JP2004251866A - Ｘ線回折測定装置およびｘ線回折測定方法 - Google Patents

Abstract

【課題】短時間で測定可能な１μｍ以下の高精度・高空間分解能のＸ線回折測定装置およびＸ線回折測定方法を提供すること。
【解決手段】回折Ｘ線ビーム（又は透過Ｘ線ビーム）の幅の拡大倍率が５０倍以上かつ１５０倍以下の少なくとも１つのＡＳＲ結晶３を用いて試料１からのＸ線ビームを１方向または互いに直交する２方向に拡大してＸ線ビームの空間強度分布を記録したり、ＦＺＰ１６を用いて試料１からのＸ線ビームを拡大してＸ線ビームの空間強度分布を記録したり、あるいは、試料１からのＸ線像をＦＺＰ１６上に結像し、少なくとも１つのＡＳＲ結晶３を用いて１方向または互いに直交する２方向に拡大してＸ線ビームの空間強度分布を記録するようにした。また、ＦＺＰ１６をフレネルゾーン加工部以外の部分にＸ線不透過処理を施した位相変調型ＦＺＰとしたり、ＦＺＰ１６の焦点近傍に設けた遮蔽手段により目的とする回折光以外の光を遮断するようにした。
【選択図】 図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、Ｘ線回折測定装置およびＸ線回折測定方法に関し、より詳細には、１μｍ以下の空間分解能を有する高精度のＸ線回折測定装置およびＸ線回折測定方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
Ｘ線をプローブとして用いる分析技術の中でも、Ｘ線回折法は現在最も普及した分析技術の１つであり、結晶の構造解析、成分分析、あるいは、結晶格子歪の評価などに広く利用されており、特に最近では、放射光の利用によってＸ線回折法の技術水準が格段に向上したことから、より高精度・高分解能を要求される分野への応用が盛んに試みられるようになってきた。
【０００３】
放射光の利用により可能になったＸ線回折分析技術の１つに、１０μｍ以下の領域を分析可能なマイクロＸ線回折分析技術がある。放射光Ｘ線はＸ線ビームの指向性が高く、Ｘ線を集光することにより細径ビームを得ることができるため、細径Ｘ線ビームを分析目的個所に照射することによって、高分解能で位置を特定した測定が可能になる。Ｘ線マイクロビームの形成には、Ｘ線に特有の現象である非対称反射（ＡＳＲ）やフレネルゾーンプレート（ＦＺＰ）が用いられる。
【０００４】
Ｘ線像計測の空間分解能を向上させるための他の方法として、測定により得られたＸ線回折像を拡大（記録）するという方法が知られており、ＡＳＲによる像拡大方法をＸ線直接透過像（ラジオグラフィー）に適用して約２５μｍの空間分解能を得た例（非特許文献１）やＡＳＲによる像拡大方法をＸ線トポグラフィーに適用してＸ線像を約５倍に拡大記録した例（非特許文献２）が報告されている他、ＡＳＲによる像拡大方法をＸ線位相差顕微鏡観察に適用してサブミクロンレベルの空間分解能を得た例（非特許文献３）も報告されている。なお、このようなＡＳＲ法の空間分解能を５μｍ以下にするためにはＡＳＲにおけるＸ線ビーム視射角を全反射臨界角程度にする必要があるとされている。
【０００５】
Ｘ線の波長は０．１ｎｍ程度であるため、本来回折Ｘ線で得られる空間情報はこの波長程度の分解能を有しているはずである。ところが、回折Ｘ線を記録する写真フィルムの感光剤の粒子径は数μｍであり、２次元イメージングデバイスとして注目されるＣＣＤ素子の分解能は約１０μｍ、また、近年盛んに使われるようになったイメージングプレート（ＩＰ）の分解能に到っては５０μｍ程度である。さらに、ピンホールを用いることにより空間情報を得たい部分を特定・選別しようとしても、Ｘ線ビームを遮断可能な板厚の材料に直径１０μｍ以下のピンホールを形成することは困難である。
【０００６】
このように、Ｘ線画像の空間分解能は主として記録手段側の空間分解能によって決定・制限されることとなるため、予めＸ線像を拡大しその拡大Ｘ線像を記録するというアプローチは空間分解能の向上に非常に有効である。
【０００７】
【非特許文献１】
Ｗｉｌｌｉａｍ Ｊ． Ｂｏｅｔｔｉｎｇｅｒ ｅｔ ａｌ．， ”Ｘ−ｒａｙ ｍａｇｎｉｆｉｅｒ”， Ｒｅｖ． Ｓｃｉ． Ｉｎｓｔｒｕｍ．， ｖｏｌ．５０（１）， ｐｐ．２６−３０ （１９７９）．
【０００８】
【非特許文献２】
Ｓ． Ｋａｗａｄｏ ｅｔ ａｌ．， ”Ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ ｏｆ Ｌｏｃａｌ Ｌａｔｔｉｃｅ Ｄｉｓｔｏｒｔｉｏｎ ｉｎ Ｓｉｌｉｃｏｎ ｂｙ Ｉｍａｇｉｎｇ−Ｐｌａｔｅ Ｐｌａｎｅ−Ｗａｖｅ Ｘ−Ｒａｙ Ｔｏｐｏｇｒａｐｈｙ ｗｉｔｈ Ｉｍａｇｅ Ｍａｇｎｉｆｉｃａｔｉｏｎ”， Ｊｐｎ． Ｊ． Ａｐｐｌ． Ｐｈｙｓ．， ｖｏｌ．３４， Ｌ８９−９２ （１９９５）．
【０００９】
【非特許文献３】
Ｋ． Ｋｏｂａｙａｓｈｉ ｅｔ ａｌ．， ”Ｘ−ｒａｙ ｐｈａｓｅ−ｃｏｎｔｒａｓｔ ｉｍａｇｉｎｇ ｗｉｔｈ ｓｕｂｍｉｃｒｏｎ ｒｅｓｏｌｕｔｉｏｎ ｂｙ ｕｓｉｎｇ ｅｘｔｒｅｍｅｌｙ ａｓｙｍｍｅｔｒｉｃ Ｂｒａｇｇ ｄｉｆｆｒａｃｔｉｏｎｓ”， Ａｐｐｌ． Ｐｈｙｓ． Ｌｅｔｔ．， ｖｏｌ．７８（１）， ｐｐ．１３２−１３４ （２００１）．
【００１０】
【非特許文献４】
Ａ． Ｒ． Ｌａｎｇ ｅｔ ａｌ．， ”Ｐｒｏｃ． Ｒ． Ｓｏｃ． Ｌｏｎｄ．” Ａ３６８， ｐ．３１３−３２９ （１９７９）．
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、これらの従来のＸ線マイクロビームの形成方法には、以下のような問題がある。
【００１２】
ＦＺＰによりマイクロビームを形成する方法では、直径１μｍ以下の細径ビームが得られるものの、集光により発散角が大きくなるため高精度のＸ線回折測定には適さない。また、ＡＳＲによるマイクロビーム方式では、発散角が小さく平行度の高いＸ線ビームが得られるものの、ビーム細径化はφ６μｍ程度が限界である。
【００１３】
さらに、ＡＳＲによる拡大方式は空間分解能の向上には有効な手法であるものの、サブミクロンレベルの空間分解能を達成したとされる非特許文献３に記載の方法では、ＡＳＲにおけるＸ線ビーム視射角を全反射臨界角程度に設定しなければならないという測定上の大きな問題がある。すなわち、全反射臨界角あるいはそれ以下の視射角ではＡＳＲ結晶のＸ線侵入深さが２〜３桁減少することによってＡＳＲにおける像の劣化が抑制されて空間分解能が向上するが、このような条件ではＡＳＲの反射率も２〜３桁減少するために測定に長い時間を必要とし実際の測定のためにはアンジュレータを光源とする高強度放射光を用いることが必須となってしまう。
【００１４】
