(57)【要約】【課題】位置合わせ治具の観察面のピンホールから光を出すことにより，ピンホールの観察を容易にする。【解決手段】位置合わせ治具１０は，複数の回転軸（ω軸５２とφ軸５４）を有する試料回転装置に着脱可能に取り付けることができる。この位置合わせ治具１０は，ω軸５２とφ軸５４の交点と観察装置の視野の基準点とを位置合わせするのに用いる。位置合わせ治具１０は本体１２と装着部１８と観察面１１を備えている。観察面１１にはピンホール２４が形成されている。本体１２に取り付けた光源３６からの光は，反射ミラー４０で反射してから，ピンホール２４を通って観察面１１の外部に出て行く。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
Ｘ線分析装置の位置合わせ治具であって，複数の回転軸を有する試料回転装置に着脱可能に取り付けられて，前記複数の回転軸の交点と観察装置の視野の基準点とを位置合わせするための位置合わせ治具において，次の構成を備える位置合わせ治具。
（ア）本体。
（イ）前記本体に設けられた装着部であって，前記試料回転装置に着脱可能に取り付けられる装着部。
（ウ）前記本体に形成されていて前記観察装置で観察される観察面。
（エ）前記観察面に露出するように形成されたピンホール。
（オ）前記本体に取り付けられた光源。
（カ）前記本体の内部に形成された光通路であって，前記ピンホールに連通していて，前記光源で発生した光がこの光通路を通ってから前記ピンホールを介して前記観察面の外部に出て行くように構成された光通路。
【請求項２】
請求項１に記載の位置合わせ治具において，前記複数の回転軸のひとつに対して前記観察面が垂直であり，前記光通路の途中に前記光源で発生した光の方向を変える反射ミラーが設けられていることを特徴とする位置合わせ治具。
【請求項３】
請求項１に記載の位置合わせ治具において，前記複数の回転軸のひとつに対して前記観察面が９０度以外の角度をなしていて，前記光通路は前記ピンホールと同一直線上に延びていて前記本体の外面に開口しており，その開口部に面して前記光源が前記本体に着脱可能に取り付けられていることを特徴とする位置合わせ治具。
【請求項４】
請求項３に記載の位置合わせ治具において，前記回転軸のひとつに対して前記観察面が実質的に４５度の角度をなしていることを特徴とする位置合わせ治具。
【請求項５】
請求項１から４までのいずれか１項に記載の位置合わせ治具において，前記ピンホールの内径が５〜３０μｍの範囲内であることを特徴とする位置合わせ治具。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、試料上の微小領域にＸ線を照射するＸ線分析装置に関係があり，複数の回転軸を有する試料回転装置の中心点（複数の回転軸の交点）と観察装置の視野の基準点とを位置合わせするための位置合わせ治具に関する。
【背景技術】
【０００２】
微小部Ｘ線回折装置では，コリメータから出射させたＸ線ビームを試料上の微小領域に照射している。試料は試料回転装置に保持されていて，複数の回転軸の周りを回転可能である。そして，試料表面のどの位置にＸ線が照射されているかを確認するために，顕微鏡とテレビカメラを組み合わせた観察装置を用いて，試料の表面を観察できるようになっている。このような微小部Ｘ線回折装置において，試料回転装置の中心点（複数の回転軸の交点）と観察装置の視野の基準点とを一致させるために，位置合わせ作業が必要である。そのために位置合わせ治具を用いている。この位置合わせ治具は試料回転装置に着脱可能に取り付けることができる。位置合わせ治具の観察表面には微小サイズのピンホールが設けられている。観察装置を用いて，このピンホールを観察するときは，位置合わせ治具に光を当てて，ピンホールからの反射光と，その周囲の金属表面の反射光との見え方の違いによって，ピンホールの存在位置を確認している。そして，試料回転装置に位置合わせ治具を取り付けて，試料回転装置を回転してもピンホールが回転しないように，位置合わせ治具の取付状態を調節する。ピンホールの位置が試料回転装置の中心点に一致したら，次に，そのピンホールの位置に観察装置の視野の基準点を合わせる。さらに，その観察装置の焦点の位置に，コリメータから出射されるＸ線ビームの位置を合わせる。
