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JP3198127B2 - X-ray spectrometer - Google Patents
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JP3198127B2 - X-ray spectrometer - Google Patents

X-ray spectrometer

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JP3198127B2
JP3198127B2 JP26078791A JP26078791A JP3198127B2 JP 3198127 B2 JP3198127 B2 JP 3198127B2 JP 26078791 A JP26078791 A JP 26078791A JP 26078791 A JP26078791 A JP 26078791A JP 3198127 B2 JP3198127 B2 JP 3198127B2
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  • Analysing Materials By The Use Of Radiation (AREA)
  • X-Ray Techniques (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、試料に分光されたX線
を照射し、試料からの反射光や回折光を測定して試料の
性質を調べるためのX線分光装置に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an X-ray spectrometer for irradiating a sample with spectroscopic X-rays and measuring reflected light or diffracted light from the sample to examine properties of the sample.

【0002】[0002]

【従来の技術】近年、半導体の材料の表面分析、特に炭
素を含む有機物の解析、CVDを始めとする半導体製造
プロセスの解析、有機エレクトロニクスデバイスの評
価、その他生体物質の分析等の分野において、数Å以上
の軟X線領域の光をプローブとする、蛍光X線分析、E
SCA(Electron Spectroscopy for Chemical Analysy
s:エスカ)、オージェ(auger )分光等の方法を用い
た評価が必要となっている。
2. Description of the Related Art In recent years, in the fields of surface analysis of semiconductor materials, particularly analysis of organic substances containing carbon, analysis of semiconductor manufacturing processes such as CVD, evaluation of organic electronic devices, and analysis of other biological materials, the number of fields has been increasing.蛍 光 X-ray fluorescence analysis using light in the soft X-ray region
SCA (Electron Spectroscopy for Chemical Analysy)
s: Esca), evaluation using methods such as Auger spectroscopy is required.

【0003】しかし、現在の市販の評価装置は光源にX
線管を利用しているために、波長が数Å以下の短波長の
特性X線のみしか利用できない。数Å以下の短波長の特
性X線領域では、炭素が中心となって構成されている有
機物質の吸収係数が小さく、二次電子やオージェ電子の
生成率が悪くなり、分析感度が悪い。これに加えて、特
定の波長のX線しか利用できないので、多角的な分析が
できない。
[0003] However, current commercially available evaluation devices use X as a light source.
Due to the use of the tube, only short-wavelength characteristic X-rays having a wavelength of several Å or less can be used. In the characteristic X-ray region having a short wavelength of several Å or less, the absorption coefficient of an organic substance mainly composed of carbon is small, the production rate of secondary electrons and Auger electrons is deteriorated, and the analysis sensitivity is deteriorated. In addition, since only X-rays of a specific wavelength can be used, diversified analysis cannot be performed.

【0004】又、その他、数10Å程度の超伝導用の人
工格子等の研究も進行し、非破壊でこれらの人工格子の
内部構造を観察したいという要望も強くなっている。し
かし、従来のX線管では、最長でも数Å程度の波長しか
利用できないため、直入射領域でのX線回折法による分
析は不可能であった。そのために、白色で軟X線領域ま
で発光するSOR光源を利用して上述のような分析を行
っていた。しかしながら、SOR光源は大規模施設が必
要であるために、占有スペースが大きく、価格も高価で
あり、一般ユーザーが利用することは困難であった。
In addition, research on artificial lattices for superconductivity of about several tens of degrees has been advanced, and there has been a strong demand for observing the internal structure of these artificial lattices in a non-destructive manner. However, in the conventional X-ray tube, only a wavelength of about several tens of millimeters can be used at the longest, so that the analysis by the X-ray diffraction method in the direct incidence region is impossible. For this purpose, the above-described analysis has been performed using an SOR light source that emits light up to the soft X-ray region in white. However, the SOR light source requires a large-scale facility, occupies a large space, is expensive, and is difficult for general users to use.

