特開 2019-164027 Ｘ線回折装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】特開2019-164027(P2019-164027A)

(43)【公開日】2019年9月26日

(54)【発明の名称】Ｘ線回折装置

(51)【国際特許分類】

   G01N 23/20008 20180101AFI20190830BHJP

   G01N 23/207 20180101ALI20190830BHJP

【ＦＩ】

   G01N23/20008

   G01N23/207

【審査請求】未請求

【請求項の数】5

【出願形態】ＯＬ

【全頁数】11

(21)【出願番号】特願2018-52056(P2018-52056)

(22)【出願日】2018年3月20日

(71)【出願人】

【識別番号】000250339

【氏名又は名称】株式会社リガク

(74)【代理人】

【識別番号】100114258

【弁理士】

【氏名又は名称】福地 武雄

(74)【代理人】

【識別番号】100125391

【弁理士】

【氏名又は名称】白川 洋一

(72)【発明者】

【氏名】刑部 剛

(72)【発明者】

【氏名】光永 徹

【テーマコード（参考）】

2G001

【Ｆターム（参考）】

2G001AA01

2G001BA18

2G001CA01

2G001EA07

2G001EA09

2G001PA12

2G001SA02

2G001SA07

(57)【要約】

【課題】ユーザの手間を省くとともに簡易な構成でミラーを使用する光学系とミラーを使用しない光学系の切り換えを可能にするＸ線回折装置を提供する。
【解決手段】Ｘ線ビームを生成するＸ線源１１０と、Ｘ線ビームを所定の発散角で通過させる第１の入射経路と、Ｘ線ビームを多層膜ミラーに反射させて、第１の入射経路を通過したＸ線ビームと平行に通過させる第２の入射経路と、それぞれの相対位置を維持しつつＸ線源１１０、第１の入射経路および第２の入射経路を所定の方向に移動させる移動機構と、試料に入射するＸ線ビームを通過させる入射スリット１６０と、入射スリット１６０に対して固定された位置で試料Ｓを支持する試料支持台１６５と、を備え、移動機構により、第１の入射経路または第２の入射経路を通過したＸ線ビームＲ１、Ｒ２のうち、入射スリット１６０を通過させるＸ線ビームを切り換える。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

Ｘ線ビームを生成するＸ線源と、
前記生成されたＸ線ビームを所定の発散角で通過させる第１の入射経路と、
前記生成されたＸ線ビームを多層膜ミラーに反射させて、前記第１の入射経路を通過したＸ線ビームと平行に通過させる第２の入射経路と、
それぞれの相対位置を維持しつつ前記Ｘ線源、前記第１の入射経路および前記第２の入射経路を所定の方向に移動させる移動機構と、
試料に入射するＸ線ビームを通過させる入射スリットと、
前記入射スリットに対して固定された位置で試料を支持する試料支持台と、を備え、
前記移動機構により、前記第１の入射経路または前記第２の入射経路を通過したＸ線ビームのうち、前記入射スリットを通過させるＸ線ビームを切り換えることを特徴とするＸ線回折装置。

【請求項2】

前記第１の入射経路は、前記生成されたＸ線ビームを所定の発散角に絞る第１のアパーチャ開口および前記第１のアパーチャ開口を通過したＸ線ビームを選択する第１の選択スリット開口で形成され、
前記第２の入射経路は、前記生成されたＸ線ビームを前記多層膜ミラーに向けて絞る第２のアパーチャ開口、前記多層膜ミラーおよび前記多層膜ミラーで反射されたＸ線ビームを選択する第２の選択スリット開口で形成されることを特徴とする請求項１記載のＸ線回折装置。

【請求項3】

前記多層膜ミラーは、前記生成されたＸ線ビームを平行ビーム、集光ビームまたは発散ビームに整形するものであることを特徴とする請求項１または請求項２記載のＸ線回折装置。

【請求項4】

前記入射スリットを通過したＸ線ビームを絞るコリメータを、前記入射スリットに対して固定された姿勢で保持するコリメータホルダを更に備えることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれかに記載のＸ線回折装置。

