JPH09166558A - X-ray analysis method and apparatus - Google Patents

X-ray analysis method and apparatus

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Publication number
JPH09166558A
JPH09166558A JP7326653A JP32665395A JPH09166558A JP H09166558 A JPH09166558 A JP H09166558A JP 7326653 A JP7326653 A JP 7326653A JP 32665395 A JP32665395 A JP 32665395A JP H09166558 A JPH09166558 A JP H09166558A
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JP
Japan
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ray
optical element
reflecting mirror
rays
oblique
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Application number
JP7326653A
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Japanese (ja)
Inventor
Akio Yoneyama
明男 米山
Takeshi Ninomiya
健 二宮
Masaki Hasegawa
正樹 長谷川
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Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
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Publication date
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  • Analysing Materials By The Use Of Radiation (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】より微小な集光X線スポットの形成を可能に
し、それによって、より高い空間分解能での局所分析が
可能なX線分析方法および装置を提供すること。 【解決手段】集光X線像を観察しながら、集光X線形成
用光学素子3の反射面形状の補正を行なうことによって
より微小な集光X線スポットを形成する。光学素子3か
らの集光X線をX線検出器12で受けて、その検出信号
を信号処理装置14で処理することによって、集光X線
のスポット像やビームプロファイル、ビーム径等を信号
処理装置14のモニタ画面に表示する。これらを基に、
形状補正装置16を用いて光学素子3の反射面形状を補
正する。 【効果】ビームプロファイルやビーム径を観察しなが
ら、光学素子の形状誤差の補正ができる。この結果、光
学素子の位置の調整だけでは得られなかったより設計値
に近い集光X線スポットを得ることができるため、より
高い平面分解能でのX線分析が可能となる。
(57) Abstract: An X-ray analysis method and apparatus capable of forming a microscopic focused X-ray spot, thereby enabling local analysis with higher spatial resolution. A smaller focused X-ray spot is formed by correcting the shape of the reflection surface of the focused X-ray forming optical element while observing the focused X-ray image. The focused X-ray from the optical element 3 is received by the X-ray detector 12, and the detection signal is processed by the signal processing device 14, thereby processing the spot image of the focused X-ray, the beam profile, the beam diameter, and the like. It is displayed on the monitor screen of the device 14. Based on these,
The shape correction device 16 is used to correct the reflection surface shape of the optical element 3. [Effect] The shape error of the optical element can be corrected while observing the beam profile and the beam diameter. As a result, it is possible to obtain a focused X-ray spot that is closer to the design value than could be obtained only by adjusting the position of the optical element, so that it is possible to perform X-ray analysis with higher plane resolution.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、集光X線を用いて
各種材料の微小領域内での分析を行なうX線分析方法お
よび装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an X-ray analysis method and apparatus for analyzing various materials in a minute region by using condensed X-rays.

【0002】[0002]

【従来の技術】近年、半導体集積回路や記憶媒体等の高
集積化,大容量化に伴ない、各種材料の微小領域内での
物性(化学結合状態等)の制御の必要性が高まってい
る。この物性制御には、材料の構造や化学状態,電子状
態に関する局所的な情報が不可欠である。集光用光学素
子を用いて集光したX線を用いる局所分析技術は、その
他の粒子線を用いる分析技術に比べ、分析されるべき試
料に与える照射損傷をより少なく抑えて試料局所領域に
関する分析情報を得ることができると云う利点を有する
ため、特に有用視されている。
2. Description of the Related Art In recent years, with higher integration and larger capacity of semiconductor integrated circuits, storage media, etc., there is an increasing need to control the physical properties (chemical bonding state, etc.) of various materials in a minute region. . Local information on the structure, chemical state, and electronic state of the material is essential for this physical property control. The local analysis technique that uses X-rays that are collected using a condensing optical element is an analysis related to a local region of a sample that suppresses irradiation damage given to a sample to be analyzed as compared with analysis techniques that use other particle beams. It is considered particularly useful because it has the advantage of being able to obtain information.

【0003】集光X線を得るためには、一般に斜入射反
射鏡、ゾーンプレート、シュバルツシルト型反射鏡等の
光学素子を用いる。これらの光学素子のうち、斜入射反
射鏡は光が臨界角以下の浅い角度で反射面に入射したと
きに起こる全反射現象を利用した光学素子である。この
斜入射反射鏡には、他の光学素子に比べ、入射光波長に
対する広い選択性や集光効率の高さなど優れた性能があ
る。したがって、X線集光用の光学素子として斜入射反
射鏡を用いることにより、分析に最適な波長のX線を用
いて高い空間分解能での分析を行なうことが可能とな
る。
In order to obtain condensed X-rays, optical elements such as a grazing incidence reflecting mirror, a zone plate, and a Schwarzschild type reflecting mirror are generally used. Among these optical elements, the grazing incidence reflecting mirror is an optical element that utilizes the phenomenon of total internal reflection that occurs when light is incident on the reflecting surface at a shallow angle equal to or less than the critical angle. This oblique-incidence reflecting mirror has superior performances compared to other optical elements such as wide selectivity for incident light wavelength and high light-collecting efficiency. Therefore, by using the grazing incidence reflecting mirror as the optical element for condensing X-rays, it becomes possible to perform analysis with high spatial resolution by using X-rays having a wavelength optimum for analysis.

【0004】局所分析の空間分解能は、主に、集光X線
のビームプロファイルやビーム径で決定される。したが
って、空間分解能を向上させるためには、より小さなビ
ーム径あるいはより対称性のよいビームプロファイルを
有する集光X線の形成が不可欠となる。このため、集光
用光学素子の形状精度の向上や、集光光学系の中での光
学素子の設置位置の調整(例えば、光軸調整)が重要と
なる。このうち、光軸調整の一方法として、集光スポッ
ト像を観測しながら、光軸調整を行なう方法が先に提案
されている(特願平06−55466号出願参照)。
The spatial resolution of local analysis is mainly determined by the beam profile and the beam diameter of condensed X-rays. Therefore, in order to improve the spatial resolution, it is essential to form a focused X-ray having a smaller beam diameter or a beam profile with better symmetry. Therefore, it is important to improve the shape accuracy of the condensing optical element and to adjust the installation position of the optical element in the condensing optical system (for example, optical axis adjustment). Among them, as a method of adjusting the optical axis, a method of adjusting the optical axis while observing a focused spot image has been previously proposed (see Japanese Patent Application No. 06-55466).

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】集光X線形成用の斜入
射反射鏡の代表的なものは、その子午面内の形状が、円
弧や、楕円、放物線、双曲線、あるいは、これらの組合
せから構成された非球面を反射面とする軸対称反射鏡で
ある。このような反射鏡の製作に当っては、設計上の反
射面形状と実際の反射面形状との間に許容される誤差が
数μm以下と云うような大変に厳しい加工精度が要求さ
れるが、超精密加工技術が進歩した今日においても、上
記の許容範囲を超える形状誤差が反射面に部分的に生じ
ることを避けることができない。局所X線分析における
分解能は、集光X線のビーム径等で決定されるため、こ
の反射鏡形状誤差に起因する集光X線ビームの広がりは
分解能を低下させる。したがって、分解能を向上させる
ためには、この反射鏡の形状誤差を補正して、集光X線
のビーム径を小さくすることが必要である。しかし、上
記した軸対称反射鏡に関しては、このような形状誤差の
補正技術が存在しないため、実際にはかかる形状誤差の
補正は行なわれていなかった。このため、集光X線を用
いての局所X線分析においては、まだ、十分に満足し得
る空間分解能を得ることができなかった。
A typical oblique-incidence reflecting mirror for forming focused X-rays has a meridional surface whose shape is an arc, an ellipse, a parabola, a hyperbola, or a combination thereof. It is an axisymmetric reflecting mirror having the configured aspherical surface as a reflecting surface. In manufacturing such a reflecting mirror, very strict processing accuracy is required such that an allowable error between the designed reflecting surface shape and the actual reflecting surface shape is several μm or less. Even today, as ultra-precision processing technology has advanced, it is inevitable that a shape error exceeding the above-mentioned allowable range partially occurs on the reflecting surface. Since the resolution in the local X-ray analysis is determined by the beam diameter of the focused X-rays and the like, the spread of the focused X-ray beam caused by the shape error of the reflecting mirror lowers the resolution. Therefore, in order to improve the resolution, it is necessary to correct the shape error of the reflecting mirror and reduce the beam diameter of the condensed X-ray. However, with respect to the above-mentioned axisymmetric reflecting mirror, such a shape error correction technique does not exist, and thus such a shape error has not been actually corrected. Therefore, in the local X-ray analysis using the condensed X-ray, it was not possible to obtain a sufficiently satisfactory spatial resolution.

