JPH0599863A - X-ray spectroscope - Google Patents
X-ray spectroscopeInfo
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、試料に分光されたX線
を照射し、試料からの反射光や回折光を測定して試料の
性質を調べるためのX線分光装置に関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an X-ray spectroscopic apparatus for irradiating a sample with spectroscopic X-rays and measuring reflected light or diffracted light from the sample to examine the properties of the sample.
【0002】[0002]
【従来の技術】近年、半導体の材料の表面分析、特に炭
素を含む有機物の解析、CVDを始めとする半導体製造
プロセスの解析、有機エレクトロニクスデバイスの評
価、その他生体物質の分析等の分野において、数Å以上
の軟X線領域の光をプローブとする、蛍光X線分析、E
SCA(Electron Spectroscopy for Chemical Analysy
s:エスカ)、オージェ(auger )分光等の方法を用い
た評価が必要となっている。2. Description of the Related Art Recently, in the fields of surface analysis of semiconductor materials, especially analysis of organic substances containing carbon, analysis of semiconductor manufacturing processes such as CVD, evaluation of organic electronic devices, analysis of other biological substances, etc. X-ray fluorescence analysis using light in the soft X-ray region above Å as a probe, E
SCA (Electron Spectroscopy for Chemical Analysy
s: Esca), Auger (auger) spectroscopy, etc. are required for evaluation.
【0003】しかし、現在の市販の評価装置は光源にX
線管を利用しているために、波長が数Å以下の短波長の
特性X線のみしか利用できない。数Å以下の短波長の特
性X線領域では、炭素が中心となって構成されている有
機物質の吸収係数が小さく、二次電子やオージェ電子の
生成率が悪くなり、分析感度が悪い。これに加えて、特
定の波長のX線しか利用できないので、多角的な分析が
できない。However, current commercial evaluation devices use X as the light source.
Since a ray tube is used, only characteristic X-rays with a short wavelength of a few Å or less can be used. In the characteristic X-ray region of a short wavelength of a few Å or less, the absorption coefficient of the organic substance mainly composed of carbon is small, the production rate of secondary electrons and Auger electrons becomes poor, and the analytical sensitivity is poor. In addition to this, since only X-rays of a specific wavelength can be used, multilateral analysis cannot be performed.
【0004】又、その他、数10Å程度の超伝導用の人
工格子等の研究も進行し、非破壊でこれらの人工格子の
内部構造を観察したいという要望も強くなっている。し
かし、従来のX線管では、最長でも数Å程度の波長しか
利用できないため、直入射領域でのX線回折法による分
析は不可能であった。そのために、白色で軟X線領域ま
で発光するSOR光源を利用して上述のような分析を行
っていた。しかしながら、SOR光源は大規模施設が必
要であるために、占有スペースが大きく、価格も高価で
あり、一般ユーザーが利用することは困難であった。In addition, researches on artificial lattices for superconductivity of about several tens of liters are also progressing, and there is an increasing demand for nondestructive observation of the internal structure of these artificial lattices. However, in the conventional X-ray tube, only the wavelength of several Å can be used at the longest, so that the analysis by the X-ray diffraction method in the direct incidence region was impossible. Therefore, the above-mentioned analysis was performed using a SOR light source that emits white light up to the soft X-ray region. However, since the SOR light source requires a large-scale facility, it occupies a large space and is expensive, making it difficult for general users to use it.
【0005】しかし、最近コンパクトな白色のX線光源
が開発されて状況が変化し、一般ユーザーが上述のよう
な分析法を身近に利用できるようになった。このような
X線光源について具体的に説明すれば、気圧が10-4To
rr以下の真空中において、金属等の物質から成るターゲ
ット上に、1012W/cm2 以上の強度のレーザー光が
照射されると、ターゲットの金属がプラズマ状態にな
り、5Å以上の波長の白色の軟X線が発光する、という
ものである。このような方式のX線光源は、レーザープ
ラズマ光源と呼ばれ、高輝度で白色のX線を発光させる
X線光源であるために、既に本光源を用いた軟X線回折
装置、光電子分光器、X線音響分光法等が提案されてい
る。However, the situation has recently changed due to the development of a compact white X-ray light source, and it has become possible for general users to familiarize themselves with the above-mentioned analysis methods. To specifically describe such an X-ray light source, the atmospheric pressure is 10 −4 To
When a target made of a substance such as a metal is irradiated with a laser beam having an intensity of 10 12 W / cm 2 or more in a vacuum of rr or less, the metal of the target becomes a plasma state and white light having a wavelength of 5 Å or more is obtained. That is, the soft X-rays of this type emit light. The X-ray light source of this type is called a laser plasma light source and is an X-ray light source that emits white X-rays with high brightness. Therefore, a soft X-ray diffractometer and a photoelectron spectrometer using this light source have already been used. , X-ray acoustic spectroscopy, etc. have been proposed.