【０００３】
Ｘ線回折装置の位置合わせ治具に関して，上述のようなピンホールタイプの位置合わせ治具を開示する公知文献は見当たらない。コリメータの位置決めのために，微小な蛍光物質を埋め込んだタイプの位置合わせ治具については，次の特許文献１に開示されている。
【特許文献１】特開平２−３５３４３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
位置合わせ治具の観察表面は金属の研磨面であるが，この研磨面は研磨方向と観察方向との関係によって反射光の具合が変化するので，位置合わせ治具を回転させたときに，ピンホールを常に周囲の金属表面と区別して認識するのが難しい。試料上の微小領域のＸ線回折測定をする場合には，その微小領域と同程度のサイズのピンホールを用いて位置合わせ作業をするのが好ましいが，微小領域のサイズが例えば１０μｍと非常に小さくなってくると，ピンホールのサイズも同様に小さくする必要がある。その場合，１０μｍ程度の微小なピンホールの場合は，周囲と区別するのが特に難しく，観察装置を用いた位置合わせ作業が困難になっていた。
【０００５】
本発明は上述の問題点を解決するためになされたものであり，その目的は，ピンホールの観察が容易になる位置合わせ治具を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明に係るＸ線分析装置の位置合わせ治具は，複数の回転軸を有する試料回転装置に着脱可能に取り付けられて，前記複数の回転軸の交点と観察装置の視野の基準点とを位置合わせするための位置合わせ治具であって，次の（ア）乃至（カ）の構成を備えている。（ア）本体。（イ）前記本体に設けられた装着部であって，前記試料回転装置に着脱可能に取り付けられる装着部。（ウ）前記本体に形成されていて前記観察装置で観察される観察面。（エ）前記観察面に露出するように形成されたピンホール。（オ）前記本体に取り付けられた光源。（カ）前記本体の内部に形成された光通路であって，前記ピンホールに連通していて，前記光源で発生した光がこの光通路を通ってから前記ピンホールを介して前記観察面の外部に出て行くように構成された光通路。
【０００７】
位置合わせ治具の観察面は，前記複数の回転軸のひとつに対して垂直にすることができ，その場合には，前記光通路の途中に，前記光源で発生した光の方向を変える反射ミラーを設ける。
【０００８】
位置合わせ治具の観察面は，前記複数の回転軸のひとつに対して９０度以外の角度（例えば，４５度）をなすようにしてもよい。この場合，前記光通路は前記ピンホールと同一直線上に延びていて前記本体の外面に開口しており，その開口部に面して前記光源が前記本体に着脱可能に取り付けられる。
【０００９】
本発明の位置合わせ治具は，特に微小サイズのピンホールを用いるときに効果的であり，例えば，内径が５〜３０μｍの範囲内のピンホールに対して効果的である。
【発明の効果】
【００１０】
本発明の位置合わせ治具は，ピンホールから光を放出するようにしたので，観察装置でピンホールを観察するときに明瞭に観察でき，位置合わせ作業が容易になる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下，図面を参照して本発明の実施例を詳しく説明する。図１は本発明の位置合わせ治具の第１実施例の縦断面図（本体の円筒部の中心線を含む平面で切断した断面図）である。また，図２は図１の２−２線で切断した横断面図であり，図３は図１の位置合わせ治具の一部を切り欠いて示した斜視図である。図１において，この位置合わせ治具１０は概略円筒状の金属製の本体１２を備えている。本体１２は円筒部１４と円形の端板１６からなる。端板１６は円筒部１４の端面に接合されている。円筒部１４の一端（図の下端）には装着部１８が円筒部１４と一体に形成されている。装着部１８は試料回転装置の試料ホルダー支持部６４の取付穴２２に装着することができ，これによって，位置合わせ治具１０を試料回転装置に着脱可能に取り付けることができる。
