Ｘ線回折顕微装置

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【発明の名称】	Ｘ線回折顕微装置
【発明者】	【氏名】間瀬精士
【要約】	【課題】照射Ｘ線の発散角を制限するスリット等から発生する散乱Ｘ線その他のノイズが回折Ｘ線の検出手段に到達することを防止して良好な回折像を得ることができるＸ線回折顕微装置を提供する。【解決手段】試料４と回折Ｘ線Ｘｄの検出手段たるＸ線フィルム６との間に設けられるスリット手段として、スリット手段を構成する少なくとも一対のＸ線遮蔽体の一方たるＸ線遮蔽体５１と他方たるＸ線遮蔽体５２とを、回折Ｘ線Ｘｄを通過させるために必要なスリット幅を確保しつつ回折Ｘ線Ｘｄの進行方向において互いにずらして配置してなるスリット手段５０を用いた。

【特許請求の範囲】
【請求項１】Ｘ線源からのＸ線を結晶性の試料の各位置に照射したときにこれら各位置から生ずる回折Ｘ線をこれら各位置に対応させて検出することによって試料の各位置の結晶状態を調べるＸ線回折顕微装置において、前記試料からの回折Ｘ線を検出する際に試料と回折Ｘ線検出手段との間に設けられるスリットであって回折Ｘ線は通過させるが照射Ｘ線の通過を阻止するとともに散乱Ｘ線その他のノイズとなるＸ線の通過を制限するスリット手段として、スリット手段を構成する少なくとも一対のＸ線遮蔽体の一方と他方とを、前記回折Ｘ線を通過させるために必要なスリット幅を確保しつつ前記回折Ｘ線の進行方向において互いにずらして配置してなるスリット手段を用いることを特徴とするＸ線回折顕微装置。
【請求項２】前記スリット手段を構成する一対のＸ線遮蔽体は、少なくともこれらによって形成されるスリット幅を調整できるようにそれぞれ独立に移動できる移動手段を有することを特徴とする請求項１に記載のＸ線回折顕微装置。
【請求項３】前記スリット手段を試料と回折Ｘ線検出手段との間に複数対設けたことを特徴とする請求項１に記載のＸ線回折顕微装置。

【発明の詳細な説明】【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、Ｘ線源からのＸ線を結晶性の試料の各位置に照射したときにこれら各位置から生ずる回折Ｘ線をこれら各位置に対応させて検出することによって試料の各位置の結晶状態を調べるＸ線回折顕微装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】図３は、従来のＸ線回折顕微装置の構成を示す図である。図３に示されるように、Ｘ線源１から出射した照射Ｘ線Ｘｏは第１スリット２及び第２スリット３によって発散角が制限された後、試料４に照射される。試料４は、照射Ｘ線Ｘｏの進行方向に対してこの試料の特定の結晶格子面による回折Ｘ線Ｘｄが生ずる角度関係に設定される。試料４からの回折Ｘ線Ｘｄは、第３スリット５を介してＸ線フィルム６によって検出（撮影）される。第３スリット５は、そのスリット幅が回折Ｘ線Ｘｄを通過させるに必要十分な幅に設定され、回折Ｘ線Ｘｄは通過させるが照射Ｘ線Ｘｏの通過は阻止する。そして、第３スリット５は固定したままで、試料４とＸ線フィルム６とを上記設定角度関係を維持しながら互いに平行な方向にそれぞれ同期しながら移動されるようになっている。これにより、例えば、シリコン等の半導体結晶その他の結晶性試料の各位置における回折像がＸ線フィルム６に記録され、各位置における結晶欠陥の有無等の結晶状態を調べることができる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】ところが、上記従来のＸ線回折顕微装置においては、照射Ｘ線Ｘｏの発散角を制限する第２スリット３から発生する散乱Ｘ線Ｘｓが試料４を透過した後第３スリット５を通過してＸ線フィルム６に達することを防ぐことはできなかった。このため試料の回折像にこの散乱Ｘ線によるバックグランド（かぶり）が生じ、良好な回折像を得ることが困難であった。