【0006】このレーザープラズマ光源を用いた代表的
な軟X線回折分析機として、本出願人が特願平2−25
0897号を以て出願したものがある。この装置におい
ては、Nd:YAGレーザー光を金属ターゲット上に照
射することによって発生したX線を、入射スリットを介
して斜入射分光器上に集光させる。次いで、斜入射分光
器により分光されたX線は、ローランド円上にある射出
スリットを通過して測定用の真空容器内に導かれ、回転
テーブル上のサンプル表面に照射される。そして、サン
プル表面上から散乱したX線は、MCP、チャンネルト
ロン等のX線検出器により計測されるようになってい
る。測定用の真空容器全体は、X線取り出し用の射出ス
リットがローランド円上の任意の位置に移動できるよう
になっているため、広い波長に亘って単色光を利用でき
る。As a typical soft X-ray diffraction analyzer using this laser plasma light source, the present applicant has filed Japanese Patent Application No. 2-25.
Some of them have been filed with No. 0897. In this apparatus, X-rays generated by irradiating a metal target with Nd: YAG laser light are focused on an oblique incidence spectroscope through an entrance slit. Next, the X-rays dispersed by the oblique incidence spectroscope pass through the injection slit on the Rowland circle, are guided into the vacuum container for measurement, and are irradiated on the sample surface on the rotary table. The X-ray scattered from the sample surface is measured by an X-ray detector such as MCP or channeltron. Since the X-ray extraction emission slit can be moved to any position on the Rowland circle in the entire measurement vacuum container, monochromatic light can be used over a wide wavelength range.
【0007】[0007]
【発明が解決しようとする課題】ところで、このように
優れた計測システムにおいても、まだ解決されていない
問題が存在する。例えば波長20Åより短い短波長のX
線を分光して計測する場合、ローランド円上のスリット
をできるだけ分光器に近づけて、非常に浅い斜入射角で
分光できる位置にスリットを含む真空容器を移動させる
必要がある。その場合、数100Å以下の真空紫外領域
の長波長の光が分光器の表面で散乱を起こし、本来の必
要とされる短波長のX線が完全に分光されずに、長波長
の成分も混合して短波長成分と共に測定用の真空容器の
射出スリットを通過してしまう。この現象は、特に射出
スリットが分光器に接近し且つ散乱強度が強い斜入射領
域で顕著になるので、光源の強度が弱くなる短波長領域
では深刻な影響を受ける。例えば、X線回折装置の場合
には、回折効率の測定に際してその測定が不可能になっ
てしまう。By the way, even in such an excellent measurement system, there are still unsolved problems. For example, a short wavelength X shorter than 20Å
In the case of spectrally measuring a line, it is necessary to bring the slit on the Rowland circle as close as possible to the spectroscope and move the vacuum container including the slit to a position where the slit can be split at a very shallow oblique incident angle. In that case, long-wavelength light in the vacuum ultraviolet region of several hundred liters or less scatters on the surface of the spectroscope, and the originally required short-wavelength X-rays are not completely dispersed, and long-wavelength components are also mixed. Then, it passes through the injection slit of the measuring vacuum container together with the short wavelength component. This phenomenon is particularly remarkable in the oblique incidence region where the emission slit is close to the spectroscope and the scattering intensity is strong, and thus is seriously affected in the short wavelength region where the intensity of the light source is weak. For example, in the case of an X-ray diffractometer, the measurement becomes impossible when measuring the diffraction efficiency.
【0008】本発明は、このような課題に鑑みて、短波
長のX線を分光して計測する場合に長波長のX線や真空
紫外光による分光器からの散乱光を確実に遮断して、純
度の高い短波長のX線を分光できるようにしたX線分光
装置を提供することを目的とする。In view of the above problems, the present invention reliably blocks scattered light from a spectroscope due to long-wavelength X-rays and vacuum ultraviolet light when measuring by spectrally measuring short-wavelength X-rays. It is an object of the present invention to provide an X-ray spectroscope capable of spectroscopically analyzing short-wavelength X-rays.
【0009】[0009]
【課題を解決するための手段】本発明によるX線分光装
置は、レーザープラズマ光源から放射されたX線を凹面
回折格子で回折させ、この回折光を凹面回折格子のロー
ランド円の円周に沿って移動可能に設けられたスリット
を介して物体に照射し、該物体からの反射,透過又は回
折光をX線検出器で受光するようにしたX線分光装置に
おいて、レーザープラズマ光源からX線検出器に至る光
路中に、真空紫外波長域の光を遮断し且つ20Å以下の
X線を透過するフィルタを設けたことを特徴とするもの
である。An X-ray spectroscopic device according to the present invention diffracts X-rays emitted from a laser plasma light source by a concave diffraction grating, and diffracts this diffracted light along the circumference of a Rowland circle of the concave diffraction grating. In an X-ray spectroscopic device in which an object is irradiated through a slit provided so as to be movable, and reflected, transmitted, or diffracted light from the object is received by an X-ray detector, X-ray detection from a laser plasma light source A filter that blocks light in the vacuum ultraviolet wavelength range and transmits X-rays of 20 Å or less is provided in the optical path to the container.
