JPH08194100A

JPH08194100A - Ｘ線顕微鏡及びｘ線発生装置

Info

Publication number: JPH08194100A
Application number: JP547795A
Authority: JP
Inventors: Hideo Hirose; 秀男広瀬; Tamio Hara; 民夫原; Kozo Ando; 剛三安藤; Katsunobu Aoyanagi; 克信青柳
Original assignee: Shimadzu Corp; RIKEN Institute of Physical and Chemical Research
Current assignee: Shimadzu Corp; RIKEN Institute of Physical and Chemical Research
Priority date: 1995-01-18
Filing date: 1995-01-18
Publication date: 1996-07-30

Abstract

(57)【要約】【目的】飛散微粒子の放出を阻止して、試料をＸ線源
に接近して配置させることができるＸ線顕微鏡及び飛散
微粒子の放出を阻止することができるＸ線発生装置を提
供する。【構成】Ｘ線顕微鏡において、ターゲット材１１の少
なくとも片面側に間隔を開けて、Ｘ線発生工程に伴う作
用によって破損が生じない程度の厚さのＸ線透過膜１２
を設け、該ターゲット材１１にレーザビーム３０を照射
することによってＸ線を発生するＸ線発生装置１を構成
し、試料２０を該Ｘ線発生装置１のＸ線透過膜側に近接
して配置し、試料２０を透過したＸ線によりＸ線像を検
出することによって、飛散微粒子の放出を阻止して、試
料をＸ線源に接近して配置させることができるＸ線顕微
鏡を構成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、Ｘ線顕微鏡に関し、特
に、レーザビームの照射によってターゲットから放出さ
れるＸ線を用いるＸ線顕微鏡に関するものであり、ま
た、本発明は所定のターゲットにレーザビームを照射し
てプラズマ化し、Ｘ線を発生する装置に関し、特に、Ｘ
線レーザ、Ｘ線リソグラフィ、Ｘ線顕微鏡、あるいはＸ
線光電子分光顕微鏡等に用いることができるＸ線発生装
置に関する。

【０００２】

【従来の技術】Ｘ線顕微鏡として、所定のターゲットに
レーザビームを照射してＸ線を発生するＸ線発生装置を
備え、該Ｘ線発生装置からのＸ線を試料に照射し、透過
したＸ線像を観察するＸ線顕微鏡が知られている。図１
０は、従来のＸ線発生装置を説明するための概略図であ
り、ターゲット１９にレーザビーム３０を照射して放出
されるＸ線を集光ミラー４４によって試料セル２中の試
料２０に集光させ、試料２０を通過したＸ線を拡大光学
系４１を介して２次元検出器６１によって検出する構成
となっている。

【０００３】また、このようなＸ線顕微鏡やその他の目
的で使用するＸ線発生装置において、従来所定のターゲ
ットにレーザビームを照射してＸ線を発生する機構とし
て、例えばターゲットとして平板状あるいは円柱状の固
体金属が用いられており、これらの固体金属の表面上に
レーザビームを集光させることによって高密度プラズマ
を生成し、この自由膨張したプラズマ中から発生するＸ
線を装置外部へ導く構造のものが知られている。この構
造のＸ線発生装置では、プラズマが真空中に瞬時に自由
膨張して拡散するため、Ｘ線の発生効率が低いという問
題点がある。この問題点を解決するものとして、ターゲ
ットの片側にＸ線透過膜を設けることによってターゲッ
トとＸ線透過膜との間に空間を形成し、該空間内にプラ
ズマを閉じ込める構成のＸ線発生装置が提案されてい
る。

【０００４】図１１は該Ｘ線発生装置を説明するための
概略図であり、テープ状のＸ線発生ターゲット７１に対
して空間７３が形成されるようにＸ線透過膜７２を設け
ており、レーザビーム３０によって発生したプラズマを
該空間７３内に閉じ込めるものである。図１１に示す従
来のＸ線発生装置では、図１２に示す順序でＸ線発生が
行なわれる。図１２は従来のＸ線発生装置におけるター
ゲットとＸ線透過膜の移動を説明する図であり、図１２
の（ａ）に示すようにＸ線発生ターゲット７１にレーザ
ビーム３０を照射すると、図１２の（ａ）に示すように
照射位置のターゲットが蒸発してプラズマが生成され、
該生成プラズマ中からＸ線が放射されてＸ線透過膜７２
を透過して放出される。このとき、Ｘ線発生ターゲット
７１にはレーザビーム３０によって穴が形成される。

