JP6547212B2 - Ｘ線分析の操作ガイドシステム、操作ガイド方法、及び操作ガイドプログラム - Google Patents

Ｘ線分析の操作ガイドシステム、操作ガイド方法、及び操作ガイドプログラム Download PDF

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Description

本発明は、Ｘ線分析の操作ガイドシステム、操作ガイド方法、及び操作ガイドプログラムに関し、特に、ユーザに対するガイダンス機能に関する。
近年、Ｘ線分析装置の発達により、様々な分析目的のために、多様なユーザがＸ線分析装置を利用している。Ｘ線分析装置は、もはや一部の熟練ユーザのみが利用するものではなく、Ｘ線分析装置に不慣れなユーザが利用する機会が増えてきている。
特許第３３５３４９６号 特開２０１３−１３７２９７号公報 特開２０１３−１３７２９８号公報
Ｘ線分析装置を用いて測定を行う場合、ユーザは、分析対象となる試料に対して、適当な部品を選択して、測定光学系を組み、試料に対して適当な制御条件の下で、測定するのが望ましいが、Ｘ線分析装置に不慣れなユーザがこれらを自らの判断で決定するのは困難である。
特許文献１に、複数の分析処理それぞれに必要なデータの設定手順をまとめた情報に基づいて、各種の分析処理に必要な設定データを簡単な操作で設定することができる設定手段を備える分析装置が開示されている。
特許文献２及び特許文献３に、複数の測定手法を実現できる機能を持ったＸ線分析装置において、それらの測定機能を有効に活用できるＸ線分析装置が開示されている。
しかしながら、可視光の光学系と異なり、Ｘ線の光学系において、Ｘ線がどのように伝搬するかをユーザが視認することはできない。また、Ｘ線光学系の寸法に対して、一般に試料の寸法は小さく、Ｘ線の断面の寸法も小さい。あるＸ線光学系を選択する場合に、操作ガイドシステムが、試料に対して測定を行う状態を表示しても、試料へ照射する入射Ｘ線が試料にどのように照射され、検出器が試料から発生する散乱Ｘ線をどのように検出するか、ユーザが理解することは困難である。
本発明はかかる課題を鑑みてなされたものであり、本発明は、選択されるＸ線光学系の測定をユーザが容易に理解することが可能なＸ線分析の操作ガイドシステム、操作ガイド方法、及び操作ガイドプログラムを提供することを目的とする。
（１）上記課題を解決するために、本発明に係るＸ線分析の操作ガイドシステムは、試料の情報と、前記試料に対してＸ線分析を行う複数のＸ線測定光学系部品それぞれの情報を取得する、測定情報取得手段と、前記試料を拡大して表示する拡大倍率を取得する、試料拡大倍率取得手段と、前記複数のＸ線測定光学系部品を用いて前記試料に対して測定を行う場合における、入射Ｘ線のデフォルメ形状を決定する、入射Ｘ線形状変形手段と、前記複数のＸ線測定光学系部品を用いて前記試料に対して測定を行う場合における、散乱Ｘ線のデフォルメ形状を決定する、散乱Ｘ線形状変形手段と、前記試料の形状が前記拡大倍率に応じて拡大される前記試料の変形形状、前記入射Ｘ線のデフォルメ形状、及び前記散乱Ｘ線のデフォルメ形状を、モデリングする、Ｘ線測定光学系モデリング手段と、を備える、Ｘ線分析の操作ガイドシステムであって、前記入射Ｘ線のデフォルメ形状は、前記試料へ照射する入射Ｘ線の入射光軸方向に垂直な平面において、前記入射Ｘ線の形状が前記拡大倍率に応じて拡大される形状であり、前記散乱Ｘ線のデフォルメ形状は、前記試料より発生し検出される散乱Ｘ線の散乱光軸方向に垂直な平面において、前記散乱Ｘ線の形状が前記拡大倍率に応じて拡大される形状である。
（２）上記（１）に記載のＸ線分析の操作ガイドシステムであって、前記測定情報取得手段が取得する前記試料の情報と前記複数のＸ線測定光学系部品の情報に基づいて、前記複数のＸ線測定光学系部品を用いて前記試料に対して測定を行う場合における、前記試料へ照射する入射Ｘ線の形状及び前記試料より発生し検出される散乱Ｘ線の形状を決定する、伝搬Ｘ線形状決定手段を、さらに備え、前記入射Ｘ線形状変形手段は、前記入射Ｘ線の入射光軸方向に垂直な平面において、前記伝搬Ｘ線形状決定手段により決定される前記入射Ｘ線の形状を前記拡大倍率に応じて拡大して、前記入射Ｘ線のデフォルメ形状を決定し、前記散乱Ｘ線形状変形手段は、前記散乱Ｘ線の散乱光軸方向に垂直な平面において、前記伝搬Ｘ線形状決定手段により決定される前記散乱Ｘ線の形状を前記拡大倍率に応じて拡大して、前記散乱Ｘ線のデフォルメ形状を決定してもよい。
（３）上記（１）又は（２）に記載のＸ線分析の操作ガイドシステムであって、前記複数のＸ線測定光学系部品は、前記試料に対して入射側にあって前記試料の最も近くに配置される第１入射側光学部品と、前記試料に対して散乱側にあって前記試料の最も近くに配置される第１散乱側光学部品と、をさらに含み、前記Ｘ線分析の操作ガイドシステムは、前記入射Ｘ線の入射光軸方向に垂直な平面において前記第１入射側光学部品の形状が前記拡大倍率に応じて拡大される、前記第１入射側光学部品のデフォルメ形状を決定する、第１入射側光学部品形状変形手段と、前記散乱Ｘ線の散乱光軸方向に垂直な平面において前記第１散乱側光学部品の形状が前記拡大倍率に応じて拡大される、前記第１散乱側光学部品のデフォルメ形状を決定する、第１散乱側光学部品形状変形手段と、をさらに備え、前記Ｘ線測定光学系モデリング手段が、前記第１第１入射側光学部品のデフォルメ形状及び前記第１散乱側光学部品のデフォルメ形状を、さらにモデリングしてもよい。
（４）上記（１）に記載のＸ線分析の操作ガイドシステムであって、前記複数のＸ線測定光学系部品それぞれを伝搬するＸ線の光軸方向に垂直な平面において該Ｘ線光学系部品それぞれの形状が前記拡大倍率に応じて拡大される、前記複数のＸ線測定光学系部品のデフォルメ形状を決定する光学部品形状変形手段を、さらに備え、前記入射Ｘ線形状変形手段は、前記測定情報取得手段が取得する前記試料の情報と、前記光学部品形状変形手段が決定する前記複数のＸ線測定光学系部品のデフォルメ形状に基づいて、前記入射Ｘ線のデフォルメ形状を決定し、前記散乱Ｘ線形状変形手段は、前記測定情報取得手段が取得する前記試料の情報と、前記光学部品形状変形手段が決定する前記複数のＸ線測定光学系部品のデフォルメ形状に基づいて、前記散乱Ｘ線のデフォルメ形状を決定してもよい。
（５）上記（１）乃至（４）のいずれかに記載のＸ線分析の操作ガイドシステムであって、前記入射Ｘ線形状変形手段は、前記入射Ｘ線の入射光軸方向において、前記入射Ｘ線の形状を維持し、前記散乱Ｘ線形状変形手段は、前記散乱Ｘ線の散乱光軸方向において、前記散乱Ｘ線の形状を維持してもよい。
（６）上記（１）乃至（５）のいずれかに記載のＸ線分析の操作ガイドシステムであって、前記試料の角度配置の情報を取得する試料角度配置情報取得手段を、さらに備え、前記入射Ｘ線形状変形手段は、該角度配置の情報にさらに基づいて前記入射Ｘ線のデフォルメ形状を決定し、前記散乱Ｘ線形状変形手段が、該角度配置の情報にさらに基づいて前記散乱Ｘ線のデフォルメ形状を決定してもよい。
（７）本発明に係るＸ線分析の操作ガイド方法は、試料の情報と、前記試料に対してＸ線分析を行う複数のＸ線測定光学系部品それぞれの情報を取得する、測定情報取得ステップと、前記試料を拡大して表示する拡大倍率を取得する、試料拡大倍率取得ステップと、前記複数のＸ線測定光学系部品を用いて前記試料に対して測定を行う場合における、入射Ｘ線のデフォルメ形状を決定する、入射Ｘ線形状変形ステップと、前記複数のＸ線測定光学系部品を用いて前記試料に対して測定を行う場合における、散乱Ｘ線のデフォルメ形状を決定する、散乱Ｘ線形状変形ステップと、前記試料の形状が前記拡大倍率に応じて拡大される変形形状、前記入射Ｘ線のデフォルメ形状、及び前記散乱Ｘ線のデフォルメ形状を、モデリングする、Ｘ線測定光学系モデリングステップと、を備える、Ｘ線分析の操作ガイド方法であって、前記入射Ｘ線のデフォルメ形状は、前記試料へ照射する入射Ｘ線の入射光軸方向に垂直な平面において、前記入射Ｘ線の形状が前記拡大倍率に応じて拡大される形状であり、前記散乱Ｘ線のデフォルメ形状は、前記試料より発生し検出される散乱Ｘ線の散乱光軸方向に垂直な平面において、前記散乱Ｘ線の形状が前記拡大倍率に応じて拡大される形状であってもよい。
