特許 7314068 撮像装置、画像生成装置及び撮像方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2023-07-14

(45)【発行日】2023-07-25

(54)【発明の名称】撮像装置、画像生成装置及び撮像方法

(51)【国際特許分類】

   G21K 1/06 20060101AFI20230718BHJP

   G21K 1/00 20060101ALI20230718BHJP

   G01N 23/04 20180101ALI20230718BHJP

   G02B 17/00 20060101ALI20230718BHJP

【ＦＩ】

G21K1/06 M

G21K1/00 X

G01N23/04

G02B17/00

【請求項の数】 13

(21)【出願番号】P 2020010215

(22)【出願日】2020-01-24

(65)【公開番号】P2021117083

(43)【公開日】2021-08-10

【審査請求日】2022-09-08

(73)【特許権者】

【識別番号】318010018

【氏名又は名称】キオクシア株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110002147

【氏名又は名称】弁理士法人酒井国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】山根 武

【審査官】藤本 加代子

(56)【参考文献】

【文献】国際公開第２０１７／０５１８９０（ＷＯ，Ａ１）

【文献】特開２０１４－０１３１６９（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１７－０４４５５７（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０２０－００８３５３（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１３－２２１８７４（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平０８－２７１６９７（ＪＰ，Ａ）

【文献】米国特許出願公開第２００７／０１６５７７３（ＵＳ，Ａ１）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｇ２１Ｋ １／００

Ｇ２１Ｋ １／０６

Ｇ２１Ｋ ７／００

Ｇ０１Ｎ ２３／００－２３／２２７６

Ｇ０２Ｂ １７／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

試料に照射する撮像光を透過する開口と、
第１方向に延在するライン状の受光面を有するライン状センサを有する検出器と、
前記第１方向における前記撮像光の成分を集光し、前記受光面に第１の波面収差量で結像する第１結像素子と、
前記第１方向と直交する第２方向における前記撮像光の成分を集光し、前記受光面に前記第１の波面収差量より少ない第２の波面収差量で結像する第２結像素子と、
を備えた撮像装置。

【請求項2】

前記開口は、前記試料に照射する撮像光を円形状に制限する、
請求項１記載の撮像装置。

【請求項3】

前記ライン状センサの前記第１方向の長さは、前記試料に照射する撮像光の照射領域の前記第１方向の幅に相当する値に、前記第１の波面収差量によって発生する像拡がり量を加えた長さより大きい、
請求項１又は請求項２記載の撮像装置。

【請求項4】

前記第１結像素子は、反射面形状が、第１の楕円に沿って形成された第１楕円ミラーを含み、
前記第２結像素子は、一方の焦点が、前記第１の楕円の一方の焦点と略同一である双曲線に沿って形成された双曲ミラーと、前記双曲ミラーの検出器側に配置され、一方の焦点が該双曲線の他方の焦点と略同一であり、他方の焦点が前記第１の楕円の他方の焦点と略同一であり、かつ、前記第１の楕円と直交する第２の楕円に沿って形成された第２楕円ミラーと、を含む、
請求項１乃至請求項３のいずれか一項記載の撮像装置。

【請求項5】

前記第１結像素子は、反射面形状が、第１の楕円に沿って形成された第１楕円ミラーを含み、
前記第２結像素子は、一方の焦点が、前記第１の楕円の一方の焦点と略同一であり、かつ、前記第１の楕円と直交する第２の楕円に沿って反射面形状が形成された第２楕円ミラーと、前記第２楕円ミラーの検出器側に配置され、一方の焦点が前記第１の楕円の他方の焦点と略同一であり、他方の焦点が前記第２の楕円の他方の焦点と略同一である双曲線に沿って形成された双曲ミラーと、を含む、
請求項１乃至請求項３のいずれか一項記載の撮像装置。