【０００５】また、生成プラズマからはＸ線とともに微
粒子が放出され、Ｘ線透過膜７２によって減速される。
Ｘ線透過膜７２は、この微粒子の衝突やプラズマの圧力
によって図１２の（ｃ）に示すように穴が開けられる。
したがって、この穴からＸ線とともに微粒子も放出され
ることになる。レーザビームの照射が終了して次の照射
を行う場合には、穴の開いたＸ線発生ターゲット７１と
Ｘ線透過膜７２を移動して、レーザビームの照射位置に
穴の開いていない部分が来るように移動する。この移動
によって、次のＸ線の発生を行なうことができる。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
Ｘ線顕微鏡及びＸ線発生装置では、ターゲットからＸ線
と同時に放出される飛散微粒子を除去するための装置を
設ける必要があるという問題点がある。

【０００７】前記図１０に示す従来のＸ線顕微鏡におい
て、ターゲット１９からＸ線とともに放出される飛散微
粒子は、集光ミラー４４、試料２０、あるいは検出器に
付着し、試料へのＸ線の照射量が減少するとともに、構
成要素を劣化させることになる。また、図１１に示す従
来のＸ線発生装置においては、Ｘ線透過膜７２を設ける
ことによってプラズマの発生効率は向上するが、Ｘ線の
発生におけるＸ線透過膜７２の破損によって前記従来例
と同様に、集光ミラー４４、試料２０、あるいは検出器
側に飛散微粒子が放出されるとい問題点を有している。

【０００８】前記Ｘ線顕微鏡及びＸ線発生装置のいずれ
においても、飛散微粒子を除去するために、真空中にガ
スを充満させたり、高速シャッター７４等の飛散微粒子
除去装置を設ける必要がある。高速シャッター７４は、
Ｘ線１０と飛散微粒子との速度差を利用して、Ｘ線１０
の通過後にシャッターを閉じることによって飛散微粒子
を遮断するものである。このような飛散微粒子除去装置
はターゲットと試料との間に配置されるが、ターゲット
と試料間のこの飛散微粒子除去装置によって、例えばｃ
ｍ単位の間隔を必要とする。ターゲットから放出される
Ｘ線は点光源であるため、ターゲットと試料間の間隔が
大きくなると、Ｘ線の試料へのＸ線の照射量が減少する
という問題点が生じることになる。

【０００９】したがって、従来のＸ線顕微鏡及びＸ線発
生装置では、ターゲットからＸ線と同時に放出される飛
散微粒子を除去するための装置を設ける必要があるとい
う問題点があり、Ｘ線顕微鏡及びＸ線発生装置はそれぞ
れ以下のようにこの問題点から派生する問題点を有して
いる。例えば、従来のＸ線顕微鏡では、図１０に示すよ
うに、前記飛散微粒子除去装置の設置という問題点によ
って、試料２０とＸ線源との距離が長くなり、ターゲッ
ト１９と試料２０を収納した試料セル２との間に集光ミ
ラー４４を設置する必要がある。そして、この集光ミラ
ー４４によって反射させるＸ線の波長特性と、透過Ｘ線
を検出器側に拡大して導く拡大光学系４１のＸ線の波長
特性を合わせる必要がある。この２つの光学系のＸ線の
波長特性が一致しない場合にはＸ線発生装置からのＸ線
の集光あるいは透過Ｘ線の拡大が不可能になり、良好な
Ｘ線像を得ることができないという問題点も生じること
になり、Ｘ線による試料の分析品質が低下するという問
題点が生じることになる。

