JPH0896986A - X-ray generating device - Google Patents
X-ray generating deviceInfo
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- JPH0896986A JPH0896986A JP23351794A JP23351794A JPH0896986A JP H0896986 A JPH0896986 A JP H0896986A JP 23351794 A JP23351794 A JP 23351794A JP 23351794 A JP23351794 A JP 23351794A JP H0896986 A JPH0896986 A JP H0896986A
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、電子等の荷電粒子を多
層薄膜に入射することにより多重干渉X線を発生させる
X線発生装置に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an X-ray generator for generating multiple interference X-rays by injecting charged particles such as electrons into a multilayer thin film.
【0002】[0002]
【従来の技術】小型強力X線源として、電子ビームを多
層薄膜に入射した際に発生する共鳴遷移放射光(resona
nce transition radiation)が注目されている。図14
に、従来のこの種のX線発生装置の構成を示す。2. Description of the Related Art As a small powerful X-ray source, a resonance transition synchrotron radiation (resona) generated when an electron beam is incident on a multilayer thin film is used.
nce transition radiation) is attracting attention. 14
The configuration of a conventional X-ray generator of this type is shown in FIG.
【0003】1は、電子ビーム2を発生する電子加速器
で、3は、電子ビーム2の進行路途上に配置された多層
薄膜ターゲット3であり、この多層薄膜ターゲット3
は、電子ビーム2が入射するとX線4を発生する。Reference numeral 1 denotes an electron accelerator for generating an electron beam 2, and reference numeral 3 denotes a multi-layer thin film target 3 arranged along the traveling path of the electron beam 2.
Generates X-rays 4 when the electron beam 2 is incident thereon.
【0004】さらに、5は、多層薄膜ターゲット3を通
過した後の電子ビーム2の進行路に設けられたビームダ
ンプ5である。図15は、上記多層薄膜ターゲット3の
構成例を示すもので、(a)は、多層薄膜ターゲット3
の断面図、(b)は、多層薄膜ターゲット3の正面図で
ある。Further, 5 is a beam dump 5 provided in the traveling path of the electron beam 2 after passing through the multilayer thin film target 3. FIG. 15 shows an example of the structure of the above-mentioned multilayer thin film target 3. FIG.
2B is a front view of the multilayer thin film target 3. FIG.
【0005】同図に示すように、固定台9に同心円状に
配設された径の異なる薄膜固定用リング7にマイラ薄膜
7がそれぞれ取り付けられている。この場合、固定台9
と薄膜固定用リング7との間には、スペーサ8を介在さ
せて各マイラ薄膜6の間隔が一定の値になるようにして
ある。なお、マイラの他に、Be等のX線の吸収が少な
い原始番号の低い物質が一般に利用される場合もある。As shown in the figure, Mylar thin films 7 are attached to thin film fixing rings 7 concentrically arranged on a fixing base 9 and having different diameters. In this case, the fixed base 9
A spacer 8 is interposed between the thin film fixing ring 7 and the thin film fixing ring 7 so that the distance between the mylar thin films 6 becomes a constant value. In addition to Myra, a substance having a low primitive number such as Be that absorbs a small amount of X-rays may be generally used.
【0006】[0006]
【発明が解決しようとする課題】ところで、多層薄膜タ
ーゲット3を構成する薄膜として市販されている薄膜を
利用する場合には、厚さの選択に制限があり、さらに、
複数の均一な薄膜から多層膜を作成する際には、固定台
9と薄膜固定用リング7との間に介在されるスペーサ8
等の間隔調整用治具が必要となるため、多層薄膜ターゲ
ット3の構造が複雑になるという問題点があった。By the way, when a commercially available thin film is used as the thin film constituting the multi-layer thin film target 3, there is a limitation in the selection of the thickness.
When forming a multilayer film from a plurality of uniform thin films, a spacer 8 interposed between the fixing base 9 and the thin film fixing ring 7.
Since there is a need for a jig for adjusting the intervals, there is a problem that the structure of the multilayer thin film target 3 becomes complicated.
【0007】一方、X線源としてのエネルギーを変化さ
せるためには、電子ビームのエネルギーが一定の場合、
多層膜ターゲット3の膜厚及び薄膜間隔を変化させるこ
とが必要である。On the other hand, in order to change the energy of the X-ray source, if the energy of the electron beam is constant,
It is necessary to change the film thickness and the thin film interval of the multilayer film target 3.
【0008】しかしながら、Be(ベリリウム)及びマ
イラ等の既製品を利用する場合には、任意の膜厚を選択
するのが難しいため、多層膜ターゲット3より得られる
X線のエネルギーに制限があった。However, when using ready-made products such as Be (beryllium) and mylar, it is difficult to select an arbitrary film thickness, so that the X-ray energy obtained from the multilayer film target 3 is limited. .
【0009】本発明は、上記実情に鑑みてなされたもの
であり、多層膜ターゲットの構造が簡単で、且つ任意の
膜厚及び膜厚間隔を選択することで強力なエネルギーを
持つX線を発生させることができるX線発生装置を提供
することを目的とする。The present invention has been made in view of the above circumstances, and the structure of a multilayer film target is simple, and X-rays having strong energy are generated by selecting arbitrary film thicknesses and film thickness intervals. It is an object of the present invention to provide an X-ray generation device capable of performing the above.