【0006】従って、本発明の目的は、より微小な集光
X線スポットを形成して、より高い空間分解能での局所
X線分析を可能ならしめ得るX線分析方法およびそのた
めの装置を提供することである。本発明の他の目的は、
集光X線形成用の反射型光学素子の反射面形状の調整を
行なう手段を提供することである。
Therefore, an object of the present invention is to provide an X-ray analysis method and an apparatus therefor capable of forming a smaller focused X-ray spot to enable local X-ray analysis with higher spatial resolution. That is. Another object of the present invention is to
It is an object of the present invention to provide a means for adjusting the reflection surface shape of a reflection type optical element for forming condensed X-rays.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】上記した本発明の目的
は、X線集光用の反射光学素子を用いて集光したX線を
試料に照射して、上記試料の化学状態、電子状態、ある
いは構造状態を分析するX線分析方法において、上記試
料に照射される集光X線のスポット像を観察しながら、
その観察結果に基づいて上記のX線集光用の反射光学素
子の反射面形状の補正を行なうことにより達成される。
The above-mentioned object of the present invention is to irradiate a sample with X-rays condensed by using a reflective optical element for condensing X-rays to obtain the chemical state, electronic state, and Alternatively, in an X-ray analysis method for analyzing a structural state, while observing a spot image of condensed X-rays irradiated on the sample,
This is achieved by correcting the shape of the reflecting surface of the reflecting optical element for X-ray focusing based on the observation result.

【0008】また、上記した本発明の目的は、X線を発
生させるためのX線源、該X線源からの発生X線を集光
して集光X線ビームを形成するためのX線集光用反射光
学素子、該X線集光用反射光学素子によって形成された
集光X線ビームを被測定試料に照射するためのX線照射
手段、該X線照射手段による上記被測定試料への上記集
光X線ビームの照射によって上記被測定試料から放出さ
れる粒子を観測するための粒子観測手段とを備えてなる
X線分析装置において、上記試料に照射される上記集光
X線ビームの集光状態を観測するための集光X線像観察
手段と、上記X線集光用反射光学素子の反射面の形状を
補正するための反射面形状補正手段とを付加することに
より達成される。
Further, the above-mentioned object of the present invention is to provide an X-ray source for generating X-rays and an X-ray for condensing the generated X-rays from the X-ray source to form a focused X-ray beam. Condensing reflection optical element, X-ray irradiating means for irradiating a sample to be measured with a condensed X-ray beam formed by the X-ray converging reflecting optical element, and the sample to be measured by the X-ray irradiating means And a particle observation means for observing particles emitted from the sample to be measured by the irradiation of the condensed X-ray beam. This is achieved by adding a condensing X-ray image observing means for observing the condensing state and a reflecting surface shape correcting means for correcting the shape of the reflecting surface of the reflecting optical element for X-ray condensing. It

【0009】上記X線集光用反射光学素子としては、軸
対称または非軸対称の斜入射反射鏡を用いることができ
る。また、上記X線集光用反射光学素子の反射面形状の
補正は、該反射光学素子に外部圧力を印加して該反射光
学素子の反射面形状を変形させることによって行なわれ
得る。上記の反射光学素子への外部圧力の印加は、該反
射光学素子の選択された一部分に対し局所的に行なわれ
てもよく、さらには、選択された複数部分に対しそれぞ
れ局所的に行なわれてもよい。
As the reflecting optical element for X-ray focusing, an obliquely symmetric or non-axisymmetrically grazing incidence reflecting mirror can be used. The correction of the reflection surface shape of the reflection optical element for X-ray focusing can be performed by applying external pressure to the reflection optical element to deform the reflection surface shape of the reflection optical element. The external pressure applied to the reflective optical element may be locally applied to a selected portion of the reflective optical element, and further locally applied to the selected plurality of portions. Good.

【0010】また、上記の斜入射反射鏡への外部圧力の
印加は、該斜入射反射鏡の光学軸の方向での選ばれた複
数の位置において行なわれることができる。さらに、上
記のX線集光用反射光学素子として軸対称斜入射反射鏡
を用いる場合には、該軸対称斜入射反射鏡への外部圧力
の印加は、該軸対称斜入射反射鏡の光学軸(中心軸)方
向および円周方向でのそれぞれ複数の位置において行な
われることができる。
The external pressure may be applied to the grazing incidence reflecting mirror at a plurality of positions selected in the direction of the optical axis of the grazing incidence reflecting mirror. Further, when an axially symmetric oblique-incidence reflecting mirror is used as the X-ray condensing reflective optical element, the external pressure is applied to the axially symmetric oblique-incidence reflecting mirror by applying the optical axis of the axially symmetric oblique-incidence reflecting mirror. It can be performed at each of a plurality of positions in the (central axis) direction and the circumferential direction.

【0011】上記のX線集光用反射光学素子への外部圧
力の印加手段としては、圧電素子を用いて構成された微
小移動機構やねじの回転を微小直進移動に変換する機構
等を用いることができる。また、上記のX線集光用反射
光学素子への外部圧力の印加手段は、該X線集光用反射
光学素子の光学軸方向での選ばれた単一または複数の位
置に固定設置されていてもよく、さらには単一または複
数の外部圧力印加手段を上記光学軸方向に移動可能に構
成しておくこともできる。
As a means for applying an external pressure to the reflective optical element for X-ray focusing, a fine moving mechanism constituted by using a piezoelectric element, a mechanism for converting the rotation of a screw into a fine linear movement, or the like is used. You can The means for applying an external pressure to the X-ray focusing reflective optical element is fixedly installed at a selected single or plural position in the optical axis direction of the X-ray focusing reflective optical element. Alternatively, a single or a plurality of external pressure applying means may be configured to be movable in the optical axis direction.

【0012】上述したように、本発明では、X線源から
のX線をX線集光用光学素子を用いて試料表面上に集光
してスポット照射する。集光用光学素子としては楕円面
鏡や球面鏡もしくはこれらを複合したウォルター型反射
鏡等の斜入射全反射ミラーが利用できる。この集光X線
の照射により、試料表面から種々の2次的粒子(電子や
イオン等の荷電粒子あるいは蛍光X線や紫外光、可視光
等の光子)が放出される。これらの放出粒子を適当な粒
子観測手段を用いて検出する。検出粒子のエネルギー分
析機能を持った観測手段を用いてもよい。この放出粒子
の観測により、試料表面や表面近傍の構成原子やその構
成割合、原子結合状態等の化学状態あるいは電子状態や
結晶構造等に関する知見を得ることができる。さらに、
試料表面に集光X線を照射しながら、試料の2次元微小
移動手段を用いて試料を微小移動させつつ該試料表面か
らの放出粒子を観測することにより、上記化学状態や電
子状態、結晶構造についての該試料表面上での分布状態
をそれぞれイメージ化して表示させることも可能であ
る。
As described above, in the present invention, the X-ray from the X-ray source is focused on the surface of the sample by using the X-ray focusing optical element and spot irradiation is performed. As the converging optical element, an oblique incidence total reflection mirror such as an ellipsoidal mirror, a spherical mirror or a Walter type reflection mirror in which these are combined can be used. By the irradiation of this condensed X-ray, various secondary particles (charged particles such as electrons and ions or fluorescent X-rays, photons such as ultraviolet light and visible light) are emitted from the sample surface. These emitted particles are detected using an appropriate particle observation means. You may use the observation means which has the energy analysis function of a detection particle. By observing the emitted particles, it is possible to obtain knowledge about the constituent atoms on the surface of the sample or in the vicinity of the surface, the constituent ratio thereof, the chemical state such as the atomic bonding state, the electronic state, the crystal structure, and the like. further,
By observing the particles emitted from the sample surface while irradiating the sample surface with focused X-rays and using the two-dimensional minute moving means of the sample to minutely move the sample, the above-mentioned chemical state, electronic state, and crystal structure are observed. It is also possible to image and display the distribution state of the above on the sample surface.

