KR100429830B1 - X-ray electronic spectrum analyzer - Google Patents

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이재철
김준홍
아이. 페트로프 에이.
송세안
최진학
제이알. 포그레비츠키 케이.
엔. 유레프 유.
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삼성전자주식회사
에이. 에프. 이오페 피지코-테크니컬 인스티튜트 오브 라스
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Abstract

PURPOSE: An X-ray electronic spectrum analyzer is provided to make various experiments at any time and any places by mounting a plurality of units having different functions in one system and to secure reliable experimental results without an EXAFS(Extended X-ray Absorption Fine Structure) equipment. CONSTITUTION: An X-ray electronic spectrum analyzer is composed of an X-ray generator(11) for generating X-rays; an X-ray pull-in converger(13) for converging the X-rays from the X-ray generator; a monochromator(14) for converting the X-rays passing through the X-ray pull-in converger into a monochromatic X-ray of a short wavelength; an X-ray delivery converger(16) for converging and delivering the monochromatic X-ray sent from the monochromator; an X-ray monitoring unit(17) for monitoring the monochromatic X-ray passing through the X-ray delivery converger; an X-ray photon detector(18) for detecting a photon of the X-ray passing through the X-ray monitoring unit and incident to a test piece; an electron detector(19) for detecting the electron emitted from the test piece by the X-ray passing through the X-ray monitoring unit and incident to the test piece; an X-ray detector(20) for detecting the X-ray reflected and emitted from the test piece and the X-ray transmitting the test piece by the X-ray passing through the X-ray monitoring unit and incident to the test piece; and a control unit for controlling each component and progressing a signal.

Description

X-선 전자 분광 분석장치X-ray electron spectroscopy

본 발명은 X-선 전자 분광 분석장치에 관한 것으로서, 특히 재료와 물질의 성분 조성, 전자 및 원자 구조, 물성 평가를 정량적으로 수행할 수 있는 X-선 전자 분광 분석장치에 관한 것이다.The present invention relates to an X-ray electron spectroscopy apparatus, and more particularly, to an X-ray electron spectroscopy apparatus capable of quantitatively evaluating component composition, electron and atomic structure, and physical properties of materials and materials.

현재까지 상용화되어 있거나 논문상으로 발표된 X-선 분석과 관련된 장치 및 기기는 대략 다음과 같은 특징을 가지고 있다.Apparatuses and devices related to X-ray analysis, which have been commercialized or published in the literature, have approximately the following characteristics.

1) 일반 실험실용 EXAFS(extended X-ray absorption fine structure) 장치는 대기중에서만 작동하며, 그에 따라 투과 X-선 흡수 측정이나 형광 X-선만 측정할 수 있다.1) Extended X-ray absorption fine structure (EXAFS) devices for general laboratories operate only in the air, and therefore can only measure transmission X-ray absorption or fluorescent X-rays.

2) 단색광 X-선의 범위가 작아서 분석할 수 있는 원소의 종류가 제한된다. 대개 4keV∼14keV 영역으로 원소의 K-라인 흡수 기준으로 칼슘(Ca,원자번호 20)-브롬(Br, 원자번호 35) 범위에서 가능하다. 넓은 에너지 영역을 사용하고자 할 때는 다른 지역으로 옮겨가서 다른 장비를 사용해야 한다.2) The range of monochromatic X-rays is small, limiting the types of elements that can be analyzed. It is usually possible in the range of calcium (Ca, atomic number 20) -bromine (Br, atomic number 35) on the basis of the K-line absorption of the element, usually in the 4keV-14keV region. If you want to use a large area of energy, you have to move to another area and use different equipment.

3) 기존의 세타(theta)-2세타 방식의 분말 X-선 회절장치의 고니오미터(goniometer)를 그대로 이용하며, 분석시료를 고정시키고 대신 무거운 X-선 발생 튜브 혹은 X-선 발생장치를 움직인다.3) Use the goniometer of the theta-2theta powder X-ray diffractometer as it is, and fix the analysis sample. Instead, use a heavy X-ray generating tube or X-ray generator. Move.

4) X-선 튜브와 진공 챔버(chamber) 사이에 베릴륨(Berillium) 윈도우를 사용함으로써 에너지가 작은 X-선(소프트 X-선)은 전부 흡수되어 2keV 보다 작은 에너지 영역에서 측정할 수 없다.4) By using a berillium window between the X-ray tube and the vacuum chamber, all of the less energy X-rays (soft X-rays) are absorbed and cannot be measured in the energy region less than 2 keV.

5) 롤란드(Roland) 원주 상에서 각 부품을 이동시키는 방법이 2개 혹은 3개의 대기압 스텝핑 모터를 사용하고 벨트로 연결된 구동 메커니즘으로 되어 있다. 따라서, 부품의 움직임에 따른 오차가 크다.5) The method of moving each part on the Roland circumference uses two or three atmospheric stepping motors and a belted drive mechanism. Therefore, the error due to the movement of the component is large.

6) 단색광을 만들기 위한 모노크로메이터(monochromator)의 회절결정(diffraction crystal)이 플랫(flat) 결정으로 에너지 분해능이 좋지 않다.6) The diffraction crystal of the monochromator for producing monochromatic light is a flat crystal, which has poor energy resolution.

7) X-선 광량이 부족하여 EXAFS 스펙트럼을 얻는데 많은 시간이 소요된다.7) Due to the lack of X-ray light, it takes a long time to obtain the EXAFS spectrum.

8) 실험측정 기능이 EXAFS 한 가지 밖에 할 수 없고, 장비 구성요소의 기능을 최대한 활용하기가 어렵다.8) There is only one EXAFS experimental measurement function, and it is difficult to make the most of the equipment component functions.

9) 검출기와 샘플의 기하학적인 배치구조가 단순하여, 각도 분해된 기하학적인 실험이 어렵고, 또한 투과 흡수량, 형광 X-선, X-선 유도 방출 전자량을 동시에 측정할 수 없다.9) Because the geometric arrangement of the detector and the sample is simple, it is difficult to perform angularly resolved geometric experiments, and it is not possible to simultaneously measure the transmission absorption, the fluorescent X-ray, and the X-ray induced emission electron quantity.

10) 방사광 장치의 경우 시편 표면에 조사되는 단색광 빔의 크기가 크므로, 작은 시편이나 작은 부위에 대해 분석하기가 어렵다.10) In the case of the radiation device, since the size of the monochromatic light beam irradiated onto the surface of the specimen is large, it is difficult to analyze small specimens or small portions.

11) 일부 장치 설계는 모노크로메이터의 반사빔이 시편에 초점을 맺지 않고, X-선 모니터나 방출 슬릿에 초점을 형성하여 시편에 조사되는 빔이 크다.11) In some device designs, the reflected beam of the monochromator does not focus on the specimen, but focuses on the X-ray monitor or emission slit, causing the beam to be irradiated onto the specimen.

본 발명은 상기와 같은 여러 문제점들을 감안하여 창출된 것으로서, 하나의 장치 시스템에 의해 재료와 물질의 성분 조성, 전자 및 원자 구조, 물성 평가를 정성 및 정량적으로 수행할 수 있는 X-선 전자 분광 분석장치를 제공함에 그 목적이 있다.The present invention has been made in view of the above-mentioned problems, and X-ray electron spectroscopy can be performed qualitatively and quantitatively to evaluate component composition, electron and atomic structure, and physical properties of materials and materials using a single device system. The object is to provide a device.

도 1은 본 발명에 따른 X-선 전자 분광 분석장치의 개략적인 장치구성도.1 is a schematic block diagram of an X-ray electron spectrometer according to the present invention.

도 2는 본 발명에 따른 X-선 전자 분광 분석장치의 진공 챔버 및 제어부를 나타내 보인 정면도.Figure 2 is a front view showing a vacuum chamber and the control unit of the X-ray electron spectroscopy apparatus according to the present invention.

도 3은 본 발명에 따른 X-선 전자 분광 분석장치의 진공 챔버 및 제어부를 나타내 보인 평면도.Figure 3 is a plan view showing a vacuum chamber and the control unit of the X-ray electron spectroscopy apparatus according to the present invention.

도 4는 본 발명에 따른 X-선 전자 분광 분석장치의 진공 챔버의 내부 구조를 나타내 보인 횡단면도.Figure 4 is a cross-sectional view showing the internal structure of the vacuum chamber of the X-ray electron spectroscopy apparatus according to the present invention.

도 5는 본 발명에 따른 X-선 전자 분광 분석장치의 시편 검출부와 모노크로메이터의 장치구성도.5 is a device configuration of the specimen detection unit and the monochromator of the X-ray electron spectroscopy apparatus according to the present invention.

도 6은 본 발명에 따른 X-선 전자 분광 분석장치의 진공 배기 시스템의 개략적인 구성도.Figure 6 is a schematic diagram of a vacuum exhaust system of the X-ray electron spectroscopy apparatus according to the present invention.

도 7은 본 발명에 따른 X-선 전자 분광 분석장치의 제어 및 신호 검출 시스템의 개략적인 구성도.7 is a schematic configuration diagram of a control and signal detection system of the X-ray electron spectroscopy apparatus according to the present invention.

도 8은 본 발명에 따른 X-선 전자 분광 분석장치에 있어서, X-선 집속 원리를 설명하는 개요도.8 is a schematic diagram illustrating an X-ray focusing principle in the X-ray electron spectroscopy apparatus according to the present invention.

도 9a는 본 발명에 따른 X-선 전자 분광 분석장치의 에너지 스캐닝 방식을 설명하기 위한 높은 에너지 영역에서의 기하광학적 배치도.Figure 9a is a geometrical arrangement in the high energy region for explaining the energy scanning method of the X-ray electron spectroscopy apparatus according to the present invention.

