JPH11248890A - 分光器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 二つの結晶の相互の平行度を完全に維持でき
るようにし、試料３にあらゆる所望の単一波長のビーム
を確実に照射できるようにすることにある。 【解決手段】 ビームＲの光源２と試料３とを対向して
固定配置し、ターンテーブル４に第一結晶７と第二結晶
８を近接離反移動可能に設置し、光源２から発せられた
ビームＲを第一結晶７から第二結晶８に照射して単一波
長のビームＲを試料３に反射させ、試料３の構造や物性
等を解析する分光器であり、結晶間隔調整機構２１、３
６、角度微調整機構３１、４２、微移動調整機構３８、
微回動調整機構４８等を少なくとも有し、相対変位する
一方の部材の側面に変位方向に沿って固定板２２を固定
すると共に、他方の部材の側面に締結螺子２４を装着
し、変位後に締結螺子２４を緊締してその姿勢を安定さ
せる構成であり、圧電素子で作動するアクチュエータ４
９で両者の変位姿勢を安定させる構成でも良い。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、所定の試料の構造や
物性等を解析するにあたって、この試料に所望単一波長
のビームを確実に照射できるようにするための分光器に
関するものである。

【０００２】

【従来の技術】或る所定の試料の構造や物性等を解析す
る場合、一定の単一波長のＸ線や中性子線等のビームを
この試料に照射し、例えば試料の発光度、吸光度等を分
析することが広く行われている。

【０００３】周知のように、例えば放射光のビームは、
約 0.1オングストローム〜８オングストローム程度の極
めて短い波長の光線であって、試料の物性解析に最適で
あり、多くの波長を成分として含むこのビームのうちか
ら所望の単一波長を得る手段として分光器が用いられ
る。

【０００４】この分光器の代表的な構成としては、例え
ば特開平８−１６０１９７号公報や特開平８−１６０１
９８号公報に開示された発明が知られている。

【０００５】この発明は、光源から発せられたビームが
照射されるシリコン等の単結晶で構成された第一結晶
と、この第一結晶からの反射光が照射され且つ分光光線
として試料に反射照射する第二結晶とを平行な姿勢にし
て、第二結晶をターンテーブル面に固定配置すると共
に、第一結晶をターンテーブル面の他の部分に設置され
るステージ体に配置し、このステージ体を、ターンテー
ブルの回転に伴い、第二の結晶に対して平行移動する第
一ステージと、第二の結晶に対して近接離反移動する第
二ステージとで構成したものである。

【０００６】このような構成にあっては、ビームの光源
と試料とを対向して固定配置した状態で、ターンテーブ
ルの回転及び第一ステージと第二ステージを所定量だけ
移動変位させることにより、第一結晶と第二結晶の平行
度を維持したまま、第一結晶に対するビームの入射角度
を変化させ、様々な異なる単一波長のビームを試料に照
射することができる。

【０００７】即ち、上記従来発明で指摘されているよう
に、試料の物性解析に際しては或る単一の波長を試料に
照射させるだけでは不足であり、他の単一波長も照射さ
せなければならず、この他の単一波長を得るには、即ち
分光光線の波長（エネルギー）を変えるには、第一結晶
に対するビームの照射入射角度を変更させれば良いこと
になり、ビームの光源位置を固定したままビームの照射
入射角度を変更させるには、ターンテーブルを所望量だ
け所定方向に回転させれば良い。

【０００８】そして、このターンテーブルの回転によっ
て、第一結晶に入射したビームが所定の単一波長となっ
て第二結晶に入射し、更に固定されている試料に反射さ
せるには、第一結晶と第二結晶の平行度を維持したまま
第一ステージと第二ステージを所定量だけ移動変位させ
る必要があるのであり、この移動変位にはカムが利用さ
れている。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】処が、第一結晶と第二
結晶の平行度は極めて厳格に維持されなければ精度の高
い解析結果を得ることができず、第一結晶と第二結晶の
平行度の許容誤差は角度５秒以内とされている。

【００１０】この許容誤差範囲内で第一結晶を設置した
第一ステージと第二ステージを所定量だけ移動変位させ
るにはカムの粗動作用だけでは不足であり、実際には、
この粗動を経た段階で第一結晶のみならず、第二結晶の
姿勢に対する微調整が必要となり、この微調整を達成す
るため第一結晶を設置した第一ステージと第二ステー
ジ、及び第二結晶には、複雑な変位が可能となるように
多くの様々な部材を組み合わせる必要がある。

【００１１】しかしながら更には、このように第一結晶
を設置した第一ステージと第二ステージ、及び第二結晶
を保持する部材に多くの部品を組み合わせて構成すると
なると、部品自体の問題が新たに生じる。即ち、これ等
の部品の剛性や部品間の接続状態が、ビームの波長走査
時に各部分への撓みや振動となって入射光の強度の安定
性に影響を及ぼすことがあり、従って、特に結晶が波長
操作時に極力振動しないようにすことが要請されるに至
った。

【００１２】よって本発明は、上述した従来技術の欠
点、不都合、不満点、及び要請に応えて開発されたもの
で、二つの結晶の相互の平行度を完全に維持できるよう
にすることを技術的課題とし、もって、試料にあらゆる
所望の単一波長のビームを確実に照射できるようにする
ことを目的とする。

【００１３】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
本発明の分光器は、先ず、ビームの光源と試料とを対向
して固定配置すると共に、この光源と試料との間に、第
一結晶を設置した第一架台と、第一結晶と平行に位置す
る第二結晶を設置した第二架台とを搭載したターンテー
ブルを主軸を介して回動自在に設置し、第一結晶と第二
結晶とを夫々の受光反射面に直交する近接離反方向（Ｚ
方向）と、第一結晶と第二結晶とを夫々の受光反射面に
平行する近接離反方向（Ｘ方向）とに相対移動可能と
し、光源から発せられたビームを第一結晶から第二結晶
に照射して単一波長のビームを試料に反射させ、この試
料の構造や物性等を解析するものである。