【請求項6】

前記ライン状センサは、超伝導単一光子検出器を含む、
請求項１乃至請求項５のいずれか一項記載の撮像装置。

【請求項7】

前記ライン状センサは、一又は複数の画素を含む、
請求項１乃至請求項６のいずれか一項記載の撮像装置。

【請求項8】

前記検出器は、受光面を共通にして、並行配置された複数の前記ライン状センサを備えている、
請求項１乃至請求項７のいずれか一項記載の撮像装置。

【請求項9】

前記試料を保持するとともに、前記撮像光の光軸を回転軸として前記試料を回転させるステージを備えた、
請求項１乃至請求項８のいずれか一項記載の撮像装置。

【請求項10】

前記試料を保持するとともに、前記撮像光の光軸に垂直な平面に沿って前記試料を移動可能なステージと、
前記光軸に重心が一致する長方形状の開口と、
を備えた、
請求項１乃至請求項８のいずれか一項記載の撮像装置。

【請求項11】

前記撮像光は、Ｘ線を含む、
請求項１乃至請求項１０のいずれか一項記載の撮像装置。

【請求項12】

試料に撮像光を照射する光源と、
請求項１乃至請求項１１のいずれか一項記載の撮像装置と、
前記検出器の出力に基づいて、前記試料の画像再構成を行う画像再構成部と、
を備えた画像生成装置。

【請求項13】

試料に撮像光を照射させる過程と、
第１方向における前記撮像光の成分を集光し、前記第１方向に延在するライン状の受光面を有するライン状センサを有する検出器の前記受光面に、第１結像素子を介して第１の波面収差量で結像する過程と、
前記第１方向と直交する第２方向における前記撮像光の成分を集光し、前記受光面に、第２結像素子を介して前記第１の波面収差量より少ない第２の波面収差量で結像する過程と、
を備えた撮像方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明の実施形態は、撮像装置、画像生成装置及び撮像方法に関する。

【背景技術】

【0002】

ウェハを透過するＸ線による顕微鏡の光学系を実現するものとして、Ｘ方向とＹ方向のそれぞれに楕円ミラーと双曲ミラーを用いて収差を低減させる手法が知られている（例えば、特許文献１参照）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】特許第６４７８４３３号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

上記手法においては、ミラーの枚数が４枚必要であるため、ミラーの反射率（＜１００％）に起因して発生するエネルギー損失が大きいという課題があった。
さらに、光学系全体の長さに制限がある場合はミラーを配置するスペースが狭く、ミラーの長さを長くして開口数や視野を拡大することが困難であるという課題があった。
そこで、本発明の実施形態が解決する課題は、エネルギー損失を低減してコントラストの高い画像を得ることができるとともに、開口数や視野の拡大を図ることが可能な撮像装置、画像生成装置及び撮像方法を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0005】

上記課題を解決するため、実施形態の撮像装置は、試料に照射する撮像光の照射領域を円形状に制限する開口と、第１の方向に延在するライン状の受光面を有するライン状センサを有する検出器と、第１方向における撮像光の成分を集光し、受光面上に第１の波面収差量で結像する第１結像素子と、第１方向と直交する第２方向における撮像光の成分を集光し、受光面上に第１の波面収差量より少ない第２波面収差量で結像する第２結像素子と、を備える。

【図面の簡単な説明】

【0006】

【図1】図１は、第１実施形態の撮像装置の構成模式図である。

【図2】図２は、第１実施形態の撮像装置における結像素子の配置説明図である。

【図3】図３は、１次元検出器の原理回路構成図である。

【図4】図４は、超伝導ストリップにおけるＸ線光子の検出原理説明図である。

【図5】図５は、画像再構成の説明図である。

【図6】図６は、第１実施形態の変形例の説明図である。

【図7】図７は、第１実施形態の他の効果の説明図である。

【図8】図８は、第２実施形態の撮像装置の構成模式図である。

【図9】図９は、第２実施形態の変形例の撮像装置の構成模式図である。

【発明を実施するための形態】

【0007】

以下、図面を参照しながら本発明の実施形態を説明する。図面は、模式的または概念的なものであり、各図面の寸法および比率等は、必ずしも現実のものと同一であるとは限らない。図面において、同一符号は同一または相当部分を付してあり、重複した説明は必要に応じて行う。また、簡略化のために、同一または相当部分があっても符号を付さない場合もある。

