JP2007010483A - Ｘ線ビーム処理装置及びｘ線分析装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 小型であり、光軸調整のための作業が簡単であり、光軸調整の自動化が容易であるＸ線ビーム処理装置を提供する。
【解決手段】 所定の回折角度でＸ線を回折する第１結晶ブロック２ａ及び第２結晶ブロック２ｂを支持する結晶ホルダ３と、Ｘ線Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３の光軸を含む面に直交する軸線Ｘ１を中心として結晶ホルダ３を回転させることができ且つ結晶ホルダ３をその回転範囲内で固定状態に支持できるモータ４とを有するＸ線ビーム処理装置１Ａである。結晶ホルダ３は、第１結晶ブロック２ａと第２結晶ブロック２ｂの両方でＸ線回折が生じるように互いの角度が調整された状態でそれら２つの結晶ブロック２ａ，２ｂを固定状態で支持する。２つの結晶ブロック２ａ，２ｂの光軸調整は軸線Ｘ１を中心として結晶ホルダ３を１軸回転させるだけで行われる。
【選択図】 図１

Description

本発明はモノクロメータ、アナライザ等といったＸ線ビーム処理装置に関する。また、本発明はＸ線ビーム処理装置を用いたＸ線分析装置に関する。

従来から、Ｘ線回折装置等といったＸ線分析装置においてモノクロメータ、アナライザ等といったＸ線ビーム処理装置が広く用いられている。モノクロメータは、主に、複数波長のＸ線を含んだＸ線を特定波長のＸ線へ単色化するために用いられるＸ線ビーム処理装置である。このモノクロメータは、Ｘ線分析装置においてＸ線源と試料との間（すなわち、Ｘ線の進行方向に関して試料の上流側）に設けられることが多い。

また、アナライザは、主に、Ｘ線分析装置におけるＸ線の角度分解能を上げるために用いられるＸ線ビーム処理装置である。このアナライザは、Ｘ線分析装置において試料とＸ線検出手段との間（すなわち、Ｘ線の進行方向に関して試料の下流側）に設けられる。例えば、アナライザは、試料から出たＸ線（例えば、回折線、散乱線、反射線、分光線）を受光して、その中から所定の角度分解能を満たすＸ線を選択してＸ線検出手段へ向けて出射する機能を奏する。

従来、図９（ａ）に示すように、２つのチャンネルカット結晶１０１ａ，１０１ｂをＸ線光路Ｘ０上に設け、個々のチャンネルカット結晶１０１ａ，１０１ｂに個別に角度制御機構を付設したモノクロメータが周知である。光軸調整の際には、まず、下流側のチャンネルカット結晶１０１ｂを取り外して上流側のチャンネルカット結晶１０１ａを矢印Ａ１のように回転させながらそれをＸ線光路Ｘ０に合わせ、次に下流側のチャンネルカット結晶１０１ｂを装着してそれを矢印Ａ２のように回転させながらチャンネルカット結晶１０１ａ，１０１ｂの角度調整を行っている。

また、従来、図９（ｂ）に示すように、チャンネルカット結晶１０１ａ，１０１ｂのそれぞれにそれらをＸ線光路Ｘ０から退避させるための機構１０２ａ，１０２ｂを付設したモノクロメータが周知である。光軸調整の際には、矢印Ｂ１又はＢ２のようにいずれかのチャンネルカット結晶をＸ線光路Ｘ０から退避させた状態で、Ｘ線光路Ｘ０上にあるチャンネルカット結晶をＸ線光路Ｘ０に合わせる調整を行う。

また、従来、図１０に示すように、チャンネルカット結晶１０１ａ，１０１ｂの角度を調整するための回転軸Ｘａ，ＸｂをＸ線光路Ｘ０から外し、それらの回転軸Ｘａ，Ｘｂを中心としてチャンネルカット結晶１０１ａ，１０１ｂを大きく回転させることでチャンネルカット結晶１０１ａ，１０１ｂをＸ線光路Ｘ０から退避させるモノクロメータが知られている（例えば、特許文献１参照）。このモノクロメータでは、角度調整と退避機構とを共通の１つの軸の周りの回転によって実現している。

特開平９−０４９８１１号公報（第３〜４頁、図１）

しかしながら、退避機構を持たない図９（ａ）に示す従来のモノクロメータにおいては、光軸調整の際のチャンネルカット結晶１０１ａ，１０１ｂの取付け及び取外しを作業者が手作業によって行わなければならず、光軸調整を自動的に行うことができなかった。

また、退避機構を持った図９（ｂ）に示す従来のモノクロメータにおいては、個々のチャンネルカット結晶に対して回転機構及びスライド機構を付設しなければならず、それら自身の構造及びそれらのための制御機構が複雑にならざるを得ないという問題があった。このため、光軸調整を自動的に行うことが非常に難しかった。また、チャンネルカット結晶の退避場所を確保するための空間が必要になるので、このモノクロメータを用いる装置、例えばＸ線分析装置を小型化できないという問題もあった。