【００１４】従って、ターンテーブルの回動に伴い、第
一架台を、第一結晶と第二結晶とが、夫々の受光反射面
に直交する近接離反方向（Ｚ方向）と、第一結晶と第二
結晶とが、夫々の受光反射面に平行する近接離反方向
（Ｘ方向）とに夫々相対変位するように粗動させ、光源
から発せられたビームが第一結晶から第二結晶に照射し
て単一波長のビームとして試料に反射させるようにす
る。

【００１５】そして、第一架台は、第一結晶を保持する
第一ホルダーが設置された第一ブラケットを、Ｚ方向に
移動自在に組み付け介在する第一の結晶間隔調整機構
と、第一ホルダーと第一ブラケットとの間に介在し、第
一ホルダーを主軸方向（Ｙ方向）に対して傾斜自在とし
た第二の角度微調整機構と、を少なくとも有する。この
第一の結晶間隔調整機構は、前記した第一結晶を第二結
晶の受光反射面に直交する近接離反方向（Ｚ方向）に微
動させる場合のスライド部分である。

【００１６】また第二架台は、第二ブラケットをＺ方向
に移動自在に組み付け介在する第二の結晶間隔微調整機
構と、第二ブラケットに対し第三ブラケットを主軸方向
（Ｙ方向）に移動自在に組み付け介在する微移動調整機
構と、第三ブラケットに対し第四ブラケットをＸ方向に
対して傾斜自在とした第三の角度微調整機構と、第四ブ
ラケットに対し、第二結晶を保持する第二ホルダーが設
置された第五ブラケットをＺ方向軸で軸支して回動自在
とした微回動調整機構と、を少なくとも有する。

【００１７】そこで、ターンテーブルの回動に伴う上記
粗動を経た段階で、第一架台では、第一の結晶間隔調整
機構で、第一結晶を第二結晶の受光反射面に直交する近
接離反方向（Ｚ方向）に微動させ、第二の角度微調整機
構により第一ホルダーを主軸方向（Ｙ方向）に対して傾
斜させて第一ホルダーが保持する第一結晶の角度姿勢を
微調整する。

【００１８】また第二架台では、第二の結晶間隔微調整
機構により第二ブラケットをＺ方向に移動させて第二結
晶を第一結晶に対して、夫々の受光反射面に直交する近
接または離反する方向に微移動させ、微移動調整機構に
より第三ブラケットを主軸方向（Ｙ方向）に移動させ、
第三の角度微調整機構により第四ブラケットをＸ方向に
対して傾斜させて第二結晶の角度姿勢を微調整し、微回
動調整機構により、第二結晶を保持する第二ホルダーが
設置された第五ブラケットをＺ方向軸で回動させる。

【００１９】このように、ターンテーブルを回動させ、
同時に第一結晶を粗動させ、且つ上記各機構により、各
部品を微変位させることにより、ターンテーブルを回動
させても第一結晶と第二結晶の平行度を許容誤差範囲内
に位置させることができ、また特に微回動調整機構によ
り、第二結晶を第一結晶に対して対向面での相対回動さ
せることができるのであるが、更にはこの第一結晶と第
二結晶の平行所定姿勢を固定維持させる必要がある。

【００２０】そこで、第一の結晶間隔微調整機構と、第
二の角度微調整機構と、第二の結晶間隔微調整機構と、
微移動調整機構と、第三の角度微調整機構と、微回動調
整機構の一つ以上の何れかまたは全てに、相対変位する
一方の部材の側面に変位方向に沿って固定板を固定する
と共に、他方の部材の側面に面対向する前記固定板部分
に変位方向に沿って長孔を開設し、他方の部材の側面
に、長孔を貫通して締結螺子を装着した構成とするので
ある。

【００２１】このように構成すれば、締結螺子を緩めた
状態で相互に組み付く一対の部材を相対変位させ、微調
整が終了した段階で締結螺子を固定すれば、この一対の
部材間の固定が維持され、結果的には第一結晶と第二結
晶の平行姿勢を固定維持させることができる。

【００２２】次に、第一の結晶間隔調整機構と、第二の
角度微調整機構と、第二の結晶間隔微調整機構と、微移
動調整機構と、第三の角度微調整機構と、微回動調整機
構の一つ以上の何れかまたは全てに、相対変位する一方
の部材の側面に圧電素子で作動するアクチュエータを配
すると共に、他方の部材の側面にこのアクチュエータの
作用先端を当接させて構成する。

【００２３】ここでは、前記した固定板等による固定手
段に替えて圧電素子で作動するアクチュエータを装着し
たもので、圧電素子に所定の電圧をかけてアクチュエー
タを作動させ、その作用先端をミクロン単位で変位させ
て他方の部材を押圧し、両部材の組付きを確固と固定す
るのである。この手段は、遠隔操作が可能となる点で効
果がある。

【００２４】また、第二の角度微調整機構にあって、第
一ホルダーの一方側端と第一ブラケットの一方側端とを
板バネで連結すると共に、他方側端部間にこの板バネの
弾力に逆らってＺ方向に引き合うバネ材を配し、更に第
一ブラケットの他方側端部に、先端が対向する第一ホル
ダー面に当接してＺ方向に前進後退動する微調整具を設
けた構成とすると良い。

【００２５】即ちこの第二の角度微調整機構は、第一結
晶の角度姿勢を主軸方向（Ｙ方向）に対して傾斜させて
微調整するものであり、固定側である第一ブラケットに
対して、第一結晶を保持する第一ホルダーを傾斜変位さ
せることになるが、板バネは両者の角度が開く方向に付
勢し、バネ材は逆にＺ方向に引き合う方向に作用して所
定開き角度でバランスを維持している。

