(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
試料が上面に載置される試験台を有する試料固定機構と、
前記試料の所定照射領域に特性Ｘ線を照射するＸ線源部と、
前記試料の所定照射領域から反射されたＸ線強度を検出する検出部とを備えるＸ線分析装置であって、
前記試料固定機構は、前記試料の上面に空気を吹き付ける吹付機構を有することを特徴とするＸ線分析装置。
【請求項２】
前記吹付機構は、前記試料の上面の中央部に空気を吹き付ける吹付口を有することを特徴とする請求項１に記載のＸ線分析装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、試料の結晶構造に関する情報を取得するＸ線分析装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
薄膜Ｘ線分析装置（Ｘ線回折装置）は、薄膜試料の表面中における所定照射領域に、平行化された（疑似平行な）特性Ｘ線を浅い角度で照射し、所定照射領域を中心として検出部を回転させることにより、特性Ｘ線により回折されて様々な角度に放出されるＸ線の強度を検出することによって、その薄膜試料の結晶構造に関する情報（Ｘ線回折プロファイル）を取得するものである（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
図３は、従来の薄膜Ｘ線分析装置の一例を示す概略構成図である。なお、紙面に水平な一方向をＸ方向とし、紙面に水平でＸ方向と垂直な方向をＹ方向とし、Ｘ方向とＹ方向とに垂直な方向をＺ方向とする。
薄膜Ｘ線分析装置１０１は、Ｘ線源部１０と、検出部２０と、試料固定機構１３０と、検出部２０を回転移動させる検出部移動機構４０と、薄膜Ｘ線分析装置１０１全体の制御を行うコンピュータ１５０とを備える。
【０００４】
図４は試料固定機構１３０の一例を示す図であって、図４（ａ）は平面図、図４（ｂ）は断面図である。
試料固定機構１３０は、薄膜試料Ｓが上面に載置される試験台１３１と、吸引ポンプ１３２とを有する。
試験台１３１は、例えば、直径８０ｍｍ、厚さ１０ｍｍの円板体であり、その上面には直径６０ｍｍ、幅２ｍｍ、深さ１ｍｍの円環形状の第一吸引溝１３１ａと、直径３０ｍｍ、幅２ｍｍ、深さ１ｍｍの円環形状の第二吸引溝１３１ｂとが形成されている。また、第一吸引溝１３１ａの底面の一部と下面とを連結するように上下方向に貫通した流路となる直径２ｍｍの円管形状の第一吸引口１３１ｃと、第二吸引溝１３１ｂの底面の一部と下面とを連結するように上下方向に貫通した流路となる直径２ｍｍの円管形状の第二吸引口１３１ｄとが形成されている。
【０００５】
吸引ポンプ１３２は、第一吸引口１３１ｃと第二吸引口１３１ｄとに接続されている。これにより、試験台１３１の上面に薄膜試料Ｓを載置、すなわち図４（ａ）に示すように第一吸引溝１３１ａの上方全面と第二吸引溝１３１ｂの上方全面に薄膜試料Ｓが配置された後、吸引ポンプ１３２で空気を吸引すると、第一吸引溝１３１ａ内と第二吸引溝１３１ｂ内とが略真空となり、その結果、薄膜試料Ｓが試験台１３１の上面に固定される。
【０００６】
Ｘ線源部１０は、図示は省略するが、Ｘ線管（例えば、ラインフォーカスのＸ線管球）を備え、Ｘ線管の内部には陽極であるターゲットと陰極であるフィラメントとが配置されている。これにより、ターゲットとフィラメントとの間に高電圧を印加することで、フィラメントから放射された熱電子をターゲットに衝突させて、ターゲットで発生した特性Ｘ線を出射するようになっている。そして、Ｘ線源部１０は、試験台１３１に対してＸ線の入射角度が例えば３°となるように固定されており、疑似平行な特性Ｘ線が薄膜試料Ｓの上面中の所定照射領域（例えば１９ｍｍ×１５ｍｍの長方形状）に照射されるようになっている。
【０００７】
検出部２０は、ソーラースリット２１と、１個（１ｃｈ）の検出素子からなるＸ線検出器２２とを備える。これにより、検出素子からＸ線強度Ｉがコンピュータ１５０に出力されるようになっている。
そして、検出部２０は、検出部移動機構４０によって試験台１３１上面の中心を通るＹ方向を回転軸として回転させられるようになっている。つまり、検出部２０は試験台１３１上面に対する角度αが変化するように配置されている。これにより、試験台１３１に載置された薄膜試料Ｓから様々な角度αｎに放出されるＸ線強度Ｉｎが検出されることで、その薄膜試料Ｓの結晶構造に関する情報（Ｘ線回折プロファイル）が得られるようになっている。
