JP2922758B2 - X線分光器 - Google Patents
X線分光器Info
- Publication number
- JP2922758B2 JP2922758B2 JP23548593A JP23548593A JP2922758B2 JP 2922758 B2 JP2922758 B2 JP 2922758B2 JP 23548593 A JP23548593 A JP 23548593A JP 23548593 A JP23548593 A JP 23548593A JP 2922758 B2 JP2922758 B2 JP 2922758B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- ray
- spectral
- elements
- diffracted
- rays
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
Links
Landscapes
- Analysing Materials By The Use Of Radiation (AREA)
Description
【0001】
【産業上の利用分野】この発明はX線を単色化するX線
分光器に関するものである。
分光器に関するものである。
【0002】
【従来の技術】X線分光器は、全反射蛍光X線などの蛍
光X線分析法や、回折X線分析法などに用いられる。全
反射蛍光X線分析装置は、試料表面に一次X線を微小な
入射角で照射して、試料の表面層からの蛍光X線を分析
するもので、試料の表面層に付着した不純物を検出する
装置として用いられている(たとえば、特開昭63-78056
号公報参照)。この種の装置の一例を図5に示す。
光X線分析法や、回折X線分析法などに用いられる。全
反射蛍光X線分析装置は、試料表面に一次X線を微小な
入射角で照射して、試料の表面層からの蛍光X線を分析
するもので、試料の表面層に付着した不純物を検出する
装置として用いられている(たとえば、特開昭63-78056
号公報参照)。この種の装置の一例を図5に示す。
【0003】図5において、X線管球5のX線源Sから
出たX線B1は、スリット5aを介して、ヨハンソン型
の分光結晶(分光素子)1に向う。X線B1のうちの所
定の波長の特性X線は、分光結晶1で回折され、単色化
した回折X線(一次X線)B2が、試料2の表面2aに
微小な入射角α (たとえば、0.05°〜0.20°程度) で照
射される。試料2に入射した回折X線B2は、その一部
が全反射されて反射X線B4となり、他の一部が一次X
線として試料2を励起して、試料2を構成する元素固有
の蛍光X線B5を発生させる。蛍光X線B5は、試料表
面2aに対向して配置したX線検出器3に入射する。こ
の入射した蛍光X線B5は、X線検出器3において、そ
のX線強度が検出された後、X線検出器3からの検出信
号aに基づき、多重波高分析器4によって目的とするX
線スペクトルが得られる。なお、分光結晶1の反射面の
中央部1bは、X線源Sおよび焦点Fを通るローランド
円Cに接している。
出たX線B1は、スリット5aを介して、ヨハンソン型
の分光結晶(分光素子)1に向う。X線B1のうちの所
定の波長の特性X線は、分光結晶1で回折され、単色化
した回折X線(一次X線)B2が、試料2の表面2aに
微小な入射角α (たとえば、0.05°〜0.20°程度) で照
射される。試料2に入射した回折X線B2は、その一部
が全反射されて反射X線B4となり、他の一部が一次X
線として試料2を励起して、試料2を構成する元素固有
の蛍光X線B5を発生させる。蛍光X線B5は、試料表
面2aに対向して配置したX線検出器3に入射する。こ
の入射した蛍光X線B5は、X線検出器3において、そ
のX線強度が検出された後、X線検出器3からの検出信
号aに基づき、多重波高分析器4によって目的とするX
線スペクトルが得られる。なお、分光結晶1の反射面の
中央部1bは、X線源Sおよび焦点Fを通るローランド
円Cに接している。
【0004】この種の全反射蛍光X線分析装置は、回折
X線( 一次X線) B2の入射角αが微小であることか
ら、反射X線B4および散乱X線がX線検出器3に入射
しにくく、X線検出器3により検出される蛍光X線B5
の出力レベルに比べてノイズが小さいという利点があ
る。つまり、大きなS/N 比が得られ、そのため、分析感
度が良く、たとえば、微量の不純物でも検出できるとい
う利点がある。このようなことから、この分析方法は、
シリコンウェハの表面汚染の分析方法として有効であ
り、広く採用されている。
X線( 一次X線) B2の入射角αが微小であることか
ら、反射X線B4および散乱X線がX線検出器3に入射
しにくく、X線検出器3により検出される蛍光X線B5
の出力レベルに比べてノイズが小さいという利点があ
る。つまり、大きなS/N 比が得られ、そのため、分析感
度が良く、たとえば、微量の不純物でも検出できるとい
う利点がある。このようなことから、この分析方法は、
シリコンウェハの表面汚染の分析方法として有効であ
り、広く採用されている。
【0005】また、この従来技術では、分光結晶1を用