【０００４】本発明は、上述の背景のもとでなされたものであり、照射Ｘ線の発散角を制限するスリット等から発生する散乱Ｘ線その他のノイズが回折Ｘ線の検出手段に到達することを防止して良好な回折像を得ることができるＸ線回折顕微装置を提供することを目的とするものである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】上述の課題を解決するための手段として、請求項１に記載の発明は、Ｘ線源からのＸ線を結晶性の試料の各位置に照射したときにこれら各位置から生ずる回折Ｘ線をこれら各位置に対応させて検出することによって試料の各位置の結晶状態を調べるＸ線回折顕微装置において、前記試料からの回折Ｘ線を検出する際に試料と回折Ｘ線検出手段との間に設けられるスリット手段であって回折Ｘ線は通過させるが照射Ｘ線や散乱Ｘ線の通過は制限するスリット手段として、スリット手段を構成する少なくとも一対のＸ線遮蔽体の一方と他方とを、前記回折Ｘ線を通過させるために必要なスリット幅を確保しつつ前記回折Ｘ線の進行方向において互いにずらして配置してなるスリット手段を用いることを特徴とするＸ線回折顕微装置。
【０００６】請求項２の発明は、前記スリット手段を構成する一対のＸ線遮蔽体は、少なくともこれらによって形成されるスリット幅を調整できるようにそれぞれ独立に移動できる移動手段を有することを特徴とする請求項１に記載のＸ線回折顕微装置である。
【０００７】請求項３の発明は、前記スリット手段を試料と回折Ｘ線検出手段との間に複数対設けたことを特徴とする請求項１に記載のＸ線回折顕微装置である。
【０００８】
【発明の実施の形態】図１は本発明の一実施の形態に係るＸ線回折顕微装置の構成を示す図である。以下、図１を参照にしながら一実施の形態を説明する。なお、この実施の形態は、図３に示した従来例と共通する部分が多いので、共通する部分には同一の符号を付して説明する。
【０００９】図１において、Ｘ線源１から出射した照射Ｘ線Ｘｏは第１スリット２及び第２スリット３によって発散角が制限された後、試料４に照射されるようになっている。試料４は、シリコンウエハ等の板状をなした結晶性の試料である。試料４は照射Ｘ線Ｘｏの進行方向に対してこの試料の特定の結晶格子面による回折Ｘ線Ｘｄが生ずる角度関係に設定される。図示しないが、上記角度関係が設定できるように、試料４に対する照射Ｘ線Ｘｏの入射角を調整できる角度調節手段が設けられている。また、上記試料４は、該試料表面に平行な方向に移動できるようになっており、図示しないが、試料４を図の矢印ｐ方向に移動できる移動手段が設けられている。
【００１０】また、回折Ｘ線Ｘｄの進行方向下流に向かって順次スリット手段５０及びＸ線フィルム６が配置される。スリット手段５０は、ともに板状のＸ線遮蔽部材からなる第１のＸ線遮蔽体５１と第２のＸ線遮蔽体５２とによって構成される。この実施の形態においては、これら第１のＸ線遮蔽体５１及び第２のＸ線遮蔽体５２は、板状の試料４に平行になるように配置され、かつ、回折Ｘ線Ｘｄの進行方向に対して互いにずらして配置してある。また、第１のＸ線遮蔽体５１及び第２のＸ線遮蔽体５２は、回折Ｘ線を通過させる幅を変えたり、どの格子面からの回折Ｘ線を通過させるかを選択することができるように、各々独立に図の矢印方向（この実施の形態では試料４の表面に平行な方向）に移動調節できるようになっている。すなわち、これら第１のＸ線遮蔽体５１及び第２のＸ線遮蔽体５２は、図示しないが、これらをそれぞれ独立に移動できる移動手段が設けられている。
【００１１】Ｘ線フィルム６は、この実施の形態ではその撮像面が試料４の表面に平行になるように設置されている。また、Ｘ線フィルム６も試料４の移動方向と平行な方向に移動できるようになっている。すなわち、図示しないが、Ｘ線フィルム６も該Ｘ線フィルム６を上記方向に移動する移動手段に取り付けられている。
【００１２】上述の構成において、Ｘ線源１から出射した照射Ｘ線Ｘｏは第１スリット２及び第２スリット３によって発散角が制限された後、試料４に照射される。試料４から生じた回折Ｘ線Ｘｄは、スリット手段５０を通過し、Ｘ線イルム６に到達して検出（撮影）される。