【0013】本発明では、上記したような測定原理に基
づくX線分析装置に、新たに、照射X線の集光状態を観
察するための集光状態観察手段と、この集光状態観察結
果に基づいてX線集光用光学素子の反射面形状誤差を補
正するための反射面形状補正手段とを付加している。上
記の集光状態観察手段は、集光用光学素子による集光X
線を受ける配置に配置されたX線検出器と該X線検出器
からの検出信号を観察目的に合わせて信号処理する信号
処理装置とから構成される。
In the present invention, an X-ray analyzer based on the above-described measurement principle is newly provided with a light collecting state observing means for observing the light collecting state of irradiated X-rays and the result of this light collecting state observation. Based on this, a reflection surface shape correcting means for correcting the reflection surface shape error of the X-ray focusing optical element is added. The condensing state observing means is a condensing X by the condensing optical element.
It is composed of an X-ray detector arranged to receive rays and a signal processing device for processing the detection signal from the X-ray detector in accordance with the purpose of observation.

【0014】上記のX線検出器としては、2次元位置分
解能を有する位置検出型のX線検出器、すなわち該X線
検出器の受光面上でのX線強度分布に応じたX線検出信
号を出力する機能を有するX線検出器であることが望ま
しい。この種のX線検出器としては、例えばマイクロチ
ャネルプレートを用いたPSD(位置感能型検出器)や
CCD(電荷結合素子)や、さらには蛍光板とテレビカ
メラとの組み合せ等を利用することができる。なお、集
光X線のスポット像の観察は、X線不透過板に形成され
た微小孔またはスリットを利用して、あるいはX線不透
過板自体の鋭利な一端(ナイフエッジ)を利用して、集
光X線ビームの一部を遮蔽しつつ両者を相対移動させた
時の透過X線の強度を測定することによって集光X線ス
ポット像の像面内における2次元強度分布を測定する方
式によることもできる。
The above-mentioned X-ray detector is a position detection type X-ray detector having a two-dimensional position resolution, that is, an X-ray detection signal corresponding to the X-ray intensity distribution on the light receiving surface of the X-ray detector. It is desirable that the X-ray detector has a function of outputting As this type of X-ray detector, for example, a PSD (position-sensitive detector) using a microchannel plate, a CCD (charge-coupled device), or a combination of a fluorescent screen and a television camera can be used. it can. The observation of the spot image of the condensed X-ray is carried out by using a minute hole or a slit formed in the X-ray opaque plate or by using a sharp end (knife edge) of the X-ray opaque plate itself. A method of measuring a two-dimensional intensity distribution in the image plane of a focused X-ray spot image by measuring the intensity of transmitted X-rays when the focused X-ray beams are relatively moved while blocking a part of them. You can also do

【0015】上記の信号処理装置では、X線検出器から
の信号を基にして、該X線検出器のX線受光面上でのX
線強度分布に応じた輝度分布を有する集光X線のスポッ
ト像が形成され、該スポット像がモニタ画面上に表示さ
れる。さらに、このスポット像の各部の輝度(明るさ)
から上記X線受光面上での任意の断面(切り口)でのX
線強度分布(ビームプロファイル)を求めることがで
き、必要に応じて、その結果を上記スポット像と共に
(あるいは単独に)上記モニタ画面上に表示させること
ができる。
In the above signal processing device, the X-ray on the X-ray receiving surface of the X-ray detector is based on the signal from the X-ray detector.
A spot image of condensed X-rays having a luminance distribution according to the line intensity distribution is formed, and the spot image is displayed on the monitor screen. Furthermore, the brightness (brightness) of each part of this spot image
To X at any cross section (cut) on the X-ray receiving surface
The line intensity distribution (beam profile) can be obtained, and the result can be displayed on the monitor screen together with (or independently of) the spot image if necessary.

【0016】X線の集光状態の観察に際しては、上記X
線検出器のX線受光面をX線集光用光学素子の焦点位置
に設置するのが望ましい。その場合は、試料および試料
保持手段を観察の妨げにならない位置に移動して、上記
焦点位置にX線受光面を設置する。その結果、先に述べ
たように、集光X線のビームプロファイルを信号処理装
置のモニタ画面上で観察することができる。また、X線
の焦点位置以外にX線検出器の受光面を設置する場合で
も、この焦点位置以外での集光X線のスポット像と焦点
位置における集光X線のスポット像との対応関係を予め
測定または計算によって求めておけば、上記焦点位置以
外での集光X線像の観察結果に基づいて上記焦点位置に
おけるX線の集光状態の良し悪しを判断することができ
る。
When observing the condensed state of X-rays, the above X
It is desirable to install the X-ray receiving surface of the line detector at the focal position of the X-ray focusing optical element. In that case, the sample and the sample holding means are moved to a position that does not hinder the observation, and the X-ray receiving surface is set at the focal position. As a result, as described above, the beam profile of the condensed X-ray can be observed on the monitor screen of the signal processing device. Further, even when the light receiving surface of the X-ray detector is installed at a position other than the focal position of the X-ray, the correspondence between the spot image of the focused X-ray at a position other than this focal position and the spot image of the focused X-ray at the focal position. By measuring or calculating in advance, it is possible to judge the quality of the X-ray focusing state at the focal position based on the observation result of the focused X-ray image at a position other than the focal position.

【0017】本発明では、上記の集光状態観察手段を用
いてX線集光用光学素子によるX線の集光状態を観察し
ながら、その観察結果に基づきX線集光用光学素子の反
射面形状の誤差補正を行なう。X線集光用光学素子が斜
入射反射鏡である場合には、該斜入射反射鏡の子午面内
での反射面形状の誤差(設計形状からのずれ)は、該反
射鏡の全長に渡って細かく無秩序に分布しているのでは
なく、ほぼ1cm程度の長さ範囲でゆるやかに変化して
いる。また、補正すべき誤差量も数μm程度と小さい。
従って、反射鏡全長の数個所において該反射鏡に正また
は負の外部圧力を局部的に印加すれば、各圧力印加個所
を中心に数mm程度の範囲に渡って反射面形状を変化さ
せることができ、それにより反射鏡の全長に渡っての反
射面形状誤差の補正ができる。なお、この反射鏡への外
部圧力の印加は、反射鏡の反射面側に対して行なっても
よく、裏面(外周面)側に対して行なってもよい。但
し、反射面側に対して外部圧力を印加する場合には、そ
のための外部圧力印加手段をX線の入出射を妨げない位
置に配置すべきことは云うまでもない。
In the present invention, while observing the X-ray focusing state by the X-ray focusing optical element using the above-mentioned focusing state observing means, the reflection of the X-ray focusing optical element is based on the observation result. Performs surface shape error correction. When the X-ray focusing optical element is a grazing incidence reflecting mirror, an error (deviation from the design shape) of the reflecting surface shape within the meridional plane of the grazing incidence reflecting mirror is spread over the entire length of the reflecting mirror. It is not distributed finely and randomly, but changes gradually over a length range of about 1 cm. Further, the error amount to be corrected is small, about several μm.
Therefore, if a positive or negative external pressure is locally applied to the reflecting mirror at several points along the entire length of the reflecting mirror, the shape of the reflecting surface can be changed over a range of several mm around each pressure applying point. Therefore, it is possible to correct the error in the shape of the reflecting surface over the entire length of the reflecting mirror. The external pressure may be applied to the reflecting mirror either on the reflecting surface side of the reflecting mirror or on the back surface (outer peripheral surface) side. However, when applying an external pressure to the reflecting surface side, it goes without saying that the external pressure applying means for that purpose should be arranged at a position that does not interfere with the entrance and exit of X-rays.

【0018】上記したX線集光用光学素子(反射鏡)へ
の外部圧力印加手段として、例えば圧電素子の微小伸縮
機能を利用した加圧機構やねじの回転を微小直線移動に
変換する方式の加圧機構等を用いれば、印加圧力を細か
く制御することができ、反射面の微小な形状誤差を補正
できる。また、この加圧機構と反射鏡とを同時に移動機
構上に配置構成すれば、上記した反射面形状の補正と共
に、光軸調整をも合わせて行なうことができる。
As a means for applying an external pressure to the above-mentioned X-ray focusing optical element (reflecting mirror), for example, a pressing mechanism utilizing the minute expansion and contraction function of a piezoelectric element or a system for converting the rotation of a screw into a minute linear movement. If a pressure mechanism or the like is used, the applied pressure can be finely controlled, and a minute shape error of the reflecting surface can be corrected. Further, if the pressurizing mechanism and the reflecting mirror are arranged on the moving mechanism at the same time, the optical axis can be adjusted together with the above-mentioned correction of the reflecting surface shape.