【０００８】
このような薄膜Ｘ線分析装置１０１を用いて測定を行う際には、まず、測定者（ユーザ）が薄膜試料Ｓを試験台１３１の上面に載置する。次に、吸引ポンプ１３２で空気を吸引して薄膜試料Ｓを試験台１３１の上面に貼り付ける。次に、Ｘ線源部１０のＸ線管から出射された特性Ｘ線を薄膜試料Ｓ上面中の所定照射領域に照射する。そして、第一の配置角度α１に配置された検出部２０において、Ｘ線検出器２２の１個（１ｃｈ）の検出素子がＸ線強度Ｉ１を検出する。その後、同様に検出部２０が検出部移動機構４０によって第二の配置角度α２に配置され、１個（１ｃｈ）の検出素子がＸ線強度Ｉ２を検出する。このようにして、検出部２０が検出部移動機構４０によって様々な配置角度αｎに配置されるごとに、Ｘ線検出器２２の１個（１ｃｈ）の検出素子がＸ線強度Ｉｎを検出していく。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開平１０−１８５８４４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかしながら、上述したような薄膜Ｘ線分析装置１０１では、薄膜試料Ｓを試験台１３１の上面へ載置する際に、薄膜試料Ｓのサイズが小さすぎる、すなわち第一吸引溝１３１ａの上方全面や第二吸引溝１３１ｂの上方全面に薄膜試料Ｓが配置されないときには、吸引ポンプ１３２で吸引しても第一吸引溝１３１ａ内や第二吸引溝１３１ｂ内が真空とならず、薄膜試料Ｓがうまく固定されないという問題点があった。
【００１１】
また、薄膜試料Ｓが薄すぎるときには、吸引ポンプ１３２での吸引時に薄膜試料Ｓが第一吸引溝１３１ａや第二吸引溝１３１ｂの内部に引き込まれ、薄膜試料Ｓが波状、すなわち薄膜試料Ｓの上面が撓むという問題点もあった。
さらに、薄膜試料Ｓのサイズが大きすぎるときには、薄膜試料Ｓの四隅部等が曲がることがあった。
そこで、本発明は、薄膜試料の大きさや薄さに関係なく薄膜試料を試験台の上面にしっかり固定することができるＸ線分析装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記課題を解決するためになされた本発明のＸ線分析装置は、試料が上面に載置される試験台を有する試料固定機構と、前記試料の所定照射領域に特性Ｘ線を照射するＸ線源部と、前記試料の所定照射領域から反射されたＸ線強度を検出する検出部とを備えるＸ線分析装置であって、前記試料固定機構は、前記試料の上面に空気を吹き付ける吹付機構を有するようにしている。
【００１３】
ここで、「所定照射領域」とは、Ｘ線源部によって決定されるものであり、設計者や測定者（ユーザ）等によって任意に決められる。
【００１４】
本発明のＸ線分析装置によれば、例えば、まず、ユーザが薄膜試料を試験台の上面に載置する。次に、薄膜試料の上面に空気を吹き付けて薄膜試料を試験台の上面に固定する。そして、Ｘ線源部から出射された特性Ｘ線を薄膜試料上面中の所定照射領域に照射し、検出部がＸ線強度を検出する。
【発明の効果】
【００１５】
以上のように、本発明のＸ線分析装置によれば、薄膜試料のサイズに関係なく薄膜試料を試験台の上面にしっかり固定することができる。また、試験台上には吸引口や吸引溝がないため、薄膜試料が波打ったり曲がったりするようなことがない。
【００１６】
（他の課題を解決するための手段および効果）
また、本発明のＸ線分析装置は、前記吹付機構は、前記試料の上面の中央部に空気を吹き付ける吹付口を有するようにしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の実施形態に係る薄膜Ｘ線分析装置の一例を示す概略構成図。
【図２】本発明の実施形態に係る試料固定機構の一例を示す図。
【図３】従来の薄膜Ｘ線分析装置の一例を示す概略構成図。
【図４】従来の薄膜Ｘ線分析装置に係る試料固定機構の一例を示す図。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、本発明の実施形態について図面を用いて説明する。なお、本発明は、以下に説明するような実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない領域で種々の態様が含まれることはいうまでもない。