【００２６】そこでこの第一ブラケットと第一ホルダー
との間の所定開き角度姿勢から、微調整具をＺ方向に前
進後退動させ、両者の角度の微調整を達成するのであ
る。

【００２７】この場合、両者の角度の微調整を達成した
段階で、上述したように締結螺子を固定すれば、その固
定姿勢が維持される。

【００２８】また、第三の角度微調整機構にあって、第
三ブラケットと第四ブラケットとを、相互に第一円弧面
で摺接して組み付け、第四ブラケットを第三ブラケット
に対してＹ軸方向の軸心での回動自在とした構成とする
と良い。

【００２９】ここでは、第四ブラケットをＹ軸方向の軸
心での回動させることにより第二結晶の角度姿勢を第四
ブラケットをＸ方向に対して傾斜させる微調整が達成さ
れ、そしてこの微調整を達成した段階で締結螺子を締結
固定してその姿勢を維持する。

【００３０】次に、第二架台の微移動調整機構にあっ
て、第二ブラケットと第三ブラケットとの何れか一方の
対向面に、主軸方向（Ｙ方向）に沿って蟻溝を設けると
共に、他方にこの蟻溝が嵌合する蟻突条を設け、固定側
である第二ブラケットに対して第三ブラケットががたつ
くことなく円滑に且つ精度高く主軸方向（Ｙ方向）に移
動できるようにした。

【００３１】更には、第二結晶を保持する第二ホルダー
と第五ブラケットとの何れか一方の対向面に、Ｘ方向に
沿って蟻溝を設けると共に、他方にこの蟻溝が嵌合する
蟻突条を設け、固定側である第五ブラケットに対して第
二ホルダーががたつくことなく円滑に且つ精度高くＸ方
向に移動できるようにした。

【００３２】

【発明の実施の形態】本発明にかかる分光器１は、概略
筒形状の真空チャンバ（図示省略）内に設置され、軸心
を水平にした真空チャンバのほぼ径方向の水平方向に沿
った仮想線にあって（図２にあって左右方向）、真空チ
ャンバの一方の外部には、多くの波長を含むＸ線や中性
子線等のビームＲの光源２が、また真空チャンバの対向
する他方の外部には、その物性等を解析しようとする試
料３が、夫々固定され、光源２から発せられたビームＲ
は分光器１を介して或る特定の単一の波長となって試料
３に照射されることになる。

【００３３】分光器１は、ターンテーブル４と、その上
に搭載される第一架台５と第二架台６とで主として構成
され、第一架台５にはシリコン等の単結晶で構成された
分光素子として第一結晶７が設置され、第二架台６には
同様の分光素子として第二結晶８が設置され、しかも第
一結晶７と第二結晶８の夫々の反射面は厳密に平行に位
置させる。

【００３４】ターンテーブル４は第一架台５等の搭載面
を垂直面とし、真空チャンバの軸心に沿った主軸９に軸
支されて回動自在なものになっており、且つ第二結晶８
はその反射中央面が主軸９軸心に位置するように設定さ
れ、従ってターンテーブル４が回動しても第二結晶８の
反射中央面位置点は一定である。

【００３５】そこで、この分光器１の原理的な作用を説
明するならば、光源２から発せられたビームＲは第一結
晶７に対して所定角度で入射して且つ特定の単一の波長
となって第二結晶８に反射し、更に試料３に向かって反
射する。そして、ビームＲの光源２位置を固定したまま
他の単一波長を得るべく、第一結晶７に対するビームＲ
の照射入射角度を変更させるため、ターンテーブル４を
所望量だけ所定方向に回動させることになる。

【００３６】このターンテーブル４の回動により、第一
結晶７に対するビームＲの照射入射角度は変更させるこ
とができるが、この他の単一波長のビームＲを確実に第
二結晶８に反射させ且つ真空チャンバの外部に固定され
た試料３に向かって反射させるようにするため、特に第
一結晶７の位置調整が必要となる。この場合上述したよ
うに、第二結晶８の反射中央面に主軸９軸心が位置して
いるので、ターンテーブル４が回動しても第二結晶８の
反射中央面位置は一定であり、従って第二結晶８に対す
る大きな位置調整は必要としない。

【００３７】この位置調整として、第一結晶７を第二結
晶８に対して平行姿勢を維持したまま移動させるべく、
第一架台５がターンテーブル４の回動に伴い移動できる
ようになっている。尚、図１がターンテーブル４に対向
した正面であるのに対し図２はこの図１の側面であり、
図３以下の各部分図は原則的に図２の部分拡大を示すも
のである。

【００３８】即ち、第一架台５は、ターンテーブル４に
対して第一スライド機構１０を介して、第一結晶７が第
二結晶８の夫々の受光反射面に直交する接近方向（Ｚ方
向）に移動する第一基盤１１と、この第一基盤１１に対
して第二スライド機構１２を介して、第一結晶７が第二
結晶８の夫々の受光反射面に平行する接近方向（Ｘ方
向）に移動する第二基盤１３とから構成されており、第
一基盤１１はその一部に突設されたカムピン１４がター
ンテーブル４外の近傍に設置された所定形態の第一のカ
ムプレート１５に常に当接し、第二基盤１３はその一部
に突設されたカムピン１６が同じくターンテーブル４外
の近傍に設置された所定形態の第二のカムプレート１７
に常に当接している。

【００３９】尚、ここでのＺ方向或いはＸ方向はターン
テーブル４面上であり、ターンテーブル４が所定方向に
回動すると、それに伴いＺ方向とＸ方向の方向性も変動
する。例えば図１にあっては、Ｚ方向は垂直方向、Ｘ方
向は水平方向として図示してあるが、ターンテーブル４
が紙面で反時計回り方向である矢視方向に回動すると、
Ｚ方向は紙面で上端が左に傾斜する直線方向、Ｘ方向は
紙面で左下がりの直線傾斜方向となる。因みに主軸９軸
方向がＹ方向であって、その方向性はターンテーブル４
が回動しても当然ながら不変である。