【００１２】
端板１６の中央には内径１０μｍのピンホール２４が形成されている。このピンホール２４は端板１６を貫通している。円筒部１４の内部には円筒状の空洞２６が形成されている。図２に示すように，円筒部１４の外面と空洞２６の内面は同心の円形である。図１に戻って，空洞２６は円筒部１４の一端（図の上端）に開口しているので，空洞２６とピンホール２４は連通している。また，円筒部１４の側面には，円筒状の側面貫通孔２８が形成されている。この側面貫通孔２８は空洞２６と円筒部１４の外部空間とを連通している。円筒部１４の外面において，側面貫通孔２８の周囲に段部３０が形成されている。この段部３０には照明装置３２のハウジング３４が固定されている。ハウジング３４には光源３６が固定されている。光源３６の発光部３８はハウジング３４の内部に収納されていて，側面貫通孔２８に対面している。空洞２６の内部には反射ミラー４０が配置されている。反射ミラー４０は，円筒部１４の中心線に対して４５度だけ傾斜している。この反射ミラー４０は，光源３６からの光４２をほぼ直角に反射して，反射後の光４４をピンホール２４に向ける働きをする。図３の斜視図は，光源３６から放出された光４２の経路と，反射ミラー４０で反射した後の光４４の経路とを明瞭に示している。図１に戻って，ピンホール２４から出た光４４は，観察装置を用いて矢印４６の方向から観察される。側面貫通孔２８と空洞２６が本発明における光通路に相当する。
【００１３】
光源３６の発光部３８はＬＥＤランプである。光源３６にはボタン電池が内蔵されているので，外部から光源３６に電気配線をつなぐ必要はない。光源３６の後端（図１の右端）に付いているスイッチ（図示せず）をオン・オフすることで，光源３６の点灯と消灯を切り換えることができる。
【００１４】
図４は微小部Ｘ線回折装置の試料回転装置の近傍の斜視図である。試料回転装置２０はω回転台４８とφ回転台５０を備えている。ω回転台４８はω軸５２の周りを回転し，φ回転台５０はφ軸５４の周りを回転する。ω軸５２は直立しており，φ軸５４はω軸５２に対して４５度だけ傾斜している。ω回転台４８の上にはブラケット５６の水平部５８が固定されている。ブラケット５６の傾斜部６０は水平部５８に対して４５度だけ傾斜している。傾斜部６０にはφ回転ベース６２が固定されている。φ回転ベース６２に対してφ回転台５０が回転可能に取り付けられている。φ回転台５０には調節機構（後述する）を介して，試料ホルダー支持部６４が取り付けられている。試料ホルダー支持部６４はφ回転台５０に対してφ軸に平行な方向７２に調節可能である。
【００１５】
試料の測定時には，試料ホルダー支持部６４には試料ホルダーを着脱可能に取り付ける。そして，試料ホルダーの先端に試料を取り付ける。一方，位置合わせ作業をするときは，試料ホルダー支持部６４に本発明の位置合わせ治具１０（照明装置３２が付属している）を取り付ける。位置合わせ治具１０の観察面１１のピンホールは観察装置６６によってφ軸５４に沿った方向から観察される。観察装置６６は顕微鏡とテレビカメラからなり，テレビカメラはＣＣＤカメラである。コリメータ６８は細く絞ったＸ線ビーム７０を，ω軸５２とφ軸５４の交点の位置に照射するためのものである。
【００１６】
図５は試料回転装置のφ回転台５０に搭載された調節機構を示す斜視図である。この調節機構は試料ホルダー支持部６４をφ回転台５０に対して相対的に移動させるための機構である。φ回転台５０の上にはＸ−Ｙ調節機構７４が設けられている。Ｘ−Ｙ調節機構７４はベース７６とＸ移動台７８とＹ移動台８０を備えている。ベース７６はφ回転台５０の上面に固定されている。Ｘ移動台７８はベース７６に対してＸ方向に移動可能である。Ｙ移動台８０はＸ移動台７８に対してＹ方向に移動可能である。Ｘ−Ｙ平面は，φ回転台５０の回転中心線，すなわちφ軸５４，に対して垂直な平面である。Ｙ移動台８０の上には支持筒８２が固定されていて，この支持筒８２に対して試料ホルダー支持部６４がＺ方向に移動可能に支持されている。Ｚ方向は，Ｘ−Ｙ平面に対して垂直であり，φ軸５４に対して平行である。このような調節機構により，試料ホルダー支持部６４の位置を，φ回転台５０に対して，Ｘ−Ｙ平面内で微調整でき，かつ，Ｚ方向に高さ調節できる。試料ホルダー支持部６４には，位置合わせ作業のときは位置合わせ治具１０を，また，試料のＸ線回折測定時には試料ホルダーを，着脱可能に装着できる。
