JPH08220027A - 蛍光ｘ線分析装置 - Google Patents
蛍光ｘ線分析装置Info
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- JPH08220027A JPH08220027A JP7023204A JP2320495A JPH08220027A JP H08220027 A JPH08220027 A JP H08220027A JP 7023204 A JP7023204 A JP 7023204A JP 2320495 A JP2320495 A JP 2320495A JP H08220027 A JPH08220027 A JP H08220027A
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- ray
- rays
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 Ｘ線単色化によるＸ線強度低下を可及的に抑
制して、励起Ｘ線強度および測定精度の向上が可能な蛍
光Ｘ線分析装置を提供する。 【構成】 蛍光Ｘ線分析装置１は、Ｘ線発生器１０と、
Ｘ線発生器１０から発生するＸ線を単色化する分光結晶
１３と、Ｘ線束４が試料２に入射して、試料２から発生
する蛍光Ｘ線５を検出するＸ線検出器２０と、前置増幅
器２１、比例増幅器２２、波高分析器２３およびデータ
処理器２４などで構成される。分光結晶１３の結晶面は
曲面状に湾曲しており、分光結晶１３、Ｘ線発生器１０
のＸ線焦点Ａおよび試料２の照射位置Ｂは、半径Ｒのロ
ーランド円ＲＣの円周上にそれぞれ配置される。
制して、励起Ｘ線強度および測定精度の向上が可能な蛍
光Ｘ線分析装置を提供する。 【構成】 蛍光Ｘ線分析装置１は、Ｘ線発生器１０と、
Ｘ線発生器１０から発生するＸ線を単色化する分光結晶
１３と、Ｘ線束４が試料２に入射して、試料２から発生
する蛍光Ｘ線５を検出するＸ線検出器２０と、前置増幅
器２１、比例増幅器２２、波高分析器２３およびデータ
処理器２４などで構成される。分光結晶１３の結晶面は
曲面状に湾曲しており、分光結晶１３、Ｘ線発生器１０
のＸ線焦点Ａおよび試料２の照射位置Ｂは、半径Ｒのロ
ーランド円ＲＣの円周上にそれぞれ配置される。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、シリコンウエハ等の試
料に励起Ｘ線を照射して、試料から発生する蛍光Ｘ線
を、たとえばエネルギー分散方式（ＥＤＸ：Energy Dis
persive X-rayspectrometer）で分析するための蛍光Ｘ
線分析装置に関する。
料に励起Ｘ線を照射して、試料から発生する蛍光Ｘ線
を、たとえばエネルギー分散方式（ＥＤＸ：Energy Dis
persive X-rayspectrometer）で分析するための蛍光Ｘ
線分析装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、たとえば光学的に平滑な平面を有
するシリコンウエハなどの試料に、低い入射角度でＸ線
を照射することによって、試料の表面近傍に存在する元
素からの蛍光Ｘ線を検出する全反射蛍光Ｘ線分析装置
（Total Reflection X−rayFluorescence）が知られて
おり、励起Ｘ線を試料表面上で全反射させることによっ
て、試料の表面近傍のみの情報を高Ｓ／Ｎ比で得ること
ができる。
するシリコンウエハなどの試料に、低い入射角度でＸ線
を照射することによって、試料の表面近傍に存在する元
素からの蛍光Ｘ線を検出する全反射蛍光Ｘ線分析装置
（Total Reflection X−rayFluorescence）が知られて
おり、励起Ｘ線を試料表面上で全反射させることによっ
て、試料の表面近傍のみの情報を高Ｓ／Ｎ比で得ること
ができる。
【０００３】Ｘ線発生源が放射するＸ線スペトクルは、
対陰極物質、印加電圧、印加電流などに依存し、一般に
は、熱電子の制動放射による連続したスペトクル分布を
示す連続Ｘ線（白色Ｘ線）と、対陰極物質に固有な急峻
なピークを示す特性Ｘ線とが重畳したものである。
対陰極物質、印加電圧、印加電流などに依存し、一般に
は、熱電子の制動放射による連続したスペトクル分布を
示す連続Ｘ線（白色Ｘ線）と、対陰極物質に固有な急峻
なピークを示す特性Ｘ線とが重畳したものである。
【０００４】そこで、Ｘ線発生源の対陰極から発生する
特性Ｘ線を、分光結晶とスリットなどから成る分光手段
によって単一の特性Ｘ線を分離してから、試料に照射す
るモノクロ全反射蛍光Ｘ線分析装置（特願平１−２７２
１２４号）が提案されており、励起Ｘ線の単色化によっ
てバックグランドノイズが低減されて、微量元素の検出
限界が向上するため、特に、ＩＣ用の半導体ウエハ上の
微量元素汚染検出の分野で急速に普及している。
特性Ｘ線を、分光結晶とスリットなどから成る分光手段
によって単一の特性Ｘ線を分離してから、試料に照射す
るモノクロ全反射蛍光Ｘ線分析装置（特願平１−２７２
１２４号）が提案されており、励起Ｘ線の単色化によっ
てバックグランドノイズが低減されて、微量元素の検出
限界が向上するため、特に、ＩＣ用の半導体ウエハ上の
微量元素汚染検出の分野で急速に普及している。
【０００５】他に、励起Ｘ線の波長域が異なる一対のＸ
線源および分光結晶を複数設けて、単色Ｘ線の励起波長
を順次切替えることによって、分析対象元素の多様化を
図った蛍光Ｘ線分析装置が開示されている（特開平６−
１７４６６４号（特願平４−３５０６０２号））。
線源および分光結晶を複数設けて、単色Ｘ線の励起波長
を順次切替えることによって、分析対象元素の多様化を
図った蛍光Ｘ線分析装置が開示されている（特開平６−
１７４６６４号（特願平４−３５０６０２号））。
【０００６】たとえばシリコンウエハ上の汚染物質のう
ち、特に、Ｆｅ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ｚｎ、Ａｌ、Ｎａなどの
元素が重要な分析対象であり、これらの元素に対する検
出感度を最大に設定するために、Ｗ（タングステン）な
どから成る対陰極を備えたＸ線発生源を用いて、Ｗの特
性Ｘ線のうち、Ｌβ１線（９．６７１ｋｅＶ）が励起Ｘ
線として使用されている。その理由として、（ａ）寿命
やＸ線放射特性などの見地から、対陰極用の材料として
Ｗが一般に広く用いられており、しかも大電力を印加す
ることが可能である、（ｂ）Ｗ−Ｌβ１線は、ＺｎのＫ
吸収端（９．６６０ｋｅＶ）より高く、しかもＷと同様
に高寿命な対陰極材料、たとえばＭｏ、Ａｇ、Ｒｈの主
要な特性Ｘ線のうち最も低いエネルギーを有するため、
分析対象元素を励起する励起効率が優れている、等が挙
げられる。
ち、特に、Ｆｅ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ｚｎ、Ａｌ、Ｎａなどの
元素が重要な分析対象であり、これらの元素に対する検