【００４０】そこでターンテーブル４が回動すると、第
一架台５の一部である第一基盤１１は、そのカムピン１
４が第一のカムプレート１５にガイドされてＺ方向に移
動し、同時に第一架台５の一部である第二基盤１３は、
そのカムピン１６が第二のカムプレート１７にガイドさ
れてＸ方向に移動し、予め設定された第一のカムプレー
ト１５と第二のカムプレート１７のカム曲線によって、
第一結晶７に対するビームＲの照射入射角度を変更させ
ても、第一結晶７と第二結晶８との平行度を維持したま
まこの他の単一波長のビームＲを試料３に反射させる姿
勢に移動させることができるのである。

【００４１】さてこのようにして、第一結晶７に対する
ビームＲの照射入射角度の変更に伴う位置調整は達成さ
れるが、この粗動だけでは不充分であり、更に第一結晶
７と第二結晶８との位置姿勢の微調整が夫々要求され
る。

【００４２】先ず、第二基盤１３には、間接的に第一結
晶７を保持することになるスライドブロック１８が、第
二基盤１３に第三スライド機構１９を介してＸ方向に微
移動自在に組み付けられ、上記第二のカムプレート１７
のカム曲線によるガイドで達成されたＸ方向への移動を
微調整できるようにしてある（図２、３参照）。

【００４３】次に第二基盤１３と第三スライド機構１９
を介して一体となったスライドブロック１８には、間接
的に第一結晶７を保持する第一ブラケット２０が第一の
結晶間隔調整機構２１を介して前記したＺ方向に移動自
在に組み付けられる。

【００４４】即ち、第一ブラケット２０側には固定板２
２がＺ方向に沿って突設配置され、この固定板２２は第
二基盤１３と一体となったスライドブロック１８の側面
に面対向して組み付けられる。

【００４５】固定板２２にはＺ方向に沿って長孔２３が
開設されており、一方、スライドブロック１８の側面に
は、この長孔２３を貫通する締結螺子２４が装着されて
いる。従って、締結螺子２４を緩めた状態で第一ブラケ
ット２０をＺ方向に沿って微移動させ、第一結晶７と第
二結晶８とのＺ方向間の調整が達成されたならば、締結
螺子２４を緊締することにより、第二基盤１３と一体と
なったスライドブロック１８と、第一ブラケット２０と
の組付き姿勢を固定し、その安定維持を達成させる。

【００４６】尚、スライドブロック１８に固定板２２を
突設配置すると共に、第一ブラケット２０に締結螺子２
４を装着する構成としても、作用効果に差異はない。

【００４７】スライドブロック１８と第一ブラケット２
０とを組付けて円滑移動させる手段としては、所謂クロ
スローラ方式とよばれる軸受機構が用いられる（図示省
略）。この軸受機構は、あらゆる方向の荷重を受け、極
めて高精度で円滑な直線運動を達成するものである。そ
こで、スライドブロック１８と第一ブラケット２０との
組付き固定を行う場合、上記した固定板２２、長孔２
３、締結螺子２４の構成を用いると、クロスローラにか
かる変形負荷が軽減し、剛性を高めることのできる利点
がある。

【００４８】第一ブラケット２０には、上記したように
スライドブロック１８と組み付くブロック部分に連続し
て第一プレート部２０ａが、Ｙ方向にターンテーブル４
とは反対側で突出して一体となっており、この第一プレ
ート部２０ａは、Ｙ方向に沿った一方端面で所定の間隔
をあけて重なる第二プレート部２０ｂと第一板バネ２５
を介して一体となっている（図４、図５参照、図５はタ
ーンテーブル４に対向した正面の拡大図）。

【００４９】この第一板バネ２５の外面には、Ｙ方向に
沿って溝２６が形成されており（図５参照）、固定側で
ある第一プレート部２０ａに対して第二プレート部２０
ｂを図５で矢視ａ方向に撥ね上げる側に付勢している。
即ちこの付勢により第二プレート部２０ｂはＸ方向に傾
斜可能なものになっている。

【００５０】一方、第一プレート部２０ａと第二プレー
ト部２０ｂとの間にあって、第一板バネ２５とは反対側
端部には、この第一板バネ２５の付勢弾力に逆らってＺ
方向に引き合う引張スプリングによる第一バネ材２７が
配されており、更に第二プレート部２０ｂにあって第一
プレート部２０ａとの対向面には、第一プレート部２０
ａを貫通してＺ方向に前進後退動する押圧ピン２８が当
接している。

【００５１】この押圧ピン２８は例えばステッピングモ
ータ（図示省略）により前進後退動するようになってお
り、従って、第一プレート部２０ａと第二プレート部２
０ｂとは、第一板バネ２５と第一バネ材２７との弾力と
引張力とによって両者の間隔を所定の開き角度で均衡し
ているが、更に押圧ピン２８を作動させてＺ方向に前進
後退動させることにより、変位側である第二プレート部
２０ｂの開き角度を調整し、第二プレート部２０ｂはＸ
方向に所望角度だけ傾斜させることができ、ここに第一
の角度微調整機構２９が形成される（図５参照）。

【００５２】次に、直接的に第一結晶７を保持する第一
ホルダー３０と、上記した第一ブラケット２０と一体と
なった第二プレート部２０ｂとの間には第二の角度微調
整機構３１が介在し、第一ホルダー３０を主軸９の方向
（Ｙ方向）に対して傾斜自在としている。