（８）本発明に係るＸ線分析の操作ガイドプログラムは、コンピュータを、試料の情報と、前記試料に対してＸ線分析を行う複数のＸ線測定光学系部品それぞれの情報を取得する、測定情報取得手段、前記試料を拡大して表示する拡大倍率を取得する、試料拡大倍率取得手段、前記複数のＸ線測定光学系部品を用いて前記試料に対して測定を行う場合における、入射Ｘ線のデフォルメ形状を決定する、入射Ｘ線形状変形手段、前記複数のＸ線測定光学系部品を用いて前記試料に対して測定を行う場合における、散乱Ｘ線のデフォルメ形状を決定する、散乱Ｘ線形状変形手段、前記試料の形状が前記拡大倍率に応じて拡大される変形形状、前記入射Ｘ線のデフォルメ形状、及び前記散乱Ｘ線のデフォルメ形状を、モデリングする、Ｘ線測定光学系モデリング手段、として機能させるための、Ｘ線分析の操作ガイドプログラムであって、前記入射Ｘ線のデフォルメ形状は、前記試料へ照射する入射Ｘ線の入射光軸方向に垂直な平面において、前記入射Ｘ線の形状が前記拡大倍率に応じて拡大される形状であり、前記散乱Ｘ線のデフォルメ形状は、前記試料より発生し検出される散乱Ｘ線の散乱光軸方向に垂直な平面において、前記散乱Ｘ線の形状が前記拡大倍率に応じて拡大される形状であってもよい。
本発明により、分析対象となる試料の測定条件をユーザが容易に決定することが可能なＸ線分析の操作ガイドシステム、操作ガイド方法、及び操作ガイドプログラムが提供される。
本発明の第１の実施形態に係るＸ線分析装置の構成を示すブロック図である。 本発明の第１の実施形態に係るＸ線分析装置のＸ線測定部の一例を示すブロック図である。 本発明の第１の実施形態に係る制御プログラムのフローチャートである。 本発明の第１の実施形態に係る分析目的選択画面を示す図である。 本発明の第１の実施形態に係る試料情報入力画面を示す図である。 本発明の第１の実施形態に係る測定条件画面を示す図である。 本発明の第１の実施形態に係る表示情報入力画面を示す図である。 本発明の第１の実施形態に係るデフォルメ形状決定ステップのフローチャートである。 伝搬Ｘ線の形状を模式的に示す図である。 伝搬Ｘ線の強度分布を示す図である。 本発明の第１の実施形態に係る表示画像である。 本発明の第１の実施形態に係る表示画像である。 本発明の第１の実施形態に係る表示画像である。 伝搬Ｘ線の形状の近似を示す図である。 本発明の第２の実施形態に係るデフォルメ形状決定ステップのフローチャートである。
以下、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。なお、図面は説明をより明確にするため、実際の態様に比べ、寸法、形状等について模式的に表す場合があるが、あくまで一例であって、本発明の解釈を限定するものではない。また、本明細書と各図において、既出の図に関して前述したものと同様の要素には、同一の符号を付して、詳細な説明を適宜省略することがある。
［第１の実施形態］
図１は、本発明の第１の実施形態に係るＸ線分析装置１の構成を示すブロック図である。当該実施形態に係るＸ線分析装置１は、Ｘ線測定部２（Ｘ線測定光学系）と、操作ガイドシステム３とを備え、操作ガイドシステム３は、制御部４と、入力装置５と、表示装置６と、を備える。制御部４は、ＣＰＵ部１１と、記憶部１２と、情報入力部１３と、情報出力部１４と、を備えている。制御部４は、一般に用いられるコンピュータによって実現され、図示しないが、ＲＯＭ（Read Only Memory）やＲＡＭ（Random Access Memory）をさらに備えており、ＲＯＭやＲＡＭはコンピュータの内部メモリを構成している。記憶部１２は記録媒体であり、半導体メモリ、ハードディスク、又は、その他の任意の記録媒体によって構成されていてもよい。ここで、記憶部１２は、コンピュータの内部に設置されているが、コンピュータの外部に設置されていてもよい。また、記憶部１２は、１つの単体であっても、複数の記録媒体であってもよい。情報入力部１３は入力装置５に接続されるインターフェイスなどであり、ユーザが入力装置５に入力する情報を入力装置５から取得する。情報出力部１４は表示装置６に接続されるインターフェイスなどであり、表示装置６に表示させる情報を表示装置６へ出力する。なお、入力装置５は、キーボードやマウス、タッチパネルなどによって実現され、表示装置６は、一般に用いられるディスプレイなどにより実現される。Ｘ線分析装置１の制御部４は、以下に説明するＸ線分析の操作ガイド方法の各ステップを実行する手段をそれぞれ備えている。また、当該実施形態に係るＸ線分析の操作ガイドプログラムは、コンピュータを、各手段として機能させるためのプログラムである。なお、制御部４のＣＰＵ部１１及び記憶部１２の詳細については後述する。
図２は、当該実施形態に係るＸ線分析装置１のＸ線測定部２の一例を示すブロック図である。図２に示すＸ線測定部２は、試料に対してＸ線分析を行う複数のＸ線測定光学系部品を備えている。ここで、Ｘ線測定部２は、Ｘ線反射率（ＸＲＲ）測定に用いられる平行ビーム光学系であり、試料１００に入射Ｘ線を照射し、試料１００より発生する散乱Ｘ線を検出する。散乱Ｘ線は、Ｘ線反射率測定においては、試料より反射される反射Ｘ線であり、Ｘ線回折測定においては、試料より発生する回折Ｘ線である。本明細書において、試料より発生する散乱Ｘ線は、様々なＸ線分析において発生するＸ線それぞれを含んでいる。ここで、試料１００は、基板上に層数１以上の薄膜が積層されたものであり、ここでは、２層の薄膜が基板上に形成される膜構造を有している。図２に示す通り、Ｘ線測定部２に備えられる複数のＸ線測定光学系部品は、ゴニオメータ２１と、試料１００が支持される支持台２２と、Ｘ線発生部２３と、ＣＢＯユニット２４（Cross Beam Optics Unit）と、入射ソーラースリット２５と、入射スリット２６と、２枚の受光スリット（第１受光スリット２７Ａ及び第２受光スリット２７Ｂ）と、平行スリットアナライザ２８Ａ（Parallel Slit Analyzer：ＰＳＡ）と、受光ソーラースリット２８Ｂと、検出器２９と、を含んでいる。
ゴニオメータ２１は、θ−２θ回転系であり、回転中心に試料１００が位置するよう、支持台２２がゴニオメータ２１に搭載される。また、支持台２２のθ回転に対して、２θ回転するよう、２枚の受光スリット、平行スリットアナライザ２８Ａ，受光ソーラースリット２８Ｂ及び検出器２９がゴニオメータ２１に搭載される。
Ｘ線発生部２３は、Ｘ線管（Ｘ線管球）を含み、多層膜ミラー２４Ａに対して、発散するＸ線を放射する。ＣＢＯユニット２４は、多層膜ミラー２４Ａと、多層膜ミラー２４Ａの後方に配置される選択スリット２４Ｂを含んでいる。選択スリット２４Ｂの配置により、集中法と平行ビーム法の切換えを容易に行うことが可能である。ここでは、平行ビーム法が選択されている。多層膜ミラー２４Ａは、断面が放物線（二次関数）となる反射面を有する。多層膜ミラー２４Ａは、放物線の焦点がＸ線発生部２３が放射するＸ線の微小焦点に含まれるよう、配置される。多層膜ミラー２４Ａにおいて反射されるＸ線は、多層膜ミラー２４Ａの多層膜構造により、所定の波長のＸ線が選択的に所定の方向に反射されるとともに、反射面の断面が放物線であることにより、平行化されて、入射ソーラースリット２５へ入射する。