出感度を最大に設定するために、Ｗ（タングステン）な
どから成る対陰極を備えたＸ線発生源を用いて、Ｗの特
性Ｘ線のうち、Ｌβ１線（９．６７１ｋｅＶ）が励起Ｘ
線として使用されている。その理由として、（ａ）寿命
やＸ線放射特性などの見地から、対陰極用の材料として
Ｗが一般に広く用いられており、しかも大電力を印加す
ることが可能である、（ｂ）Ｗ−Ｌβ１線は、ＺｎのＫ
吸収端（９．６６０ｋｅＶ）より高く、しかもＷと同様
に高寿命な対陰極材料、たとえばＭｏ、Ａｇ、Ｒｈの主
要な特性Ｘ線のうち最も低いエネルギーを有するため、
分析対象元素を励起する励起効率が優れている、等が挙
げられる。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】近年の集積回路の高密
度化に伴い、シリコンウエハの表面汚染の管理が重要視
される傾向にあるため、微量元素の検出限界がより向上
し、しかも短時間で測定可能な分析手法が要求されてい
る。
度化に伴い、シリコンウエハの表面汚染の管理が重要視
される傾向にあるため、微量元素の検出限界がより向上
し、しかも短時間で測定可能な分析手法が要求されてい
る。
【０００８】従来のモノクロ蛍光Ｘ線分析装置では、結
晶面が平坦な分光結晶を使用しているおり、Ｘ線発生源
からのＸ線が分光結晶によって回折すると、ブラッグ条
件に従って波長別に回折方向が分散する。そこで、スリ
ット等を用いて所定方向に回折した単色Ｘ線を取り出す
と、試料を照射するための励起Ｘ線の強度がかなり小さ
くなってしまい、所定のＳ／Ｎ比および波長分解能を確
保しようとすると測定時間が長くなってしまう。
晶面が平坦な分光結晶を使用しているおり、Ｘ線発生源
からのＸ線が分光結晶によって回折すると、ブラッグ条
件に従って波長別に回折方向が分散する。そこで、スリ
ット等を用いて所定方向に回折した単色Ｘ線を取り出す
と、試料を照射するための励起Ｘ線の強度がかなり小さ
くなってしまい、所定のＳ／Ｎ比および波長分解能を確
保しようとすると測定時間が長くなってしまう。
【０００９】本発明の目的は、Ｘ線単色化によるＸ線強
度低下を可及的に抑制して、励起Ｘ線強度および測定精
度の向上が可能な蛍光Ｘ線分析装置を提供することであ
る。
度低下を可及的に抑制して、励起Ｘ線強度および測定精
度の向上が可能な蛍光Ｘ線分析装置を提供することであ
る。
【００１０】
【課題を解決するための手段】本発明は、励起用のＸ線
を発生するＸ線発生手段と、前記Ｘ線発生手段が発生す
るＸ線を単色化するためのＸ線回折手段と、前記Ｘ線回
折手段で分離された単色Ｘ線を試料に照射して、試料か
ら発生する蛍光Ｘ線を検出するためのＸ線検出手段とを
備える蛍光Ｘ線分析装置において、前記Ｘ線回折手段
は、結晶面が曲面状に湾曲した分光結晶であって、該分
光結晶、Ｘ線発生手段のＸ線焦点および試料の照射位置
がローランド円上にそれぞれ配置されていることを特徴
とする蛍光Ｘ線分析装置である。また本発明は、励起用
のＸ線を発生するＸ線発生手段と、前記Ｘ線発生手段が
発生するＸ線を単色化するためのＸ線回折手段と、前記
Ｘ線回折手段で分離された単色Ｘ線を試料に照射して、
試料から発生する蛍光Ｘ線を検出するためのＸ線検出手
段とを備える蛍光Ｘ線分析装置において、前記Ｘ線回折
手段は、結晶面が楕円の一部を成す形状に湾曲した分光
結晶であって、Ｘ線発生手段のＸ線焦点および試料の照
射位置が当該楕円の焦点にそれぞれに配置されているこ
とを特徴とする蛍光Ｘ線分析装置である。また本発明
は、励起用のＸ線を発生するＸ線発生手段と、前記Ｘ線
発生手段が発生するＸ線を単色化するためのＸ線回折手
段と、前記Ｘ線回折手段で分離された単色Ｘ線を試料に
照射して、試料から発生する蛍光Ｘ線を検出するための
Ｘ線検出手段とを備える蛍光Ｘ線分析装置において、前
記Ｘ線回折手段は、結晶面が放物線の一部を成す形状に
湾曲した分光結晶であって、Ｘ線発生手段のＸ線焦点が
当該放物線の焦点に配置されていることを特徴とする蛍
光Ｘ線分析装置である。また本発明は、試料表面で全反
射するようにＸ線を照射し、試料表面から全反射方向以
外の方向に発生する蛍光Ｘ線を検出することを特徴とす
る。また本発明は、Ｘ線回折手段は、回折格子面に対す
るＸ線入射角度およびＸ線回折角度をθ、回折格子面の
面間隔をｄ、単色Ｘ線の波長をλとおいて、ブラッグ条
件２・ｄ・ｓｉｎθ＝ｎ・λ（但し、ｎは１以上の自然
数）を満足するとともに、Ｘ線の入射位置に応じてＸ線
入射角度θが変化しても、波長λが一定になるように回
折格子面間隔ｄが場所によって変化していることを特徴
とする。
を発生するＸ線発生手段と、前記Ｘ線発生手段が発生す
るＸ線を単色化するためのＸ線回折手段と、前記Ｘ線回
折手段で分離された単色Ｘ線を試料に照射して、試料か
ら発生する蛍光Ｘ線を検出するためのＸ線検出手段とを
備える蛍光Ｘ線分析装置において、前記Ｘ線回折手段
は、結晶面が曲面状に湾曲した分光結晶であって、該分
光結晶、Ｘ線発生手段のＸ線焦点および試料の照射位置
がローランド円上にそれぞれ配置されていることを特徴
とする蛍光Ｘ線分析装置である。また本発明は、励起用
のＸ線を発生するＸ線発生手段と、前記Ｘ線発生手段が
発生するＸ線を単色化するためのＸ線回折手段と、前記
Ｘ線回折手段で分離された単色Ｘ線を試料に照射して、
試料から発生する蛍光Ｘ線を検出するためのＸ線検出手
段とを備える蛍光Ｘ線分析装置において、前記Ｘ線回折
手段は、結晶面が楕円の一部を成す形状に湾曲した分光
結晶であって、Ｘ線発生手段のＸ線焦点および試料の照
射位置が当該楕円の焦点にそれぞれに配置されているこ
とを特徴とする蛍光Ｘ線分析装置である。また本発明
は、励起用のＸ線を発生するＸ線発生手段と、前記Ｘ線
発生手段が発生するＸ線を単色化するためのＸ線回折手
段と、前記Ｘ線回折手段で分離された単色Ｘ線を試料に
照射して、試料から発生する蛍光Ｘ線を検出するための
Ｘ線検出手段とを備える蛍光Ｘ線分析装置において、前
記Ｘ線回折手段は、結晶面が放物線の一部を成す形状に
湾曲した分光結晶であって、Ｘ線発生手段のＸ線焦点が
当該放物線の焦点に配置されていることを特徴とする蛍
光Ｘ線分析装置である。また本発明は、試料表面で全反
射するようにＸ線を照射し、試料表面から全反射方向以
外の方向に発生する蛍光Ｘ線を検出することを特徴とす
る。また本発明は、Ｘ線回折手段は、回折格子面に対す
るＸ線入射角度およびＸ線回折角度をθ、回折格子面の
面間隔をｄ、単色Ｘ線の波長をλとおいて、ブラッグ条
件２・ｄ・ｓｉｎθ＝ｎ・λ（但し、ｎは１以上の自然
数）を満足するとともに、Ｘ線の入射位置に応じてＸ線
入射角度θが変化しても、波長λが一定になるように回
折格子面間隔ｄが場所によって変化していることを特徴
とする。
【００１１】
【作用】本発明に従えば、Ｘ線回折手段として、結晶面
が曲面状に湾曲した分光結晶を使用することによって、
特定波長のＸ線に着目すると、１点から発散したＸ線が
再び１点に収束する集中光学系を構成することができ