また、４回反射型のチャンネルカット結晶には非常に厳しい角度調整が要求されるため、一方のチャンネルカット結晶を退避移動させた後にそのチャンネルカット結晶を再びＸ線光路Ｘ０上に再装着した時には、２つのチャンネルカット結晶の角度合わせの再調整が必要であった。つまり、光軸調整のための作業が非常に面倒であった。

また、特許文献１に開示された図１０に示すモノクロメータにおいては、チャンネルカット結晶１０１ａ，１０１ｂを退避させるための軸Ｘａ，Ｘｂを中心とする回転が非常に大きな角度範囲になるため、チャンネルカット結晶１０１ａ，１０１ｂの角度再現性が悪くなるという問題があった。具体的に言えば、チャンネルカット結晶１０１ａ，１０１ｂの１つを例えば角度１８０°程度という大きな角度で回転させて退避移動を行った後に、そのチャンネルカット結晶をＸ線光路Ｘ０上の元の角度位置に戻した場合、回転駆動機構に含まれるギヤ等のバックラッシュの影響、あるいはその他の要因により、チャンネルカット結晶は元の正確な角度位置に戻らないという問題があった。この現象は退避移動のための回転角度が大きくなればなる程、顕著になると思われる。

また、図９（ｂ）の従来例と同様に、チャンネルカット結晶の退避場所を確保するための空間が必要になるので、このモノクロメータを用いる装置、例えばＸ線分析装置を小型化できないという問題もあった。

本発明は、従来のＸ線ビーム処理装置における上記の問題点に鑑みて成されたものであって、小型であり、光軸調整のための作業が簡単であり、光軸調整の自動化が容易であるＸ線ビーム処理装置及びＸ線分析装置を提供することを目的とする。

本発明に係るＸ線ビーム処理装置は、所定の回折角度でＸ線を回折する第１結晶ブロックと、所定の回折角度でＸ線を回折する第２結晶ブロックとを支持する結晶支持手段と、前記Ｘ線の光軸を含む面に直交する軸線を中心として前記結晶支持手段を回転させることができ且つ前記結晶支持手段を回転範囲内で固定状態に支持できる結晶角度調整手段とを有し、前記結晶支持手段は、前記第１結晶ブロックと前記第２結晶ブロックの両方でＸ線回折が生じるように互いの角度が調整された状態でそれら２つの結晶ブロックを固定状態で支持することを特徴とする。

このＸ線ビーム処理装置によれば、第１結晶ブロックと第２結晶ブロックとの相対的な角度が予め正確に保たれた状態でそれらが結晶支持手段によって固定支持されているので、光軸調整の際には１つの結晶ブロック、例えば第１結晶ブロックだけについて角度調整を行えば、第２結晶ブロックは自動的に正確な角度位置にセットされる。つまり、第２結晶ブロックは退避移動させる必要も無く、独自に角度調整される必要もない。このように光軸調整のための作業が極めて簡単になるので、光軸調整を容易に自動化できる。また、第１結晶ブロック及び第２結晶ブロックを退避移動させる必要が無いので、その移動のための空間が不要となり、それ故、Ｘ線ビーム処理装置自身及びそれを利用するＸ線分析装置を小型化できる。

次に、本発明に係るＸ線ビーム処理装置において、前記第１結晶ブロック及び前記第２結晶ブロックはチャンネルカット結晶であることが望ましい。チャンネルカット結晶は、ゲルマニウム、シリコン等といった結晶ブロックに溝（すなわち、チャンネル）を切ることによってその溝の両側に壁を形成し、それらの壁でそれぞれＸ線を反射させる構造の結晶である。結晶ブロックとしてチャンネルカット結晶を用いれば、高精度な単色化及び高い分解能を得ることができる。

次に、本発明に係るＸ線分析装置は、試料を照射するＸ線を発生するＸ線源と、前記試料から出たＸ線を検出するＸ線検出手段と、前記Ｘ線源と前記試料との間に配置されたＸ線ビーム処理装置とを有し、前記Ｘ線ビーム処理装置は上述した構成のＸ線ビーム処理装置であることを特徴とする。このＸ線分析装置は、試料の上流側にＸ線ビーム処理装置を設けた構造、すなわちＸ線ビーム処理装置がモノクロメータとして機能する構造のＸ線分析装置である。

本発明に係るＸ線ビーム処理装置によれば高精度な単色化及び高い分解能を得ることができるので、このＸ線ビーム処理装置は高精度な測定を求められるＸ線分析装置に用いられた場合にその機能を遺憾無く発揮できて好都合である。そのような高精度な測定が求められるＸ線分析装置としては、ロッキングカーブ測定装置や逆格子マップ測定装置等が考えられる。

