JPH01292297A

JPH01292297A - Ｘ線ミラー及びその製造方法

Info

Publication number: JPH01292297A
Application number: JP12059688A
Authority: JP
Inventors: Mitsuo Sumiya; 住谷　充夫; Katsunobu Ueda; 上田　勝宣
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1988-05-19
Filing date: 1988-05-19
Publication date: 1989-11-24

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】〔発明の目的〕（産業上の利用分野）本発明は、例えばＸ線顕微鏡などに用いられるＸ線ミラ
ー及びその製造方法に関する。

（従来の技術）Ｘ線は可視光Ｉこ比べ波長が短く、電子線に比べ透過力
が大きいという特徴を持つとともに、元素固有の吸収端
や螢光Ｘ線を利用した特定元素の識別も行え、物体の原
子レベルでの情報を得る重要な手段となっている。とこ
ろが、Ｘ線領域では、物質の屈折率が１に極めて近く、
可視域のような屈折型のレンズや直入射反射鏡の製作が
困難である。そこで、現在、実用化されつつあるＸ線顕
微鏡は、Ｘ線が鏡面すれすれに入射すると全反射するこ
とを利用している。このときの鏡面を形成するのが第９
図に示すようなＷｏ　ｌ　ｔ　ｅ　ｒ型光学系である。

これは、一つの焦点Ｆ１を共有する回転双曲面ＳＨと回
転楕円面ＳＰとからなる。焦点Ｆ２を物点とし、ここを
通るＸ線は上記二つの曲面で反射して焦点Ｆ３に結像す
る。このよう１こ反射面２図使うのは光軸から離れた物
点の像のゆがみを少なくするためである。

ところで、このようなＸ線顕微鏡用のＸ線ミラーにおい
ては、第９図に示すように、反射Ｘ線（５）の焦点Ｆ３
に置かれている検出器（Ｂ）への結像を用いるため、直
射Ｘ線（ｑのＸ線検出器の）への入射を遮へいするため
の遮光板ＣＤ）、（＆）をミラ一体（Ｌ）の前後に設け
ている。そして、これら遮光板０．（急と円筒状のミラ
一体（ト）との間のスリット０から反射Ｘ線囚を出入す
るようにしている。なお、このスリット０は、ミラ一体
（Ｌ）と数μｍ乃至数μｍの精度で同軸であることを条
件としている。

しかしながら、従来のＷｏｌｔｅｒ型のＸ線ミラーにお
いても、入射角度が小さいので物点である焦点Ｆ２から
集光点である焦点Ｆ３までの距離がすこぶる長くなるた
め、装置が大型化してしまう難点をもっている。

（発明が解決しようとする課題）本発明は、上記事情を参酌してなされたもので、物点か
ら集光点までの距離を短くでき、装置を小型することの
できるＸ線ミラー及びその製造方法を提供することを目
的とする。

〔発明の構成〕

（課題を解決するための手段と作用）本発明のＸ線ミラーは、鏡面ｔこ人格格子を形成する多
層膜を被着したもので、物点から集光点までの距離を短
くでき、装置の小型化が可能となる。

また、本発明のＸ線ミラーの製造方法は、本体部を構成
する分割片を形成したのち、各分割片ごとに多層膜を被
着させるようにしたので、多層膜の形成が容易かつ確実
になる＠〔実施例〕以下、本発明の一実施例を図面を参照して詳述する。

第１図及び第２図は、この実施例のＸ線ミラー（１）を
示している。このＸ線ミラー（１）は、いわゆるＷｏ　
ｌ　ｔ　ｅ　ｒ型の光学系をなすもので、はぼ直方体状
をなし例えば銅（Ｃｕ　）などで着脱自在に形成された
２分割片（２）・・・からなる本体部（３）と、この本
体部（３）の内周面に膜着された多層膜部（４）と、リ
ング状のスリット（３ａ）、　（３ｂ）を形成する遮光
板−（３Ｃ）、　（３ｄ）とからなっている、この多層
膜部（４）は、第３図に示すように、厚さｄｉ　（たと
えば１７．３４λ）、ｄＢ（たとえば３４．６６Ｋ）の
一対の膜（５）ｉ６）からなる膜対（７）を繰返し積層
されてなり、人工格子を形成している。この人工格子を
形成する膜対（７）の材質としては、回折面となる重元
素（膜（５））とスペーサとなる軽元素（ｇ（６））の
組合せが一般的である。たとえば、タングステン黄と炭
素（ＣＩ　、バナジウム（ト）と炭素（Ｃ）、金（Ａｕ
）と炭素等の組合せが選択されている。しかして、膜対
（７）の膜厚ｄ（＝ｄＡ十ｄｎ）は、次式（ブラッグ（
Ｂｒａｇｇ）を満足するように設定されている。