도 9b는 본 발명에 따른 X-선 전자 분광 분석장치의 에너지 스캐닝 방식을 설명하기 위한 중간 에너지 영역에서의 기하광학적 배치도.Figure 9b is a geometrical arrangement diagram in the middle energy region for explaining the energy scanning method of the X-ray electron spectroscopy apparatus according to the present invention.

도 9c는 본 발명에 따른 X-선 전자 분광 분석장치의 에너지 스캐닝 방식을 설명하기 위한 낮은 에너지 영역에서의 기하광학적 배치도.Figure 9c is a geometrical optical layout of the low energy region for explaining the energy scanning method of the X-ray electron spectroscopy apparatus according to the present invention.

도 10은 본 발명에 따른 X-선 전자 분광 분석장치의 분광 X-선 광학계 및 필요 파라미터를 나타내 보인 도면.10 is a view showing a spectroscopic X-ray optical system and necessary parameters of the X-ray electron spectroscopy apparatus according to the present invention.

도 11은 본 발명에 따른 X-선 전자 분광 분석장치에 의해 CeO2시료에서 얻은 Ce-K 흡수 모서리 전자 방출 스펙트럼을 나타내 보인 도면.11 is a view showing a Ce-K absorption edge electron emission spectrum obtained from a CeO 2 sample by an X-ray electron spectroscopy apparatus according to the present invention.

도 12는 본 발명에 따른 X-선 전자 분광 분석장치에 의해 Ge(111) 모노크로메이터의 회절 패널에서 얻은 스펙트럼을 나타내 보인 도면.12 is a view showing a spectrum obtained in the diffraction panel of the Ge (111) monochromator by the X-ray electron spectroscopy apparatus according to the present invention.

도 13은 본 발명에 따른 X-선 전자 분광 분석장치에 의해 Cu-L 라인에서 얻은 스펙트럼을 나타내 보인 도면.13 is a view showing a spectrum obtained in the Cu-L line by the X-ray electron spectroscopy apparatus according to the present invention.

도 14는 본 발명에 따른 X-선 전자 분광 분석장치에 의해 Cu 박막(13μm) 시료에서 얻은 X-선 흡수 스펙트럼을 나타내 보인 도면.14 is a diagram showing an X-ray absorption spectrum obtained from a Cu thin film (13 μm) sample by an X-ray electron spectroscopy apparatus according to the present invention.

도 15는 본 발명에 따른 X-선 전자 분광 분석장치에 의해 Cu 박막(8μm) 시료에서 얻은 EXAFS 스펙트럼을 나타내 보인 도면.FIG. 15 is a diagram showing an EXAFS spectrum obtained from a Cu thin film (8 μm) sample by an X-ray electron spectroscopy apparatus according to the present invention. FIG.

도 16은 본 발명에 따른 X-선 전자 분광 분석장치에 의해 TiN(두께 110nm)/Si 시료에서 얻은 전자 방출 스펙트럼을 나타내 보인 도면.FIG. 16 is a diagram showing an electron emission spectrum obtained from a TiN (thickness 110 nm) / Si sample by an X-ray electron spectroscopy apparatus according to the present invention. FIG.

도 17은 본 발명에 따른 X-선 전자 분광 분석장치에 의해 TiN(두께 110nm)/Si 시료에서 얻은 형광방출량 스펙트럼을 나타내 보인 도면.FIG. 17 is a view showing a fluorescence emission spectrum obtained from a TiN (thickness 110 nm) / Si sample by an X-ray electron spectroscopy apparatus according to the present invention. FIG.

도 18은 본 발명에 따른 X-선 전자 분광 분석장치에 의해 Ge(111) 결정면과 입사 X-선의 각도를 변화시키면서 측정한 전자방출 스펙트럼을 나타내 보인 도면.18 is a view showing an electron emission spectrum measured while varying the angle between the Ge (111) crystal plane and the incident X-rays by the X-ray electron spectroscopy apparatus according to the present invention.

도 19는 본 발명에 따른 X-선 전자 분광 분석장치에 의해 광에너지를 0.2eV 단계로 측정한 Cu-Kα1, Cu-Kα2 특성 스펙트럼을 나타내 보인 도면.19 is a view showing the Cu-Kα1, Cu-Kα2 characteristic spectrum measured by the optical energy in 0.2eV step by the X-ray electron spectroscopy apparatus according to the present invention.

도 20은 본 발명에 따른 X-선 전자 분광 분석장치에 의해 광에너지를 Cu-Kα1 라인에 고정하고, 2회 반복 측정한 InP 단결정(004)면의 로킹 커브를 나타내 보인 도면.20 is a view showing the rocking curve of the InP single crystal (004) plane of the optical energy is fixed to the Cu-Kα1 line by the X-ray electron spectroscopy apparatus according to the present invention, and repeatedly measured twice.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명><Explanation of symbols for the main parts of the drawings>

11...X-선 발생장치 12...진공 챔버11 ... X-ray generator 12 ... Vacuum chamber

12s...진공 챔버 지지대 12t...진공 챔버 지지 테이블12s ... vacuum chamber support 12t ... vacuum chamber support table

13...X-선 인입 수렴기 14...모노크로메이터13 ... X-ray incoming converging unit 14 ... Monochromator

15...시편 검출부 16...X-선 송출 수렴기15 ... Specimen detector 16 ... X-ray transmitter

17...X-선 모니터링 장치 18...X-선 광자 검출기17 ... X-ray monitoring device 18 ... X-ray photon detector

19...전자 검출기 20,20'...X-선 검출기19 ... Electronic detector 20,20 '... X-ray detector

21...제어부 22...진공게이지 콘트롤 유니트/릴레이 보드21 Control unit 22 Vacuum gauge control unit / relay board

23...검출장치 콘트롤러 24...스텝핑 모터 콘트롤러23 ... detector controller 24 ... stepping motor controller

25...직류전원 공급장치 26,27...제1,제2 터보 분자 펌프 콘트롤러25 ... DC power supply 26,27 ... 1st, 2nd turbo molecular pump controller

41,42...리니어 가이드 43...롤란드 섹터41,42 ... Linear guide 43 ... Roland sector

61,62...진공 벨로우즈 관 63...게이트 밸브61,62 ... Vacuum bellows tube 63 ... Gate valve

64,67...열전대 게이지 65,66...이온 게이지64,67 ... thermocouple gauge 65, 66 ... ion gauge

68,69...벤트 밸브 70,71...차단 밸브68,69 ... Vent Valve 70,71 ... Shutoff Valve

72...로터리 펌프 73,74...분자 터보 펌프72 ... rotary pump 73, 74 ... molecular turbopump

81...제어 컴퓨터 82...PC/ISA 버스 확장 박스81 ... Control Computer 82 ... PC / ISA Bus Expansion Box

83...X-선발생장치/콘트롤러 87...스텝핑 모터 콘트롤러83 ... X-Ray Generator / Controller 87 ... Stepping Motor Controller

88...검출 시스템 89...음성 메시지 시스템88 ... Detection system 89 ... Voice message system

상기의 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 X-선 전자 분광 분석장치는,In order to achieve the above object, the X-ray electron spectroscopy apparatus according to the present invention,

X-선을 발생시키기 위한 X-선 발생장치; 상기 X-선 발생장치로부터 발생된 X-선을 수렴시키기 위한 X-선 인입 수렴기; 상기 X-선 인입 수렴기를 통과한 X-선을 단파장의 단색 X-선으로 변환시키는 모노크로메이터; 상기 모노크로메이터로부터 송출되는 단색 X-선을 수렴하여 송출시키기 위한 X-선 송출 수렴기; 상기 X-선 송출 수렴기를 거친 단색 X-선을 모니터링하기 위한 X-선 모니터링 장치; 상기 X-선 모니터링 장치를 거쳐 임의의 시편에 입사되는 X-선의 광자를 검출하기 위한 X-선 광자 검출기; 상기 X-선 모니터링 장치를 거쳐 임의의 시편에 입사되는 X-선에 의해 시편으로부터 방출되는 전자를 검출하기 위한 전자 검출기; 상기 X-선 모니터링 장치를 거쳐 임의의 시편에 입사되는 X-선에 의해 시편으로부터 반사, 방출되는 X-선 및 시편을 투과하는 X-선을 검출하기 위한 X-선 검출기; 및 상기 각 구성요소들의 제어 및 신호처리를 위한 제어부를 포함하는 점에 그 특징이 있다.An X-ray generator for generating X-rays; An X-ray incoming converging device for converging X-rays generated from the X-ray generator; A monochromator for converting the X-rays passing through the X-ray incoming converging unit into a monochromatic X-ray having a short wavelength; An X-ray transmitting converging unit for converging and transmitting the monochromatic X-rays transmitted from the monochromator; An X-ray monitoring apparatus for monitoring a monochromatic X-ray having passed through the X-ray transmitting convergence unit; An X-ray photon detector for detecting photons of X-rays incident on any specimen via the X-ray monitoring apparatus; An electron detector for detecting electrons emitted from the specimen by X-rays incident on any specimen via the X-ray monitoring device; An X-ray detector for detecting X-rays reflected and emitted from the specimens and X-rays passing through the specimens by X-rays incident on any specimen through the X-ray monitoring apparatus; And a control unit for control and signal processing of the respective components.

여기서, 특히 상기 X-선 발생장치로부터 발생된 X-선이 시편에 도달하기 까지 중간 차단 물질에 의해 에너지가 흡수되는 것을 방지하기 위하여, 상기 X-선 발생장치 및 제어부를 제외한 나머지 구성요소들은 진공 챔버(chamber) 내부에 설치되는 것이 바람직하다.Here, in particular, the components other than the X-ray generator and the control unit may be vacuumed to prevent energy being absorbed by the intermediate blocking material until the X-ray generated from the X-ray generator reaches the specimen. It is desirable to be installed inside the chamber.