いて一次X線B1を単色化しているから、散乱X線など
の強度が小さくなるので、分析精度がより一層向上す
る。一方、X線B1を単色化すると、回折X線B2の強
度が著しく低下することから、湾曲型の分光結晶1を用
いることで、回折X線B2を試料表面2aに集光させ
て、励起X線(回折X線)B2の強度の回復を図ってい
る。
いて一次X線B1を単色化しているから、散乱X線など
の強度が小さくなるので、分析精度がより一層向上す
る。一方、X線B1を単色化すると、回折X線B2の強
度が著しく低下することから、湾曲型の分光結晶1を用
いることで、回折X線B2を試料表面2aに集光させ
て、励起X線(回折X線)B2の強度の回復を図ってい
る。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】しかし、上記先行技術
では、湾曲型の分光結晶1を用いているので、周知のよ
うに、回折X線B2に収差が生じる。つまり、分光結晶
1の中央部1bで回折された回折X線B2が試料表面2
aのF点に向かうとすると、分光結晶1の両端部1a,
1cで回折された回折X線B2は、試料表面2aにおけ
るF点から若干ずれた位置に入射する。このように、収
差が生じると、周知のように、S/N比が低下して分解
能が低くなる。したがって、極微量の元素を精度良く分
析することができない。
では、湾曲型の分光結晶1を用いているので、周知のよ
うに、回折X線B2に収差が生じる。つまり、分光結晶
1の中央部1bで回折された回折X線B2が試料表面2
aのF点に向かうとすると、分光結晶1の両端部1a,
1cで回折された回折X線B2は、試料表面2aにおけ
るF点から若干ずれた位置に入射する。このように、収
差が生じると、周知のように、S/N比が低下して分解
能が低くなる。したがって、極微量の元素を精度良く分
析することができない。
【0007】この発明は、上記従来の問題に鑑みてなさ
れたもので、強度の大きな回折X線が得られるととも
に、集光する回折X線の収差を小さくし得るX線分光器
を提供することを目的とする。
れたもので、強度の大きな回折X線が得られるととも
に、集光する回折X線の収差を小さくし得るX線分光器
を提供することを目的とする。
【0008】
【課題を解決するための手段および作用】上記目的を達
成するために、請求項1の発明は、互いに同一の波長の
X線をブラッグ反射する複数の分光素子を、X線源から
遠ざかる方向に複数配設するとともに、上記X線の光路
を含む平面において上記各分光素子ごとに、各分光素子
の位置または姿勢の少なくとも一方を調節して、各分光
素子からの回折X線を共通の焦点に集光させる調節機構
を設けている。
成するために、請求項1の発明は、互いに同一の波長の
X線をブラッグ反射する複数の分光素子を、X線源から
遠ざかる方向に複数配設するとともに、上記X線の光路
を含む平面において上記各分光素子ごとに、各分光素子
の位置または姿勢の少なくとも一方を調節して、各分光
素子からの回折X線を共通の焦点に集光させる調節機構
を設けている。
【0009】この発明によれば、複数の分光素子をX線
源から遠ざかる方向に複数配設しているから、つまり、
分光素子を複数に分割したから、1つの分光素子の長さ
を短くすることができるので、回折X線の収差を小さく
し得る。ここで、分割された各分光素子の位置や姿勢
(取付角度)が十分な精度で、各分光素子が取り付けら
れていないと、各分光素子で回折された回折X線に収差
が生じる。一方、複数の各分光素子の位置や姿勢を精度
良く取り付けるのは容易ではない。これに対し、この発
明は、各分光素子ごとに、各分光素子の位置または姿勢
の少なくとも一方を調節する調節機構を設けているの
で、装置に取り付けた各分光素子の位置または姿勢を調
節することができるから、回折X線の収差を小さくする
ことができる。また、各分光素子からの回折X線を共通
の焦点に集光させるので、分析に必要な回折X線の強度
が得られる。
源から遠ざかる方向に複数配設しているから、つまり、
分光素子を複数に分割したから、1つの分光素子の長さ
を短くすることができるので、回折X線の収差を小さく
し得る。ここで、分割された各分光素子の位置や姿勢
(取付角度)が十分な精度で、各分光素子が取り付けら
れていないと、各分光素子で回折された回折X線に収差
が生じる。一方、複数の各分光素子の位置や姿勢を精度
良く取り付けるのは容易ではない。これに対し、この発
明は、各分光素子ごとに、各分光素子の位置または姿勢
の少なくとも一方を調節する調節機構を設けているの
で、装置に取り付けた各分光素子の位置または姿勢を調
節することができるから、回折X線の収差を小さくする
ことができる。また、各分光素子からの回折X線を共通
の焦点に集光させるので、分析に必要な回折X線の強度
が得られる。
【0010】請求項2の発明は、上記請求項1の構成に
加えて、上記各分光素子のうち一部の分光素子からの回
折X線のみが焦点に向かうのを許容するシャッタを、X
線の光路に設けている。
加えて、上記各分光素子のうち一部の分光素子からの回
折X線のみが焦点に向かうのを許容するシャッタを、X
線の光路に設けている。
【0011】複数の分光素子の位置や姿勢を精度良くし