【0010】[0010]
【作用】従って、レーザープラズマ光源から放射される
X線のうち、真空紫外波長域の散乱光等長波長領域のX
線は、フィルタによって遮断されるため、20Å以下の
純度の高い短波長のX線のみをこのフィルタを透過して
物体に照射することができ、そして物体からの反射,透
過又は回折光がX線検出器で受光される。Therefore, among X-rays emitted from the laser plasma light source, X-rays in the long wavelength region such as scattered light in the vacuum ultraviolet wavelength region
Since the rays are blocked by the filter, only high-purity short-wavelength X-rays of 20 Å or less can pass through this filter and illuminate the object, and the reflected, transmitted, or diffracted light from the object is X-rays. The light is received by the detector.
【0011】[0011]
【実施例】以下、図示した実施例に基づき本発明を詳細
に説明する。図1はX線分光装置の概略構成図を示すも
のであり、図中、1は構成部材を振動を殺しながら支え
る除振台である。2は除振台1上に設置された真空容器
であって、ガラス製の透明窓3と開口4,5を有してい
ると共に、内部に金等の金属材料で成るターゲット6が
軸7のまわりに回転可能に設けられ、更に透明窓3の内
側には該窓3とほぼ同じ大きさのガラス製の透明な遮蔽
板8が設けられている。9は除振台1上に設置された主
にNd:YAG等の高出力パルスレーザ光源、10はレ
ーザ光集光用の集光レンズであって、パルスレーザー光
源9からのレーザ光を集光レンズ10により透明窓3及
び遮蔽板8を介してターゲット6に照射すると、ターゲ
ット6の一部が溶けて蒸発してプラズマ化し、この高温
・高密度のプラズマから軟X線が発生するようになって
いる。これらがレーザープラズマ光源として機能する。The present invention will be described in detail below with reference to the illustrated embodiments. FIG. 1 shows a schematic configuration diagram of an X-ray spectroscopic apparatus. In the figure, reference numeral 1 denotes an anti-vibration table that supports structural members while damaging vibration. Reference numeral 2 denotes a vacuum container installed on the vibration isolation table 1, which has a transparent window 3 made of glass and openings 4 and 5, and has a target 6 made of a metal material such as gold inside the shaft 7. A transparent shielding plate 8 made of glass and having substantially the same size as the window 3 is provided inside the transparent window 3 so as to be rotatable. Reference numeral 9 denotes a high-power pulse laser light source such as Nd: YAG, which is mainly installed on the vibration isolation table 1, and 10 denotes a condenser lens for condensing the laser light, which condenses the laser light from the pulse laser light source 9. When the target 6 is irradiated with the lens 10 through the transparent window 3 and the shielding plate 8, a part of the target 6 is melted and evaporated into plasma, and soft X-rays are generated from the high temperature and high density plasma. ing. These function as a laser plasma light source.
【0012】この時、遮蔽板8は飛散する汚染物質が透
明窓3に蒸着するのを防ぐ。尚、透明窓3及び遮蔽板8
は、それらによるレーザ光の反射光がレーザ光源9に戻
ってレーザ光の発振を不安定にしないようにレーザ光源
9及び集光レンズ10の光軸に対して約3゜傾けて設置
され、更にレーザ光を効率的にターゲット6に照射でき
るように反射防止膜が施されている。そして、以上の部
材が軟X線光源部11を構成している。At this time, the shielding plate 8 prevents scattered pollutants from being deposited on the transparent window 3. The transparent window 3 and the shielding plate 8
Is installed at an angle of about 3 ° with respect to the optical axes of the laser light source 9 and the condenser lens 10 so that the reflected light of the laser light by them does not return to the laser light source 9 and makes the oscillation of the laser light unstable. An antireflection film is provided so that the target 6 can be efficiently irradiated with laser light. The above-mentioned members form the soft X-ray light source unit 11.
【0013】12は除振台1上に設置され且つ開口4を
介して真空容器2と接続された他の真空容器であって、
開口13,14を有していると共に、内部に入射スリッ
ト15及び凹面回折格子(斜入射型回折格子)16が設
置されている。そして、以上の部材が分光器21を構成
している。Reference numeral 12 denotes another vacuum container installed on the vibration isolation table 1 and connected to the vacuum container 2 through the opening 4,
In addition to having openings 13 and 14, an entrance slit 15 and a concave diffraction grating (oblique incidence type diffraction grating) 16 are installed inside. The above-described members constitute the spectroscope 21.