本発明は、このような問題に鑑みてなされたもので、その目的とするところは、短時間で測定可能な１μｍ以下の空間分解能を有する高精度のＸ線回折測定装置およびＸ線回折測定方法を提供することにある。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
このような目的を達成するために、請求項１に記載の発明は、測定試料の結晶格子面でブラッグ条件を満足して回折または透過したＸ線ビームの強度を記録するためのＸ線回折測定装置であって、前記測定試料からのＸ線ビームを、１方向、または、互いに直交する２方向に拡大するための少なくとも１つの非対称反射結晶（ＡＳＲ結晶）と、当該ＡＳＲ結晶により拡大されたＸ線ビームの空間強度分布を記録するための記録手段とを備え、前記ＡＳＲ結晶のうちの少なくとも１つの拡大倍率が５０倍以上かつ１５０倍以下であることを特徴とする。
【００１６】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載のＸ線回折測定装置において、前記ＡＳＲ結晶は、前記測定試料から当該ＡＳＲ結晶に入射するＸ線ビームがσ偏光となるように配置されていることを特徴とする。
【００１７】
請求項３に記載の発明は、請求項１に記載のＸ線回折測定装置において、Ｘ線像を互いに直交する２方向に拡大するための２つのＡＳＲ結晶を備え、当該２つのＡＳＲ結晶のうちの少なくとも一方は、π偏光反射におけるブラッグ角θ_Ｂが３０°以下となるように配置されていることを特徴とする。
【００１８】
請求項４に記載の発明は、測定試料の結晶格子面でブラッグ条件を満足して回折または透過したＸ線ビームの強度を記録するためのＸ線回折測定装置であって、前記測定試料からのＸ線ビームを拡大するためのフレネルゾーンプレート（ＦＺＰ）と、当該ＦＺＰにより拡大されたＸ線ビームの空間強度分布を記録するための記録手段とを備えていることを特徴とする。
【００１９】
請求項５に記載の発明は、測定試料の結晶格子面でブラッグ条件を満足して回折または透過したＸ線ビームの強度を記録するためのＸ線回折測定装置であって、前記測定試料からのＸ線像を結像するためのＦＺＰと、当該ＦＺＰ上に結像されたＸ線像を、１方向、または、互いに直交する２方向に拡大するための少なくとも１つのＡＳＲ結晶と、当該ＡＳＲ結晶により拡大されたＸ線ビームの空間強度分布を記録するための記録手段とを備えていることを特徴とする。
【００２０】
請求項６に記載の発明は、請求項４または５に記載のＸ線回折測定装置において、前記測定試料とＸ線源との間に回折結晶を備え、当該回折結晶は、回折格子面間隔が前記測定試料の回折格子面間隔と同一となるように配置され、前記回折結晶からの反射Ｘ線ビームを前記測定試料に入射させるように構成されていることを特徴とする。
【００２１】
請求項７に記載の発明は、請求項４乃至６の何れかに記載のＸ線回折測定装置において、前記ＦＺＰは、フレネルゾーン加工部以外の部分にＸ線不透過処理を施した位相変調型ＦＺＰであることを特徴とする。
【００２２】
請求項８に記載の発明は、請求項４乃至７の何れかに記載のＸ線回折測定装置において、前記ＦＺＰの焦点近傍に、目的とする回折光以外の光を遮断するための第１の遮蔽手段を備えていることを特徴とする。
【００２３】
請求項９に記載の発明は、請求項４乃至８の何れかに記載のＸ線回折測定装置において、前記記録手段の近傍に、当該ＦＺＰからの直接透過光を除去するための第２の遮蔽手段を備えていることを特徴とする。
【００２４】
請求項１０に記載の発明は、請求項１乃至９の何れかに記載のＸ線回折測定装置において、前記測定試料と前記記録手段との間に、拡大Ｘ線像の目的の微小部分を抽出するためのスリットあるいはピンホールを備えていることを特徴とする。
【００２５】
請求項１１に記載の発明は、請求項１乃至１０に記載のＸ線回折測定装置において、前記記録手段は、写真フィルム、イメージングプレート、２次元記録デバイスのうちの何れかであることを特徴とする。
【００２６】
請求項１２に記載の発明は、測定試料の結晶格子面でブラッグ条件を満足して回折または透過したＸ線ビームの強度を記録するためのＸ線回折測定方法であって、拡大倍率が５０倍以上かつ１５０倍以下の少なくとも１つのＡＳＲ結晶を用いて、前記測定試料からのＸ線ビームを、１方向、または、互いに直交する２方向に拡大し、当該ＡＳＲ結晶により拡大されたＸ線ビームの空間強度分布を記録することを特徴とする。
【００２７】
請求項１３に記載の発明は、測定試料の結晶格子面でブラッグ条件を満足して回折または透過したＸ線ビームの強度を記録するためのＸ線回折測定方法であって、ＦＺＰを用いて前記測定試料からのＸ線ビームを拡大し、当該ＦＺＰにより拡大されたＸ線ビームの空間強度分布を記録することを特徴とする。
【００２８】
請求項１４に記載の発明は、測定試料の結晶格子面でブラッグ条件を満足して回折または透過したＸ線ビームの強度を記録するためのＸ線回折測定方法であって、前記測定試料からのＸ線像をＦＺＰ上に結像し、当該ＦＺＰ上に結像されたＸ線像を、少なくとも１つのＡＳＲ結晶を用いて、１方向、または、互いに直交する２方向に拡大し、当該ＡＳＲ結晶により拡大されたＸ線ビームの空間強度分布を記録することを特徴とする。
【００２９】
請求項１５に記載の発明は、請求項１３または１４に記載のＸ線回折測定方法において、前記測定試料への入射Ｘ線ビームは、回折格子面間隔が前記測定試料の回折格子面間隔と同一となるように配置された回折結晶からの反射Ｘ線ビームであることを特徴とする。
【００３０】
請求項１６に記載の発明は、請求項１３乃至１５の何れかに記載のＸ線回折測定方法において、前記ＦＺＰは、フレネルゾーン加工部以外の部分にＸ線不透過処理を施した位相変調型ＦＺＰであることを特徴とする。
【００３１】
請求項１７に記載の発明は、請求項１３乃至１６の何れかに記載のＸ線回折測定方法において、前記ＦＺＰの焦点近傍に設けた遮蔽手段により、目的とする回折光以外の光を遮断することを特徴とする。
【００３２】
【発明の実施の形態】
以下に図面を参照して、本発明の実施の形態について説明するが、本発明のＸ線回折装置が当然に備える構成要素については省略して説明することとする。
【００３３】
本発明者は、ＡＳＲの特性を詳細に検討した結果、視射角が全反射臨界角よりも大きな条件において１μｍ以下の空間分解能を得ることができることを見出し本発明に至ったものであるが、先ず、本発明の前提となるＡＳＲの仕組みについて説明する。
【００３４】
（ＡＳＲの仕組み）
図１７は、ＡＳＲの仕組みを説明するための図である。Ｘ線の回折現象は結晶格子面での反射であり、この図に示すように、結晶格子面１６２が結晶１６１の表面に対して角度φだけ傾いていると、入射視射角ωと出射視射角θ_ｏｕｔとが異なりＡＳＲとなる。
【００３５】
この図に示したＡＳＲでは、出射ビーム１６４の幅は入射ビーム１６３の幅に比較して拡大され、その拡大倍率ｍは、
【００３６】
【数１】