【００１７】
次に，この位置合わせ治具を用いて観察装置及びコリメータの位置合わせをする作業を説明する。図４において，試料ホルダー支持部６４に位置合わせ治具１０を装着する。そして，ω回転台４８を回転させて，φ回転台５０をω＝９０度の位置にもってくる。図４はφ回転台５０がω＝９０度の位置にある状態を示している。このとき，φ軸５４は，コリメータ６８の中心線とω軸５２とを含む平面内にある。図６はφ回転台がω＝９０度の位置にあるときの位置合わせ治具１０の縦断面図であり，そのときのφ軸５４とω軸５２とを含む平面で切断した断面図を示している。φ軸５４は，コリメータの中心線６９とω軸５２とを含む平面内にある。この状態で光源３６を点灯する。すると，光源３６から出射された光４２は反射ミラー４０で反射して，ピンホール２４から出て行く。この光４４を矢印４６の方向から観察装置で観察する。
【００１８】
図７は図６の状態において観察装置で観察される画像を示している。観察装置の視野８４の中にはクロス（十字線）８６，８７が見えていて，クロス８６，８７の交点９０が視野８４の基準点である。ピンホールからは光が出ているので，ピンホールの像８８は明るい点となって見えている。φ回転台５０をφ回転させると，一般に，ピンホールの像８８は，視野８４の中で回転する。その理由は，位置合わせ作業をする前は，ピンホールの位置は必ずしもφ軸上に存在していないからである。観察装置のクロス８６，８７の交点９０がφ軸上にないときは，ピンホールの像８８の回転中心は，クロス８６，８７の交点９０からずれることになる。その場合は，クロス８６，８７を動かして，クロス８６，８７の交点９０がピンホールの像８８の回転中心に一致するようにする。
【００１９】
次に，ピンホールをφ軸上に持ってくる調整作業（以下，Ｘ‐Ｙ調整作業という）を実施する。観察装置の画像を見ながら，図５のＸ‐Ｙ調節機構７４を用いて，Ｘ移動台７８をＸ方向に微調整するとともにＹ移動台８０をＹ方向に微調整し，図７の矢印９２に示すように，ピンホールの像８８がクロス８６，８７の交点９０に来るようにする。そして，φ回転をしても，ピンホールの像８８ａが動かないことを確認する。これで，Ｘ‐Ｙ調整作業が完了する。
【００２０】
次に，ピンホールをω軸上に持ってくる調整作業（以下，Ｚ調整作業という）を実施する。まず，図４においてω回転台４８をω＝３０度の位置まで回転させる。すなわち，図４の状態（ω＝９０度）から反時計方向に３０度だけω回転台４８を回転させる。図８は，ω＝３０度の状態にある位置合わせ治具の縦断面図であり，そのときのφ軸５４とω軸５２とを含む平面で切断した断面図を示している。一般に，位置合わせ治具１０の観察面１１におけるピンホールの位置２５は，ω軸５２の上にはない。そこで，図５に示すように，試料ホルダー支持部６４を支持筒８２に対してＺ軸方向に微調節して，観察面１１におけるピンホールの位置２５がω軸５２上に来るようにする。そのときの調整作業を，観察装置の画像を用いて説明する。図９（Ａ）はω＝９０度においてＸ‐Ｙ調整作業が完了した状態における観察装置の画像である。ピンホールの像８８ａは観察装置のクロス８６，８７の交点の位置にある。
【００２１】
図９（Ｂ）は，図９（Ａ）の状態からω＝３０度の位置までω回転台４８を回転させたときのピンホールの像８８ｂである。ω回転することで，ピンホールの像８８ａは像８８ｂまで移動する。その理由は，図８に示すように，位置合わせ治具１０の観察面１１におけるピンホールの位置２５がω軸５２の上にないからである。そこで，ω＝３０度の状態において，図８に示すように，試料ホルダー支持部６４を支持筒８２に対してＺ軸方向に移動して，観察装置の視野において，図９（Ｃ）に示すように，ピンホールの像８８ｂがクロス８６，８７の交点の位置の像８８ｃまで移動するようにする。これにより，位置合わせ治具１０の観察面１１におけるピンホールの位置２５は，φ軸５４の上にも，ω軸５２の上にも存在することになる。これで，位置合わせ治具のピンホール２４の位置２５が正しく位置決めされた。この状態において，ピンホールの像８８ｃが最も鮮明になるように，観察装置の焦点を合わせる。以上の位置合わせ作業により，位置合わせ治具の観察面上のピンホールの位置がω軸とφ軸の交点に一致し，かつ，観察装置の視野のクロスの交点がそのピンホールの位置に一致し，さらに，観察装置の焦点がピンホールの位置に一致する。これで，観察装置の位置合わせが完了した。