ロッキングカーブ測定装置は、入射Ｘ線に対するＸ線検出器の角度（２θ）を固定した状態で試料へのＸ線入射角（ω）を極めて微小な範囲で回転させる間に、試料から出るＸ線を測定する装置である。測定結果は、横軸に試料の角度変化をとり、縦軸にＸ線強度をとったグラフ上にロッキングカーブとして得られる。また、逆格子マップ測定装置は、Ｘ線検出器の角度（２θ）を少しずつ変えながら試料へのＸ線入射角度（ω）をスキャンさせて試料からのＸ線を測定する装置である。測定結果は、横軸にωをとり、縦軸に２θをとった座標内に逆格子マップとして得られる。

次に、本発明に係るＸ線分析装置は、試料を照射するＸ線を発生するＸ線源と、前記試料から出たＸ線を検出するＸ線検出手段と、前記試料と前記Ｘ線検出手段との間に配置されたＸ線ビーム処理装置とを有し、前記Ｘ線ビーム処理装置は上述した構成のＸ線ビーム処理装置であることを特徴とする。このＸ線分析装置は、試料の下流側にＸ線ビーム処理装置を設けた構造、すなわちＸ線ビーム処理装置がアナライザとして機能する構造のＸ線分析装置である。

本発明に係るＸ線ビーム処理装置によれば高精度な単色化及び高い分解能を得ることができるので、このＸ線ビーム処理装置は高精度な測定を求められるＸ線分析装置に用いられた場合にその機能を遺憾無く発揮できて好都合である。そのような高精度な測定が求められるＸ線分析装置としては、ロッキングカーブ測定装置や逆格子マップ測定装置等が考えられる。

（Ｘ線ビーム処理装置の第１実施形態）
以下、本発明に係るＸ線ビーム処理装置を実施形態に基づいて説明する。なお、本発明がこの実施形態に限定されないことはもちろんである。また、これ以降の説明では図面を参照するが、その図面では特徴的な部分を分かり易く示すために実際のものとは異なった比率で構成要素を示す場合がある。

図１は本発明に係るＸ線ビーム処理装置の一実施形態を示している。同図において、Ｘ線ビーム処理装置１Ａは、第１結晶ブロックとしての第１チャンネルカット結晶２ａと、第２結晶ブロックとしての第２チャンネルカット結晶２ｂと、結晶支持手段としての結晶ホルダ３と、結晶角度調整手段としてのモータ４とを有する。

第１チャンネルカット結晶２ａ及び第２チャンネルカット結晶２ｂは、図２に示すように、単結晶の直方体のブロック６に切削加工によって溝７を設けることによって形成されている。溝７の両側面がＸ線を反射させる反射面として用いられる。第１チャンネルカット結晶２ａは、図１において、Ｘ線発生源Ｇから放射されたＸ線Ｒ１を１つの側面で反射し、その反射Ｘ線を対向するもう１つの面で反射して外部へ出射する。Ｘ線発生源Ｇは、フィラメントとターゲットとによって構成されたＸ線源であることもあるし、回折線等を放出する試料であることもある。また、第２チャンネルカット結晶２ｂは、第１チャンネルカット結晶２ａから出射されたＸ線Ｒ２を１つの側面で反射し、その反射Ｘ線を対向するもう１つの面で反射して外部へ出射する。

第２チャンネルカット結晶２ｂから出射されたＸ線Ｒ３は、入射Ｘ線Ｒ１が単色化されたＸ線（すなわち、入射Ｘ線Ｒ１から選択された特定波長のＸ線）であり、しかも、所定の角度分解能を満たすＸ線（すなわち、発散状態で進行する入射Ｘ線Ｒ１から選択された特定の角度方向だけに進行するＸ線）である。Ｘ線ビーム処理装置１Ａがモノクロメータとして用いられる場合は、主に、単色化の機能が利用される。また、Ｘ線ビーム処理装置１Ａがアナライザとして用いられる場合は、主に、分解能を上げる機能が利用される。

第１チャンネルカット結晶２ａは、入射Ｘ線Ｒ１に対する角度が所定の角度に一致したときに反射Ｘ線Ｒ２を出射する。また、第２チャンネルカット結晶２ｂは第１チャンネルカット結晶２ａに対して所定の角度に合わされたときに反射Ｘ線Ｒ３を出射する。第１チャンネルカット結晶２ａ及び第２チャンネルカット結晶２ｂは、そのようにＸ線を反射できる相対角度に調整され、そしてその調整された状態で結晶ホルダ３上に固定されている。

この固定作業はＸ線ビーム処理装置１Ａを製造する場所において正確に行われる。Ｘ線ビーム処理装置１Ａを使用する場所においては、固定された第１チャンネルカット結晶２ａ及び第２チャンネルカット結晶２ｂの固定状態を調整する作業は一切行われない。具体的な固定処理としては、接着剤を用いた接着、ネジその他の締結具を用いた締結、その他任意の固定方法を採用できる。このように第１チャンネルカット結晶２ａと第２チャンネルカット結晶２ｂとの相対角度を固定状態にしておけば、Ｘ線ビーム処理装置１Ａをどのような場所へ持ち運んだとしても、第１チャンネルカット結晶２ａと第２チャンネルカット結晶２ｂとの間の条件は、常に、所定の波長のＸ線を反射して外部へ出射できる状態に保持される。