る。そこで、Ｘ線焦点から放射されるＸ線束が所定発散
角で拡がりを有する場合に、該分光結晶、Ｘ線発生手段
のＸ線焦点および試料の照射位置をローランド円上にそ
れぞれ配置することによって、分光結晶によって単色化
されたＸ線を試料上に効率良く収束させることができ
る。したがって、Ｘ線発生手段からのＸ線利用効率が向
上して、励起Ｘ線の強度を格段に増加させることができ
る。
が曲面状に湾曲した分光結晶を使用することによって、
特定波長のＸ線に着目すると、１点から発散したＸ線が
再び１点に収束する集中光学系を構成することができ
る。そこで、Ｘ線焦点から放射されるＸ線束が所定発散
角で拡がりを有する場合に、該分光結晶、Ｘ線発生手段
のＸ線焦点および試料の照射位置をローランド円上にそ
れぞれ配置することによって、分光結晶によって単色化
されたＸ線を試料上に効率良く収束させることができ
る。したがって、Ｘ線発生手段からのＸ線利用効率が向
上して、励起Ｘ線の強度を格段に増加させることができ
る。
【００１２】また本発明に従えば、Ｘ線回折手段とし
て、結晶面が楕円の一部を成す形状に湾曲した分光結晶
を使用することによって、上述と同様に、特定波長のＸ
線に着目すると、１点から発散したＸ線が再び１点に収
束する集中光学系を構成することができる。そこで、Ｘ
線焦点から放射されるＸ線束が所定発散角で拡がりを有
する場合に、Ｘ線焦点および試料の照射位置を当該楕円
の焦点にそれぞれに配置することによって、分光結晶に
よって単色化されたＸ線を試料上に効率良く収束させる
ことができる。したがって、Ｘ線利用効率が向上して、
励起Ｘ線の強度を格段に増加させることができる。
て、結晶面が楕円の一部を成す形状に湾曲した分光結晶
を使用することによって、上述と同様に、特定波長のＸ
線に着目すると、１点から発散したＸ線が再び１点に収
束する集中光学系を構成することができる。そこで、Ｘ
線焦点から放射されるＸ線束が所定発散角で拡がりを有
する場合に、Ｘ線焦点および試料の照射位置を当該楕円
の焦点にそれぞれに配置することによって、分光結晶に
よって単色化されたＸ線を試料上に効率良く収束させる
ことができる。したがって、Ｘ線利用効率が向上して、
励起Ｘ線の強度を格段に増加させることができる。
【００１３】また本発明に従えば、Ｘ線回折手段とし
て、結晶面が放物線の一部を成す形状に湾曲した分光結
晶を使用することによって、上述と同様に、特定波長の
Ｘ線に着目すると、１点から発散したＸ線が平行ビーム
に収束する集中光学系を構成することができる。そこ
で、Ｘ線焦点から放射されるＸ線束が所定発散角で拡が
りを有する場合に、Ｘ線焦点を当該放物線の焦点に配置
することによって、分光結晶によって単色化されたＸ線
を試料上に効率良く収束させることができる。したがっ
て、Ｘ線利用効率が向上して、励起Ｘ線の強度を格段に
増加させることができる。
て、結晶面が放物線の一部を成す形状に湾曲した分光結
晶を使用することによって、上述と同様に、特定波長の
Ｘ線に着目すると、１点から発散したＸ線が平行ビーム
に収束する集中光学系を構成することができる。そこ
で、Ｘ線焦点から放射されるＸ線束が所定発散角で拡が
りを有する場合に、Ｘ線焦点を当該放物線の焦点に配置
することによって、分光結晶によって単色化されたＸ線
を試料上に効率良く収束させることができる。したがっ
て、Ｘ線利用効率が向上して、励起Ｘ線の強度を格段に
増加させることができる。
【００１４】また、試料表面で全反射するようにＸ線を
照射し、試料表面から全反射方向以外の方向に発生する
蛍光Ｘ線を検出することによって、試料の表面近傍だけ
を分析する全反射蛍光分析が可能になり、特に表面の汚
染元素の定性分析、定量分析が容易になる。
照射し、試料表面から全反射方向以外の方向に発生する
蛍光Ｘ線を検出することによって、試料の表面近傍だけ
を分析する全反射蛍光分析が可能になり、特に表面の汚
染元素の定性分析、定量分析が容易になる。
【００１５】また、Ｘ線回折手段として分光結晶を使用
し、回折格子面に対するＸ線入射角度をθ、回折格子面
の面間隔をｄ、単色Ｘ線の波長をλとおいて、ブラッグ
条件２・ｄ・ｓｉｎθ＝ｎ・λ（但し、ｎは１以上の自
然数）を満足するとともに、Ｘ線の入射位置に応じてＸ
線入射角度θが変化しても、波長λが一定になるように
回折格子面の面間隔ｄが場所によって変化していること
によって、回折Ｘ線の単色性を劣化させることなくＸ線
収束が可能になる。
し、回折格子面に対するＸ線入射角度をθ、回折格子面
の面間隔をｄ、単色Ｘ線の波長をλとおいて、ブラッグ
条件２・ｄ・ｓｉｎθ＝ｎ・λ（但し、ｎは１以上の自
然数）を満足するとともに、Ｘ線の入射位置に応じてＸ
線入射角度θが変化しても、波長λが一定になるように
回折格子面の面間隔ｄが場所によって変化していること
によって、回折Ｘ線の単色性を劣化させることなくＸ線
収束が可能になる。
【００１６】
【実施例】図１は、本発明の一実施例を示すブロック図
である。蛍光Ｘ線分析装置１は、Ｗ（タングステン）や
Ｍｏ（モリブデン）などで形成された回転対陰極１１お
よび熱電子を放出するフィラメント１２などから成るＸ
線発生器１０と、Ｘ線発生器１０から放射されるＸ線束
３からＷ−Ｍα特性Ｘ線等のＸ線束４を分離するための
分光結晶１３およびコリメータ１４、１５と、単色化さ
れたＸ線束４がシリコンウエハ等の試料２に入射して、
その表面で全反射してスリット１６を通過したＸ線の強
度を計測する、シンチレーションカウンタなどのＸ線カ
ウンタ１７と、試料２から発生した蛍光Ｘ線５を検出す
るためのリチウムドリフト型Ｓｉ検出器などのＸ線検出
器２０などで構成される。
である。蛍光Ｘ線分析装置１は、Ｗ（タングステン）や
Ｍｏ（モリブデン）などで形成された回転対陰極１１お
よび熱電子を放出するフィラメント１２などから成るＸ
線発生器１０と、Ｘ線発生器１０から放射されるＸ線束
３からＷ−Ｍα特性Ｘ線等のＸ線束４を分離するための
分光結晶１３およびコリメータ１４、１５と、単色化さ
れたＸ線束４がシリコンウエハ等の試料２に入射して、
その表面で全反射してスリット１６を通過したＸ線の強
度を計測する、シンチレーションカウンタなどのＸ線カ
ウンタ１７と、試料２から発生した蛍光Ｘ線５を検出す
るためのリチウムドリフト型Ｓｉ検出器などのＸ線検出
器２０などで構成される。
【００１７】Ｘ線検出器２０からの出力信号は前置増幅
器２１に入力され、電荷パルスの時間積分値を波高に持
つ階段状の電圧パルスに変換する。前置増幅器２１から
の出力信号は比例増幅器２３に入力され、電圧パルスの
立上がり幅に比例した波高を有するパルスに波形整形す
る。比例増幅器２３からの出力信号は波高分析器２３に
入力され、各波高値の計数率を測定する。データ処理部
２４は、波高分析器２３で測定されたデータを処理して
磁気ディスクに格納したり、画面表示や印刷を行う。
器２１に入力され、電荷パルスの時間積分値を波高に持
つ階段状の電圧パルスに変換する。前置増幅器２１から
