(57)【要約】  分光器を整列させるための例示的な方法が本明細書に記載される。分光器は、放射線源と、結晶分析装置と、検出器とを含み、それらは全て機器平面上に配置される。この方法は、（ｉ）結晶分析装置の逆格子ベクトルが機器平面内にあるように、又は（ｉｉ）回転平面内の逆格子ベクトルの成分が機器平面に対して垂直であるように、結晶分析装置を、機器平面内にありかつ回転平面に垂直な軸の周りで回転させることを含む。逆格子ベクトルの原点は軸上に位置する。この方法は、検出器及び放射線源によって境界を定められたラインセグメントを逆格子ベクトルが二等分するように、結晶分析装置を傾斜させること又は検出器を平行移動させることをさらに含む。例示的な方法に関連する例示的な分光器が、同じく開示される。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
分光器を整列させる方法であり、前記分光器の放射線源、結晶分析装置及び検出器が全て機器平面上に配置される方法であって、
（ｉ）前記結晶分析装置の逆格子ベクトルが前記機器平面内にあるように、又は、（ｉｉ）回転平面内の前記逆格子ベクトルの成分が前記機器平面に対して垂直であるように、前記結晶分析装置を、前記機器平面内にありかつ回転平面に垂直な軸の周りで回転させることであって、前記逆格子ベクトルの原点が前記軸上に位置する、前記結晶分析装置を回転させることと、
前記検出器及び前記放射線源によって境界を定められたラインセグメントを前記逆格子ベクトルが二等分するように前記結晶分析装置を傾斜させること又は前記検出器を平行移動させることと、を含む方法。
【請求項２】
前記放射線源がＸ線源を含む、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記結晶分析装置が結晶質材料を含む、請求項１又は２に記載の方法。
【請求項４】
前記結晶分析装置が、球形に湾曲した結晶分析装置を含む、請求項１〜３のいずれか１項に記載の方法。
【請求項５】
前記結晶分析装置が、少なくとも１つの回転対称軸を有する二重に湾曲した結晶分析装置を含む、請求項１〜４のいずれか１項に記載の方法。
【請求項６】
前記結晶分析装置を回転させることが、前記逆格子ベクトルが前記機器平面内にあるように前記結晶分析装置を回転させることを含む、請求項１〜５のいずれか１項に記載の方法。
【請求項７】
前記結晶分析装置を回転させた後、前記逆格子ベクトルが前記機器平面内にあることを判定することと、
前記逆格子ベクトルが前記ラインセグメントを二等分するために前記機器平面に平行に移動するように前記結晶分析装置を傾斜させることと。をさらに含む、請求項６に記載の方法。
【請求項８】
前記結晶分析装置を複数の回転位置に回転させることと、
前記複数の回転位置の回転位置ごとに、前記放射線源によって放出され、前記結晶分析装置によって散乱され、前記検出器によって検出される放射線の強度を決定することと、
前記複数の回転位置にそれぞれ対応する前記決定された強度を使用して、前記結晶分析装置の目標回転位置を決定することと、をさらに含み、
前記結晶分析装置の前記逆格子ベクトルが前記機器平面内にあるように前記結晶分析装置を回転させることが、前記結晶分析装置を前記目標回転位置に回転させることを含む、請求項６又は７に記載の方法。
【請求項９】
前記決定された強度を使用することが、前記目標回転位置が前記決定された強度の最大強度に一致するように、前記複数の回転位置から前記目標回転位置を選択することを含む、請求項８に記載の方法。
【請求項１０】
前記結晶分析装置を回転させることが、前記回転平面内の前記逆格子ベクトルの前記成分が前記機器平面に対して垂直であるように前記結晶分析装置を回転させることを含む、請求項１〜５のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１１】
前記結晶分析装置を回転させた後、前記回転平面内の前記逆格子ベクトルの前記成分が前記機器平面内に対して垂直であることを判定することと、
前記逆格子ベクトルが前記機器平面に対して垂直に移動し、その後前記機器平面内に置かれるように、前記結晶分析装置を傾斜させることと、をさらに含む、請求項１０に記載の方法。
【請求項１２】
前記結晶分析装置を複数の回転位置に回転させることと、