【0005】しかし、最近コンパクトな白色のX線光源
が開発されて状況が変化し、一般ユーザーが上述のよう
な分析法を身近に利用できるようになった。このような
X線光源について具体的に説明すれば、気圧が10-4To
rr以下の高真空中において、金属等の物質から成るター
ゲット上に、1012W/cm2 以上の強度のレーザー光
が照射されると、ターゲットの金属がプラズマ状態にな
り、5Å以上の波長の白色の軟X線が発光する、という
ものである。このような方式のX線光源は、レーザープ
ラズマ光源と呼ばれ、高輝度で白色のX線を発光させる
X線光源であるために、既に本光源を用いた軟X線回折
装置、光電子分光器、X線音響分光法等が提案されてい
る。
However, recently, a compact white X-ray light source has been developed, and the situation has changed, so that the general user can use the above-described analysis method easily. Specifically, such an X-ray light source has a pressure of 10 -4 To
When a target made of a material such as a metal is irradiated with a laser beam having an intensity of 10 12 W / cm 2 or more in a high vacuum of not more than rr, the metal of the target enters a plasma state and has a wavelength of 5 ° or more. It emits white soft X-rays. Such an X-ray light source is called a laser plasma light source and emits high-intensity white X-rays. Therefore, a soft X-ray diffractometer and a photoelectron spectrometer already using the light source , X-ray acoustic spectroscopy and the like have been proposed.

【0006】このレーザープラズマ光源を用いた代表的
な軟X線回折分析機として、本出願人が特願平2−25
0897号を以て出願したものがある。この装置におい
ては、Nd:YAGレーザー光を金属ターゲット上に照
射することによって発生したX線を、入射スリットを介
して斜入射分光器上に集光させる。次いで、斜入射分光
器により分光されたX線は、ローランド円上にある射出
スリットを通過して測定用の真空容器内に導かれ、回転
テーブル上のサンプル表面に照射される。そして、サン
プル表面上から散乱したX線は、MCP、チャンネルト
ロン等のX線検出器により計測されるようになってい
る。測定用の真空容器全体は、X線取り出し用の射出ス
リットがローランド円上の任意の位置に移動できるよう
になっているため、広い波長に亘って単色光を利用でき
る。
As a representative soft X-ray diffraction analyzer using this laser plasma light source, the present applicant has filed Japanese Patent Application No. Hei.
No. 0897 filed. In this apparatus, X-rays generated by irradiating a metal target with an Nd: YAG laser beam are focused on an oblique incidence spectroscope through an incidence slit. Next, the X-rays separated by the grazing incidence spectrometer pass through the exit slit on the Rowland circle, are guided into a vacuum container for measurement, and are irradiated on the sample surface on the rotary table. X-rays scattered from the surface of the sample are measured by an X-ray detector such as an MCP or a channeltron. In the entire vacuum container for measurement, the emission slit for extracting X-rays can be moved to any position on the Rowland circle, so that monochromatic light can be used over a wide wavelength range.

【0007】[0007]

【発明が解決しようとする課題】ところで、このように
優れた計測システムにおいても、まだ解決されていない
問題が存在する。例えば波長20Åより短い短波長のX
線を分光して計測する場合、ローランド円上のスリット
をできるだけ分光器に近づけて、非常に浅い斜入射角で
分光できる位置にスリットを含む真空容器を移動させる
必要がある。その場合、数100Å以上の真空紫外領域
の長波長の光が分光器の表面で散乱を起こし、本来の必
要とされる短波長のX線が完全に分光されずに、長波長
の成分も混合して短波長成分と共に測定用の真空容器の
射出スリットを通過してしまう。この現象は、特に射出
スリットが分光器に接近し且つ散乱強度が強い斜入射領
域で顕著になるので、光源の強度が弱くなる短波長領域
では深刻な影響を受ける。例えば、X線回折装置の場合
には、回折効率の測定に際してその測定が不可能になっ
てしまう。
However, even in such an excellent measurement system, there is a problem that has not been solved yet. For example, short wavelength X shorter than 20 °
When spectrally measuring a line, it is necessary to move the vacuum container including the slit to a position where spectral separation can be performed at an extremely shallow oblique incidence angle by bringing the slit on the Rowland circle as close to the spectroscope as possible. In this case, long-wavelength light in the vacuum ultraviolet region of several hundred degrees or more is scattered on the surface of the spectroscope, and the required short-wavelength X-rays are not completely dispersed, and long-wavelength components are also mixed. Then, the light passes through the exit slit of the vacuum container for measurement together with the short wavelength component. This phenomenon is particularly noticeable in the short wavelength region where the intensity of the light source is weak because the exit slit approaches the spectroscope and becomes remarkable in the oblique incidence region where the scattering intensity is strong. For example, in the case of an X-ray diffractometer, it becomes impossible to measure diffraction efficiency.