【請求項5】

前記移動機構は、前記入射スリットを通過させるＸ線ビームを切り換える指示を受けたときに、前記Ｘ線源、前記第１の入射経路および前記第２の入射経路を移動させる電動軸を有することを特徴とする請求項１から請求項４のいずれかに記載のＸ線回折装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、試料に照射するＸ線ビームを切り換えることができるＸ線回折装置に関する。

【背景技術】

【0002】

Ｘ線回折装置の入射光学系には、ミラーを使用する光学系とミラーを使用しない光学系があり、それぞれの特長を生かしたアプリケーションが知られている。そして、近年、in-situ測定等で光学系を迅速に切り換えて連続で測定するニーズが増えており、これに対しては、いわゆるＣＢＯ（クロスビームオプティクス）が開発されている（例えば特許文献１参照）。ＣＢＯとは、ミラーを使用するためにＸ線を取り込む窓とミラーを使用しないでＸ線を試料に導く窓との２つの光路を備え、片方の光路を遮ってもう一方を通す選択スリットを使用するビーム切換機構である。

【0003】

図５（ａ）〜（ｃ）は、それぞれＣＢＯによる従来の入射光学系を示す模式図である。図５（ａ）に示すように、ＣＢＯを用いれば、ミラー９３５を使用しないＸ線ビームｒ１とミラー９３５を使用するＸ線ビームｒ２とを切り換えて試料Ｓに照射できる。具体的には、図５（ｂ）、（ｃ）に示すように、２種類の選択スリット９４１、９４２を変更することで、一方のＸ線ビームを遮断し、他方を通過させることができる。なお、図５（ｂ）、（ｃ）では、機構を単純化して選択スリット９４１、９４２を強調している。

【0004】

図６は、コリメータを用いた場合のＣＢＯによる従来の入射光学系を示す模式図である。ＣＢＯによる入射光学系でコリメータを用いる場合には、Ｘ線ビームｒ１のためのコリメータ９９１とＸ線ビームｒ２のためのコリメータ９９２のそれぞれの位置および方向が異なる。したがって、コリメータ９９１、９９２それぞれを支持する２つのコリメータホルダが必要となる。

【0005】

このようなＣＢＯを用いた装置以外にも、光学ユニットの回転動作により入射光学系を選択する装置、３系列のＸ線光路を複数の開口を有するスリット装置の回転により切り換える装置および３系列のＸ線光路をＸ線光学アセンブリのキャリッジを移動することで切り換える装置が知られている（例えば特許文献２〜４参照）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0006】

【特許文献1】特許第３５４８５５６号公報

【特許文献2】米国特許出願公開第２００３／００４３９６５号明細書

【特許文献3】特許第３７５７１９９号公報

【特許文献4】特開２０１７−１５１０８２号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0007】

上記のＣＢＯのようなＸ線ビームの切り換え技術においては、ユーザが手作業でスリット交換することを前提としている。そして、仮に自動でスリットを変えるとしても選択スリットの位置および幅を変更するための電動軸を必要とし、複雑な構成を要してしまう。したがって、Ｘ線回折装置において２つの入射経路を介したＸ線ビームをユーザの手間をかけずに簡易な構成で可能にすることが求められている。

【0008】

本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、ユーザの手間を省くとともに簡易な構成でミラーを使用する光学系とミラーを使用しない光学系の切り換えを可能にするＸ線回折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】

【0009】

（１）上記の目的を達成するため、本発明のＸ線回折装置は、Ｘ線ビームを生成するＸ線源と、前記生成されたＸ線ビームを所定の発散角で通過させる第１の入射経路と、前記生成されたＸ線ビームを多層膜ミラーに反射させて、前記第１の入射経路を通過したＸ線ビームと平行に通過させる第２の入射経路と、それぞれの相対位置を維持しつつ前記Ｘ線源、前記第１の入射経路および前記第２の入射経路を所定の方向に移動させる移動機構と、試料に入射するＸ線ビームを通過させる入射スリットと、前記入射スリットに対して固定された位置で試料を支持する試料支持台と、を備え、前記移動機構により、前記第１の入射経路または前記第２の入射経路を通過したＸ線ビームのうち、前記入射スリットを通過させるＸ線ビームを切り換えることを特徴としている。