前記複数の回転位置の回転位置ごとに、前記放射線源によって放出され、前記結晶分析装置によって散乱され、前記検出器によって検出される放射線の強度を決定することと、
前記複数の回転位置にそれぞれ対応する前記決定された強度を使用して、前記結晶分析装置の目標回転位置を決定することと、をさらに含み、
前記回転平面内の前記逆格子ベクトルの前記成分が前記機器平面に対して垂直であるように前記結晶分析装置を回転させることが、前記結晶分析装置を前記目標回転位置に回転させることを含む、請求項１０又は１１に記載の方法。
【請求項１３】
前記決定された強度を使用することが、前記目標回転位置が前記決定された強度の最小強度に一致するように、前記複数の回転位置から前記目標回転位置を選択することを含む、請求項１２に記載の方法。
【請求項１４】
前記結晶分析装置を回転させた後、前記逆格子ベクトルが前記機器平面内にあることを判定することと、
前記ラインセグメントが前記逆格子ベクトルによって二等分されるように前記検出器を前記機器平面内で平行移動させることと、をさらに含む、請求項６に記載の方法。
【請求項１５】
前記結晶分析装置を複数の回転位置に回転させることと、
前記複数の回転位置の回転位置ごとに、前記放射線源によって放出され、前記結晶分析装置によって散乱され、前記検出器によって検出される放射線の強度を決定することと、
前記複数の回転位置にそれぞれ対応する前記決定された強度を使用して、前記結晶分析装置の目標回転位置を決定することと、をさらに含み、
前記結晶分析装置の前記逆格子ベクトルが前記機器平面内にあるように前記結晶分析装置を回転させることが、前記結晶分析装置を前記目標回転位置に回転させることを含む、請求項１４に記載の方法。
【請求項１６】
前記決定された強度を使用することが、前記目標回転位置が前記決定された強度の最大強度に一致するように、前記複数の回転位置から前記目標回転位置を選択することを含む、請求項１５に記載の方法。
【請求項１７】
前記結晶分析装置を回転させる前、光源及び光学検出器を使用して、前記結晶分析装置の表面ベクトルが前記光学検出器と前記光源とによって境界を定められたラインセグメントを二等分するように前記結晶分析装置を整列させることをさらに含む、請求項１〜１６のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１８】
前記逆格子ベクトルが前記検出器と前記放射線源とによって境界を定められた前記ラインセグメントを二等分する前記結晶分析装置の回転位置を示すように前記結晶分析装置に印を付けることと、
前記結晶分析装置を前記分光器から取り外すことと、
その後、前記結晶分析装置を、前記示された回転位置で前記分光器内に取り付けることと、をさらに含む、請求項１〜１７のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１９】
前記結晶分析装置を回転させることが、前記結晶分析装置を手動で回転させることを含む、請求項１〜１８のいずれか１項に記載の方法。
【請求項２０】
前記結晶分析装置を回転させることが、前記結晶分析装置を、モータを介して回転させることを含む、請求項１〜１８のいずれか１項に記載の方法。
【請求項２１】
分光器であって、
結晶分析装置を保持するように構成されたステージであって、前記分光器の機器平面内にある第１軸の周りを回転可能であり、前記機器平面内にあるか前記機器平面に垂直な第２軸の周りを回転可能であり、及び前記第１軸と前記第２軸の両方に垂直な第３軸の周りで回転的に固定されるステージと、
前記機器平面上に配置され、（ｉ）前記ステージに向かって放射線を放出するように整列された、又は（ｉｉ）試料に向かって放射線を放出し、それによって放射線が前記ステージに向かって放出されるように整列された放射線源と、
前記機器平面上に配置され、前記結晶分析装置によって散乱された放射線を検出するように構成された検出器と、を含む分光器。
【請求項２２】
フレームと、
前記フレームに取り付けられた直角ブラケットであって、前記ステージが取り付けられる直角ブラケットと、をさらに含む、請求項２１に記載の分光器。
【請求項２３】