【0010】[0010]
【課題を解決するための手段】従って、まず、上記目的
を達成するために請求項1に係る発明によれば、電子ビ
ームを多層膜ターゲットに入射して多重干渉X線を発生
させるX線発生装置において、前記多層膜ターゲット
は、前記電子ビームの通過領域となる薄膜部の膜厚を通
過領域となる部分以外の膜厚よりも薄く形成されたシリ
コンウエハー等の複数の薄膜を前記薄膜の膜厚の厚い部
分をスペーサとして積層することにより構成したことを
特徴とする。Therefore, first, in order to achieve the above object, according to the invention of claim 1, an X-ray generator for injecting an electron beam into a multilayer film target to generate multiple interference X-rays is generated. In the apparatus, the multi-layered film target includes a plurality of thin films such as a silicon wafer in which the film thickness of a thin film part serving as the electron beam passage region is thinner than the film thickness other than the part serving as the passage region. It is characterized in that it is configured by stacking thick portions as spacers.
【0011】また、請求項2に係る発明によれば、請求
項1記載のX線発生装置において、前記多層膜ターゲッ
トを構成する前記薄膜は結晶構造をなし、前記電子ビー
ムの入射方向に対して前記薄膜の薄膜部結晶面が所定の
角度をなすよう前記多層膜ターゲットを配置することを
特徴とする。According to a second aspect of the present invention, in the X-ray generator according to the first aspect, the thin film forming the multilayer film target has a crystalline structure, and the thin film in the incident direction of the electron beam. It is characterized in that the multilayer film target is arranged such that a crystal plane of a thin film portion of the thin film forms a predetermined angle.
【0012】さらに、請求項3に係る発明によれば、請
求項1又は請求項2記載のX線発生装置において、前記
複数枚の薄膜の膜厚の厚い部分に薄膜部から外部に抜け
る少なくとも1つの切り欠き溝を設けたことを特徴とす
る。Further, according to the invention of claim 3, in the X-ray generator according to claim 1 or 2, at least one of the thin films of the plurality of thin films is exposed to the outside from the thin film part. It is characterized by having two notches.
【0013】さらに、請求項4に係る発明によれば、電
子ビームを多層膜ターゲットに入射して多重干渉X線を
発生させるX線発生装置において、各々が前記電子ビー
ムの通過領域となる薄膜部の膜厚を通過領域となる部分
以外の膜厚よりも薄く形成されたシリコンウエハー等の
複数の薄膜を前記薄膜の膜厚の厚い部分をスペーサとし
て積層することにより構成され、且つ所定の電子エネル
ギーに対してそれぞれ異なるエネルギーのX線を発生さ
せ、この発生したX線が多重干渉するように前記薄膜部
の膜厚及び前記薄膜部相互間の間隔が決定された複数の
多層膜ターゲットと、前記複数の多層膜ターゲットの内
任意の1つの多層膜ターゲットを前記電子ビームの進行
路途上に配置するよう切り替える切替手段と、を備えた
ことを特徴とする。Further, according to the invention of claim 4, in the X-ray generator for injecting the electron beam to the multilayer film target to generate the multiple interference X-rays, each thin film portion becomes a passing region of the electron beam. Is formed by stacking a plurality of thin films, such as silicon wafers, which are formed to have a thickness smaller than that of a portion other than a portion serving as a passage region, and a portion having a large thickness of the thin films is stacked as a spacer, and a predetermined electron energy A plurality of multi-layered film targets in which the film thicknesses of the thin film parts and the intervals between the thin film parts are determined so that the generated x-rays cause multiple interference. Switching means for switching any one of the plurality of multilayer film targets so as to be arranged on the way of the electron beam traveling.
【0014】[0014]
【作用】請求項1に係る発明によれば、薄膜部を形成し
たシリコンウエハー等の薄膜を膜厚の厚い部分をスペー
サとして複数枚積層することにより多層膜ターゲットを
構成するので、構造が簡単なX線発生装置を提供するこ
とができる。According to the first aspect of the invention, since the multilayer film target is constructed by laminating a plurality of thin films such as a silicon wafer having a thin film portion as spacers having a large film thickness, the structure is simple. An X-ray generator can be provided.
【0015】請求項2に係る発明によれば、電子ビーム
の入射方向に対して薄膜の薄膜部の結晶面が所定の角度
をなすよう多層膜ターゲットを配置するので、薄膜の境
界面から発生する遷移放射X線を、電子ビームの方向に
対して比較的大きな角度方向に取り出すことが可能とな
る。According to the second aspect of the invention, since the multilayer film target is arranged so that the crystal plane of the thin film portion of the thin film forms a predetermined angle with respect to the incident direction of the electron beam, it occurs from the boundary surface of the thin films. It becomes possible to extract the transition radiation X-rays in a relatively large angle direction with respect to the direction of the electron beam.
【0016】請求項3に係る発明によれば、請求項1又
は請求項2記載のX線発生装置において、複数枚の薄膜
の膜厚の厚い部分に薄膜部から外部にかけて抜ける少な
くとも1つの切り欠き溝を設けたので、薄膜間の排気が
速やかになり、その結果、薄膜間の圧力差がなくなり薄
膜間の間隔を均一にすることが可能となる。According to the invention of claim 3, in the X-ray generator according to claim 1 or 2, at least one notch cut out from the thin film portion to the outside in the thick portion of the plurality of thin films. Since the grooves are provided, the gas between the thin films can be quickly exhausted, and as a result, the pressure difference between the thin films can be eliminated and the intervals between the thin films can be made uniform.