【0008】

（１）第１実施形態
図１は、第１実施形態の撮像装置の構成模式図である。
撮像装置１００は、図１に示すように、光源１０１と、照明ミラー１０２と、開口１０３と、試料１０４を載置するステージ１０５と、第１楕円ミラー１０６と、双曲ミラー１０７と、第２楕円ミラー１０８と、１次元検出器１０９と、パーソナルコンピュータ１１０を備えている。

【0009】

上記構成において、第１楕円ミラー１０６は、第１結像素子として機能し、双曲ミラー１０７及び第２楕円ミラー１０８は、第２結像素子として機能する。

【0010】

また、開口１０３と、試料１０４を載置するステージ１０５と、第１楕円ミラー１０６と、双曲ミラー１０７と、第２楕円ミラー１０８と、１次元検出器１０９と、は、撮像装置として機能する。

【0011】

パーソナルコンピュータ１１０は、画像再構成部として機能する。
さらに光源１０１、照明ミラー１０２、撮像装置及び画像再構成部は、画像生成装置として機能する。

【0012】

第１実施形態の撮像装置１００の光源１０１としては、モリブデン等を材料とするターゲットに電子線を照射してＸ線を発生させるＸ線源が用いられる。
照明ミラー１０２は、光源１０１から発せられるＸ線を集光する。これによりＸ線は、開口１０３を透過して試料１０４に照射される。
照明ミラーとしてはモンテルミラーなど光源１０１から発せられたＸ線を集光させて試料１０４を照射できるものであれば構わない。

【0013】

開口１０３は、試料１０４にＸ線が照射される領域を円形状に形成するものであり、この領域の中心は光軸（＝主光線の透過位置）に一致する。
試料１０４は、本実施形態では、半導体デバイスが形成されたシリコンウェハとされており、試料１０４は、ＸＹＺ方向に移動でき光軸を中心に回転できる機構をもつステージ１０５上に載置される。

【0014】

図２は、第１実施形態の撮像装置における結像素子の配置説明図である。
第１結像素子として機能する第１楕円ミラー１０６は、反射凹面が楕円形状とされており、試料１０４を透過したＸ線を双曲ミラー１０７の反射面に導くとともに、試料１０４を透過したＸ線のＹ方向の成分を集光し、１次元検出器１０９の検出面（結像面）に結像させる。

【0015】

この場合において、第１楕円ミラー１０６の反射凹面は、図２（Ｂ）に示すように、一方の焦点がＦＳ１、他方の焦点がＦＳ２である楕円ＬＥＬ＿Ｙに沿った形状とされている。
さらに焦点ＦＳ１が試料１０４の面上、焦点ＦＳ２は１次元検出器１０９の検出面上にある。

【0016】

また、第２結像素子として機能する双曲ミラー１０７は、反射凹面が双曲線状とされており、後述する第２楕円ミラーと共働して、第１楕円ミラー１０６により反射されて導かれたＸ線のＸ方向の成分を集光し、１次元検出器１０９の検出面（結像面）に結像させる。

【0017】

この場合において、双曲ミラー１０７の反射凹面は、図２（Ａ）に示すように、一方の焦点が焦点ＦＳ１、他方の焦点が楕円ＬＥＬ＿Ｘの一方の焦点である焦点ＦＳ３と同一の位置（あるいは同一と見做せる略同一の位置）である双曲線ＬＨＹに沿った形状とされている。

【0018】

さらに、第２結像素子として機能する第２楕円ミラー１０８は、反射凹面が楕円形状とされており、双曲ミラー１０７により反射されて導かれたＸ線のＸ方向の成分を集光し、１次元検出器１０９の検出面（結像面）に結像させる。