第１レール及び第２レールであって、前記放射線源が、前記第２レールに沿った前記放射線源の移動を可能にするように前記第２レールに結合され、前記検出器が、前記第１レールに沿った前記検出器の移動を可能にするように前記第１レールに結合される第１レール及び第２レールと、
前記検出器を前記ステージに結合する第１アームであって、前記検出器が前記第１レールに沿って移動されるときに、前記ステージと前記検出器との間の一定の距離を維持するように構成された第１アームと、
前記放射線源を前記ステージに結合する第２アームであって、前記放射線源が前記第２レールに沿って移動されるときに、前記ステージと前記放射線源との間の一定の距離を維持するように構成された第２アームと、をさらに含む、請求項２１又は２２に記載の分光器。
【請求項２４】
前記第１アーム、前記第２アーム、前記第１レール、及び前記第２レールが、前記ステージ、前記検出器、及び前記放射線源が共通円上に位置されたままであるように、前記ステージ、前記検出器、及び前記放射線源の移動を制限するようにさらに構成される、請求項２３に記載の分光器。
【請求項２５】
第３ヒンジ式アームをさらに含み、前記第３ヒンジ式アームが、前記ステージが前記共通円の中心から固定された距離に保たれるように前記ステージの移動を制限し、前記第３ヒンジ式アームは、前記放射線源が同じく前記共通円の前記中心から前記固定された距離に保たれるように前記放射線源の移動を制限する、請求項２４に記載の分光器。
【請求項２６】
前記放射線源がＸ線源を含む、請求項２１〜２５のいずれか１項に記載の分光器。
【請求項２７】
分光器であって、
結晶分析装置を保持するように構成されたステージであって、前記分光器の機器平面内にある第１軸の周りを回転可能であり、前記第１軸に垂直な第２軸の周りを回転的に固定され、及び前記第１軸と前記第２軸の両方に垂直な第３軸の周りで回転的に固定されるステージと、
前記機器平面上に配置され、（ｉ）前記ステージに向かって放射線を放出するように整列された、又は（ｉｉ）試料に向かって放射線を放出し、それによって放射線が前記ステージに向かって放出されるように整列された放射線源と、
前記機器平面上に配置され、前記結晶分析装置によって散乱された放射線を検出するように構成された検出器と、
前記検出器が前記結晶分析装置によって散乱された放射線を検出するように配置されるように、前記検出器を前記機器平面内で平行移動させるように構成された機構と、を含む分光器。
【請求項２８】
フレームと、
前記フレームに取り付けられた直角ブラケットであって、前記ステージが取り付けられる直角ブラケットと
をさらに含む、請求項２７に記載の分光器。
【請求項２９】
第１レール及び第２レールであって、前記放射線源が、前記第２レールに沿った前記放射線源の移動を可能にするように前記第２レールに結合され、前記検出器が、前記第１レールに沿った前記検出器の移動を可能にするように前記第１レールに結合される第１レール及び第２レールと、
前記検出器を前記ステージに結合する第１アームであって、前記検出器が前記第１レールに沿って移動されるときに、前記ステージと前記検出器との間の一定の距離を維持するように構成された第１アームと、
前記放射線源を前記ステージに結合する第２アームであって、前記放射線源が前記第２レールに沿って移動されるときに、前記ステージと前記放射線源との間の一定の距離を維持するように構成された第２アームと
をさらに含む、請求項２７又は２８に記載の分光器。
【請求項３０】
前記第１アーム、前記第２アーム、前記第１レール、及び前記第２レールが、前記ステージ、前記検出器、及び前記放射線源が共通円上に位置されたままであるように、前記ステージ、前記検出器、及び前記放射線源の移動を制限するようにさらに構成される、請求項２９に記載の分光器。
【請求項３１】
第３ヒンジ式アームをさらに含み、前記第３ヒンジ式アームが、前記ステージが前記共通円の中心から固定された距離に保たれるように前記ステージの移動を制限し、前記第３ヒンジ式アームは、前記放射線源が同じく前記共通円の前記中心から前記固定された距離に保たれるように前記放射線源の移動を制限する、請求項３０に記載の分光器。
【請求項３２】
前記放射線源がＸ線源を含む、請求項２７〜３１のいずれか１項に記載の分光器。
【請求項３３】
コンピュータ装置によって実行されると、前記コンピュータ装置に請求項１〜２０の方法のいずれかを実行させる命令を格納する持続性コンピュータ可読媒体。