【0019】以上に述べたように、本発明によれば、集
光用反射鏡による集光X線像を観察しながら、最適な集
光状態が得られるよう集光用反射鏡の反射面形状を補正
してやることができるので、これまでの集光用反射鏡の
光軸調整のみでは得ることができなかったより設計値に
近い集光X線ビームを得ることができ、局所X線分析の
空間分解能を飛躍的に向上させることができる。
As described above, according to the present invention, the shape of the reflecting surface of the condensing reflecting mirror is adjusted so that the optimum condensing state can be obtained while observing the condensing X-ray image by the condensing reflecting mirror. Can be corrected, so that it is possible to obtain a focused X-ray beam that is closer to the design value than was previously possible only by adjusting the optical axis of the focusing mirror, and the spatial resolution of local X-ray analysis can be obtained. Can be dramatically improved.

【0020】[0020]

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につ
き、図面を参照して詳細に説明する。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

【0021】<実施例1>図1に本発明の一実施例にな
るX線分析装置の基本的構成を示す。本実施例における
X線分析装置は、主としてX線源部、X線集光部、光学
素子形状補正系、試料制御系、粒子観測系から構成され
ている。X線源部で発生したX線の大気による吸収およ
び試料の表面汚染を避けるために、図1に示すように、
装置の主な構成要素は真空チャンバ1内に設置されてい
る。
<Embodiment 1> FIG. 1 shows the basic construction of an X-ray analyzer according to an embodiment of the present invention. The X-ray analysis apparatus according to the present embodiment mainly includes an X-ray source section, an X-ray focusing section, an optical element shape correction system, a sample control system, and a particle observation system. In order to avoid absorption of X-rays generated in the X-ray source part by the atmosphere and surface contamination of the sample, as shown in FIG.
The main components of the device are installed in the vacuum chamber 1.

【0022】図1において、X線源2から出射したX線
は集光用光学素子3で集光される。X線源の径を確定す
るために必要に応じてアパーチャ4を設置してもよい。
集光されたX線は試料5に照射される。この集光X線の
照射によって試料5から放出された粒子が、粒子観測装
置6で検出される。粒子観測装置6は、電子やイオンあ
るいは蛍光X線等の光子を検出できる検出器であり、必
要に応じてこれら粒子のエネルギー分析を行なうことが
できる。粒子観測装置6からの信号を信号処理装置7で
処理して計算機8に蓄積する。蓄積されたデータはそこ
で画像データとして表示される。試料5は試料台9上に
設置されており、試料台9には移動機構10が取り付け
られている。移動機構10はコントローラ11を介して
計算機8により制御される。移動機構10は、光学素子
3の光軸に平行方向および光軸に対して直角方向に微小
移動することができる。この移動機構10を用いて、集
光X線の照射中に試料5の微小移動(走査)を行なうこ
とで、試料5の表面および表面近傍の化学状態や電子状
態の分布を観察することができる。
In FIG. 1, the X-ray emitted from the X-ray source 2 is condensed by the condensing optical element 3. The aperture 4 may be installed as needed to determine the diameter of the X-ray source.
The collected X-rays are applied to the sample 5. The particles emitted from the sample 5 by the irradiation of the condensed X-rays are detected by the particle observation device 6. The particle observation device 6 is a detector capable of detecting photons such as electrons, ions, or fluorescent X-rays, and can perform energy analysis of these particles as needed. The signal from the particle observation device 6 is processed by the signal processing device 7 and stored in the computer 8. The accumulated data is displayed there as image data. The sample 5 is installed on the sample table 9, and the moving mechanism 10 is attached to the sample table 9. The moving mechanism 10 is controlled by the computer 8 via the controller 11. The moving mechanism 10 can be finely moved in a direction parallel to the optical axis of the optical element 3 and a direction perpendicular to the optical axis. By using this moving mechanism 10 to perform minute movement (scanning) of the sample 5 during irradiation of the focused X-ray, the distribution of the chemical state and electronic state of the surface of the sample 5 and the vicinity of the surface can be observed. .

【0023】集光用光学素子3の反射面形状調整のため
の集光X線のビームプロファイルの測定はX線検出器1
2を用いて行なう。集光用光学素子3からの集光X線は
X線検出器12に入射する。X線検出器12からの検出
信号は、コントローラ13を介して信号処理装置14に
入力される。信号処理装置14では、入力された信号に
基づいて、X線検出器12の検出面上における集光X線
のビームプロファイル像をモニタ画面上に映像表示す
る。また、X線検出器12は、試料分析の妨げにならな
いように、試料分析時には集光X線の光路外に移動でき
るよう構成されている。
The X-ray detector 1 measures the beam profile of condensed X-rays for adjusting the reflection surface shape of the condensing optical element 3.
2 is used. The condensed X-rays from the condensing optical element 3 enter the X-ray detector 12. The detection signal from the X-ray detector 12 is input to the signal processing device 14 via the controller 13. In the signal processing device 14, the beam profile image of the condensed X-rays on the detection surface of the X-ray detector 12 is video-displayed on the monitor screen based on the input signal. Further, the X-ray detector 12 is configured to be able to move out of the optical path of the condensed X-ray during sample analysis so as not to interfere with sample analysis.

【0024】集光用光学素子3の反射面形状の補正は、
信号処理装置14のモニタ画面上に表示されたビームプ
ロファイル像を観察しながら、該ビームプロファイルが
最適となるように、光学素子形状補正装置15を用いて
反射面形状を調整することによって行なわれる。補正装
置15の制御には、補正制御用のコントローラ16が用
いられる。これらの光学素子形状補正系を用いること
で、光学素子3の反射面形状の補正を真空外から行なう
ことができる。光学素子3と補正装置15は共に移動機
構17上に設置されており、該移動機構17を微小移動
させることにより上記した形状補正と同時に集光X線の
光軸調整をも行なうことができる。
The correction of the reflection surface shape of the converging optical element 3 is performed by
This is performed by observing the beam profile image displayed on the monitor screen of the signal processing device 14 and adjusting the reflection surface shape using the optical element shape correction device 15 so that the beam profile becomes optimum. A controller 16 for correction control is used to control the correction device 15. By using these optical element shape correction systems, the reflection surface shape of the optical element 3 can be corrected from outside the vacuum. Both the optical element 3 and the correction device 15 are installed on the moving mechanism 17, and by slightly moving the moving mechanism 17, the optical axis of the focused X-ray can be adjusted at the same time as the shape correction described above.

【0025】本実施例によれば、集光X線のビームプロ
ファイル像を観察しながら、最適な集光状態の集光X線
ビームが得られるように、集光用光学素子3の反射面形
状を補正することができる。従って、従来の反射面の光
軸調整のみでは得られなかったより設計値に近い集光X
線ビームを得ることができ、局所X線分析の空間分解能
を一段と向上させることができる。
According to this embodiment, while observing the beam profile image of the focused X-ray, the shape of the reflecting surface of the focusing optical element 3 is adjusted so that the focused X-ray beam in the optimum focused state can be obtained. Can be corrected. Therefore, the condensing X closer to the design value, which cannot be obtained only by adjusting the optical axis of the conventional reflecting surface,
A line beam can be obtained, and the spatial resolution of local X-ray analysis can be further improved.