【0008】本発明は、このような課題に鑑みて、短波
長のX線を分光して計測する場合に長波長のX線や真空
紫外光による分光器からの散乱光を確実に遮断して、純
度の高い短波長のX線を分光できるようにしたX線分光
装置を提供することを目的とする。
The present invention has been made in view of the above-described problems, and it has been found that when spectroscopically measuring short-wavelength X-rays, scattered light from a spectroscope due to long-wavelength X-rays or vacuum ultraviolet light is reliably blocked. It is another object of the present invention to provide an X-ray spectrometer capable of separating high-purity short-wavelength X-rays.

【0009】[0009]

【課題を解決するための手段】本発明によるX線分光装
置は、レーザプラズマ光源から放射されたX線を凹面回
折格子で回折させ、この回折光を凹面回折格子のローラ
ンド円の円周に沿って移動可能に設けられたスリットを
介して物体に照射し、該物体からの反射、透過又は回折
光をX線検出器で受光するようにしたX線分光装置にお
いて、レーザプラズマ光源からX線検出器に至る光路中
に、ボロンを材質とするフィルタを挿脱可能に設けたこ
とを特徴とするものである。また、本発明によるX線分
光装置は、前記フィルタを前記凹面回折格子の後方に配
置したことを特徴とするものである。
An X-ray spectrometer according to the present invention diffracts X-rays emitted from a laser plasma light source with a concave diffraction grating, and diffracts the diffracted light along the circumference of the Rowland circle of the concave diffraction grating. An X-ray spectrometer configured to irradiate an object through a slit movably provided and receive reflected, transmitted, or diffracted light from the object with an X-ray detector. A filter made of boron is provided in the optical path leading to the vessel so as to be insertable and removable. Further, in the X-ray spectrometer according to the present invention, the filter is arranged behind the concave diffraction grating.
It is characterized by being placed.

【0010】[0010]

【作用】従って、レーザープラズマ光源から放射される
X線のうち、真空紫外波長域の散乱光等長波長領域のX
線は、ボロンを材質とするフィルタによって遮断される
ため、20Å以下の純度の高い短波長のX線のみをこの
フィルタを透過して物体に照射することができ、そして
物体からの反射,透過又は回折光がX線検出器で受光さ
れる。
Therefore, of the X-rays emitted from the laser plasma light source, the X-rays of the scattered light of the vacuum ultraviolet
Since the X-rays are blocked by a filter made of boron, only X-rays having a high purity of 20 ° or less and having a short wavelength can be transmitted through the filter to irradiate an object. Diffracted light is received by the X-ray detector.

【0011】[0011]

【実施例】以下、図示した実施例に基づき本発明を詳細
に説明する。図1はX線分光装置の概略構成図を示すも
のであり、図中、1は構成部材を振動を殺しながら支え
る除振台である。2は除振台1上に設置された真空容器
であって、ガラス製の透明窓3と開口4,5を有してい
ると共に、内部に金等の金属材料で成るターゲット6が
軸7のまわりに回転可能に設けられ、更に透明窓3の内
側には該窓3とほぼ同じ大きさのガラス製の透明な遮蔽
板8が設けられている。9は除振台1上に設置された主
にNd:YAG等の高出力パルスレーザ光源、10はレ
ーザ光集光用の集光レンズであって、パルスレーザー光
源9からのレーザ光を集光レンズ10により透明窓3及
び遮蔽板8を介してターゲット6に照射すると、ターゲ
ット6の一部が溶けて蒸発してプラズマ化し、この高温
・高密度のプラズマから軟X線が発生するようになって
いる。これらがレーザープラズマ光源として機能する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, the present invention will be described in detail based on illustrated embodiments. FIG. 1 is a schematic configuration diagram of an X-ray spectroscopy apparatus. In the figure, reference numeral 1 denotes a vibration damping table that supports components while damping vibrations. Reference numeral 2 denotes a vacuum vessel installed on the vibration isolation table 1, which has a transparent window 3 made of glass and openings 4 and 5, and a target 6 made of a metal material such as gold inside the shaft 7. A transparent shielding plate 8 made of glass and having substantially the same size as the window 3 is provided inside the transparent window 3. Reference numeral 9 denotes a high-output pulse laser light source such as Nd: YAG, which is installed on the vibration isolation table 1, and reference numeral 10 denotes a condensing lens for condensing laser light, which collects laser light from the pulse laser light source 9. When the target 6 is irradiated by the lens 10 through the transparent window 3 and the shielding plate 8, a part of the target 6 is melted, evaporated and turned into plasma, and soft X-rays are generated from the high-temperature and high-density plasma. ing. These function as a laser plasma light source.