入射ソーラースリット２５及び入射スリット２６を通過したＸ線は、支持台２２に搭載される試料１００に入射Ｘ線として入射角θで入射する。ここで、入射角θとは、入射Ｘ線の光軸が試料１００の表面（膜構造の表面）となす角度であり、入射光線が反射面の法線とのなす角を入射角とする幾何光学とは異なっている。試料１００に入射Ｘ線が照射され、反射Ｘ線が試料１００より反射角θ（反射Ｘ線の光軸と試料１００の表面とのなす角度）で放射する。なお、反射Ｘ線が入射Ｘ線となす角度は２θである。
反射Ｘ線は、第１受光スリット２７Ａ、平行スリットアナライザ２８Ａ、受光ソーラースリット２８Ｂ、及び第２受光スリット２７Ｂを順に通過して、検出器２９へ入射し、かかるＸ線を検出器２９が検出する。平行スリットアナライザ２８Ａは、薄い金属板を等間隔に積み重ねたもので、ビームと金属箔を平行に配置することで、分解能を高めることができる。受光ソーラースリット２８Ｂは、平行スリットアナライザを９０°回転して配置したものであり、Ｘ線ピークの非対称性を低減することができる。測定光学系の分解能は、Ｘ線発生部２３やＣＢＯユニット２４の特性に加えて、入射スリット２６のスリット幅、２枚の受光スリットそれぞれのスリット幅、２枚の受光スリットの間隔、入射ソーラースリット２５の特性、平行スリットアナライザ２８Ａの特性、及び受光ソーラースリット２８Ｂの特性によって定まる。なお、図２に示すＸ線測定部２は、平行ビーム光学系であり、高分解能光学系と呼ぶことにする。当該高分解能光学系ほど分解能を必要としない場合は、入射ソーラースリット２５を取り除いてもよい。当該高分解能光学系より高い分解能の測定を可能とするために、入射ソーラースリット２５に代えて、チャンネルモノクロメータ（チャネルカット結晶が１個（１組））を配置してもよい。さらに高い分解能の測定を可能とするために、４結晶モノクロメータ（チャネルカット結晶が２個（２組））を配置してもよい。また、平行スリットアナライザ２８Ａ及び受光ソーラースリット２８Ｂに代えて、アナライザ結晶を配置してもよい。
検出器２９は、０次元検出器（例えば、計数管）、１次元検出器（例えば、線状ＣＣＤセンサ）、又は２次元検出器（例えば、ＣＣＤセンサ）のいずれであってもよい。ここでは、計数管である。
［操作ガイド］
次に、当該実施形態に係るＸ線分析装置１（又は操作ガイドシステム３）の操作ガイド方法について説明する。図１に示す通り、記憶部１２には、制御プログラム３１が記憶されており、記憶部１２は、システム情報記憶部３３を備えている。
図３は、当該実施形態に係る制御プログラム３１のフローチャートである。制御プログラム３１は、測定前に実行されるプログラムであり、ユーザに対して、選択されるＸ線測定光学系の状態をユーザが容易に理解できるよう画像化して表示するためのプログラムである。当該実施形態に係るＸ線分析装置１は複数（Ｍ個：Ｍは自然数）の分析目的に対応した解析を行うことが可能である。図１に示す通り、制御部４のＣＰＵ部１１は、分析目的取得部４１と、測定情報取得部４２と、表示情報取得部４３と、デフォルメ形状決定部４４、Ｘ線測定光学系モデリング部４５と、Ｘ線測定光学系レンダリング部４６と、表示指示部４７と、を備えている。
［Ｓ１：分析目的取得ステップ］
制御プログラム３１が起動されると、制御部４の情報出力部１４は、分析目的選択画面を表示装置６に表示させる。制御部４の情報入力部１３は、マウスなどの入力装置５が入力する情報を取得する。分析目的取得部４１が、ユーザが選択した分析目的を、所定の分析目的として取得する（Ｓ１：分析目的取得ステップ）。
図４は、当該実施形態に係る分析目的選択画面を示す図である。図４に示す通り、当該実施形態に係るＸ線分析装置１は４つ（Ｍ＝４）の分析目的の解析が可能であり、当該４つの分析目的が分析目的選択画面に表示される。ユーザは、４つの分析目的の中から、分析目的を選択する。ここでは、ユーザは、マウスを用いて、一例として「薄膜試料の膜厚・密度・界面ラフネスの分析」（以下、第１の分析目的とする）を選択し、ＯＫボタンをクリックする。制御部４の情報入力部１３は、ユーザが入力装置５を用いて入力した情報（第１の分析目的）を取得し、次のステップへ進む。なお、ユーザが所望する分析目的が分析目的選択画面にない場合は、キャンセル（Cancel）ボタンをクリックする。その場合は、制御プログラム３１が終了する。
［Ｓ２：測定情報取得ステップ］
測定情報取得部４２が、試料の情報と、試料に対してＸ線分析を行う複数のＸ線測定光学系部品それぞれの情報を取得する（Ｓ２：測定情報取得ステップ）。試料の情報は、試料の形状やサイズの情報を含む。また、各Ｘ線測定光学系部品の情報は、当該部品の機能、形状、配置場所などの一部又は全部を含んでいる。
具体的には、以下の通りである。制御部４の情報出力部１４は、試料情報入力画面を表示装置６に表示させる。ユーザはＸ線測定部２にて所定の分析目的の測定がなされる試料の情報を入力する。測定情報取得部４２は、情報入力部１３を介して、ユーザが入力した試料の情報を取得する。
図５は、当該実施形態に係る試料情報入力画面を示す図である。分析目的の対象である試料の情報を、ユーザがキーボードを用いて入力し、マウスを用いてＯＫボタンをクリックする。なお、ユーザの試料が試料情報入力画面にて入力可能な情報と異なる場合は、キャンセルボタンをクリックする。その場合は、制御プログラム３１が終了する。
ここで、第１の分析目的の測定はＸＲＲ（Ｘ線反射率）である。分析目的の対象である試料は薄膜試料であり、基板の表面に複数の層が積層されて構成されている。試料の情報は、薄膜試料の膜構造の設計値と、試料サイズ（縦・横・厚み）である。膜構造は、基板の組成（ここでは、ＧａＡｓ）と密度、及び積層する各層の組成（ここでは２層の薄膜であり、第１層はＩｎＧａＡｓで、第２層はＧａＡｓ）と密度と膜厚である。分析目的の対象となる薄膜試料は、全くの未知の試料であることは稀であり、通常は薄膜試料を形成するための設定値は既知である。それゆえ、かかる情報を取得することにより、かかる情報を測定条件の決定やＸ線測定光学系の画像化に用いることが出来る。
測定情報取得部４２が試料の情報を取得すると、制御部４は、ユーザが入力した試料の情報と、システム情報記憶部３３に記憶される複数のＸ線測定光学系部品の情報とに基づいて、推奨されるＸ線測定光学系を導出する。そして、制御部４の情報出力部１４により、表示装置６が測定条件画面を表示する。ユーザが推奨されるＸ線測定光学系に同意する場合は、ユーザは推奨されるＸ線測定光学系を選択する。測定情報取得部４２は、情報入力部１３を介して、選択されるＸ線測定光学系が何かを取得し、システム情報記憶部３３より、該Ｘ線測定光学系を構成する複数のＸ線測定光学系部品それぞれの情報を取得する。
図６は、当該実施形態に係る測定条件画面を示す図である。図６は、推奨される測定条件について示す図であり、複数のＸ線測定光学系部品の情報に加えて、測定条件を含んでいる。ここでは、高分解能光学系（高分解能平行ビーム／受光スリット光学系）について示している。試料サイズによって決定されるスリット条件と、高分解能光学系に対応したスキャン条件とが、併せて表示される。ユーザが推奨される測定条件での測定を所望する場合は、ＯＫボタンをクリックする。制御部４の情報入力部１３は、ユーザがＯＫボタンをクリックしたとの情報を取得し、制御部４の測定情報取得部４２は、試料の情報に加えて、複数のＸ線測定光学系部品それぞれの情報を取得する。