【0019】

さらに第２楕円ミラー１０８の反射凹面は、図２（Ａ）に示すように、一方の焦点が双曲線ＬＨＹの焦点ＦＳ３、他方の焦点が楕円ＬＥＬ＿Ｙと同一（あるいは同一と見做せる略同一）の焦点ＦＳ２であり、楕円ＬＥＬ＿Ｙに直交する楕円ＬＥＬ＿Ｘに沿った形状とされている。

【0020】

上記構成において、第２結像素子として機能する双曲ミラー１０７及び第２楕円ミラー１０８は、共働して、Ｘ線のＸ方向の波面収差を低減するように機能している。具体的には、Ｘ方向のＲＭＳ波面収差の値が０．０８×λ（λは波長）以下になるように楕円ＬＥＬ＿Ｘの形状と双曲線ＬＨＹの形状が決定されている。

【0021】

１次元検出器１０９は、本第１実施形態では、Ｙ方向のライン状の画素がＸ方向に等間隔に配列されている検出器である。１次元検出器１０９を構成する検出器としては、例えば、超伝導ストリップ（超伝導単一光子検出器）が複数配置された超伝導ストリップ検出器が挙げられる。

【0022】

具体的には、１次元検出器１０９は、Ｙ方向に沿って互いに平行、かつ、等間隔に配置された、複数の超伝導ストリップ（超伝導単一光子検出器）１２０を備えている。
この場合において、超伝導ストリップ１２０の幅および厚さは２００ｎｍ以下である。その理由は、超伝導ストリップ１２０の断面積を超伝導領域の分断が発生する程度に小さくするためである。

【0023】

超伝導ストリップ１２０の材料は、公知のものから適宜選択することが可能であるが、タンタルを含む材料のようにＸ線の吸収率が高いものほどＸ線光子の検出効率は高くなる。また、本第１実施形態では、超伝導ストリップ１２０の数は７本としているが、その本数は１～６本あるいは８本以上でも構わない。

【0024】

図３は、１次元検出器の原理回路構成図である。
１次元検出器１０９は、図３に示すように、一端が接地された超伝導ストリップ１２０の他端に接続され、超伝導ストリップ１２０にバイアス電流Ｉｂを供給する電流源１２１と、超伝導ストリップ１２０で発生した電気信号を増幅する増幅器１２２と、増幅器１２２の出力信号に基づいてＸ線光子の検出時に検出されるパルス状の電気信号のカウントを行う計測器１２３と、を備えている。

【0025】

なお、電流源１２１、増幅器１２２及び計測器１２３は、１次元検出器１０９の外部に設けるようにすることが可能である。例えば、電流源１２１、増幅器１２２及び計測器１２３をパーソナルコンピュータ１１０内に設けるように構成することも可能である。

【0026】

ここで、超伝導ストリップ１２０におけるＸ線光子の検出原理について説明する。
図４は、超伝導ストリップにおけるＸ線光子の検出原理説明図である。
超伝導ストリップ１２０を図示しない冷凍機により転移温度以下に冷却して超伝導状態にした状態で、超伝導ストリップ１２０の超伝導状態を維持する臨界電流をわずかに下回る程度のバイアス電流Ｉｂを電流源１２１から供給している状態で、Ｘ線光子を超伝導ストリップ１２０に入射させる。

【0027】

このとき、超伝導ストリップ１２０の幅（図１におけるＷ方向の長さ）および厚さは２００ｎｍ以下であるので、超伝導ストリップ１２０の断面積は小さい。そのため、Ｘ線光子が超伝導ストリップ１２０にて吸収されると、図４に示すように、超伝導ストリップ１２０の超伝導領域５０内にホットスポットと呼ばれる常伝導に転移する領域（ホットスポット領域）５１が生成される。ホットスポット領域５１の電気抵抗は増加するので、図４に示すように、バイアス電流Ｉｂはホットスポット領域５１を迂回して別の領域である迂回領域５２内を流れる。