の出力信号は比例増幅器２３に入力され、電圧パルスの
立上がり幅に比例した波高を有するパルスに波形整形す
る。比例増幅器２３からの出力信号は波高分析器２３に
入力され、各波高値の計数率を測定する。データ処理部
２４は、波高分析器２３で測定されたデータを処理して
磁気ディスクに格納したり、画面表示や印刷を行う。
【００１８】テーブル駆動部２５は、試料２の三次元位
置および姿勢を決める移動テーブルを駆動する。制御部
２６は、データ処理部２４からの指令に基づいてテーブ
ル駆動部２５を制御する。
置および姿勢を決める移動テーブルを駆動する。制御部
２６は、データ処理部２４からの指令に基づいてテーブ
ル駆動部２５を制御する。
【００１９】分光結晶１３として、ＬｉＦ、黄玉石、Ｓ
ｉ、ＮａＣｌ、方解石、Ｇｅ、α−石英、黒鉛、ＩｎＳ
ｂ、ペンタエリトリトールや基板にＳｉ層とＷ層が交互
に複数堆積したＳｉＷ人工累積膜などが用いられ、Ｘ線
の入射方向と特定の回折格子面の配向を選択することに
よって、特定の波長を持つＸ線だけを一定方向に回折、
反射させる働きを有する。
ｉ、ＮａＣｌ、方解石、Ｇｅ、α−石英、黒鉛、ＩｎＳ
ｂ、ペンタエリトリトールや基板にＳｉ層とＷ層が交互
に複数堆積したＳｉＷ人工累積膜などが用いられ、Ｘ線
の入射方向と特定の回折格子面の配向を選択することに
よって、特定の波長を持つＸ線だけを一定方向に回折、
反射させる働きを有する。
【００２０】分光結晶１３の結晶面は所定の曲率半径で
曲面状に湾曲しており、凹面鏡を用いた光学系と同様
に、特定波長のＸ線に関して、１点から発散したＸ線が
再び１点に収束する集中光学系を構成している。分光結
晶１３、Ｘ線発生器１０のＸ線焦点Ａおよび試料２の照
射位置Ｂは、半径Ｒのローランド円ＲＣの円周上にそれ
ぞれ配置されており、Ｘ線焦点Ａから所定発散角で放射
されたＸ線束３が分光結晶１３によって回折し、試料２
の照射位置Ｂに効率良く収束される。
曲面状に湾曲しており、凹面鏡を用いた光学系と同様
に、特定波長のＸ線に関して、１点から発散したＸ線が
再び１点に収束する集中光学系を構成している。分光結
晶１３、Ｘ線発生器１０のＸ線焦点Ａおよび試料２の照
射位置Ｂは、半径Ｒのローランド円ＲＣの円周上にそれ
ぞれ配置されており、Ｘ線焦点Ａから所定発散角で放射
されたＸ線束３が分光結晶１３によって回折し、試料２
の照射位置Ｂに効率良く収束される。
【００２１】図２は、図１における分光結晶１３、Ｘ線
焦点Ａおよび照射位置Ｂの配置を示す概略図であり、ヨ
ハンソン(Johansson) 型の配置とも称される。分光結晶
１３は可撓性の薄い結晶を僅かに撓ませて、結晶面１３
ｂの曲率半径を２Ｒに設定している。さらに、Ｘ線が入
射する表面１３ａの形状が半径Ｒのローランド円ＲＣと
一致するように研磨やエッチング等によって円筒面状に
加工されている。Ｘ線発生器１０のＸ線焦点Ａおよび試
料２の照射位置Ｂはローランド円ＲＣ上に配置されてい
る。
焦点Ａおよび照射位置Ｂの配置を示す概略図であり、ヨ
ハンソン(Johansson) 型の配置とも称される。分光結晶
１３は可撓性の薄い結晶を僅かに撓ませて、結晶面１３
ｂの曲率半径を２Ｒに設定している。さらに、Ｘ線が入
射する表面１３ａの形状が半径Ｒのローランド円ＲＣと
一致するように研磨やエッチング等によって円筒面状に
加工されている。Ｘ線発生器１０のＸ線焦点Ａおよび試
料２の照射位置Ｂはローランド円ＲＣ上に配置されてい
る。
【００２２】Ｘ線焦点Ａから発散角αで放射されたＸ線
は、分光結晶１３の結晶面１３ｂで回折、反射した後、
照射位置Ｂに向かって収束角βで収束する。このとき発
散角αと収束角βは一致するとともに（α＝β）、幾何
学上の考察からＸ線焦点Ａ、表面１３ａの各点および照
射位置Ｂを結ぶ２つの直線の交差角ψは一定になる。ま
た、各直線と結晶面１３ｂの接線と交差する角度θ、す
なわちＸ線入射角およびＸ線回折角も一定になる。した
がって、特定波長のＸ線に注目すると、分光結晶１３の
任意の位置でブラッグ条件を満足しており、単色Ｘ線に
関する集中光学系を構成することができる。こうしてＸ
線の単色化とともにＸ線利用効率も向上して、試料２へ
の照射強度を格段に増加させることができる。
は、分光結晶１３の結晶面１３ｂで回折、反射した後、
照射位置Ｂに向かって収束角βで収束する。このとき発
散角αと収束角βは一致するとともに（α＝β）、幾何
学上の考察からＸ線焦点Ａ、表面１３ａの各点および照
射位置Ｂを結ぶ２つの直線の交差角ψは一定になる。ま
た、各直線と結晶面１３ｂの接線と交差する角度θ、す
なわちＸ線入射角およびＸ線回折角も一定になる。した
がって、特定波長のＸ線に注目すると、分光結晶１３の
任意の位置でブラッグ条件を満足しており、単色Ｘ線に
関する集中光学系を構成することができる。こうしてＸ
線の単色化とともにＸ線利用効率も向上して、試料２へ
の照射強度を格段に増加させることができる。
【００２３】図１に戻って、Ｘ線検出器２０および前置
増幅器２１は、暗電流や熱雑音の影響を回避するため、
液体窒素などの冷却手段によって室温より極めて低い温
度に保たれている。また、空気によるＸ線散乱の影響に
よって、散乱Ｘ線によるバックグランドの増大や、空気
中のアルゴンの特性Ｘ線の発生を防止するため、励起Ｘ
線または蛍光Ｘ線が通過する空間は、０．１Ｔｏｒｒ以
下の真空に保たれることが好ましい。
増幅器２１は、暗電流や熱雑音の影響を回避するため、
液体窒素などの冷却手段によって室温より極めて低い温
度に保たれている。また、空気によるＸ線散乱の影響に
よって、散乱Ｘ線によるバックグランドの増大や、空気
中のアルゴンの特性Ｘ線の発生を防止するため、励起Ｘ
線または蛍光Ｘ線が通過する空間は、０．１Ｔｏｒｒ以
下の真空に保たれることが好ましい。
【００２４】次に動作について説明する。Ｘ線発生器１
０において、フィラメント１２から発生した熱電子が回
転対陰極１１に入射すると、たとえばＷの特性Ｘ線であ
るＬα線（８．３９６ｋｅＶ）、Ｌβ１線（９．６７１
ｋｅＶ）、Ｌβ２線（９．９６０ｋｅＶ）およびＭα線
（１．７７４ｋｅＶ）ならびに白色Ｘ線が発生する。こ
のようなＸ線束３が、たとえばＬｉＦから成る分光結晶
１３に角度θで入射すると、面指数（２００）の格子面
によってたとえばＷ−Ｍα線だけが角度θで反射して分
離される。こうして励起Ｘ線が単色化されることによっ
て、信号バックグランドを構成する散乱線強度の低減化
を図ることができる。分離されたＸ線束４は、コリメー
タ１４、１５を通過して、試料２に極めて低い角度、た
とえば０．１度以下の角度で入射する。こうして、試料
２の表面近傍に存在する元素、特に表面汚染元素のう
ち、たとえばＷ−Ｍα線より低いＫ吸収端を有する元
素、たとえばＦｅ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ｚｎ、Ａｌ、Ｎａが励
起されて、各元素に特有の蛍光Ｘ線５が発生する。
０において、フィラメント１２から発生した熱電子が回