【００１０】また、従来のＸ線発生装置では、前記飛散
微粒子除去装置の設置という問題点によって、試料とＸ
線源との距離が長くなり、Ｘ線の拡散量が増大して試料
へのＸ線の照射量が減少するという問題点がある。な
お、この問題点は、このようなＸ線発生装置を備えたＸ
線顕微鏡においても同様に有している。そこで、本発明
は前記した従来のＸ線顕微鏡の問題点を解決し、飛散微
粒子の放出を阻止して、試料をＸ線源に接近して配置さ
せることができるＸ線顕微鏡を提供することを目的とす
る。また、本発明は、前記した従来のＸ線発生装置の問
題点を解決し、飛散微粒子の放出を阻止することができ
るＸ線発生装置を提供することを目的とする。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本出願の第１の発明は、
Ｘ線顕微鏡において、ターゲット材の少なくとも片面側
に間隔を開けて、Ｘ線発生工程に伴う作用によって破損
が生じない程度の厚さのＸ線透過膜を設け、該ターゲッ
ト材にレーザビームを照射することによってＸ線を発生
するＸ線発生装置を備え、試料を該Ｘ線発生装置のＸ線
透過膜側に近接して配置し、試料を透過したＸ線により
Ｘ線像を検出することによって、飛散微粒子の放出を阻
止して、試料をＸ線源に接近して配置させることができ
るＸ線顕微鏡を構成する。

【００１２】また、本出願の第２の発明は、ターゲット
材にレーザビームを照射することによってＸ線を発生す
るＸ線発生装置において、ターゲット材の少なくとも片
面側に間隔を開けて、Ｘ線発生工程に伴う作用によって
破損が生じない程度の厚さのＸ線透過膜を設け、このＸ
線透過膜を通してＸ線を取り出すことによって、飛散微
粒子の放出を阻止することができるＸ線発生装置を構成
する。

【００１３】本発明においてＸ線発生工程に伴ってＸ線
透過膜に作用するものとしては、例えばＸ線発生工程で
生じるプラズマの圧力、Ｘ線発生のために照射するレー
ザビームの透過、及びプラズマ中で散乱された散乱光等
がある。本出願の第１及び第２の発明のＸ線発生装置
は、ターゲット材にレーザビームを照射することによっ
てＸ線を発生するものである。そして、該Ｘ線発生装置
に用いるＸ線透過膜はＸ線の透過率が良く、かつ飛散微
粒子を阻止する機能を備えた部材であり、その膜厚をレ
ーザビームの照射により生ずる高密度プラズマの発生に
伴うプラズマ圧力や飛散微粒子のエネルギー等により破
損が生じない程度の厚さとするものである。

【００１４】本発明の実施態様は、Ｘ線発生装置に用い
るＸ線透過膜の膜厚を少なくとも１μｍを超えるもので
あり、例えば２〜３μｍの厚さの膜厚が適当であり、こ
れによって、高密度プラズマによって生じるＸ線を透過
するとともに、同時に発生する飛散微粒子を遮蔽して、
Ｘ線透過率の良好なＸ線透過膜を備えたＸ線発生装置及
びＸ線顕微鏡を構成することができる。本発明の他の実
施態様は、Ｘ線発生装置に用いるＸ線透過膜をＡｌ、Ｂ
ｅ、Ｃ、Ｓｎ、Ｔｉ、Ｖ、Ｍｏ、ポリイミド、もしくは
ビニールにより形成するものであり、これによって、Ｘ
線透過率の良好なＸ線透過膜を備えたＸ線発生装置及び
Ｘ線顕微鏡を構成することができる。

【００１５】本発明の他の実施態様は、Ｘ線発生装置に
用いるＸ線透過膜をＡｌ、Ｂｅ、もしくはポリイミドに
より形成するものであり、これによって、２０オングス
トローム以下の波長のＸ線透過率の良好なＸ線透過膜を
備えたＸ線発生装置及びＸ線顕微鏡を構成することがで
きる。本発明の他の実施態様は、Ｘ線発生装置に用いる
Ｘ線透過膜をＳｎ、Ｔｉ、もしくはＶにより形成するも
のであり、これによって、２０オングストロームから５
０オングストロームの波長のＸ線透過率の良好なＸ線透
過膜を備えたＸ線発生装置及びＸ線顕微鏡を構成するこ
とができる。

【００１６】本発明の他の実施態様は、Ｘ線発生装置に
用いるＸ線透過膜をＣ、Ｓｎ、もしくはＭｏにより形成
するものであり、これによって、４５オングストローム
から１００オングストロームの波長のＸ線透過率の良好
なＸ線透過膜を備えたＸ線発生装置及びＸ線顕微鏡を構
成することができる。本発明のその他の実施態様は、タ
ーゲット材及びＸ線透過膜をテープ状とし、該テープ材
をレーザビームの焦点及び試料に対して移動可能とする
ものであり、これによって、各レーザビームの照射毎に
ターゲット材及びＸ線透過膜の交換を行なうことができ
る。