【請求項３４】
コンピュータ装置であって、
１つ又は複数のプロセッサと、
前記１つ又は複数のプロセッサによって実行されると、前記コンピュータ装置に請求項１〜２０の方法のいずれかを実行させる命令を格納する持続性コンピュータ可読媒体と、を含むコンピュータ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
関連出願の相互参照
[0001]  本出願は、２０１５年１２月２８日に出願された米国仮特許出願第６２／２７１，９９２号の利益を主張する。前出の仮特許出願の内容は、参照によりそれらの全体が本明細書に組み込まれる。
【０００２】
連邦によって支援される研究又は開発に関する声明
[0002]  本発明は、米国エネルギー省により授与された契約番号ＤＥ−ＦＧ０２−０９ＥＲ１６１０６及びＤＥ−ＳＣ０００８５８０の下で政府支援によりなされた。米国政府は本発明における一定の権利を有する。
【背景技術】
【０００３】
[0003]  本明細書中特段の記載のない限り、本節に記載される材料は、本出願の特許請求の範囲に対する従来技術でなく、また本節に包含することによって従来技術であると承認されるわけではない。
【０００４】
[0004]  多くのＸ線分光器は、試料の照射のためにＸ線を単色化するために、又は試料から放出される、又は試料を透過するＸ線を単色化するために、湾曲結晶分析装置（ＣＣＡ：ｃｕｒｖｅｄ  ｃｒｙｓｔａｌ  ａｎａｌｙｚｅｒ）を使用する。ＣＣＡは、典型的には、Ｓｉ又はＧｅウェハを凹型ガラスレンズ又は他の凹型形状物内に接着又は接合することによって作製される。ウェハ表面の結晶学的配向は、表面に名目上平行な結晶面間の間隔が、ブラッグの法則を介して、エネルギー又は波長の関心範囲内のＸ線の構造的干渉を生成するのに適切であるように選択される。
【０００５】
[0005]  ＣＣＡは一般に、表面ベクトルに対する非ゼロの傾きを有するＣＣＡの逆格子ベクトルを露呈するミスカット（ｍｉｓｃｕｔ）を示す。非ゼロの傾斜は、ＣＣＡの逆格子ベクトルが放射線源及び検出器に対して適切に整列されるように、ＣＣＡを２つの垂直軸の周りで傾斜させることによって補正することができる。分光器及びミスカットの大きさに依存して、分光器の適切な動作のためにＣＣＡを整列させるために２軸傾斜補正を用いることは、数時間を要する場合がある。２軸傾斜補正は、一般に２組のモータ駆動マイクロメータを介して行われ、これはコストと複雑さを増す。さらに、２軸傾斜補正は、特定のＣＣＡが使用されるたびに必要になるかもしれない。
【発明の概要】
【０００６】
[0006]  一例において、分光器を整列させるための方法が提供される。分光器は、放射線源と、結晶分析装置と、検出器とを含み、それらは全て機器平面上に配置される。この方法は、（ｉ）結晶分析装置の逆格子ベクトルが機器平面内にあるように、又は（ｉｉ）回転平面内の逆格子ベクトルの成分が機器平面に対して垂直であるように、結晶分析装置を、機器平面内にありかつ回転平面に垂直な軸の周りで回転させることを含む。逆格子ベクトルの原点は軸上に位置する。この方法は、検出器及び放射線源によって境界を定められたラインセグメントを逆格子ベクトルが二等分するように、結晶分析装置を傾斜させること又は検出器を平行移動させることをさらに含む。
【０００７】
[0007]  別の例において、持続性コンピュータ可読媒体が、コンピュータ装置によって実行されると、コンピュータ装置に機能を実行させる命令を格納する。この機能は、（ｉ）結晶分析装置の逆格子ベクトルが機器平面内にあるように、又は（ｉｉ）回転平面内の逆格子ベクトルの成分が機器平面に対して垂直であるように、機器平面内にありかつ回転平面に垂直な軸の周りで結晶分析装置を、モータを介して回転させることを含む。逆格子ベクトルの原点は軸上に位置する。この機能は、検出器及び放射線源によって境界を定められたラインセグメントを逆格子ベクトルが二等分するように、結晶分析装置を、モータを介して傾斜させること、又は検出器を、モータを介して平行移動させることをさらに含む。
【０００８】