【００５３】即ち、ターンテーブル４面である垂直面に
対しＹ方向に突出する第二プレート部２０ｂは、ターン
テーブル４面側の一方端で第二板バネ３２を介し且つ所
定間隔をあけて第一ホルダー３０と連結されており、こ
の第二板バネ３２には外面がＸ方向に沿って溝３２ａが
形成されており、固定側である第二プレート部２０ｂに
対して第一ホルダー３０を図４で矢視ｂ方向に撥ね上げ
る側に付勢している（図４参照）。

【００５４】一方、第二プレート部２０ｂと第一ホルダ
ー３０との間の他方端部では、この第二板バネ３２の付
勢弾力に逆らってＺ方向に引き合う引張スプリングによ
る第二バネ材３３が配されており、更に他方側端部に
は、第一ブラケット２０の一部である第一プレート部２
０ａと第二プレート部２０ｂを貫通して、対向する第一
ホルダー３０面に先端が当接してＺ方向に前進後退動す
る例えばマイクロメータ等の微調整具３４が設けられて
いる。

【００５５】従って、第二プレート部２０ｂと第一ホル
ダー３０とは、第二板バネ３２と第二バネ材３３との弾
力によって両者の間隔を所定の開き角度で均衡している
が、更に微調整具３４を操作してＺ方向に前進後退動さ
せることにより、変位側である第一ホルダー３０の開き
角度を微調整し、第一ホルダー３０をＹ方向に対して傾
斜自在として第一ホルダー３０と一体となった第一結晶
７の角度を第二結晶８に対して微調整するのである。

【００５６】ここでは第二プレート部２０ｂと第一ホル
ダー３０とが第二板バネ３２で連結固定されているため
に、剛性が強く、耐震性に優れたものになる。従来のこ
の種の機構では、本発明の第二板バネ３２の代わりに単
なる鋼球を両者間に介在させた構造であり、鋼球を中心
にして両者の角度調整を達成するようにしていたが、こ
の従来例では鋼球を挟み込んだだけであるために振動に
弱い欠点があったのである。

【００５７】更に、このようにして第二プレート部２０
ｂと第一ホルダー３０との角度を微調整してその姿勢を
固定保持するべく、上述した固定板２２、長孔２３、締
結螺子２４の構成を用いる。即ち、第一ホルダー３０の
側端には第二プレート部２０ｂの側面に面対向するよう
に固定板２２が固定され、この固定板２２にＺ方向に沿
って長孔２３を開設すると共に第一ホルダー３０側面に
長孔２３を貫通する締結螺子２４を装着し、締結螺子２
４を緩めた状態で第二プレート部２０ｂと第一ホルダー
３０との角度微調整が達成されたならば、締結螺子２４
を緊締し、安定維持を達成させるのである。この場合
も、第一ホルダー３０と第二プレート部２０ｂの何れ側
に固定板２２或いは締結螺子２４を装着しても作用効果
は変わらない。

【００５８】次に第二結晶８が設置される第二架台６
は、その第二結晶８がその反射中央面を主軸９軸心に位
置するように設定されていて、ターンテーブル４が回動
しても第二結晶８の反射中央面位置は一定であるので、
前述した第一架台５に要求されるような粗動は必要とし
ないが、それでも若干の微調整は行わなければならな
い。

【００５９】先ずターンテーブル４の所定面に固定され
る第二架台６には、間接的に第二結晶８を保持する第二
ブラケット３５をＺ方向に移動させるために第二の結晶
間隔調整機構３６が組み付け介在する。そしてここで
も、Ｚ方向に移動後の第二架台６に対する第二ブラケッ
ト３５の安定維持を達成させるべく、第二ブラケット３
５の側端に第二架台６の側面に面対向するように固定板
２２を固定し、この固定板２２にＺ方向に沿って長孔２
３を開設すると共に、第二架台６側面に長孔２３を貫通
する締結螺子２４を装着する構成とする。但し、固定板
２２を第二架台６側に固定する構造であっても良い。

【００６０】また、第二ブラケット３５と一体となった
Ｙ方向に突出する第三プレート部３５ｃには、間接的に
第二結晶８を保持する第三ブラケット３７が、図示実施
例では第三プレート部３５ｃの上位に、微移動調整機構
３８を介して主軸９の方向（Ｙ方向）に移動自在に組み
付けられる（主として図７を参照。尚、図７は図６のVI
I−VII線断面図である）。

【００６１】図示実施例では、第三プレート部３５ｃと
第三ブラケット３７との対向面にあって、第三プレート
部３５ｃ面には主軸９の方向（Ｙ方向）に沿って蟻溝３
９が設けられ、第三ブラケット３７面にはこの蟻溝３９
が嵌合する蟻突条４０が設けられており、相互の組付き
摺動時のがたつきを極力抑制できるようにした（図７参
照）。但し、この場合、蟻突条４０と蟻溝３９とは、第
三プレート部３５ｃと第三ブラケット３７との何れの面
であっても良い。

【００６２】更に、第三ブラケット３７の側端には、第
三プレート部３５ｃの側面に面対向するように、前記と
同様の固定板２２を固定し、この固定板２２にＹ方向に
沿って長孔２３を開設し、第三プレート部３５ｃ側面に
長孔２３を貫通する締結螺子２４を装着する構成とす
る。但し、固定板２２を何れの側に固定する構造であっ
ても、第三ブラケット３７の微移動後のその姿勢を固定
保持する作用効果に差異はない。

【００６３】次に、第三ブラケット３７の突出端部に
は、第一架台５方向に向かって突出する形態で、間接的
に第二結晶８を保持する第四ブラケット４１が第三の角
度微調整機構４２を介して組み付けられており、第四ブ
ラケット４１がＸ方向に対して傾斜自在となるようにさ
れている。