【００１７】本発明の別の実施態様は、Ｘ線像を検出す
る２次元検出器としてＣＣＤ、ＭＣＰ、あるいはフィル
ムを使用することができ、これによって、Ｘ線像を容易
に得られるＸ線顕微鏡を構成することができる。本発明
の他の実施態様は、Ｘ線透過膜と試料とレジストを近接
させて配置するものであり、これによって、試料とレジ
ストとを密着させる密着型Ｘ線顕微鏡を構成することが
できる。

【００１８】

【作用】本出願の第１の発明によれば、Ｘ線顕微鏡のＸ
線発生装置において、ターゲット材にレーザビームを照
射するとプラズマが発生する。この高密度プラズマ発生
によりＸ線及び飛散微粒子が放出される。Ｘ線は、ター
ゲットと試料との間に設けられたＸ線透過膜を透過して
試料側に放出され、一方、飛散微粒子はこのＸ線透過膜
によって遮断され試料側への放出が阻止される。したが
って、Ｘ線顕微鏡のＸ線発生装置からはＸ線のみが放出
される。

【００１９】このＸ線発生装置からはＸ線のみが放出さ
れるため、従来のように拡散粒子を除去する装置をＸ線
発生装置と検出器との間に設ける必要がない。したがっ
て、試料をＸ線発生装置に近接して配置することができ
る。これによって、従来必要であった集光ミラー等の光
学系の設置や該光学系におけるＸ線の波長特性の一致が
不要となり、また、Ｘ線が拡散する前に試料に照射する
ことができるため、照射Ｘ線量を増大させることがで
き、明るいＸ線像を得ることができる。

【００２０】また、本出願の第２の発明によれば、Ｘ線
発生装置において、ターゲット材にレーザビームを照射
するとプラズマが発生する。この高密度プラズマ発生に
よりＸ線及び飛散微粒子が放出される。Ｘ線は、ターゲ
ットと試料との間に設けられたＸ線透過膜を透過して試
料側に放出され、一方、飛散微粒子はこのＸ線透過膜に
よって遮断され試料側への放出が阻止される。このプラ
ズマ発生において、Ｘ線透過膜はプラズマの自由膨張に
よってに圧力を受け、また飛散微粒子の衝突を受ける
が、Ｘ線透過膜の膜厚を少なくとも１μｍを超えるもの
とし、例えば２〜３μｍの厚さ膜厚とすることによって
プラズマ圧力や飛散微粒子のエネルギーに抗するに充分
な膜厚として、Ｘ線透過膜の破損による飛散微粒子の飛
散を防止している。

【００２１】また、Ｘ線発生装置に用いるＸ線透過膜
を、その透過波長に応じてＡｌ、Ｂｅ、Ｃ、Ｓｎ、Ｔ
ｉ、Ｖ、Ｍｏ、ポリイミド、もしくはビニールから選択
して形成することができ、例えば、２０オングストロー
ム以下の波長に対してはＡｌ、Ｂｅ、もしくはポリイミ
ドにより形成し、２０オングストロームから５０オング
ストロームの波長に対してはＳｎ、Ｔｉ、もしくはＶに
より形成し、４５オングストロームから１００オングス
トロームの波長に対してはＣ、Ｓｎ、もしくはＭｏによ
り形成する。また、Ｘ線発生装置においてレーザビーム
の各照射毎にＸ線の発生を行なうと、テープ状のターゲ
ット材には穴があき、Ｘ線透過膜には飛散微粒子が付着
するため、ターゲット材を移動して穴の開いていない新
しいターゲット材にレーザビームを照射させ、また、Ｘ
線透過膜を移動して飛散微粒子の付着していない新しい
Ｘ線透過膜によって飛散微粒子を遮蔽してＸ線のみを透
過して、試料へのＸ線の照射を行なう。

【００２２】したがって、本発明によれば、Ｘ線顕微鏡
において、本発明のＸ線発生装置のＸ線透過膜と試料と
を近接させて配置すると、Ｘ線透過膜を透過して放出さ
れるＸ線は試料に対してＸ線照射量を減少することなく
照射することができ、Ｘ線検出器において明るいＸ線像
を得ることができる。また、飛散微粒子はＸ線透過膜に
よって阻止されるため、試料あるいは試料セルや、集光
光学系、拡大光学系等の光学系や、検出器に飛散微粒子
が付着することがない。