이와 같은 본 발명에 의하면, 하나의 장치 시스템에 각각 다른 기능을 가진 다수의 유니트들이 마련되어 있으므로, 사용자가 원하는 실험을 시간과 공간의 제약을 받지 않고 수행할 수 있는 장점이 있다. 또한, 부분적으로 방사광 가속기 장치에 부착된 EXAFS 설비를 이용하지 않고도 원하는 때에 수시로 신뢰성있는 실험결과를 얻을 수 있으며, 가속기 장치의 사용을 위한 빔타임을 배정받기 위한 별도의 노력과 시간을 절약할 수 있다.According to the present invention, since a plurality of units each having a different function in one device system is provided, there is an advantage that the user can perform the desired experiment without the constraints of time and space. In addition, reliable test results can be obtained at any time without the use of the EXAFS facility attached to the radiation accelerator device, and it saves extra effort and time for assigning beam time for use of the accelerator device. .

이하 첨부된 도면을 참조하면서 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 1은 본 발명에 따른 X-선 전자 분광 분석장치의 개략적인 시스템 구성도이다.1 is a schematic system configuration diagram of an X-ray electron spectroscopy apparatus according to the present invention.

도 1을 참조하면, 본 발명에 따른 X-선 전자 분광 분석장치는 X-선을 발생시키기 위한 X-선 발생장치(11)와, 그 X-선 발생장치(11)로부터 발생된 X-선을 수렴시키기 위한 X-선 인입 수렴기(13)와, 그 X-선 인입 수렴기(13)를 통과한 X-선을 단파장의 단색 X-선으로 변환시키는 모노크로메이터(14)와, 그 모노크로메이터(14)로부터 송출되는 단색 X-선을 수렴하여 송출시키기 위한 X-선 송출 수렴기(16)와, 그 X-선 송출 수렴기(16)를 거친 단색 X-선을 모니터링하기 위한 X-선 모니터링 장치(17)와, 그 X-선 모니터링 장치(17)를 거쳐 임의의 시편(S)에 입사되는 X-선의 광자를 검출하기 위한 X-선 광자 검출기(18)와, 상기 X-선 모니터링 장치(17)를 거쳐 상기 시편(S)에 입사되는 X-선에 의해 시편(S)으로부터 방출되는 전자를 검출하기 위한 전자 검출기(19) 및 상기 X-선 모니터링 장치(17)를 거쳐 상기 시편(S)에 입사되는 X-선에 의해 시편(S)으로부터 반사, 방출되는 X-선 및 시편(S)을 투과하는 X-선을 검출하기 위한 X-선 검출기(20)를 구비한다. 참조 번호 15는 X-선에 의해 실제적으로 시편(S)을 검출하는 구성요소들로서 시편 검출부를 나타낸다.Referring to FIG. 1, an X-ray electron spectroscopic analyzer according to the present invention includes an X-ray generator 11 for generating X-rays, and an X-ray generated from the X-ray generator 11. X-ray inlet converging unit 13 for converging the X-rays, monochromator 14 for converting the X-rays passing through the X-ray inlet converging unit 13 into monochromatic X-rays of short wavelength, and X-ray transmission converging unit 16 for converging and transmitting the monochromatic X-rays transmitted from the monochromator 14, and for monitoring the monochromatic X-rays passing through the X-ray transmission converging unit 16 An X-ray monitoring device 17, an X-ray photon detector 18 for detecting photons of X-rays incident on an arbitrary specimen S via the X-ray monitoring device 17, and the X An electron detector 19 and the X-ray monitoring device for detecting electrons emitted from the specimen S by X-rays incident on the specimen S via a ray monitoring device 17 ( An X-ray detector 20 for detecting X-rays reflected and emitted from the specimen S and X-rays passing through the specimen S by the X-rays incident on the specimen S via 17). ). Reference numeral 15 denotes a specimen detection section as components that actually detect the specimen S by X-rays.

여기서, 상기 X-선 발생장치(11)는 특히 백색 X-선을 발생시키는 X-선 발생장치가 사용되며, X-선 인입 및 송출 수렴기(13)(16)로는 콜리메이터(collimator)가 사용된다. 또한, 상기 X-선 광자 검출기(18)로는 가스 비례 검출기(gas- proportional detector)가 사용되고, X-선 전자 검출기(19)로는 채널트론(channel -tron)이 사용되며, X-선 검출기(20)로는 신티레이션(scintillation) 검출기가 사용된다.Here, the X-ray generator 11 is used in particular an X-ray generator for generating a white X-ray, a collimator (collimator) is used as the X-ray inlet and outgoing convergence (13, 16) do. In addition, a gas proportional detector is used as the X-ray photon detector 18, a channel -tron is used as the X-ray electron detector 19, and an X-ray detector 20 is used. ), A scintillation detector is used.

이상과 같은 각 구성 요소들은 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이 상기 X-선 발생장치(11)를 제외하고는 모두 진공 챔버(12) 속에 설치된다. 그리고, 진공 챔버(12)와 인접해서 상기 각 구성요소들의 제어 및 신호처리를 위한 제어부(21)가 마련된다. 여기서, 이 제어부(21)는 진공 게이지 콘트롤 유니트 및 릴레이 보드(22)와, 각 검출 장치를 제어하기 위한 검출장치 콘트롤러(23)와, 각 검출장치의 기계적 이동을 가능하게 하는 다수의 스텝핑(stepping) 모터(미도시:진공 챔버 내부에 설치됨)를 제어하기 위한 스텝핑 모터 콘트롤러(24)와, 시스템에 필요한 직류 전원을 공급하기 위한 직류 전원 공급장치(25)와, 제1,제2 터보 분자 펌프 콘트롤러(26)(27)로 구성된다. 그리고, 이와 같은 제어부(21)는 다시 컴퓨터(미도시)와 연결된다. 따라서, 본 발명의 장치 및 장치 제어부는 전체적으로 컴퓨터에 의해 운영된다. 물론, 이와 같은 컴퓨터에는 상기 장치 및 장치제어부를 운영하기 위한 특정 운영 프로그램이 사용자에 의해 미리 마련되어 저장된다. 도 2 및 도 3에서 참조 부호 12s는 진공 챔버 지지대, 12t는 진공 챔버 지지 테이블을 각각 나타낸다.Each of the above components is installed in the vacuum chamber 12 except for the X-ray generator 11 as shown in FIGS. 2 and 3. In addition, a control unit 21 is provided adjacent to the vacuum chamber 12 for control and signal processing of the respective components. Here, the control unit 21 includes a vacuum gauge control unit and a relay board 22, a detection device controller 23 for controlling each detection device, and a plurality of steppings to enable mechanical movement of each detection device. ) A stepping motor controller 24 for controlling a motor (not shown in the vacuum chamber), a DC power supply 25 for supplying DC power required for the system, and first and second turbomolecular pumps. It consists of the controllers 26 and 27. In addition, the control unit 21 is connected to a computer (not shown) again. Thus, the apparatus and the device control unit of the present invention are entirely operated by a computer. Of course, in such a computer, a specific operating program for operating the apparatus and the device control unit is prepared and stored in advance by the user. In Figs. 2 and 3, reference numeral 12s denotes a vacuum chamber support, and 12t denotes a vacuum chamber support table, respectively.

한편, 도 4는 상기 진공 챔버(12)의 내부 구조를 나타내 보인 것으로서, 광에너지 스캐닝 메커니즘(photon energy scanning mechanism), 모노크로메이터(14), 시편 검출부(15)의 장치요소들이 이른 바 롤란드 원(Rowland circle)을 유지하는 상관 관계를 가지도록 배치된다. 즉, 2개의 리니어 가이드(41)(42)는 진공 챔버(12) 벽면에 지지되어 고정되고, 반경이 600mm인 원형 롤란드 섹터(43)는 그 양단이 상기 리니어 가이드(41)(42)에 각각 고정된다. 이때, 롤란드 섹터(43)의 양단부는 리니어 가이드(41)(42)를 따라 각각 자유롭게 이동할 수 있으며, 따라서 롤란드 섹터(43)는 리니어 가이드(41)(42)의 어느 지점에도 위치할 수 있게 된다. 이와 같은 롤란드 섹터(43)는 진공 챔버(12)의 바닥면에 지지되는데, 50kg 이상의 롤란드 섹터(43)와 시편 검출부(15) 몸체가 부드럽게 슬라이딩되면서 이동될 수 있도록 하기 위해, 바닥면과의 마찰을 줄이기 위한 방법으로 3개의 롤란드 섹터 지지대 하부에 사파이어(sapphire) 판이 각각 부착된다. 그리고, 진공 챔버(12)의 바닥면은 평탄도가 바닥 전면적에 대해 1 미크론 이내가 되도록 가공된다.4 illustrates an internal structure of the vacuum chamber 12, in which the device elements of the photon energy scanning mechanism, the monochromator 14, and the specimen detector 15 are called Roland circles. (Rowland circle) is arranged to have a correlation. That is, the two linear guides 41 and 42 are supported and fixed to the wall of the vacuum chamber 12, and the circular Roland sector 43 having a radius of 600 mm is opposite to the linear guides 41 and 42, respectively. It is fixed. At this time, both ends of the Roland sector 43 can move freely along the linear guides 41 and 42, so that the Roland sector 43 can be located at any point of the linear guides 41 and 42. . The Roland sector 43 is supported on the bottom surface of the vacuum chamber 12. In order to allow the Roland sector 43 and the body of the specimen detection unit 15 to be smoothly slid and moved, friction with the bottom surface is 50 kg or more. Sapphire plates are attached to the bottom of the three Roland sector supports in order to reduce the pressure. And the bottom surface of the vacuum chamber 12 is processed so that flatness may be within 1 micron with respect to a floor whole surface.