結晶ホルダ３は、結晶２ａ，２ｂを固定支持している面の背面でモータ４の出力軸４ａに連結されている。結晶ホルダ３は、図では単なる長方形状に描かれているが、実際には、結晶２ａ，２ｂを支持し易い形状又は構造に形成される。モータ４が作動して出力軸４ａが回転すると、結晶ホルダ３は出力軸４ａの中心軸線Ｘ１を中心として矢印Ｃ−Ｃ’で示す方向に回転する。モータ４は回転角度を制御可能なモータ、例えば、パルスモータ、サーボモータであり、このモータ４は回転制御装置８から出力される信号に従って作動する。回転制御装置８は必要に応じて適宜のホスト制御部に接続され、そのホスト制御部から伝送される回転指示信号に従ってモータ４を制御する。ホスト制御部は、例えば、Ｘ線回折装置等といったＸ線分析装置内の制御装置である。

結晶ホルダ３の回転中心軸線Ｘ１は、本実施形態では、第１チャンネルカット結晶２ａのＸ線反射側面のうち第１回目にＸ線を反射する側面上を通るように設定されている。しかしながら、この軸線Ｘ１は、図３（ａ）に示すように結晶２ａのＸ線反射面から外れる位置であって結晶２ａと平面視で重なる位置とすることもできる。また、この軸線Ｘ１は、図３（ｂ）に示すように結晶２ａのＸ線反射面から外れる位置であって結晶２ａからも外れる位置とすることもできる。

以下、上記構成より成るＸ線ビーム処理装置の処理方法について説明する。
（組立調整の方法）
平行化されたＸ線を予め用意し、図１のＸ線ビーム処理装置１Ａの結晶ホルダ３をそのＸ線光路上に設置する。このとき、後ろ側の第２チャンネルカット結晶２ｂは結晶ホルダ３から外されている。次に、第１チャンネルカット結晶２ａの角度調整を行ってその結晶２ａでＸ線が反射されるように調整し、その調整の完了後に結晶２ａを位置不動に固定する。次に、後ろ側の第２チャンネルカット結晶２ｂを結晶ホルダ３上の所定位置に仮固定し、Ｘ線を反射するように角度調整し、その調整の完了後に結晶２ｂを位置不動に固定する。以上により、第１チャンネルカット結晶２ａと第２チャンネルカット結晶２ｂとの結晶ホルダ３上での相対的な位置関係が変動しないように固定される。

（使用時の微調整）
これから使用しようとしているＸ線分析装置それ自身、又は予め基準となっているＸ線分析装置それ自身、例えば平行型の光学系を有するＸ線分析装置それ自身の調整がすんだ状態で、図１のＸ線ビーム処理装置１ＡをそのＸ線分析装置に設置する。この場合、図１のモータ４を結晶ホルダ３に連結した上で、そのモータ４をＸ線分析装置の所定位置に装着する場合もあるし、あるいは、モータ４が予めＸ線分析装置内の所定位置に設置されている場合には、そのモータ４の出力軸４ａに結晶ホルダ３を連結する。

次に、回転制御装置８からの指示によってモータ４を作動させて結晶ホルダ３を矢印Ｃ−Ｃ’方向へ走査移動させ、このときに第２チャンネルカット結晶２ｂから出射するＸ線をＸ線検出器によって検出し、Ｘ線強度が最大となる角度位置を探して、結晶ホルダ３をその位置に固定する。例えば、Ｘ線としてＣｕＫα１線（波長１．５４０５６Å）を用い、結晶としてＧｅ（２２０）を用いた場合、観測されるＣｕＫα１線のピーク幅（半値全幅）は約０．００５°であるので、ピークの裾野で０．０１５°程度になる。このピークを測定するためには０．１°程度の角度測定範囲があれば十分であり、ピークのずれを含めて１°程度の稼動範囲があれば十分である。

なお、Ｘ線強度が最大となる位置として測定された角度位置は、図１の回転制御装置８内に予め含まれる記憶媒体、あるいは回転制御装置８に追加的に設けられる記憶媒体の中に記憶する。また、そのときのＸ線ビーム処理装置１Ａ以外の光学系の位置等も併せて記憶媒体の中に記憶する。