【0012】この時、遮蔽板8は飛散する汚染物質が透
明窓3に蒸着するのを防ぐ。尚、透明窓3及び遮蔽板8
は、それらによるレーザ光の反射光がレーザ光源9に戻
ってレーザ光の発振を不安定にしないようにレーザ光源
9及び集光レンズ10の光軸に対して約3゜傾けて設置
され、更にレーザ光を効率的にターゲット6に照射でき
るように反射防止膜が施されている。そして、以上の部
材が軟X線光源部11を構成している。
At this time, the shielding plate 8 prevents the scattered contaminants from being deposited on the transparent window 3. In addition, the transparent window 3 and the shielding plate 8
Are installed at an angle of about 3 ° with respect to the optical axes of the laser light source 9 and the condenser lens 10 so that the reflected light of the laser light returns to the laser light source 9 and does not make the oscillation of the laser light unstable. An antireflection film is provided so that the target 6 can be efficiently irradiated with laser light. The above members constitute the soft X-ray light source unit 11.

【0013】12は除振台1上に設置され且つ開口4を
介して真空容器2と接続された他の真空容器であって、
開口13,14を有していると共に、内部に入射スリッ
ト15及び凹面回折格子(斜入射型回折格子)16が設
置されている。そして、以上の部材が分光器21を構成
している。
Reference numeral 12 denotes another vacuum vessel which is installed on the vibration isolation table 1 and connected to the vacuum vessel 2 through the opening 4;
In addition to having openings 13 and 14, an entrance slit 15 and a concave diffraction grating (oblique incidence type diffraction grating) 16 are provided inside. The above members constitute the spectroscope 21.

【0014】17は一端が開口13を介して真空容器1
2に接続された伸縮自在のベローズ、18はベローズ1
7の他端に接続された更に他の真空容器であって、真空
容器18は例えばベローズ17の長手方向と短手方向の
両方向に移動可能とすることにより回折格子16のロー
ランド円の円周に沿って移動可能とした台座19を介し
て除振台1上に設置されている。20は真空容器18内
であって台座19と一致する位置に設置されている即ち
台座19の移動に伴って回折格子16のローランド円上
を移動するようになっている射出スリットである。22
は真空容器18内において回転可能に設置された試料
台、23は真空容器18内において試料台22を中心と
して回動可能に設置されたチャンネルトロン等の第1の
X線検出器であって、回折格子16の中心と射出スリッ
ト20と試料台22の中心は常に一直線上に位置するよ
うになっている。そして、以上の部材が測定部27を構
成している。
Reference numeral 17 denotes a vacuum vessel at one end through an opening 13.
Telescopic bellows connected to 2, bellows 18
7, a vacuum vessel 18 connected to the other end of the bellows 17, for example, by being movable in both the longitudinal direction and the transverse direction of the bellows 17, so that the vacuum vessel 18 It is installed on the anti-vibration table 1 via a pedestal 19 that can move along. Reference numeral 20 denotes an exit slit which is installed in the vacuum vessel 18 at a position coinciding with the pedestal 19, that is, moves on the Rowland circle of the diffraction grating 16 with the movement of the pedestal 19. 22
Is a sample table rotatably installed in the vacuum vessel 18, 23 is a first X-ray detector such as a channeltron installed rotatably about the sample table 22 in the vacuum vessel 18, The center of the diffraction grating 16, the center of the exit slit 20, and the center of the sample stage 22 are always located on a straight line. And the above-mentioned members comprise the measurement part 27.

【0015】24は真空容器2内に設置されていて軟X
線光源部11での軟X線の強度をモニターする第2のX
線検出器である。25は第1のX線検出器23及び第2
のX線検出器24からの出力信号に基づき所定の式に従
って演算処理を行なうコンピュータ、26はコンピュー
タ25による演算結果を表示する表示装置である。コン
ピュータ25は、パルスレーザ光源9の発振,ターゲッ
ト6の回転,台座19の移動,試料台22の回転,X線
検出器23の回転も制御するようになっている。
Numeral 24 denotes a soft X which is set in the vacuum vessel 2 and
The second X for monitoring the intensity of the soft X-ray in the line light source unit 11
It is a line detector. 25 denotes a first X-ray detector 23 and a second X-ray detector
Is a computer that performs arithmetic processing based on an output signal from the X-ray detector 24 according to a predetermined formula, and 26 is a display device that displays the result of the arithmetic performed by the computer 25. The computer 25 controls the oscillation of the pulse laser light source 9, the rotation of the target 6, the movement of the pedestal 19, the rotation of the sample stage 22, and the rotation of the X-ray detector 23.