도 5는 롤란드 섹터(43)에 설치된 시편 검출부(15)와 모노크로메이터(14)를 나타내 보인 것으로서, 이와 같은 장치 메커니즘에서 시편(S)은 수직축에 대하여 360도 회전 가능하다. 또한, 검출기들(19)(20)(20')도 매우 넓은 각도 범위에서 배치할 수 있다. 그리고, 결정면 간격이 서로 다른 6개의 결정을 모노크로메이터(14)의 6면 드럼 리볼버에 동시에 장착하여 사용할 수 있으므로, 매우 넓은 에너지 영역에서 단색광을 얻을 수 있다. 예컨대, 결정면 간격이 서로 다른 6개의 결정으로리튬 플로라이드(Lithium fluoride)(200), 리튬 플로라이드(422), Ge(게르마늄) (111), Ge(111)f, PET(Pentaerythritol)(002), KHP(Potassium hydrogen phthalate) (100)이 사용된다. 여기서, Ge(111)f는 평면 결정이고, 나머지는 모두 요한슨(Johansson) 형상의 결정으로, 각 결정의 표면은 롤란드 반경(R)에 대해서 곡면반경 R로 정밀 가공되고, X-선 빔 방향에 대해 2R 반경으로 벤딩(bending)된다. 이와 같은 결정 표면의 요한슨 형상 구조는 단색광의 광량을 10배 이상 증가시키며, 단색광의 에너지 분해능을 향상시키게 된다.FIG. 5 shows a specimen detector 15 and a monochromator 14 installed in the Roland sector 43, in which the specimen S is rotatable 360 degrees about its vertical axis. In addition, the detectors 19, 20, 20 ′ can also be arranged in a very wide angle range. Since six crystals having different crystal plane spacings can be mounted and used simultaneously in the six-side drum revolver of the monochromator 14, monochromatic light can be obtained in a very wide energy region. For example, lithium fluoride 200, lithium fluoride 422, Ge (germanium) 111, Ge (111) f, PET (Pentaerythritol) (002) with six crystals having different crystal plane spacings. Potassium hydrogen phthalate (KHP) (100) is used. Here, Ge (111) f is a planar crystal, and the rest are Johansson-shaped crystals, and the surface of each crystal is precisely machined to a radius of curvature R with respect to the Roland radius R, and is in the X-ray beam direction. Is bent at a 2R radius. This Johansson-shaped structure of the crystal surface increases the amount of light of the monochromatic light by more than 10 times, and improves the energy resolution of the monochromatic light.

도 6은 상기 진공 챔버(12)의 진공을 유지시키는 진공 시스템을 나타내 보인 것으로서, X-선 발생장치(11)와 진공 챔버(12)는 하나의 진공 공간이 되도록 진공 벨로우즈관(61)과 게이트 밸브(63)로 연결된다. 이렇게 함으로써 X-선 발생장치(11)에서 방출되는 X-선은 시편에 도달하기까지 중간에 차단하는 물질이 없으므로, X-선의 에너지는 흡수되지 않는다. 도 6에서 참조 번호 62는 진공 벨로우즈관, 64,67은 열전대 게이지, 65,66은 이온 게이지, 68,69는 벤트 밸브, 70,71은 차단 밸브, 72는 로터리 펌프, 73,74는 분자 터보 펌프를 각각 나타낸다.6 shows a vacuum system for maintaining the vacuum of the vacuum chamber 12, in which the vacuum bellows tube 61 and the gate are formed so that the X-ray generator 11 and the vacuum chamber 12 are one vacuum space. It is connected to the valve (63). By doing so, since X-rays emitted from the X-ray generator 11 do not have a material blocking them in the middle until they reach the specimen, the energy of the X-rays is not absorbed. In Figure 6, reference numeral 62 is a vacuum bellows tube, 64, 67 is a thermocouple gauge, 65, 66 is an ion gauge, 68, 69 is a vent valve, 70, 71 is a shutoff valve, 72 is a rotary pump, 73, 74 is a molecular turbo Each pump is shown.

도 7은 본 발명에 따른 X-선 전자 분광 분석장치의 제어 및 신호 검출 시스템을 나타내 보인 것으로서, X-선 발생장치/콘트롤러(83)는 시스템을 운영하기 위한 특정 프로그램(예컨대, STAR 프로그램)(81s)이 저장되어 있는 제어 컴퓨터(81)와 전기적으로 직접 접속되며, 제어 컴퓨터(81)로부터 소정 제어신호를 전송받아 작동하게 된다. 또한, 상기 제어 컴퓨터(81)와 각 유니트를 연결하는 PC/ISA 버스(bus) 확장 박스(82)로부터 진공 게이지 제어신호(84), 로터리 펌프 및 진공 밸브 제어신호(85) 및 분자 터보 펌프 제어신호(86) 등이 송출되며, 이에 따라 진공 챔버(12) 내부의 각 동작부들에 의한 여러 동작이 일어나게 된다. 즉, 2개의 스텝핑 모터의 구동에 의한 모노크로메이터(14)의 결정면 및 드럼의 회전, 각각 1개씩의 스텝핑 모터의 구동에 의한 에너지 스캐닝을 위한 선형 이동, 롤란드 섹터 스캐닝, 엑시트 슬릿(exit slit) 폭 조정, 에이밍(aiming) 헤드 회전, 시편 회전 등이 일어난다. 그리고, X-선 모니터 검출기의 위치제어, 채널트론 전자 검출기 및 가스 비례형 X-선 검출기의 동작 제어가 각각 이루어지며, 진공 챔버(12) 외부의 신티레이션 X-선 검출기의 동작 제어도 이루어진다. 이상과 같은 동작 및 제어에 있어서, 상기 모노크로메이터(14)의 결정면 및 드럼의 회전, 에너지 스캐닝을 위한 선형 이동, 롤란드 섹터 스캐닝, 엑시트 슬릿 폭 조정, 에이밍 헤드 회전, 시편 회전 등은 스텝핑 모터 콘트롤러(87)에 의해 이루어지고, X-선 모니터 검출기의 위치제어, 채널트론 전자 검출기 및 가스 비례형 X-선 검출기의 동작 제어 등은 스텝핑 모터 콘트롤러(87) 및 검출 시스템(88)에 의해 이루어진다. 여기서, 특히 장치의 동작상황에 따라 특정 소리를 발생시킴으로써 컴퓨터 모니터에 디스플레이되는 비디오 신호 및 데이터 뿐만이 아니라 소리에 의해서도 장치의 정상동작 여부를 알 수 있도록, 도시된 바와 같이 음성 메시지 시스템(89)이 마련된다.7 shows a control and signal detection system of an X-ray electron spectrometer according to the present invention, the X-ray generator / controller 83 is a specific program (eg, STAR program) for operating the system ( 81s) is electrically connected directly to the control computer 81 stored therein, and receives a predetermined control signal from the control computer 81 to operate. In addition, a vacuum gauge control signal 84, a rotary pump and a vacuum valve control signal 85, and a molecular turbo pump control are provided from a PC / ISA bus expansion box 82 connecting the control computer 81 and each unit. The signal 86 and the like are transmitted, and accordingly, various operations by the operation units inside the vacuum chamber 12 occur. That is, the rotation of the crystal plane of the monochromator 14 and the drum by driving two stepping motors, linear movement for energy scanning by driving one stepping motor each, Roland sector scanning, exit slit Width adjustment, aiming head rotation, specimen rotation, etc. occur. The position control of the X-ray monitor detector, the operation of the channeltron electron detector and the gas proportional type X-ray detector are performed respectively, and the operation control of the scintillation X-ray detector outside the vacuum chamber 12 is also performed. In the above operation and control, rotation of the crystal plane and drum of the monochromator 14, linear movement for energy scanning, Roland sector scanning, exit slit width adjustment, aiming head rotation, specimen rotation, and the like are stepping motors. It is made by the controller 87, and the position control of the X-ray monitor detector, the operation control of the channeltron electron detector and the gas proportional X-ray detector are performed by the stepping motor controller 87 and the detection system 88. . Here, the voice message system 89 is provided as shown to show whether the device operates normally not only by the video signal and data displayed on the computer monitor but also by the sound by generating a specific sound according to the operation state of the device. do.

그러면, 이상과 같은 구성을 가지는 본 발명에 따른 X-선 전자 분광 분석장치의 동작에 대해 설명해 보기로 한다.Then, the operation of the X-ray electron spectrometer according to the present invention having the configuration as described above will be described.

본 발명의 장치에는 X-선 빔들을 집속하고 반사시키기 위하여 가장 집광 효율이 좋고, 특성이 뛰어난 요한슨 X-선 집광방식이 채용된다. 따라서, 도 8에 도시된 바와 같이 X-선 광원(X-선 발생장치의 X-선 발생위치)(91s)로부터 출사된 3개의 빔(L1)(L2)(L3)은 모두 결정면에 대하여 동일한 반사각(θ)을 갖는데, 이는 이론적으로 초점 위치(91f)에서도 동일한 초점 크기를 가질 수 있음을 의미한다. 이때, X-선 광자 에너지 E(keV)에 대해서 스캔하는 것은 곧 다음의 브라그(Bragg) 법칙에 따라 각도 θ를 변화시키는 것을 말하는 바, 그와 같은 관계를 수식으로 표현하면 다음과 같이 나타낼 수 있다.The apparatus of the present invention employs the Johansson X-ray condensing method, which has the best condensing efficiency and excellent characteristics to focus and reflect the X-ray beams. Therefore, as shown in Fig. 8, all three beams L1, L2, L3 emitted from the X-ray light source (X-ray generating position of the X-ray generator) 91s are all the same with respect to the crystal plane. It has a reflection angle θ, which means that it can theoretically have the same focal size even at the focal position 91f. At this time, scanning for the X-ray photon energy E (keV) means changing the angle θ according to Bragg's law, which can be expressed as follows. have.