【００３７】
【数２】

【００３８】
【数３】

【００３９】
で表される。ここで、θ_Ｂはブラッグ角であり、ｄを結晶面間隔、λをＸ線の波長、ｎを１以上の整数として、
【００４０】
【数４】

【００４１】
が成り立つ。
【００４２】
ＡＳＲによるＸ線像の劣化がないと仮定すると、ＡＳＲ法における空間分解能は記録デバイスの空間分解能の１／ｍとなる。しかし、実際には以下の３つの要因によりＸ線像が劣化する。
【００４３】
第１は試料からＡＳＲまでの間の像の劣化であり、試料から出たＸ線ビームが発散角を有することにより、試料とＡＳＲとの間で空間情報の一部が消滅する。第２はＡＳＲによる像の劣化であり、ＡＳＲそのものによる像のボケや変形に起因するものである。第３はＡＳＲから記録面までの間の像の劣化であり、ＡＳＲ後のＸ線ビームが発散角を有することによりＡＳＲと記録面との間で空間情報の一部が消滅する。これらのうち、第１の劣化は、試料とＡＳＲとの間の距離を短縮することにより改善できる。また、第３の劣化については、ＡＳＲ後の発散角は１／ｍに減少するために事実上は問題となることは少ない。
【００４４】
そこで、以下では上述した第２の劣化について考察する。なお、ＡＳＲ結晶表面の凹凸等の不完全性は無視できるものとする。回折Ｘ線が入射側に反射する場合を一般にブラッグケースと呼んでいる。ブラッグケースでは、完全結晶でかつ結晶による吸収が無視できる場合、ブラッグ条件において反射率は１００％となり回折Ｘ線はほとんど結晶表面で反射する。実際の、完全に近い結晶（Ｓｉ単結晶など）ではこれに近い状態となっている。しかし、数μｍの深さ（消衰距離：ｅｘｔｉｎｃｔｉｏｎ ｄｉｓｔａｎｃｅ）まではＸ線が浸透するため、浸透部分からの回折Ｘ線が像劣化の原因となる。
【００４５】
図１８（ａ）は、微小な発散角のＸ線ビームが結晶表面で回折する場合の様子を説明するための図で、点Ｓから出射した微小な発散角のＸ線ビームが、結晶１８１の表面上の点Ｒで回折する場合の様子を表したものである。
【００４６】
上述した理由により、反射Ｘ線は図中のＡ領域にもわずかに存在し、この領域からの回折光強度によりＡＳＲによる像劣化の度合いが決まる。この図の結晶１８１の表面におけるＸ線強度を、距離ｘの関数Ｉ（ｘ）で表すと、
【００４７】
【数５】

【００４８】
となることがわかっている（非特許文献４）。但し、この関係は入射視射角が全反射臨界角より大きい場合の関係式である。ここで、Ｊ_１は１次のベッセル関数であり、Ｂは
【００４９】
【数６】

【００５０】
で定義される非対称因子、ξ_ｇは消衰距離
【００５１】
【数７】

【００５２】
である。また、χ_ｈおよびχ_−ｈは分極率のフーリエ係数（χ_−ｈはχ_ｈの複素共役）、Ｃは偏光因子であり、σ偏光とπ偏光に対して、それぞれ、
Ｃ＝１ （σ偏光） （８）
Ｃ＝ｃｏｓ２θ_Ｂ （π偏光） （９）
である。ここで、吸収のない場合を考えるとχ_ｈ＝χ_−ｈであり、
【００５３】
【数８】

【００５４】
となる。また、χ_ｈは構造因子Ｆ_ｈにより、
【００５５】
【数９】

【００５６】
と表される。なお、ｒ_ｅは電子の古典半径、Ｖは結晶単位胞の体積である。
【００５７】
図１８（ｂ）は、Ｓｉ（１００）結晶にフォトンエネルギ８ＫｅＶのＸ線が入射した場合の（３１１）反射のＩ（ｘ）をσ偏光とπ偏光に関して計算した結果を説明するための図である。この図は、回折光が入射点（ｘ＝０）で最も強く、減衰してゼロとなった後に第２ピークが現れることを示している。しかしながら、第２ピーク強度は第１ピーク強度より２桁程度弱いため、ｘ＝０から最初のＩ（ｘ）＝０までの距離δをＡＳＲによる像劣化の指標と考えることができる。
【００５８】
Ｊ_１とｘ軸との最初の交点では、Ｊ_１（３．８３）＝０であるため、
【００５９】
【数１０】