【００２２】
次に，Ｘ線ビームの位置合わせ作業を実施する。図４において，試料ホルダー支持部６４から位置合わせ治具１０を取り外し，代わりに，コリメータ６８の位置合わせをするための治具を試料ホルダー支持部６４に取り付ける。図１１は，試料ホルダー支持部に取り付けた状態のコリメータ位置合わせ治具９４の縦断面図である。このコリメータ位置合わせ治具９４は概略円筒状の本体９６を備えていて，この本体９６をピンホール９８が貫通している。本体９６の先端面１００は本体９６の中心線に対して４５度の角度で傾斜している。ピンホール９８は先端面１００に対して垂直になるように（すなわち，本体９６の中心線に対して４５度の角度になるように）形成されている。ところで，試料ホルダー支持部に取り付けた状態のコリメータ位置合わせ治具９４のピンホール９８の，先端面１００における開口部９９の位置と，試料ホルダー支持部に取り付けた状態の位置合わせ治具１０（図１）のピンホール２４の開口部の位置とは，互いに一致するようになっているので，ピンホール９８の開口部９９はφ軸５４とω軸５２の交点上に位置し，かつ，ピンホール９８はω軸５２に対して垂直に延びている。この状態で，コリメータからＸ線ビーム７０を照射し，図１１の右側に位置するＸ線検出器で，ピンホール９８を通過してきたＸ線ビーム７０を検出する。そして，Ｘ線ビームが検出できるように，さらには，検出強度が最大になるように，ω軸５２の周りにコリメータ位置合わせ治具９４を回転微調整し，かつ，コリメータの位置を微調整する。これにより，コリメータの位置合わせも完了する。
【００２３】
位置合わせ作業が完了した微小部Ｘ線回折装置で試料を測定するには，試料の測定したい領域を観察装置の視野のクロスの交点の位置にもってくればよい。これにより，測定したい領域は，ω軸とφ軸の交点の位置に来ることになり，かつ，その測定したい領域にＸ線ビームが当たることになる。
【００２４】
次に，本発明の第２実施例を説明する。図１０は本発明の位置合わせ治具の第２実施例についての図６と同様の縦断面図である。なお，この図面は，位置合わせが完了した状態を示している。この位置合わせ治具１０ａは，観察面１１ａが円筒部１４ａの中心線に対して４５度だけ傾斜している。これにより，位置合わせ治具１０ａを適当な角度だけφ回転させると，観察面１１ａが直立した状態になる。この位置合わせ治具１０ａの円筒部１４ａにはピンホール２４ａと，このピンホール２４ａに連通する切り欠き９２が形成されている。ピンホール２４ａの一端は観察面１１ａに露出していて，他端は切り欠き９２に露出している。ピンホール２４ａは観察面１１ａに対して垂直であり，円筒部１４ａの中心線に対しては４５度だけ傾斜している。切り欠き９２には照明装置３２ａが取り付けられている。照明装置３２ａはハウジング３４ａと光源３６ａを備えている。ハウジング３４ａは切り欠き９２に固定されている。ハウジング３４ａの内面には支持ばね９４が固定されている。光源３６ａは支持ばね９４に着脱可能に支持されている。この第２実施例では，ピンホール２４ａが本発明における光通路を兼用している。
【００２５】