【００１９】
図１は、本発明の実施形態に係る薄膜Ｘ線分析装置の一例を示す概略構成図である。なお、上述した薄膜Ｘ線分析装置１０１と同様のものについては同じ符号を付している。
薄膜Ｘ線分析装置１は、Ｘ線源部１０と、検出部２０と、試料固定機構３０と、検出部２０を回転移動させる検出部移動機構４０と、薄膜Ｘ線分析装置１全体の制御を行うコンピュータ５０とを備える。
【００２０】
図２は試料固定機構３０の一例を示す図であって、図２（ａ）は試験台３１の一例を示す平面図であり、図２（ｂ）は試料固定機構３０全体の構成例を示す断面図である。
試料固定機構３０は、薄膜試料Ｓが上面に載置される試験台３１と、排出ポンプ３２と、吹付機構３３とを有する。
試験台３１は、例えば、直径６０ｍｍ、厚さ１０ｍｍの円板体である。つまり、その上面には吸引口や吸引溝は形成されておらず、図２（ａ）に示すように平面となっている。
【００２１】
吹付機構３３は、例えば上下方向（Ｚ方向）に貫通した直径ｒ１（例えば３ｍｍ）の流路を有する円管体であり、その末端部が直径ｒ２（例えば２５ｍｍ）の吹付口３３ａとなっている。また、吹付機構３３の下端部には、中心から外周方向に突出する突出部３３ｂが形成されており、吹付機構３３の流路は下方に向けて末広がりのテーパ形状（例えば角度θ３０°）となっている。そして、吹付機構３３の底面は、試験台３１の上面から上方（Ｚ方向）に距離ｈ（例えば５ｍｍ）離隔した位置に配置されるとともに、吹付機構３３の中心軸Ｌは、試験台３１の中心と一致するように配置されている。
なお、直径ｒ１、ｒ２や角度θは、所定照射領域に基づいて設計者等によって任意に決定され、また、距離ｈは、所定照射領域に基づいて設計者や測定者（ユーザ）等によって任意に決定される。
【００２２】
排出ポンプ３２は、吹付機構３３の上端部に接続されている。これにより、試験台３１の上面に薄膜試料Ｓを載置、すなわち吹付口３３ａの下方に薄膜試料Ｓが配置された後、図２（ｂ）に示すように排出ポンプ３２が薄膜試料Ｓ上面の中央部に上方から空気を吹き付け、空気が周方向に流通することで、薄膜試料Ｓが試験台３１の上面に固定される。
【００２３】
このような薄膜Ｘ線分析装置１を用いて測定を行う際には、まず、測定者（ユーザ）が薄膜試料Ｓを試験台３１の上面に載置する。次に、薄膜試料Ｓ上面の中央部に吹付口３３ａから空気を吹き付け、吹付機構３３の突出部３３ｂの下面と薄膜試料Ｓの上面との間に空気を流通させて薄膜試料Ｓを試験台３１の上面に固定する。次に、Ｘ線源部１０のＸ線管から出射された特性Ｘ線を薄膜試料Ｓ上面中の所定照射領域に照射する。そして、第一の配置角度α１に配置された検出部２０において、Ｘ線検出器２２の１個（１ｃｈ）の検出素子がＸ線強度Ｉ１を検出する。その後、検出部２０が検出部移動機構４０によって第二の配置角度α２に配置され、１個（１ｃｈ）の検出素子がＸ線強度Ｉ２を検出する。このようにして、検出部２０が検出部移動機構４０によって様々な配置角度αｎに配置されるごとに、Ｘ線検出器２２の１個（１ｃｈ）の検出素子がＸ線強度Ｉｎを検出していく。
【００２４】
以上のように、本発明の薄膜Ｘ線分析装置１によれば、薄膜試料Ｓのサイズに関係なく薄膜試料Ｓを試験台３１の上面にしっかり固定することができる。また、試験台３１上には吸引口や吸引溝がないため、薄膜試料Ｓが波打ったり曲がったりすることもない。
【００２５】
＜他の実施形態＞
（１）上述した薄膜Ｘ線分析装置１では、吹付機構３３として１個の吹付口３３ａを有する構成を示したが、複数個の吹付口を有する構成としてもよい。
【００２６】
（２）また、上述した実施形態では薄膜Ｘ線分析装置１に適用した際の構成を示したが、これに代えて蛍光Ｘ線分析装置やＸ線吸収スペクトル測定装置としてもよい。
【産業上の利用可能性】
【００２７】
本発明は、試料中に含まれる元素の情報を取得するＸ線分析装置等に利用することができる。
【符号の説明】
【００２８】
１  薄膜Ｘ線分析装置
１０  Ｘ線源部
２０  検出部
３０  試料固定機構
３１  試験台
３３  吹付機構
４０  検出部移動機構
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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