ここで、本明細書において、測定条件は、複数のＸ線測定光学系部品を含むＸ線測定光学系（ハードウェア）の条件と、当該Ｘ線測定光学系を用いて測定する際の制御条件（例えば、スキャン条件）と、両方を含むものとする。しかし、測定情報取得部４２が取得するＸ線測定光学系の情報は、Ｘ線測定光学系に含まれる複数のＸ線測定光学系部品それぞれの情報を含んでいればよい。
なお、ユーザが当該測定条件での測定を所望しない場合は、測定条件画面において個々の条件を変更することが出来る。所望の測定条件に変更して、ＯＫボタンをクリックしてもよい。また、ユーザが所望の測定条件に変更できない場合は、キャンセルボタンをクリックする。その場合は、ユーザが測定条件を決定しなかったものとして、制御プログラム３１が終了する。
また、複数のＸ線測定光学系部品のうち、すでに１種類のみ想定される部品の情報については、測定情報取得部４２は、システム情報記憶部３３から直接取得してもよい。例えば、Ｘ線発生部２３が１種類の場合は、Ｘ線発生部２３の情報はシステム情報記憶部３３から直接取得される。さらに、ユーザがＸ線測定光学系を構成する各部品をユーザの意思により選択してもよい。
［Ｓ３：表示情報取得ステップ］
表示情報取得部４３が、画像表示に必要な表示情報を取得する（Ｓ３：表示情報取得ステップ）。表示情報取得部４３は、試料拡大倍率取得部４３ａ及び試料角度配置情報取得部４３ｂを含む。当該実施形態に表示情報取得ステップＳ３は、試料拡大倍率取得部４３ａが試料を拡大して表示する拡大倍率を取得する試料拡大倍率取得ステップＳ３ａと、試料角度配置情報取得部４３ｂが試料の角度配置の情報を取得する試料角度配置情報取得ステップＳ３ｂと、を含んでいる。
図７は、当該実施形態に係る表示情報入力画面を示す図である。表示情報入力画面は、
表示部ＤＡと、拡大倍率を入力する拡大倍率入力窓と、試料１００の角度配置を入力する角度配置入力窓と、を含んでいる。ここで、表示部ＤＡにおいて、Ｘ線測定光学系の測定状態を表示することが出来る。制御部４の情報出力部１４は、表示情報入力画面を表示装置６に表示させる。ユーザは、試料１００を拡大して表示する拡大倍率を拡大倍率入力窓に、試料１００の角度配置を角度配置入力窓に、それぞれ入力して、ＯＫボタンをクリックする。制御部４の表示情報取得部４３は、拡大倍率と、角度配置の情報と、を取得する。拡大倍率をａとすると、ここでは、例えば、ａ＝５とする。角度配置の情報を、入射角θとすると、ここでは、例えば、θ＝４５°とする。
［Ｓ４：デフォルメ形状決定ステップ］
デフォルメ形状決定部４４が、複数のＸ線測定光学系部品のデフォルメ形状と、複数のＸ線測定光学系部品を用いて試料に対して測定を行う場合における、Ｘ線測定光学系を伝搬する伝搬Ｘ線のデフォルメ形状と、を決定する（Ｓ４：デフォルメ形状決定ステップ）。
図８は、当該実施形態に係るデフォルメ形状決定ステップＳ４のフローチャートである。デフォルメ形状決定部４４は、伝搬Ｘ線形状決定部４４ａと、試料形状変形部４４ｂと、入射Ｘ線形状変形部４４ｃと、散乱Ｘ線形状変形部４４ｄと、第１入射側光学部品形状変形部４４ｅと、第１散乱側光学部品形状変形部４４ｆと、その他光学部品形状変形部４４ｇと、を含んでいる。当該実施形態に係るデフォルメ形状決定ステップＳ４は、伝搬Ｘ線形状決定ステップＳ４ａと、試料形状変形ステップＳ４ｂと、入射Ｘ線形状変形ステップＳ４ｃと、散乱Ｘ線形状変形ステップＳ４ｄと、第１入射側光学部品形状変形ステップＳ４ｅと、第１散乱側光学部品形状変形ステップＳ４ｆと、その他光学部品形状変形ステップＳ４ｇと、を含んでいる。
伝搬Ｘ線形状決定ステップＳ４ａにおいて、伝搬Ｘ線形状決定部４４ａは、測定情報取得ステップＳ２にて取得される試料の情報と複数のＸ線測定光学系部品の情報に基づいて、複数のＸ線測定光学系部品を用いて試料に対して測定を行う場合における、伝搬Ｘ線の形状を決定する。伝搬Ｘ線形状決定部４４ａは、試料角度配置情報取得ステップＳ３ｂにて取得される試料の角度配置の情報にさらに基づいて、伝搬Ｘ線の形状を決定している。ここで、伝搬Ｘ線の形状は、試料へ照射する入射Ｘ線の形状と、試料より発生し検出される散乱Ｘ線の形状とを含み、当該実施形態において、散乱Ｘ線は試料１００より反射される反射Ｘ線である。入射Ｘ線のデフォルメ形状は、試料１００へ照射する入射Ｘ線の入射光軸方向に垂直な平面において、入射Ｘ線の形状が前記拡大倍率に応じて拡大される形状であり、散乱Ｘ線のデフォルメ形状は、試料１００より発生し検出される散乱Ｘ線の散乱光軸方向に垂直な平面において、散乱Ｘ線の形状が前記拡大倍率に応じて拡大される形状である。
ここで、入射Ｘ線は、Ｘ線発生部２３より出射され試料１００へ入射する経路にあるＸ線すべてを含んでいる。しかしながら、入射Ｘ線は、Ｘ線発生部２３より出射され試料１００へ入射する経路にあるＸ線のうち、試料へ入射する部分のＸ線を少なくても含んでいればよく、試料に対して入射側にあって試料の最も近くに配置される第１入射側光学部品（ここでは、入射スリット２６）と試料との間を伝搬するＸ線すべてを含んでいるのが望ましい。
また、散乱Ｘ線は、試料１００より発生し検出器２９（の受光窓）へ入射して検出される経路にあるＸ線すべてを含んでいる。しかしながら、散乱Ｘ線は、試料１００より発生し検出器２９（の受光窓）へ入射して検出される経路にあるＸ線のうち、試料１００より発生する部分のＸ線（ここでは、試料１００より反射される部分のＸ線）を少なくとも含んでいればよく、試料に対して散乱側にあって試料の最も近くに配置される第１散乱側光学部品（ここでは、第１受光スリット２７Ａ）と試料との間を伝搬するＸ線すべてを含んでいるのが望ましい。散乱Ｘ線は、検出器視野であるとしてもよく、この場合、検出器２９（の受光窓）へ入射して検出されるＸ線である。ここで、以下の通り、Ｘ線の形状について説明する。
図９Ａは、当該実施形態に係る伝搬Ｘ線の形状を模式的に示す図である。Ｘ線がＸ線測定光学系を伝搬する方向を、伝搬Ｘ線の光軸方向（ｚ１方向）とする。伝搬Ｘ線の光軸ｚ１は、光軸方向に沿うとともに、伝搬Ｘ線の光軸ｚ１に垂直な平面において、強度が最も大きい部分を貫いている。図には、伝搬Ｘ線の光軸ｚ１に垂直な平面（ｘ１・ｙ１平面）が示されている。
図９Ｂは、当該実施形態に係る伝搬Ｘ線の強度分布を示す図である。図９Ｂの横軸は、光軸ｚ１に垂直な平面（ｘ１・ｙ１平面）において、光軸ｚ１を通る直線上の位置（Position）であり、縦軸は、各位置における伝搬Ｘ線の強度（Intensity）である。伝搬するＸ線の形状を、光軸における強度に対して所定の比となる部分を外縁とし、光軸に沿って該外縁を繋げたものとすればよい。図では、光軸における強度に対して半値となる部分を外縁としている。
入射Ｘ線の形状とは、Ｘ線発生部２３より出射されるＸ線のうち、いくつかのＸ線測定光学系部品を経て試料１００へ入射するＸ線の形状である。入射Ｘ線の形状は、試料１００（及びその周辺）に照射される照射領域を含んでいる。また、散乱Ｘ線の形状とは、試料１００より発生される散乱Ｘ線のうち、いくつかのＸ線測定光学系部品を経て検出器２９へ到達するＸ線の形状である。散乱Ｘ線は、検出器視野であるとしてもよく、この場合、散乱Ｘ線の形状は、検出器２９（の受光窓）へ入射して検出されるＸ線である。散乱Ｘ線の形状は、試料１００（及びその周辺）より発生する検出領域を含み、該検出領域から発生するＸ線が検出器２９にて検出される。散乱Ｘ線の形状は、検出領域から発生し検出されるＸ線の形状であるので、ある角度配置において実際に発生するＸ線の形状とは異なっている場合がありうる。例えば、散乱Ｘ線が単結晶から発生する回折Ｘ線である場合、ある角度配置において散乱Ｘ線の形状に実際に発生するＸ線が全く含まれていないこともありうるし、実際に発生するＸ線は散乱Ｘ線の形状の一部に含まれることもありうる。