【0010】

このように、Ｘ線源、第１の入射経路および第２の入射経路を所定の方向に移動させることで、各経路を通過した互いに平行なＸ線ビームのいずれかを試料に照射している。その結果、ユーザの手間を省くとともに簡易な構成でミラーを使用する光学系とミラーを使用しない光学系の切り換えを可能にしている。

【0011】

（２）また、本発明のＸ線回折装置は、前記第１の入射経路が、前記生成されたＸ線ビームを所定の発散角に絞る第１のアパーチャ開口および前記第１のアパーチャ開口を通過したＸ線ビームを選択する第１の選択スリット開口で形成され、前記第２の入射経路が、前記生成されたＸ線ビームを前記多層膜ミラーに向けて絞る第２のアパーチャ開口、前記多層膜ミラーおよび前記多層膜ミラーで反射されたＸ線ビームを選択する第２の選択スリット開口で形成されることを特徴としている。

【0012】

このようにアパーチャ、多層膜ミラーおよび選択スリットで第１の入射経路と第２の入射経路を構成できる。また、試料位置で各ビームがクロスされるビームの切り換え装置（ＣＢＯ）に対してハードウェアの変更はアパーチャと選択スリットだけなので、ＣＢＯに対して低コストで変更が可能である。

【0013】

（３）また、本発明のＸ線回折装置は、前記多層膜ミラーが、前記生成されたＸ線ビームを平行ビーム、集光ビームまたは発散ビームに整形するものであることを特徴としている。これにより、第２の入射経路によるＸ線ビームとして、平行ビーム、集光ビームおよび発散ビームを利用できる。

【0014】

（４）また、本発明のＸ線回折装置は、前記入射スリットを通過したＸ線ビームを絞るコリメータを、前記入射スリットに対して固定された姿勢で保持するコリメータホルダを更に備えることを特徴としている。これにより、切り換える２つのＸ線ビームに対して１つのコリメータホルダを共用できる。

【0015】

（５）また、本発明のＸ線回折装置は、前記移動機構が、前記入射スリットを通過させるＸ線ビームを切り換える指示を受けたときに、前記Ｘ線源、前記第１の入射経路および前記第２の入射経路を移動させる電動軸を有することを特徴としている。

【0016】

このように指示を受けてＸ線ビームの切り換えが可能なので、ユーザが手作業でスリット交換することなく、電動軸の制御だけで入射光学系を自動切換できる。試料位置で各ビームがクロスされるビームの切り換え装置に対して、電動軸を新たに追加することなくビームの自動切換えが可能である。また、自動切換えが可能となるので、２つの入射光学系を自動で切り換えた連続測定もできる。

【発明の効果】

【0017】

本発明によれば、ユーザの手間を省くとともに簡易な構成でミラーを使用する光学系とミラーを使用しない光学系の切り換えを可能にする。

【図面の簡単な説明】

【0018】

【図1】本発明のＸ線回折装置の構成を示す平面図である。

【図2】（ａ）、（ｂ）第１および第２の入射経路のそれぞれを介したＸ線ビームを試料に照射した場合の入射光学系を示す模式図である。

【図3】（ａ）、（ｂ）コリメータを用いて第１および第２の入射経路のそれぞれを介したＸ線ビームを試料に照射した場合の入射光学系を示す模式図である。

【図4】Ｘ線回折システムを示すブロック図である。

【図5】（ａ）〜（ｃ）それぞれＣＢＯによる従来の入射光学系を示す模式図である。

【図6】コリメータを用いた場合のＣＢＯによる従来の入射光学系を示す模式図である。

【発明を実施するための形態】

【0019】

次に、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。説明の理解を容易にするため、各図面において同一の構成要素に対しては同一の参照番号を付し、重複する説明は省略する。

【0020】

［Ｘ線回折装置の構成］
図１は、Ｘ線回折装置１００の構成を示す平面図である。図１に示すように、Ｘ線回折装置１００は、Ｘ線源１１０、アパーチャ１２０、多層膜ミラー１３５、選択スリット１４０、入射スリット１６０、コリメータホルダ１６３、試料支持台１６５、受光スリット１８０およびＸ線検出器１９０を備えている。図１の例では、第１の入射経路を通過したＸ線ビームＲ１が試料Ｓに照射されている。入射経路の詳細は後述する。