【0026】<実施例2>図2に光学素子形状補正装置
15の一構成例を示す。本例では、入射X線30の集光
用光学素子3として、レプリカ法によって製作された軸
対称斜入射反射鏡を用いている。軸対称斜入射反射鏡3
はケース19内に設置されている。図は、反射鏡3の中
心軸Xを含む断面構造を示している。反射鏡3とケース
19との間には、軸方向の数個所に渡って、リング状の
加圧機構20が嵌め込まれている。加圧機構20は、例
えばリング状の圧電素子からなり、半径方向(矢印R方
向)に微小な伸縮運動をするように構成されている。加
圧機構20による伸縮運動の位置、方向および伸縮量を
適当に制御することによって、反射鏡3の反射面形状の
補正を行うことができる。加圧機構20を反射鏡3とあ
るいは反射鏡3およびケース19の双方と一体化固定し
て、形状補正機構付の反射鏡として構成してもよいし、
ケース19をそのまま反射鏡3のホルダーとして構成し
てもよい。反射鏡3と加圧機構20との間には、両者が
接する面積を調整するためのスペーサを設けてもよい。
この加圧機構20によって、反射鏡3の外周面に正負の
半径方向圧力を加えることができ、それにより反射鏡の
反射面形状を調節してやることができる。
<Embodiment 2> FIG. 2 shows a structural example of the optical element shape correction device 15. In this example, as the optical element 3 for converging the incident X-ray 30, an axially symmetric oblique incidence reflecting mirror manufactured by the replica method is used. Axisymmetric grazing incidence reflector 3
Is installed in the case 19. The figure shows a sectional structure including the central axis X of the reflecting mirror 3. A ring-shaped pressing mechanism 20 is fitted between the reflecting mirror 3 and the case 19 at several points in the axial direction. The pressurizing mechanism 20 is composed of, for example, a ring-shaped piezoelectric element, and is configured to make a minute expansion / contraction motion in the radial direction (direction of arrow R). By appropriately controlling the position, direction, and expansion / contraction amount of the expansion / contraction movement by the pressing mechanism 20, the reflection surface shape of the reflection mirror 3 can be corrected. The pressing mechanism 20 may be integrally fixed to the reflecting mirror 3 or both the reflecting mirror 3 and the case 19 to form a reflecting mirror with a shape correcting mechanism.
The case 19 may be directly configured as a holder for the reflecting mirror 3. A spacer may be provided between the reflecting mirror 3 and the pressing mechanism 20 for adjusting the area where they are in contact with each other.
By this pressurizing mechanism 20, positive and negative radial pressures can be applied to the outer peripheral surface of the reflecting mirror 3, whereby the reflecting surface shape of the reflecting mirror can be adjusted.

【0027】本実施例によれば、部分的に反射面形状誤
差を有する反射鏡の場合でも、その形状誤差を補正する
ことができるので、優れた集光特性を得ることができ
る。
According to the present embodiment, even in the case of a reflecting mirror partially having a reflection surface shape error, the shape error can be corrected, so that excellent condensing characteristics can be obtained.

【0028】<実施例3>図3に、光学素子形状補正装
置15の他の一構成例を示す。先の実施例2では反射鏡
3に外周より圧力を加える個所が固定されていた。さら
に良好な集光特性を得るためには、この圧力を加える個
所(軸方向位置)を任意に選定できるようにした方が良
い。従って、本例では、加圧機構20が軸方向に移動で
きるように直進移動機構21を付加した。この場合、加
圧機構20のみでは反射鏡3を保持することが難しくな
るので、図ではケース19の軸方向両端壁で反射鏡3を
固定保持している。但し、反射鏡3の固定保持位置は、
特に反射鏡3の両端でなくてもよい。また、ケース19
と反射鏡3との間で加圧機構20を容易に軸方向移動さ
せ得るように、加圧機構20と反射鏡3との間および/
または加圧機構20とケース19との間に適当なスペー
サ22を設けることも可能である。また、図中では、加
圧機構20を1個しか設置していないが、複数個の加圧
機構を軸方向に並べて設置し、それぞれの加圧機構を個
別に軸方向移動できるように構成しても良いことは云う
までもない。
<Embodiment 3> FIG. 3 shows another example of the configuration of the optical element shape correction device 15. In the above-mentioned second embodiment, the portion where pressure is applied to the reflecting mirror 3 from the outer periphery is fixed. In order to obtain better light condensing characteristics, it is better to be able to arbitrarily select the location (axial position) to which this pressure is applied. Therefore, in this example, the linear movement mechanism 21 is added so that the pressure mechanism 20 can move in the axial direction. In this case, since it becomes difficult to hold the reflecting mirror 3 only by the pressing mechanism 20, the reflecting mirror 3 is fixedly held by the axially opposite end walls of the case 19 in the figure. However, the fixed holding position of the reflecting mirror 3 is
In particular, it may not be at both ends of the reflecting mirror 3. Also, case 19
Between the pressing mechanism 20 and the reflecting mirror 3 so that the pressing mechanism 20 can be easily moved in the axial direction between the reflecting mirror 3 and the reflecting mirror 3.
Alternatively, a suitable spacer 22 may be provided between the pressure mechanism 20 and the case 19. Further, although only one pressurizing mechanism 20 is installed in the figure, a plurality of pressurizing mechanisms are arranged side by side in the axial direction, and each pressurizing mechanism can be individually moved in the axial direction. It goes without saying that it is okay.

【0029】上記の直進移動機構21としては、ねじの
回転によって加圧機構に接続されたロッドを伸縮させる
ような直進運動機構、あるいは圧電素子を単体あるいは
複数個組み合わせて構成した直進運動機構等を用いるこ
とができる。また、この直進移動機構21は、通常は加
圧機構20を任意の固定端(図ではケース19の一方の
軸方向端壁)に対して移動させるように設置されるが、
上述したように複数個の加圧機構を並設する場合には、
加圧機構同士の間に直進移動機構を設置してもよい。さ
らに、実施例2に示した固定配置の加圧機構と本例で示
した可動配置の加圧機構とを混在させてもよい。
As the linear movement mechanism 21, a linear movement mechanism for expanding and contracting a rod connected to the pressurizing mechanism by rotation of a screw, or a linear movement mechanism composed of a single piezoelectric element or a combination of a plurality of piezoelectric elements is used. Can be used. The linear movement mechanism 21 is usually installed so as to move the pressure mechanism 20 with respect to an arbitrary fixed end (one axial end wall of the case 19 in the figure).
As described above, when a plurality of pressure mechanisms are installed in parallel,
A linear movement mechanism may be installed between the pressure mechanisms. Further, the fixedly arranged pressure mechanism shown in the second embodiment and the movablely arranged pressure mechanism shown in this embodiment may be mixed.

【0030】本実施例の場合、加圧機構20が可動であ
るため、それを反射鏡3の外周面に固定することができ
ないので、反射鏡3の外周面を外方向に引っ張ることが
できない。しかし、本例による可動配置型の加圧機構を
用いることを念頭において、予め反射鏡3の内径(反射
面内径)がその設計値に対して僅かにプラスの公差を持
つように製作しておけば、加圧機構20によって反射鏡
3の外周面に内側方向に向けての押圧力のみを加えるこ
とによっても、反射鏡3の反射面形状の補正が充分可能
である。
In the case of the present embodiment, since the pressing mechanism 20 is movable and cannot be fixed to the outer peripheral surface of the reflecting mirror 3, the outer peripheral surface of the reflecting mirror 3 cannot be pulled outward. However, in consideration of using the movable arrangement type pressurizing mechanism according to this example, it should be manufactured in advance so that the inner diameter of the reflecting mirror 3 (reflecting surface inner diameter) has a slightly positive tolerance with respect to its design value. For example, it is possible to sufficiently correct the shape of the reflecting surface of the reflecting mirror 3 by applying only a pressing force inward to the outer peripheral surface of the reflecting mirror 3 by the pressing mechanism 20.

【0031】本実施例によれば、反射鏡の軸方向任意位
置における反射面形状誤差の補正が可能となる。
According to this embodiment, it is possible to correct the reflection surface shape error at any position in the axial direction of the reflecting mirror.