【００２３】

【実施例】以下、本発明の実施例を図を参照しながら詳
細に説明する。以下、はじめに本出願に共通する構成で
ある第２の発明のＸ線発生装置について説明し、次に該
第２の発明のＸ線発生装置を備えた本出願の第１の発明
のＸ線顕微鏡について説明する。

【００２４】（本発明のＸ線発生装置の一実施例の構
成）図１は本発明のＸ線発生装置の概略を示す断面図で
ある。図１はＸ線発生装置１の要部を示しており、１１
はＸ線発生用ターゲットであり、１２はＸ線透過膜であ
って、それぞれテープ状に形成して重ね合わせて二重構
造によって構成することができ、レーザビーム３０が照
射される位置においてはＸ線発生用ターゲット１１とＸ
線透過膜１２との間には、例えば１ｍｍ程度の間隔があ
けられ、空間部１４が形成される。このＸ線発生用ター
ゲット１１とＸ線透過膜１２との間の間隔は、例えば保
持部１３によって形成することができる。

【００２５】Ｘ線発生用ターゲット１１はＡｌ，Ａｕ，
Ｍｏ，Ｔａ，カプトン（商品名），あるいはＴｉ等の固
体テープによって形成することができ、この固体テープ
の幅は例えば５ｍｍ程度、厚さｔ２は１μｍ〜１００μ
ｍ程度とすることができる。

【００２６】また、Ｘ線透過膜１２はＡｌ、Ｂｅ、Ｃ、
Ｓｎ、Ｔｉ、Ｖ、Ｍｏ、ポリイミド、もしくはビニール
によって形成することができ、例えば、２０オングスト
ローム以下の波長のＸ線を透過させる場合にはＡｌ、Ｂ
ｅ、もしくはポリイミドによって形成し、２０オングス
トロームから５０オングストロームの波長のＸ線を透過
させる場合にはＣ、Ｓｎ、Ｔｉ、Ｖ、もしくはポリイミ
ドによって形成し、４５オングストロームから１００オ
ングストロームの波長のＸ線を透過させる場合にはＳ
ｎ、もしくはＭｏによって形成する。このＸ線透過膜の
幅は例えば５ｍｍ程度とし、その厚さｔ１はプラズマ圧
力や飛散微粒子のエネルギーに抗して破損することがな
いよう充分な膜厚とするものであって少なくとも１μｍ
を超えるものとし、例えば２〜３μｍの厚さが適当であ
る。

【００２７】なお、この膜厚ｔ１は、プラズマの圧力に
耐え、また、飛散微粒子のエネルギーに耐える厚さであ
る必要があり、ターゲットに照射されるレーザビームの
強度や照射時間、プラズマの形成される空間の容量等の
プラズマや飛散微粒子が形成される条件に応じて変更す
ることができるものである。レーザビーム３０は、Ｘ線
発生用ターゲット１１の裏側から照射され、空間部１４
にプラズマを発生し、該プラズマはＸ線１０を発生す
る。Ｘ線１０は、Ｘ線透過膜１２を透過してレーザビー
ム３０と反対側に照射される。また、プラズマによって
形成される飛散微粒子は、Ｘ線透過膜１２によって遮断
されて外部への放出は阻止される。

【００２８】（本発明のＸ線発生装置の一実施例の作
用）次に、図２を用いて本発明の実施例の作用について
説明する。図２は本発明のＸ線発生装置の動作を
（ａ），（ｂ），（ｃ），（ｄ）の順で示している。は
じめに、図２の（ａ）において、Ｘ線発生用ターゲット
１１とＸ線透過膜１２は保持部１３によって間隔をあけ
て配置されている。このＸ線発生用ターゲット１１に対
して、図示しないレーザ源からレーザビーム３０（図中
の矢印）を照射する。レーザビーム３０のＸ線発生用タ
ーゲット１１への照射は、図示しない光学系によって集
光して行なうことができる。

【００２９】このレーザビーム３０の照射によって、タ
ーゲットの金属が蒸発して高温・高密度のプラズマが生
成され、この生成プラズマ中から高輝度Ｘ線が放射状に
発生する。レーザビーム照射によって生成されたプラズ
マは、Ｘ線発生用ターゲット１１とＸ線透過膜１２によ
って囲まれた空間部１４にｎｓｅｃオーダで閉じ込めら
れ、レーザビームとプラズマとの相互作用を行なう時間
が長くなり効率的なＸ線発生が行なわれる。このとき、
図２の（ｂ）に示すようにＸ線発生用ターゲット１１に
はレーザビーム３０によって径が０．１μｍ程度の穴１
８が開く。発生したＸ線はＸ線透過膜１２を通過して試
料側に放射されるとともに、穴１８を通ってレーザ源側
に放射する。