ても、回折X線に僅かな収差が生じるのは避けられな
い。これに対し、この発明は、一部の分光素子からの回
折X線のみが焦点に向かうのを許容するシャッタを設け
ているので、必要に応じてシャッタを光路に挿入するこ
とによって、回折X線の収差をより一層小さくすること
ができる。
ても、回折X線に僅かな収差が生じるのは避けられな
い。これに対し、この発明は、一部の分光素子からの回
折X線のみが焦点に向かうのを許容するシャッタを設け
ているので、必要に応じてシャッタを光路に挿入するこ
とによって、回折X線の収差をより一層小さくすること
ができる。
【0012】
【実施例】以下、この発明の実施例を図面にしたがって
説明する。図1〜図3は第1実施例を示す。X線分光器
10は、たとえば3つの分光素子1A,1B,1Cを備
えている。これらの分光素子1A〜1Cは、X線源Sか
ら遠ざかる方向に配列されており、互いに同一の波長の
回折X線B2を、試料(シリコンウェハ)2の表面2a
上の焦点Fに向かってブラッグ反射する。各分光素子1
A〜1Cは、たとえばゲルマニウムの平板結晶からな
り、111面を反射面(網平面)11としている。これ
らの分光素子1A〜1Cは、後述するように、その反射
点1a,1b,1cがX線源Sおよび焦点Fを通るロー
ランド円C上に配設される。
説明する。図1〜図3は第1実施例を示す。X線分光器
10は、たとえば3つの分光素子1A,1B,1Cを備
えている。これらの分光素子1A〜1Cは、X線源Sか
ら遠ざかる方向に配列されており、互いに同一の波長の
回折X線B2を、試料(シリコンウェハ)2の表面2a
上の焦点Fに向かってブラッグ反射する。各分光素子1
A〜1Cは、たとえばゲルマニウムの平板結晶からな
り、111面を反射面(網平面)11としている。これ
らの分光素子1A〜1Cは、後述するように、その反射
点1a,1b,1cがX線源Sおよび焦点Fを通るロー
ランド円C上に配設される。
【0013】上記各分光素子1A〜1Cは、それぞれ、
個別の調節機構20を介して、分光器本体(図示せず)
に取り付けられている。上記各調節機構20は、X線B
1および回折X線B2を含む平面において、分光素子1
A〜1Cの位置および姿勢の双方を、各分光素子1A〜
1Cごとに調節するものである。
個別の調節機構20を介して、分光器本体(図示せず)
に取り付けられている。上記各調節機構20は、X線B
1および回折X線B2を含む平面において、分光素子1
A〜1Cの位置および姿勢の双方を、各分光素子1A〜
1Cごとに調節するものである。
【0014】図2(a)に示すように、上記調節機構2
0は、分光器本体に固定された固定ベース21を備えて
いる。この固定ベース21には、スライドベース22が
図2(b)のローランド円Cの径方向Yに摺動自在に取
り付けられている。上記スライドベース22には、旋回
プレート23を介して、分光素子1A(1B,1C)
が、分光素子1A(1B,1C)の反射点1a(1b,
1c)を中心として旋回自在に取り付けられている。し
たがって、上記スライドベース22をY方向に移動させ
るとともに、上記旋回プレート23を矢印A方向に回転
させることにより、分光素子1A(1B,1C)の位置
および姿勢を調節することができる。なお、上記スライ
ドベース22および旋回プレート23の駆動は、たとえ
ば、パルスモータの回転力をギヤなどで減速することに
よりなされる。
0は、分光器本体に固定された固定ベース21を備えて
いる。この固定ベース21には、スライドベース22が
図2(b)のローランド円Cの径方向Yに摺動自在に取
り付けられている。上記スライドベース22には、旋回
プレート23を介して、分光素子1A(1B,1C)
が、分光素子1A(1B,1C)の反射点1a(1b,
1c)を中心として旋回自在に取り付けられている。し
たがって、上記スライドベース22をY方向に移動させ
るとともに、上記旋回プレート23を矢印A方向に回転
させることにより、分光素子1A(1B,1C)の位置
および姿勢を調節することができる。なお、上記スライ
ドベース22および旋回プレート23の駆動は、たとえ
ば、パルスモータの回転力をギヤなどで減速することに
よりなされる。
【0015】図1において、たとえばX線源Sから各分
光素子1A〜1Cまでの光路には、シャッタ6がX線B
1の光路に対して挿入・退避自在に設けられている。こ
のシャッタ6は、図示しない駆動機により、矢印D方向
に駆動され、X線B1の光路中に挿入されることで、各
分光素子1A〜1Cのうち、X線源SからのX線B1が
中央の分光素子1Bにのみ向かうのを許容するスリット
6aを備えている。したがって、シャッタ6がX線B1
の光路に挿入された状態では、X線源SからのX線B1
が中央の分光素子1Bに向かって照射され、回折X線B
2も中央の分光素子1Bからのみ反射される。一方、こ
の図に示すように、シャッタ6がX線B1の光路から退
避している状態では、3つの分光素子1A〜1Cから回
折X線B2が焦点Fに向かう。
光素子1A〜1Cまでの光路には、シャッタ6がX線B
1の光路に対して挿入・退避自在に設けられている。こ
のシャッタ6は、図示しない駆動機により、矢印D方向