2dsinθ = n12.396/E2dsinθ = n12.396 / E

또한, 이때 동시에 결정면의 표면은 롤란드 반경 R에 계속 위치된다. 본 발명에서는 X-선 광원은 공간적으로 고정되어 있고, 결정-모노크로메이터는 반경 R의 롤란드 섹터 위에 고정되어 있으며, 롤란드 섹터는 원주를 광원에 항상 일치하여 움직인다. 그리고, 반사빔이 초점을 맺는 곳에 위치한 시편은 롤란드 섹터를 따라 움직일 수 있다. 또한, 방출 슬릿은 시편의 플랫폼에 부착되어 있다.At the same time, the surface of the crystal plane is also continuously positioned at the Roland radius R. In the present invention, the X-ray light source is fixed spatially, the crystal-monochromator is fixed on the Roland sector of radius R, and the Roland sector always moves its circumference in line with the light source. And, the specimen located where the reflected beam is in focus can move along the Roland sector. In addition, the discharge slit is attached to the platform of the specimen.

이상과 같은 조건 및 상태에서의 본 발명에 따른 X-선 전자 분광 분석장치의 에너지 스캐닝 방식에 대해 도 9a, 도 9b 및 도 9c를 참조하면서 설명해 보기로 한다.The energy scanning method of the X-ray electron spectroscopy apparatus according to the present invention under the above conditions and conditions will be described with reference to FIGS. 9A, 9B, and 9C.

도 9a 내지 도 9c는 본 발명에 따른 X-선 전자 분광 분석장치의 에너지 스캐닝 방식을 설명하는 기하광학적 배치를 나타내 보인 것으로서, 도 9a는 높은 에너지 영역에서의 기하광학적 배치도, 도 9b는 중간 에너지 영역에서의 기하광학적 배치도, 도 9c는 낮은 에너지 영역에서의 기하광학적 배치도이다.9a to 9c show a geometrical optical arrangement illustrating the energy scanning method of the X-ray electron spectroscopy apparatus according to the present invention, FIG. 9a is a geometrical optical layout in the high energy region, and FIG. 9b is an intermediate energy region. FIG. 9C is a geometrical optical layout in the low energy region. FIG.

도 9a, 도 9b 및 도 9c와 같은 기하광학적 배치에 의해서는 각각 도 11, 도 12 및 도 13과 같은 스펙트럼을 얻는다. 도 11은 단색광 에너지가 40.5keV 부근의 높은 에너지 영역에서 CeO2분말 샘플로부터 Ce 원자의 X-선 흡수에 해당하는 전자 방출량을 채널트론 전자검출기에 의해 얻은 스펙트럼이다. 도 12는 6keV의 중간 에너지 영역에서 얻은 스펙트럼으로서, X-선 발생장치의 몰리브덴(Mo) 애노우드(anode)에서 방출되는 Mo-Kα1, Mo-Kα2, Mo-Kβ1 특성 X-선을 신티레이션 검출기로 광원의 X-선을 분석한 것이다. 도 13은 0.9keV의 낮은 에너지 영역에서 구리(Cu) 애노우드의 특성 X-선 Lα, Lβ 피크들을 채널트론 전자 검출기로 얻은 X-선 스펙트럼이다.By the geometrical optical arrangements shown in Figs. 9A, 9B and 9C, the spectra as shown in Figs. 11, 12 and 13 are obtained, respectively. FIG. 11 is a spectrum obtained by a channeltron electron detector for the amount of electron emission corresponding to the X-ray absorption of Ce atoms from CeO 2 powder samples in the high energy region where the monochromatic light energy is around 40.5 keV. FIG. 12 is a spectra obtained in a medium energy region of 6 keV, and a scintillation detector for Mo-Kα1, Mo-Kα2, and Mo-Kβ1 characteristic X-rays emitted from the molybdenum (Mo) anode of the X-ray generator X-rays of the light source are analyzed. FIG. 13 is an X-ray spectrum of characteristic X-rays Lα, Lβ peaks of a copper (Cu) anode in the low energy region of 0.9 keV with a channeltron electron detector.

따라서, 광에너지에 대해 스캐닝하려면 다음의 세가지 움직임이 충족되어야 한다. 즉, X-선 빔이 방출되는 방향을 따라서 롤란드 섹터가 직선 운동을 해야 하고, 롤란드 섹터의 원주를 따라서 샘플 및 슬릿 플랫 폼이 이동해야 하며, 초점에 대해 플랫 폼이 회전해야 한다. 도 10은 이상과 같은 충족 조건과 관련하여 상기 중간 에너지 영역에서의 기하광학적 배치를 필요한 파라미터와 관련시켜 나타내 보인 것이다.Therefore, the following three movements must be satisfied to scan for light energy. That is, the Roland sector must be linearly moving along the direction in which the X-ray beam is emitted, the sample and slit platforms must move along the circumference of the Roland sector, and the platform must rotate relative to the focal point. FIG. 10 shows the geometrical optical placement in the intermediate energy region in relation to the required parameters in relation to the above fulfillment conditions.

도 10에 도시된 바와 같이, 에너지 스캐닝의 필요 조건 중 하나는 입사빔의 중앙선과 반사빔의 중앙선이 결정면의 법선에 대하여 대칭이 되어야 한다. 양 중앙선이 만나는 점으로부터 광원까지의 거리(L)는 다음과 같이 표현될 수 있다.As shown in FIG. 10, one of the requirements for energy scanning is that the centerline of the incident beam and the centerline of the reflected beam should be symmetrical with respect to the normal of the crystal plane. The distance L from the point where the two center lines meet to the light source can be expressed as follows.

L = 2RsinθL = 2 Rsinθ

이때, 결정 표면의 중심에 대해 플랫 폼의 회전각은 2θ이며, 초점에 대해 플랫 폼의 조준 회전(aiming turn)각은 π/2-θ이다. 본 발명의 분광장치에서 가장 중요한 기본 특성은 단색화 광량(monochromatized photon flux)과 광에너지의 분해능이라고 할 수 있다. 이때, 에너지 분해능(ΔE)는 회절각(θ)의 분산에 의해서 정의될 수 있는데, 상기 수학식 1에 의해서 다음과 같이 표현될 수 있다.At this time, the rotation angle of the platform with respect to the center of the crystal surface is 2θ, and the aiming turn angle of the platform with respect to the focal point is π / 2-θ. The most important basic characteristics of the spectrometer of the present invention can be said to be the monochromatized photon flux and the resolution of the light energy. In this case, the energy resolution ΔE may be defined by the dispersion of the diffraction angle θ, and may be expressed by Equation 1 as follows.

ΔE = (Ecosθ)ΔθΔE = (Ecosθ) Δθ

여기서, 에너지 분해능에 영향을 미치는 3가지 요소가 있으며, 회절각 분산도(broadening,Δθ)는 이 세가지 요소의 합으로서 Δθ=Δθ1+Δθ2+Δθ3와 같이 표시된다. 또한, 기하학적인 주요 수차는 X-선 발생장치의 필라멘트의 평행으로 투사되는 빔의 크기가 수학적인 점이 아니고, 유한한 크기를 가짐으로써 발생한다. 예컨대, 필라멘트의 초점 크기가 10mm×0.5mm이고, 탈출각(take-off angle)이 6°이면 투사초점 폭(F)은 0.05mm가 된다. 이러한 기하학적인 조건으로 다음과 같은 회절각 분산(Δθ1)이 만들어진다.Here, there are three factors influencing the energy resolution, and the diffraction angle dispersion, Δθ, is expressed as Δθ = Δθ 1 + Δθ 2 + Δθ 3 as the sum of these three elements. In addition, the geometrical major aberration occurs when the size of the beam projected in parallel with the filament of the X-ray generator is not a mathematical point but has a finite size. For example, when the filament has a focal size of 10 mm x 0.5 mm and a take-off angle of 6 degrees, the projection focal width F is 0.05 mm. Under these geometric conditions, the following diffraction angle dispersion Δθ 1 is made.