【００３０】一方、プラズマから発生した微粒子はＸ線
透過膜１２に衝突して、その運動エネルギーが吸収され
て減速され、Ｘ線透過膜１２を通過せずにＸ線透過膜１
２に捕らえられる。したがって、Ｘ線透過膜１２には飛
散微粒子が付着することになる。この工程によって、一
つのレーザビーム３０の照射が終了してＸ線の発生が終
了した段階では、Ｘ線発生用ターゲット１１には穴１８
が形成され、Ｘ線透過膜１２には飛散微粒子が付着した
状態となり、次のレーザビーム３０の照射によるＸ線の
発生には不適当な環境となる。

【００３１】そこで、Ｘ線発生用ターゲット１１及びＸ
線透過膜１２を移動させ、レーザビームの照射位置にＸ
線発生用ターゲット１１の穴のあいていない部分を移動
させ、また、Ｘ線の通過位置にＸ線透過膜１２の飛散微
粒子の付着していない部分を移動させ、再び前記（ａ）
と同様のＸ線発生操作を行なう。これによって、新たな
Ｘ線の発生と飛散微粒子の阻止が行なわれ、図２の
（ｃ）に示すように、前記図２の（ｂ）と同様の穴が形
成される。さらに、図２の（ｄ）に示すように、Ｘ線発
生用ターゲット１１及びＸ線透過膜１２を移動させて、
次のレーザビームの照射を行いＸ線の発生を行なう。以
下、同様にしてＸ線発生用ターゲット１１及びＸ線透過
膜１２の移動とレーザビーム３０の照射を繰り返すこと
によって、断続的なＸ線発生を繰り返して行なうことが
できる。

【００３２】Ｘ線発生用ターゲット１１のレーザビーム
の照射毎の移動量は、少なくともレーザビームの照射位
置と穴１８とが重ならない程度で、また、Ｘ線透過膜１
２のレーザビームの照射毎の移動量は、少なくともＸ線
透過位置と飛散微粒子の付着位置が重ならない程度であ
ればよく、例えば１ｍｍ程度とすることができる。この
移動量は、前記図１１に示した従来のＸ線発生装置の場
合の移動量と比較して少ない量とすることができる。例
えば前記図１２で示したように、従来のＸ線発生装置の
Ｘ線発生用ターゲットとＸ線透過膜の移動においては、
Ｘ線透過膜の穴がプラズマから充分離れる必要があるた
め、例えば２〜３ｍｍ程度の移動を行なっている。した
がって、本発明のＸ線発生装置では、Ｘ線発生用ターゲ
ットとＸ線透過膜の移動量を従来のＸ線発生装置より少
ない移動量とすることができる。

【００３３】（本発明のＸ線顕微鏡の一実施例）図３は
本発明のＸ線顕微鏡の一実施例の概略を示す断面図であ
る。本発明のＸ線顕微鏡は、前記した本発明のＸ線発生
装置１と、Ｘ線発生装置１から放出されたＸ線により照
射される試料２０を保持する試料セル２と、試料２０を
透過したＸ線を検出してＸ線像を得る検出部６と、レー
ザビーム３０を放射するレーザ源３１を制御する制御装
置５とを備えている。Ｘ線発生装置１は、前記したテー
プ状のＸ線発生用ターゲット１１とＸ線透過膜１２の他
にそれらを卷回している卷回部１５，１６と、卷回部１
５，１６の駆動を行なうための駆動装置１７を備えてい
る。Ｘ線発生用ターゲット１１とＸ線透過膜１２は卷回
部１５，１６に巻かれており、駆動装置１７によって一
方から他方への移動が行なわれる。駆動装置１７は例え
ばステッピングモータ等の間欠駆動装置を有しており、
制御装置５からの駆動信号によって間欠駆動して、前記
図２で示したように一定量の移動を行う。