[0008]  さらに別の例において、コンピュータ装置が、１つ又は複数のプロセッサと、１つ又は複数のプロセッサによって実行されると、コンピュータ装置に機能を実行させる命令を格納する持続性コンピュータ可読媒体とを含む。この機能は、（ｉ）結晶分析装置の逆格子ベクトルが機器平面内にあるように、又は（ｉｉ）回転平面内の逆格子ベクトルの成分が機器平面に垂直であるように、機器平面内にありかつ回転平面に垂直な軸の周りで結晶分析装置を、モータを介して回転させることを含む。逆格子ベクトルの原点は軸上に位置する。この機能は、検出器及び放射線源によって境界を定められたラインセグメントを逆格子ベクトルが二等分するように、結晶分析装置を、モータを介して傾斜させること、又は検出器を、モータを介して平行移動させることをさらに含む。
【０００９】
[0009]  さらに別の例において、分光器は、結晶分析装置を保持するように構成されたステージを含む。ステージは、分光器の機器平面内にある第１軸の周りを回転可能であり、ステージは、機器平面内にあるか機器平面に垂直な第２軸の周りを回転可能であり、及びステージは、第１軸と第２軸の両方に垂直な第３軸の周りで回転的に固定される。分光器は、放射線源であって、機器平面上に配置され、（ｉ）ステージに向かって放射線を放出するように整列された、又は（ｉｉ）試料に向かって放射線を放出し、それによって放射線がステージに向かって放出されるように整列された放射線源をさらに含む。分光器は、検出器であって、機器平面上に配置され、結晶分析装置によって散乱された放射線を検出するように構成された検出器をさらに含む。
【００１０】
[0010]  さらに別の例において、分光器は、結晶分析装置を保持するように構成されたステージを含む。ステージは、分光器の機器平面内にある第１軸の周りを回転可能であり、ステージは、第１軸に垂直な第２軸の周りで回転的に固定され、及びステージは、第１軸及び第２軸の両方に垂直な第３軸の周りで回転的に固定される。分光器は、放射線源であって、機器平面上に配置され、（ｉ）ステージに向かって放射線を放出するように整列された、又は（ｉｉ）試料に向かって放射線を放出し、それによって放射線をステージに向かって放出させるように整列された放射線源をさらに含む。分光器は、検出器であって、機器平面上に配置され、結晶分析装置によって散乱された放射線を検出するように構成された検出器をさらに含む。分光器は、検出器が結晶分析装置によって散乱された放射線を検出するように配置されるように、検出器を機器平面内で平行移動させるように構成された機構をさらに含む。
【００１１】
[0011]  本明細書で「実質的に」又は「約」という用語が使用される場合、記載された特徴、パラメータ、又は値は正確に達成される必要はないが、例えば公差、測定誤差、測定精度限界及び当業者に知られる他の要因を含むずれ又は変化が、その特徴が提供するように意図された効果を妨げない量で生じ得る。本明細書に開示された、いくつかの例において、「実質的に」又は「約」は、記載された値の＋／−５％以内を意味する。
【００１２】
[0012]  本明細書に開示された様々な実施形態は、参照により完全な形で本明細書に組み込まれる、Ｄｅｖｏｎ  Ｒ．  Ｍｏｒｔｅｎｓｅｎ及びＧｅｒａｌｄ  Ｔ．  Ｓｅｉｄｌｅｒによる「ローランド円分光器の傾斜のない実装における強固な光学的整列（Ｒｏｂｕｓｔ  ｏｐｔｉｃ  ａｌｉｇｎｍｅｎｔ  ｉｎ  ａ  ｔｉｌｔ−ｆｒｅｅ  ｉｍｐｌｅｍｅｎｔａｔｉｏｎ  ｏｆ  ｔｈｅ  Ｒｏｗｌａｎｄ  ｃｉｒｃｌｅ  ｓｐｅｃｔｒｏｍｅｔｅｒ）」でさらに詳しく考察され得る。（ｈｔｔｐ：／／ｗｗｗ．ｓｃｉｅｎｃｅｄｉｒｅｃｔ．ｃｏｍ／ｓｃｉｅｎｃｅ／ａｒｔｉｃｌｅ／ｐｉｉ／Ｓ０３６８２０４８１６３０１０２５で利用可能）。
【００１３】
[0013]  これらの、並びに他の態様、利点、及び代替物は、適切な場合に添付の図面を参照しながら以下の詳細な記載を読むことによって、当業者に明らかになるであろう。さらに、本概要及び本明細書に提供される他の記載及び図面は、もっぱら例として本発明を説明するように意図されていること、従って多数の変形が可能であることが理解されるべきである。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】例示的実施形態による分光器を示す。
【図２】例示的実施形態による分光器を示す。
【図３】例示的実施形態によるブラケットに取り付けられたステージを示す。