【0032】<実施例4>図4に光学素子形状補正装置
15のさらに他の一構成例を示す。軸対称斜入射反射鏡
3の外径は反射鏡3の軸方向に沿って少なくとも1mm
程度変化していることもあるので、先の実施例3の場合
には、軸方向に加圧機構20を移動させると、加圧機構
20の半径方向への所要伸縮量が該加圧機構20の伸縮
能力範囲を越えてしまうことが起り得る。そこで、本例
では、加圧機構20と反射鏡3との間に軸方向全長にわ
たってほぼ均一な外径を有するスペーサ23を挿入設置
することによって、加圧機構20の軸方向移動に伴なっ
て加圧機構20の半径方向への所要伸縮範囲があまり大
きく変化しないようにしている。なお、図では、加圧機
構20は軸方向全長にわたって1個しか設置されていな
いが、軸方向に複数個設置されても良いことは云うまで
もない。
<Embodiment 4> FIG. 4 shows still another example of the configuration of the optical element shape correction device 15. The outer diameter of the axisymmetric oblique incidence reflecting mirror 3 is at least 1 mm along the axial direction of the reflecting mirror 3.
In the case of the third embodiment, when the pressing mechanism 20 is moved in the axial direction, the required expansion / contraction amount of the pressing mechanism 20 in the radial direction is changed. It may happen that the expansion and contraction ability range of the above is exceeded. Therefore, in this example, a spacer 23 having a substantially uniform outer diameter is inserted and installed between the pressing mechanism 20 and the reflecting mirror 3 along the entire axial length, so that the pressing mechanism 20 moves in the axial direction. The required expansion / contraction range of the pressure mechanism 20 in the radial direction is set so as not to change so much. In the figure, only one pressing mechanism 20 is installed over the entire length in the axial direction, but it goes without saying that a plurality of pressing mechanisms 20 may be installed in the axial direction.

【0033】本実施例によれば、軸方向での外径変化の
大きな反射鏡に対しても、該反射鏡の軸方向任意位置で
の反射面形状誤差の補正を行なうことができる。
According to the present embodiment, even for a reflecting mirror having a large change in the outer diameter in the axial direction, it is possible to correct the error of the reflecting surface shape at an arbitrary position in the axial direction of the reflecting mirror.

【0034】<実施例5>図5に、光学素子形状補正装
置15のさらに別の一構成例を示す。これまでの実施例
では加圧機構としてリング状のものを用いた。リング状
の加圧機構では、半径方向の伸縮量をあまり大きくとれ
ず、補正可能範囲に制限が課せられる可能性がある。そ
こで、本実施例では1軸方向のみに伸縮する伸縮機構
(伸縮量を大きくとれる)を用いて加圧機構を構成して
いる。すなわち、図5に示すように、1方向(半径方
向)のみに伸縮する伸縮機構24を円筒状の外枠25の
内周面に沿って複数個並設して、反射鏡3の外周面に半
径方向の圧力を加えられるように構成している。この1
方向伸縮機構24としては、1方向伸縮性の圧電素子
や、ねじの回転によってロッドを伸縮させるような直進
運動機構などを用いることができる。なお、この1方向
伸縮機構24を用いた加圧機構の設置位置および設置方
法についてはこれまでの実施例の場合と同様である。
<Embodiment 5> FIG. 5 shows still another configuration example of the optical element shape correction device 15. In the above examples, a ring-shaped pressing mechanism was used. In the ring-shaped pressurizing mechanism, the amount of expansion and contraction in the radial direction cannot be set so large that the correctable range may be limited. Therefore, in the present embodiment, the pressurizing mechanism is configured by using the expanding / contracting mechanism that can expand / contract only in the one-axis direction (the amount of expansion / contraction can be large). That is, as shown in FIG. 5, a plurality of expansion / contraction mechanisms 24 that expand / contract only in one direction (radial direction) are arranged in parallel along the inner peripheral surface of the cylindrical outer frame 25, and are arranged on the outer peripheral surface of the reflecting mirror 3. It is configured so that radial pressure can be applied. This one
As the direction expansion / contraction mechanism 24, a unidirectional expansion / contraction piezoelectric element, a linear motion mechanism for expanding / contracting a rod by rotating a screw, or the like can be used. The installation position and installation method of the pressing mechanism using the one-way expansion / contraction mechanism 24 are the same as those in the above-described embodiments.

【0035】1方向伸縮機構24には、反射鏡3の外周
面に均等に圧力を加えられるようにするための調整具2
6が設けられている。この調整具26は反射鏡3の外周
面に固定されていてもよいし、あるいは、加圧機構を軸
方向に移動させるような場合には固定されていなくても
よい。また、図では、反射鏡3の外周面を4方向から加
圧する構成になっているが、さらに多数の方向から加圧
する構成を採ることも可能である。充分に多数の方向か
ら加圧できる場合には、調整具26は必ずしも設けなく
てよい。
The unidirectional expansion / contraction mechanism 24 is provided with an adjusting tool 2 for uniformly applying pressure to the outer peripheral surface of the reflecting mirror 3.
6 are provided. The adjusting tool 26 may be fixed to the outer peripheral surface of the reflecting mirror 3, or may not be fixed when the pressing mechanism is moved in the axial direction. Further, in the drawing, the outer peripheral surface of the reflecting mirror 3 is configured to be pressed from four directions, but it is also possible to adopt a configuration in which pressure is applied from a greater number of directions. If the pressure can be applied from a sufficient number of directions, the adjusting tool 26 is not necessarily provided.

【0036】本実施例によれば、反射鏡3に対する加圧
量をより大きくでき、その分反射面の補正量を大きくと
ることが可能となる。また、反射鏡3への各方向からの
加圧量を独立に制御すれば、非軸対称的な形状誤差も補
正可能であり、同時に反射鏡3の光軸合わせにも用いる
ことが可能となる。
According to this embodiment, the amount of pressure applied to the reflecting mirror 3 can be increased, and the amount of correction of the reflecting surface can be increased accordingly. Further, by independently controlling the amount of pressure applied to the reflecting mirror 3 from each direction, a non-axisymmetric shape error can be corrected, and at the same time, it can be used for aligning the optical axis of the reflecting mirror 3. .

【0037】<実施例6>図6に、光学素子形状補正装
置15のさらに別の一構成例を示す。これまでの実施例
では、軸対称斜入射反射鏡3の形状補正を軸周りの全周
に渡って行っていた。しかし、X線源2からの入射X線
の発散角が小さい場合には、実際にX線の反射面として
用いられるのは、反射鏡3の内周面全体ではなく、その
限られた一部分である場合もある。図6において、反射
鏡3の内周面上に斜線を施して示した部分Aが、実際に
X線が入射する部分である。反射鏡3はホルダー27に
支持されている。反射鏡3のX線入射部分Aに対応する
外周部分とホルダー27との間に、実施例5で用いたの
と同様の1方向伸縮機構24が設置されている。この1
方向伸縮機構24は、必要に応じて反射鏡3の中心軸に
沿って複数個設置してもよい。また、1方向伸縮機構2
4は、ホルダー27および反射鏡3に固定されていても
よいが、該伸縮機構24を反射鏡3の中心軸方向に動か
す場合には固定されていなくてもよい。なお、1方向伸
縮機構24を軸方向に動かす場合には、実施例4と同
様、反射鏡3の外径の軸方向変化を補正するためのスペ
ーサや伸縮機構の軸方向移動を容易にするための補助的
なスペーサ等を設置してもよい。
<Embodiment 6> FIG. 6 shows still another example of the configuration of the optical element shape correction device 15. In the above embodiments, the shape of the axially symmetric oblique incidence reflecting mirror 3 is corrected over the entire circumference around the axis. However, when the divergence angle of the incident X-ray from the X-ray source 2 is small, it is not the entire inner peripheral surface of the reflecting mirror 3 that is actually used as the reflecting surface of the X-ray but a limited part thereof. Sometimes there is. In FIG. 6, a hatched portion A on the inner peripheral surface of the reflecting mirror 3 is a portion on which X-rays are actually incident. The reflecting mirror 3 is supported by the holder 27. Between the outer peripheral portion of the reflecting mirror 3 corresponding to the X-ray incident portion A and the holder 27, the one-way retractable mechanism 24 similar to that used in the fifth embodiment is installed. This one
If necessary, a plurality of direction expansion / contraction mechanisms 24 may be installed along the central axis of the reflecting mirror 3. Also, the one-way expansion / contraction mechanism 2
4 may be fixed to the holder 27 and the reflecting mirror 3, but may not be fixed when the expanding / contracting mechanism 24 is moved in the central axis direction of the reflecting mirror 3. When the one-way expansion / contraction mechanism 24 is moved in the axial direction, in order to facilitate the axial movement of the spacer and the expansion / contraction mechanism for correcting the axial change of the outer diameter of the reflecting mirror 3, as in the fourth embodiment. A supplementary spacer or the like may be installed.