転対陰極１１に入射すると、たとえばＷの特性Ｘ線であ
るＬα線（８．３９６ｋｅＶ）、Ｌβ１線（９．６７１
ｋｅＶ）、Ｌβ２線（９．９６０ｋｅＶ）およびＭα線
（１．７７４ｋｅＶ）ならびに白色Ｘ線が発生する。こ
のようなＸ線束３が、たとえばＬｉＦから成る分光結晶
１３に角度θで入射すると、面指数（２００）の格子面
によってたとえばＷ−Ｍα線だけが角度θで反射して分
離される。こうして励起Ｘ線が単色化されることによっ
て、信号バックグランドを構成する散乱線強度の低減化
を図ることができる。分離されたＸ線束４は、コリメー
タ１４、１５を通過して、試料２に極めて低い角度、た
とえば０．１度以下の角度で入射する。こうして、試料
２の表面近傍に存在する元素、特に表面汚染元素のう
ち、たとえばＷ−Ｍα線より低いＫ吸収端を有する元
素、たとえばＦｅ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ｚｎ、Ａｌ、Ｎａが励
起されて、各元素に特有の蛍光Ｘ線５が発生する。
【００２５】試料２の汚染元素から発生した蛍光Ｘ線５
は、Ｘ線検出器２０で検出されて、Ｘ線光子のエネルギ
ーに応じた電子・正孔対に変換されるため、その出力信
号の強さは、検出したＸ線光子のエネルギーに比例す
る。したがって、Ｘ線検出器２０の出力信号の強さを測
定することによって、蛍光Ｘ線５のエネルギースペクト
ルを得ることが可能となる。
は、Ｘ線検出器２０で検出されて、Ｘ線光子のエネルギ
ーに応じた電子・正孔対に変換されるため、その出力信
号の強さは、検出したＸ線光子のエネルギーに比例す
る。したがって、Ｘ線検出器２０の出力信号の強さを測
定することによって、蛍光Ｘ線５のエネルギースペクト
ルを得ることが可能となる。
【００２６】次の前置増幅器２１は、入出力間に静電容
量による負帰還回路を備え、入力電荷パルスの時間積分
値を波高に持つ階段状の電圧パルスに変換する。次の比
例増幅器２２は、雑音除去のためのたとえばガウシアン
型のフィルタと、短時間に２つ以上のＸ線光子が入射す
るパイルアップを除去するパイルアップリジェクタなど
を備え、前置増幅器２１の電圧パルスの立上がり幅に比
例した波高を有するパルス信号に変換する。次の波高分
析器２３は、たとえばウイルキンソン型Ａ／Ｄ変換器を
備え、入力パルスの波高値に比例した数のクロックパル
スに変換し、クロックパルスの数に対応した特定のチャ
ネル毎に計数を行ってメモリに格納する。そして、メモ
リに蓄えられたデータが、データ処理器２４によって横
軸にチャネル（エネルギー）、縦軸に計数値を示すエネ
ルギースペクトルに変換される。こうして、得られたエ
ネルギースペクトルを分析することによって、試料２の
特定領域に関する元素組成が判明するとともに、テーブ
ル駆動部２５によって試料２を走査することによって試
料２の汚染マップを作成することができる。
量による負帰還回路を備え、入力電荷パルスの時間積分
値を波高に持つ階段状の電圧パルスに変換する。次の比
例増幅器２２は、雑音除去のためのたとえばガウシアン
型のフィルタと、短時間に２つ以上のＸ線光子が入射す
るパイルアップを除去するパイルアップリジェクタなど
を備え、前置増幅器２１の電圧パルスの立上がり幅に比
例した波高を有するパルス信号に変換する。次の波高分
析器２３は、たとえばウイルキンソン型Ａ／Ｄ変換器を
備え、入力パルスの波高値に比例した数のクロックパル
スに変換し、クロックパルスの数に対応した特定のチャ
ネル毎に計数を行ってメモリに格納する。そして、メモ
リに蓄えられたデータが、データ処理器２４によって横
軸にチャネル（エネルギー）、縦軸に計数値を示すエネ
ルギースペクトルに変換される。こうして、得られたエ
ネルギースペクトルを分析することによって、試料２の
特定領域に関する元素組成が判明するとともに、テーブ
ル駆動部２５によって試料２を走査することによって試
料２の汚染マップを作成することができる。
【００２７】図３は、本発明の他の実施例を示すブロッ
ク図である。蛍光Ｘ線分析装置１は、図１と同様な構成
を有し、回転対陰極１１およびフィラメント１２などか
ら成るＸ線発生器１０と、Ｘ線発生器１０からのＸ線束
３からＷ−Ｍα特性Ｘ線等の狭い波長幅のＸ線束４を分
離するための分光結晶１３およびコリメータ１４、１５
と、Ｘ線束４が試料２に入射して、その表面で全反射し
てスリット１６を通過したＸ線の強度を計測するＸ線カ
ウンタ１７と、試料２から発生した蛍光Ｘ線５を検出す
るＸ線検出器２０などで構成される。
ク図である。蛍光Ｘ線分析装置１は、図１と同様な構成
を有し、回転対陰極１１およびフィラメント１２などか
ら成るＸ線発生器１０と、Ｘ線発生器１０からのＸ線束
３からＷ−Ｍα特性Ｘ線等の狭い波長幅のＸ線束４を分
離するための分光結晶１３およびコリメータ１４、１５
と、Ｘ線束４が試料２に入射して、その表面で全反射し
てスリット１６を通過したＸ線の強度を計測するＸ線カ
ウンタ１７と、試料２から発生した蛍光Ｘ線５を検出す
るＸ線検出器２０などで構成される。
【００２８】Ｘ線検出器２０から以降の信号処理系およ
び試料駆動系は図１のものと一致するため、同一符号を
付して重複説明を省く。
び試料駆動系は図１のものと一致するため、同一符号を
付して重複説明を省く。
【００２９】分光結晶１３として、図１と同様に、Ｌｉ
ＦやＳｉＷ人工累積膜などが用いられ、Ｘ線の入射方向
と特定の回折格子面の配向を選択することによって、特
定の波長を持つＸ線だけを一定方向に回折、反射させ
る。
ＦやＳｉＷ人工累積膜などが用いられ、Ｘ線の入射方向
と特定の回折格子面の配向を選択することによって、特
定の波長を持つＸ線だけを一定方向に回折、反射させ
る。
【００３０】図４は、図３における分光結晶１３、Ｘ線
焦点Ａおよび照射位置Ｂの配置の一例を示す概略図であ
る。分光結晶１３は可撓性の薄い結晶を僅かに撓ませ
て、結晶面は楕円ＥＣの一部を成す形状に湾曲してお
り、楕円鏡を用いた光学系と同様に、特定波長のＸ線に
関して、１点から発散したＸ線が再び１点に収束する集
中光学系を構成している。Ｘ線発生器１０のＸ線焦点Ａ
および試料２の照射位置Ｂは、楕円ＥＣの各焦点にそれ
ぞれ配置されている。
焦点Ａおよび照射位置Ｂの配置の一例を示す概略図であ
る。分光結晶１３は可撓性の薄い結晶を僅かに撓ませ
て、結晶面は楕円ＥＣの一部を成す形状に湾曲してお
り、楕円鏡を用いた光学系と同様に、特定波長のＸ線に
関して、１点から発散したＸ線が再び１点に収束する集
中光学系を構成している。Ｘ線発生器１０のＸ線焦点Ａ
および試料２の照射位置Ｂは、楕円ＥＣの各焦点にそれ
ぞれ配置されている。
【００３１】Ｘ線焦点Ａから発散角αで放射されたＸ線
は、分光結晶１３の結晶面で回折、反射した後、照射位
置Ｂに向かって収束角βで収束する。ここで、楕円ＥＣ
の一部を成す分光結晶１３の位置をＸ線焦点Ａ寄りに設
定し、かつ楕円ＥＣをより扁平にすることによって、発
散角αに比べて収束角βを極めて小さくできる。
