JPH0833497B2 - Ｘ線湾曲結晶 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （イ）産業上の利用分野 本発明は,X線分光あるいはＸ線リソグラフィーの分野
でＸ線の分光用あるいは集光素子として用いられるＸ線
湾曲結晶に関する。

（ロ）従来技術 Ｘ線分光用素子として長年用いられてきた湾曲結晶
は，近年Ｘ線リソグラフィーの分野においてＸ線集光素
子として注目されている。

従来このＸ線分光結晶にはSiやGe等がありまた結晶を
張り付ける基板にはAl等の金属が使われてきた。

ところで，結晶を湾曲させて基板に張り付ける場合，
薄い結晶の方が曲げやすさの点で有利である。しかし，
結晶を薄くすればするほど基板との膨張率の違いから熱
的変化によって結晶が割れる危険もそれだけ大きくな
る。SiやGe等の結晶の膨張率とAl等の金属の膨張率には
一桁程度の違いがあるため，従来の分光結晶は温度変化
に弱いという欠点をかかえていた。また基板に金属を用
いた場合，結晶を張り付ける接着剤として紫外線硬化接
着剤が使えず，エポキシ樹脂等に限られていた。この場
合硬化時間が限られていたので結晶を湾曲させ，基板に
張り付けるという作業を数10分から数時間という短時間
のうちに行わなければならなかった。長時間かけて少し
ずづ曲げていけばクリープによって結晶は曲がりやすく
なるが，従来の接着時間で曲げればそれだけ割れる危険
性も増大する。

さらに金属基板では接着剤の層を直接見ることができ
ないので，接着層が均一になるよう監視することは原理
的にできない。

結晶を基板に接着する際，結晶の周辺部の接着剤は比
較的外へ逃げやすいが，結晶が大きくなるにしたがい結
晶の中央付近の接着剤は外側へ逃げにくくなる。このた
め結晶が大きくなるほど接着層が不均一になりやすく，
これが結晶表面の凹凸の原因となっていた。この凹凸の
ため局所的にＸ線を回折しない部分が出てくることがあ
った。

（ハ）目的 本発明は，結晶を湾曲させ基板に張り付ける際に，接
着時間を自由に選べ，かつ接着層を監視でき，また接着
層に不均一が生じないような構造を持ち，更に張り付け
後の温度変化にも強いＸ線湾曲結晶を提供することにあ
る。

（ニ）構成 結晶を張り付ける支持基板に膨張率が結晶の２倍以下
で，かつ紫外線と可視光を透過するガラス等の材料を用
い，該基板の結晶張り付け面に余分な接着剤を逃がすめ
１本以上の溝を入れるか，適当な数の穴をあける。この
場合，結晶を基板張り付け面に滑らかにそわせるために
は穴の径はできるだけ小さく，溝の幅はできるだけ細
く，かつ穴や溝の総面積は張り付け面の３分の１以下で
あることが望ましい。

（ホ）実施例 本発明のＸ線湾曲結晶を第１図（ａ）に示す。支持基
板１は，結晶３の膨張率の２倍以下の膨張率を有し，可
視光と波長365nm近辺の紫外線に対して透明なガラス等
の材料で形成されている。これにより接着剤として紫外
線硬化接着剤２を使用し，基板１裏面より紫外線を照射
して接着剤を硬化することができ，接着時間を任意にと
ることが可能となる。また，基板１裏面より接着層の監
視をすることもできる。さらに，結晶３の張り付け面に
は第２図に示す如く，多数の溝（同（ａ）図）または多
数の穴（同（ｂ）図）が形成されている。これにより，
張り付け作業において，接着剤の逃げが確保されて接着
層の均一化を図ることが可能となる。

以下，このような結晶の製作法について述べる。第１
図において，まず第２図で説明した基板１の張り付け面
に紫外線硬化接着剤２を均一に塗る（ｂ）。

次に，張り付ける結晶３を張り付け面上に置き，上か
ら押え板４を用い恒温室で徐々に曲げて，はりつけ面に
そわせていく。曲げにかける時間を長くとると，クリー
プが大きくなって，結晶は割れずに曲げやすくなる
（ｃ）。