【0017】請求項4に係る発明によれば、切替手段に
よって、所定の電子エネルギーに対して異なるエネルギ
ーのX線を発生させる複数の多層膜ターゲットの内の1
つの多層膜ターゲットに切り替えるので、エネルギー可
変のX線を発生させることができるX線発生装置を提供
することができる。According to the fourth aspect of the present invention, one of the plurality of multilayer film targets for generating X-rays of different energies for a predetermined electron energy by the switching means.
By switching to one multilayer film target, it is possible to provide an X-ray generator capable of generating variable-energy X-rays.
【0018】[0018]
【実施例】以下、図面を参照して本発明の実施例につい
て説明する。 <第1の実施例>図1に、本発明の第1の実施例にかか
るX線発生装置の概略構成を示す。Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. <First Embodiment> FIG. 1 shows the schematic arrangement of an X-ray generator according to the first embodiment of the present invention.
【0019】同図に示すように、電子加速器11から発
生する電子ビーム12の進行路途上には、ターゲットホ
ルダ14に保持された多層膜ターゲット13が配置さ
れ、さらに、多層膜ターゲット13を通過した後の電子
ビーム12の進行路には、ビームダンプ16が設けられ
ている。As shown in the figure, a multilayer film target 13 held by a target holder 14 is arranged on the way of the electron beam 12 generated from the electron accelerator 11, and further passes through the multilayer film target 13. A beam dump 16 is provided on the subsequent traveling path of the electron beam 12.
【0020】上記多層膜ターゲット13は、図2
(a),(b)に示すように、シリコンウエハー等の矩
形状の薄膜21の中央部には、その外周側に膜厚の厚い
部分22、内部側に電子ビーム12が通過する膜厚の薄
い薄膜部23とが形成されている。The multilayer film target 13 is shown in FIG.
As shown in (a) and (b), a central portion of a rectangular thin film 21 such as a silicon wafer has a thicker portion 22 on the outer peripheral side and a thicker film 22 through which the electron beam 12 passes on the inner side. A thin thin film portion 23 is formed.
【0021】薄膜部23の厚さは、両面の境界面からの
遷移放射によるX線が干渉する条件により決定される。
多層膜ターゲット13は、この薄膜21を外周側の膜厚
の厚い部分をスペーサとして複数枚を積層することによ
り構成される。The thickness of the thin film portion 23 is determined by the conditions under which the X-rays due to the transition radiation from the boundary surfaces on both sides interfere with each other.
The multilayer film target 13 is configured by laminating a plurality of thin films 21 with the thick outer peripheral portion being a spacer.
【0022】従って、薄膜21間の間隔は、各薄膜21
の外周側の膜厚の厚い部分22と内部側の膜厚の薄い薄
膜部23との段差によって調整されることになる。この
値は、異なる薄膜間の遷移放射X線が干渉する条件によ
って決定される。Therefore, the distance between the thin films 21 is set to
It is adjusted by the step between the thick portion 22 on the outer peripheral side and the thin portion 23 on the inner side. This value is determined by the conditions under which transition radiation X-rays between different thin films interfere with each other.
【0023】次に、図3〜図9を参照して、図2に示し
た薄膜21の製造方法について説明する。薄膜21は、
両面鏡面研磨したシリコン(100)ウエハに異方性エ
ッチングで形状加工を施した後に、各素子を切り出すこ
とにより製造する。Next, a method of manufacturing the thin film 21 shown in FIG. 2 will be described with reference to FIGS. The thin film 21 is
A silicon (100) wafer that has been mirror-polished on both sides is shaped by anisotropic etching, and then each element is cut out to manufacture.
【0024】図3に、第1の薄膜作成方法の概略を説明
するための説明図を示す。 (1) まず、シリコンウエハ31上に薄膜部を形成す
る。 (2) ウエハ31を薄くする。FIG. 3 shows an explanatory view for explaining the outline of the first thin film forming method. (1) First, a thin film portion is formed on the silicon wafer 31. (2) The wafer 31 is thinned.
【0025】(3) ウエハ31から各素子32(薄膜
21)を切り出す。 次に、上記第1の薄膜作成方法の詳細を図4を参照して
説明する。 (a) 最初に、シリコンウエハ31を酸化してシリコ
ン酸化膜33を形成する。(3) Each element 32 (thin film 21) is cut out from the wafer 31. Next, details of the first thin film forming method will be described with reference to FIG. (A) First, the silicon wafer 31 is oxidized to form a silicon oxide film 33.
【0026】このシリコン酸化膜33は、異方性エッチ
ングの際のマスク層とするもので、形成方法は酸化に限
らず、CVDなど酸化シリコンの堆積層でもよい。ま
た、マスク材料はシリコン酸化膜とは限らない。例え
ば、異方性エッチャントして水酸化カリウム水溶液を用
いる場合は、酸化膜を厚くして対処することもあるが、
水酸化カリウム水溶液がシリコン酸化膜を比較的よく溶
かすので、水酸化カリウム水溶液に溶け難いシリコン窒
化膜を形成する場合が多い。また、この窒化膜は、金属
膜でもよい。The silicon oxide film 33 is used as a mask layer in anisotropic etching, and the forming method is not limited to oxidation, and a silicon oxide deposition layer such as CVD may be used. The mask material is not limited to the silicon oxide film. For example, when an aqueous solution of potassium hydroxide is used as an anisotropic etchant, the oxide film may be thickened to deal with it.