は、分光結晶１３の結晶面で回折、反射した後、照射位
置Ｂに向かって収束角βで収束する。ここで、楕円ＥＣ
の一部を成す分光結晶１３の位置をＸ線焦点Ａ寄りに設
定し、かつ楕円ＥＣをより扁平にすることによって、発
散角αに比べて収束角βを極めて小さくできる。
【００３２】一方、図１に示した蛍光Ｘ線分析装置にお
いて、試料２の表面に対して全反射角度でＸ線束４を入
射させる場合、Ｘ線束４の収束角βが全反射臨界角φｃ
以下でないと、全反射条件から外れるＸ線が現れる。し
たがって、全反射蛍光分析を行うためには、常にα＝β
＜φｃを満足する必要がある。全反射臨界角φｃは、一
般に極めて小さい値であり、たとえば９．６７ｋｅＶの
Ｘ線をシリコンウエハに照射する場合はφｃ＝０．１７
度になる。そのため、図１の配置を全反射蛍光分析に適
用すると、Ｘ線焦点Ａからの発散角αを極めて小さくす
る必要がある。
いて、試料２の表面に対して全反射角度でＸ線束４を入
射させる場合、Ｘ線束４の収束角βが全反射臨界角φｃ
以下でないと、全反射条件から外れるＸ線が現れる。し
たがって、全反射蛍光分析を行うためには、常にα＝β
＜φｃを満足する必要がある。全反射臨界角φｃは、一
般に極めて小さい値であり、たとえば９．６７ｋｅＶの
Ｘ線をシリコンウエハに照射する場合はφｃ＝０．１７
度になる。そのため、図１の配置を全反射蛍光分析に適
用すると、Ｘ線焦点Ａからの発散角αを極めて小さくす
る必要がある。
【００３３】それに対して、図３の配置では発散角αに
比べて収束角βを小さくできるため、試料２に対する全
反射条件を満たすことが容易になる。こうしてＸ線の単
色化とともにＸ線利用効率も向上して、試料２への照射
強度を格段に増加させることができる。
比べて収束角βを小さくできるため、試料２に対する全
反射条件を満たすことが容易になる。こうしてＸ線の単
色化とともにＸ線利用効率も向上して、試料２への照射
強度を格段に増加させることができる。
【００３４】図５は、図３における分光結晶１３、Ｘ線
焦点Ａおよび照射位置Ｂの配置の他の例を示す概略図で
ある。分光結晶１３は可撓性の薄い結晶を僅かに撓ませ
て、結晶面は放物線ＰＣの一部を成す形状に湾曲してお
り、放物面鏡を用いた光学系と同様に、特定波長のＸ線
に関して、１点から発散したＸ線が平行ビームに収束す
る集中光学系を構成している。Ｘ線発生器１０のＸ線焦
点Ａは放物線ＰＣの焦点に配置される。
焦点Ａおよび照射位置Ｂの配置の他の例を示す概略図で
ある。分光結晶１３は可撓性の薄い結晶を僅かに撓ませ
て、結晶面は放物線ＰＣの一部を成す形状に湾曲してお
り、放物面鏡を用いた光学系と同様に、特定波長のＸ線
に関して、１点から発散したＸ線が平行ビームに収束す
る集中光学系を構成している。Ｘ線発生器１０のＸ線焦
点Ａは放物線ＰＣの焦点に配置される。
【００３５】Ｘ線焦点Ａから発散角αで放射されたＸ線
は、分光結晶１３の結晶面で回折、反射した後、照射位
置Ｂに向かって収束角β＝０の平行ビームで進行する。
そのため、仮に配置や形状の誤差が生じたとしても、発
散角αに比べて収束角βを極めて小さくでき、試料２に
対する全反射条件を満たすことが容易になる。こうして
Ｘ線の単色化とともにＸ線利用効率も向上して、試料２
への照射強度を格段に増加させることができる。
は、分光結晶１３の結晶面で回折、反射した後、照射位
置Ｂに向かって収束角β＝０の平行ビームで進行する。
そのため、仮に配置や形状の誤差が生じたとしても、発
散角αに比べて収束角βを極めて小さくでき、試料２に
対する全反射条件を満たすことが容易になる。こうして
Ｘ線の単色化とともにＸ線利用効率も向上して、試料２
への照射強度を格段に増加させることができる。
【００３６】図６は図４および図５の集中光学系におけ
るＸ線回折条件を示す拡大図であり、図６（ａ）は回折
格子面の面間隔ｄが一定である場合、図６（ｂ）は回折
格子面の面間隔ｄが場所によって変化している場合を示
す。分光結晶１３の回折格子面に対するＸ線入射角度お
よびＸ線回折角度をθ、回折格子面の面間隔をｄ、単色
Ｘ線の波長をλとおくと、ブラッグ条件２・ｄ・ｓｉｎ
θ＝ｎ・λ（但し、ｎは自然数）を満足するときＸ線回
折が実現する。
るＸ線回折条件を示す拡大図であり、図６（ａ）は回折
格子面の面間隔ｄが一定である場合、図６（ｂ）は回折
格子面の面間隔ｄが場所によって変化している場合を示
す。分光結晶１３の回折格子面に対するＸ線入射角度お
よびＸ線回折角度をθ、回折格子面の面間隔をｄ、単色
Ｘ線の波長をλとおくと、ブラッグ条件２・ｄ・ｓｉｎ
θ＝ｎ・λ（但し、ｎは自然数）を満足するときＸ線回
折が実現する。
【００３７】まず図６（ａ）において、グラファイトや
フッ化リチウム等の分光結晶１３では回折格子面の面間
隔ｄが場所によらず一定であるため、Ｘ線焦点Ａからの
Ｘ線が分光結晶１３の近い領域に入射した場合、ブラッ
グ条件２・ｄ・ｓｉｎθ＝ｎ・λが成立する。
フッ化リチウム等の分光結晶１３では回折格子面の面間
隔ｄが場所によらず一定であるため、Ｘ線焦点Ａからの
Ｘ線が分光結晶１３の近い領域に入射した場合、ブラッ
グ条件２・ｄ・ｓｉｎθ＝ｎ・λが成立する。
【００３８】一方、Ｘ線焦点ＡからのＸ線が分光結晶１
３の遠い領域に入射した場合、Ｘ線入射角度がθａ（＜
θ）に変化するため、ブラッグ条件２・ｄ・ｓｉｎθａ
＝ｎ・λａが成立する。したがって、照射位置Ｂに向か
うＸ線のうち、分光結晶１３の入射位置に依存してブラ
ッグ条件を満たす波長が異なるため、Ｘ線の単色性を劣
化させる要因になっている。Ｘ線焦点Ａからの発散角が
小さいと無視できるが、Ｘ線利用効率向上のために発散
角を大きくとると、単色性が犠牲になる。
３の遠い領域に入射した場合、Ｘ線入射角度がθａ（＜
θ）に変化するため、ブラッグ条件２・ｄ・ｓｉｎθａ
＝ｎ・λａが成立する。したがって、照射位置Ｂに向か
うＸ線のうち、分光結晶１３の入射位置に依存してブラ
ッグ条件を満たす波長が異なるため、Ｘ線の単色性を劣
化させる要因になっている。Ｘ線焦点Ａからの発散角が
小さいと無視できるが、Ｘ線利用効率向上のために発散
角を大きくとると、単色性が犠牲になる。
【００３９】次に図６（ｂ）において、人工累積多層膜
等の分光結晶１３では回折格子面の面間隔ｄを場所によ
って変化させることが可能であり、Ｘ線焦点ＡからのＸ
線が分光結晶１３の近い領域に入射した場合、ブラッグ
条件２・ｄ・ｓｉｎθ＝ｎ・λが成立する。
等の分光結晶１３では回折格子面の面間隔ｄを場所によ
って変化させることが可能であり、Ｘ線焦点ＡからのＸ
線が分光結晶１３の近い領域に入射した場合、ブラッグ
条件２・ｄ・ｓｉｎθ＝ｎ・λが成立する。
【００４０】一方、Ｘ線焦点ＡからのＸ線が分光結晶１
３の遠い領域に入射した場合、Ｘ線入射角度がθａ（＜
θ）に変化するが、この変化分を補正するように面間隔
ｄがｄａに変化しているため、同一波長λのＸ線に対し
てブラッグ条件２・ｄａ・ｓｉｎθａ＝ｎ・λを成立さ
せることができる。したがって、照射位置Ｂに向かうＸ