ｍλ＝　２　ｄ　ｓｉｎ１９ｍただし、λは、入射Ｘ線（８）の波長、ｍは次数、０ｍ
は反射Ｘ線（９）が最大となるときの入射角である。

さらに、この多層膜部（４）は、本体部（３）の一端部
外側に一つの焦点Ｆ１を共有する回転双曲面ＳＨと回転
楕円面ＳＰとを形成している。上記回転双曲面８Ｈは、
物点となる焦点Ｆ２を本体部（３）の一端部外側に有し
、他方、回転楕円面ＳＰは、集光点となる焦点Ｆ３を本
体部（３）の他端部外側に有している。一方、本体部（
３）の分割片（２）・・・は、第２図１ζ示すように、
凸部ａ１と凹部任υとにより一体的に組立てられるよう
になっている。

つぎに、上記構成のＸ線ミラー（１）の作動について述
べる。

まず、焦点Ｆ２位置に物体ａ７Ｊを置き、焦点Ｆ３位置
に検出器（１３１を配設する。しかして、物体σカにＸ
線α滲を投射すると、このＸ線α滲は、四方に反射し、
そのうち遮光板（３Ｃ）のスリブ）　（３ａ）を通過し
たものが入射Ｘ線（８）となって、多層膜部（４）の回
転双曲面ＳＨにて入射しかつ反射したのち、再び回転楕
円面ＳＰにて入射かつ反射し、遮光板（３ｄ）のスリブ
）　（３ｂ）を経由して焦点Ｆ３に結像される。

このときの集光像は検出器側にて再生される。

かくして、多層膜部（４）においては膜対（力・・・の
積層により人工格子が形成されているので、入射Ｘ線（
８）は、Ｂｒａｇｇ反射する。よって、多層膜部（４）
がない場合に比べて臨界入射角θｍを大きく設定するこ
とができる。したがって、焦点Ｆ２から焦点Ｆ３までの
距離、つまり、物体α４から検出器（１ｍまでの距離を
、多層膜部（４）がない場合よりも短くすることができ
る。その結果、このＸ線ミラー（１）を利用する例えば
Ｘ線顕微鏡などの小型化を実現できる。

なお、上記実施例においては、分割片（２）・・・の数
は２個であるが、任意の数でよい。さらに、分割片（２
）・・・の連結方式は、ピン、ありみそ等、適宜選択し
てよい。さらに、本体部（３）を分割片（２）・・・に
分割することなく、最初から一体成形するようにしても
よい。

つぎに、上記構成Ｘ線ミラー（１）の製造方法について
述べる。

この実施例の製造方法は、分割片（２）・・・を各別に
製作する分割片製作工程と、これによる分割片（２）・
・・の内面に各別に多層膜部（４）を形成する多層膜形
成工程と、多層膜部（４）を被着した分割片（２）・・
・を−体的に連結する組立工程と、からなっている。

しかして、分割片製作工程には、ダイヤモンド切削法と
電鋳法との二つの製作法がある。

ダイヤモンド切削法は、例えば銅カどの直方体をなす原
材から、第４図で示すような先端が円弧状をなすダイヤ
モンドバイトα４を用いてＣＮＣ旋盤により内周面（ｉ
乳αＱ及び凸部（１１と凹部ａυを創生するものである
。ここで、第４図囚はダイヤモンドバイトα４の平面図
を示し、第４図ＣＢ）は同じく正面図を示している。