Since the potassium hydroxide aqueous solution dissolves the silicon oxide film relatively well, a silicon nitride film which is difficult to dissolve in the potassium hydroxide aqueous solution is often formed. The nitride film may be a metal film.
【0027】(b) 次に、薄膜形成のためのシリコン
酸化膜33のパターニングを行なう。 (c) パターニングされたウエハ31は、薄膜部形成
のためにシリコン異方性エッチャントで所定の深さまで
エッチングされる。(B) Next, the silicon oxide film 33 is patterned to form a thin film. (C) The patterned wafer 31 is etched to a predetermined depth with a silicon anisotropic etchant to form a thin film portion.
【0028】この異方性エッチャントとしては、エチレ
ンジアミン・ピロカテコール(EDP)水溶液、水酸化
カリウム(KOH)水溶液、水酸化テトラメチルアンモ
ニウム(TMAH)水溶液などが知られている。As this anisotropic etchant, an ethylenediamine / pyrocatechol (EDP) aqueous solution, a potassium hydroxide (KOH) aqueous solution, a tetramethylammonium hydroxide (TMAH) aqueous solution, etc. are known.
【0029】(d) 形状加工されたウエハ31は、シ
リコン酸化膜33を除去(このプロセスは省略可能)し
た後にもう一度酸化され、更に形状加工した面と反対側
の面のシリコン酸化膜が除去される。(D) The shape-processed wafer 31 is oxidized again after removing the silicon oxide film 33 (this process can be omitted), and the silicon oxide film on the surface opposite to the shape-processed surface is removed. It
【0030】(e) このウエハ31を、異方性エッチ
ングして、最終的な素子の素子厚まで薄くする。異方性
エッチングの特徴としてエッチングは(100)面に垂
直に均一に進行し、エッチング面は非常に滑らかにな
る。従って、エッチングで形成された薄膜は厚さが均一
で表面は非常に滑らかな鏡面になる。(E) This wafer 31 is anisotropically etched to reduce the thickness of the final element. As a characteristic of anisotropic etching, etching progresses uniformly in the direction perpendicular to the (100) plane, and the etched surface becomes very smooth. Therefore, the thin film formed by etching has a uniform thickness and has a very smooth mirror surface.
【0031】(f) 次に、薄くしたウエハ31の酸化
膜を除去する。 (g) 酸化膜を除去したウエハ31をダイシングして
各素子を切り離す。 以上の工程によって、多層膜ターゲットを構成する薄膜
32を得ることができる。(F) Next, the oxide film on the thinned wafer 31 is removed. (G) The wafer 31 from which the oxide film is removed is diced to separate each element. Through the above steps, the thin film 32 forming the multilayer film target can be obtained.
【0032】尚、工程(f)は、(g)の後に行なうこ
ともできる。この場合、酸化膜が付いている面だけであ
るが、ダイシング時のシリコン表面のダメージや汚れを
少なくできるメリットがある。The step (f) can be performed after the step (g). In this case, there is an advantage that damage and dirt on the silicon surface during dicing can be reduced, although it is only on the surface with the oxide film.
【0033】次に、図5を参照して、第2の薄膜作成方
法の概略を説明する。この第2の薄膜の作成方法は、 (1) まず、シリコンウエハ31を薄くする。Next, the outline of the second thin film forming method will be described with reference to FIG. The method of forming the second thin film is as follows: (1) First, the silicon wafer 31 is thinned.
【0034】(2) シリコンウエハ31に薄膜部を形
成する。 (3) ウエハ31から各素子を切り出す。 という工程からなる。(2) A thin film portion is formed on the silicon wafer 31. (3) Each element is cut out from the wafer 31. It consists of the process.
【0035】次に、図6を参照して、第2の薄膜作成方
法の詳細を説明する。 (a) まず、シリコンウエハ31を最終素子厚まで薄
くする。この工程は、ウエハ31を機械的に研磨しても
よく、また両面鏡面研磨したウエハ31を異方性エッチ
ングで薄くしてもよい。Next, the details of the second thin film forming method will be described with reference to FIG. (A) First, the silicon wafer 31 is thinned to the final element thickness. In this step, the wafer 31 may be mechanically polished, or the double-sided mirror-polished wafer 31 may be thinned by anisotropic etching.
【0036】(b) 薄くしたウエハ31を酸化してシ
リコン酸化膜を形成する。 (c) 薄膜部のパターニングを行なう。 (d) 異方性エッチングでシリコンをエッチングして
薄膜を形成する。(B) The thinned wafer 31 is oxidized to form a silicon oxide film. (C) Pattern the thin film portion. (D) Silicon is etched by anisotropic etching to form a thin film.
【0037】(e) 酸化膜を除去する。 (f) 最後に、ダイシングを行ない薄膜(シリコンタ
ーゲット素子)32を完成させる。(E) The oxide film is removed. (F) Finally, dicing is performed to complete the thin film (silicon target element) 32.