線の波長が分光結晶１３の入射位置に依存しなくなり、
Ｘ線焦点Ａからの発散角が大きくてもＸ線の単色性を向
上できる。なお、回折格子面の面間隔ｄの分布は、楕円
ＥＣや放物線ＰＣの形状、分光結晶１３とＸ線焦点Ａと
の相対位置、分光結晶１３の形状、使用するＸ線波長等
によって数学的に算出できる。
３の遠い領域に入射した場合、Ｘ線入射角度がθａ（＜
θ）に変化するが、この変化分を補正するように面間隔
ｄがｄａに変化しているため、同一波長λのＸ線に対し
てブラッグ条件２・ｄａ・ｓｉｎθａ＝ｎ・λを成立さ
せることができる。したがって、照射位置Ｂに向かうＸ
線の波長が分光結晶１３の入射位置に依存しなくなり、
Ｘ線焦点Ａからの発散角が大きくてもＸ線の単色性を向
上できる。なお、回折格子面の面間隔ｄの分布は、楕円
ＥＣや放物線ＰＣの形状、分光結晶１３とＸ線焦点Ａと
の相対位置、分光結晶１３の形状、使用するＸ線波長等
によって数学的に算出できる。
【００４１】図７は、回折格子面の面間隔ｄを空間的に
変化させた分光結晶１３の製造方法を示す構成図であ
る。図７において、ＣＶＤ（化学気相成長）法やスパッ
タ法をを用いて基板３４上に人工累積多層膜を堆積させ
る例を示す。高速に加速されたイオンビーム３０を成膜
材料から成るターゲット３１に照射して、ターゲット３
１の原子を叩き出して、放出された原子３２を基板３４
に堆積させる。ターゲット３１と基板３４との間には、
コンピュータ３６の指令の下で駆動装置３５によって駆
動されるシャッタ３３が設置され、基板３４に対して平
行移動自在に制御される。
変化させた分光結晶１３の製造方法を示す構成図であ
る。図７において、ＣＶＤ（化学気相成長）法やスパッ
タ法をを用いて基板３４上に人工累積多層膜を堆積させ
る例を示す。高速に加速されたイオンビーム３０を成膜
材料から成るターゲット３１に照射して、ターゲット３
１の原子を叩き出して、放出された原子３２を基板３４
に堆積させる。ターゲット３１と基板３４との間には、
コンピュータ３６の指令の下で駆動装置３５によって駆
動されるシャッタ３３が設置され、基板３４に対して平
行移動自在に制御される。
【００４２】成膜材料としてタングステンと炭素との組
合せやモリブデンとシリコンとの組合せなどがあり、タ
ーゲット３１の交換によって成膜材料を選択し、イオン
ビーム３０の照射エネルギーや照射時間、シャッタ３３
の移動速度等を調整することで、基板３４上に形成され
る膜厚を場所によって変化させることができる。こうし
て得られた人工累積多層膜は、基板３４の影響が少ない
Ｘ線反射型の分光結晶１３として用いられる。
合せやモリブデンとシリコンとの組合せなどがあり、タ
ーゲット３１の交換によって成膜材料を選択し、イオン
ビーム３０の照射エネルギーや照射時間、シャッタ３３
の移動速度等を調整することで、基板３４上に形成され
る膜厚を場所によって変化させることができる。こうし
て得られた人工累積多層膜は、基板３４の影響が少ない
Ｘ線反射型の分光結晶１３として用いられる。
【００４３】図８は、分光結晶１３の具体例を示す説明
図である。分光結晶１３の長さは３０ｍｍ程度であっ
て、中央をＭ、Ｘ線焦点Ａ側の端部をＬ、照射位置Ｂ側
の端部をＮとおいて、Ｘ線焦点Ａと中央Ｍの距離ＡＭ＝
１７５ｍｍ、中央Ｍと照射位置Ｂの距離ＭＢ＝３０６ｍ
ｍに設定する。使用するＸ線はＷ−Ｌβ１線で波長λ＝
１．２８１８Åである場合、Ｘ線入射角度θおよび分光
結晶１３の面間隔ｄは次の表１のようになる。
図である。分光結晶１３の長さは３０ｍｍ程度であっ
て、中央をＭ、Ｘ線焦点Ａ側の端部をＬ、照射位置Ｂ側
の端部をＮとおいて、Ｘ線焦点Ａと中央Ｍの距離ＡＭ＝
１７５ｍｍ、中央Ｍと照射位置Ｂの距離ＭＢ＝３０６ｍ
ｍに設定する。使用するＸ線はＷ−Ｌβ１線で波長λ＝
１．２８１８Åである場合、Ｘ線入射角度θおよび分光
結晶１３の面間隔ｄは次の表１のようになる。
【００４４】
【表１】
【００４５】なお、ＬとＭの間およびＭとＮの間は、Ｘ
線入射角度θの変化に応じて、面間隔ｄが連続的に変化
している。
線入射角度θの変化に応じて、面間隔ｄが連続的に変化
している。
【００４６】こうしてＸ線入射位置に応じて分光結晶の
面間隔を空間的に変化させることによって、Ｘ線の収束
効率を向上させることが可能である。
面間隔を空間的に変化させることによって、Ｘ線の収束
効率を向上させることが可能である。
【００４７】
【発明の効果】以上詳説したように本発明によれば、分
光結晶によって単色化されたＸ線を試料上に効率良く収
束できるため、Ｘ線発生手段からのＸ線利用効率が向上
して、励起Ｘ線の強度を格段に向上できる。さらに、励
起Ｘ線強度が強くなることによって、信号Ｓ／Ｎ比およ
び測定分解能が向上し、測定時間の短縮化を図ることが
できる。また、Ｘ線利用効率が良くなることによって、
Ｘ線管などのＸ線発生手段の小型軽量化が可能になり、
装置の小形化や運転費用削減が実現する。
光結晶によって単色化されたＸ線を試料上に効率良く収
束できるため、Ｘ線発生手段からのＸ線利用効率が向上
して、励起Ｘ線の強度を格段に向上できる。さらに、励
起Ｘ線強度が強くなることによって、信号Ｓ／Ｎ比およ
び測定分解能が向上し、測定時間の短縮化を図ることが
できる。また、Ｘ線利用効率が良くなることによって、
Ｘ線管などのＸ線発生手段の小型軽量化が可能になり、
装置の小形化や運転費用削減が実現する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例を示すブロック図である。
【図２】図１における分光結晶１３、Ｘ線焦点Ａおよび
照射位置Ｂの配置を示す概略図である。
照射位置Ｂの配置を示す概略図である。
【図３】本発明の他の実施例を示すブロック図である。
【図４】図３における分光結晶１３、Ｘ線焦点Ａおよび
照射位置Ｂの配置の一例を示す概略図である。
照射位置Ｂの配置の一例を示す概略図である。
【図５】図３における分光結晶１３、Ｘ線焦点Ａおよび
照射位置Ｂの配置の他の例を示す概略図である。
照射位置Ｂの配置の他の例を示す概略図である。
【図６】図４および図５の集中光学系におけるＸ線回折
条件を示す拡大図であり、図６（ａ）は回折格子面の面
間隔ｄが一定である場合、図６（ｂ）は回折格子面の面
間隔ｄが場所によって変化している場合を示す。
条件を示す拡大図であり、図６（ａ）は回折格子面の面
間隔ｄが一定である場合、図６（ｂ）は回折格子面の面
間隔ｄが場所によって変化している場合を示す。
【図７】回折格子面の面間隔ｄを空間的に変化させた分
光結晶１３の製造方法を示す構成図である。
光結晶１３の製造方法を示す構成図である。
【図８】分光結晶１３の具体例を示す説明図である。
１ 蛍光Ｘ線分析装置 ２ 試料 ３、４ Ｘ線束 ５ 蛍光Ｘ線 １０ Ｘ線発生器 １１ 回転対陰極 １２ フィラメント １３ 分光結晶 １４、１５ コリメータ １６ スリット １７ Ｘ線カウンタ ２０ Ｘ線検出器 ２１ 前置増幅器 ２２ 比例増幅器 ２３ 波高分析器 ２４ データ処理器 ２５ テーブル駆動部 ２６ 制御部 ３３ シャッタ Ａ Ｘ線焦点 Ｂ 照射位置