一方、電鋳法は、第２５図及びそのＶｌ−Ｖｌ線矢視断
面を示す第６図に示すように、Ｘ線ミラー（１）の貫通
穴Ｑ７）と同一形状の母型賭をダイヤモンド切削により
製作する工程と、この母型ａ樽の外周面に一対のテーパ
が付いているナイフェツジ状のスペーサαＩ、（１１を
密接させる工程と、これらのスペーサ（１１，１１１が
母型α印１こ密接した状態で母型ＱＳ上にＣｕからなる
電鋳層を被着させ分割片（２）・・・を形成する工程と
、これら分割片（２）・・・を母型ＱＥＯから離型する
工程とからなっている。しかして、上記スペーサ四、（
１１は、その両端を母型Ｈに嵌挿されているリング状の
治具四、（２Ｇにより、互に１８０度だけ回転方向に離
間するように着脱自在に挟持固定されている。上記離壓
工程は、まず治具１２＋３．（１）を母型αｅから取り
はずし、その後、各分割片（２）・・・を例えは熱サイ
クルや外力を加えることにより、母型から取りはずす。

つぎに、前記多層膜形成工程について述べる。

第７図及びこの■−■線矢視断面を示す第８図は、この
多層膜形成工程に用いられる膜形成装置を示している。

この装置は、多層膜部（４）となる蒸発物ｅｔ＋を通過
させる一対のスリット（２２ａ）、　（２２ｂ）が軸線
（ハ）をはさんだ対向位置に設けられた固定軸部（２荀
と、この固定軸部（ハ）と同軸ｌこかつ回転自在に設け
られ分割片（２）を１個保持する保持部（ハ）と、この
保持部（ハ）を軸線（ハ）のまわりに回転させる回転駆
動部（ハ）と、保持部（ハ）から離間して設けられた蒸
発物源（５）と、この蒸発物源（５）と保持部（ハ）と
の間ｉこ設けられ分割片（２）方向にのみ蒸発物−を進
行させるスリブ）　（２８ａ）を有する遮蔽板−と、保
持部（ハ）をはさんで遮蔽板（ハ）の反対側に設けられ
蒸発物Ｃυの飛散を防止するストッパ板翰とからなって
いる。

しかして、固定軸部１２４は、スリット（２２ａ）、　
（２２ｂ）を有する円筒体（７）と、この円筒体（至）
の両端部に同軸に突設された軸Ｏ１）、Ｃ＋υと、これ
ら軸ａａ、Ｏυを固定する固定部材ｏａ、ａｓとからな
っている。一方、保持部（ハ）は、分割片（２）を両側
から挾持する円筒状の挾持体（至）、（至）と、これら
挟持体（至）、（至）に連結されたころがり軸受体（ロ
）、（２）とからなっている。これら軸受体（ロ）、　
Ｃ３４）のうち一方のものには歯車（ハ）が形成されて
いる。上記挾持体（至）、（至）及び軸受体（ロ）。

Ｃ’ｌｌは、固定軸部＠を同軸に囲繞している。さらに
、回転駆動部翰は、歯車（ハ）に歯合する歯車機構（７
）と、この歯車機構（ト）を駆動する駆動源ｔ３ηとか
らなっている。さらに、上記蒸発物源１２７）としては
、真空蒸着法（Ｖａｃｕｕｍ　ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）
　、　、ｘ、バッタ法（Ｓｐｕｔｔｅｒｉｎｇｄｅｐｏ
ｓｉｔｉｏｎ）、イオンブレーティング法（Ｉｏｎ　ｐ
ｌａｔｉｎｇ）等の物理蒸着法（Ｐｈｙｓｉｃａｃ　ｖ
ａｐｏｒ　ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ　：　Ｐ　ＶＤ　）法
を採用している。

しかして、上記構成の膜形成装置を用いて、この実施例
の多層膜形成工程について述べる・まず、分割片（２ン
をその内周面を軸線ａ側にして挟持体（３３）、　（３
３）により挟持固定する。つぎに、駆動源０７）を起動
し、歯車機構（至）を介して保持部（ハ）を軸線（至）
のまわり矢印（至）方向に回転させる。一方、蒸発物源
■から蒸発物Ｑυを矢印０１方向に放射させる。すると
、蒸発物（２］）は、遮蔽板（至）のスリット（２８ａ
）を通過したのち、固定軸部Ｑ４のスリット（２２ａ）
、　（２２ｂ）を通過する。コ（ＩＦ）とき、分割片（
２）の内周面のスリッ）　（２２ｂ）に近接している部
位には、蒸発物（２］）が被着する。このような蒸着は
、分割片（２）の回転にともなって内周面に均一に行わ
れる。