【0021】

Ｘ線源１１０は、Ｘ線ビームを生成する。Ｘ線源１１０は、Ｘ線焦点として、Ｘ線管におけるターゲット上の電子線照射領域により形成され、Ｘ線の出射方向に垂直な方向に細長く延びている。Ｘ線源１１０と試料Ｓとの間には、Ｘ線源１１０の側から順に、アパーチャ１２０と、多層膜ミラー１３５と、選択スリット１４０と、入射スリット１６０が配置されている。

【0022】

アパーチャ１２０は、アパーチャスリット板で形成され、不要なＸ線が入射経路に入るのを防ぎ、散乱Ｘ線の影響を少なくしている。アパーチャ１２０には第１開口１２０ａ（第１のアパーチャ開口）と第２開口１２０ｂ（第２のアパーチャ開口）が形成されていて、第１開口１２０ａを通過したＸ線ビームは、所定の発散角で進む。一方、第２開口１２０ｂを通過したＸ線ビームは多層膜ミラー１３５の反射面で反射して整形されたビームとなる。アパーチャ１２０は多層膜ミラー１３５の端面にネジで固定されていて両者は一体化されていることが好ましい。なお、アパーチャ１２０はＸ線源１１０から近い位置にあるので、入射スリット１６０で規定されるＸ線ビームの一部がアパーチャ１２０で遮られることはない。

【0023】

多層膜ミラー１３５は、その種類に応じて、アパーチャ１２０の第２開口１２０ｂを通過したＸ線ビームを平行ビーム（ＰＢ）、集光ビーム（ＣＢ）または発散ビーム（ＤＢ）に整形する。配置された多層膜ミラー１３５の種類によって成形されるビームの種類が異なる。多層膜ミラー１３５の長手方向の中心は、Ｘ線源１１０を中心とした所定の半径の円の上にある。

【0024】

選択スリット１４０は、第１開口１４０ａ（第１の選択スリット開口）および第２開口１４０ｂ（第２の選択スリット開口）を有しており、各開口は、第１の入射経路を通過したＸ線ビームＲ１の方向と第２の入射経路を通過したＸ線ビームＲ２の方向が平行になる位置に配置されている。

【0025】

例えば、平行ビーム生成用の多層膜ミラー１３５の反射面は放物面の形状をしており、この放物面の焦点位置にＸ線焦点が来るように、多層膜ミラー１３５が配置されている。したがって、放物面で反射したＸ線ビームは平行ビームとなる。反射面は、重元素と軽元素を交互に積層した人工多層膜からなり、その積層周期は、放物面に沿って連続的に変化している。これにより、特定の波長のＸ線（この実施例ではＣｕＫα線）について、反射面上のすべての位置でブラッグの回折条件を満足する。この場合の多層膜ミラー１３５は特定波長のＸ線だけを選択的に反射して平行ビームとするので、モノクロメータである。

【0026】

例えば、集中法と平行ビーム法を切り換え可能にするには、多層膜ミラー１３５で反射した平行ビーム法によるＸ線ビームＲ２が集中法によるＸ線ビームＲ１と平行方向に出射されるように多層膜ミラー１３５を位置決めする必要がある。多層膜ミラー１３５はＣｕＫα線用に設計されたもので、多層膜ミラー１３５の長手方向の中心（多層膜ミラー１３５の中心）から所定の距離のところに放物面の焦点がある。したがって、Ｘ線焦点から所定の距離のところに多層膜ミラー１３５の中心が来るように放物面ミラーを配置すればよい。

【0027】

入射スリット１６０は、一つの開口１６０ａを有し、試料Ｓに入射するＸ線ビームを通過させる。コリメータホルダ１６３は、入射スリット１６０を通過したＸ線ビームを絞るコリメータを、入射スリット１６０に対して固定された姿勢で保持する。これにより、切り換える２つのビームに対して１つのコリメータホルダ１６３を共用できる。