Claims (5)
- 【請求項１】 励起用のＸ線を発生するＸ線発生手段
と、 前記Ｘ線発生手段が発生するＸ線を単色化するためのＸ
線回折手段と、 前記Ｘ線回折手段で分離された単色Ｘ線を試料に照射し
て、試料から発生する蛍光Ｘ線を検出するためのＸ線検
出手段とを備える蛍光Ｘ線分析装置において、前記Ｘ線
回折手段は、結晶面が曲面状に湾曲した分光結晶であっ
て、該分光結晶、Ｘ線発生手段のＸ線焦点および試料の
照射位置がローランド円上にそれぞれ配置されているこ
とを特徴とする蛍光Ｘ線分析装置。 - 【請求項２】 励起用のＸ線を発生するＸ線発生手段
と、 前記Ｘ線発生手段が発生するＸ線を単色化するためのＸ
線回折手段と、 前記Ｘ線回折手段で分離された単色Ｘ線を試料に照射し
て、試料から発生する蛍光Ｘ線を検出するためのＸ線検
出手段とを備える蛍光Ｘ線分析装置において、前記Ｘ線
回折手段は、結晶面が楕円の一部を成す形状に湾曲した
分光結晶であって、Ｘ線発生手段のＸ線焦点および試料
の照射位置が当該楕円の焦点にそれぞれに配置されてい
ることを特徴とする蛍光Ｘ線分析装置。 - 【請求項３】 励起用のＸ線を発生するＸ線発生手段
と、 前記Ｘ線発生手段が発生するＸ線を単色化するためのＸ
線回折手段と、 前記Ｘ線回折手段で分離された単色Ｘ線を試料に照射し
て、試料から発生する蛍光Ｘ線を検出するためのＸ線検
出手段とを備える蛍光Ｘ線分析装置において、前記Ｘ線
回折手段は、結晶面が放物線の一部を成す形状に湾曲し
た分光結晶であって、Ｘ線発生手段のＸ線焦点が当該放
物線の焦点に配置されていることを特徴とする蛍光Ｘ線
分析装置。 - 【請求項４】 試料表面で全反射するようにＸ線を照射
し、試料表面から全反射方向以外の方向に発生する蛍光
Ｘ線を検出することを特徴とする請求項２または３記載
の蛍光Ｘ線分析装置。 - 【請求項５】 Ｘ線回折手段は、回折格子面に対するＸ
線入射角度およびＸ線回折角度をθ、回折格子面の面間
隔をｄ、単色Ｘ線の波長をλとおいて、 ブラッグ条件２・ｄ・ｓｉｎθ＝ｎ・λ（但し、ｎは１
以上の自然数）を満足するとともに、Ｘ線の入射位置に
応じてＸ線入射角度θが変化しても、波長λが一定にな
るように回折格子面間隔ｄが場所によって変化している
ことを特徴とする請求項２または３記載の蛍光Ｘ線分析
装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7023204A JPH08220027A (ja) | 1995-02-10 | 1995-02-10 | 蛍光ｘ線分析装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7023204A JPH08220027A (ja) | 1995-02-10 | 1995-02-10 | 蛍光ｘ線分析装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08220027A true JPH08220027A (ja) | 1996-08-30 |
Family
ID=12104145
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7023204A Pending JPH08220027A (ja) | 1995-02-10 | 1995-02-10 | 蛍光ｘ線分析装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH08220027A (ja) |
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6381303B1 (en) | 1999-09-29 | 2002-04-30 | Jordan Valley Applied Radiation Ltd. | X-ray microanalyzer for thin films |
| US6389102B2 (en) | 1999-09-29 | 2002-05-14 | Jordan Valley Applied Radiation Ltd. | X-ray array detector |
| US7103142B1 (en) | 2005-02-24 | 2006-09-05 | Jordan Valley Applied Radiation Ltd. | Material analysis using multiple X-ray reflectometry models |
| US7609812B2 (en) | 2002-12-27 | 2009-10-27 | Technos Co., Ltd. | Pore- or particle-size distribution measurement apparatus |
| KR101399505B1 (ko) * | 2012-11-08 | 2014-05-27 | 주식회사 아이에스피 | 에너지 분산형 형광 분석기의 프레임 누적 스캔 방법 |
| JP2019109220A (ja) * | 2017-12-15 | 2019-07-04 | 株式会社堀場製作所 | Ｘ線検出装置及びｘ線検出方法 |
| US10859520B2 (en) * | 2017-12-15 | 2020-12-08 | Horiba, Ltd. | X-ray detection apparatus and x-ray detection method |
| CN114994112A (zh) * | 2022-06-22 | 2022-09-02 | 国家地质实验测试中心 | 单色聚焦偏振x射线光学系统及使用方法和荧光光谱仪 |
-
1995
- 1995-02-10 JP JP7023204A patent/JPH08220027A/ja active Pending
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6381303B1 (en) | 1999-09-29 | 2002-04-30 | Jordan Valley Applied Radiation Ltd. | X-ray microanalyzer for thin films |
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| CN114994112A (zh) * | 2022-06-22 | 2022-09-02 | 国家地质实验测试中心 | 单色聚焦偏振x射线光学系统及使用方法和荧光光谱仪 |
| CN114994112B (zh) * | 2022-06-22 | 2025-03-14 | 国家地质实验测试中心 | 单色聚焦偏振x射线光学系统及使用方法和荧光光谱仪 |
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