【００３４】また、試料セル２は、Ｘ線透過膜１２に近
接して設けられたＸ線窓２１を有しており、該Ｘ線窓２
１を介して試料２０へのＸ線の照射を行なう。Ｘ線窓２
１とＸ線透過膜１２との間隔は例えば０．１μｍ程度に
接近させることができ、Ｘ線透過膜１２の移動によるＸ
線窓２１との接触による影響が無視できる場合には接触
させることができ、密着型Ｘ線顕微鏡を構成することが
できる。このＸ線窓２１とＸ線透過膜１２との近接配置
を行なうことによって、Ｘ線透過膜１２から放出された
Ｘ線の強度が減少する前に試料２０への照射を行うこと
ができる。また、前記したようにＸ線発生装置１からの
飛散微粒子の放出は阻止されるため、飛散微粒子の除去
するための機構を試料側及び検出側に設ける必要がな
い。また、従来試料側と検出側の間に設ける必要があっ
た集光ミラー等の光学系が不要であり、試料と検出器と
の間に設ける光学系とこの集光ミラーとのＸ線の波長特
性をそろえるための調整が不要となる。

【００３５】レーザ源３は、レーザ光源３１と光学系３
２を備え、制御装置５からの信号によってレーザ源３１
から間欠的に照射されたレーザビーム３０は、光学系３
２を介してＸ線発生用ターゲット１１の裏側から照射さ
れる。制御装置５は、レーザ光源３１と駆動装置１７の
制御を行っており、両装置に送信する信号のタイミング
をずらすことによって、レーザビーム３０の照射が終了
してＸ線の放出が終了した後、Ｘ線発生用ターゲットと
Ｘ線透過膜の移動を行い、該移動の終了した後に次のレ
ーザビームの照射を行う。なお、レーザ光源３１の駆動
は例えば、３〜７ｎｓｅｃ程度の駆動パルスによって行
うことができる。また、検出部６は、例えばＣＣＤ装置
やＭＣＰ装置やフィルム等の種々の検出器を用いること
ができる。

【００３６】したがって、本発明のＸ線顕微鏡では、制
御装置５からの制御によってレーザ光源３１を駆動して
レーザビーム３０をＸ線発生用ターゲット１１に照射
し、Ｘ線の放出を行う。放出されたＸ線はＸ線透過膜１
２を透過して後、試料セル２中の試料２０を透過し、そ
のＸ線像を例えばレジスト６１上に形成する。一つの駆
動パルスが終了してＸ線の照射によるＸ線像の検出が終
わると、制御装置５は駆動装置に駆動信号を送り、卷回
部１５及び卷回部１６を回してＸ線発生用ターゲット１
１とＸ線透過膜１２を移動し、次のレーザビーム３０の
照射に備える。その後、次の駆動パルスによって再び次
のＸ線像の検出を行う。したがって、本発明のＸ線顕微
鏡においては、Ｘ線発生装置１からＸ線のみを試料に照
射することができる。

【００３７】（本発明のＸ線顕微鏡のその他の実施例）
図４は本発明のＸ線顕微鏡のその他の実施例の概略を示
す断面図である。図４の実施例は、二枚のＸ線窓２１を
有する試料セルをＸ線透過膜に接近させて配置し、試料
セルを通過した試料のＸ線像をＸ線拡大光学系４１を通
して拡大し、結像面をＸ線検出器６２を配置する。な
お、図においては、Ｘ線拡大光学系４１として二枚の凹
凸面鏡からなるシュワルツシハド光学系を用いている。
この実施例の構成によるＸ線顕微鏡では、前記図１０の
従来のＸ線顕微鏡が備えている試料セルをターゲットか
ら遠ざけるための集光用Ｘ線ミラー４４を不要とするこ
とができる。

【００３８】また、図５，６は本発明のＸ線顕微鏡のそ
の他の実施例の概略を示す断面図であり、図５の実施例
では、試料セルと検出器との間に配置する拡大光学系と
してゾーンプレート４２を用いる構成を示し、図６の実
施例では、試料セルと検出器との間に配置する拡大光学
系としてウオルター型ミラー４３を用いる構成を示して
いる。さらに、図７は本発明のＸ線顕微鏡の別の実施例
の概略を示す断面図であり、ターゲット近傍に設置した
試料のＸ線像を、例えば数十ｃｍ以上離れた２次元検出
器上に直接投影した拡大する構成である。これは、Ｘ線
は１０μｍオーダのスポット径から発生するため、点光
源と見なすことができるためである。