【0028】

入射光学系支持台１０５には、Ｘ線源１１０、アパーチャ１２０、多層膜ミラー１３５、選択スリット１４０、入射スリット１６０が搭載されている。このうち、Ｘ線源１１０、アパーチャ１２０、多層膜ミラー１３５および選択スリット１４０は移動ユニット１５０を構成しており、移動機構により移動ユニット１５０ごと各部の相対位置を維持したまま移動が可能である。集中法と平行ビーム法とを切り換えても、移動ユニット１５０の各部の相対的な位置関係は不変であり、入射スリット１６０と試料Ｓの中心との相対的な位置関係も不変である。

【0029】

移動機構は、入射スリット１６０を通過させるＸ線ビームを切り換える指示を受けたときに、Ｘ線源１１０、第１の入射経路および第２の入射経路を移動させる電動軸を有する。そして、それぞれの相対位置を維持しつつＸ線源１１０、第１の入射経路および第２の入射経路を所定の方向に移動させる。

【0030】

このように指示を受けてＸ線ビームの切り換えが可能なので、ユーザが手作業でスリット交換することなく、電動軸の制御だけで入射光学系を自動切換し、連続測定できる。試料位置で各ビームがクロスされるビームの切り換え装置に対して、電動軸を新たに追加することなくビームの自動切換えが可能である。また、自動切換えが可能となるので、２つの入射光学系を自動で切り換えた連続測定もできる。また、入射スリット１６０の前段に設置可能なチャンネルカット結晶をそのまま活かせる。

【0031】

入射光学系支持台１０５はゴニオメータの回転中心の回りを回転でき、検出器支持台１７５もゴニオメータの回転中心の回りを回転できる。集中法の測定をするときは、試料Ｓを静止したままで、入射光学系支持台１０５と検出器支持台１７５を互いに逆方向に同じ角速度で回転させて、回折パターンを測定できる。

【0032】

ゴニオメータの回転半径を半径とする集中円の上に、受光スリット１８０とＸ線源１１０とが配置されている。試料支持台１６５は、入射スリット１６０に対して固定された位置で、台上に試料Ｓを載せて支持しており、ゴニオメータの回転中心の回りを回転できる。試料Ｓは、基本的にＸ線ビームの切り換えに応じて適宜切り換えられるが、同一の試料Ｓを切り換えたＸ線で測定してもよい。受光スリット１８０とＸ線検出器１９０は検出器支持台１７５に載置され、検出器支持台１７５もゴニオメータの回転中心の回りを回転できる。

【0033】

Ｘ線回折装置１００は、移動機構を用いて集中法の入射経路と平行ビーム法の入射経路の開放と遮断を切り換えるので、経路の切り換えに伴って選択スリットの変更の必要がなく、集中法と平行ビーム法とを自動で切り換えることができる。また、平行ビーム法では放物面多層膜ミラーを用いることができ、その場合には高分解能で強度の大きな平行ビームが得られる。

【0034】

多層膜ミラー１３５の中心が円（Ｘ線焦点を中心とする半径上記所定の距離の円）の上に位置する限り、多層膜ミラー１３５をどこに置いても、多層膜ミラー１３５によって平行ビームが得られる。

【0035】

（入射光学系）
図２（ａ）、（ｂ）は、第１および第２の入射経路のそれぞれを介したＸ線ビームを試料Ｓに照射した場合の入射光学系を示す模式図である。

【0036】

第１の入射経路（集中法の経路）は、生成されたＸ線ビームを所定の発散角で通過させる。第１の入射経路は、生成されたＸ線ビームを所定の発散角に絞るアパーチャ１２０の第１開口１２０ａおよびその第１開口１２０ａを通過したＸ線ビームを選択する選択スリット１４０の第１開口１４０ａで形成されている。

【0037】

第２の入射経路（例えば平行ビーム法の経路）は、生成されたＸ線ビームを多層膜ミラー１３５に反射させて、第１の入射経路を通過したＸ線ビームＲ１と平行に通過させる。第２の入射経路は、生成されたＸ線ビームを多層膜ミラー１３５に向けて絞るアパーチャ１２０の第２開口１２０ｂ、多層膜ミラー１３５および多層膜ミラー１３５で反射されたＸ線ビームを選択する選択スリット１４０の第２開口１４０ｂで形成されている。