（使用中）
本実施形態では、結晶の回折現象を４回用いてＸ線を高精度に分光する。具体的には、図１において、Ｘ線としてＣｕＫα１線（波長１．５４０５６Å）を用い、結晶としてＧｅ（２２０）を用いた場合、Ｘ線ビーム処理装置１Ａから出射するＸ線の平行度は約０．００５°に抑えることができる。従って、このＸ線ビーム処理装置１Ａをモノクロメータとして用いれば、試料に入射するＸ線の平行度を約０，００５°に抑えることができる。また、このＸ線ビーム処理装置１Ａをアナライザとして用いれば、試料から出るＸ線を約０．００５°の角度分解能でＸ線検出器によって検出することが可能となる。このため、本実施形態のＸ線ビーム処理装置１Ａは、高精度な測定を求められる測定、例えば単結晶の結晶性評価のために行われる測定、例えばロッキングカーブ測定や逆格子マップ測定に好適に用いられる。

（微調整後の付け替え）
上記の微調整が終わった状態で、本実施形態のＸ線ビーム処理装置１ＡをＸ線分析装置から取り外した後、再度そのＸ線ビーム処理装置１ＡをＸ線分析装置に取り付けた場合には、上記の記憶媒体内に記憶された上記のＸ線ビーム処理装置１Ａに関する角度位置、及びその他の光学系の位置等に従ってＸ線ビーム処理装置１Ａ及びその他の光学系を移動することにより、Ｘ線光学系を取外し前の状態に復帰させることができる。このため、Ｘ線分析装置内の他の部品が取り外されない限り、Ｘ線ビーム処理装置１Ａ等を再度調整すること無しに、測定を再開することが可能である。

以上の説明から理解できるように、本実施形態のＸ線ビーム処理装置１Ａにおいては、２つのチャンネルカット結晶２ａ，２ｂから成る４回反射型の分光素子を１つの角度調整装置で作動させるようにしたので、Ｘ線ビーム処理装置１Ａの形状を小型化できた。また、特別な治具や複雑な操作無しに４つの結晶面の微調整を行うことができるようになった。また、結晶ホルダ３を回転させるという極めて簡単な１つの動作だけで４つの結晶面の微調整を行うことができるので、作業者の人手を利用することなく回転制御装置８又はその他の制御機器を用いて微調整を自動的に行うことができるようになった。

（Ｘ線ビーム処理装置の第２実施形態）
図４は、本発明に係るＸ線ビーム処理装置の他の実施形態を示している。この実施形態が図１に示した実施形態と異なる点は、結晶ホルダ３を駆動するための駆動装置に改変を加えたことである。図４において、図１と同じ要素は同じ符号を付すことにしてその説明は省略することにする。

図４に示すＸ線ビーム処理装置１Ｂおいて、結晶ホルダ３はタンジェントバー方式の回転機構１１によって支持されている。この回転機構１１は、結晶ホルダ３を固定状態で支持する回転ステージ１２と、その回転ステージ１２から外部方向へ延びる制御棒１３と、その制御棒１３の先端に当接する偏心カム１４と、その偏心カム１４を回転駆動するモータ１５とを有する。このタンジェントバー方式の回転機構は、回転ステージ１２に固定された制御棒１３をモータ１５取り付けられた偏心カム１４の回転によって回転させることにより、回転ステージ１２の微小な回転角度を制御する周知の微小回転機構である。本実施形態の結晶ホルダ３の移動幅は角度１°程度で十分なため、有効稼動範囲が小さいタンジェントバー方式の回転機構１１を用いることができる。

このタンジェントバー方式の回転機構１１を採用し、駆動系のバックラッシュや、駆動モータの通電再開後の微小な移動を結晶の回折限界角度以下にすることで、４つの結晶が完全に固定された結晶素子と同様な使い勝手を実現できる。なお、結晶としてＧｅ（４４０）を用い、Ｘ線としてＣｕＫα１を用い、波長を小数点以下４桁である１．５４０５Åまで分光する場合には、駆動系のバックラッシュや、駆動モータの通電再開後の微小な移動を起因とする結晶の微小角度ずれを０．００１°以下に抑える必要がある。

（Ｘ線分析装置の第１実施形態）
図５は、本発明に係るＸ線分析装置の第１実施形態を示している。図５において、本実施形態のＸ線分析装置２１は、Ｘ線を発生するＸ線源Ｆと、モノクロメータ２２と、第１スリット２３と、試料ホルダ２４と、第２スリット２５と、アナライザ２６と、第３スリット２７と、Ｘ線検出器２８とを有する。測定対象である試料Ｓは試料ホルダ２４に支持されて所定位置に置かれる。モノクロメータ２２は図１のＸ線ビーム処理装置１Ａや図４のＸ線ビーム処理装置１Ｂによって構成されている。また、アナライザ２６も図１のＸ線ビーム処理装置１Ａや図４のＸ線ビーム処理装置１Ｂによって構成されている。

Ｘ線源Ｆは、例えば、フィラメントを発熱させて熱電子を放出させ、その熱電子をターゲットに衝突させることによりそのターゲットからＸ線を放出する構造のＸ線源である。ターゲットの表面をＣｕによって形成すれば、ＣｕＫαの特性線を含んだＸ線を発生できる。また、Ｘ線検出器２８はＸ線を点状領域で受光する構造のいわゆる０次元カウンタによって構成される。このような０次元カウンタとしては、例えば、ＳＣ（Scintillation Counter）がある。