この際、多層膜部（４）を形成するために、タングステ
ンと炭素を交互に蒸着させる。

なお、この実施例においては、分割片（２）は回転させ
ているが、スリッ）　（２２ｂ）に近接して往復させる
ようにしてもよい。

以上のように、この実施例のＸ線ミラー（１）の製造方
法は、本体部（３）を構成する複数の分割片（２）・・
・を各別に成形したのち、多層膜部（４）を形成するよ
うにしているので、多層膜部（４）の形成を容易かつ確
実に行うことができるようζどなる。

〔発明の効果〕

本発明のＸ線ミラーは、鏡面に人工格子をなす多層膜部
を被着しているので、物点から集光点までの距離を短く
することができるため、例えばＸ＃Ｉ顕微鏡などに組込
んだ場合、装置の小型化が可能となる。

また、本発明のＸ線ミラーの製造方法は、本体部を構成
する分割片を形成したのち、各分割片ととに人工格子を
なす多層膜を被着させるようにし−ているので、多層膜
の形成妻容易かつ確実に行うことができ、信頼性の高い
Ｘ線ミラーの製造が可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例のＸ線ミラーの構成図、第２
図は第１図の■−■線に沿う矢視断面図、午第３図は同じく要部拡大図、第う図乃至第８図は本発明
の一実施例のＸ線ミラーの製造方法の説明図、第９図は
従来技術の説明図である。（，１）・・・Ｘ線ミラー、（２）・・・分割片。（３）・・・本体部、（４）・・・多層膜部。（７ン・・・膜対、　　　　　ａη・・・貫通穴。代理人　弁理士　則　近　憲　佑同　　　　　　松　　山　　光　之＼。第２図第　３　図第　６　図第　４　図第　５　図第　７　図第　９ｉ

Claims

【特許請求の範囲】

（１）ウオルタ（Ｗｏｌｔｅｒ）型のＸ線ミラーにおい
て、Ｘ線の進路となる貫通穴を有する本体部と、上記貫
通穴の内周面に被着され上記Ｘ線を反射する多層膜部と
を具備し、上記多層膜部は、重元素膜と軽元素膜とが交
互に積層されてなる部分を有し、上記Ｘ線がブラッグ（
Ｂｒａｇｇ）反射する人工格子を形成することを特徴と
するＸ線ミラー。
（２）多層膜部を被着している本体部は、上記本体部の
貫通穴の一端部から他端部にかけて分割された少なくと
も２個の分割片からなることを特徴とする請求項１記載
のＸ線ミラー。
（３）Ｘ線の進路となる貫通穴を有する本体部と、上記
貫通穴の内周面に重元素膜と軽元素膜とが交互に積層さ
れてなる人工格子部分を有しこの人工格子部分により上
記Ｘ線をブラッグ（Ｂｒａｇｇ）反射させる多層膜部と
からなるウオルタ（Ｗｏｌｔｅｒ）型のＸ線ミラーの製
造方法において、上記本体部の貫通穴の一端部から他端
部にかけて分割された少なくとも２個の分割片を各別に
製作する分割片製作工程と、この分割片製作工程によっ
て得られた各分割片の上記貫通穴形成面に上記多層膜部
を被着させる多層膜形成工程と、この多層膜形成工程に
て多層膜部を被着した各分割片を組立てて上記本体部を
形成する組立工程とを具備することを特徴とするＸ線ミ
ラーの製造方法。
（４）分割片は切削加工により形成することを特徴とす
る請求項３記載のＸ線ミラーの製造方法。
（５）分割片は電鋳により形成することを特徴とする請
求項３記載のＸ線ミラーの製造方法。
（６）多層膜部の形成は、物理蒸着法（ＰＶＤ）による
ことを特徴とする請求項３記載のＸ線ミラーの製造方法
。