【0028】

そして、迂回領域５２に臨界電流以上の電流が流れると、迂回領域５２が常伝導に転移して電気抵抗が増大し、最終的に超伝導領域５０は分断される。すなわち、上述した超伝導ストリップ１２０の超伝導領域が分断した状態（分断状態）が発生する。

【0029】

この後、常伝導に転移したホットスポット領域５１および迂回領域５２は冷却により速やかに消滅するため、超伝導領域５０の分断により発生する一時的な電気抵抗によってパルス状の電気信号が発生する。このパルス状の電気信号を増幅器１２２で増幅し、計測器１２３でカウントすることによってＸ線光子の数を検出することができるのである。

【0030】

以上の説明は、一つの投影位置に関するものであるが、ステージ１０５をｎ度単位で回転させて、０度～１８０度の範囲をｎ度間隔でＸ線光子の数の検出を行ってサイノグラムを構築し、画像再構成を行っている。
この場合において、角度ｎは、なるべく均等に強度データを取得できるように、０度～１８０度の間を均等に分割できるように決定するものとする。

【0031】

図５は、画像再構成の説明図である。
図５においては、理解の容易のため、１次元検出器１０９を回転させた状態で説明を行っているが、実際には、図１の装置では、ステージ１０５、ひいては、試料１０４を回転させて実効的に同様の状態としている。

【0032】

ここで、サイノグラムとは、各検出位置（投影位置）における超伝導ストリップ１２０の出力データを示すもので、各超伝導ストリップ１２０の出力データを輝度表示とし、時系列で表したものである。これはＣＴ画像として画像再構成される前のデータ列であるので、サイノグラムに基づいて再構成画像を得ることとなる。

【0033】

例えば、試料１０４が図５（Ａ）に示すようなものであるとする。
ステージ１０５を０度の位置として、光源１０１からＸ線を入射し、開口１０３を介してステージ１０５上の試料１０４に照射する。

【0034】

そして、試料１０４を透過したＸ線を第１楕円ミラー１０６に入射し、Ｘ線のＹ方向の成分を集光し、双曲ミラー１０７に導いて、１次元検出器１０９の検出面（結像面）に結像される。このとき試料１０４上の１点が結像面上に結像される位置は、Ｙ方向の波面収差によって、Ｙ方向のある位置範囲内の拡がり（像拡がり）を持つ。しかし超伝導ストリップがＹ方向のライン状であり、Ｙ方向のどの位置においても同じ超伝導ストリップにて検出されるため、超伝導ストリップのＹ方向の長さＬは、試料１０４にＸ線が照射される領域に相当するＹ方向の幅に像拡がり量を加えた長さより大きければよいので、Ｙ方向のＲＭＳ波面収差はＸ方向のＲＭＳ波面収差よりも大きくても構わない。

【0035】

続いて、双曲ミラー１０７に入射したＸ線は、反射されて、第２楕円ミラー１０８に入射し、１次元検出器１０９の検出面（結像面）に結像される。

【0036】

このとき試料１０４上の１点が結像面上に結像される位置は、Ｘ方向の波面収差によって、Ｘ方向のある位置範囲内の像拡がりを持つ。この像拡がりによって隣接する他の超伝導ストリップ１２０にて検出されてしまうと、像ボケにつながる。従ってＸ方向のＲＭＳ波面収差は許容できる値以下に抑える必要がある。

【0037】

この状態において、超伝導領域５０の分断により発生するパルス状の電気信号を増幅器１２２で増幅し、計測器１２３でカウントすることによってＸ線光子の数（＃ｐＨ）を超伝導ストリップ１２０毎にカウントして、図５（Ｂ）（ａ）に示すような０度における像強度プロファイルを取得する。

【0038】

同様にして、図５（Ｂ）（ｂ）～図５（Ｂ）（ｄ）に示すように、角度ｎを９０の約数である角度とした場合には、ｎ度、２・ｎ度、…、９０度の像強度プロファイルを取得する。さらに必要に応じて、（９０＋ｎ）度～（１８０－ｎ）度の像強度プロファイルを取得する。