【００６０】
からδを求めることができる。
【００６１】
ここで、本発明は、Ｂとξ_ｇの双方にγ_ｏγ_ｈが含まれる点に注目した。すなわち、式（２）および式（３）を変形すると、
【００６２】
【数１１】

【００６３】
【数１２】

【００６４】
となり、これらを式（６）に代入して、
【００６５】
【数１３】

【００６６】
を得る。したがって、式（１０）と式（１５）を式（１２）に代入することによって、
【００６７】
【数１４】

【００６８】
となる。よって、δは非対称因子Ｂに依存しないという結論が得られる。これは拡大倍率ｍを大きくするために入射視射角ωを小さくしても、δは大きくならないことを意味する。
【００６９】
すなわち、理論分解能Ｒ_０は、
【００７０】
【数１５】

【００７１】
であるから、δは一定でＲ_０はｍに反比例することになる。
【００７２】
したがって、記録デバイスの分解能をＲ_Ｄとすると、ＡＳＲ拡大による空間分解能Ｒ_ＡＳＲは、Ｒ_Ｄ＜δのときにＲ_ＡＳＲ＝Ｒ_０、Ｒ_Ｄ≧δのときにＲ_ＡＳＲ＝Ｒ_Ｄ／ｍ、となる。
【００７３】
本発明者は、種々の条件でδを計算した結果、δの範囲は１０〜５０μｍであるとの結論に達した。したがって、感光剤粒子径が数μｍ（Ｒ_Ｄ＝数μｍ）のＸ線用フィルム等によりＸ線画像記録する場合（Ｒ_Ｄ＜δでＲ_ＡＳＲ＝Ｒ_０のケース）でも、δが分解能決定因子となるため、Ｒ_ＡＳＲ＜１μｍとするためにはｍが５０よりも大きいこと（ｍ＞５０）が必要である。また、Ｒ_Ｄが約５０μｍのＩＰを用いるような場合（Ｒ_Ｄ≧δでＲ_ＡＳＲ＝Ｒ_Ｄ／ｍのケース）、Ｒ_ＡＳＲ＜１μｍとするためにはｍが５０よりも大きいこと（ｍ＞５０）が必要であるのは当然である。
【００７４】
ＡＳＲによる画像拡大において、例えば１００倍の拡大率を得るために、２つの結晶あるいはチャンネルカット結晶の２面による２回反射（各１０倍の拡大率）がよく用いられるが、上記の考察によれば、第１反射においてＲ_ＡＳＲ＝δ／１０であるため、空間分解能を１μｍ以下にすることはできない。このように、ＡＳＲによる画像拡大においてＲ_ＡＳＲ＜１μｍとするためには、単一反射においてｍ＞５０であることが必要条件となる。
【００７５】
一方、ｍ≧２００ではＡＳＲが全反射領域に入るために反射強度が急激に低下し、短時間での測定が困難となる。したがって本発明では、回折Ｘ線ビームの幅をＡＳＲ結晶で５０倍以上かつ１５０倍以下に拡大することで１μｍ以下の空間分解能Ｒ_ＡＳＲを実現する。
【００７６】
また、Ｓｉ単結晶のように完全性の高い結晶では、通常はＸ線が試料を透過しない条件であっても、ブラッグ条件下では透過率が高くなる現象があり、これは異常透過と呼ばれ、異常透過状態では、Ｘ線は試料透過後に回折光と透過光とに分離し、双方のビームが結晶欠陥に関する等価な画像情報を含んでいることが分かっている。したがって本発明では、透過Ｘ線ビームの幅をＡＳＲ結晶で５０倍以上かつ１５０倍以下に拡大する。回折Ｘ線を用いる場合は、例え同種の試料であっても試料交換によりビームの出射方向が微妙に変化するため、試料交換毎にＡＳＲ結晶の角度調整が必要になる。これに対して透過Ｘ線の方向は一定であるため調整が格段に容易となる。
【００７７】
図１８（ｂ）は、電場ベクトルの方向が回転面（入射光ビームと回折光ビームを含む面）に対して垂直なσ偏光と、回折面に対して平行なπ偏光とでδが異なることを示している。これは、式（８）および式（９）で与えられる偏光因子Ｃの違いに起因する。この図が示すように、δはσ偏光よりπ偏光の方が大きい。また、π偏光においては、θ_Ｂが大きいと回折光強度が小さくなるにつれてδが増大する点が重要である。そこで、本発明では、単一のＡＳＲ結晶を用いる場合には、ＡＳＲ結晶への入射Ｘ線がσ偏光となるように回折条件を設定する。なお、Ｘ線像を互いに直交する２方向に拡大するための２つのＡＳＲ結晶を用いる場合には必ず一方の結晶に対して入射Ｘ線ビームがπ偏光となるため、本発明においては、π偏光反射におけるθ_Ｂが３０°以下となるように回折条件を設定する。これにより、Ｃ＝ｃｏｓ２θ_Ｂが０．５以下（Ｃ＜０．５）となり、δの増大を２倍以下とすることが可能となる。
【００７８】
なお、本発明によりＸ線像を記録する手段（画像記録デバイス）としては、写真フィルム、イメージングプレート、Ｘ線用ＣＣＤ素子などの記録手段を用いることが可能であり、スリットやピンホールにより拡大Ｘ線像の中から目的とする微小部分のみを抽出してその部分のＸ線回折線の強度を測定するといったことも可能である。
【００７９】
以下、実施例に基づいて本発明を詳細に説明する。
（実施例１）
本実施例では、回折Ｘ線ビームの幅をＡＳＲ結晶で５０倍以上かつ１５０倍以下に拡大することで１μｍ以下の空間分解能Ｒ_ＡＳＲを実現しており、単一のＡＳＲ結晶への入射Ｘ線がσ偏光となるように測定系を配置する。
【００８０】
図１は、本実施例におけるＸ線回折測定方法を説明するための図で、この図において、１は試料として用いたＳｉ基板であり、幅５μｍ深さ２μｍのトレンチ（溝）が５μｍ間隔で加工されている。なお、Ｓｉ基板の表面は（１００）面である。入射Ｘ線ビーム２のフォトンエネルギは８．７８ＫｅＶである。この条件において、θ_Ｂ＝３１．３°の（４００）対称反射による回折線を測定する。
【００８１】
３は非対称反射により、回折Ｘ線ビーム４を紙面に平行な方向に拡大するためのＡＳＲ結晶であり、ここでは、（１００）カットのＳｉ単結晶を用いている。ＡＳＲ反射面は（３１１）面であり、θ_Ｂ＝２５．６°、ω＝０．３°、θ_ｏｕｔ＝５０．８°、ｍ＝１４０である。