に駆動され、X線B1の光路中に挿入されることで、各
分光素子1A〜1Cのうち、X線源SからのX線B1が
中央の分光素子1Bにのみ向かうのを許容するスリット
6aを備えている。したがって、シャッタ6がX線B1
の光路に挿入された状態では、X線源SからのX線B1
が中央の分光素子1Bに向かって照射され、回折X線B
2も中央の分光素子1Bからのみ反射される。一方、こ
の図に示すように、シャッタ6がX線B1の光路から退
避している状態では、3つの分光素子1A〜1Cから回
折X線B2が焦点Fに向かう。
【0016】なお、その他の構成は上記従来例と同様で
あり、同一部分または相当部分に同一符号を付し、その
詳しい説明を省略する。
あり、同一部分または相当部分に同一符号を付し、その
詳しい説明を省略する。
【0017】つぎに、上記X線分光器10の調節方法に
ついて説明する。まず、図2(a)の各調節機構20に
各分光素子1A〜1Cを取り付けた状態で、各分光素子
1A〜1Cの反射点1a〜1cが図3のX線源Sおよび
焦点Fを通るローランド円C上に位置するように調節機
構20(図2(a))を分光器本体に取り付ける。この
際、各分光素子1A〜1Cの反射面11が、ローランド
円C上における点Pと反射点1a,1b,1cを結んだ
線に対して直交するように、分光素子1A〜1Cの姿勢
(角度)を設定する。これにより、3つの分光素子1A
〜1Cの入射角および回折角θa,θb,θcが互いに
同一になる。なお、点Pは、ローランド円C上における
弧SFを2等分する点である。
ついて説明する。まず、図2(a)の各調節機構20に
各分光素子1A〜1Cを取り付けた状態で、各分光素子
1A〜1Cの反射点1a〜1cが図3のX線源Sおよび
焦点Fを通るローランド円C上に位置するように調節機
構20(図2(a))を分光器本体に取り付ける。この
際、各分光素子1A〜1Cの反射面11が、ローランド
円C上における点Pと反射点1a,1b,1cを結んだ
線に対して直交するように、分光素子1A〜1Cの姿勢
(角度)を設定する。これにより、3つの分光素子1A
〜1Cの入射角および回折角θa,θb,θcが互いに
同一になる。なお、点Pは、ローランド円C上における
弧SFを2等分する点である。
【0018】ここで、分光素子1A〜1Cの位置や姿勢
を上記のように取り付けても、取付誤差が生じるのは避
けられず、たとえば図2(b)のように、実際の各分光
素子1A〜1Cの位置や姿勢は、設定した位置や姿勢に
対して若干の取付誤差が生じる。そこで、装置全体の組
み立て時に、上記分光素子1A〜1Cの位置や姿勢を以
下のように調節する。
を上記のように取り付けても、取付誤差が生じるのは避
けられず、たとえば図2(b)のように、実際の各分光
素子1A〜1Cの位置や姿勢は、設定した位置や姿勢に
対して若干の取付誤差が生じる。そこで、装置全体の組
み立て時に、上記分光素子1A〜1Cの位置や姿勢を以
下のように調節する。
【0019】まず、図2(b)の焦点Fの位置に調節用
のスリット12を仮に設置するとともに、スリット12
の後方に、調節用のX線検出器を仮に設置する。つづい
て、X線源SからX線B1を分光素子1A〜1Cに向か
って照射しながら、左側の分光素子1Aを調節機構20
により二点鎖線のように矢印Y方向に若干移動させると
ともに、矢印A方向に若干回動させる。この際、調節用
のX線検出器からの出力が最も大きくなった位置および
姿勢において分光素子1Aを停止させる。他(残り)の
分光素子1B,1Cについても同様に調節する。このよ
うに調節することで、各分光素子1A〜1Cは、図3に
示すように、反射点1a〜1cがローランド円C上に位
置するとともに、反射面11が反射点1a〜1cと点P
とを結んだ線に対して直交した姿勢になる。したがっ
て、各分光素子1A〜1Cからの回折X線B2が焦点F
に集光するので、分析に必要な回折X線B2の強度が得
られる。なお、上記調節後、調節用のスリット12およ
び調節用のX線検出器を取り除き、試料台などを設置す
る。
のスリット12を仮に設置するとともに、スリット12
の後方に、調節用のX線検出器を仮に設置する。つづい
て、X線源SからX線B1を分光素子1A〜1Cに向か
って照射しながら、左側の分光素子1Aを調節機構20
により二点鎖線のように矢印Y方向に若干移動させると
ともに、矢印A方向に若干回動させる。この際、調節用
のX線検出器からの出力が最も大きくなった位置および
姿勢において分光素子1Aを停止させる。他(残り)の
分光素子1B,1Cについても同様に調節する。このよ
うに調節することで、各分光素子1A〜1Cは、図3に
示すように、反射点1a〜1cがローランド円C上に位
置するとともに、反射面11が反射点1a〜1cと点P
とを結んだ線に対して直交した姿勢になる。したがっ
て、各分光素子1A〜1Cからの回折X線B2が焦点F
に集光するので、分析に必要な回折X線B2の強度が得
られる。なお、上記調節後、調節用のスリット12およ
び調節用のX線検出器を取り除き、試料台などを設置す
る。
【0020】ここで、このX線分光器10は、複数に分
割された分光素子1A〜1Cを備えているので、分光素
子1A〜1Cの長さを短くすることができるから、収差