【0039】

そして得られた像強度プロファイルを合成して、図５（Ｃ）に示すように、試料１０４の撮像面全体に対応するサイノグラムを取得する。

【0040】

そして、図５（Ｃ）の試料１０４の撮像面全体に対応するサイノグラムから投影切断面定理を用いて像を再構成し、図５（Ｄ）に示すように試料１０４の領域１１１における像を再構成して取得する。

【0041】

（１．１）第１実施形態の第１変形例
図６は、第１実施形態の変形例の説明図である。
以上の第１実施形態の説明においては、結像素子として、第１楕円ミラー１０６、双曲ミラー１０７及び第２楕円ミラー１０８を用いる構成としていたが、これに代えて、Ｙ方向の集光を行う第１楕円ミラー１１１と、Ｘ方向の集光を行う第２楕円ミラー１１２及びＸ方向の集光を行う双曲ミラー１１３を用いる構成とすることも可能である。

【0042】

上記構成において、第１楕円ミラー１１１は、第１結像素子として機能し、第２楕円ミラー１１２及び双曲ミラー１１３は、第２結像素子として機能している。

【0043】

この場合において、図６(Ａ)及び（Ｂ）に示すように、第１楕円ミラー１１１の反射凹面及び第２楕円ミラー１１２の反射凹面を規定する楕円は、それぞれの一方の焦点が同一（あるいは同一と見做せる略同一）で試料１０４上のＦＳ４にあり、互いに直交するようにするとともに、第１楕円ミラー１１１の反射凹面を規定する楕円の他方の焦点と双曲ミラー１１３の反射凸面を規定する双曲線の一方の焦点が同一（あるいは同一と見做せる略同一）で１次元検出器１０９の検出面上のＦＳ５にあり、第２楕円ミラー１１２の反射凹面を規定する楕円の他方の焦点ＦＳ６は双曲ミラー１１３の反射凸面を規定する双曲線の他方の焦点と同一（あるいは同一と見做せる略同一）とされる。

【0044】

（１．２）第１実施形態の第２変形例
以上の説明においては、ステージ１０５を回転させて検出を行う場合について述べたが、第１実施形態においては、第１楕円ミラー１０６、双曲ミラー１０７、第２楕円ミラー１０８及び１次元検出器１０９を一体に回転させ、第１実施形態の第１変形例においては、第１楕円ミラー１１１、第２楕円ミラー１１２、双曲ミラー１１３及び１次元検出器１０９を一体に回転させるように構成することも可能である。

【0045】

（１．３）第１実施形態の効果
以上の説明のように、本第１実施形態によれば、Ｙ方向成分の集光及び結像を行う結像素子の波面収差量を大きく低減させる必要がないため、結像素子としては、第１楕円ミラー１０６の１枚のみにすることが可能となる。このため、Ｙ方向成分の集光及び結像を行う結像素子として、楕円ミラーと双曲ミラーの組み合わせを使用する場合に比較して光量損失を抑制することができる。

【0046】

図７は、第１実施形態の他の効果の説明図である。
図７に示すように、従来の結像ミラーを４枚用いる４枚光学系と比較して、第１実施形態の結像ミラーを３枚用いる３枚光学系によれば、実効的に結像素子としての結像ミラーを配置するスペースが大きくなるため、より大きいミラーを配置することが可能となり、ひいては、開口数（ＮＡ）や視野（ＦＯＶ）を拡大させることが可能となる。

【0047】

（２）第２実施形態
次に第２実施形態について詳細に説明する。
図８は、第２実施形態の要部構成図である。
図８において、図１と同様の部分には、同一の符号を付すものとする。