Δθ1= F/4RsinθΔθ 1 = F / 4Rsinθ

한편, 결정의 폭과 광원이 이루는 결정각(ω)은 광량(flux)을 결정하게 된다. 더 큰 광량을 얻기 위해서는 결정각(ω)이 더 커야 한다. 그런데, 요한슨 방식 분광기의 X-선 광에너지의 실제 분해능 ΔE는 결정각(ω)에 영향을 받는다. 왜냐하면, 모노크로메이터(14)에 사용되는 결정의 크기에 대해 결함이 없는 완전한 결정을 얻기가 어렵기 때문이다. 보통 분광기에 채용되는 광학 결정의 길이(arc length)는 20mm부터 50mm 사이이다. 이 결정 길이가 작을수록 더 좋은 에너지 분해능이 얻어진다. 또한, 결정의 수직 길이도 아래의 수학식 5에 표시된 것처럼 분해능 및 광량에 영향을 미친다. 결정의 수직 길이가 작을수록 분해능이 더 좋아지기는 하지만, 광량은 더 작아질 수 있다. 광량을 결정하는 또 다른 파라미터는 롤란드 반경(R)이다. 반경(R)이 작을수록 주어진 결정의 평행길이에 대해 결정각이 커지므로 더 큰 광량을 얻을 수 있다. 반면 아래의 수학식 5에 표시된 바와 같이 분해능은 반경에 반비례한다. 그러므로, 큰 광량을 얻는 것은 좋은 분해능을 얻는 것고 상충된다. 현재까지 보고된 대부분의 요한슨 방식 분광기는 반경이 280mm∼450mm이고, 1980년대 후반에 와서야 롤란드 반경(R)이 약 500mm를 유지하는 장치가 보고되었다. 이것은 실제 장치에서 롤란드 반경(R)을 450mm 이상으로 만드는 것은 분광기 제반 특성을 만족스러운 수준으로 만들기 위해 질적으로 새로운 차원의 기술과 설계 문제에 봉착하기 때문이다. 본 발명의 장치에서는 롤란드 반경을 600mm로 유지하면서도 분광학적 제반 특성을 만족스럽게 얻을 수 있다.The width of the crystal and the crystal angle ω formed by the light source determine the amount of light flux. To obtain a larger amount of light, the crystal angle ω must be larger. However, the actual resolution ΔE of the X-ray light energy of the Johansson type spectrometer is affected by the crystal angle (ω). This is because it is difficult to obtain a complete crystal free from defects in the size of the crystal used in the monochromator 14. The arc length of the optical crystal usually employed in the spectrometer is between 20 mm and 50 mm. The smaller this crystal length, the better the energy resolution is obtained. In addition, the vertical length of the crystal also affects the resolution and the amount of light as shown in Equation 5 below. The smaller the vertical length of the crystal, the better the resolution, but the smaller the amount of light. Another parameter that determines the amount of light is the Roland radius (R). The smaller the radius R, the larger the crystal angle with respect to the parallel length of a given crystal, so that a larger amount of light can be obtained. On the other hand, as shown in Equation 5 below, the resolution is inversely proportional to the radius. Therefore, obtaining a large amount of light conflicts with obtaining a good resolution. Most of the Johansson-type spectrometers reported to date have a radius of 280 mm to 450 mm, and it was not reported until the late 1980s that a Roland radius (R) of about 500 mm was reported. This is because in a real device, the Roland radius (R) of more than 450 mm is due to the challenge of qualitatively new levels of technology and design problems in order to make the spectroscopic characteristics satisfactory. In the apparatus of the present invention, it is possible to satisfactorily obtain spectroscopic characteristics while maintaining a Roland radius of 600 mm.

수직 분산(vertical divergence)의 영향은 다음의 수학식 5와 같이 표시될 수 있다.The influence of the vertical divergence may be expressed as in Equation 5 below.

Δθ2= (H2/32R2)secθcosecθΔθ 2 = (H 2 / 32R 2 ) secθcosecθ

여기서, H는 X-선 발생장치의 애노우드 위에 맺히는 전자빔의 수직 방향 크기를 나타낸다.Here, H represents the vertical size of the electron beam that forms on the anode of the X-ray generator.

X-선 빔이 결정 내부로 침투하는 깊이가 각분산(angular broadening)을 유발하며, 이는 분해능을 저하시킨다. 이 파라미터는 결정의 물질에 따라 다르며, 다음의 수학식 6과 같이 표현될 수 있다.The depth at which the X-ray beam penetrates into the crystal causes angular broadening, which degrades the resolution. This parameter depends on the material of the crystal and can be expressed as in Equation 6 below.

Δθ3= ln2cosθ/4μRΔθ 3 = ln2cosθ / 4μR

여기서, μ는 브라그 각으로 결정된 에너지에서 결정의 선형 흡수 계수(linear absorption coefficient)를 나타낸다.Where μ represents the linear absorption coefficient of the crystal at the energy determined by the Bragg angle.

이상과 같은 X-선 광학 시스템에 의해 샘플에 대하여 다음과 같은 측정작업이 이루어 진다.By the above X-ray optical system, the following measurement operation is performed on the sample.

1) X-선 흡수량 및 전자 방출량의 측정1) Measurement of X-ray absorption and electron emission amount

샘플(시편)에 흡수되는 X-선의 흡수량의 측정은 투과-흡수 방식에서는 다음과 같이 진행된다. 샘플에 입사되는 단색광의 세기(Io)를 모니터링 X-선 검출기로 측정하고, 샘플의 후방에 가스비례 X-선 검출기를 위치하여 통과된 X-선의 세기(I)를 측정한다. 이와 같은 측정을 작은 에너지 간격(예컨대, 1eV)마다 연속적으로 실시하면 X-선 흡수 스펙트럼을 얻는다. 이것을 수식으로 표현하면 다음과 같다.The measurement of the amount of absorption of X-rays absorbed in the sample (test piece) proceeds as follows in the transmission-absorption method. The intensity (Io) of the monochromatic light incident on the sample is measured with a monitoring X-ray detector, and the gas proportional X-ray detector is placed behind the sample to measure the intensity (I) of the passed X-rays. Such measurements are made continuously at small energy intervals (e.g., 1 eV) to obtain X-ray absorption spectra. If this is expressed as an expression, it is as follows.

μ(E)x= ln(Io/I)μ (E) x = ln (Io / I)

여기서, μ(E)는 샘플 물질의 선형 흡수 계수이며, x는 샘플의 두께를 나타낸다.Where μ (E) is the linear absorption coefficient of the sample material and x represents the thickness of the sample.

X-선이 샘플의 표면에 조사될 때 입사 단색광의 세기는 모니터링 X-선 검출기로 측정하고, 샘플 표면으로부터 방출되는 전자량은 전자 검출기(채널트론)로 측정한다. 도 14는 에너지를 연속적으로 변화시키며 얻은 구리(Cu) 박막(두께 13미크론)의 X-선 흡수 스펙트럼을, 도 15는 상기 도 14의 구리(Cu) 흡수 스펙트럼을 상기 수학식 7에 의해 변환시킨 스펙트럼을 각각 나타낸다. 또한, 도 16은 TiN 박막 샘플(박막구조:TiN(두께 110nm)/Si 웨이퍼)에 대해 Ti 흡수 모서리(absorption edge) 부근에서 전자량 측정법으로 얻은 전자 방출 스펙트럼이다. 여기서, 특히 상기 도 15의 스펙트럼은 학술적으로 EXAFS(extended X-ray absorption fine structure) 스펙트럼이라고 하며, 도 16의 스펙트럼은 XANES(X-ray absorption near edge structure) 스펙트럼이라고 한다.When X-rays are irradiated onto the surface of the sample, the intensity of incident monochromatic light is measured by a monitoring X-ray detector, and the amount of electrons emitted from the sample surface is measured by an electron detector (channeltron). FIG. 14 is an X-ray absorption spectrum of a copper (Cu) thin film (thickness 13 microns) obtained by continuously changing energy, and FIG. 15 is a graph illustrating the conversion of the copper (Cu) absorption spectrum of FIG. Each spectrum is shown. FIG. 16 is an electron emission spectrum obtained by an electron dosimetry method near a Ti absorption edge for a TiN thin film sample (thin film structure: TiN (thickness 110 nm) / Si wafer). Here, in particular, the spectrum of FIG. 15 is scientifically referred to as an extended X-ray absorption fine structure (EXAFS) spectrum, and the spectrum of FIG. 16 is referred to as an X-ray absorption near edge structure (XANES) spectrum.

2) 형광 X-선 방출량의 측정2) Measurement of fluorescence X-ray emission amount

X-선을 물질에 조사하게 되면, 물질의 원자들과 입사된 광자들과의 반응이 일어나서 물질의 원자들로부터 형광(fluorescence) X-선이 방출된다. 이 형광 X-선의 방출량은 입사된 X-선의 흡수량과 비례적인 관계에 있다. 도 17은 상기 도 16에서 사용한 것과 동일한 TiN 박막 샘플의 형광 X-선 방출 스펙트럼을 나타낸다.When the X-rays are irradiated to the material, reactions between the atoms of the material and the incident photons occur to emit fluorescence X-rays from the atoms of the material. The amount of emitted fluorescent X-rays is proportional to the amount of absorbed incident X-rays. FIG. 17 shows the fluorescence X-ray emission spectrum of the same TiN thin film sample as used in FIG. 16.

3) 샘플 각도에 따른 전자 방출량의 측정3) Measurement of electron emission amount according to sample angle

X-선이 물질에 조사되면, 물질의 원자들과 입사된 광자들과의 반응이 일어나서 물질의 원자들로부터 전자가 방출된다. 그런데, 전자는 X-선에 비해서 흡수계수가 매우 크므로, 실제로 물질 표면으로 방출되어 검출기에 포획되는 전자들은 물질 표면으로부터 수백 nm(nanometer) 깊이의 범위에서 방출되는 것이다. 따라서, 입사 X-선과 샘플 표면과의 각도에 따라서 방출되는 전자량은 다르게 된다. 이것을 정확하게 측정하면 X-선이 유발한 전자들의 생성 과정(메커니즘)과 전자의 탈출 깊이(escape) 등을 결정할 수 있다. 도 18은 게르마늄(Ge) X-선 흡수 모서리의 에너지(11.110keV)에서 Ge(111) 결정면과 입사 X-선의 각도를 변화시키면서 측정한 전자방출 스펙트럼이다. 이때, 입사 X-선의 방향은 고정되어 있고, 전자 검출기의 각도는 X-선에 대해 60°로 고정되어 있으며, 샘플의 각도만을 변화시켰다.When X-rays are irradiated to the material, reactions between the atoms of the material and incident photons occur to release electrons from the atoms of the material. However, since electrons have a very high absorption coefficient compared to X-rays, electrons that are actually released to the surface of the detector and captured by the detector are emitted in the range of several hundred nm (nanometer) from the surface of the material. Therefore, the amount of electrons emitted varies depending on the angle between the incident X-rays and the sample surface. Accurately measuring this can determine the process (mechanism) of electrons induced by X-rays and the escape depth of the electrons. 18 is an electron emission spectrum measured while varying the angle between the Ge (111) crystal plane and the incident X-ray at energy (11.110 keV) of the germanium (Ge) X-ray absorption edge. At this time, the direction of the incident X-ray was fixed, the angle of the electron detector was fixed at 60 ° with respect to the X-ray, and only the angle of the sample was changed.