【００６４】即ち、第三ブラケット３７と第四ブラケッ
ト４１とは、相互に第一円弧面４３で摺接して組み付け
られており、且つこの第一円弧面４３は、ターンテーブ
ル４の回動方向と同一の円弧となっている（図８参照。
図８はターンテーブル４に対向した正面の拡大部分断面
図である）。従って、第四ブラケット４１を第三ブラケ
ット３７に対してＹ軸方向の軸心で回動させると、第四
ブラケット４１が間接的に保持する第二結晶８はＸ方向
に対して傾斜し、第一結晶７にとの平行度が微調整され
るようになっている。

【００６５】そしてこの場合であっても、この第三ブラ
ケット３７と第四ブラケット４１との変位が達成された
ならば、その姿勢を固定保持するべく、第三ブラケット
３７と第四ブラケット４１との間に、前述の場合と同様
の固定板２２、長孔２３、締結螺子２４の構成を用いる
ことになる（図８参照）。但しこの場合、長孔２３は第
一円弧面４３と同心の円弧形状とすることはもとよりで
ある。

【００６６】処で第四ブラケット４１は、上記したよう
に第三ブラケット３７に組み付く第一ブロック部４１ａ
と、第二結晶８を間接的に保持する第五ブラケット４４
に組み付く第二ブロック部４１ｂとで構成され、この第
一ブロック部４１ａと第二ブロック部４１ｂとの間に第
四の角度微調整機構４５が介在する。

【００６７】即ちこの第一ブロック部４１ａと第二ブロ
ック部４１ｂとは、相互に第二円弧面４６で摺接して組
み付けられており、且つこの第二円弧面４６は上記した
第一円弧面４３方向と直交し、Ｘ方向の軸心の円弧とな
っている（図９参照）。従って、第二ブロック部４１ｂ
を第一ブロック部４１ａに対してＸ軸方向の軸心で回動
させると、第二ブロック部４１ｂが間接的に保持する第
二結晶８はＹ方向に対して傾斜し、第一結晶７にとの平
行度が微調整されるようになっている。

【００６８】そしてこの場合であっても、この第一ブロ
ック部４１ａと第二ブロック部４１ｂとの変位が達成さ
れたならば、その姿勢を固定保持するべく、第一ブロッ
ク部４１ａと第二ブロック部４１ｂとの間に、前述の場
合と同様の固定板２２、長孔２３、締結螺子２４の構成
を用いることになる（図９参照）。

【００６９】次いで、第二結晶８を保持する第二ホルダ
ー４７が設置された第五ブラケット４４は、第四ブラケ
ット４１の第二ブロック部４１ｂに対し、Ｚ方向軸で軸
支して回動自在とした微回動調整機構４８により組み付
けられる。この微回動により、第一結晶７と第二結晶８
とは相互に平行な面対向姿勢を維持したまま、面回転す
ることになる。

【００７０】そしてここでも、この微回動後の姿勢を固
定保持するべく、第四ブラケット４１の第二ブロック部
４１ｂと第五ブラケット４４との間に、前述の場合と同
様の固定板２２、長孔２３、締結螺子２４の構成を用い
る。ここでの長孔２３は第二ブロック部４１ｂの回動方
向である周方向に沿った形態となる。

【００７１】次に第五ブラケット４４と第二ホルダー４
７とは、前記した蟻突条４０と蟻溝３９の嵌合構造と同
一の形態で組み付けられる。即ち、相互の対向面にあっ
て、第五ブラケット４４にはＹ方向に沿って蟻溝３９が
設けられ、第二ホルダー４７にはこの蟻溝３９に嵌合す
る蟻突条４０が設けられ、相互の組付き摺動時のがたつ
きを極力抑制するものであり（図８参照）、この蟻突条
４０と蟻溝３９とは、何れの側であっても良いことは、
前述の場合と同様である。

【００７２】尚、上述した第一の結晶間隔調整機構２
１、第二の角度微調整機構３１、第二の結晶間隔調整機
構３６、微移動調整機構３８、第三の角度微調整機構４
２、第四の角度微調整機構４５、微回動調整機構４８に
あって、固定板２２と締結螺子２４とによる固定手段
は、これ等各機構の全てに施されなければならないもの
ではなく、適宜選択採用しても良いものである。

【００７３】そして、固定板２２と締結螺子２４とによ
る固定手段に替えて圧電（ピエゾ）素子を用いることも
できる。例えば第一の結晶間隔調整機構２１にあって、
図１０に示したように、第二基盤１３と一体となったス
ライドブロック１８に、圧電（ピエゾ）素子で作動する
アクチュエータ４９を配すると共に、そのアクチュエー
タ４９の作用先端４９ａを対向する第一ブラケット２０
面に当接させる。

【００７４】そこで、圧電（ピエゾ）素子に電圧をかけ
なければ、作用先端４９ａと第一ブラケット２０面との
間には図１０で示したように摩擦抵抗は生じないので、
第一ブラケット２０の移動が円滑に達成され、圧電素子
に所定の電圧をかけてアクチュエータ４９を作動させる
と、作用先端４９ａがミクロン単位で変位して第一ブラ
ケット２０面を押圧し、スライドブロック１８と第一ブ
ラケット２０との組付きを確固と固定するのである。

【００７５】上記実施例は第一の結晶間隔調整機構２１
で説明したが、この箇所に限るものではなく、前記した
各機構で採用することができ、固定板２２等との固定手
段と併用しても良い。圧電（ピエゾ）素子で作動するア
クチュエータ４９を採用すれば、試料３の解析作業時に
ターンテーブル４を回動させても、真空チャンバ外から
遠隔的に各部材の一調整が可能となる。

【００７６】尚、他の固定手段として挙げた第二の角度
微調整機構３１の第二板バネ３２も選択しうるものであ
り、更には微移動調整機構３８及び第五ブラケット４４
と第二ホルダー４７との間の蟻突条４０と蟻溝３９とに
よる嵌合構造も必須のものではない。