試料形状変形ステップＳ４ｂでは、試料形状変形部４４ｂは、試料の形状を拡大倍率に応じて拡大して、試料の変形形状を決定する。入射Ｘ線形状変形ステップＳ４ｃでは、入射Ｘ線形状変形部４４ｃは、試料へ照射する入射Ｘ線の入射光軸方向に垂直な平面において入射Ｘ線の形状が拡大倍率に応じて拡大される、入射Ｘ線のデフォルメ形状を決定する。散乱Ｘ線形状変形ステップＳ４ｄでは、散乱Ｘ線形状変形部４４ｄは、試料より発生する散乱Ｘ線の散乱光軸方向に垂直な平面において散乱Ｘ線の形状が拡大倍率に応じて拡大される、散乱Ｘ線のデフォルメ形状を決定する。当該実施形態において、散乱Ｘ線は反射Ｘ線であり、散乱光軸方向は反射光軸方向である。
第１入射側光学部品形状変形ステップＳ４ｅでは、第１入射側光学部品形状変形部４４ｅは、入射Ｘ線の入射光軸方向に垂直な平面において第１入射側光学部品（ここでは、入射スリット２６）の形状が拡大倍率に応じて拡大される、第１入射側光学部品のデフォルメ形状を決定する。なお、第１入射側光学部品は、試料に対して入射側にあって試料の最も近くに配置されるＸ線測定光学系部品をいう。第１散乱側光学部品形状変形ステップＳ４ｆでは、第１散乱側光学部品形状変形部４４ｆは、散乱Ｘ線の散乱光軸方向に垂直な平面において第１散乱側光学部品（ここでは、第１受光スリット２７Ａ）の形状が前記拡大倍率に応じて拡大される、第１散乱側光学部品のデフォルメ形状を決定する。なお、第１散乱側光学部品は、試料に対して散乱側にあって試料の最も近くに配置されるＸ線測定光学系部品をいう。その他光学部品形状変形ステップＳ４ｇでは、その他光学部品形状変形部４４ｇは、その他のＸ線測定光学系部品それぞれの変形形状を決定する。
ここで、拡大倍率ａを５とする（ａ＝５）。当該実施形態において、最も簡便にして、望ましい変形形状は以下の通りである。試料形状変形ステップＳ４ｂにおいて、試料１００の変形形状は、試料１００の形状を等方的に拡大倍率ａに拡大したものである。入射Ｘ線形状変形ステップＳ４ｃにおいて、入射Ｘ線のデフォルメ形状は、入射光軸方向に垂直な平面において入射Ｘ線の形状を拡大倍率ａに拡大し、入射光軸方向において入射Ｘ線の形状を維持（等倍）したものである。散乱Ｘ線形状変形ステップＳ４ｄにおいて、散乱Ｘ線のデフォルメ形状は、散乱光軸方向に垂直な平面において散乱Ｘ線の形状を拡大倍率ａに拡大し、散乱光軸方向において散乱Ｘ線の形状を維持（等倍）したものである。
第１入射側光学部品形状変形ステップＳ４ｅにおいて、第１入射側光学部品（ここでは、入射スリット２６）のデフォルメ形状は、入射光軸方向に垂直な平面において拡大倍率ａに拡大し、入射光軸方向において入射Ｘ線の形状を維持（等倍）したものである。第１散乱側光学部品形状変形ステップＳ４ｆにおいて、第１散乱側光学部品（ここでは、第１受光スリット２７Ａ）のデフォルメ形状は、散乱光軸方向に垂直な平面において第１散乱側光学部品の形状を拡大倍率ａに拡大し、散乱光軸方向において第１散乱側光学部品の形状を維持（等倍）したものである。
その他光学部品形状変形ステップＳ４ｇにおいて、その他のＸ線測定光学系部品は、Ｘ線が透過するＸ線測定光学系部品である、ＣＢＯユニット２４、入射ソーラースリット２５と、入射スリット２６と、平行スリットアナライザ２８Ａ、受光ソーラースリット２８Ｂ、及び第２受光スリット２７Ｂを含んでいる。かかるＸ線測定光学系部品それぞれのデフォルメ形状は、透過するＸ線の光軸方向に垂直な平面において各Ｘ線測定光学系部品の形状を拡大倍率ａに拡大し、光軸方向において各Ｘ線測定光学系部品の形状を維持（等倍）したものである。なお、各Ｘ線測定光学系部品の形状は、実際の形状そのままを反映させる必要はなく、ユーザの理解を容易にするために、各Ｘ線測定光学系部品の主要な部品の形状であってもよい。例えば、ＣＢＯユニット２４の形状は、多層膜ミラー２４Ａの形状と、選択スリット２４Ｂの形状のみによって決定される。
また、その他のＸ線測定光学系部品は、Ｘ線を出射するＸ線発生部２３をさらに含み、Ｘ線発生部２３のデフォルメ形状は、出射するＸ線の光軸方向に垂直な平面においてＸ線発生部２３の形状を拡大倍率ａに拡大し、光軸方向においてＸ線発生部２３の形状を維持（等倍）したものである。しかしながら、Ｘ線発生部２３のデフォルメ形状は、出射するＸ線の状態さえ理解出来るものであれば、模式的なものであってもよい。その他のＸ線測定光学系部品は、Ｘ線を受光して検出する検出器２９をさらに含み、検出器２９のデフォルメ形状は、受光するＸ線の光軸方向に垂直な平面において検出器２９の形状を拡大倍率ａに拡大し、光軸方向において検出器２９の形状を維持（等倍）したものである。検出器２９のデフォルメ形状は、受光するＸ線の状態さえ理解出来るものであれば、模式的なものであってもよい。また、多層膜ミラー２４Ａのデフォルメ形状についても近似的に決定されてもよい。多層膜ミラー２４Ａに入射するＸ線の光軸と反射するＸ線の光軸は一致していないが、これら光軸がなす角は非常に小さい。それゆえ、これらの光軸を、例えば当該角の二等分線など１本の光軸に近似する。多層膜ミラー２４Ａのデフォルメ形状は、当該光軸方向に垂直な平面において多層膜ミラー２４Ａの形状を拡大倍率ａに拡大し、当該光軸方向において多層膜ミラー２４Ａの形状を維持（等倍）したものとしてよい。
なお、Ｘ線測定部２に、ゴニオメータ２１は含まれるが、表示部ＤＡに表示する画像では、ゴニオメータ２１は省略される。それゆえ、ゴニオメータ２１についてはデフォルメ形状を決定しなくてもよい。また、支持台２２は試料１００を支持するための部品であり、Ｘ線が透過するなど伝搬する光学部品でないので、試料１００の変形形状と同様に、拡大倍率ａに応じて例えば等方的に拡大すればよい。
試料１００を拡大倍率ａに拡大する場合、伝搬Ｘ線のデフォルメ形状やＸ線が伝搬する複数のＸ線測定光学系部品のデフォルメ形状も、光軸方向に垂直な平面において同じ倍率で拡大するのが望ましいが、これに限定されることはなく、拡大倍率ａに応じて拡大していればよい。ここで、「拡大倍率ａに応じて」とは、実質的に拡大倍率ａに近似できる範囲をいい、拡大倍率ａの±２０％以内が望ましく、拡大倍率ａの±１０％以内がさらに望ましい。また、光軸方向に垂直な平面において、等方的に拡大されるのが望ましいが、拡大倍率ａに応じる範囲であれば、厳密に等方的でなくともよい。
また、ここでいうデフォルメ形状とは、ユーザの認識を助けるために、実際の縮尺と異なる縮尺で変形させ、誇張（又は強調）された形状をいう。それゆえ、光軸方向に垂直な平面と、光軸方向とでは、変形の比率（倍率）が異なっている。また、当該実施形態に係るデフォルメ形状のうち、最も簡便で望ましいデフォルメ形状は、光軸方向に垂直な平面において拡大倍率ａ（ａ＞１）に拡大し、光軸方向において維持（等倍）したものである。しかしながら、当該実施形態に係るデフォルメ形状は、光軸方向における長さに対する光軸方向に垂直な平面における長さの比率が拡大倍率ａ又は拡大倍率ａに応じる範囲をすべて含んでいる。これは、光軸方向に垂直な平面において１０倍に拡大し、光軸方向において２倍に拡大したデフォルメ形状は、光軸方向における長さに対する光軸方向に垂直な平面における長さの比率は５倍である。かかるデフォルメ形状を等方的に半分に縮小させれば、光軸方向に垂直な平面において５倍に拡大し、光軸方向において維持（等倍）したデフォルメ形状に一致する。
当該実施形態において、試料形状変形ステップＳ４ｂでは、試料１００の変形形状は、試料１００の形状を等方的に拡大倍率ａに拡大しているが、これに限定されない。第１の分析目的の対象である試料は薄膜試料であり、薄膜試料の面（膜）方向（２次元平面）に対してユーザは主に興味があり、薄膜試料の厚み方向にはあまり関心がない。それゆえ、試料１００の変形形状は、試料１００の形状を等方的に拡大倍率ａに拡大しなくてもよく、例えば、厚み方向においては拡大倍率ａ以外の倍率で変形してもよく、例えば、厚み方向において維持させたり、反対に誇張するために拡大倍率ａよりも大きい倍率で変形させたりしたデフォルメ形状であってもよい。なお、ここで、変形形状は、デフォルメ形状に加え、実際の縮尺と同じ縮尺で変形させた形状を含む。