を小さくし得る。特に、各分光素子1A〜1Cについて
各々独立に、その位置および姿勢を調節できるので、各
分光素子1A〜1Cからの回折X線B2が焦点Fに精度
良く集光するから、収差がより一層小さくなる。
割された分光素子1A〜1Cを備えているので、分光素
子1A〜1Cの長さを短くすることができるから、収差
を小さくし得る。特に、各分光素子1A〜1Cについて
各々独立に、その位置および姿勢を調節できるので、各
分光素子1A〜1Cからの回折X線B2が焦点Fに精度
良く集光するから、収差がより一層小さくなる。
【0021】つぎに、上記全反射蛍光X線分析装置の用
い方について説明する。分析精度よりも測定時間を重視
する場合は、図1に示すように、シャッタ6をX線B1
の光路から退避させ、X線B1を3つの分光素子1A〜
1Cに向かわせることで、強度の大きい回折X線B2に
より、試料2の分析を行う。これにより、測定時間が短
くなる。
い方について説明する。分析精度よりも測定時間を重視
する場合は、図1に示すように、シャッタ6をX線B1
の光路から退避させ、X線B1を3つの分光素子1A〜
1Cに向かわせることで、強度の大きい回折X線B2に
より、試料2の分析を行う。これにより、測定時間が短
くなる。
【0022】一方、より精度の高い分析精度が要求され
る場合には、シャッタ6を矢印D方向に移動させて、X
線B1がスリット6aを通して中央の分光素子1Bにの
み向かうようにする。これにより、焦点Fにおける収差
が殆どなくなり、分析精度が著しく向上する。なお、こ
の場合、回折X線B2の強度が1/3程度に小さくなる
ので、照射時間を3倍程度にして、強度の回復を図る。
る場合には、シャッタ6を矢印D方向に移動させて、X
線B1がスリット6aを通して中央の分光素子1Bにの
み向かうようにする。これにより、焦点Fにおける収差
が殆どなくなり、分析精度が著しく向上する。なお、こ
の場合、回折X線B2の強度が1/3程度に小さくなる
ので、照射時間を3倍程度にして、強度の回復を図る。
【0023】図4は第2実施例を示す。この実施例で
は、各分光素子1A〜1Cが周知の人工多層膜格子によ
って構成されている。上記各分光素子1A〜1Cは、図
4(b)のように、基板1e上にたとえばタングステン
1wとシリコン1siの薄膜が、交互に積層されてな
る。3つの分光素子1A,1Bおよび1Cの格子面間隔
の周期(格子定数)dは、互いに異なった値に設定され
ており、図4(a)のX線源Sに最も近い分光素子1A
が40Å、中央の分光素子1Bが50Å、X線源Sから
最も遠い分光素子1Cが60Åに設定されている。
は、各分光素子1A〜1Cが周知の人工多層膜格子によ
って構成されている。上記各分光素子1A〜1Cは、図
4(b)のように、基板1e上にたとえばタングステン
1wとシリコン1siの薄膜が、交互に積層されてな
る。3つの分光素子1A,1Bおよび1Cの格子面間隔
の周期(格子定数)dは、互いに異なった値に設定され
ており、図4(a)のX線源Sに最も近い分光素子1A
が40Å、中央の分光素子1Bが50Å、X線源Sから
最も遠い分光素子1Cが60Åに設定されている。
【0024】上記各分光素子1A〜1Cは、ログスパイ
ラル曲線に近似した下記の(1)式で表されるスパイラ
ル曲線Lo上に、反射点1a〜1cが位置するように配
置され、かつ、各反射面11(図4(b))が上記反射
点1a〜1cにおいて上記スパイラル曲線Loに接する
状態の姿勢で、装置に取り付けられている。
ラル曲線に近似した下記の(1)式で表されるスパイラ
ル曲線Lo上に、反射点1a〜1cが位置するように配
置され、かつ、各反射面11(図4(b))が上記反射
点1a〜1cにおいて上記スパイラル曲線Loに接する
状態の姿勢で、装置に取り付けられている。
【0025】
【数1】
【0026】このようなスパイラル曲線Loに沿って各
分光素子1A〜1Cを取り付ける理由を簡単に説明す
る。一般のログ・スパイラルの式は、反射点1a〜1c
のいずれの点においても入射角θが等しくなるから、下
記の(2)式で与えられ、したがって、傾角φにおける
X線源Sから反射点1a〜1cまでの距離(動径)r
は、下記の(3)式で表される。
分光素子1A〜1Cを取り付ける理由を簡単に説明す
る。一般のログ・スパイラルの式は、反射点1a〜1c
のいずれの点においても入射角θが等しくなるから、下
記の(2)式で与えられ、したがって、傾角φにおける
X線源Sから反射点1a〜1cまでの距離(動径)r
は、下記の(3)式で表される。
【0027】
【数2】
【0028】一方、この実施例では、X線源Sから遠い
分光素子1A〜1C程、格子面間隔の周期dが大きくな
るので、分光素子1A〜1Cへの入射角θa〜θcを、
X線源Sから遠い分光素子1A〜1C程小さくする必要
がある。したがって、傾角φが大きくなるに従い、動径
rが(3)式で与えられるrよりも大きくなれば、入射
角θがθa>θb>θcとなる。これにより、下記のブ
ラッグの式に従って回折される3つの回折X線B2の波
長λを互いに同一にすることができる。 2dsin θ=nλ n:反射の次数
分光素子1A〜1C程、格子面間隔の周期dが大きくな
るので、分光素子1A〜1Cへの入射角θa〜θcを、