【００７７】これ等の各固定安定手段は、全て或いはそ
のいくつかを採用することにより、ターンテーブル４の
回動時の各部材の確実な保持が達成され、ひいては高精
度の試料解析が達成されるものである。

【００７８】尚、第五ブラケット４４と第二結晶８端部
との間には、例えばマイクロメータ５０等による湾曲機
構５１が設けられている（図９）。即ち第五ブラケット
４４に装着されたマイクロメータ５０の先端は第二結晶
８の端部に当接してＺ方向に前進後退動自在なものにな
っており、第二結晶８をＸ方向軸を軸心として湾曲させ
ることにより、ビームＲを試料３に集光させることがで
きる。

【００７９】処で、上述した実施例にあっては、第一の
角度微調整機構２９では、第一板バネ２５、引張スプリ
ングによる第一バネ材２７、押圧ピン２８等で第一結晶
７をＸ方向に所望角度だけ傾斜させることができ、第二
の角度微調整機構３１では、第二板バネ３２、第二バネ
材３３、マイクロメータ等の微調整具３４等で第一結晶
７を主軸９の方向（Ｙ方向）に対して傾斜させることが
でき、また、第三の角度微調整機構４２では、第三ブラ
ケット３７と第四ブラケット４１とを第一円弧面４３で
円弧摺動させることにより、第二結晶８をＸ方向に対し
て傾斜させると共に、第四の角度微調整機構４５では、
第一ブロック部４１ａと第二ブロック部４１ｂとを第二
円弧面４６で円弧摺動させることにより、第二結晶８を
Ｙ方向に対して傾斜させるようにしている。

【００８０】即ち、第一結晶７の角度微調整を達成する
第一の角度微調整機構２９と第二の角度微調整機構３１
では板バネ等の機構、第二結晶８の角度微調整を達成す
る第三の角度微調整機構４２と第四の角度微調整機構４
５では円弧面等の機構を用いているのであるが、この機
構の相違は、あくまでも設置スペースの問題からの選択
である。

【００８１】従って、設置スペースの許容によって、上
記四つの全ての角度微調整機構に板バネ等の機構を採用
しても良いし、逆に円弧面等の機構を採用しても良い
し、更には角度微調整機構の何れかを板バネ等の機構、
他を円弧面等の機構としても良い。

【００８２】さて図１１は、改造前と本発明による各固
定安定手段を用いた改造後に於ける波長走査時の入射光
の強度の波長依存性を示すデータである。この改造前の
データで、山谷線による振幅が各部材の撓みによって形
成されるものであり、改造後のものでは走査時の強度変
動が一挙に１００倍程度も改善されたことが理解されよ
う。この改造に伴いＳ／Ｎ比が大きく向上し、従来測定
不可能であった含有量0.1 at. ％程度の微量元素の蛍光
ＸＡＦＳ（ＸＡＦＳ；Ｘ-ray absorption-edgefine str
ucture（Ｘ線吸収端微細構造））測定も可能になった。

【００８３】

【発明の効果】本発明にかかる分光器は、以上説明した
ような構成作用であるので、ビームの光源と物性等を解
析しようとする試料とを対向して固定配置した状態で、
あらゆる異なる波長の単一ビームを精度高く、確実且つ
簡単に試料に照射することができて、解析効率が極めて
高くなる。

【００８４】そして異なる波長の単一ビームを得るべく
ターンテーブルを回動させることによって生じる各部材
の撓みが確実に補正されて且つその補正姿勢が維持され
るので、波長走査時の入射光の強度の安定性が飛躍的に
向上する等、多くの作用効果を有する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の分光器のターンテーブルに対向した正
面説明図である。

【図２】図１の側面説明図である。

【図３】主として第一スライド機構、第二スライド機
構、第三スライド機構、第一の結晶間隔調整機構を示す
図２の部分拡大一部断面図である。

【図４】主として第一の角度微調整機構、第二の角度微
調整機構を示す図２の部分拡大図である。

【図５】図４の正面図である。

【図６】主として第二の結晶間隔調整機構、微移動調整
機構を示す図２の部分拡大一部断面図である。

【図７】図６のVII−VII線断面図である。

【図８】主として第三の角度微調整機構、第四の角度微
調整機構、微回動調整機構等を示す図２の部分拡大正面
図である。

【図９】主として第三の角度微調整機構、第四の角度微
調整機構、微回動調整機構等を示す図２の部分拡大一部
断面図である。

【図１０】固定手段として圧電（ピエゾ）素子を用いた
場合の第一の結晶間隔調整機構の断面図である。

【図１１】改造前と本発明による各固定安定手段を用い
た改造後に於ける波長走査時の入射光の強度の波長依存
性を示すデータである。

【符号の説明】

１；分光器、２；光源、３；試料、Ｒ；ビーム、５；第
一架台、６；第二架台、７；第一結晶、８；第二結晶、
９；主軸、１０；第一スライド機構、１１；第一基盤、
１２；第二スライド機構、１３；第二基盤、１４；カム
ピン、１５；第一のカムプレート、１６；カムピン、１
７；第二のカムプレート、１８；スライドブロック、１
９；第三スライド機構、２０；第一ブラケット、２０
ａ；第一プレート部、２０ｂ；第二プレート部、２１；
第一の結晶間隔調整機構、２２；固定板、２３；長孔、
２４；締結螺子、２５；第一板バネ、２６；溝、２７；
第一バネ材、２８；押圧ピン、２９；第一の角度微調整
機構、３０；第一ホルダー、３１；第二の角度微調整機
構、３２；第二板バネ、３２ａ；溝、３３；第二バネ
材、３４；微調整具、３５；第二ブラケット、３５ｃ；
第三プレート部、３６；第二の結晶間隔調整機構、３
７；第三ブラケット、３８；微移動調整機構、３９；蟻
溝、４０；蟻突条、４１；第四ブラケット、４２；第三
の角度微調整機構、４３；第一円弧面、４４；第五ブラ
ケット、４５；第四の角度微調整機構、４６；第二円弧
面、４７；第二ホルダー、４８；微回動調整機構、４
９；アクチュエータ、４９ａ；作用先端、５０；マイク
ロメータ、５１；湾曲機構。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 斉藤 純一 東京都世田谷区三宿２−27−37 神津精機 株式会社内 (72)発明者 森山 倫宏 東京都世田谷区三宿２−27−37 神津精機 株式会社内