【0014】17は一端が開口13を介して真空容器1
2に接続された伸縮自在のベローズ、18はベローズ1
7の他端に接続された更に他の真空容器であって、真空
容器18は例えばベローズ17の長手方向と短手方向の
両方向に移動可能とすることにより回折格子16のロー
ランド円の円周に沿って移動可能とした台座19を介し
て除振台1上に設置されている。20は真空容器18内
であって台座19と一致する位置に設置されている即ち
台座19の移動に伴って回折格子16のローランド円上
を移動するようになっている射出スリットである。22
は真空容器18内において回転可能に設置された試料
台、23は真空容器18内において試料台22を中心と
して回動可能に設置されたチャンネルトロン等の第1の
X線検出器であって、回折格子16の中心と射出スリッ
ト20と試料台22の中心は常に一直線上に位置するよ
うになっている。そして、以上の部材が測定部27を構
成している。One end of the vacuum container 1 has an opening 13 through the opening 13.
Telescopic bellows connected to 2, 18 is bellows 1
7 is another vacuum container connected to the other end of 7, and the vacuum container 18 can be moved in both the longitudinal direction and the lateral direction of the bellows 17 so that the vacuum container 18 can move in the circumference of the Rowland circle of the diffraction grating 16. It is installed on the vibration isolation table 1 via a pedestal 19 that is movable along the vibration isolation table 1. Reference numeral 20 denotes an injection slit installed in the vacuum container 18 at a position corresponding to the pedestal 19, that is, moving along the Rowland circle of the diffraction grating 16 with the movement of the pedestal 19. 22
Is a sample table rotatably installed in the vacuum container 18, 23 is a first X-ray detector such as a channel tron installed rotatably around the sample table 22 in the vacuum container 18, The center of the diffraction grating 16, the exit slit 20, and the center of the sample table 22 are always positioned on a straight line. The above-mentioned members constitute the measuring unit 27.
【0015】24は真空容器2内に設置されていて軟X
線光源部11での軟X線の強度をモニターする第2のX
線検出器である。25は第1のX線検出器23及び第2
のX線検出器24からの出力信号に基づき所定の式に従
って演算処理を行なうコンピュータ、26はコンピュー
タ25による演算結果を表示する表示装置である。コン
ピュータ25は、パルスレーザ光源9の発振,ターゲッ
ト6の回転,台座19の移動,試料台22の回転,X線
検出器23の回転も制御するようになっている。Reference numeral 24 denotes a soft X which is installed in the vacuum container 2.
Second X for monitoring the intensity of soft X-rays at the line light source unit 11
It is a line detector. 25 is the first X-ray detector 23 and the second
A computer for performing arithmetic processing according to a predetermined formula based on an output signal from the X-ray detector 24, and a display device 26 for displaying the arithmetic result by the computer 25. The computer 25 also controls oscillation of the pulse laser light source 9, rotation of the target 6, movement of the pedestal 19, rotation of the sample table 22, and rotation of the X-ray detector 23.
【0016】28は一端が開口5を介して真空容器2と
接続され且つ除振台1上に設置された振動の少ない磁気
浮上型のターボ分子ポンプ、29は振動を伝えにくいゴ
ム製のチューブ30を介してターボ分子ポンプ28の他
端と接続され且つ除振台1外に設置された振動の大きい
荒引き用のロータリーポンプであって、これらが真空容
器2内の真空引きを行う真空ポンプ部31を構成してい
る。28 is a magnetic levitation type turbo molecular pump, one end of which is connected to the vacuum container 2 through the opening 5 and which is installed on the vibration isolation table 1, and which has little vibration. 29 is a rubber tube 30 which hardly transmits vibration. Is a rotary pump for rough evacuation, which is connected to the other end of the turbo molecular pump 28 via the and which is installed outside the vibration isolation table 1, and is a vacuum pump part for performing evacuation in the vacuum container 2. 31 is configured.
【0017】32は一端が開口14を介して真空容器1
2と接続され且つ除振台1上に設置された磁気浮上型の
ターボ分子ポンプ、33はゴム製のチューブ34を介し
てターボ分子ポンプ32の他端と接続され且つ除振台1
外に設置された荒引き用のロータリーポンプであって、
これらが真空容器12内,ベローズ17内及び真空容器
18内の真空引きを行う真空ポンプ部35を構成してい
る。以上の構成は、上述した先行技術の構成と同一であ
る。One end of the vacuum container 32 has an opening 14 through the opening 14.
2 is a magnetic levitation type turbo molecular pump installed on the vibration isolation table 1; 33 is connected to the other end of the turbo molecular pump 32 via a rubber tube 34;
A rotary pump for roughing installed outside,
These constitute a vacuum pump unit 35 that evacuates the vacuum container 12, the bellows 17, and the vacuum container 18. The above configuration is the same as the configuration of the above-mentioned prior art.