【００８２】
入射Ｘ線２の偏光ベクトルは紙面に直角方向である。したがって、ＡＳＲ結晶３に入射する光はσ偏光である。試料１であるＳｉ基板からＡＳＲ結晶３までの距離は９０ｍｍである。
【００８３】
５はＡＳＲ結晶３の端部から出る強い回折光を遮断するための鉛製シールド板であり、６は拡大されたＸ線像を記録するためのＩＰである。
【００８４】
Ｓｉ基板のトレンチ構造部は結晶格子に歪が存在するため、回折Ｘ線画像にはトレンチに対応する縞模様が現れ、この縞模様が紙面に平行方向に１４０倍に拡大されて拡大Ｘ線ビーム１３となりＩＰ６に記録される。なお、記録のために用いられるものは、本実施例のようなＩＰのほか、写真フィルムやＣＣＤなどの２次元記録デバイスであってもよいことは言うまでもない。以降の実施例についても同様である。
【００８５】
（実施例２）
本実施例も、回折Ｘ線ビームの幅をＡＳＲ結晶で５０倍以上かつ１５０倍以下に拡大することで１μｍ以下の空間分解能Ｒ_ＡＳＲを実現しているが、この実施例では、試料からの回折Ｘ線ビームを互いに直交する２方向に拡大しており、Ｘ線像を互いに直交する２方向に拡大するための２つのＡＳＲ結晶を用いる。
【００８６】
この場合、必ず一方の結晶に対して入射Ｘ線ビームがπ偏光となる。そこで、π偏光反射におけるθ_Ｂが３０°以下となるように回折条件を設定する。これにより、Ｃ＝ｃｏｓ２θ_Ｂ＜０．５となり、δの増大を２倍以下にすることができる。
【００８７】
図２は、本実施例におけるＸ線回折測定方法を説明するための図で、この図において、３は回折光ビームを紙面に平行方向に拡大するための第１のＡＳＲ結晶、７は第１のＡＳＲ結晶３からの第１拡大ビーム８を紙面に直角方向に拡大するための第２のＡＳＲ結晶であり、９は第２のＡＳＲ結晶７から出射される第２拡大ビームである。なお、これらのＡＳＲ結晶（３、７）はいずれも（１００）カットのＳｉ単結晶である。また、試料１であるＳｉ基板、フォトンエネルギ、Ｓｉ基板における回折条件、および、第１のＡＳＲ結晶３の回折条件は、実施例１と同様であるが、第２のＡＳＲ結晶７の回折条件は、入射ビームがπ偏光である点が異なる。しかし、θ_Ｂ＝２６．５°であるため、δの増大は２倍以下に抑えられている。
【００８８】
本実施例では、トレンチ構造に伴う縞模様画像が縦方法および横方向に１４０倍に引き伸ばされてＩＰ６に記録される。
【００８９】
（実施例３）
本実施例では、透過Ｘ線ビームの幅をＡＳＲ結晶で５０倍以上かつ１５０倍以下に拡大することで１μｍ以下の空間分解能Ｒ_ＡＳＲを実現している。
【００９０】
図１８（ｂ）には、電場ベクトルの方向が回折面（入射光ビームと回折光ビームを含む面）に対して垂直なσ偏光と、回折面に対して平行なπ偏光とでδが異なることが示されているが、これは式（８）および式（９）の偏光因子Ｃの違いによるものであり、この図に示されているように、δはσ偏光よりもπ偏光の方が大きい。また、π偏光においては、θ_Ｂが大きいと回折光強度が小さくなるとともにδが増大する点が重要である。
【００９１】
図３は、本実施例におけるＸ線回折測定方法を説明するための図で、この実施例では、異常透過光ビーム１０を拡大している。用いた試料１は（１００）カットのＳｉ単結晶ウエハ上にトレンチのテストパターンとして深さ１０μｍで幅が異なるトレンチを順に加工したものであり、トレンチの幅は０．５〜１０μｍ（０．５μｍきざみ）で、トレンチ間のスペースは４μｍである。フォトンエネルギおよびＡＳＲ結晶３の回折条件は実施例１と同じである。試料１での回折条件はラウエケースの（０２２）反射であり、θ_Ｂ＝２１．５°である。
【００９２】
図４は、図３に示した本実施例の配置で得られたＸ線像を説明するための図で、この図には、トレンチテストパターンの顕微鏡写真とこれに対応するトポグラフとが示されている。写真左端のトレンチは幅が０．５μｍであり、その右隣は幅１μｍである。この結果は、幅１μｍまでのトレンチによるストライプが明確に記録され、幅０．５μｍトレンチに起因する濃淡がわずかに識別できることを示している。
【００９３】
本実施例では、試料１からＡＳＲ結晶３までの距離が９０ｍｍであり、この距離を短縮することによってさらに分解能の向上が可能である。具体的には、本実施例の方法により１μｍ以下の空間分解能による測定が可能である。
【００９４】
なお、測定条件をそのままに、図３の配置を図５に示す配置としてもよい。
【００９５】
図５に示す配置は、ＩＰ６の代わりに、スリット１１とシンチレーションカウンタ１２を用いている。すなわち、この配置においては、拡大Ｘ線像の目的部分をスリット１１で抽出し、その強度をシンチレーションカウンタ１２で測定している。
【００９６】
（実施例４）
本実施例では、回折Ｘ線画像をＦＺＰで拡大することで１μｍ以下の空間分解能Ｒ_ＡＳＲを実現している。ＡＳＲ拡大方式ではＡＳＲ結晶を試料に密着しない限り発散角による像劣化は避けられないのに対して、本実施例で採用したＦＺＰ方式は、試料面の画像を所定の場所に結像できるという利点がある。
【００９７】
ＦＺＰの場合は、光学レンズと同様、
【００９８】
【数１６】

【００９９】
が成り立つ。ここで、ａは試料からレンズまでの距離、ｂはレンズから結像点までの距離、そして、ｆは焦点距離である。
【０１００】
また、拡大率ｍは、
【０１０１】
【数１７】