【0038】本実施例によれば、反射鏡3の内周面の限
られた一部分のみに入射X線が照射されるような場合
に、該照射部分に限って反射鏡3の反射面形状を補正し
てやることができる。
According to the present embodiment, when the incident X-ray is irradiated only on a limited part of the inner peripheral surface of the reflecting mirror 3, the reflecting surface shape of the reflecting mirror 3 is limited to only the irradiated portion. You can correct it.

【0039】<実施例7>図7に、光学素子形状補正装
置15のさらに別の一構成例を示す。これまでの実施例
では軸対称斜入射反射鏡を用いる場合について示した
が、本実施例では、軸対称でない斜入射反射鏡を用いる
場合の反射面形状の補正方法の一例について示す。図に
示すように、軸対称でない斜入射反射鏡28の反射面側
に、加圧機構29が設置されている。本実施例では、斜
入射反射鏡28の反射面側の入射X線30が入射しない
部分を加圧して反射面の形状を補正するが、これまでの
実施例のように反射鏡の裏面側から加圧するようにして
もよい。反射面形状誤差の修正は、これまでの実施例と
同様に、反射鏡28による集光像を検出しながら、加圧
機構29による印加圧力を調整する。また、加圧機構2
9は反射鏡28の光軸に沿って複数個設置されてもよ
い。
<Embodiment 7> FIG. 7 shows still another example of the configuration of the optical element shape correction device 15. In the above embodiments, the case where the axially symmetric oblique-incidence reflecting mirror is used has been described, but in the present embodiment, an example of the method of correcting the reflection surface shape when the non-axially symmetric oblique-incidence reflecting mirror is used is shown. As shown in the figure, a pressure mechanism 29 is installed on the reflecting surface side of the oblique incidence reflecting mirror 28 which is not axially symmetric. In the present embodiment, the shape of the reflecting surface is corrected by pressurizing the portion of the grazing incidence reflecting mirror 28 on the reflecting surface side where the incident X-rays 30 do not enter, but from the back surface side of the reflecting mirror as in the previous embodiments. You may make it pressurize. The correction of the reflection surface shape error is performed by adjusting the pressure applied by the pressing mechanism 29 while detecting the condensed image by the reflecting mirror 28, as in the previous embodiments. In addition, the pressure mechanism 2
A plurality of 9 may be installed along the optical axis of the reflecting mirror 28.

【0040】本実施例によれば、軸対称でない斜入射反
射鏡においても、反射面の形状誤差を修正でき、優れた
集光特性を得ることができる。
According to this embodiment, it is possible to correct the shape error of the reflecting surface even in the oblique-incidence reflecting mirror which is not axially symmetric, and it is possible to obtain excellent condensing characteristics.

【0041】以上、いくつかの実施例を示したが、これ
らの実施例に示された反射面形状の補正手段を種々組み
合わせて用いることも可能であり、そのような組み合わ
せも本発明に含まれるものであることは云うまでもな
い。
Although some embodiments have been described above, the reflecting surface shape correcting means shown in these embodiments may be used in various combinations, and such combinations are also included in the present invention. It goes without saying that it is a thing.

【0042】[0042]

【発明の効果】本発明によれば、集光X線のビームプロ
ファイルやビーム径を観察しながら、集光X線形成用光
学素子の反射面形状を調整することができる。このた
め、より微小な集光X線スポットを得ることができ、高
分解能のX線分析を行なうことができる。
According to the present invention, the shape of the reflecting surface of the optical element for forming condensed X-rays can be adjusted while observing the beam profile and the beam diameter of the condensed X-rays. Therefore, a smaller focused X-ray spot can be obtained, and high-resolution X-ray analysis can be performed.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の一実施例になるX線分析装置の基本的
構成を示す図である。
FIG. 1 is a diagram showing a basic configuration of an X-ray analysis apparatus according to an embodiment of the present invention.

【図2】本発明の一実施例になる光学素子形状補正装置
の構成を示す図である。
FIG. 2 is a diagram showing a configuration of an optical element shape correction device according to an embodiment of the present invention.

【図3】本発明の他の一実施例になる光学素子形状補正
装置の構成を示す図である。
FIG. 3 is a diagram showing a configuration of an optical element shape correction device according to another embodiment of the present invention.

【図4】本発明のさらに他の一実施例になる光学素子形
状補正装置の構成を示す図である。
FIG. 4 is a diagram showing a configuration of an optical element shape correction device according to still another embodiment of the present invention.

【図5】本発明のさらに他の一実施例になる光学素子形
状補正装置の構成を示す図である。
FIG. 5 is a diagram showing a configuration of an optical element shape correction device according to still another embodiment of the present invention.

【図6】本発明のさらに他の一実施例になる光学素子形
状補正装置の構成を示す図である。
FIG. 6 is a diagram showing a configuration of an optical element shape correction device according to still another embodiment of the present invention.

【図7】本発明のさらに他の一実施例になる光学素子形
状補正装置の構成を示す図である。
FIG. 7 is a diagram showing a configuration of an optical element shape correction device according to still another embodiment of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1:真空チャンバ 2:X線源 3:光学素子 4:アパーチャ
ー 5:試料 6:粒子観測装
置 7:信号処理装置 8:計算機 9:試料台 10:移動機構 11:コントローラ 12:X線検出
器 13:コントローラ 14:信号処理
装置 15:光学素子形状補正装置 16:コントロ
ーラ 17:移動機構 18:コントロ
ーラ 19:ケース 20:加圧機構 21:直進移動機構 22:スペーサ 23:スペーサ 24:1方向伸
縮機構 25:外枠 26:調整具 27:ホルダー 28:斜入射反
射鏡 29:加圧機構 30:入射光。
1: Vacuum chamber 2: X-ray source 3: Optical element 4: Aperture 5: Sample 6: Particle observation device 7: Signal processing device 8: Computer 9: Sample stage 10: Moving mechanism 11: Controller 12: X-ray detector 13 : Controller 14: Signal processing device 15: Optical element shape correction device 16: Controller 17: Moving mechanism 18: Controller 19: Case 20: Pressing mechanism 21: Straight moving mechanism 22: Spacer 23: Spacer 24: 1-way expansion / contraction mechanism 25 : Outer frame 26: Adjusting tool 27: Holder 28: Oblique incidence reflecting mirror 29: Pressing mechanism 30: Incident light.