【0018】次に、36は分光器16と射出スリット2
0との間の光路上に配設されていて分光されたX線の短
波長成分を通過させるが分光器16からの散乱光である
長波長成分をカットするフィルタであり、本実施例では
ボロンフィルタ(厚み1200Å) が用いられている。尚、
フィルタ36の配設位置は図1で示された位置に限定さ
れることなく、レーザープラズマ光源とX線検出器23
との間の光路上の何れかの位置にあればよい。37は真
空容器外の大気側からこのフィルタ36を操作して光路
に対して挿脱させるためのマニピュレーターであり、測
定光として長波長成分を用いる場合には、フィルタ36
を光路外に移動させ得るようになっている。Next, 36 is the spectroscope 16 and the emission slit 2.
It is a filter that is arranged on the optical path between 0 and 0 and that passes the short wavelength component of the separated X-ray but cuts the long wavelength component that is the scattered light from the spectroscope 16. In the present embodiment, it is a boron. A filter (thickness 1200Å) is used. still,
The arrangement position of the filter 36 is not limited to the position shown in FIG. 1, but the laser plasma light source and the X-ray detector 23
It may be at any position on the optical path between and. Reference numeral 37 is a manipulator for operating the filter 36 from the atmosphere side outside the vacuum container to insert / remove it into / from the optical path.
Can be moved out of the optical path.
【0019】ここで、フィルタ36について更に説明す
る。フィルタ36の材質としては、特に原子番号17以
下の物質及びこれらの物質を含む化合物が適している。
その一部の例を図2に示す。図2はAl,Al/C,A
l/Ti ,ボロン,インジウム,スズ,カーボンの各物
質から成る薄膜の、X線領域における透過率を夫々示す
ものであり、夫々横軸に波長(A)、縦軸に透過率がと
られている。尚、図の各グラフにおいて、例えば左上グ
ラフ中の「Al,1500Å」は厚さ1500ÅのAl
薄膜であることを示すものであり、その右隣のグラフの
「Al/C,1500Å Al,270Å C」は厚さ
1500ÅのAlと厚さ270ÅのCとが接合されて構
成された薄膜であることを示している。又、図3は図2
におけるAl薄膜の分光透過率を示すグラフの要部を拡
大したものである。Here, the filter 36 will be further described. As the material of the filter 36, substances having an atomic number of 17 or less and compounds containing these substances are particularly suitable.
Some examples are shown in FIG. Fig. 2 shows Al, Al / C, A
The transmittances in the X-ray region of the thin films composed of 1 / Ti, boron, indium, tin, and carbon are shown respectively, and the horizontal axis shows the wavelength (A) and the vertical axis shows the transmittance. There is. In each graph of the figure, for example, "Al, 1500Å" in the upper left graph is Al with a thickness of 1500Å
This is a thin film, and "Al / C, 1500Å Al, 270Å C" in the graph on the right side of the graph is a thin film formed by joining Al with a thickness of 1500 Å and C with a thickness of 270 Å. It is shown that. Also, FIG. 3 is shown in FIG.
3 is an enlarged view of a main part of a graph showing the spectral transmittance of the Al thin film in FIG.
【0020】そして、図2及び図3に示すように、各物
質のフィルタは、40Å以下の短波長のX線を透過させ
るのに対して、大体の目安として500Å以下の長波長
領域では、X線の透過率が非常に低くなる。従って、数
10Å以下の短波長領域で分光実験をする場合、レーザ
ープラズマ光源とX線検出器23との間の光路上のいず
れかの位置にこのような物質から成るフィルタ36を配
設すれば、分光器16からの散乱による長波長の迷光を
遮断して、純粋に必要とする短波長のX線を取り出すこ
とができる。中でも、Be,B,Al,C及びこれらの
物質を含む化合物が好ましく、とりわけ、Be,B等原
子番号の小さい元素は短波長領域に吸収端がないので、
優れたフィルタ材料であるといえる。As shown in FIG. 2 and FIG. 3, the filter of each substance transmits X-rays having a short wavelength of 40 Å or less, whereas, as a rough guideline, the X-rays in the long wavelength region of 500 Å or less are used. Line transmittance is very low. Therefore, when a spectroscopic experiment is performed in the short wavelength region of several tens of liters or less, if a filter 36 made of such a substance is arranged at any position on the optical path between the laser plasma light source and the X-ray detector 23. By blocking stray light of long wavelength due to scattering from the spectroscope 16, purely required short wavelength X-rays can be extracted. Above all, Be, B, Al, C and compounds containing these substances are preferable. Especially, since elements such as Be and B having a small atomic number have no absorption edge in the short wavelength region,
It can be said that it is an excellent filter material.