【０１０２】
となる。したがって、ａ（ａ＞ｆ）を決めれば、ｂとｆが定まる。
【０１０３】
図６は、本実施例におけるＸ線回折測定方法を説明するための図で、この実施例で用いた試料１は、実施例１のものと同一試料である。また、入射Ｘ線２のフォトンエネルギーは８ＫｅＶである。
【０１０４】
この条件において、θ_Ｂ＝３４．８°の（４００）対称反射による回折Ｘ線４をＦＺＰ１６に入射した。ＦＺＰ１６は位相変調タイプであり、厚み１μｍのＳｉＮ膜上に厚み１μｍのＴａ膜で同心円伏のパターンを形成したものである。ＦＺＰ部の直径は６４μｍ、最外周線幅は０．１μｍである。ＦＺＰの空間分解能は最外周線幅にほぼ等しいため、このＦＺＰ１６の理論空間分解能は約０．１μｍである。また、フォトンエネルギー８ＫｅＶにおける焦点距離ｆは４１．３ｍｍである。なお、このＦＺＰ１６は、ＦＺＰ加工部以外の部分に金メッキを施すことにより、Ｘ線に対して不透過処理が施されている。
【０１０５】
図６に示したとおり、試料１からＦＺＰ１６までの距離ａは４３．５ｍｍ、ＦＺＰ１６から結像面としてのスリット１４までの距離ｂは８９６ｍｍである。したがって、拡大倍率ｍは、ｍ＝ｂ／ａ＝２１となる。トレンチ加工に伴う歪により生じたＸ線像はスリット１４上に結像され、その目的部分を抽出して強度をシンチレーションカウンタ１２で測定する。
【０１０６】
なお、本実施例では、中心部の直接光スポット１５を避けるために、スリット開口部を中心から約２００μｍの位置にセットしている。スリット開口寸法は約１０μｍ角である。よって、この実施例における空間分解能は０．４８μｍ（１０μｍ／２１）となる。
【０１０７】
なお、ＦＺＰの回折効率は２０％程度であるため、結像部中央付近には回折されなかった光による明るい直接光スポットが形成される。したがって、コントラストの強い拡大像を得ようとすると、この中央部以外の像を用いる必要がある。このような場合には、ＦＺＰの焦点近傍に例えばピンホールを配置して目的の回折光以外の光を遮断するようにしてもよい。焦点近傍では必要な回折光は微小スポットとして集光されるため、ピンホールはこの集光ビームのみを通すこととなり、これにより殆どの直接光をカットすることが可能となる。また、直接光以外にも高次の回折光などの焦点距離の異なる光も同様に除去することが可能であり、結像部の殆ど全領域から所望の拡大像を得ることが可能となる。さらに、結像部の半面を利用することで事足りる場合には、焦点近傍において衝立を片方から挿入するなどの手段を用いて目的を達成することができる。
【０１０８】
（実施例５）
本実施例も、回折Ｘ線像をＦＺＰで拡大することで１μｍ以下の空間分解能Ｒ_ＡＳＲを実現しているが、以下の点で実施例４と異なる。拡大率ｍを大きくとるためには、ＦＺＰから結像点までの距離ｂを大きくとる必要がある。しかしながら、通常、放射光は水平方向に出射されるため、実施例４の図６に示した配置のＦＺＰによる回折Ｘ線像拡大方式では回折光が斜め方向となり、ｂは実質上２θのアームの長さで制限されてしまう。
【０１０９】
そこで、本実施例では、測定対象である試料と同じ材質の結晶にＸ線を入射させ、この結晶からの反射Ｘ線ビームを試料に入射させる。測定対象の試料と反射Ｘ線ビームを生じる結晶とは回折格子面間隔が同一となるように配置され、これにより試料からの回折光は水平方向に出射されることとなり、その結果、ｂを大きく設定することが可能となって高い拡大倍率が得られ、高い空間分解能を達成することができる。
【０１１０】
図７は、本実施例におけるＸ線回折測定方法を説明するための図で、この実施例で用いた試料およびＦＺＰは、実施例４の図６で説明したものと同じであるが、試料１の前に（１００）面カットのダミーＳｉ板２０を配置し、入射Ｘ線を試料１の回折条件と同一の（４００）対称反射条件で反射させ、この反射Ｘ線ビームを試料１に入射させる。本実施例によれば、試料１からの回折光が水平方向に出射されるためｂを大きくとることが可能である。なお、ａ＝４１．６ｍｍ、ｂ＝５０００ｍｍであり、拡大倍率ｍは１２０（＝５０００／４１．６）である。スリットの開口寸法は約１０μｍ角であるから、１０μｍ／１２０＝０．０８３μｍとなるが、この値はＦＺＰの限界空間分解能（０．１μｍ）よりも小さいため、本実施例における空間分解能はＦＺＰの空間分解能で決まり０．１μｍとなる。
【０１１１】
（実施例６）
本実施例では、透過Ｘ線像をＦＺＰで拡大することで１μｍ以下の空間分解能Ｒ_ＡＳＲを実現している。
【０１１２】
図８は、本実施例におけるＸ線回折測定方法を説明するための図で、この実施例では、異常透過光ビーム１０をＦＺＰ１６に入射させている。試料１は図３で示したものと同様にトレンチテストパターン加工したものであるが、トレンチ間のスペースは１μｍである。フォトンエネルギーは実施例５と同じである。
【０１１３】
試料１での回折条件はラウエケースの（０２２）反射であり、θ_Ｂ＝２３．８１°である。ＦＺＰの仕様と配置およびスリット１４の位置等は実施例５と同じであり、トレンチ加工に伴う歪により生じたＸ線像がスリット１４上に結像され、その目的部分を抽出して強度をシンチレーションカウンタ１２で測定する。
【０１１４】
図９は、図８に示した配置において試料１を紙面に対して垂直方向に移動させてスリット抽出光１２の強度を測定した結果を説明するための図で、横軸のＸは試料１の位置を示している。図中の写真はトレンチテストパターンの顕微鏡写真であり、この結果は、スリット抽出光強度がトレンチ構造により影響を受けて変動することを示している。
【０１１５】
図１０は、トレンチ幅の小さい部分を選択的に測定した結果を説明するための図である。この測定では、同一条件で２回測定を実施した。２回の測定のデータは微細なパターンに到るまで極めて類似した変動を示しており、再現性の高さを証明している。再現性を定量的に評価するために両者の相関係数を測定した。そして、各信号から長周期成分を除去することにより、含まれる波長成分の違いでその相関係数がどのように変化するかを分析した。
【０１１６】
図１１は、相関係数の波長成分依存性を説明するための図で、横軸は信号に含まれる最大波長を表している。長周期成分を除去するにしたがって相関係数が低下するのは、ノイズ成分の割合が大きくなるためである。この図に示した結果で、波長１μｍ以下の成分のみを残した場合の相関係数は０．２である。データ数が４４６と大きいことを考慮すると、ここで得られた相関は高い有意性をもつと結論できる。すなわち、図９に示した測定データに含まれる波長１μｍ以下の信号は再現性があり、本実施例による空間分解能は１μｍ以下であると結論することができる。