Claims (22)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】X線集光用反射光学素子を用いて集光した
X線を試料に照射して、上記試料の化学状態、電子状
態、あるいは構造状態を分析するX線分析方法におい
て、上記試料に照射される集光X線のスポット像を観察
し、該観察結果に基づいて上記のX線集光用反射光学素
子の反射面形状の補正を行なう工程を含ませてなること
を特徴とするX線分析方法。
1. An X-ray analysis method for irradiating a sample with X-rays collected by using a reflection optical element for collecting X-rays to analyze the chemical state, electronic state, or structural state of the sample. A step of observing a spot image of condensed X-rays irradiated on the sample, and correcting the shape of the reflecting surface of the reflective optical element for X-ray condensing based on the observation result. X-ray analysis method.
【請求項2】X線集光用反射光学素子を用いて集光した
X線を試料に照射して、上記試料の化学状態、電子状
態、あるいは構造状態を分析するX線分析方法におい
て、上記試料に照射される集光X線のスポット像のビー
ムプロファイルを観察し、該観察結果に基づいて上記の
X線集光用反射光学素子の反射面形状の補正を行なう工
程を含ませてなることを特徴とするX線分析方法。
2. An X-ray analysis method for irradiating a sample with X-rays collected by using a reflection optical element for collecting X-rays to analyze the chemical state, electronic state or structural state of the sample, A step of observing a beam profile of a spot image of condensed X-rays irradiated on the sample, and correcting the reflection surface shape of the reflection optical element for X-ray condensing based on the observation result. An X-ray analysis method characterized by:
【請求項3】上記のX線集光用反射光学素子が、斜入射
反射鏡であることを特徴とする請求項1または2に記載
のX線分析方法。
3. The X-ray analysis method according to claim 1, wherein the reflection optical element for collecting X-rays is an oblique-incidence reflecting mirror.
【請求項4】上記の斜入射反射鏡が、軸対称斜入射反射
鏡であることを特徴とする請求項3に記載のX線分析方
法。
4. The X-ray analysis method according to claim 3, wherein the oblique-incidence reflecting mirror is an axially symmetric oblique-incidence reflecting mirror.
【請求項5】上記の斜入射反射鏡が、非軸対称の斜入射
反射鏡であることを特徴とする請求項3に記載のX線分
析方法。
5. The X-ray analysis method according to claim 3, wherein the oblique-incidence reflecting mirror is a non-axisymmetric oblique-incidence reflecting mirror.
【請求項6】上記のX線集光用反射光学素子の反射面形
状の補正は、該X線集光用反射光学素子に外部圧力を印
加して、該X線集光用反射光学素子の反射面の形状を変
形させることによって行なわれることを特徴とする請求
項1から5のいずれかに記載のX線分析方法。
6. The correction of the reflection surface shape of the reflection optical element for X-ray focusing is performed by applying an external pressure to the reflection optical element for X-ray focusing so as to adjust the reflection optical element for X-ray focusing. The X-ray analysis method according to claim 1, wherein the X-ray analysis method is performed by deforming the shape of the reflecting surface.
【請求項7】上記のX線集光用反射光学素子への外部圧
力の印加は、該X線集光用反射光学素子の選択された単
一部分に対して、局所的に行なわれることを特徴とする
請求項6に記載のX線分析方法。
7. An external pressure is applied to the X-ray focusing reflective optical element locally to a selected single portion of the X-ray focusing reflective optical element. The X-ray analysis method according to claim 6.
【請求項8】上記のX線集光用反射光学素子への外部圧
力の印加は、該X線集光用反射光学素子の選択された複
数部分に対して、それぞれ局所的に行なわれることを特
徴とする請求項6に記載のX線分析方法。
8. The application of external pressure to the X-ray focusing reflective optical element is locally performed on each of a plurality of selected portions of the X-ray focusing reflective optical element. The X-ray analysis method according to claim 6, which is characterized in that.
【請求項9】上記の軸対称斜入射反射鏡への外部圧力の
印加は、該軸対称斜入射反射鏡の中心軸方向での複数の
位置において行なわれることを特徴とする請求項6に記
載のX線分析方法。
9. The method according to claim 6, wherein the external pressure is applied to the axially symmetric oblique-incidence reflecting mirror at a plurality of positions in the central axis direction of the axially symmetric oblique-incidence reflecting mirror. X-ray analysis method.
【請求項10】上記の軸対称斜入射反射鏡への外部圧力
の印加は、該軸対称斜入射反射鏡の円周方向での複数の
位置において行なわれることを特徴とする請求項6に記
載のX線分析方法。
10. The method according to claim 6, wherein the external pressure is applied to the axially symmetric oblique-incidence reflecting mirror at a plurality of positions in the circumferential direction of the axially symmetric oblique-incidence reflecting mirror. X-ray analysis method.
【請求項11】上記のX線集光用反射光学素子への外部
圧力の印加は、圧電素子を用いて構成された加圧機構を
用いて行なわれることを特徴とする請求項6に記載のX
線分析方法。
11. The application of external pressure to the reflective optical element for collecting X-rays is performed by using a pressure mechanism including a piezoelectric element. X
Line analysis method.
【請求項12】X線を発生させるためのX線源、該X線
源からの発生X線を集光して集光X線ビームを形成する
ためのX線集光用反射光学素子、該X線集光用反射光学
素子によって形成された集光X線ビームを被測定試料に
照射するためのX線照射手段、該X線照射手段による上
記被測定試料への上記集光X線ビームの照射によって上
記被測定試料から放出される粒子を観測するための粒子
観測手段とを備えてなるX線分析装置において、上記試
料に照射される上記集光X線ビームの集光状態を観測す
るための集光X線像観察手段と、上記X線集光用反射光
学素子の反射面の形状を補正するための反射面形状補正
手段とをさらに付加してなることを特徴とするX線分析
装置。
12. An X-ray source for generating X-rays, an X-ray focusing reflective optical element for focusing the generated X-rays from the X-ray source to form a focused X-ray beam, X-ray irradiation means for irradiating the sample to be measured with the condensed X-ray beam formed by the reflection optical element for condensing the X-rays, and the condensed X-ray beam to the sample to be measured by the X-ray irradiation means. In an X-ray analyzer comprising a particle observation means for observing particles emitted from the sample to be measured by irradiation, for observing the condensed state of the condensed X-ray beam with which the sample is irradiated. The X-ray analysis apparatus, further comprising: a condensed X-ray image observing means, and a reflecting surface shape correcting means for correcting the shape of the reflecting surface of the reflecting optical element for X-ray focusing. .
【請求項13】上記の集光X線像観察手段が上記集光X
線ビームのビームプロファイルを測定して表示する機能
を備えたものであることを特徴とする請求項12に記載
のX線分析装置。
13. The focused X-ray image observing means comprises the focused X-ray.
The X-ray analysis apparatus according to claim 12, further comprising a function of measuring and displaying a beam profile of a line beam.
【請求項14】上記のX線集光用反射光学素子が斜入射
反射鏡であることを特徴とする請求項12または13に
記載のX線分析装置。
14. The X-ray analysis apparatus according to claim 12, wherein the reflection optical element for collecting X-rays is an oblique incidence reflection mirror.
【請求項15】上記の斜入射反射鏡が軸対称斜入射反射
鏡であることを特徴とする請求項14に記載のX線分析
装置。
15. The X-ray analysis apparatus according to claim 14, wherein the grazing incidence reflecting mirror is an axially symmetric grazing incidence reflecting mirror.
【請求項16】上記の斜入射反射鏡が、非軸対称の斜入
射反射鏡であることを特徴とする請求項14に記載のX
線分析装置。
16. The X according to claim 14, wherein the oblique-incidence reflecting mirror is a non-axisymmetric oblique-incidence reflecting mirror.
Line analyzer.
【請求項17】上記の反射面形状補正手段が、上記X線
集光用反射光学素子に外部圧力を印加して該X線集光用
反射光学素子の反射面形状を変形させることによって該
反射面形状を補正する方式のものであることを特徴とす
る請求項12から16のいずれかに記載のX線分析装
置。
17. The reflection surface shape correction means applies external pressure to the reflection optical element for collecting X-rays to deform the reflection surface shape of the reflection optical element for collecting X-rays. The X-ray analysis apparatus according to claim 12, wherein the X-ray analysis apparatus is of a system that corrects a surface shape.
【請求項18】上記のX線集光用反射光学素子への外部
圧力の印加は、該X線集光用反射光学素子の選択された
単一部分に対して局所的に行なわれるものであることを
特徴とする請求項17に記載のX線分析装置。
18. The application of external pressure to the X-ray focusing reflective optical element is performed locally on a selected single portion of the X-ray focusing reflective optical element. The X-ray analysis apparatus according to claim 17, wherein:
【請求項19】上記のX線集光用反射光学素子への外部
圧力の印加は、該X線集光用反射光学素子の選択された
複数部分に対してそれぞれ局所的に行なわれるものであ
ることを特徴とする請求項17に記載のX線分析装置。
19. The application of external pressure to the X-ray focusing reflective optical element is locally performed on each of a plurality of selected portions of the X-ray focusing reflective optical element. The X-ray analysis apparatus according to claim 17, wherein:
【請求項20】上記の軸対称斜入射反射鏡への外部圧力
の印加は該軸対称斜入射反射鏡の中心軸方向での複数の
位置において行なわれることを特徴とする請求項17に
記載のX線分析装置。
20. The external pressure is applied to the axially symmetric oblique-incidence reflecting mirror at a plurality of positions in the central axis direction of the axially symmetric oblique-incidence reflecting mirror. X-ray analyzer.
【請求項21】上記の軸対称斜入射反射鏡への外部圧力
の印加は該軸対称斜入射反射鏡の円周方向での複数の位
置において行なわれることを特徴とする請求項17に記
載のX線分析装置。
21. The external pressure is applied to the axially symmetric oblique-incidence reflecting mirror at a plurality of positions in the circumferential direction of the axially symmetric oblique-incidence reflecting mirror. X-ray analyzer.
【請求項22】上記のX線集光用反射光学素子への外部
圧力の印加は、圧電素子を用いて構成された加圧機構に
よって行なわれることを特徴とする請求項17に記載の
X線分析装置。
22. The X-ray according to claim 17, wherein the external pressure is applied to the X-ray condensing reflective optical element by a pressure mechanism including a piezoelectric element. Analysis equipment.
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