［Ｓ５：Ｘ線測定光学系モデリングステップ］
以下、図３を再び用いて説明を続ける。Ｘ線測定光学系モデリング部４５は、試料の変形形状、伝搬Ｘ線のデフォルメ形状、及び複数のＸ線測定光学系部品の変形形状を、モデリングする（Ｓ５：Ｘ線測定光学系モデリングステップ）。ここで、モデリングとは、コンピュータグラフィック（ＣＧ）による画像生成をする際に必要となる、描く物体の形状、位置、大きさなどを、数値的に記述する処理をいう。試料１００、伝搬Ｘ線、及び複数のＸ線測定光学系部品それぞれの形状を与える複数のモデリング座標を作成する。ここで、各形状が曲面を有する場合、パラメトリック表現によって曲面を関数の形で表現することもあり得るし、ポリゴン表現された多面体形状をなめらかに再分割曲面として処理することも有りうる。
なお、伝搬Ｘ線のデフォルメ形状は、入射Ｘ線のデフォルメ形状と、散乱Ｘ線のデフォルメ形状と、を含んでいる。複数のＸ線測定光学系部品の変形形状は、第１第１入射側光学部品のデフォルメ形状と、第１散乱側光学部品のデフォルメ形状と、その他のＸ線測定光学系部品それぞれの変形形状と、を含んでいる。
［Ｓ６：Ｘ線測定光学系レンダリングステップ］
Ｘ線測定光学系レンダリング部４６は、Ｘ線測定光学系モデリングステップＳ５にてモデリングされた試料の変形形状、伝搬Ｘ線のデフォルメ形状、及び複数のＸ線測定光学系部品の変形形状にかかる数値的な記述（数値データ）をレンダリングする（Ｘ線測定光学系レンダリングステップＳ６）。ここで、レンダリングとは、数値データとして記述された状態から２次元デジタル画像を生成する処理をいう。例えば、レイトレーシング法（光線追跡法）により、写実的な画像を作成することが出来る。
［Ｓ７：表示指示ステップ］
表示指示部４７は、Ｘ線測定光学系レンダリングステップＳ６にて生成された２次元デジタル画像を表示画像として、表示するよう指示する（表示指示ステップＳ７）。制御部４の情報出力部１４は、表示情報入力画面（図７参照）の表示部ＤＡに２次元デジタル画像を表示するよう、表示装置６に指示する。
表示部ＤＡに表示される表示画像は、様々な方向からの投影図とすることが可能である。ユーザは、表示画像に表示されるＸ線測定光学系（の各部品）をポインタなどで自由に回転させることが出来、様々な方向からの投影図を表示させることが出来る。
ユーザは、表示部ＤＡに表示される表示画像を見て、他の設定が必要かどうか検討する。具体的には、角度配置の変更は必要あるか否か、及び拡大倍率の変更は必要あるか否かを、検討する。角度配置を変更する場合、及び試料拡大倍率を変更する場合には、表示情報取得ステップＳ３に戻る。具体的には、表示情報入力画面（図７参照）の角度配置入力窓又は拡大倍率入力窓に新たな値を入力して、ＯＫボタンをクリックする。表示情報取得部４３は、拡大倍率と、角度配置の情報と、を新たに取得する。かかる拡大倍率と角度配置の情報とに基づいて、デフォルメ形状決定ステップＳ４、Ｘ線測定光学系モデリングステップＳ５、Ｘ線測定光学系レンダリングステップＳ６、及び表示指示ステップＳ７を再び実行する。さらなる角度配置や拡大倍率が不要である場合、なお、ユーザは、キャンセルボタンをクリックし、制御プログラム３１が終了する。
以上、当該実施形態に係るＸ線分析装置１（又は操作ガイドシステム３）の操作ガイド方法について説明した。当該実施形態に係る操作ガイドシステムの主な特徴は、入射Ｘ線形状変形手段及び散乱Ｘ線形状変形手段が決定する入射Ｘ線のデフォルメ形状及び散乱Ｘ線のデフォルメ形状にある。かかるデフォルメ形状に基づいて表示画像が生成されることにより、Ｘ線分析に不慣れなユーザであっても、伝搬するＸ線の形状を容易に理解することが出来る。特に、入射Ｘ線がどのように試料に照射されるか、散乱Ｘ線がどのように試料から発生するか、容易に理解することが出来る。
図１０Ａ乃至図１０Ｃは、当該実施形態に係る表示画像である。ここで、図１０Ａは、拡大倍率ａがａ＝５であり、試料の角度配置θがθ＝２０°である場合である。図１０Ｂは、図１０Ａと同じ角度配置であるが、拡大倍率ａがａ＝１（等倍）である場合である。図１０Ｃは、図１０Ａと同じ拡大倍率であるが、角度配置θがθ＝３０°である場合である。
図１０Ｂでは、Ｘ線測定光学系の縮尺は実際のものと一致しており、各Ｘ線測定光学系部品の相対的位置は分かりやすいものの、伝搬するＸ線の形状をユーザが容易に理解することは困難である。これに対して、図１０Ａでは、試料１００が拡大倍率に拡大されており、伝搬Ｘ線の形状や各Ｘ線測定光学系部品の形状が、Ｘ線の光軸方向において維持しつつ、Ｘ線の光軸方向に垂直な平面において拡大倍率に拡大されている。これにより、伝搬するＸ線の形状をユーザが容易に理解することが出来る。特に、入射Ｘ線が試料１００に照射される照射領域ＸＡと、試料１００より発生し検出される散乱Ｘ線の検出領域ＸＢとが表示されており、照射領域ＸＡと検出領域ＸＢが一致している。照射領域ＸＡ及び検出領域ＸＢが試料１００（の表面）に含まれており、検出領域ＸＢが照射領域ＸＡと一致していることにより、この角度配置において所望の測定が出来ることをユーザは視覚的に理解することが容易になる。このようにデフォルメ形状とすることにより、各Ｘ線測定光学系部品の形状は誇張されて表示されるが、ユーザは目立った違和感なくかかる誇張を受け入れて、Ｘ線測定光学系の測定状態を理解できる。なお、図１０Ａ及び図１０Ｂでは、試料へ照射する入射Ｘ線の光軸と、試料より発生する散乱Ｘ線の光軸より求まる、散乱ベクトルＶ１が記載されている。かかるベクトルは、デフォルメ形状決定部４４が算出し、Ｘ線測定光学系モデリング部４５が、かかるベクトルについても、モデリングを行っている。
図１０Ｃでは、図１０Ａと比較して、角度配置θの値が大きい。角度配置θが異なることにより、照射領域ＸＡと検出領域ＸＢとが変化する。図１０Ｃが示す通り、試料が拡大倍率ａに拡大されるのに伴って、照射領域ＸＡ及び検出領域ＸＢも拡大されており、ユーザは入射Ｘ線がどのように試料１００に照射されるかを容易に理解することが出来る。照射領域ＸＡ及び検出領域ＸＢが試料１００（の表面）に含まれており、検出領域ＸＢが照射領域ＸＡに含まれ、かつ十分な幅を確保出来ていることにより、この角度配置において所望の測定が出来ることをユーザは視覚的に理解することが容易になる。なお、同様に、図１０Ｃでは、入射Ｘ線の光軸と、散乱Ｘ線の光軸より求まる、散乱ベクトルＶ２が記載されている。
図１１は、伝搬Ｘ線の形状の近似を示す図である。伝搬Ｘ線は、発散Ｘ線、平行Ｘ線、集束Ｘ線などを含みうる。ここでは、発散Ｘ線の一例として、簡単のために、点Ｘ線源ＸＳから放射される発散Ｘ線が試料Ｓを照射する場合を、図１１は示している。点Ｘ線源ＸＳから試料への発散Ｘ線の視野角をφとすれば、Ｘ線の外縁とＸ線の光軸のなす角はφ／２となる。Ｘ線の光軸と試料Ｓのなす角をθとすると、Ｘ線が試料Ｓに照射される長さＤは、Ｄ＝Ｄ−＋Ｄ＋で定義される。ここで、Ｄ−、Ｄ＋は、それぞれ（数式１）及び（数式２）で記述される。
Ｄ−＝Ｒ sinφ・｛１／sin（θ＋φ／２）｝・・・（数式１）
Ｄ＋＝Ｒ sinφ・｛１／sin（θ−φ／２）｝・・・（数式２）
よって、長さＤは、（数式３）で記述される。
Ｄ＝Ｄ−＋Ｄ＋＝Ｒ sinφ・｛１／sin（θ＋φ／２）＋１／sin（θ−φ／２）｝・・・（数式３）