【0038】この第2の薄膜作成方法は、上述の第1の
薄膜作成方法と比較して、酸化回数が1回で工程数が少
ないというメリットがある。素子の厚さが薄くなってく
ると、ダイシング工程で素子が壊れる危険性も大きくな
り、また素子を形成したウエハも壊れ易く取扱いが難し
くなる。この危険性は、素子の切り離しをダイシングで
なく、エッチングで行なうことにすれば回避することが
できる。This second thin film forming method has an advantage that the number of times of oxidation is one and the number of steps is small as compared with the above-described first thin film forming method. As the element becomes thinner, the risk of the element breaking during the dicing process increases, and the wafer on which the element is formed is easily broken and becomes difficult to handle. This risk can be avoided by separating the elements by etching instead of dicing.
【0039】次に、エッチングによる素子の切り離しの
プロセスを図7を参照して説明する。 (1) 薄膜部を形成する。Next, the process of separating elements by etching will be described with reference to FIG. (1) A thin film portion is formed.
【0040】(2) 素子をウエハ31から切り離す部
分のエッチングを行なう。 (3) ウエハ31の反対側からエッチングを行なって
基板を薄くすると共に素子部分をウエハ31から切り離
す。(2) The part where the element is separated from the wafer 31 is etched. (3) The substrate is thinned by etching from the opposite side of the wafer 31, and the element portion is separated from the wafer 31.
【0041】このプロセスでは、ダイシングを行なわな
いので素子が壊れる危険性は少なくなるが、エッチング
で素子の切り離しを行なうので、図8に示すように、薄
膜41(シリコンターゲット素子)にエッチングでは完
全に切り離されないような梁状支持部42を形成し、エ
ッチング後にレーザで切り離したり、折り取る等の工夫
を施す。In this process, since dicing is not performed, there is less risk that the element will be broken. However, since the element is separated by etching, the thin film 41 (silicon target element) is completely etched by etching as shown in FIG. The beam-shaped support portion 42 is formed so as not to be separated, and after etching, it is cut off by a laser or broken off.
【0042】なお、図8(a)は薄膜41の平面図を示
し、図8(b)は薄膜41のBB断面図を示している。
上述のエッチングによる素子の切り離しのプロセスにお
いては、片側からエッチングをすることにより薄膜部を
形成していたが、図9に示すように、薄膜41の両側か
らエッチング加工してもよい。Incidentally, FIG. 8A shows a plan view of the thin film 41, and FIG. 8B shows a BB sectional view of the thin film 41.
In the process of separating the elements by etching as described above, the thin film portion was formed by etching from one side, but as shown in FIG. 9, etching processing may be performed from both sides of the thin film 41.
【0043】なお、上述の第1及び第2の薄膜作成方法
では、ウエハ上に複数個の薄膜を形成し、最後にダイシ
ングをすることにより各素子を切り離していたが、プロ
セスの最初に各薄膜の大きさにチップを切り出してか
ら、薄膜部形成の加工を行なうこと、或いは、上述の第
2の薄膜作成方法において、工程(2)と(3)を逆に
する、即ち、薄くしたウエハを各薄膜の大きさのチップ
に切り出してから薄膜形成の加工を行なうことも可能で
ある。In the above-described first and second thin film forming methods, a plurality of thin films are formed on the wafer, and each element is separated by dicing at the end. However, each thin film is formed at the beginning of the process. After cutting the chip to the size of, the thin film portion is processed, or in the second thin film forming method described above, steps (2) and (3) are reversed, that is, a thin wafer is formed. It is also possible to carry out the processing for thin film formation after cutting into chips of the size of each thin film.
【0044】このような工程を採用することによって生
ずるメリットは、素子切り離しの際の破壊の危険性が無
いということである。次に、上述のようなプロセスを経
て得た薄膜を複数枚積層することにより多層膜ターゲッ
トを製造する。The advantage of adopting such a process is that there is no risk of destruction at the time of element separation. Next, a multilayer film target is manufactured by stacking a plurality of thin films obtained through the above-described process.
【0045】シリコンターゲット素子である薄膜は、シ
リコン直接接着技術(例えば、応用物理学会誌 第56
巻 第3号(1987) pp.373〜376に記
載)を用いて貼り合わせることができる。シリコンター
ゲット素子は、ターゲットホルダに積層して固定する
が、単素子では薄く壊れ易いため、積層・固定の組立作
業は十分に注意して行なわなければならない。A thin film which is a silicon target element is formed by a direct silicon bonding technique (for example, Journal of Applied Physics, No. 56).
Volume 3 (1987) pp. 373 to 376). The silicon target element is stacked and fixed on the target holder, but a single element is thin and easily broken, so that the assembly work for stacking and fixing must be performed with great care.
【0046】そこで、予めシリコン直接接着技術を用い
て素子を積層して貼り合わせて積層一体化した積層ター
ゲットを作っておけば、積層一体化した素子は強度も大
きく、ターゲットホルダへの取付も容易で組立作業が楽
になる。Therefore, if the elements are laminated in advance by using the silicon direct bonding technique to make a laminated target in which the elements are laminated and integrated, the laminated and integrated element has high strength and can be easily attached to the target holder. Makes assembly work easier.
【0047】また、この技術の特徴は、接着剤無しに貼
り合わせることができるという点で、貼り合わせた後も
積層した場合と同じ大きさである。従って、この方法を
採用した場合にも、素子作製時の素子厚の変更や、貼り
合わせ時の素子間隔の調整等も不要というメリットがあ
る。Further, the feature of this technique is that it can be pasted without an adhesive, and has the same size as the case of stacking after pasting. Therefore, even when this method is adopted, there is an advantage that it is not necessary to change the element thickness at the time of manufacturing the element or to adjust the element interval at the time of bonding.