【0038】

このようにアパーチャ１２０、多層膜ミラー１３５および選択スリット１４０で第１の入射経路と第２の入射経路を構成できる。また、試料位置で各ビームがクロスされるビームの切り換え装置（ＣＢＯ）が使用されている場合には、この装置をベースにハードウェアの面ではアパーチャ１２０と選択スリット１４０だけ変更すればよいので、低コストで対応できる。

【0039】

Ｘ線回折装置１００は、移動機構により、第１の入射経路または第２の入射経路を通過したＸ線ビームＲ１、Ｒ２のうち、入射スリット１６０を通過させるＸ線ビームを切り換える。このように、Ｘ線源１１０、第１の入射経路および第２の入射経路を所定の方向に移動させることで、各経路を通過した互いに平行なＸ線ビームのいずれかを試料Ｓに照射している。その結果、ユーザの手間を省くとともに簡易な構成でミラーを使用する光学系とミラーを使用しない光学系の切り換えを可能にしている。

【0040】

［Ｘ線回折システムの構成］
上記のＸ線回折装置１００は、ＰＣ等の処理装置により操作およびデータ読み取りが可能になっている。図４は、Ｘ線回折システム１０を示すブロック図である。Ｘ線回折システム１０は、処理装置５０およびＸ線回折装置１００で構成されている。図４に示すように、処理装置５０は、プロセッサ６０およびメモリ７０を備え、キーボード等の操作部からの入力を受け付け、ディスプレイ等へ読み取ったデータやその処理結果を出力できる。

【0041】

処理装置５０は、有線または無線によりＸ線回折装置１００に接続されている。処理装置５０は、Ｘ線源１１０に対するＸ線発生の制御、ゴニオメータ１７０の駆動およびＸ線検出器１９０に対するＸ線検出データの読み取りが可能になっている。また、処理装置５０は、操作または何らかの処理の結果を受け、移動機構１５５に指示を与えて移動ユニット１５０を移動させ、Ｘ線ビームの切り換えを自動で行なうことができる。

【0042】

［Ｘ線回折装置の使用方法］
次に、このＸ線回折装置１００の使用方法を説明する。一例として、集中法と平行ビーム法とで切り換える場合を説明する。

【0043】

（セッティング）
まず、入射光学系のセッティングを行なう。Ｘ線源１１０と多層膜ミラー１３５は共通の調整台の上に載っている。多層膜ミラー１３５とＸ線源１１０の相対位置関係は、あらかじめ所定の設計上の位置に位置決めしておく。アパーチャ１２０、多層膜ミラー１３５および選択スリット１４０は、集光ビーム法のＸ線ビームと平行ビーム法のＸ線ビームが互いに平行になるように設定される。

【0044】

多層膜ミラー１３５は、その入射Ｘ線に対する出射Ｘ線のなす角度が特定の角度δになるように設計されている。この角度δは、多層膜ミラー１３５の反射面でＸ線が回折するときのブラッグ角θＭの２倍に等しい。多層膜ミラー１３５はＣｕＫα線を使うように設計されている。

【0045】

多層膜ミラー１３５からの平行ビームが集中法によるＸ線ビームと平行方向に出射されるようにするには、例えばアパーチャ１２０の第１開口１２０ａと選択スリット１４０の第１開口１４０ａとで設定されるＸ線ビームの方向と、アパーチャ１２０の第２開口１２０ｂで設定されるＸ線ビームの方向とのなす角がδになるように設定すればよい。

【0046】

（集中法）
次に、集中法によるＸ線回折測定を説明する。図２（ａ）に示す配置では、Ｘ線源１１０から出射されたＸ線のうち、アパーチャ１２０の第１開口１２０ａを通過するＸ線ビームは、選択スリット１４０の第１開口１４０ａを通過してから、入射スリット１６０で所定の発散角に制限されて、試料Ｓに入射する。