【0021】本実施例は上述の如く構成されているか
ら、パルスレーザ光源9を発振させてレーザ光をターゲ
ット6に照射すると、ターゲット6の一部が溶けて蒸発
してプラズマ化し、このプラズマから軟X線a1が発生
する。発生した軟X線a1は、真空容器2の開口4を通
って入射スリット15に導かれ、入射スリット15を通
って凹面回折格子16に入射し分光される。Since the present embodiment is constructed as described above, when the pulse laser light source 9 is oscillated to irradiate the target 6 with laser light, a part of the target 6 is melted and evaporated to form plasma, and this plasma is used. Soft X-ray a1 is generated. The generated soft X-ray a1 is guided to the entrance slit 15 through the opening 4 of the vacuum container 2, enters the concave diffraction grating 16 through the entrance slit 15, and is dispersed.
【0022】回折格子16で分光された軟X線a2は、
ボロンフィルタ36を通過するが、その際、短波長成分
のみがこれを通過し、分光器16からの散乱光である長
波長成分はカットされる。このボロンフィルタ36は、
図2に示すように、20Å以下の短波長成分は80%の
透過率を有しているのに対して、500Å以上の長波長
成分の透過率は1%以下になっており、理想的なフィル
タであるといえる。The soft X-ray a2 separated by the diffraction grating 16 is
Although it passes through the boron filter 36, only the short wavelength component passes through it at this time, and the long wavelength component which is the scattered light from the spectroscope 16 is cut. This boron filter 36 is
As shown in FIG. 2, the short wavelength component of 20 Å or less has a transmittance of 80%, while the long wavelength component of 500 Å or more has a transmittance of 1% or less, which is ideal. It can be said that it is a filter.
【0023】そして、短波長成分の軟X線a2は射出ス
リット20を通って試料台22上の試料Sに入射し、該
試料Sで回折された軟X線a3がX線検出器23により
検出される。この場合、射出スリット20からは入射ス
リット15と回折格子16と射出スリット20との位置
関係に応じて定まる特定波長の軟X線a2のみが射出し
てくるので、台座19の移動により射出スリット20を
移動せしめると射出スリット20を通過する軟X線a2
の波長が変わる即ち波長走査が行われる。従って、試料
Sに入射する軟X線a2の波長が変わるので、試料Sの
分光反射率等を測定することができる。又、試料台22
を回動させることにより試料Sに対する軟X線a2の入
射角を任意に設定できる。更に、X線検出器23を試料
台22の周りに回動することにより任意の回折角で試料
Sからの軟X線a3を検出することができる。The short-wavelength soft X-ray a2 enters the sample S on the sample table 22 through the emission slit 20, and the soft X-ray a3 diffracted by the sample S is detected by the X-ray detector 23. To be done. In this case, since only the soft X-ray a2 having a specific wavelength determined according to the positional relationship among the entrance slit 15, the diffraction grating 16 and the exit slit 20 is emitted from the exit slit 20, the pedestal 19 moves to cause the exit slit 20 to move. Is moved, the soft X-ray a2 passing through the injection slit 20 is moved.
The wavelength is changed, that is, wavelength scanning is performed. Therefore, since the wavelength of the soft X-ray a2 incident on the sample S changes, the spectral reflectance and the like of the sample S can be measured. Also, the sample table 22
The incident angle of the soft X-ray a2 with respect to the sample S can be arbitrarily set by rotating. Further, by rotating the X-ray detector 23 around the sample table 22, the soft X-ray a3 from the sample S can be detected at an arbitrary diffraction angle.
【0024】又、長波長のX線を利用する場合等には、
真空容器等の外部である大気側からマニピュレーター3
7を操作してフィルタ36を光路外へ移動させるように
する。フィルタ36を光路から除けば、長波長のX線を
利用する際にX線を減衰させることなく測定に利用する
ことができる。長波長のX線の場合には、フィルタ36
を通過させなくても、射出スリット20が分光器16か
ら十分離れており且つ回折角も大きいので、散乱光の影
響は少ない。When using long-wavelength X-rays, etc.,
Manipulator 3 from the atmosphere side, which is the outside of the vacuum container, etc.
7 is operated to move the filter 36 out of the optical path. When the filter 36 is removed from the optical path, it is possible to use the long wavelength X-rays for measurement without attenuating the X-rays. In the case of long wavelength X-rays, the filter 36
Even if the light is not passed through, the exit slit 20 is sufficiently separated from the spectroscope 16 and the diffraction angle is large, so that the influence of scattered light is small.
【0025】上述のように本実施例によれば、フィルタ
36によって真空紫外光による分光器16からの長波長
の散乱光を遮断して、純度の高い短波長のX線の分光が
可能になる。そのため、短波長領域でのX線の単色性が
良くなり、測定精度が向上する。しかも、このフィルタ
36はマニピュレーター37によって光路外へ移動でき
るから、長波長のX線を利用する時にはX線を減衰させ
ることがない。又、このフィルタ36によって、レーザ
ープラズマ光源から放出される飛散粒子が測定用の真空
容器27に入ることを防止することができ、汚染防止及
び測定時のノイズ信号の除去にも効果がある。As described above, according to this embodiment, the filter 36 blocks the scattered light of the long wavelength from the spectroscope 16 due to the vacuum ultraviolet light, and enables the high-purity short-wavelength X-ray spectroscopy. .. Therefore, the monochromaticity of X-rays in the short wavelength region is improved, and the measurement accuracy is improved. Moreover, since the filter 36 can be moved to the outside of the optical path by the manipulator 37, the X-ray is not attenuated when the long-wavelength X-ray is used. Further, the filter 36 can prevent scattered particles emitted from the laser plasma light source from entering the measurement vacuum container 27, and is effective in preventing contamination and removing a noise signal during measurement.