結晶３が完全に張り付け面にそって曲がったことを基
板１の裏面から確認し，接着層の厚みが均一になるよう
に結晶の干渉縞を見ながら，基板１や押え板４を調節す
る。調節を終えたら基板１の裏面から紫外線５を均一に
照射し，接着剤２を硬化させる（ｄ）。

最後に，押え板４をはずし，結晶３の表面をうすい酸
で洗えばＸ線湾曲結晶の製作は完了する（ａ）。

次に具体的な結晶の例を示す。

大きさが70×80（mm）で，厚みが0.3mmのGe（111）を
結晶として用いる場合を例にとる。

Geの膨張率は，室温で6.0×10^-6℃^-1なので，張り付
ける基板１の材料としては，室温で同じ膨張率を持つLa
SF₀₆やLaSF₀₁₉（小原光学製光学ガラス）等が用いられ
る（ちなみに,Al基板の膨張率は室温で23×10
^-6℃^-1）。特にLaSF₀₆は厚さ10mmあたり,360nmの波長の
光に対して38％,370nmの波長の光に対して62％と紫外線
に対して比較的高い透過率を示す。基板材料として光学
ガラスを選んだのは，接着層の膜厚監視を可視光でやる
ためと，紫外線照射時，ガラスの品質の均一性が要求さ
れるので一般ガラスより好ましいためである。また，光
学ガラスでは膨張率の選択の幅も広い。

結晶３の張り付け面（基板１）には0.5mm,深さ0.5mm
の溝を間隔2mmで多数切り，接着剤２の逃げとする。

この基板１に紫外線硬化接着剤を均一に塗布し，結晶
をその上に固定し，押え板５で徐々に結晶を曲げてい
く。結晶が張り付け面にそったことを確認したら，接着
層が均一になるように調節し，水銀燈を裏面から均一に
照射し，接着剤を硬化させる。最後に押え板５をはず
し，フッ酸と硝酸のうすい溶液で結晶３の表面を洗う。

（ヘ）効果 従来の金属製基板を用いたＸ線湾曲結晶に対し次の点
が改善された。

まず，基板の膨張率が張り付ける結晶に近いため，作
製されるＸ線湾曲結晶は従来のＸ線分光結晶にくらべ温
度変化に対して割れにくくなった。そのために用いる結
晶も従来にくらべて薄くすることができ，その結果結晶
を湾曲させるとき，曲げやすくなり，割れる危険も少な
くなった。

次に紫外線硬化接着剤による張り付けが可能になった
ので，結晶の曲げにかける時間を任意にとれるようにな
り，長時間にわたって徐々に結晶を曲げていけば，クリ
ープが期待でき，その分結晶が割れにくく曲げやすくな
った。

また可視光を透過する基板は結晶の湾曲状態と接着層
の監視に役立ち，さらに基板の張り付け面の多数の穴や
溝は余分な接着剤を逃がし，接着層を均一にするのに役
立つ。この結果，接着層の局所的不均一による結晶表面
の凹凸の問題はとり除かれ，均一なＸ線の集光が可能に
なった。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明のＸ線湾曲結晶ならびにその製作工程を
説明する図，第２図は結晶用基板の概略図で，接着剤の
逃げとしてはりつけ面に多数の溝を切った場合（ａ），
多数の穴をあけた場合（ｂ）をそれぞれ示す。 １……支持基板,2……紫外線硬化接着剤,3……結晶,4…
…押え板,5……紫外線

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】結晶を支持基板の曲面にそわせて張り付け
   たＸ線結晶において，前記支持基板をその膨張率が結晶
   の膨張率の２倍以下でかつ可視光と紫外線に対して透明
   な材料で形成すると共に支持基板の結晶張り付け面に接
   着剤を逃がすための１本以上の溝または適当な数の穴を
   設けたことを特徴とするＸ線湾曲結晶。