Ｘ線源Ｆから放射されたＸ線はモノクロメータ２２に入射する。モノクロメータ２２はそのＸ線を単色化及び平行化する。単色化及び平行化されたＸ線は第１スリット２３によって試料Ｓへ向けられて試料Ｓへ入射する。入射したＸ線と試料Ｓとの間で所定の条件が満足されると、試料ＳからＸ線（例えば、回折線、散乱線、反射線、分光線）が発生する。そのＸ線は、第２スリット２５を通ってアナライザ２６へ入射する。アナライザ２６は角度分解能を満たすＸ線を選択して下流側へ出射する。そのＸ線は、第３スリット２７を通ってＸ線検出器２８によって受光される。Ｘ線検出器２８は受光したＸ線の強度に対応した信号を出力する。この信号に基づいてＸ線強度が演算される。通常のＸ線分析装置では、入射Ｘ線に対するＸ線検出器２８の回転角度２θの個々の角度位置におけるＸ線強度Ｉが（２θ、Ｉ）の形で記憶媒体の中のファイル内に測定データとして記憶される。

モノクロメータ２２及びアナライザ２６は図１のＸ線ビーム処理装置１Ａや図４のＸ線ビーム処理装置１Ｂによって構成されている。なお、モノクロメータ２２及びアナライザ２６はそれらの両方を設けるようにしても良いし、それらのうちのいずれか一方を設けるようにしても良い。上述したように、Ｘ線ビーム処理装置１ＡやＸ線ビーム処理装置１Ｂにおいては、２つのチャンネルカット結晶２ａ，２ｂから成る４回反射型の分光素子を１つの角度調整装置で作動させるようにしたので、Ｘ線ビーム処理装置１Ａ等の形状を小型化できた。従って、そのＸ線ビーム処理装置１Ａ等を２個使用するＸ線分析装置２１も小型に形成できる。

また、Ｘ線ビーム処理装置１Ａ等は、特別な治具や複雑な操作無しに４つの結晶面の微調整を行うことができるので、そのＸ線ビーム処理装置１Ａ等を用いたＸ線分析装置２１はモノクロメータ２２やアナライザ２６の調整を非常に簡単に行うことができる。また、Ｘ線ビーム処理装置１Ａ等は、結晶ホルダ３を回転させるという極めて簡単な１つの動作だけで４つの結晶面の微調整を行うことができるので、作業者の人手を利用することなく回転制御装置８又はその他の制御機器を用いて微調整を自動的に行うことができる。従って、そのＸ線ビーム処理装置１Ａ等を用いたＸ線分析装置２１においても、モノクロメータ２２やアナライザ２６に関する調整を自動的に行うことができる。

（Ｘ線分析装置の第２実施形態）
図６（ａ）は本発明に係るＸ線分析装置の他の実施形態を示している。この実施形態は、本発明に係るＸ線ビーム処理装置をロッキングカーブ測定装置に適用した場合の実施形態を示している。なお、図６（ａ）は装置の概略を説明するためのものであって、おおまかな部品だけを示し、細かな部品の図示は省略している。

ロッキングカーブ測定装置３１は、Ｘ線源Ｆと、モノクロメータ２２と、試料ホルダ２４と、アナライザ２６と、Ｘ線検出器２８とを有する。測定対象である試料Ｓは試料ホルダ２４に支持されて所定位置に置かれている。モノクロメータ２２及びアナライザ２６は図１に示すＸ線ビーム処理装置１Ａや図４に示すＸ線ビーム処理装置１Ｂによって構成される。

ロッキングカーブ測定装置３１は、入射Ｘ線に対するＸ線検出器２８の角度２θを固定し、試料ＳへのＸ線入射角ωを微小な角度範囲で回転させながら、試料Ｓで回折したＸ線をＸ線検出器２８によって検出する。ロッキングカーブ測定装置３１による測定結果は、図６（ｂ）に示すように、横軸に試料揺動角度ωをとり、縦軸にＸ線強度Ｉをとったグラフ上に符号Ｌで示すロッキングカーブとして得られる。

このロッキングカーブ測定装置３１によって信頼性の高いデータを得るためには、厳密に単色化されたＸ線によって試料Ｓを照射することが望まれる。また、試料Ｓからは所定の角度分解能を満たすＸ線だけを選択してＸ線検出器２８へ供給することが望ましい。モノクロメータ２２を本発明に係る図１のＸ線ビーム処理装置１Ａや図４のＸ線ビーム処理装置１Ｂによって構成すれば、厳密に単色化されたＸ線によって試料Ｓを照射することができる。また、アナライザ２６を本発明に係る図１のＸ線ビーム処理装置１Ａや図４のＸ線ビーム処理装置１Ｂによって構成すれば、試料Ｓから出たＸ線から所定の角度分解能を満たすＸ線だけを選択してＸ線検出器２８へ供給できる。つまり、本発明に係るＸ線ビーム処理装置をロッキングカーブ測定装置のためのモノクロメータやアナライザとして用いれば、非常に信頼性の高い測定データを得ることができる。