X線源Sから遠い分光素子1A〜1C程小さくする必要
がある。したがって、傾角φが大きくなるに従い、動径
rが(3)式で与えられるrよりも大きくなれば、入射
角θがθa>θb>θcとなる。これにより、下記のブ
ラッグの式に従って回折される3つの回折X線B2の波
長λを互いに同一にすることができる。 2dsin θ=nλ n:反射の次数
【0029】なお、その他の構成は上記第1実施例と同
様で、たとえば第2実施例についても、図2(a)の調
節機構20を各分光素子1A〜1Cごとに備えており、
同一部分または相当部分に同一符号を付して、その詳し
い説明を省略する。
様で、たとえば第2実施例についても、図2(a)の調
節機構20を各分光素子1A〜1Cごとに備えており、
同一部分または相当部分に同一符号を付して、その詳し
い説明を省略する。
【0030】この第2実施例は、以下に説明するよう
に、入射角αの許容範囲が小さい(0.05°〜0.20°)全
反射蛍光X線分析法におけるX線強度B2を大きくし
て、分析精度のより一層の向上を図ることができる。X
線B1と回折X線B2のなす角(以下、「反射角」とい
う。)をΨとすれば、上記ブラッグの式は、下記の
(4)式で表される。 2d・sin{(π−Ψ)/2}=nλ …(4) 更に、この(4)式は下記の(5)式に変換することが
できる。 2d・cos(Ψ/2)=nλ …(5)
に、入射角αの許容範囲が小さい(0.05°〜0.20°)全
反射蛍光X線分析法におけるX線強度B2を大きくし
て、分析精度のより一層の向上を図ることができる。X
線B1と回折X線B2のなす角(以下、「反射角」とい
う。)をΨとすれば、上記ブラッグの式は、下記の
(4)式で表される。 2d・sin{(π−Ψ)/2}=nλ …(4) 更に、この(4)式は下記の(5)式に変換することが
できる。 2d・cos(Ψ/2)=nλ …(5)
【0031】この(5)式より、周期dが大きくなる
と、つまり、X線源Pから遠い分光素子1A〜1Cで
は、反射角Ψが大きくなるから、収束角Ωは発散角Ωo
よりも小さくなる。したがって、大きな発散角Ωoで分
光素子1A〜1Cに向かって出射されるX線B1を、小
さな収束角Ωで試料2に入射させることができるから、
所定の小さな入射角αの範囲(0.05°〜0.20°)を保ち
つつ、回折X線B2の強度を従来よりも大きくすること
ができる。したがって、分析精度がより一層向上する。
と、つまり、X線源Pから遠い分光素子1A〜1Cで
は、反射角Ψが大きくなるから、収束角Ωは発散角Ωo
よりも小さくなる。したがって、大きな発散角Ωoで分
光素子1A〜1Cに向かって出射されるX線B1を、小
さな収束角Ωで試料2に入射させることができるから、
所定の小さな入射角αの範囲(0.05°〜0.20°)を保ち
つつ、回折X線B2の強度を従来よりも大きくすること
ができる。したがって、分析精度がより一層向上する。
【0032】ところで、上記各実施例では、図2の調節
機構20が各分光素子1A〜1Cの位置および姿勢の双
方を個別に調節可能とした。しかし、各分光素子1A〜
1Cの位置または姿勢の一方のみを、調節機構20によ
り調節しなくても、取付時に精度良く取り付けること
は、ある程度可能である。したがって、この発明では、
分光素子1A〜1Cの位置または姿勢の一方のみを調節
機構20によって調節可能とすればよい。
機構20が各分光素子1A〜1Cの位置および姿勢の双
方を個別に調節可能とした。しかし、各分光素子1A〜
1Cの位置または姿勢の一方のみを、調節機構20によ
り調節しなくても、取付時に精度良く取り付けること
は、ある程度可能である。したがって、この発明では、
分光素子1A〜1Cの位置または姿勢の一方のみを調節
機構20によって調節可能とすればよい。
【0033】また、上記各実施例では、図1のX線分光
器10を全反射蛍光X線分析装置に用いた例について説
明したが、この発明のX線分光器10は、X線回折装置
などの他のX線分析装置についても適用し得る。なお、
X線回折装置に適用する場合はX線源Sの位置に分析試
料からの回折X線を通過させるスリットが配設され、焦
点FにX線検出器のスリットが配設される。
器10を全反射蛍光X線分析装置に用いた例について説
明したが、この発明のX線分光器10は、X線回折装置
などの他のX線分析装置についても適用し得る。なお、
X線回折装置に適用する場合はX線源Sの位置に分析試
料からの回折X線を通過させるスリットが配設され、焦
点FにX線検出器のスリットが配設される。
【0034】また、上記各実施例では、発明の理解を容
易にするために、分光素子1A〜1Cとして平板型の分
光結晶や人工多層膜格子を用いたが、この発明では湾曲
型の分光結晶や人工多層膜格子を用いてもよい。さら
に、中央の分光素子1Bを分光結晶とし、両側の分光素
子1A,1Cを人工多層膜格子としてもよい。また、上
記実施例では分光素子を3つとしたが、この発明では分
光素子を2つまたは4つ以上としてもよい。また、上記
図4の実施例では、分光素子1A〜1Cの格子面間隔の
周期dが、各分光素子1A〜1Cにおいて一定であるも
のについて説明したが、周期dはX線源Sから遠ざかる