【0048】

本第２実施形態が第１実施形態と異なる点は、第１実施形態では、試料１０４に対し、開口として円形状の照射領域を形成する開口１０３のみを用いていたが、本第２実施形態では、開口１０３に加えて試料１０４に長方形状の照射領域を形成する開口１３１を用いる点、及び、開口１３１と円形状の照射領域を形成する開口１０３を切り替える切替機構１３５を備えている点である。その他の構成については第１実施形態と同様である。

【0049】

上記構成において、開口１３１の長方形の重心と、開口１０３の円の中心（主光線の透過位置）とは一致しているものとする。

【0050】

まずステージ１０５をＸ方向あるいはＹ方向に任意に移動させて、開口１０３を用いて試料１０４のＸ線照射領域（図１における試料１０４上の直径Ｄの領域）における像を取得する。
次に、得られた像を確認しながら試料１０４の所望位置を開口１０３の円の中心（主光線の透過位置）に移動させる。

【0051】

次に切替機構１３５により、開口１０３を開口１３１に切り替えて、撮像を行い、１次元検出器１０９から出力させることにより、所望位置の像強度プロファイルを取得する。
本第２実施形態によれば、ステージ１０５を回転せずに試料１０４の所望位置の像強度プロファイルを取得できる。
したがって、回転に伴って生じるステージの振動等の外乱要因を抑制させることが可能になる。

【0052】

（２．１）第２実施形態の変形例
図８は、第２実施形態の変形例の要部構成図である。
以上の説明においては、長方形状の照射領域を形成する開口１３１を開口１０３に代えて用いていたが、開口１３１及び切替機構に代えて、検出領域を長方形状に形成する開口１３２及び開口１３２を１次元検出器１０９の直前に挿脱可能な図示しない切替機構を設けるように構成することも可能である。

【0053】

本変形例においても、第２実施形態と同様に、ステージ１０５をＸ方向あるいはＹ方向に任意に移動させて開口１０３を用いて試料１０４のＸ線照射領域（図１における試料１０４上の直径Ｄの領域）における像を取得した後、得られた像を確認しながら試料１０４の所望位置を開口１０３の円の中心（主光線の透過位置）に相当する位置に移動させ、切替機構により、光路中に開口１３２を挿入して撮像を行い、１次元検出器１０９から出力させることにより、所望位置の像強度プロファイルを取得する。

【0054】

これらの結果、第２実施形態と同様に回転に伴って生じるステージの振動等の外乱要因を抑制させることが可能になる。

【0055】

（３）実施形態の変形例
以上の説明においては、ライン状の超伝導ストリップ１２０を用いていたが、これに代えて、複数の画素（受光面）を有するアレイ状の２次元検出器を用い、Ｘ方向に直線状に並ぶ複数の画素（受光面）の出力を加算して、ライン状の超伝導ストリップ１２０の出力と同様に取り扱うように構成することも可能である。

【0056】

本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。

【符号の説明】

【0057】

１００ 撮像装置
１０１ 光源
１０２ 照明ミラー
１０３ 開口
１０４ 試料
１０５ ステージ
１０６ 第１楕円ミラー（第１結像素子）
１０７ 双曲ミラー（第２結像素子）
１０８ 第２楕円ミラー（第２結像素子）
１０９ １次元検出器
１１０ パーソナルコンピュータ
１１１ 第１楕円ミラー（第１結像素子）
１１２ 第２楕円ミラー（第２結像素子）
１１３ 双曲ミラー（第２結像素子）
１２０ 超伝導ストリップ（ライン状センサ）
１２１ 電流源
１２２ 増幅器
１２３ 計測器
１３１、１３２ 開口
１３５ 切替機構
Ｄ 直径
ＦＳ１、ＦＳ２、ＦＳ３、ＦＳ４、ＦＳ５、ＦＳ６ 焦点
Ｉｂ バイアス電流
ＬＥＬ＿Ｘ 楕円（第１の楕円）
ＬＥＬ＿Ｙ 楕円（第２の楕円）
ＬＨＹ 双曲線
ｎ 角度

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】