【0047】

図２（ａ）に示す例では、集中法用のＸ線ビームだけが入射スリット１６０の開口を通過する位置に移動ユニット１５０が配置されている。これにより、集中法で試料ＳのＸ線回折測定ができる。このＸ線ビームは入射スリット１６０で所定の発散角に制限されてから、試料Ｓの表面に入射する。

【0048】

一方、アパーチャ１２０の第２開口１２０ｂを通過したＸ線ビームは多層膜ミラー１３５で反射する。しかし、そこから出射される平行ビームは入射スリット１６０で遮られて試料Ｓには到達しない。

【0049】

試料Ｓからの回折Ｘ線は、受光スリット１８０を通過してＸ線検出器１９０で検出される。その際、入射光学系支持台１０５と検出器支持台１７５を互いに逆方向に同じ角速度で連動して回転することで、Ｘ線回折パターンが得られる。

【0050】

（平行ビーム法）
集中法から平行ビーム法に切り換えるには、第２の入射経路を通過したＸ線ビームが入射スリット１６０の開口１６０ａを通る位置まで移動ユニット１５０を移動させる。図２（ｂ）に示すように、平行ビーム法用のＸ線ビームは、アパーチャ１２０の第２開口１２０ｂを通過し、多層膜ミラー１３５で反射して平行ビームとなる。この平行ビームだけが入射スリット１６０の開口１６０ａを通過する。一方、集中法用のＸ線ビームは入射スリット１６０に遮られる。入射スリット１６０については、入射スリット１６０の開口１６０ａから試料Ｓまでの経路が、第１または第２の入射経路を経たＸ線ビームＲ１、Ｒ２に平行になるように設定しておく。

【0051】

この場合、これで集中法から平行ビーム法への切り換えが完了する。すなわち、入射スリット１６０および試料Ｓの中心位置を動かさずに、Ｘ線源１１０、アパーチャ１２０、選択スリット１４０を動かすだけで、集中法から平行ビーム法への切り換えが完了する。光学系のセッティングをやり直す必要はない。集中法から平行ビーム法に切り換えるときに、移動ユニット１５０は各部の相対位置を維持したまま自動で駆動でき、入射スリット１６０と試料支持台１６５は固定されているので、最初に設定したセッティング状態が崩れることがない。なお、平行ビーム法から集中法への切り換えの移動方向が逆になり、その他は同様である。

【0052】

平行ビーム法でＸ線回折測定をするには、受光スリット１８０の開口幅を非常に広くするのが好ましい。また、検出するＸ線強度を高めるために、Ｘ線検出器１９０は試料Ｓに近づけるのが好ましい。したがって、Ｘ線検出器１９０は検出器支持台１７５の長手方向にスライドできるようにするのが好ましい。

【0053】

（コリメータ使用時）
コリメータを利用する場合について説明する。図３（ａ）、（ｂ）は、コリメータ１６４を用いて第１および第２の入射経路のそれぞれを介したＸ線ビームを試料に照射した場合の入射光学系を示す模式図である。図３（ａ）、（ｂ）に示すように、コリメータホルダは、入射スリットに対してコリメータ１６４を固定された姿勢で保持しており、Ｘ線ビームの切り換えに対して一つのコリメータホルダがあれば十分である。なお、入射スリット１６０の前段にチャネルカットモノクロメータを設置して用いてもよい。

【符号の説明】

【0054】

１０ Ｘ線回折システム
５０ 処理装置
６０ プロセッサ
７０ メモリ
１００ Ｘ線回折装置
１０５ 入射光学系支持台
１１０ Ｘ線源
１２０ アパーチャ
１２０ａ アパーチャの第１開口
１２０ｂ アパーチャの第２開口
１３５ 多層膜ミラー
１４０ 選択スリット
１４０ａ 選択スリットの第１開口
１４０ｂ 選択スリットの第２開口
１５０ 移動ユニット
１５５ 移動機構
１６０ 入射スリット
１６０ａ 入射スリットの開口
１６３ コリメータホルダ
１６４ コリメータ
１６５ 試料支持台
１７０ ゴニオメータ
１７５ 検出器支持台
１８０ 受光スリット
１９０ Ｘ線検出器
Ｒ１ Ｘ線ビーム
Ｒ２ Ｘ線ビーム
Ｓ 試料

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】