【0048】従来構造のターゲット素子は、直径が異な
る素子を組み合わせたものであるために、直径の異なる
素子を組み合わせの分だけ製造する必要があった。本実
施例による発明によれば、同じ構造の薄膜を積層するこ
とによりターゲット素子を構成するので、薄膜のたるみ
が少なく、且つ構造の簡単な多層膜ターゲットを提供す
ることができる。Since the target element having the conventional structure is a combination of elements having different diameters, it is necessary to manufacture the elements having different diameters by the number of combinations. According to the invention of the present embodiment, the target element is formed by stacking thin films having the same structure, so that it is possible to provide a multilayer film target having a simple structure and little sagging of the thin films.
【0049】また、製造する薄膜が一種類だけで済むと
いう製造上のメリットもある。さらに、半導体のシリコ
ンを用いているので、一度に多量の薄膜を作ることがで
きる。There is also a manufacturing advantage that only one kind of thin film needs to be manufactured. Furthermore, since semiconductor silicon is used, a large amount of thin film can be formed at one time.
【0050】さらに、薄膜21の膜厚や膜間隔の変更
は、シリコンのエッチング量を変えるだけで容易に対処
することができ、精度の良い素子を要求仕様に応じて容
易に製造することができる。Further, the change of the film thickness and the film interval of the thin film 21 can be easily dealt with only by changing the etching amount of silicon, and a highly accurate element can be easily manufactured according to the required specifications. .
【0051】さらに、多層膜ターゲット13の膜厚及び
間隔を所定の値に選択することができるので、所定の電
子エネルギーに対して任意のエネルギーのX線を多重干
渉させて強力なX線を発生させるX線発生装置を提供す
ることができる。 <第2の実施例>次に、図10及び図11を参照して、
本発明の第2の実施例にかかるX線発生装置について説
明する。Furthermore, since the film thickness and interval of the multilayer film target 13 can be selected to predetermined values, X-rays of arbitrary energy are multiply interfered with predetermined electron energy to generate strong X-rays. It is possible to provide an X-ray generating device. <Second Embodiment> Next, referring to FIG. 10 and FIG.
An X-ray generator according to the second embodiment of the present invention will be described.
【0052】図10は、本実施例のX線発生装置の多層
膜ターゲットの配置を示す図、図11(a)は、同実施
例の多層膜ターゲットを構成する薄膜の平面図、図11
(b)は、同実施例の多層膜ターゲットを構成する薄膜
の断面図を示す。この薄膜の製造方法は、上述の第1の
実施例において述べた方法と同様である。FIG. 10 is a view showing the arrangement of the multilayer film targets of the X-ray generator of this embodiment, and FIG. 11A is a plan view of the thin films constituting the multilayer film target of the embodiment.
(B) shows a cross-sectional view of a thin film constituting the multilayer film target of the example. The method of manufacturing this thin film is the same as the method described in the first embodiment.
【0053】なお、図1及び図2と同一部分には、同一
符号を付して説明する。すなわち、本実施例では、ター
ゲットホルダ14に固定されている多層膜ターゲット1
3を、電子ビーム12の入射方向に対して薄膜13の結
晶面が角度θBをなすように配置する。The same parts as those in FIGS. 1 and 2 are designated by the same reference numerals in the following description. That is, in this embodiment, the multilayer film target 1 fixed to the target holder 14 is
3 is arranged so that the crystal plane of the thin film 13 forms an angle θB with respect to the incident direction of the electron beam 12.
【0054】この角度θB は、単結晶(例えばシリコン
の(100) 面)に段差を付ける加工をして、所定の遷移放
射X線のエネルギーの結晶面(例えば、(011) 面)に対
するBragg条件により決定される。This angle θ B is a Bragg condition with respect to a crystal plane (for example, (011) plane) of a predetermined transition radiation X-ray energy obtained by processing a single crystal (for example, (100) plane of silicon) with a step. Determined by
【0055】多層膜ターゲット13から放射された遷移
放射X線は、上述のように、多重干渉の共鳴条件を満た
す膜厚及び間隔に配置されているため、Bragg条件
の角度に放出されたX線も多重干渉することになる。The transition radiation X-rays radiated from the multilayer film target 13 are arranged at the film thickness and the spacing satisfying the resonance condition of the multiple interference as described above, so that the X-rays emitted at the Bragg condition angle. Also causes multiple interference.
【0056】従って、このような構成を採用することに
よって、上述の第1の実施例の効果に加えて、更に、薄
膜21の境界面から発生する遷移放射X線を、電子ビー
ム12の方向に対して比較的大きな角度方向に取り出す
ことが可能となる。 <第3の実施例>次に、本発明の第3の実施例にかかる
X線発生装置について説明する。Therefore, by adopting such a structure, in addition to the effect of the first embodiment described above, transition radiation X-rays generated from the boundary surface of the thin film 21 are further directed in the direction of the electron beam 12. On the other hand, it is possible to take out in a relatively large angle direction. <Third Embodiment> Next, an X-ray generator according to a third embodiment of the present invention will be described.
【0057】本実施例と、上述の実施例と異なる点は、
図12に示すように、多層膜ターゲット13を構成する
薄膜21にある。なお、この薄膜の製造方法は、上述の
第1の実施例において述べた方法と同様である。The difference between this embodiment and the above embodiment is that
As shown in FIG. 12, the thin film 21 is included in the multilayer film target 13. The method for manufacturing this thin film is the same as the method described in the first embodiment.