4) 단색화된(monochromated) 에너지 범위와 측정 스펙트럼의 에너지 분해능4) Monochromated energy range and energy resolution of the measurement spectrum

상기 도 11에서는 세륨(Ce)의 흡수 모서리(40.45keV)를 확인하였고, 상기 도 13에서는 구리(Cu)의 특성 X-선 Lα1 피크(0.929keV)를 확인하였다. 따라서, 본 장치는 최소한 0.93keV∼40.45keV 범위에서 단색 X-선을 얻을 수 있다. 그런데, 스펙트럼에서 보여주는 바와 같이, 이 에너지 범위는 더 확장될 수 있으며, 실제 장치에서, 0.479keV∼41.6keV 범위에서 단색광을 구현한다.In FIG. 11, an absorption edge (40.45 keV) of cerium (Ce) was confirmed, and in FIG. 13, a characteristic X-ray Lα1 peak (0.929 keV) of copper (Cu) was confirmed. Thus, the device can obtain monochrome X-rays in the range of at least 0.93 keV to 40.45 keV. By the way, as shown in the spectrum, this energy range can be further extended, and in real devices, to achieve monochromatic light in the range 0.479keV to 41.6keV.

도 19는 본 발명의 장치의 분광 에너지 분해능을 보여 주는 스펙트럼이다. Cu-Kα더블렛(doublet) 부근에서 8.02keV∼8.055keV 범위에서 0.2eV 단계로 광에너지 스캐닝을 한다. 측정한 스펙트럼에서 반치폭을 다음과 같은 방법으로 결정한다. Cu-Kα1(8.04778keV)와 Cu-Kα2(8.02783keV) 간의 에너지 차이는 19.95eV이고, 이는 112.5±0.5mm의 거리에 해당한다. 따라서, 1mm=0.1773±0.0008eV가 된다. 스펙트럼에서 반치폭은 15.5±0.5mm이고, 2.75eV에 해당한다. 알려진 바와 같이 Cu-Kα이 가지고 있는 원래의 선폭이 2eV이므로, 8keV 영역에서 절대 에너지 분해능(ΔPhE)은 1.89±0.06eV이고, 상대 에너지 분해능(ΔPhE/PhE)은 (2.35±0.07)×10-4이다.19 is a spectrum showing the spectral energy resolution of the device of the present invention. Optical energy scanning is performed in 0.2 eV steps in the range of 8.02 keV to 8.055 keV in the vicinity of the Cu-K α doublet. The full width at half maximum is determined by the following method. The energy difference between Cu-K α1 (8.04778keV) and Cu-K α2 (8.02783keV) is 19.95 eV, which corresponds to a distance of 112.5 ± 0.5 mm. Therefore, 1 mm = 0.1773 ± 0.0008 eV. The half width in the spectrum is 15.5 ± 0.5mm, corresponding to 2.75eV. As is known, since the original line width of Cu-K α is 2eV, the absolute energy resolution (ΔPhE) is 1.89 ± 0.06eV in the 8keV region, and the relative energy resolution (ΔPhE / PhE) is (2.35 ± 0.07) × 10 − 4

5) 로킹 커브(rocking curve)의 측정5) Measurement of rocking curve

본 발명의 장치는 모노크로메이터의 결정과 샘플의 결정에 의해서 2중 회절(double diffraction)이 가능하므로, 2중 결정 회절을 분석할 수 있다. 따라서, 전문적인 2중 회절 X-선 분석장치에서 얻을 수 있는 단결정의 로킹 커브를 회절 X-선의 검출모드와 전자 방출모드 양쪽에서 얻을 수 있다. 도 20은 X-선 에너지를 Cu-Kα1라인(8.04778keV)에 고정하고, 브라그 회절각은 31.57°로 고정하여, 샘플을 로킹하여 반사 X-선 검출방법으로 2회 반복 측정한 InP 단결정(004) 면의 로킹 커브이다. 이때, 로킹 스텝은 1±0.2arcsec이고, 위치재현도는 ±4arcsec이다.Since the apparatus of the present invention enables double diffraction by the crystal of the monochromator and the crystal of the sample, the double crystal diffraction can be analyzed. Therefore, the rocking curve of the single crystal obtained in the professional dual diffraction X-ray analyzer can be obtained in both the diffraction X-ray detection mode and the electron emission mode. 20 shows InP single crystals with X-ray energy fixed to Cu-K α1 line (8.04778keV), Bragg diffraction angle fixed at 31.57 °, locked samples, and repeated repeated measurements with a reflective X-ray detection method. This is the rocking curve for the (004) plane. At this time, the locking step is 1 ± 0.2 arcsec and the position reproducibility is ± 4 arcsec.

이상의 설명에서와 같이 본 발명에 따른 X-선 전자 분광 분석장치는 하나의 장치 시스템에 각각 다른 기능을 가진 다수의 유니트들이 마련되어 있으므로, 다음과 같은 효과를 얻을 수 있다.As described above, in the X-ray electron spectroscopy apparatus according to the present invention, since a plurality of units having different functions are provided in one apparatus system, the following effects can be obtained.

1) 소프트 X-선과 하드 X-선의 광대역에서 단파장을 얻을 수 있다. 이것을 가능하게 하는 이유는, (i) X-선 발생장치와 진공 챔버를 하나의 진공 공간으로 연결하였다. 즉, 2개의 유니트 간에 베릴륨 박막을 이용하는 윈도우를 채용하지 않았으므로 2keV 에너지 이하의 소프트 X-선을 사용할 수 있다. (ii) 6개의 다른 모노크로메이터 결정을 채용하였다. (iii) 롤란드 섹터의 반경을 600mm로 구현하였다. (iv) 움직이는 각 부품의 제작 정밀도를 확보하고, 기계적 움직임을 구동하는 제어 정밀도가 확보되었다. (v) 600mm 반경의 롤란드 섹터와 정밀 부품들이 장착되고, 진공과 대기중에서 모두 정밀하게 구동될 수 있도록, 진공과 대기중에서 변형이 방지되도록 설계되고 제작된 대형 진공 챔버가 구현되었다.1) A short wavelength can be obtained in a wide band of soft and hard X-rays. The reason for making this possible is that (i) the X-ray generator and the vacuum chamber are connected in one vacuum space. That is, since a window using a beryllium thin film is not employed between the two units, soft X-rays of 2 keV energy or less can be used. (ii) Six different monochromator crystals were employed. (iii) The Roland sector radius of 600 mm was implemented. (iv) The manufacturing precision of each moving part was secured, and the control precision of driving the mechanical movement was secured. (v) A large vacuum chamber was constructed and designed to prevent deformation in vacuum and air so that Roland sectors and precision components with a 600 mm radius can be mounted and driven precisely in both vacuum and air.

2) 하나의 시스템에서 소프트 X-선 EXAFS 및 XANES에서 하드 X-선 EXAFS 및 XANES 실험을 할 수 있다. 왜냐하면, 광대역의 X-선 단색광을 얻을 수 있기 때문이다.2) Hard X-ray EXAFS and XANES experiments can be performed on soft X-ray EXAFS and XANES on one system. This is because broadband X-ray monochromatic light can be obtained.

3) 산소(oxygen)로부터 우라늄(U)까지의 원소들을 정성 및 정량적으로 분석할 수 있다. 왜냐하면, 채널트론 전자검출기를 이용하는 전자검출 실험을 하기 위해서는 1×10-4Torr 이상의 진공이 요구되는데, 본 발명의 장치에서는 1×10-6Torr의 진공상태가 유지되기 때문이다.3) The elements from oxygen to uranium (U) can be analyzed qualitatively and quantitatively. This is because a vacuum of 1 × 10 −4 Torr or more is required for the electron detection experiment using a channeltron electron detector, because the vacuum state of 1 × 10 −6 Torr is maintained in the apparatus of the present invention.

4) 직접 흡수(transmission X-ray absorption), 전자방출, 형광방출 측정을 할 수 있으며, 이들을 동시에 동일한 조건에서 측정할 수 있다. 왜냐하면, 샘플과 검출기의 배치, 그리고 검출기구 및 운영 프로그램이 이와 같은 조건을 충족시킬 수 있도록 제작되었기 때문이다.4) Transmission X-ray absorption, electron emission, and fluorescence emission can be measured, and they can be measured simultaneously under the same conditions. This is because the placement of samples and detectors, detector mechanisms and operating programs are designed to meet these requirements.

5) 로킹 커브를 얻을 수 있으며, 스탠딩 웨이브 테크닉(standing wave technique) 실험을 할 수 있다. 왜냐하면, 2중 결정 회절 과정을 거치기 때문이다.5) A rocking curve can be obtained and a standing wave technique experiment can be performed. This is because it undergoes a double crystal diffraction process.

6) 전반사(total reflection) 실험을 할 수 있다. 왜냐하면, 단색광의 퍼짐(beam divergence)이 적고, 입사 단색광 경로와 샘플 표면의 각도를 전반사가 일어나는 각도(0.1°이하)에서 0.001°수준으로 정밀하게 제어할 수 있기 때문이다.6) Experiment with total reflection. This is because there is little beam divergence, and the angle of the incident monochromatic light path and the surface of the sample can be precisely controlled from the angle at which total reflection occurs (0.1 ° or less) to 0.001 °.