【0016】28は一端が開口5を介して真空容器2と
接続され且つ除振台1上に設置された振動の少ない磁気
浮上型のターボ分子ポンプ、29は振動を伝えにくいゴ
ム製のチューブ30を介してターボ分子ポンプ28の他
端と接続され且つ除振台1外に設置された振動の大きい
荒引き用のロータリーポンプであって、これらが真空容
器2内の真空引きを行う真空ポンプ部31を構成してい
る。
Reference numeral 28 denotes a magnetically levitated turbo-molecular pump having one end connected to the vacuum vessel 2 through the opening 5 and installed on the vibration isolator 1. 29 denotes a rubber tube 30 which hardly transmits vibration. , Which are connected to the other end of the turbo-molecular pump 28 via the oscillating pump and are provided outside the vibration isolator 1 for rough evacuation. These vacuum pumps perform evacuation in the vacuum vessel 2. 31.

【0017】32は一端が開口14を介して真空容器1
2と接続され且つ除振台1上に設置された磁気浮上型の
ターボ分子ポンプ、33はゴム製のチューブ34を介し
てターボ分子ポンプ32の他端と接続され且つ除振台1
外に設置された荒引き用のロータリーポンプであって、
これらが真空容器12内,ベローズ17内及び真空容器
18内の真空引きを行う真空ポンプ部35を構成してい
る。以上の構成は、上述した先行技術の構成と同一であ
る。
Numeral 32 denotes a vacuum vessel at one end through the opening 14.
A magnetically levitated turbo molecular pump 33 connected to the vibration isolator 1 and connected to the other end of the turbo molecular pump 32 via a rubber tube 34.
A rotary pump for roughing installed outside,
These constitute a vacuum pump unit 35 for evacuating the inside of the vacuum vessel 12, the bellows 17, and the vacuum vessel 18. The above configuration is the same as the configuration of the above-described prior art.

【0018】次に、36は分光器16と射出スリット2
0との間の光路上に配設されていて分光されたX線の短
波長成分を通過させるが分光器16からの散乱光である
長波長成分をカットするフィルタであり、本実施例では
ボロンフィルタ(厚み1200Å) が用いられている。尚、
フィルタ36の配設位置は図1で示された位置に限定さ
れることなく、レーザープラズマ光源とX線検出器23
との間の光路上の何れかの位置にあればよい。37は真
空容器外の大気側からこのフィルタ36を操作して光路
に対して挿脱させるためのマニピュレーターであり、測
定光として長波長成分を用いる場合には、フィルタ36
を光路外に移動させ得るようになっている。
Next, reference numeral 36 denotes the spectroscope 16 and the exit slit 2.
The filter is disposed on the optical path between 0 and 0 to pass the short wavelength component of the dispersed X-ray, but to cut the long wavelength component which is the scattered light from the spectroscope 16. A filter (1200 mm thick) is used. still,
The arrangement position of the filter 36 is not limited to the position shown in FIG.
And any position on the optical path between them. Reference numeral 37 denotes a manipulator for operating the filter 36 from the atmosphere side outside the vacuum vessel so as to be inserted into and removed from the optical path. When a long wavelength component is used as measurement light, the filter 36 is used.
Can be moved out of the optical path.