【図４】例示的実施形態による分光器のいくつかの構成要素を示す。
【図５】例示的実施形態による例示的な方法のブロック図である。
【図６】例示的実施形態による結晶分析装置の回転を示す。
【図７】例示的実施形態による結晶分析装置の逆格子ベクトルの位置及び分光器の構成要素の位置を示す。
【図８】例示的実施形態による結晶分析装置の傾斜を示す。
【図９】例示的実施形態による結晶分析装置の傾斜を示す。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
[0023]  上述したように、ミスカットウェハから形成された結晶分析装置によって引き起こされる分光器アラインメントエラーに対処する１つのアプローチ法は、２軸傾斜補正を使用することである。アラインメントエラーを緩和するための他のアプローチ法が本明細書に開示される。これらのアプローチ法は、分光器の機器平面（例えば、ローランド円）内にある軸の周りで結晶分析装置を回転させることを含む。結晶分析装置の様々な回転位置にそれぞれ対応する診断信号の最大強度を見つけることによって、結晶分析装置の逆格子ベクトルが機器平面内にある第１回転位置を決定することができる。あるいは、結晶分析装置の様々な回転位置にそれぞれ対応する診断信号の最小強度を見つけることによって、回転平面上の逆格子ベクトルの投影が機器平面に垂直である第２回転位置を決定することができる。
【００１６】
[0024]  第１回転位置から、結晶分析装置の逆格子ベクトルは、分光器の検出器及び分光器の放射源によって境界を定められたラインセグメントを二等分するために、機器平面内で傾斜させることができる。これは、ローランド円条件を満たす分光器の適切なアラインメントを構成する。回転後に結晶分析装置を傾斜させる代わりに、検出器及び放射源によって境界を定められた（変化した）ラインセグメントを結晶分析装置の逆格子ベクトルが二等分するような位置に検出器を移動させることができる。これはまた、ローランド円条件を満たす分光器の適切なアラインメントを構成する。
【００１７】
[0025]  第２回転位置から、結晶分析装置の逆格子ベクトルは、検出器及び放射源によって境界を定められたラインセグメントを二等分するために機器平面内に傾けることができる。
【００１８】
[0026]  ここで図面を参照すると、図１は、分光器１００の部分的に上を向いた図である。分光器１００は、ステージ１０２、結晶分析装置１０４、放射線源１０６、試料１０８、検出器１１０、フレーム１１４、レール１１６ａ、レール１１６ｂ、アーム１１８、アーム１２０、及びヒンジアーム１２２を含む。ヒンジアーム１２２は、ヒンジ１２４を含む。
【００１９】
[0027]  ステージ１０２は、分光器１００の動作中に結晶分析装置１０４を定位置に保持するように構成される。ステージ１０２の様々な実施形態は、結晶分析装置１０４を定位置に保持するように動作するクリップ及び／又はスロットを含むことができる。ステージ１０２は、図３により詳細に示されている。
【００２０】
[0028]  結晶分析装置１０４は、例えばケイ素又はゲルマニウムなどの結晶質材料から構成されている。結晶分析装置１０４は、少なくとも１つの回転対称軸を有する球形に湾曲した結晶分析装置又は二重に湾曲した結晶分析装置の形態を取ることができる。結晶分析装置１０４は、試料１０８によって放出されるか、又は試料１０８を透過する放射線（例えば、Ｘ線）を受けるように構成される。結晶分析装置１０４は、結晶分析装置１０４の格子間隔及び試料１０８に対する結晶分析装置１０４の向きに基づいて、又は、放射線源１０６に対する結晶分析装置１０４の向きに基づいて、特定の波長／エネルギー帯域内の放射線を、ブラッグ反射を介して、選択的に散乱することによって動作することができる。
【００２１】
[0029]  放射線源１０６は、Ｘ線源（例えば、Ｘ線管）の形態をとることができるが、他の例も可能である。放射線源１０６は、Ｘ線又は他の放射線を試料１０８に向かって放出するように構成することができる。特定の放出モードでは、試料１０８に衝突する放射線は、試料１０８に、結晶分析装置１０４に向かってさらなる放射線を放出させることができる。いくつかの透過モード構成では、放射線源１０６によって放出された放射線の一部は、試料１０８を透過し、結晶分析装置１０４に向かう。