に従い連続的に大きくなるようにしてもよい。この場
合、一次X線B2の強度がより一層大きくなる。
易にするために、分光素子1A〜1Cとして平板型の分
光結晶や人工多層膜格子を用いたが、この発明では湾曲
型の分光結晶や人工多層膜格子を用いてもよい。さら
に、中央の分光素子1Bを分光結晶とし、両側の分光素
子1A,1Cを人工多層膜格子としてもよい。また、上
記実施例では分光素子を3つとしたが、この発明では分
光素子を2つまたは4つ以上としてもよい。また、上記
図4の実施例では、分光素子1A〜1Cの格子面間隔の
周期dが、各分光素子1A〜1Cにおいて一定であるも
のについて説明したが、周期dはX線源Sから遠ざかる
に従い連続的に大きくなるようにしてもよい。この場
合、一次X線B2の強度がより一層大きくなる。
【0035】ところで、上記実施例では、シャッタ6を
X線源Sと分光素子1A〜1Cとの間のX線B1の光路
に挿入することとしたが、この発明では、シャッタ6を
分光素子1A〜1Cと試料2との間の回折X線B2の光
路に挿入してもよい。さらに、この実施例では、シャッ
タ6にスリット6aを設けたが、スリットのない2つの
シャッタによりX線源Sから両側の分光素子1A,1C
へのX線B1を遮断してもよい。また、請求項1の発明
では、シャッタ6を必ずしも設ける必要はない。
X線源Sと分光素子1A〜1Cとの間のX線B1の光路
に挿入することとしたが、この発明では、シャッタ6を
分光素子1A〜1Cと試料2との間の回折X線B2の光
路に挿入してもよい。さらに、この実施例では、シャッ
タ6にスリット6aを設けたが、スリットのない2つの
シャッタによりX線源Sから両側の分光素子1A,1C
へのX線B1を遮断してもよい。また、請求項1の発明
では、シャッタ6を必ずしも設ける必要はない。
【0036】
【発明の効果】以上説明したように、各請求項の発明に
よれば、複数に分割した分光素子の位置または姿勢を個
別に調節可能としたので、回折X線の強度を大きく保ち
ながら、収差を小さくすることができる。また、各分光
素子からの回折X線を共通の焦点に集光させるので、分
析に必要な回折X線の強度が得られる。
よれば、複数に分割した分光素子の位置または姿勢を個
別に調節可能としたので、回折X線の強度を大きく保ち
ながら、収差を小さくすることができる。また、各分光
素子からの回折X線を共通の焦点に集光させるので、分
析に必要な回折X線の強度が得られる。
【0037】また、請求項2の発明によれば、複数の分
光素子のうち一部の分光素子からの回折X線のみが焦点
に向かうのを許容するシャッタをX線の光路に挿入自在
に設けたので、シャッタをX線の光路に挿入し、あるい
は、光路から退避させることにより、用途に応じたX線
を得ることができる。
光素子のうち一部の分光素子からの回折X線のみが焦点
に向かうのを許容するシャッタをX線の光路に挿入自在
に設けたので、シャッタをX線の光路に挿入し、あるい
は、光路から退避させることにより、用途に応じたX線
を得ることができる。
【図1】この発明の第1実施例の全反射蛍光X線分析装
置を示す概略構成図である。
置を示す概略構成図である。
【図2】(a)は調節機構の概略構成を示す正面図、
(b)は調節方法を示す模式図である。
(b)は調節方法を示す模式図である。
【図3】各分光素子の位置を示す概念図である。
【図4】(a)は第2実施例の全反射蛍光X線分析装置
を示す概略構成図、(b)は人工多層膜格子の概略側面
図である。
を示す概略構成図、(b)は人工多層膜格子の概略側面
図である。
【図5】従来の全反射蛍光X線分析装置を示す概略構成
図である。
図である。
1A,1B,1C…分光素子、6…シャッタ、10…X
線分光器、20…調節機構、S…X線源、B1…X線、
B2…回折X線。
線分光器、20…調節機構、S…X線源、B1…X線、
B2…回折X線。
Claims (2)
- 【請求項1】 X線源からのX線を単色化する分光素子
がX線源から遠ざかる方向に複数個配設され、上記複数
個の分光素子が互いに同一の波長のX線をブラッグ反射
するX線分光器であって、 上記X線の光路を含む平面において上記各分光素子ごと
に、各分光素子の位置または姿勢の少なくとも一方を調
節して、各分光素子からの回折X線を共通の焦点に集光
させる調節機構を備えているX線分光器。 - 【請求項2】 請求項1において、上記各分光素子のう
ち一部の分光素子からの回折X線のみが焦点に向かうの
を許容するシャッタが、上記X線の光路に対して挿入・
退避自在に設けられているX線分光器。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP23548593A JP2922758B2 (ja) | 1993-08-27 | 1993-08-27 | X線分光器 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP23548593A JP2922758B2 (ja) | 1993-08-27 | 1993-08-27 | X線分光器 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH0763897A JPH0763897A (ja) | 1995-03-10 |