【0019】ここで、フィルタ36について更に説明す
る。フィルタ36の材質としては、特に原子番号17以
下の物質及びこれらの物質を含む化合物が適している。
その一部の例を図2に示す。図2はAl,Al/C,A
l/Ti ,ボロン,インジウム,スズ,カーボンの各物
質から成る薄膜の、X線領域における透過率を夫々示す
ものであり、夫々横軸に波長(A)、縦軸に透過率がと
られている。尚、図の各グラフにおいて、例えば左上グ
ラフ中の「Al,1500Å」は厚さ1500ÅのAl
薄膜であることを示すものであり、その右隣のグラフの
「Al/C,1500Å Al,270Å C」は厚さ
1500ÅのAlと厚さ270ÅのCとが接合されて構
成された薄膜であることを示している。又、図3は図2
におけるAl薄膜の分光透過率を示すグラフの要部を拡
大したものである。
Here, the filter 36 will be further described. As a material of the filter 36, substances having an atomic number of 17 or less and compounds containing these substances are particularly suitable.
FIG. 2 shows a partial example thereof. FIG. 2 shows Al, Al / C, A
1 shows the transmissivity in the X-ray region of a thin film composed of each substance of l / Ti, boron, indium, tin, and carbon. The wavelength (A) is plotted on the horizontal axis, and the transmissivity is plotted on the vertical axis. I have. In each graph of the figure, for example, “Al, 1500 °” in the upper left graph is an Al having a thickness of 1500 °.
This indicates that the film is a thin film, and “Al / C, 1500 ° Al, 270 ° C” in the graph on the right side is a thin film formed by joining Al having a thickness of 1500 ° and C having a thickness of 270 °. It is shown that. FIG. 3 shows FIG.
5 is an enlarged view of a main part of a graph showing the spectral transmittance of the Al thin film in FIG.

【0020】そして、図2及び図3に示すように、各物
質のフィルタは、40Å以下の短波長のX線を透過させ
るのに対して、大体の目安として500Å以の長波長
領域では、X線の透過率が非常に低くなる。従って、数
10Å以下の短波長領域で分光実験をする場合、レーザ
ープラズマ光源とX線検出器23との間の光路上のいず
れかの位置にこのような物質から成るフィルタ36を配
設すれば、分光器16からの散乱による長波長の迷光を
遮断して、純粋に必要とする短波長のX線を取り出すこ
とができる。中でも、とりわけ、Bは短波長領域に吸収
端がないので、優れたフィルタ材料であるといえる。
[0020] Then, as shown in FIGS. 2 and 3, the filter of each substance, whereas transmits the following short wavelength X-rays 40 Å, in the long wavelength region on 500Å or more as a rule of thumb is, X-ray transmittance is very low. Therefore, when performing a spectroscopic experiment in a short wavelength region of several tens of degrees or less, a filter 36 made of such a substance may be provided at any position on the optical path between the laser plasma light source and the X-ray detector 23. In this way, long-wavelength stray light due to scattering from the spectroscope 16 can be cut off, and X-rays of a short wavelength that is required can be extracted purely. Above all, B has no absorption edge in the short wavelength region, and thus can be said to be an excellent filter material.

【0021】本実施例は上述の如く構成されているか
ら、パルスレーザ光源9を発振させてレーザ光をターゲ
ット6に照射すると、ターゲット6の一部が溶けて蒸発
してプラズマ化し、このプラズマから軟X線a1が発生
する。発生した軟X線a1は、真空容器2の開口4を通
って入射スリット15に導かれ、入射スリット15を通
って凹面回折格子16に入射し分光される。
Since the present embodiment is configured as described above, when the pulse laser light source 9 is oscillated to irradiate the target 6 with laser light, a part of the target 6 is melted and evaporated to form a plasma. Soft X-ray a1 is generated. The generated soft X-ray a1 is guided to the entrance slit 15 through the opening 4 of the vacuum vessel 2, enters the concave diffraction grating 16 through the entrance slit 15, and is separated.

【0022】回折格子16で分光された軟X線a2は、
ボロンフィルタ36を通過するが、その際、短波長成分
のみがこれを通過し、分光器16からの散乱光である長
波長成分はカットされる。このボロンフィルタ36は、
図2に示すように、20Å以下の短波長成分は80%の
透過率を有しているのに対して、500Å以上の長波長
成分の透過率は1%以下になっており、理想的なフィル
タであるといえる。
The soft X-ray a2 split by the diffraction grating 16 is
At this time, only the short wavelength component passes through the boron filter 36, and the long wavelength component that is the scattered light from the spectroscope 16 is cut off. This boron filter 36
As shown in FIG. 2, a short wavelength component of 20 ° or less has a transmittance of 80%, whereas a long wavelength component of 500 ° or more has a transmittance of 1% or less, which is an ideal value. It can be said that it is a filter.