Ｘ線の光軸方向の長さであるＲを一定に保った状態で、試料Ｓを拡大倍率ａに拡大し、Ｘ線の光軸方向に垂直な平面においてＸ線の形状を拡大倍率ａに拡大して変形させる。このとき、ＤはａＤに変化し、φはａφに変化する。しかしながら、φが十分に小さいとき、Ｄは（数式４）で近似される。
Ｄ≒（２Ｒφ／sinθ）・｛１＋Ｏ（φ２）｝・・・（数式４）
（数式４）は、Ｄをａ倍に、φをａ倍に、それぞれ拡大しても、成立する。すなわち、φが十分に小さいとき、かかる変化に対して不変となる。入射Ｘ線及び散乱Ｘ線におけるφが０（平行）であるか十分に小さいときに、入射Ｘ線の形状及び散乱Ｘ線の形状に本発明を適用できることが分かる。ここで、φが十分に小さい状態として、φ（ｒａｄ）が０．２以下が望ましく、φ（ｒａｄ）が０．１以下がさらに望ましい。
［第２の実施形態］
図１２は、本発明の第２の実施形態に係るデフォルメ形状決定ステップＳ４のフローチャートである。当該実施形態は、デフォルメ形状決定ステップＳ４が異なることを除いて、第１の実施形態と同じである。当該実施形態に係るデフォルメ形状決定部４４は、試料形状変形部４４Ａと、光学部品形状変形部４４Ｂと、伝搬Ｘ線変形形状決定部４４Ｃと、を含んでいる。当該実施形態に係るデフォルメ形状決定ステップＳ４は、試料形状変形ステップＳ４Ａと、光学部品形状変形ステップＳ４Ｂと、伝搬Ｘ線変形形状決定ステップＳ４Ｃと、を含んでいる。
［Ｓ４Ａ：試料形状変形ステップ］
試料形状変形ステップＳ４Ａでは、試料形状変形部４４Ａは、試料の形状を拡大倍率に応じて拡大して、試料の変形形状を決定する。第１の実施形態に係る試料形状変形ステップＳ４ｂと同じである。
［Ｓ４Ｂ：光学部品形状変形ステップ］
光学部品形状変形ステップＳ４Ｂでは、光学部品形状変形部４４Ｂは、複数のＸ線測定光学系部品それぞれを伝搬するＸ線の光軸方向に垂直な平面において該Ｘ線光学系部品それぞれの形状が前記拡大倍率に応じて拡大される、複数のＸ線測定光学系部品のデフォルメ形状を決定する（光学部品形状変形ステップＳ４Ｂ）。光学部品形状変形ステップＳ４Ｂは、第１の実施形態に係る、第１入射側光学部品形状変形ステップＳ４ｅ、及び第１散乱側光学部品形状変形ステップＳ４ｆを含み、第１の実施形態に係る、その他光学部品形状変形ステップＳ４ｇをさらに含んでいてもよい。
第１の実施形態では、伝搬Ｘ線形状決定ステップＳ４ａにより、入射Ｘ線の形状及び散乱Ｘ線の形状が決定される。それゆえ、入射Ｘ線の形状及び散乱Ｘ線の形状より、入射Ｘ線の入射光軸方向や、散乱Ｘ線の散乱光軸方向がすでに決定されている。しかしながら、当該実施形態では、入射Ｘ線の形状及び散乱Ｘ線の形状は決定されていない。それゆえ、光学部品形状変形ステップＳ４Ｂにおいて、選択される複数のＸ線測定光学系部品の配置から、伝搬するＸ線の光軸を近似的に決定すればよい。さらに、厳密な計算を必要とする場合は、光学部品形状変形ステップＳ４Ｂが、第１の実施形態に係る伝搬Ｘ線形状決定ステップＳ４ａをさらに含めばよく、伝搬Ｘ線形状決定ステップＳ４ａにより、伝搬するＸ線の光軸が決定される。
［Ｓ４Ｃ：伝搬Ｘ線変形形状決定ステップ］
伝搬Ｘ線変形形状決定ステップＳ４Ｃでは、伝搬Ｘ線変形形状決定部４４Ｃは、試料形状変形ステップＳ４Ａにて決定される試料の変形形状と、光学部品形状変形ステップＳ４Ｂにて決定される複数のＸ線測定光学系部品のデフォルメ形状に基づいて、伝搬Ｘ線のデフォルメ形状を決定する。
伝搬Ｘ線変形形状決定ステップＳ４Ｃは、入射Ｘ線形状変形ステップと散乱Ｘ線形状変形ステップとを含んでいる。入射Ｘ線形状変形ステップでは、第１の実施形態に係る入射Ｘ線形状変形ステップＳ４ｃと同様に、試料へ照射する入射Ｘ線の入射光軸方向に垂直な平面において入射Ｘ線の形状が前記拡大倍率に応じて拡大される、入射Ｘ線のデフォルメ形状を決定する。しかし、第１の実施形態では、入射Ｘ線の形状を拡大してデフォルメ形状を決定するのに対して、当該実施形態に係る入射Ｘ線形状変形ステップでは、試料の変形形状と、複数のＸ線測定光学系部品のデフォルメ形状に基づいて、入射Ｘ線の形状を決定する。この場合、試料の変形形状と複数のＸ線測定光学系部品のデフォルメ形状に基づいて決定される入射Ｘ線の形状が、入射Ｘ線のデフォルメ形状となる。
散乱Ｘ線形状変形ステップについても同様であり、当該実施形態に係る散乱Ｘ線形状変形ステップでは、試料の変形形状と、複数のＸ線測定光学系部品のデフォルメ形状に基づいて、散乱Ｘ線の形状を決定する。この場合、試料の変形形状と複数のＸ線測定光学系部品のデフォルメ形状に基づいて決定される散乱Ｘ線の形状が、散乱Ｘ線のデフォルメ形状となる。
以上、本発明の実施形態に係るＸ線分析装置と、操作ガイドシステムと、操作ガイド方法と、操作ガイドプログラムとについて説明した。本発明は、上記実施形態に限定されることなく、広く適用することが出来る。例えば、Ｘ線分析装置の分析目的は、上記４つの分析目的に限定されることがないのは言うまでもない。また、システム情報記憶部３３に記憶される複数のＸ線測定光学系部品は、ユーザが所有する部品によって実施可能なものに限定している。しかし、例えば、記憶されるＸ線測定光学系がユーザが所有していない部品によって実施可能なものを含んでいてもよい。
上記実施形態に係るＸ線測定光学系では、試料１００に入射する入射Ｘ線は、コリメートされた平行Ｘ線である。しかし、平行Ｘ線に限定されることはなく、試料１００に向けて集束される集束Ｘ線であってもよい。ここで、試料１００からＸ線源側（例えば、入射スリット２６）を望む視野角φを考える。上記実施形態において、入射Ｘ線は平行Ｘ線の場合、φは実質的に０であるが、集束Ｘ線である場合であっても、視野角φも十分に小さい。入射スリット２６と試料１００との距離に対して、入射スリット２６から出射されるＸ線の断面の大きさ（縦の長さ又は横の長さ）は、φが０．１と比べても十分に小さく、かかる近似が成り立っている。散乱Ｘ線についても同様である。試料１００より発生する散乱Ｘ線は、平行Ｘ線又は発散Ｘ線である。試料１００から検出器側（例えば、第１受光スリット２７Ａ）を望む視野角φを考える。平行Ｘ線の場合、φは実質的に０であり、また、発散Ｘ線である場合の視野角φも十分に小さい。
また、上記実施形態において、表示部ＤＡに表示される表示画像では、伝搬Ｘ線（入射Ｘ線及び散乱Ｘ線）のデフォルメ形状が表示されているが、伝搬Ｘ線の情報は形状のみに限定されることはない。伝搬Ｘ線のデフォルメ形状に、伝搬Ｘ線の強度分布の情報を加えて表示してもよい。Ｘ線の強度分布を階調表示する際に、複数の色によって識別させてもよいし、ドットの疎密などにより表してもよい。さらに、伝搬Ｘ線のデフォルメ形状に、分解能の情報を加えて表示してもよい。
１ Ｘ線分析装置、２ Ｘ線測定部、３ 操作ガイドシステム、４ 制御部、５ 入力装置、６ 表示装置、１１ ＣＰＵ部、１２ 記憶部、１３ 情報入力部、１４ 情報出力部、２１ ゴニオメータ、２２ 支持台、２３ Ｘ線発生部、２４ ＣＢＯユニット、２４Ａ 多層膜ミラー、２４Ｂ 選択スリット、２５ 入射ソーラースリット、２６ 入射スリット、２７Ａ 第１受光スリット、２７Ｂ 第２受光スリット、２８Ａ平行スリットアナライザ，２８Ｂ 受光ソーラースリット、２９ 検出器、３１ 制御プログラム、３３ システム情報記憶部、４１ 分析目的取得部、４２ 測定情報取得部、４３ 表示情報取得部、４４ デフォルメ形状決定部、４５ Ｘ線測定光学系モデリング部、４６ Ｘ線測定光学系レンダリング部、４７ 画像表示指示部、１００ 試料。

Claims (8)

  1. 試料の情報と、前記試料に対してＸ線分析を行う複数のＸ線測定光学系部品それぞれの情報を取得する、測定情報取得手段と、
    前記試料を拡大して表示する拡大倍率を取得する、試料拡大倍率取得手段と、