JP2922758B2 true JP2922758B2 (ja) | 1999-07-26 |
Family
ID=16986761
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP23548593A Expired - Lifetime JP2922758B2 (ja) | 1993-08-27 | 1993-08-27 | X線分光器 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2922758B2 (ja) |
Families Citing this family (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2005534921A (ja) * | 2002-08-02 | 2005-11-17 | エックス−レイ オプティカル システムズ インコーポレーテッド | X線を方向付けるための光学デバイス及びその方法 |
WO2008004344A1 (en) * | 2006-07-05 | 2008-01-10 | Rigaku Industrial Corporation | Fluorescent x-ray analyzer |
US7801272B2 (en) | 2007-09-28 | 2010-09-21 | Rigaku Corporation | X-ray diffraction apparatus and X-ray diffraction method |
JP4971383B2 (ja) * | 2009-03-25 | 2012-07-11 | 株式会社リガク | X線回折方法及びx線回折装置 |
KR101475693B1 (ko) * | 2013-10-16 | 2014-12-23 | 주식회사 벡트론 | 고해상도 x-선 영상 획득을 위한 분광기 |
CN114384101A (zh) * | 2021-12-30 | 2022-04-22 | 江苏天瑞仪器股份有限公司 | 基于对数螺线型弯晶的离散型固体样品元素分析方法 |
-
1993
- 1993-08-27 JP JP23548593A patent/JP2922758B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH0763897A (ja) | 1995-03-10 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US5497008A (en) | Use of a Kumakhov lens in analytic instruments | |
US7076024B2 (en) | X-ray apparatus with dual monochromators | |
US20040075830A1 (en) | Optical measuring device | |
EP2772752B1 (en) | X-ray spectrometry detector device | |
JP3706641B2 (ja) | X線分析装置 | |
JP5990734B2 (ja) | 蛍光x線分析装置 | |
JPH0769477B2 (ja) | X線分光装置 | |
JP3729203B2 (ja) | 蛍光x線分析装置 | |
JPH0430541B2 (ja) | ||
JP2922758B2 (ja) | X線分光器 | |
JPH09166488A (ja) | X線分光器 | |
JP2001124711A (ja) | 蛍光x線分析方法及び試料構造の評価方法 | |
JPH08128971A (ja) | Exafs測定装置 | |
US6731719B2 (en) | X-ray diffractometer | |
JP2000504422A (ja) | 2つのコリメータマスクを有するx線分析装置 | |
JP2000206061A (ja) | 蛍光x線測定装置 | |
JPH1151883A (ja) | 蛍光x線分析装置および方法 | |
US6650728B2 (en) | Apparatus and method for the analysis of atomic and molecular elements by wavelength dispersive X-ray spectrometric devices | |
JP2675737B2 (ja) | 全反射蛍光x線分析方法および分析装置 | |
JP2000009666A (ja) | X線分析装置 | |
JP3498689B2 (ja) | モノクロ線源励起用モノクロメータ及び蛍光x線分析装置 | |
JP2664632B2 (ja) | 全反射蛍光x線分析装置 | |
JP3673849B2 (ja) | 全反射蛍光x線分析装置 | |
JP2002093594A (ja) | X線管およびx線分析装置 | |
JP2511225Y2 (ja) | X線分光器 |