【0058】すなわち、本実施例では、薄膜21の外周
側の膜厚の厚い部分に薄膜部から外部にかけて連通する
切り欠き溝51を設ける。このような構成を採用するこ
とによって、多層膜ターゲット13を真空中に置いた場
合に、この連通溝51によって、薄膜21間の排気が速
やかになり、その結果、薄膜21間の圧力差がなくなる
ため薄膜21の間隔を均一にすることが可能となる。 <第4の実施例>次に、図13を参照して、本発明の第
4の実施例にかかるX線発生装置について説明する。な
お、図1と同一部分には同一符号を付して説明する。That is, in the present embodiment, the notch groove 51 communicating from the thin film portion to the outside is provided in the thick film portion on the outer peripheral side of the thin film 21. By adopting such a configuration, when the multilayer film target 13 is placed in a vacuum, the communication groove 51 facilitates exhaustion between the thin films 21, and as a result, there is no pressure difference between the thin films 21. Therefore, it is possible to make the intervals of the thin films 21 uniform. <Fourth Embodiment> An X-ray generator according to the fourth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. The same parts as those in FIG. 1 will be described with the same reference numerals.
【0059】上述の実施例と本実施例との差異は、複数
の多層膜ターゲットを備えたターゲット交換装置を設け
たことにある。すなわち、図13に示すように、ターゲ
ットホルダ14に積層した後に固定された複数の多層膜
ターゲット13を有するターゲット交換装置61がビー
ム12の進行路途上に設けられている。The difference between the above embodiment and this embodiment is that a target exchanging device having a plurality of multilayer film targets is provided. That is, as shown in FIG. 13, a target exchanging device 61 having a plurality of multilayer film targets 13 fixed on the target holder 14 after being stacked on the target holder 14 is provided along the traveling path of the beam 12.
【0060】各々の多層膜ターゲット14は、所定の電
子エネルギーに対してそれぞれ異なるエネルギーのX線
を発生させ、この発生したX線が多重干渉するように膜
厚及び膜間隔が決定されている。Each multilayer film target 14 generates X-rays of different energies with respect to a predetermined electron energy, and the film thickness and film interval are determined so that the generated X-rays cause multiple interference.
【0061】ターゲット交換装置61は、この複数の多
層膜ターゲット13の内任意の1つの多層膜ターゲット
13を電子ビーム12の進行路途上に配置するよう切り
替える切替手段を有している。なお、この薄膜の製造方
法は、上述の第1の実施例において述べた方法と同様で
ある。The target exchanging device 61 has a switching means for switching any one of the plurality of multilayer film targets 13 so as to be arranged on the way of the electron beam 12 traveling. The method for manufacturing this thin film is the same as the method described in the first embodiment.
【0062】従って、あらかじめ必要なX線のエネルギ
ーに最適化した複数個の多層膜ターゲット13を交換装
置61の切替手段によって適宜切り替えて使用すること
ができるので、エネルギーが可変のX線を発生させるこ
とができる。Therefore, a plurality of multilayer film targets 13 optimized in advance for the required X-ray energy can be used by appropriately switching them by the switching means of the exchanging device 61, so that X-rays with variable energy can be generated. be able to.
【0063】[0063]
【発明の効果】以上詳記したように、本発明のX線発生
装置によれば、多層膜ターゲットの構造が簡単で、且つ
任意の膜厚及び膜厚間隔を選択することで強力なエネル
ギーを持つX線を発生させることができるX線発生装置
を提供することができる。As described above in detail, according to the X-ray generator of the present invention, the structure of the multilayer film target is simple, and strong energy can be obtained by selecting an arbitrary film thickness and film thickness interval. It is possible to provide an X-ray generator that can generate the X-rays that it has.
【図1】本発明の第1の実施例にかかるX線発生装置の
概略構成を示す図。FIG. 1 is a diagram showing a schematic configuration of an X-ray generator according to a first embodiment of the present invention.
【図2】同第1の実施例における多層膜ターゲットを構
成する薄膜の構成を示す図。FIG. 2 is a diagram showing a structure of a thin film forming the multilayer film target in the first embodiment.
【図3】同第1の実施例における第1の薄膜作成方法の
概略を説明する説明図。FIG. 3 is an explanatory view for explaining an outline of a first thin film forming method in the first embodiment.
【図4】同第1の実施例における第1の薄膜作成方法の
詳細を説明する説明図。FIG. 4 is an explanatory view illustrating details of a first thin film forming method in the first embodiment.
【図5】同第1の実施例における第2の薄膜作成方法の
概略を説明する説明図。FIG. 5 is an explanatory view illustrating an outline of a second thin film forming method in the first embodiment.
【図6】同第1の実施例における第2の薄膜作成方法の
詳細を説明する説明図。FIG. 6 is an explanatory view illustrating details of a second thin film forming method in the first embodiment.
【図7】同第1の実施例におけるエッチングによる素子
の切り離しのプロセスを説明する説明図。FIG. 7 is an explanatory diagram illustrating a process of separating elements by etching in the first embodiment.
【図8】同第1の実施例における薄膜の平面図及び断面
図。FIG. 8 is a plan view and a cross-sectional view of a thin film according to the first embodiment.