【0026】尚、フィルタ36とターゲット6とが同一
の物質である場合、レーザープラズマ光源から放出され
る飛散粒子がフィルタ36に付着しても、分光特性が変
化しないので、測定精度の向上につながるといえる。When the filter 36 and the target 6 are made of the same substance, the spectral characteristics do not change even if the scattered particles emitted from the laser plasma light source adhere to the filter 36, which leads to an improvement in the measurement accuracy. Can be said.
【0027】[0027]
【発明の効果】上述のように本発明に係るX線分光装置
は、光路上に真空紫外波長域の光を遮断し且つ20Å以
下の波長域のX線を透過させるフィルタを配設したか
ら、長波長のX線及び真空紫外光による分光器からの散
乱光を遮断して、純度の高い短波長のX線の分光が可能
になり、そのため短波長領域でのX線の単色性が良くな
り、測定精度を向上させることができる。又、このフィ
ルタによって、レーザープラズマ光源から放出される飛
散粒子が測定用の真空容器に入ることを防止でき、汚染
防止と測定時のノイズ信号の除去にも有効である。As described above, since the X-ray spectroscopic device according to the present invention is provided with a filter for blocking light in the vacuum ultraviolet wavelength range and transmitting X-rays in the wavelength range of 20 Å or less on the optical path, By blocking scattered light from the spectroscope due to long-wavelength X-rays and vacuum ultraviolet light, it becomes possible to disperse highly pure short-wavelength X-rays, which improves monochromaticity of X-rays in the short-wavelength region. The measurement accuracy can be improved. In addition, this filter can prevent scattered particles emitted from the laser plasma light source from entering the measurement vacuum container, and is also effective in preventing contamination and removing noise signals during measurement.
【図1】本発明によるX線分光装置の一実施例の概略図
である。FIG. 1 is a schematic view of an embodiment of an X-ray spectroscopic device according to the present invention.
【図2】フィルタを構成する各物質の透過率を示すグラ
フである。FIG. 2 is a graph showing the transmittance of each substance forming a filter.
【図3】図2のグラフのうち、Alの透過率を示すグラ
フの要部拡大図である。FIG. 3 is an enlarged view of a main part of a graph showing the transmittance of Al in the graph of FIG.
6 ターゲット 16 凹面回折格子 20 射出スリット 23 X線検出器 36 フィルタ 6 Target 16 Concave Diffraction Grating 20 Emission Slit 23 X-ray Detector 36 Filter
【手続補正書】[Procedure amendment]
【提出日】平成4年1月16日[Submission date] January 16, 1992
【手続補正1】[Procedure Amendment 1]
【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement
【補正対象項目名】特許請求の範囲[Name of item to be amended] Claims
【補正方法】変更[Correction method] Change
【補正内容】[Correction content]
【特許請求の範囲】[Claims]
【手続補正2】[Procedure Amendment 2]
【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement
【補正対象項目名】0005[Correction target item name] 0005
【補正方法】変更[Correction method] Change
【補正内容】[Correction content]
【0005】しかし、最近コンパクトな白色のX線光源
が開発されて状況が変化し、一般ユーザーが上述のよう
な分析法を身近に利用できるようになった。このような
X線光源について具体的に説明すれば、気圧が10-4To
rr以下の高真空中において、金属等の物質から成るター
ゲット上に、1012W/cm2 以上の強度のレーザー光
が照射されると、ターゲットの金属がプラズマ状態にな
り、5Å以上の波長の白色の軟X線が発光する、という
ものである。このような方式のX線光源は、レーザープ
ラズマ光源と呼ばれ、高輝度で白色のX線を発光させる
X線光源であるために、既に本光源を用いた軟X線回折
装置、光電子分光器、X線音響分光法等が提案されてい
る。However, the situation has recently changed due to the development of a compact white X-ray light source, and it has become possible for general users to familiarize themselves with the above-mentioned analysis methods. To specifically describe such an X-ray light source, the atmospheric pressure is 10 −4 To
When a target made of a substance such as a metal is irradiated with a laser beam having an intensity of 10 12 W / cm 2 or more in a high vacuum of rr or less, the metal of the target becomes a plasma state and a wavelength of 5 Å or more is emitted. It emits white soft X-rays. The X-ray light source of this type is called a laser plasma light source and is an X-ray light source that emits white X-rays with high brightness. Therefore, a soft X-ray diffractometer and a photoelectron spectrometer using this light source have already been used. , X-ray acoustic spectroscopy, etc. have been proposed.