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ビーム（Ｒ）の光源（２）と試料（３）
   とを対向して固定配置すると共に、該光源（２）と試料
   （３）との間に、第一結晶（７）を設置した第一架台
   （５）と、前記第一結晶（７）と平行に位置する第二結
   晶（８）を設置した第二架台（６）とを搭載したターン
   テーブル（４）を主軸（９）を介して回動自在に設置
   し、前記第一結晶（７）と第二結晶（８）とを夫々の受
   光反射面に直交する近接離反方向（Ｚ方向）と、第一結
   晶（７）と第二結晶（８）とを夫々の受光反射面に平行
   する近接離反方向（Ｘ方向）とに相対移動可能とし、前
   記光源（２）から発せられたビーム（Ｒ）を前記第一結
   晶（７）から第二結晶（８）に照射して単一波長のビー
   ム（Ｒ）を前記試料（３）に反射させ、該試料（３）の
   構造や物性等を解析する分光器であって、 前記第一架台（５）は、第一結晶（７）を保持する第一
   ホルダー（３０）が設置された第一ブラケット（２０）
   を、前記Ｚ方向に移動自在に組み付け介在する第一の結
   晶間隔調整機構（２１）と、前記第一ホルダー（３０）
   と第一ブラケット（２０）との間に介在し、第一ホルダ
   ー（３０）を前記主軸方向（Ｙ方向）に対して傾斜自在
   とした第二の角度微調整機構（３１）と、を少なくとも
   有し、 前記第二架台（６）は、第二ブラケット（３５）を前記
   Ｚ方向に移動自在に組み付け介在する第二の結晶間隔調
   整機構（３６）と、前記第二ブラケット（３５）に対し
   第三ブラケット（３７）を前記主軸方向（Ｙ方向）に移
   動自在に組み付け介在する微移動調整機構（３８）と、
   前記第三ブラケット（３７）に対し第四ブラケット（４
   １）を前記Ｘ方向に対して傾斜自在とした第三の角度微
   調整機構（４２）と、前記第四ブラケット（４１）に対
   し、前記第二結晶（８）を保持する第二ホルダー（４
   ７）が設置された第五ブラケット（４４）を前記Ｚ方向
   軸で軸支して回動自在とした微回動調整機構（４８）
   と、を少なくとも有し、 前記第一の結晶間隔調整機構（２１）と、第二の角度微
   調整機構（３１）と、第二の結晶間隔微調整機構（３
   ６）と、微移動調整機構（３８）と、第三の角度微調整
   機構（４２）と、微回動調整機構（４８）の一つ以上の
   何れかまたは全てに、相対変位する一方の部材の側面に
   変位方向に沿って固定板（２２）を固定すると共に、他
   方の部材の側面に面対向する前記固定板（２２）部分に
   変位方向に沿って長孔（２３）を開設し、前記他方の部
   材の側面に、前記長孔（２３）を貫通して締結螺子（２
   ４）を装着したことを特徴とする分光器。
2. 【請求項２】 第一の結晶間隔調整機構（２１）と、第
   二の角度微調整機構（３１）と、第二の結晶間隔微調整
   機構（３６）と、微移動調整機構（３８）と、第三の角
   度微調整機構（４２）と、微回動調整機構（４８）の一
   つ以上の何れかまたは全てに、相対変位する一方の部材
   の側面に圧電素子で作動するアクチュエータ（４９）を
   配すると共に、他方の部材の側面に該アクチュエータ
   （４９）の作用先端（４９ａ）を当接させた請求項１に
   記載の分光器。
3. 【請求項３】 第二の角度微調整機構（３１）にあっ
   て、第一ホルダー（３０）の一方側端と第一ブラケット
   （２０）の一方側端とを第二板バネ（３２）で連結する
   と共に、他方側端部間に該第二板バネ（３２）の弾力に
   逆らってＺ方向に引き合う第二バネ材（３３）を配し、
   更に第一ブラケット（２０）の他方側端部に、先端が対
   向する第一ホルダー（３０）面に当接してＺ方向に前進
   後退動する微調整具（３４）を設けた請求項１、２に記
   載の分光器。
4. 【請求項４】 第三の角度微調整機構（４２）にあっ
   て、第三ブラケット（３７）と第四ブラケット（４１）
   とを、相互に第一円弧面（４３）で摺接して組み付け、
   前記第四ブラケット（４１）を第三ブラケット（３７）
   に対してＹ軸方向の軸心での回動自在とした請求項１、
   ２、３に記載の分光器。
5. 【請求項５】 微移動調整機構（３８）にあって、第二
   ブラケット（３５）と第三ブラケット（３７）との何れ
   か一方の対向面に、主軸方向（Ｙ方向）に沿って蟻溝
   （３９）を設けると共に、他方に該蟻溝（３９）が嵌合
   する蟻突条（４０）を設けた請求項１、２、３、４に記
   載の分光器。
6. 【請求項６】 第二ホルダー（４７）と第五ブラケット
   （４４）との何れか一方の対向面に、Ｘ方向に沿って蟻
   溝（３９）を設けると共に、他方に該蟻溝（３９）が嵌
   合する蟻突条（４０）を設けた請求項１、２、３、４、
   ５に記載の分光器。