（Ｘ線分析装置の第３実施形態）
図７（ａ）は本発明に係るＸ線分析装置のさらに他の実施形態を示している。この実施形態は、本発明に係るＸ線ビーム処理装置を逆格子マップ測定装置に用いた場合の実施形態を示している。なお、図７（ａ）は装置の概略を説明するためのものであって、おおまかな部品だけを示し、細かな部品の図示は省略している。

逆格子マップ測定装置４１は、Ｘ線源Ｆと、モノクロメータ２２と、試料ホルダ２４と、アナライザ２６と、Ｘ線検出器２８とを有する。測定対象である試料Ｓは試料ホルダ２４に支持されて所定位置に置かれている。モノクロメータ２２及びアナライザ２６は図１に示すＸ線ビーム処理装置１Ａや図４に示すＸ線ビーム処理装置１Ｂによって構成される。

逆格子マップ測定装置４１は、入射Ｘ線に対するＸ線検出器２８の角度２θを少しずつ変えて固定し、Ｘ線入射角度ωをスキャンしながら、試料Ｓで回折したＸ線をＸ線検出器２８によって検出する。この逆格子マップ測定装置４１による測定結果は、図７（ｂ）に示すように、横軸にＸ線入射角度ωをとり、縦軸に回折角度２θをとった座標上に複数のドットデータとして得られる。個々のドットデータの濃度が試料Ｓで発生した回折Ｘ線の強度を示している。

この逆格子マップ測定装置４１によって信頼性の高いデータを得るためには、厳密に単色化されたＸ線によって試料Ｓを照射することが望まれる。また、試料Ｓからは所定の角度分解能を満たすＸ線だけを選択してＸ線検出器２８へ供給することが望ましい。モノクロメータ２２を本発明に係る図１のＸ線ビーム処理装置１Ａや図４のＸ線ビーム処理装置１Ｂによって構成すれば、厳密に単色化されたＸ線によって試料Ｓを照射することができる。また、アナライザ２６を本発明に係る図１のＸ線ビーム処理装置１Ａや図４のＸ線ビーム処理装置１Ｂによって構成すれば、試料Ｓから出たＸ線から所定の角度分解能を満たすＸ線だけを選択してＸ線検出器２８へ供給できる。つまり、本発明に係るＸ線ビーム処理装置を逆格子マップ測定装置のためのモノクロメータやアナライザとして用いれば、非常に信頼性の高い測定データを得ることができる。

（Ｘ線分析装置の第４実施形態）
図８（ａ）は本発明に係るＸ線分析装置のさらに他の実施形態を示している。この実施形態は、本発明に係るＸ線ビーム処理装置を反射率測定装置に用いた場合の実施形態を示している。なお、図８（ａ）は装置の概略を説明するためのものであって、おおまかな部品だけを示し、細かな部品の図示は省略している。

反射率測定装置５１は、Ｘ線源Ｆと、モノクロメータ２２と、試料ホルダ２４と、アナライザ２６と、Ｘ線検出器２８とを有する。想定対象である試料Ｓは試料ホルダ２４によって支持されて所定位置に置かれている。モノクロメータ２２及びアナライザ２６は図１に示すＸ線ビーム処理装置１Ａや図４に示すＸ線ビーム処理装置１Ｂによって構成される。

反射率測定装置５１は、試料ＳへのＸ線入射角度ωを、例えばω＝０．１°〜４°程度の微小角度に設定し、試料ＳでＸ線を全反射させて、その反射Ｘ線をＸ線検出器２８によって検出する。これにより、例えば試料Ｓの表面の薄い部分の構造を分析する。この反射率測定装置５１による測定結果は、図８（ｂ）に示すように、横軸に回折角度２θをとり、縦軸にＸ線強度Ｉをとったグラフ上に符号Ｈで示す反射率カーブとして得られる。２θの低角度領域Ｔで全反射が起こっており、２θがある限界値に達すると全反射の強度が急激に落ちる。

この反射率測定装置５１によって信頼性の高いデータを得るためには、ボケの無い鮮明な反射率カーブＨを得ることが重要である。そして、鮮明な反射率カーブＨを得るためには、厳密に単色化されたＸ線によって試料Ｓを照射することが望まれる。また、試料Ｓからは所定の角度分解能を満たすＸ線だけを選択してＸ線検出器２８へ供給することが望ましい。モノクロメータ２２を本発明に係る図１のＸ線ビーム処理装置１Ａや図４のＸ線ビーム処理装置１Ｂによって構成すれば、厳密に単色化されたＸ線によって試料Ｓを照射することができる。また、アナライザ２６を本発明に係る図１のＸ線ビーム処理装置１Ａや図４のＸ線ビーム処理装置１Ｂによって構成すれば、試料Ｓから出たＸ線から所定の角度分解能を満たすＸ線だけを選択してＸ線検出器２８へ供給できる。つまり、本発明に係るＸ線ビーム処理装置を反射率測定装置のためのモノクロメータやアナライザとして用いれば、非常に信頼性の高い測定データを得ることができる。