【0023】そして、短波長成分の軟X線a2は射出ス
リット20を通って試料台22上の試料Sに入射し、該
試料Sで回折された軟X線a3がX線検出器23により
検出される。この場合、射出スリット20からは入射ス
リット15と回折格子16と射出スリット20との位置
関係に応じて定まる特定波長の軟X線a2のみが射出し
てくるので、台座19の移動により射出スリット20を
移動せしめると射出スリット20を通過する軟X線a2
の波長が変わる即ち波長走査が行われる。従って、試料
Sに入射する軟X線a2の波長が変わるので、試料Sの
分光反射率等を測定することができる。又、試料台22
を回動させることにより試料Sに対する軟X線a2の入
射角を任意に設定できる。更に、X線検出器23を試料
台22の周りに回動することにより任意の回折角で試料
Sからの軟X線a3を検出することができる。
Then, the soft X-ray a2 of the short wavelength component enters the sample S on the sample stage 22 through the exit slit 20, and the soft X-ray a3 diffracted by the sample S is detected by the X-ray detector 23. Is done. In this case, since only the soft X-ray a2 having a specific wavelength determined according to the positional relationship between the entrance slit 15, the diffraction grating 16 and the exit slit 20 is emitted from the exit slit 20, the movement of the base 19 causes the exit slit 20 to move. Move soft X-rays a2 passing through the exit slit 20.
Is changed, that is, wavelength scanning is performed. Therefore, since the wavelength of the soft X-ray a2 incident on the sample S changes, the spectral reflectance and the like of the sample S can be measured. Also, the sample table 22
By rotating, the incident angle of the soft X-ray a2 with respect to the sample S can be arbitrarily set. Further, the soft X-ray a3 from the sample S can be detected at an arbitrary diffraction angle by rotating the X-ray detector 23 around the sample stage 22.

【0024】又、長波長のX線を利用する場合等には、
真空容器等の外部である大気側からマニピュレーター3
7を操作してフィルタ36を光路外へ移動させるように
する。フィルタ36を光路から除けば、長波長のX線を
利用する際にX線を減衰させることなく測定に利用する
ことができる。長波長のX線の場合には、フィルタ36
を通過させなくても、射出スリット20が分光器16か
ら十分離れており且つ回折角も大きいので、散乱光の影
響は少ない。
When using long-wavelength X-rays, etc.,
Manipulator 3 from the atmosphere side outside the vacuum vessel
7 is operated to move the filter 36 out of the optical path. If the filter 36 is removed from the optical path, it can be used for measurement without attenuating X-rays when using long-wavelength X-rays. In the case of long-wavelength X-rays, the filter 36
, The exit slit 20 is sufficiently separated from the spectroscope 16 and has a large diffraction angle, so that the influence of scattered light is small.

【0025】上述のように本実施例によれば、ボロン
ィルタ36によって真空紫外光による分光器16からの
長波長の散乱光を遮断して、純度の高い短波長のX線の
分光が可能になる。そのため、短波長領域でのX線の単
色性が良くなり、測定精度が向上する。しかも、このフ
ィルタ36はマニピュレーター37によって光路外へ移
動できるから、長波長のX線を利用する時にはX線を減
衰させることがない。又、このフィルタ36によって、
レーザープラズマ光源から放出される飛散粒子が測定用
の真空容器27に入ることを防止することができ、汚染
防止及び測定時のノイズ信号の除去にも効果がある。
According to the present embodiment as described above, by blocking the scattered light having a long wavelength from the spectroscope 16 by vacuum ultraviolet light by boron off <br/> filter 36, X-ray of high short wavelength purity Spectroscopy. Therefore, monochromaticity of X-rays in a short wavelength region is improved, and measurement accuracy is improved. In addition, since the filter 36 can be moved out of the optical path by the manipulator 37, the X-ray is not attenuated when long-wavelength X-rays are used. Also, by this filter 36,
It is possible to prevent scattered particles emitted from the laser plasma light source from entering the vacuum chamber 27 for measurement, which is also effective in preventing contamination and removing noise signals during measurement.

【0026】尚、フィルタ36とターゲット6とが同一
の物質である場合、レーザープラズマ光源から放出され
る飛散粒子がフィルタ36に付着しても、分光特性が変
化しないので、測定精度の向上につながるといえる。
When the filter 36 and the target 6 are made of the same material, even if scattered particles emitted from the laser plasma light source adhere to the filter 36, the spectral characteristics do not change, which leads to improvement in measurement accuracy. It can be said that.