    前記複数のＸ線測定光学系部品を用いて前記試料に対して測定を行う場合における、入射Ｘ線のデフォルメ形状を決定する、入射Ｘ線形状変形手段と、
    前記複数のＸ線測定光学系部品を用いて前記試料に対して測定を行う場合における、散乱Ｘ線のデフォルメ形状を決定する、散乱Ｘ線形状変形手段と、
    前記試料の形状が前記拡大倍率に応じて拡大される前記試料の変形形状、前記入射Ｘ線のデフォルメ形状、及び前記散乱Ｘ線のデフォルメ形状を、モデリングする、Ｘ線測定光学系モデリング手段と、
    を備える、Ｘ線分析の操作ガイドシステムであって、
    前記入射Ｘ線のデフォルメ形状は、前記試料へ照射する入射Ｘ線の入射光軸方向に垂直な平面において、前記入射Ｘ線の形状が前記拡大倍率に応じて拡大される形状であり、
    前記散乱Ｘ線のデフォルメ形状は、前記試料より発生し検出される散乱Ｘ線の散乱光軸方向に垂直な平面において、前記散乱Ｘ線の形状が前記拡大倍率に応じて拡大される形状である、
    ことを特徴とするＸ線分析の操作ガイドシステム。
  2. 請求項１に記載のＸ線分析の操作ガイドシステムであって、
    前記測定情報取得手段が取得する前記試料の情報と前記複数のＸ線測定光学系部品の情報に基づいて、前記複数のＸ線測定光学系部品を用いて前記試料に対して測定を行う場合における、前記試料へ照射する入射Ｘ線の形状及び前記試料より発生し検出される散乱Ｘ線の形状を決定する、伝搬Ｘ線形状決定手段を、さらに備え、
    前記入射Ｘ線形状変形手段は、前記入射Ｘ線の入射光軸方向に垂直な平面において、前記伝搬Ｘ線形状決定手段により決定される前記入射Ｘ線の形状を前記拡大倍率に応じて拡大して、前記入射Ｘ線のデフォルメ形状を決定し、
    前記散乱Ｘ線形状変形手段は、前記散乱Ｘ線の散乱光軸方向に垂直な平面において、前記伝搬Ｘ線形状決定手段により決定される前記散乱Ｘ線の形状を前記拡大倍率に応じて拡大して、前記散乱Ｘ線のデフォルメ形状を決定する、
    ことを特徴とする、Ｘ線分析の操作ガイドシステム。
  3. 請求項１又は２に記載のＸ線分析の操作ガイドシステムであって、
    前記複数のＸ線測定光学系部品は、前記試料に対して入射側にあって前記試料の最も近くに配置される第１入射側光学部品と、前記試料に対して散乱側にあって前記試料の最も近くに配置される第１散乱側光学部品と、をさらに含み、
    前記Ｘ線分析の操作ガイドシステムは、
    前記入射Ｘ線の入射光軸方向に垂直な平面において前記第１入射側光学部品の形状が前記拡大倍率に応じて拡大される、前記第１入射側光学部品のデフォルメ形状を決定する、第１入射側光学部品形状変形手段と、
    前記散乱Ｘ線の散乱光軸方向に垂直な平面において前記第１散乱側光学部品の形状が前記拡大倍率に応じて拡大される、前記第１散乱側光学部品のデフォルメ形状を決定する、第１散乱側光学部品形状変形手段と、
    をさらに備え、
    前記Ｘ線測定光学系モデリング手段が、前記第１入射側光学部品のデフォルメ形状及び前記第１散乱側光学部品のデフォルメ形状を、さらにモデリングする、
    ことを特徴とする、Ｘ線分析の操作ガイドシステム。
  4. 請求項１に記載のＸ線分析の操作ガイドシステムであって、
    前記複数のＸ線測定光学系部品それぞれを伝搬するＸ線の光軸方向に垂直な平面において該Ｘ線測定光学系部品それぞれの形状が前記拡大倍率に応じて拡大される、前記複数のＸ線測定光学系部品のデフォルメ形状を決定する光学部品形状変形手段を、さらに備え、
    前記入射Ｘ線形状変形手段は、前記測定情報取得手段が取得する前記試料の情報と、前記光学部品形状変形手段が決定する前記複数のＸ線測定光学系部品のデフォルメ形状に基づいて、前記入射Ｘ線のデフォルメ形状を決定し、
    前記散乱Ｘ線形状変形手段は、前記測定情報取得手段が取得する前記試料の情報と、前記光学部品形状変形手段が決定する前記複数のＸ線測定光学系部品のデフォルメ形状に基づいて、前記散乱Ｘ線のデフォルメ形状を決定する、
    ことを特徴とする、Ｘ線分析の操作ガイドシステム。
  5. 請求項１乃至４のいずれかに記載のＸ線分析の操作ガイドシステムであって、
    前記入射Ｘ線形状変形手段は、前記入射Ｘ線の入射光軸方向において、前記入射Ｘ線の形状を維持し、
    前記散乱Ｘ線形状変形手段は、前記散乱Ｘ線の散乱光軸方向において、前記散乱Ｘ線の形状を維持する、
    ことを特徴とする、Ｘ線分析の操作ガイドシステム。
  6. 請求項１乃至５のいずれかに記載のＸ線分析の操作ガイドシステムであって、
    前記試料の角度配置の情報を取得する試料角度配置情報取得手段を、さらに備え、
    前記入射Ｘ線形状変形手段は、該角度配置の情報にさらに基づいて前記入射Ｘ線のデフォルメ形状を決定し、
    前記散乱Ｘ線形状変形手段が、該角度配置の情報にさらに基づいて前記散乱Ｘ線のデフォルメ形状を決定する、
    ことを特徴とする、Ｘ線分析の操作ガイドシステム。
  7. 試料の情報と、前記試料に対してＸ線分析を行う複数のＸ線測定光学系部品それぞれの情報を取得する、測定情報取得ステップと、
    前記試料を拡大して表示する拡大倍率を取得する、試料拡大倍率取得ステップと、
    前記複数のＸ線測定光学系部品を用いて前記試料に対して測定を行う場合における、入射Ｘ線のデフォルメ形状を決定する、入射Ｘ線形状変形ステップと、
    前記複数のＸ線測定光学系部品を用いて前記試料に対して測定を行う場合における、散乱Ｘ線のデフォルメ形状を決定する、散乱Ｘ線形状変形ステップと、
    前記試料の形状が前記拡大倍率に応じて拡大される変形形状、前記入射Ｘ線のデフォルメ形状、及び前記散乱Ｘ線のデフォルメ形状を、モデリングする、Ｘ線測定光学系モデリングステップと、
    を備える、Ｘ線分析の操作ガイド方法であって、
    前記入射Ｘ線のデフォルメ形状は、前記試料へ照射する入射Ｘ線の入射光軸方向に垂直な平面において、前記入射Ｘ線の形状が前記拡大倍率に応じて拡大される形状であり、
    前記散乱Ｘ線のデフォルメ形状は、前記試料より発生し検出される散乱Ｘ線の散乱光軸方向に垂直な平面において、前記散乱Ｘ線の形状が前記拡大倍率に応じて拡大される形状である、
    ことを特徴とするＸ線分析の操作ガイド方法。
  8. コンピュータを、
    試料の情報と、前記試料に対してＸ線分析を行う複数のＸ線測定光学系部品それぞれの情報を取得する、測定情報取得手段、
    前記試料を拡大して表示する拡大倍率を取得する、試料拡大倍率取得手段、
    前記複数のＸ線測定光学系部品を用いて前記試料に対して測定を行う場合における、入射Ｘ線のデフォルメ形状を決定する、入射Ｘ線形状変形手段、
    前記複数のＸ線測定光学系部品を用いて前記試料に対して測定を行う場合における、散乱Ｘ線のデフォルメ形状を決定する、散乱Ｘ線形状変形手段、
    前記試料の形状が前記拡大倍率に応じて拡大される変形形状、前記入射Ｘ線のデフォルメ形状、及び前記散乱Ｘ線のデフォルメ形状を、モデリングする、Ｘ線測定光学系モデリング手段、
    として機能させるための、Ｘ線分析の操作ガイドプログラムであって、
    前記入射Ｘ線のデフォルメ形状は、前記試料へ照射する入射Ｘ線の入射光軸方向に垂直な平面において、前記入射Ｘ線の形状が前記拡大倍率に応じて拡大される形状であり、
    前記散乱Ｘ線のデフォルメ形状は、前記試料より発生し検出される散乱Ｘ線の散乱光軸方向に垂直な平面において、前記散乱Ｘ線の形状が前記拡大倍率に応じて拡大される形状である、
    ことを特徴とするＸ線分析の操作ガイドプログラム。
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