（その他の実施形態）
以上、好ましい実施形態を挙げて本発明を説明したが、本発明はその実施形態に限定されるものでなく、請求の範囲に記載した発明の範囲内で種々に改変できる。
例えば、図１の実施形態では、結晶ホルダ３を単なる長方形状に描いたが、結晶ホルダ３の形状及び構造は必要に応じて種々の形状及び構造に設定できる。また、結晶ホルダ３を駆動するための構成として、図１ではモータ４を用い、図４ではタンジェントバー方式の微小回転機構を用いたが、その他任意の駆動機構を用いても良い。

本発明に係るＸ線ビーム処理装置の一実施形態を示す平面図である。 チャンネルカット結晶の一例を示す斜視図である。 本発明に係るＸ線ビーム処理装置の他の実施形態の主要部を示す平面図である。 本発明に係るＸ線ビーム処理装置のさらに他の実施形態を示す平面図である。 本発明に係るＸ線分析装置の一実施形態を示す正面図である。 本発明に係るＸ線分析装置の他の実施形態を示す正面図である。 本発明に係るＸ線分析装置のさらに他の実施形態を示す正面図である。 本発明に係るＸ線分析装置のさらに他の実施形態を示す正面図である。 Ｘ線ビーム処理装置の従来例を示す図である。 Ｘ線ビーム処理装置の他の従来例を示す図である。

符号の説明

１Ａ，１Ｂ．Ｘ線ビーム処理装置、
２ａ．第１チャンネルカット結晶（第１結晶ブロック）、
２ｂ．第２チャンネルカット結晶（第２結晶ブロック）、
３．結晶ホルダ（結晶支持手段）、 ４．モータ（結晶角度調整手段）、
４ａ．出力軸、 ６．単結晶ブロック、 ７．溝、
１１．タンジェントバー式回転機構（結晶角度調整手段）、 １２．回転ステージ、
１３．制御棒、 １４．偏心カム、 １５．モータ、 ２１．Ｘ線分析装置、
２２．モノクロメータ、 ２３．第１スリット、 ２４．試料ホルダ、
２５．第２スリット、 ２６．アナライザ、 ２７．第３スリット、
２８．Ｘ線検出器、 ３１．ロッキングカーブ測定装置（Ｘ線分析装置）、
４１．逆格子マップ測定装置（Ｘ線分析装置）、
５１．反射率測定装置（Ｘ線分析装置）、 Ｇ．Ｘ線発生源、 Ｈ．反射率カーブ、
Ｌ．ロッキングカーブ、 Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３．Ｘ線、 Ｔ．低角度領域、
Ｘ０．Ｘ線光軸、 Ｘａ，Ｘｂ．回転中心、 Ｘ１．回転中心軸線

Claims (4)

1. 所定の回折角度でＸ線を回折する第１結晶ブロックと、所定の回折角度でＸ線を回折する第２結晶ブロックとを支持する結晶支持手段と、
   前記Ｘ線の光軸を含む面に直交する軸線を中心として前記結晶支持手段を回転させることができ且つ前記結晶支持手段をその回転範囲内で固定状態に支持できる結晶角度調整手段と、を有し、
   前記結晶支持手段は、前記第１結晶ブロックと前記第２結晶ブロックの両方でＸ線回折が生じるように互いの角度が調整された状態でそれら２つの結晶ブロックを固定状態で支持する
   ことを特徴とするＸ線ビーム処理装置。
2. 請求項１記載のＸ線ビーム処理装置において、前記第１結晶ブロック及び前記第２結晶ブロックは、互いに対向する２つのＸ線反射面を有するチャンネルカット結晶であることを特徴とするＸ線ビーム処理装置。
3. 試料に照射されるＸ線を発生するＸ線源と、前記試料から出たＸ線を検出するＸ線検出手段と、前記Ｘ線源と前記試料との間に配置されたＸ線ビーム処理装置とを有し、
   前記Ｘ線ビーム処理装置は請求項１又は請求項２のいずれか１つに記載のＸ線ビーム処理装置であることを特徴とするＸ線分析装置。
4. 試料に照射されるＸ線を発生するＸ線源と、前記試料から出たＸ線を検出するＸ線検出手段と、前記試料と前記Ｘ線検出手段との間に配置されたＸ線ビーム処理装置とを有し、
   前記Ｘ線ビーム処理装置は請求項１又は請求項２のいずれか１つに記載のＸ線ビーム処理装置であることを特徴とするＸ線分析装置。

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