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X線撮像分析方法および装置

国内特許コード P010000013
掲載日 2002年9月30日
出願番号 特願平10-229180
公開番号 特開2000-055842
登録番号 特許第3049313号
出願日 平成10年8月13日(1998.8.13)
公開日 平成12年2月25日(2000.2.25)
登録日 平成12年3月31日(2000.3.31)
発明者
  • 桜井 健次
  • 江場 宏美
出願人
  • 独立行政法人物質・材料研究機構
発明の名称 X線撮像分析方法および装置
発明の概要 X線撮像分析方法および装置に関する発明である。物質の表面や薄膜の界面などに存在するさまざまな元素の位置的分布を高精度、且つ短時間で撮像することのできる、新しいX線撮像分析方法および装置である。物質の元素から放出される蛍光X線を検出器により撮像し、元素の位置的な分布を得るX線撮像分析方法であって、蛍光X線の角度発散を、物質と検出器との間において角度発散制限手段を用い、且つ検出器および角度発散制限手段を物質にできる限り近接させることにより制限するX線撮像分析方法、及び、その方法において、X線を全反射臨界角近傍の浅い角度で物質表面に入射させた場合に物質の元素から放出される蛍光X線を撮像すること。同様にして、粒子線をX線の全反射と同じ程度に浅い角度で入射させた場合の蛍光X線や物質表面に吸着若しくはラベルされたラジオアイソトープからの自発的な蛍光X線の撮像も、高精度且つ短時間で行ない、物質表面や薄膜界面に存在する元素の位置的分布やラジオアイソトープの位置的分布を優れた精度で、簡便に分析することもできる。物質の表面や薄膜の表面・界面に存在するさまざまな元素の位置的な分布を高精度、且つ短時間で撮像して、分析することができ、分析技術の著しい高度化が達成され、その結果、製造プロセスの改善を促進し、さまざまな産業において高品位の工業製品の生産の実現を図ることができる。
従来技術、競合技術の概要 従来より、X線を用いて物質表面の分析を行なう方法としては、全反射蛍光X線分析法が知られている。この分析法は、X線の物質への侵入を極度に抑制し、その物質の表面近傍に存在する元素からの蛍光X線を半導体検出器により測定して、物質表面の分析を行なう方法である。高感度な表面分析法として知られ、半導体ウェハの汚染評価に用いられているほか、様々な対象に適用されている。しかしながら、この分析法では、X線を浅い角度で試料に入射させるため、試料上の照射面積、特にX線光軸方向については、広くなってしまうといった問題があった。通常、全反射実験で扱われる試料の大きさは10~30mm程度であり、この場合では、試料上の広い面積にX線が照射されるため、その蛍光X線の測定結果は試料表面の平均情報を与えるだけとなる。このように照射範囲が広いと、元素の位置的な分布を分析することが困難であった。そこで、元素の位置的な分布を得るためには、試料上の限られた場所だけを照射し、試料を走査することが考えられている。全反射蛍光X線分析法では、このような走査型の撮像を行なうことができないが、類似の表面分析法が従来から用いられてきている。この表面分析法は、垂直入射で微小領域を照射して斜出射の配置で蛍光X線を検出する方法である。しかしながら、この方法では、X線ビームに対して試料を走査することにより元素のイメージを得ることは可能であるものの、走査に半日~1日と非常に多大な時間を要し、その割にはあまり解像度も画素数も稼ぐことができず、また、全反射条件での別の重要な情報である鏡面反射率などを、同時に測定することができないといった問題点があった。
産業上の利用分野 X線撮像分析方法および装置
特許請求の範囲 【請求項1】 物質の元素から放出される蛍光X線を検出器により撮像し、元素の位置的な分布を得るX線撮像分析方法であって、蛍光X線の角度発散を、物質と検出器との間において角度発散制限手段を用い、且つ検出器および角度発散制限手段を物質にできる限り近接させることにより制限するX線撮像分析方法。

【請求項2】 X線を全反射臨界角近傍の浅い角度で物質表面に入射させた場合に物質の元素から放出される蛍光X線を撮像する請求項1のX線撮像分析方法。

【請求項3】 粒子線を浅い角度で物質表面に入射させた場合に物質の元素から放出される蛍光X線を撮像する請求項1のX線撮像分析方法。

【請求項4】 ラジオアイソトープを物質表面に吸着もしくはラベルさせた場合に該ラジオアイソトープから放出される蛍光X線を撮像し、ラジオアイソトープの位置的な分布を得る請求項1のX線撮像分析方法。

【請求項5】 角度発散制限手段として微細管集合体を用いる請求項1ないし4のいずれかのX線・粒子線撮像分析方法。

【請求項6】 検出器として一次元検出器または二次元検出器を用いる1ないし5のいずれかのX線・粒子線撮像分析方法。

【請求項7】 物質の元素から放出される蛍光X線を検出器により撮像し、元素の位置的な分布を得るX線撮像分析装置であって、物質と検出器との間に角度発散制限手段が備えられ、且つ検出器および角度発散制限手段が物質にできる限り近接して配設されて、蛍光X線の角度発散が制限されていることを特徴とするX線撮像分析装置。

【請求項8】 X線が全反射臨界角近傍の浅い角度で物質表面に入射された場合に物質から放出される蛍光X線を撮像する請求項7のX線撮像分析装置。

【請求項9】 粒子線が浅い角度で物質表面に入射された場合に物質から放出される蛍光X線を撮像する請求項7のX線撮像分析装置。

【請求項10】 ラジオアイソトープが物質表面に吸着もしくはラベルされた場合に該ラジオアイソトープから放出される蛍光X線を撮像し、ラジオアイソトープの位置的な分布を得る請求項7のX線撮像分析装置。

【請求項11】 角度発散制限手段として微細管集合体が備えられている請求項7ないし10のいずれかのX線撮像分析装置。

【請求項12】 検出器として一次元検出器または二次元検出器が備えられている請求項7ないし11のいずれかのX線撮像分析装置。
産業区分
  • 試験、検査
  • 原子力
  • 測定
国際特許分類(IPC)
Fターム
画像

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出願権利状態 権利存続中
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