【００３９】前記までに示した実施例においては、レー
ザのターゲットへの入射角は０°としているが、この入
射角は任意の角度を選択することができる。このとき、
前記した実施例と同様にターゲット裏面から放出される
Ｘ線は放射状となるため、その取り出し方向も任意に選
ぶことができる。そこで、より一般的な配置例を図８に
示す。図８は本発明のＸ線顕微鏡の更に別の実施例の概
略を示す断面図であり、レーザビームをＸ線発生用ター
ゲットに対して斜め方向から照射し、ターゲット裏面の
斜め方向に放出するＸ線を試料に照射する構成である。

【００４０】この場合、試料はターゲットを透過したレ
ーザ光の影響を受けず、ターゲット裏面より発生したＸ
線のみを試料に照射することができる。図９は本発明の
Ｘ線顕微鏡の別の実施例の概略を示す断面図であり、Ｘ
線発生用ターゲット１１を卷回する卷回部１５−１及び
１６−１と、Ｘ線透過膜１２を卷回する卷回部１５−２
及び１６−２とを別の卷回部に卷回する構成である。こ
の構成の場合には、二重構造のＸ線発生用ターゲット１
１とＸ線透過膜１２を必要とせず、別々のＸ線発生用タ
ーゲット１１とＸ線透過膜１２を用いることができ、ま
た、別個に異なる移動量で移動することができる。

【００４１】（実施例の効果）本発明の実施例によれ
ば、ターゲットから得られたＸ線を試料に導くためのＸ
線集光光学系を不必要とすることができ、Ｘ線の試料へ
のＸ線の照射量の減少を防止することができる。

【００４２】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
飛散微粒子の放出を阻止して、試料をＸ線源に接近して
配置させることができるＸ線顕微鏡を提供することがで
き、また、飛散微粒子の放出を阻止することができるＸ
線発生装置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のＸ線発生装置の概略を示す断面図であ
る。

【図２】本発明のＸ線発生装置の動作を説明するための
図である。

【図３】本発明のＸ線顕微鏡の一実施例の概略を示す断
面図である。

【図４】本発明のＸ線顕微鏡のその他の実施例の概略を
示す断面図である。

【図５】本発明のＸ線顕微鏡のその他の実施例の概略を
示す断面図である。

【図６】本発明のＸ線顕微鏡のその他の実施例の概略を
示す断面図である。

【図７】本発明のＸ線顕微鏡の別の実施例の概略を示す
断面図である。

【図８】本発明のＸ線顕微鏡の更に別の実施例の概略を
示す断面図である。

【図９】本発明のＸ線顕微鏡の別の実施例の概略を示す
断面図である。

【図１０】従来のＸ線発生装置を説明するための概略図
である。

【図１１】従来のＸ線発生装置を説明するための概略図
である。

【図１２】従来のＸ線発生装置におけるターゲットとＸ
線透過膜の移動を説明する図である。

【符号の説明】

１…Ｘ線発生装置、２…試料セル、３…レーザ源、４…
光学系、５…制御装置、６…検出器、１０…Ｘ線、１１
…Ｘ線発生用ターゲット、１２…Ｘ線透過膜、１５，１
６…卷回部、２０…試料、２１…Ｘ線窓、３０…レーザ
ビーム、３１…レーザ光源。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者安藤剛三埼玉県和光市広沢２番１号理化学研究所内 (72)発明者青柳克信埼玉県和光市広沢２番１号理化学研究所内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】Ｘ線顕微鏡において、ターゲット材の少
なくとも片面側に間隔を開けて、Ｘ線発生工程に伴う作
用によって破損が生じない程度の厚さのＸ線透過膜を設
け、該ターゲット材にレーザビームを照射することによ
ってＸ線を発生するＸ線発生装置を備え、試料を該Ｘ線
発生装置のＸ線透過膜側に近接して配置し、試料を透過
したＸ線によりＸ線像を検出することを特徴とするＸ線
顕微鏡。
【請求項２】ターゲット材にレーザビームを照射する
ことによってＸ線を発生するＸ線発生装置において、タ
ーゲット材の少なくとも片面側に間隔を開けて、Ｘ線発
生工程に伴う作用によって破損が生じない程度の厚さの
Ｘ線透過膜を設け、前記Ｘ線透過膜を通してＸ線を取り
出すことを特徴とするＸ線発生装置。