【０１１７】
なお、図１２に示すように、図８の配置におけるシンチレーションカウンタ１２の代わりに、ＩＰ６を使用して測定するようにしてもよい。
【０１１８】
（その他の実施例）
本発明は、上述の実施例に示した配置に限らず、多くのバリエーションが可能であるが、それらの例を以下に示す。
【０１１９】
図１３は、図６の配置に焦点付近の衝立１９を追加した配置を説明するための図であり、このような配置とすることにより、結像部上半分の直接光スポットを除去することができる。
【０１２０】
実施例１〜６において試料からＡＳＲまでの間の像の劣化を防ぐためには、試料とＡＳＲ結晶との間の距離を極限まで近づける必要があるが、実際には、試料ステージ周辺の駆動機構等が障害物となって目的の配置が採れない場合が多い。そこで、試料面上の回折Ｘ線像をＦＺＰで所定の位置に結像し、その像をＡＳＲ結晶で拡大することが有効である。この場合のＦＺＰによる結像は必ずしも拡大を伴う必要はない。これはＡＳＲ結晶を試料の位置まで近付けるのと同等であり、これにより空間分解能の高い測定が可能となる。
【０１２１】
図１４は、図８の配置に焦点付近のピンホール１８を追加した配置を説明するための図である。このような配置とすることにより、結像部のほぼ全域の直接光スポットを除去することができる。
【０１２２】
ＦＺＰには振幅変調型（ＡＭ）と位相変調型（ＰＭ）とがある。ＡＭ型ＦＺＰはＸ線を透過しない薄膜に、同心円状のＸ線透過部と不透過部とを交互に形成したものであり、最初に実用化されたのはこのタイプである。ＡＭ型ＦＺＰでは不透過部で吸収されるＸ線は損失となるため、回折効率は最大でも１０％程度である。ＰＭ型ＦＺＰはＸ線の透過に伴う位相遅れが半波長分異なる部分が同心円状に交互に形成されている。したがって、ＰＭ型ＦＺＰはＸ線の吸収量が少なく、最大で３０％程度の回折効率が得られる。
【０１２３】
これまでの実施例において、ＡＭ型ＦＺＰは回折現象を無視すればＦＺＰ部が一種のピンホールをして機能する。したがってＦＺＰ透過光が最大になるように位置を調節することにより位置合わせが可能である。ところがＰＭ型ＦＺＰはＦＺＰ部以外の部分でもＸ線が透過するため、このような調節手段が採用できない。また、回折光が形成する像に直接透過光が重ならないためには、あらかじめビーム径をＦＺＰの直径に合わせることが必要になる。そこで、ＰＭ型ＦＺＰのＦＺＰ部以外の部分に金メッキ等を施して不透過処理を行うこととすれば、調整が容易になるばかりでなく直接光の影響を効果的に除去することが可能となる。
【０１２４】
図１５は、図１で示した配置と同様の配置において、ＡＳＲ結晶３の位置に結像されたトレンチ像を約１４０倍に拡大してＩＰ６に露光・記録するようにした場合の配置を説明するための図である。ここで、試料１は図１に示したものと同一である。フォトンエネルギー、試料１およびＡＳＲ結晶３における回折条件の何れも図１と同様である。なお、この配置でのＦＺＰのパラメータは、ｆ＝４５．３ｍｍ、ａ＝８２．９ｍｍ、ｂ＝１００ｍｍ、であり、拡大率ｍはｍ＝ｂ／ａ＝１．２である。
【０１２５】
図１６は、図１５の配置において、入射光２を試料１の裏面から入射させて（０２２）反射による異常透過光１０を拡大するようにする場合の配置を説明するための図である。
【０１２６】
【発明の効果】
以上説明したように、上述した配置をとる本発明のＸ線回折測定装置（およびＸ線回折測定方法）によれば、回折Ｘ線ビーム（および透過Ｘ線ビーム）の幅の拡大倍率が５０倍以上かつ１５０倍以下の少なくとも１つのＡＳＲ結晶を用いて試料からのＸ線ビームを１方向または互いに直交する２方向に拡大してＸ線ビームの空間強度分布を記録したり、ＦＺＰを用いて試料からのＸ線ビームを拡大してＸ線ビームの空間強度分布を記録したり、あるいは、試料からのＸ線像をＦＺＰ上に結像し、少なくとも１つのＡＳＲ結晶を用いて１方向または互いに直交する２方向に拡大してＸ線ビームの空間強度分布を記録するようにしたので、短時間で測定可能な１μｍ以下の空間分解能を有する高精度のＸ線回折測定装置およびＸ線回折測定方法を提供することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施例１におけるＸ線回折測定方法を説明するための図である。
【図２】実施例２におけるＸ線回折測定方法を説明するための図である。
【図３】実施例３におけるＸ線回折測定方法を説明するための図である。
【図４】図３に示した実施例の配置で得られたトレンチパターンを説明するための図である。
【図５】ＩＰの代わりに、スリットとシンチレーションカウンタを用いた配置を説明するための図である。
【図６】実施例４におけるＸ線回折測定方法を説明するための図である。
【図７】実施例５におけるＸ線回折測定方法を説明するための図である。
【図８】実施例６におけるＸ線回折測定方法を説明するための図である。
【図９】図８に示した配置において試料を紙面に対して垂直方向に移動させてスリット抽出光の強度を測定した結果を説明するための図である。
【図１０】トレンチ幅の小さい部分を選択的に測定した結果を説明するための図である。
【図１１】相関係数の波長成分依存性を説明するための図である。
【図１２】図８の配置におけるシンチレーションカウンタの代わりにＩＰを使用して測定するようにした構成を説明するための図である。
【図１３】図６の配置に焦点付近の衝立を追加した配置を説明するための図である。
【図１４】図８の配置に焦点付近のピンホールを追加した配置を説明するための図である。
【図１５】図１で示した配置と同様の配置において、ＡＳＲ結晶の位置に結像されたトレンチ像を約１４０倍に拡大してＩＰに露光・記録するようにした場合の配置を説明するための図である。
【図１６】図１５の配置において、入射光を試料の裏面から入射させて（０２２）反射による異常透過光を拡大するようにする場合の配置を説明するための図である。
【図１７】ＡＳＲの仕組みを説明するための図である。
【図１８】微小な発散角のＸ線ビームが結晶表面で回折する場合の様子を説明するための図である。
【符号の説明】
１ 試料
２ 入射Ｘ線ビーム
３ ＡＳＲ結晶
４ 回折Ｘ線ビーム
５ シールド板
６ ＩＰ
７ 第２ＡＳＲ結晶
８ 第１拡大ビーム
９ 第２拡大ビーム
１０ 異常透過光ビーム
１１、１４ スリット
１２ シンチレーションカウンタ
１３ 拡大Ｘ線ビーム
１５ 直接光スポット
１６ ＦＺＰ
１８ ピンホール
１９ 衝立
２０ ダミーＳｉ板
１６１、１８１ 結晶
１６２ 結晶格子面
１６３ 入射ビーム
１６４ 出射ビーム