【図9】同第1の実施例における両側からエッチング加
工をした薄膜の断面図。FIG. 9 is a cross-sectional view of a thin film etched from both sides in the first embodiment.
【図10】本発明の第2の実施例にかかるX線発生装置
の構成を示す図。FIG. 10 is a diagram showing a configuration of an X-ray generator according to a second embodiment of the present invention.
【図11】同第2の実施例における多層膜ターゲットを
構成する薄膜の平面図及び断面図。11A and 11B are a plan view and a cross-sectional view of a thin film forming a multilayer film target according to the second embodiment.
【図12】本発明の第3の実施例にかかるX線発生装置
の薄膜の構成を示す図。FIG. 12 is a diagram showing a structure of a thin film of an X-ray generator according to a third embodiment of the present invention.
【図13】本発明の第4の実施例にかかるX線発生装置
の構成を示す図。FIG. 13 is a diagram showing a configuration of an X-ray generator according to a fourth embodiment of the present invention.
【図14】従来のX線発生装置の構成を示す図。FIG. 14 is a diagram showing a configuration of a conventional X-ray generator.
【図15】従来の多層薄膜ターゲットの構成を示す図。FIG. 15 is a diagram showing a configuration of a conventional multilayer thin film target.
11…電子加速器、12…電子ビーム、13…多層膜タ
ーゲット、14…ターゲットホルダ、15…X線、16
…ビームダンプ、21…薄膜、22…薄膜の膜厚の厚い
部分、23…薄膜部、31…シリコンウエハ、32…素
子、33…酸化膜、41…薄膜、42…梁状支持部、5
1…切り欠き溝、61…ターゲット交換装置。11 ... Electron accelerator, 12 ... Electron beam, 13 ... Multilayer film target, 14 ... Target holder, 15 ... X-ray, 16
... beam dump, 21 ... thin film, 22 ... thick part of thin film, 23 ... thin film part, 31 ... silicon wafer, 32 ... element, 33 ... oxide film, 41 ... thin film, 42 ... beam-like support part, 5
1 ... Notch groove, 61 ... Target exchange device.
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 関村 雅之 神奈川県川崎市幸区小向東芝町1番地 株 式会社東芝研究開発センター内 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (72) Inventor Masayuki Sekimura 1 Komukai Toshiba-cho, Sachi-ku, Kawasaki-shi, Kanagawa Incorporated Toshiba Research and Development Center
Claims (4)
て多重干渉X線を発生させるX線発生装置において、 前記多層膜ターゲットは、前記電子ビームの通過領域と
なる薄膜部の膜厚を通過領域となる部分以外の膜厚より
も薄く形成されたシリコンウエハー等の複数の薄膜を前
記薄膜の膜厚の厚い部分をスペーサとして積層すること
により構成したことを特徴とするX線発生装置。1. An X-ray generator for generating multiple interference X-rays by injecting an electron beam into a multilayer film target, wherein the multilayer film target has a film thickness of a thin film portion serving as a passage region of the electron beam. An X-ray generator characterized in that a plurality of thin films such as a silicon wafer formed thinner than the portions other than the portions to be formed are laminated by using the thick portions of the thin films as spacers.
膜は結晶構造をなし、前記電子ビームの入射方向に対し
て前記薄膜の薄膜部結晶面が所定の角度をなすよう前記
多層膜ターゲットを配置することを特徴とする請求項1
記載のX線発生装置。2. The thin film forming the multi-layered film target has a crystal structure, and the multi-layered film target is arranged so that a crystal plane of a thin film portion of the thin film forms a predetermined angle with respect to an incident direction of the electron beam. Claim 1 characterized by the above.
The described X-ray generator.
膜部から外部に抜ける少なくとも1つの切り欠き溝を設
けたことを特徴とする請求項1又は請求項2記載のX線
発生装置。3. The X-ray generator according to claim 1, wherein at least one notch groove that is pulled out from the thin film portion is provided in a thick portion of the plurality of thin films. .
て多重干渉X線を発生させるX線発生装置において、 各々が前記電子ビームの通過領域となる薄膜部の膜厚を
通過領域となる部分以外の膜厚よりも薄く形成されたシ
リコンウエハー等の複数の薄膜を前記薄膜の膜厚の厚い
部分をスペーサとして積層することにより構成され、且
つ所定の電子エネルギーに対してそれぞれ異なるエネル
ギーのX線を発生させ、この発生したX線が多重干渉す
るように前記薄膜部の膜厚及び前記薄膜部相互間の間隔
が決定された複数の多層膜ターゲットと、 前記複数の多層膜ターゲットの内任意の1つの多層膜タ
ーゲットを前記電子ビームの進行路途上に配置するよう
切り替える切替手段と、 を備えたことを特徴とするX線発生装置。4. An X-ray generator for generating multiple interference X-rays by injecting an electron beam into a multilayer film target, each of which has a film thickness of a thin film part which is a passing region of the electron beam except a part which is a passing region. Is formed by laminating a plurality of thin films such as silicon wafers, which are formed to be thinner than the film thickness, as spacers having thick film thicknesses, and X-rays having different energies for predetermined electron energies are generated. A plurality of multilayer film targets in which the film thickness of the thin film portion and the distance between the thin film portions are determined so that the generated X-rays cause multiple interference, and any one of the plurality of multilayer film targets An X-ray generation device comprising: a switching unit that switches one multilayer film target so as to be disposed on the way of the electron beam.
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