この位置合わせ治具１０ａを用いて観察装置を位置合わせする作業は，基本的に，上述の第１実施例の場合と同じである。ピンホール２４ａから放出される光は図１０の左方向に出て行くので，観察装置の方向には向いていないが，矢印４６の方向から観察装置で観察すると，ピンホール２４ａの位置は明るく見える。観察装置の位置合わせが完了した状態では，観察面１１ａに露出したピンホール２４ａの位置は，ω軸５２とφ軸５４の交点に一致している。この第２実施例の特徴は，ピンホール２４ａを水平状態にすることができて，かつ，光源３６ａを取り外すことができることにある。位置合わせ治具１０ａを適当な角度までφ回転させると，観察面１１ａは直立状態になり，ピンホール２４ａは水平状態になる。この状態で，コリメータからＸ線ビーム７０を照射することで，コリメータの位置合わせ作業を実施できる。もし，コリメータが正しく位置決めされていれば，Ｘ線ビーム７０はピンホール２４ａを通過して，図１０の右方向に配置されたＸ線検出器で検出される。コリメータの位置合わせ作業では，コリメータの位置を微調節して，Ｘ線検出器で検出されるＸ線強度が最大になるようにする。実際にはφ回転の微調節も同時に実施して，φ回転の調整とコリメータの調整を併用して，Ｘ線検出強度が最大になるようにする。コリメータの位置合わせ作業が完了すると，Ｘ線ビーム７０がちょうどω軸５２とφ軸５４の交点を通ることになる。この第２実施例の位置合わせ治具を用いると，観察装置の位置合わせ作業とコリメータの位置合わせ作業を引き続いて実施できる。
【００２６】
なお，図４の説明では，試料回転装置が二つの回転軸，すなわちω軸とφ軸，を備えるものとして説明したが，三つ以上の回転軸が一点で交差するような試料回転装置であってもよい。
【００２７】
本発明の位置合わせ治具を用いた位置合わせ作業は，必ずしも，試料のＸ線回折測定のたびごとに実施する必要はなく，必要に応じて実施すれば足りる。例えば，非常に微小な領域（１０μｍ程度のサイズ）だけを測定したいときや，装置が設置されている環境の温度が変化したときや，所定の期間ごとに定期的に，位置合わせ作業を実施すればよい。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】本発明の位置合わせ治具の第１実施例の縦断面図である。
【図２】図１の２−２線で切断した横断面図である。
【図３】図１の位置合わせ治具の一部を切り欠いて示した斜視図である。
【図４】微小部Ｘ線回折装置の試料回転装置の近傍の斜視図である。
【図５】試料回転装置のφ回転台に搭載された調節機構を示す斜視図である。
【図６】φ回転台がω＝９０度の位置にあるときの位置合わせ治具の縦断面図である。
【図７】図６の状態において観察装置で観察される画像である。
【図８】ω＝３０度の状態にある位置合わせ治具の縦断面図である。
【図９】位置合わせ治具の調整作業における観察装置の画像である。
【図１０】第２実施例についての図６と同様の縦断面図である。
【図１１】コリメータ位置合わせ治具の縦断面図である。
【符号の説明】
【００２９】
１０  位置合わせ治具
１１  観察面
１２  本体
１４  円筒部
１６  端板
１８  装着部
２０  試料回転装置
２２  取付穴
２４  ピンホール
２６  空洞
２８  側面貫通孔
３０  段部
３２  照明装置
３４  ハウジング
３６  光源
３８  発光部
４０  反射ミラー
４２  光
４４  反射後の光
４８  ω回転台
５０  φ回転台
５２  ω軸
５４  φ軸
６４  試料ホルダー支持部
６６  観察装置
６８  コリメータ
７０  Ｘ線ビーム
【図１】
2006234575.tif 000003
【図２】
2006234575.tif 000004
【図３】
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【図４】
2006234575.tif 000006
【図５】
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【図６】
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【図７】
2006234575.tif 000009
【図８】
2006234575.tif 000010
【図９】
2006234575.tif 000011
【図１０】
2006234575.tif 000012
【図１１】
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