Claims (17)

1. 測定試料の結晶格子面でブラッグ条件を満足して回折または透過したＸ線ビームの強度を記録するためのＸ線回折測定装置であって、
   前記測定試料からのＸ線ビームを、１方向、または、互いに直交する２方向に拡大するための少なくとも１つの非対称反射結晶（ＡＳＲ結晶）と、
   当該ＡＳＲ結晶により拡大されたＸ線ビームの空間強度分布を記録するための記録手段とを備え、
   前記ＡＳＲ結晶のうちの少なくとも１つの拡大倍率が５０倍以上かつ１５０倍以下であることを特徴とするＸ線回折測定装置。
2. 前記ＡＳＲ結晶は、前記測定試料から当該ＡＳＲ結晶に入射するＸ線ビームがσ偏光となるように配置されていることを特徴とする請求項１に記載のＸ線回折測定装置。
3. Ｘ線像を互いに直交する２方向に拡大するための２つのＡＳＲ結晶を備え、
   当該２つのＡＳＲ結晶のうちの少なくとも一方は、π偏光反射におけるブラッグ角θ_Ｂが３０°以下となるように配置されていることを特徴とする請求項１に記載のＸ線回折測定装置。
4. 測定試料の結晶格子面でブラッグ条件を満足して回折または透過したＸ線ビームの強度を記録するためのＸ線回折測定装置であって、
   前記測定試料からのＸ線ビームを拡大するためのフレネルゾーンプレート（ＦＺＰ）と、
   当該ＦＺＰにより拡大されたＸ線ビームの空間強度分布を記録するための記録手段とを備えていることを特徴とするＸ線回折測定装置。
5. 測定試料の結晶格子面でブラッグ条件を満足して回折または透過したＸ線ビームの強度を記録するためのＸ線回折測定装置であって、
   前記測定試料からのＸ線像を結像するためのＦＺＰと、
   当該ＦＺＰ上に結像されたＸ線像を、１方向、または、互いに直交する２方向に拡大するための少なくとも１つのＡＳＲ結晶と、
   当該ＡＳＲ結晶により拡大されたＸ線ビームの空間強度分布を記録するための記録手段とを備えていることを特徴とするＸ線回折測定装置。
6. 前記測定試料とＸ線源との間に回折結晶を備え、
   当該回折結晶は、回折格子面間隔が前記測定試料の回折格子面間隔と同一となるように配置され、前記回折結晶からの反射Ｘ線ビームを前記測定試料に入射させるように構成されていることを特徴とする請求項４または５に記載のＸ線回折測定装置。
7. 前記ＦＺＰは、フレネルゾーン加工部以外の部分にＸ線不透過処理を施した位相変調型ＦＺＰであることを特徴とする請求項４乃至６の何れかに記載のＸ線回折測定装置。
8. 前記ＦＺＰの焦点近傍に、目的とする回折光以外の光を遮断するための第１の遮蔽手段を備えていることを特徴とする請求項４乃至７の何れかに記載のＸ線回折測定装置。
9. 前記記録手段の近傍に、当該ＦＺＰからの直接透過光を除去するための第２の遮蔽手段を備えていることを特徴とする請求項４乃至８の何れかに記載のＸ線回折測定装置。
10. 前記測定試料と前記記録手段との間に、拡大Ｘ線像の目的の微小部分を抽出するためのスリットあるいはピンホールを備えていることを特徴とする請求項１乃至９の何れかに記載のＸ線回折測定装置。
11. 前記記録手段は、写真フィルム、イメージングプレート、２次元記録デバイスのうちの何れかであることを特徴とする請求項１乃至１０に記載のＸ線回折測定装置。
12. 測定試料の結晶格子面でブラッグ条件を満足して回折または透過したＸ線ビームの強度を記録するためのＸ線回折測定方法であって、
    拡大倍率が５０倍以上かつ１５０倍以下の少なくとも１つのＡＳＲ結晶を用いて、前記測定試料からのＸ線ビームを、１方向、または、互いに直交する２方向に拡大し、
    当該ＡＳＲ結晶により拡大されたＸ線ビームの空間強度分布を記録することを特徴とするＸ線回折測定方法。
13. 測定試料の結晶格子面でブラッグ条件を満足して回折または透過したＸ線ビームの強度を記録するためのＸ線回折測定方法であって、
    ＦＺＰを用いて前記測定試料からのＸ線ビームを拡大し、
    当該ＦＺＰにより拡大されたＸ線ビームの空間強度分布を記録することを特徴とするＸ線回折測定方法。
14. 測定試料の結晶格子面でブラッグ条件を満足して回折または透過したＸ線ビームの強度を記録するためのＸ線回折測定方法であって、
    前記測定試料からのＸ線像をＦＺＰ上に結像し、
    当該ＦＺＰ上に結像されたＸ線像を、少なくとも１つのＡＳＲ結晶を用いて、１方向、または、互いに直交する２方向に拡大し、
    当該ＡＳＲ結晶により拡大されたＸ線ビームの空間強度分布を記録することを特徴とするＸ線回折測定方法。
15. 前記測定試料への入射Ｘ線ビームは、回折格子面間隔が前記測定試料の回折格子面間隔と同一となるように配置された回折結晶からの反射Ｘ線ビームであることを特徴とする請求項１３または１４に記載のＸ線回折測定方法。
16. 前記ＦＺＰは、フレネルゾーン加工部以外の部分にＸ線不透過処理を施した位相変調型ＦＺＰであることを特徴とする請求項１３乃至１５の何れかに記載のＸ線回折測定方法。
17. 前記ＦＺＰの焦点近傍に設けた遮蔽手段により、目的とする回折光以外の光を遮断することを特徴とする請求項１３乃至１６の何れかに記載のＸ線回折測定方法。

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