【手続補正3】[Procedure 3]
【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement
【補正対象項目名】0007[Correction target item name] 0007
【補正方法】変更[Correction method] Change
【補正内容】[Correction content]
【0007】[0007]
【発明が解決しようとする課題】ところで、このように
優れた計測システムにおいても、まだ解決されていない
問題が存在する。例えば波長20Åより短い短波長のX
線を分光して計測する場合、ローランド円上のスリット
をできるだけ分光器に近づけて、非常に浅い斜入射角で
分光できる位置にスリットを含む真空容器を移動させる
必要がある。その場合、数100Å以上の真空紫外領域
の長波長の光が分光器の表面で散乱を起こし、本来の必
要とされる短波長のX線が完全に分光されずに、長波長
の成分も混合して短波長成分と共に測定用の真空容器の
射出スリットを通過してしまう。この現象は、特に射出
スリットが分光器に接近し且つ散乱強度が強い斜入射領
域で顕著になるので、光源の強度が弱くなる短波長領域
では深刻な影響を受ける。例えば、X線回折装置の場合
には、回折効率の測定に際してその測定が不可能になっ
てしまう。By the way, even in such an excellent measurement system, there are still unsolved problems. For example, a short wavelength X shorter than 20Å
In the case of spectrally measuring a line, it is necessary to bring the slit on the Rowland circle as close as possible to the spectroscope and move the vacuum container including the slit to a position where the slit can be split at a very shallow oblique incident angle. In that case, long wavelength light in the vacuum ultraviolet region of several hundred liters or more scatters on the surface of the spectroscope, and the originally required short wavelength X-rays are not completely dispersed, and long wavelength components are also mixed. Then, it passes through the injection slit of the measuring vacuum container together with the short wavelength component. This phenomenon is particularly remarkable in the oblique incidence region where the emission slit is close to the spectroscope and the scattering intensity is strong, and thus is seriously affected in the short wavelength region where the intensity of the light source is weak. For example, in the case of an X-ray diffractometer, the measurement becomes impossible when measuring the diffraction efficiency.
Claims (1)
を凹面回折格子で回折させ、該回折光を前記凹面回折格
子のローランド円の円周に沿って移動可能に設けられた
スリットを介して物体に照射し、該物体からの反射,透
過又は回折光をX線検出器で受光するようにしたX線分
光装置において、 前記レーザープラズマ光源からX線検出器に至る光路中
に、真空紫外波長域の光を遮蔽し且つ20Å以下のX線
を透過するフィルタを設けたことを特徴とするX線分光
装置。1. An X-ray radiated from a laser plasma light source is diffracted by a concave diffraction grating, and the diffracted light is passed through a slit provided so as to be movable along the circumference of a Rowland circle of the concave diffraction grating. In the X-ray spectroscopic device in which the X-ray detector receives the reflected, transmitted or diffracted light from the object, a vacuum ultraviolet wavelength range is provided in the optical path from the laser plasma light source to the X-ray detector. An X-ray spectroscopic device comprising a filter that shields the above light and transmits X-rays of 20 Å or less.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP26078791A JP3198127B2 (en) | 1991-10-08 | 1991-10-08 | X-ray spectrometer |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP26078791A JP3198127B2 (en) | 1991-10-08 | 1991-10-08 | X-ray spectrometer |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0599863A true JPH0599863A (en) | 1993-04-23 |
| JP3198127B2 JP3198127B2 (en) | 2001-08-13 |
Family
ID=17352734
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| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP26078791A Expired - Fee Related JP3198127B2 (en) | 1991-10-08 | 1991-10-08 | X-ray spectrometer |
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|---|---|
| JP (1) | JP3198127B2 (en) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2003036677A1 (en) * | 2001-10-24 | 2003-05-01 | Jeol Ltd. | Electron microscope having x-ray spectrometer |
| US7688445B2 (en) | 2006-06-15 | 2010-03-30 | Canon Kabushiki Kaisha | Spectroscope and spectroscopic method |
| CN114324207A (en) * | 2021-12-24 | 2022-04-12 | 辽宁华一检测认证中心有限公司 | Full-spectrum detection system for rapidly detecting food |
-
1991
- 1991-10-08 JP JP26078791A patent/JP3198127B2/en not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2003036677A1 (en) * | 2001-10-24 | 2003-05-01 | Jeol Ltd. | Electron microscope having x-ray spectrometer |
| US7688445B2 (en) | 2006-06-15 | 2010-03-30 | Canon Kabushiki Kaisha | Spectroscope and spectroscopic method |
| CN114324207A (en) * | 2021-12-24 | 2022-04-12 | 辽宁华一检测认证中心有限公司 | Full-spectrum detection system for rapidly detecting food |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3198127B2 (en) | 2001-08-13 |
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