【００１３】ここで、スリット手段５０を構成する第１のＸ線遮蔽体５１及び第２のＸ線遮蔽体５２は、図示しない移動手段によってその位置を測定目的に応じて適切な位置に設定される。すなわち、測定の際には、まず試料４から生ずる回折Ｘ線のうち、どの結晶格子面からの回折Ｘ線を通過させて撮影するかが決定される。これによって回折Ｘ線Ｘｄの進行方向が決まる。また、同時に、その決定された特定の回折Ｘ線のビーム幅も決まる。そこで、この決まった条件を満たして必要十分な回折Ｘ線ＸｄがＸ線フィルム６に到達するように第１のＸ線遮蔽体５１及び第２のＸ線遮蔽体５２の位置をそれぞれ移動して最適な位置に設定する。
【００１４】そして、試料４及びＸ線フィルム６を互いに平行な方向（図の矢印ｐ方向）に所定の速度関係で移動させながら撮影を行なう。これにより、試料４の各位置における回折像がＸ線フィルム６に記録され、各位置における結晶欠陥の有無等の結晶状態がＸ線フィルム６に記録される。
【００１５】上述の実施の形態によれば、照射Ｘ線Ｘｏの一部は試料４を透過してＸ線フィルム６に向かって直進するが、第２のＸ線遮蔽体５２によって遮られてＸ線フィルム６には到達できない。また、第２スリット３において照射Ｘ線Ｘｏによって散乱Ｘ線Ｘｓが生じ、これが試料４を透過してＸ線フィルム６に向かって直進するが、この実施の形態では、この散乱Ｘ線Ｘｓも第２のＸ線遮蔽体５２によって遮られてＸ線シルム６に到達することはできない。したがって、この実施の形態によれば、照射Ｘ線Ｘｏの発散角を制限する第２スリット３から発生する散乱Ｘ線ＸｓがＸ線フィルム６に到達するのをほぼ完全に防止することができ、良好な回折像を得ることが可能になる。
【００１６】図２は本発明の実施の形態の変形例を示す図である。図２に示されるように、図１における第１のＸ線遮蔽体５１及び第２のＸ線遮蔽体５２のそれぞれと通常のスリット形成するように同様のＸ線遮蔽体５１ａ及びＸ線遮蔽体５２ａを各々設けてもよい。この変形例によれば、上述の実施の形態の効果を維持しつつさらに試料４等から生ずる二次的な散乱Ｘ線がＸ線フィルム６に到達することを防止する効果も得られ、より鮮明な回折像を得ることを可能にする。
【００１７】また、図示しないが、スリット手段５０を回折Ｘ線Ｘｄの進行方向に沿って複数設けもよい。
【００１８】なお、以上説明した実施の形態では、移動調節等の制御を容易にする意味で、試料４の表面に対して第１のＸ線遮蔽体５１、第２のＸ線遮蔽体５２及びＸ線フィルム６を全て平行に配置する例を掲げたが、これらは必ずしも平行である必要はなく、必要なスリット効果並びに撮像効果を得られる範囲で任意の角度配置関係でもよい。
【００１９】また、回折Ｘ線検出手段として上述の実施の形態では、Ｘ線フィルムを用いた例を掲げたが、Ｘ線フィルムと同様の機能を有する二次元検出手段であればＸ線フィルムに限定されるものではない。Ｘ線フィルム以外の二次元検出手段としては例えば、Ｘ線テレビカメラや輝尽性螢光体プレート（例えば、富士写真フィルム株式会社から市販されている商品名「イメージングプレート」等がある）等を挙げることができる。
【００２０】
【発明の効果】以上詳述したように、本発明は、Ｘ線回折顕微装置において、試料と回折Ｘ線検出手段との間に設けられるスリット手段として、スリット手段を構成する少なくとも一対のＸ線遮蔽体の一方と他方とを、前記回折Ｘ線を通過させるために必要なスリット幅を確保しつつ前記回折Ｘ線の進行方向において互いにずらして配置してなるスリット手段を用いることを特徴とするもので、これにより、照射Ｘ線の発散角を制限するスリット等から発生する散乱Ｘ線その他のノイズが回折Ｘ線の検出手段に到達することを防止して良好な回折像を得ることができるＸ線回折顕微装置を得ている。

【出願人】	【識別番号】０００１３７３９５【氏名又は名称】株式会社マック・サイエンス
【出願日】	平成１０年（１９９８）３月６日
【代理人】	【弁理士】【氏名又は名称】阿仁屋節雄（外２名）
【公開番号】	特開平１１－２４８６５０
【公開日】	平成１１年（１９９９）９月１７日
【出願番号】	特願平１０－５５３７３