【0027】[0027]

【発明の効果】上述のように本発明に係るX線分光装置
は、光路上に真空紫外波長域の光を遮断し且つ20Å以
下の波長域のX線を透過させるボロンを材質とするフィ
ルタを挿脱可能に配設したから、長波長のX線及び真空
紫外光による分光器からの散乱光を遮断して、純度の高
い短波長のX線の分光が可能になり、そのため短波長領
域でのX線の単色性が良くなり、測定精度を向上させる
ことができる。又、このフィルタによって、レーザープ
ラズマ光源から放出される飛散粒子が測定用の真空容器
に入ることを防止でき、汚染防止と測定時のノイズ信号
の除去にも有効である。
X-ray apparatus according to the present invention as described above according to the present invention is, Fi of boron for transmitting X-rays and 20Å or less in a wavelength range to block the light in the vacuum ultraviolet wavelength region on the optical path and the material < The filter can be inserted and removed, so that long-wavelength X-rays and scattered light from the spectroscope due to vacuum ultraviolet light are cut off, and high-purity short-wavelength X-rays can be separated. Therefore, monochromaticity of X-rays in a short wavelength region is improved, and measurement accuracy can be improved. Further, this filter can prevent scattered particles emitted from the laser plasma light source from entering the vacuum vessel for measurement, which is effective for preventing contamination and removing noise signals during measurement.

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

【図1】本発明によるX線分光装置の一実施例の概略図
である。
FIG. 1 is a schematic view of an embodiment of an X-ray spectrometer according to the present invention.

【図2】フィルタを構成する各物質の透過率を示すグラ
フである。
FIG. 2 is a graph showing the transmittance of each substance constituting a filter.

【図3】図2のグラフのうち、Alの透過率を示すグラ
フの要部拡大図である。
FIG. 3 is an enlarged view of a main part of a graph showing the transmittance of Al in the graph of FIG. 2;

【符号の説明】[Explanation of symbols]

6 ターゲット 16 凹面回折格子 20 射出スリット 23 X線検出器 36 フィルタ 6 Target 16 Concave Diffraction Grating 20 Emission Slit 23 X-ray Detector 36 Filter

フロントページの続き (56)参考文献 特開 平1−295146(JP,A) 特開 昭63−27741(JP,A) 特開 昭62−223657(JP,A) 特開 昭62−38350(JP,A) 特開 昭57−44842(JP,A) 実開 昭61−176443(JP,U) 実公 昭47−12954(JP,Y1) 田中和夫、「レーザープラズマX線源 とその応用」、光技術コンタクト, (1989),Vol.27,No.4,P 187−P193 (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) G01N 23/00 - 23/227 G21K 3/00 JICSTファイル(JOIS)Continuation of front page (56) References JP-A-1-295146 (JP, A) JP-A-63-27741 (JP, A) JP-A-62-223657 (JP, A) JP-A-62-38350 (JP, A) , A) JP-A-57-44842 (JP, A) JP-A-61-176443 (JP, U) JP-A-47-12954 (JP, Y1) Tanaka Nakao, “Laser plasma X-ray source and its application”, Optical Technology Contact, (1989), Vol. 27, No. 4, P187-P193 (58) Fields investigated (Int. Cl. 7 , DB name) G01N 23/00-23/227 G21K 3/00 JICST file (JOIS)

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 レーザプラズマ光源から放射されたX線
を凹面回折格子で回折させ、該回折光を前記凹面回折格
子のローランド円の円周に沿って移動可能に設けられた
スリットを介して物体に照射し、該物体からの反射、透
過又は回折光をX線検出器で受光するようにしたX線分
光装置において、前記プラズマ光源からX線検出器に至
る光路中に、ボロンを材質とするフィルタを挿脱可能に
設けたことを特徴とするX線分光装置。
1. An X-ray emitted from a laser plasma light source is diffracted by a concave diffraction grating, and the diffracted light is passed through a slit provided to be movable along the circumference of a Rowland circle of the concave diffraction grating. irradiating the reflection from said object, the transmitted or diffracted light in the X-ray apparatus that is received by the X-ray detector, in the optical path from the previous SL plasma light source in the X-ray detector, and the material of boron An X-ray spectrometer characterized by being provided with a filter that can be inserted and removed .
【請求項2】 前記フィルタを前記凹面回折格子の後方
に配置したことを特徴とする請求項1に記載のX線分光
装置。
2. The method according to claim 1, wherein the filter is located behind the concave diffraction grating.
2. The X-ray spectroscopy according to claim 1, wherein the X-ray spectroscopy is arranged at
apparatus.
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田中和夫、「レーザープラズマX線源とその応用」、光技術コンタクト,(1989),Vol.27,No.4,P187−P193

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