どに用いることもできる。
Ｐは、Ｘ線管などのターゲット材の他に、Ｘ線管から出
射されたＸ線が通過するスリットの開口としてもよい。
また、上記実施例では、この発明をＸ線分析に適用した
例について説明したが、この発明はＸ線リソグラフィな
どに用いることもできる。
【００３３】
【発明の効果】以上説明したように、この発明によれ
ば、Ｘ線分光素子へ入射するＸ線の発散角を十分に大き
くすることができるとともに、発散角よりも回折Ｘ線の
収束角が小さく、かつ、回折Ｘ線のＸ線強度が従来より
も強い単色光が得られる。
ば、Ｘ線分光素子へ入射するＸ線の発散角を十分に大き
くすることができるとともに、発散角よりも回折Ｘ線の
収束角が小さく、かつ、回折Ｘ線のＸ線強度が従来より
も強い単色光が得られる。
【図１】この発明の第１実施例を適用した全反射蛍光Ｘ
線分析装置の概略構成図である。
線分析装置の概略構成図である。
【図２】第１実施例の要部の拡大図である。
【図３】第２実施例を適用したＸ線回折分析装置の概略
構成図である。
構成図である。
【図４】第３実施例を示すＸ線分光素子を示す拡大側面
図である。
図である。
【図５】同斜視図である。
【図６】同部分拡大断面図である。
【図７】（ａ）は第４実施例を示すＸ線分光素子の拡大
側面図、（ｂ）は同Ｘ線分光素子の更なる拡大断面図で
ある。
側面図、（ｂ）は同Ｘ線分光素子の更なる拡大断面図で
ある。
【図８】一般的な集中光法学系を示す概略構成図であ
る。
る。
【図９】非対称反射分光器を示す側面図である。
１Ａ〜１Ｄ…Ｘ線分光素子、１ａ〜１ｃ，１ａi …人工
多層膜格子、１ｓi …単位面、１０…Ｘ線分光器、１２
…基板、１２ｓ1 〜１２ｓn …基板の表面、Ｂ１…Ｘ
線、ｄ，ｄi …周期、Ｐ…Ｘ線源。
多層膜格子、１ｓi …単位面、１０…Ｘ線分光器、１２
…基板、１２ｓ1 〜１２ｓn …基板の表面、Ｂ１…Ｘ
線、ｄ，ｄi …周期、Ｐ…Ｘ線源。
Claims (2)
- 【請求項１】 Ｘ線源と、このＸ線源から入射したＸ線
を人工多層膜格子の反射面で回折して単色化するＸ線分
光素子とを備えたＸ線分光器において、 上記Ｘ線分光素子がＸ線源から遠ざかる方向に複数個設
けられているとともに、これらのＸ線分光素子の反射面
が、互いに不連続な面に沿って配設され、 上記Ｘ線分光素子の格子面間隔の周期が、上記Ｘ線源か
ら遠いＸ線分光素子ほど大きく設定されていることで、
各Ｘ線分光素子が同一の波長のＸ線を回折するように設
定されていることを特徴とするＸ線分光器。 - 【請求項２】 １枚の基板の表面に人工多層膜格子を有
し、入射したＸ線を反射面で回折して単色化するＸ線分
光素子において、 上記反射面の縦断面がノコ歯状で互いに不連続な多数の
単位面で形成され、かつ、 任意のｉ番目の単位面を形成する人工多層膜格子の格子
面間隔の周期が、（ｉ＋１）番目の単位面を形成する人
工多層膜格子の格子面間隔の周期よりも大きく設定され
ていることで、 各人工多層膜格子が同一の波長のＸ線を回折可能に設定
されていることを特徴とするＸ線分光素子。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24073993A JPH0772298A (ja) | 1993-08-31 | 1993-08-31 | Ｘ線分光器およびｘ線分光素子 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24073993A JPH0772298A (ja) | 1993-08-31 | 1993-08-31 | Ｘ線分光器およびｘ線分光素子 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0772298A true JPH0772298A (ja) | 1995-03-17 |
Family
ID=17063984
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP24073993A Pending JPH0772298A (ja) | 1993-08-31 | 1993-08-31 | Ｘ線分光器およびｘ線分光素子 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0772298A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002162499A (ja) * | 2000-11-27 | 2002-06-07 | Technos Kenkyusho:Kk | Ｘ線反射素子およびその製造方法、装置ならびにｘ線分析装置 |
| EP2042860A2 (en) | 2007-09-28 | 2009-04-01 | Rigaku Corporation | X-ray diffraction apparatus and x-ray diffraction method |
| EP2233918A1 (en) | 2009-03-25 | 2010-09-29 | Rigaku Corporation | X-ray diffraction method and X-ray diffraction apparatus |
| JP2014514737A (ja) * | 2011-03-16 | 2014-06-19 | カール ツァイス レーザー オプティックス ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツング | Ｅｕｖ投影露光装置のための反射光学構成要素を製造する方法及びこのタイプの構成要素 |
| JP2015014491A (ja) * | 2013-07-04 | 2015-01-22 | エヌ・ティ・ティ・アドバンステクノロジ株式会社 | Ｘ線集光装置およびｘ線装置 |
-
1993
- 1993-08-31 JP JP24073993A patent/JPH0772298A/ja active Pending
Cited By (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002162499A (ja) * | 2000-11-27 | 2002-06-07 | Technos Kenkyusho:Kk | Ｘ線反射素子およびその製造方法、装置ならびにｘ線分析装置 |
| EP2042860A2 (en) | 2007-09-28 | 2009-04-01 | Rigaku Corporation | X-ray diffraction apparatus and x-ray diffraction method |
| US7801272B2 (en) | 2007-09-28 | 2010-09-21 | Rigaku Corporation | X-ray diffraction apparatus and X-ray diffraction method |
| EP2306179A1 (en) | 2007-09-28 | 2011-04-06 | Rigaku Corporation | X-ray diffraction apparatus and x-ray diffraction method |
| EP2233918A1 (en) | 2009-03-25 | 2010-09-29 | Rigaku Corporation | X-ray diffraction method and X-ray diffraction apparatus |
| JP2010223851A (ja) * | 2009-03-25 | 2010-10-07 | Rigaku Corp | Ｘ線回折方法及びｘ線回折装置 |
| US8340248B2 (en) | 2009-03-25 | 2012-12-25 | Rigaku Corporation | X-ray diffraction method and X-ray diffraction apparatus |
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| US9541685B2 (en) | 2011-03-16 | 2017-01-10 | Carl Zeiss Smt Gmbh | Method for producing a reflective optical component for an EUV projection exposure apparatus and component of this type |
| JP2015014491A (ja) * | 2013-07-04 | 2015-01-22 | エヌ・ティ・ティ・アドバンステクノロジ株式会社 | Ｘ線集光装置およびｘ線装置 |
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