7) 본 발명의 장치는 진공중에서 뿐만이 아니라, 대기중에서도 실험방법에 따라 사용할 수 있으므로, 광학축 조정이 상대적으로 용이하고, 많은 실험 기회를 제공한다.7) The apparatus of the present invention can be used not only in a vacuum but also in the air according to the experimental method, so that the optical axis adjustment is relatively easy and provides many experiment opportunities.

Claims (20)

X-선을 발생시키기 위한 X-선 발생장치;An X-ray generator for generating X-rays; 상기 X-선 발생장치로부터 발생된 X-선을 수렴시키기 위한 X-선 인입 수렴기;An X-ray incoming converging device for converging X-rays generated from the X-ray generator; 상기 X-선 인입 수렴기를 통과한 X-선을 단파장의 단색 X-선으로 변환시키는 모노크로메이터;A monochromator for converting the X-rays passing through the X-ray incoming converging unit into a monochromatic X-ray having a short wavelength; 상기 모노크로메이터로부터 송출되는 단색 X-선을 수렴하여 송출시키기 위한 X-선 송출 수렴기;An X-ray transmitting converging unit for converging and transmitting the monochromatic X-rays transmitted from the monochromator; 상기 X-선 송출 수렴기를 거친 단색 X-선을 모니터링하기 위한 X-선 모니터링 장치;An X-ray monitoring apparatus for monitoring a monochromatic X-ray having passed through the X-ray transmitting convergence unit; 상기 X-선 모니터링 장치를 거쳐 임의의 시편에 입사되는 X-선의 광자를 검출하기 위한 X-선 광자 검출기;An X-ray photon detector for detecting photons of X-rays incident on any specimen via the X-ray monitoring apparatus; 상기 X-선 모니터링 장치를 거쳐 임의의 시편에 입사되는 X-선에 의해 시편으로부터 방출되는 전자를 검출하기 위한 전자 검출기;An electron detector for detecting electrons emitted from the specimen by X-rays incident on any specimen via the X-ray monitoring device; 상기 X-선 모니터링 장치를 거쳐 임의의 시편에 입사되는 X-선에 의해 시편으로부터 반사, 방출되는 X-선 및 시편을 투과하는 X-선을 검출하기 위한 X-선 검출기; 및An X-ray detector for detecting X-rays reflected and emitted from the specimens and X-rays passing through the specimens by X-rays incident on any specimen through the X-ray monitoring apparatus; And 상기 각 구성요소들의 제어 및 신호처리를 위한 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 X-선 전자 분광 분석장치.And a control unit for controlling and signal processing of each of the components. 제 1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 X-선 발생장치 및 제어부를 제외한 나머지 구성요소들은 진공 챔버 내부에 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 X-선 전자 분광 분석장치.X-ray electron spectroscopy, characterized in that the remaining components except the X-ray generator and the control unit is installed in the vacuum chamber. 제 1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 X-선 발생장치는 백색 X-선을 발생시키는 것을 특징으로 하는 X-선 전자 분광 분석장치.The X-ray generator is X-ray electron spectrometer, characterized in that for generating a white X-ray. 제 1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 X-선 인입 및 송출 수렴기는 콜리메이터인 것을 특징으로 하는 X-선 전자 분광 분석장치.Wherein the X-ray incoming and outgoing convergence apparatus is characterized in that the collimator X-ray electron spectroscopy. 제 1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 X-선 광자 검출기는 가스 비례 검출기인 것을 특징으로 하는 X-선 전자 분광 분석장치.And the X-ray photon detector is a gas proportional detector. 제 1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 X-선 전자 검출기는 채널트론인 것을 특징으로 하는 X-선 전자 분광 분석장치.The X-ray electron detector is an X-ray electron spectrometer, characterized in that the channeltron. 제 1항에 있어서,The method of claim 1, X-선 검출기는 신티레이션 검출기인 것을 특징으로 하는 X-선 전자 분광 분석장치.X-ray detector is an X-ray electron spectrometer, characterized in that the scintillation detector. 제 1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 제어부는 진공 게이지 콘트롤 유니트 및 릴레이 보드와, 각 검출 장치를 제어하기 위한 검출장치 콘트롤러와, 각 검출장치의 기계적 이동을 가능하게 하는 다수의 스텝핑 모터를 제어하기 위한 스텝핑 모터 콘트롤러와, 시스템에 필요한 직류 전원을 공급하기 위한 직류 전원 공급장치와, 제1,제2 터보 분자 펌프 콘트롤러로 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 X-선 전자 분광 분석장치.The control unit includes a vacuum gauge control unit and a relay board, a detection device controller for controlling each detection device, a stepping motor controller for controlling a plurality of stepping motors enabling mechanical movement of each detection device, and An X-ray electron spectroscopic analyzer comprising a DC power supply for supplying DC power, and a first and second turbo molecular pump controller. 제 1항 또는 제 8항에 있어서,The method according to claim 1 or 8, 상기 제어부는 상기 장치들 및 제어부를 운영하기 위한 특정 운영 프로그램이 저장되어 있는 컴퓨터와 연결되어 있는 것을 특징으로 하는 X-선 전자 분광 분석장치.The control unit is connected to a computer that stores a specific operating program for operating the devices and the control unit, characterized in that the X-ray electron spectrometer. 제 2항에 있어서,The method of claim 2, 상기 진공 챔버 내부에는 광에너지 스캐닝 메커니즘, 모노크로메이터 및 시편 검출부의 롤란드 원 배치를 위한 원형 롤란드 섹터가 마련되어 있는 것을 특징으로 하는 X-선 전자 분광 분석장치.And a circular Roland sector for arranging the Roland circle of the light energy scanning mechanism, the monochromator, and the specimen detection unit, in the vacuum chamber. 제 2항에 있어서,The method of claim 2, 상기 진공 챔버 내부에는 상기 원형 롤란드 섹터를 지지하기 위한 2개의 리니어 가이드가 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 X-선 전자 분광 분석장치.X-ray electron spectroscopy, characterized in that the linear chamber is provided inside the vacuum chamber for supporting the circular Roland sector. 제 11항에 있어서,The method of claim 11, 상기 2개의 리니어 가이드에는 상기 원형 롤란드 섹터의 양측단부가 각각 고정되되, 각 리니어 가이드를 따라 롤란드 섹터가 각각 자유롭게 이동할 수 있도록 고정되어 있는 것을 특징으로 하는 X-선 전자 분광 분석장치.The two linear guides are fixed to both ends of the circular Roland sector, respectively, X-ray electron spectroscopy, characterized in that the Roland sector is fixed so as to move freely along each linear guide. 제 10항에 있어서,The method of claim 10, 상기 원형 롤란드 섹터와 시편 검출부 몸체가 슬라이딩되면서 이동될 수 있도록 상기 롤란드 섹터의 지지대 하부에 사파이어 판이 각각 부착되어 있는 것을 것을 특징으로 하는 X-선 전자 분광 분석장치.And a sapphire plate is attached to a lower portion of the support of the Roland sector so that the circular Roland sector and the specimen detector body may slide. 제 2항에 있어서,The method of claim 2, 상기 진공 챔버의 바닥면은 평탄도가 바닥 전면적에 대해 1 미크론 이내가 되도록 가공되어 있는 것을 특징으로 하는 X-선 전자 분광 분석장치.And the bottom surface of the vacuum chamber is processed such that the flatness is within 1 micron with respect to the bottom surface area. 제 1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 모노크로메이터는 결정면 간격이 서로 다른 6개의 결정을 동시에 장착하여 사용할 수 있는 6면 드럼 리볼버를 가지는 것을 특징으로 하는 X-선 전자 분광 분석장치.The monochromator X-ray electron spectroscopy apparatus characterized in that it has a six-sided drum revolver that can be used by mounting six crystals with different crystal plane spacing at the same time. 제 1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 X-선 발생장치와 진공 챔버는 하나의 진공 공간이 되도록 진공 벨로우즈관과 게이트 밸브로 연결되어 있는 것을 특징으로 하는 X-선 전자 분광 분석장치.And the X-ray generator and the vacuum chamber are connected to a vacuum bellows tube and a gate valve to form a vacuum space. 제 10항에 있어서,The method of claim 10, 상기 원형 롤란드 섹터는 반경이 600mm인 것을 특징으로 하는 X-선 전자 분광 분석장치.The circular Roland sector X-ray electron spectrometer, characterized in that the radius of 600mm. 제 1항에 있어서,The method of claim 1, 장치의 동작상황에 따라 특정 소리를 발생시킴으로써 장치의 정상동작 여부를 알 수 있도록 하는 음성 메시지 시스템을 더 구비하는 것을 특징으로 하는 X-선 전자 분광 분석장치.X-ray electron spectroscopy apparatus characterized in that it further comprises a voice message system to determine whether the normal operation of the device by generating a specific sound in accordance with the operation of the device. 제 2항에 있어서,The method of claim 2, 상기 진공 챔버 내부는 1×10-6Torr의 기압으로 유지되는 것을 특징으로 하는 X-선 전자 분광 분석장치.The inside of the vacuum chamber is X-ray electron spectroscopy apparatus, characterized in that maintained at a pressure of 1 × 10 -6 Torr. 제 10항에 있어서,The method of claim 10, 상기 롤란드 원 배치는 광원으로부터 시료에 입사되는 입사빔의 중앙선과 반사빔의 중앙선이 시료의 결정면의 법선에 대하여 대칭이 되는 배치 구조인 것을 특징으로 하는 X-선 전자 분광 분석장치.And the Roland circle arrangement is an arrangement structure in which the center line of the incident beam incident on the sample from the light source and the center line of the reflected beam are symmetrical with respect to the normal of the crystal plane of the sample.
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