【００２２】
[0030]  他の例では、試料１０８は、図１に示されているものとは対照的に、放射線源１０６の代わりに検出器１１０の近くに配置される。放射源１０６は、結晶分析装置１０４に直接放射線（例えば、Ｘ線）を放出するように整列されてもよく、結晶分析装置１０４は、放射線源１０６から直接受け取られる放射線を単色化してもよい。次いで単色化された放射線は試料１０８を照射してもよく、試料１０８を透過するか又は試料１０８から放出される放射線は、検出器１１０によって受け取られてもよい。
【００２３】
[0031]  試料１０８は、一般に、関心のある任意の材料試料を含むことができる。
【００２４】
[0032]  検出器１１０は、結晶分析装置１０４によって散乱される、及び／又は試料１０８によって吸収される、透過される、又は試料１０８から放出される放射線（例えば、Ｘ線）のカウント、強度、及び／又はエネルギー／波長を検出するように構成された任意のカメラ、ライン検出器、又はポイント検出器の形態を取ってもよい。検出器１１０はまた、検出器１１０を、結晶分析装置１０４及び／又は放射線源１０６に対して移動させるように構成された機構（例えば、１つ又は複数の電動化又は非電動化マイクロメータ）を含んでもよい。
【００２５】
[0033]  フレーム１１４は、金属又は他の材料から作製することができ、分光器１００の他の構成要素を構造的に支持することができる。
【００２６】
[0034]  放射線源１０６は、レール１１６ｂに沿った放射線源１０６の移動を可能にするレール１１６ｂに結合される。同様に、検出器１１０は、レール１１６ａに沿った検出器１１０の移動を可能にするレール１１６ａに結合される。様々な例では、レール１１６ａ及び１１６ｂは、共線形又は非共線形である。
【００２７】
[0035]  アーム１１８は検出器１１０をステージ１０２に結合する。より具体的には、アーム１１８は、検出器１１０がレール１１６ａに沿って移動されるときに、検出器１１０に追従してその照準を結晶分析装置１０４に定めるように構成されている。
【００２８】
[0036]  アーム１２０は放射線源１０６をステージ１０２に結合する。より具体的には、アーム１２０は、放射線源１０６及び／又は試料１０８がレール１１６ｂに沿って移動されるときに、放射線源１０６からの（直接照射において）又は試料からの（Ｘ線放出において）放射線に追従してその照準を結晶分析装置１０４に衝突するように定めるように構成されている。アーム１２０は、延長可能、例えば図１及び図２に示すように伸縮式であってもよく、又は別の方法で分光器１００の様々な構成要素間の距離を制限しない可能性がある。
【００２９】
[0037]  ヒンジアーム１２２は、それぞれローランド円の半径にほぼ等しい２つの長さのセクションを有する。２つのセクションは、ヒンジ１２４で接続されている。ヒンジアーム１２２は、ヒンジ１２４がローランド円の中心として働き、結晶分析装置１０４は、放射線源１０６及び／又は検出器１１０の位置によって決定されるローランド円の動きに必ず追従するように機能する。
【００３０】
[0038]  図２は、分光器１００の上面図であり、ｘ、ｙ、及びｚ軸が基準として標識されている。結晶分析装置１０４は、その面が描画面に対して垂直であるため、図２の図では不明瞭である。
【００３１】
[0039]  ステージ１０２は、実践に応じて、結晶分析装置１０４を１、２又は３軸（ｘ、ｙ、ｚ）回りに回転させるように構成することができる。いくつかの例では、ステージ１０２は、ｘ軸、ｙ軸、又はｚ軸のいずれかの周りに結晶分析装置１０４を回転又は傾斜させるために使用できる、１組、２組、又は３組の電動式又は非電動式のマイクロメータを含む。本明細書中、ｙ−ｚ平面を機器平面と呼び、ｘ−ｚ平面を回転平面と呼ぶ場合がある。放射線源１０６、試料１０８、結晶分析装置１０４、及び検出器１１０はすべて、機器平面内に配置することができる。
【００３２】
[0040]  アーム１１８、アーム１２０、並びにレール１１６ａ及び１１６ｂは、ステージ１０２、検出器１１０、及び放射線源１０６が円１１９上に配置された状態に維持されるように、ステージ１０２、検出器１１０、及び放射線源１０６の動きを制限するようにさらに構成される。
【００３３】
[0041]  ヒンジ式アーム１２２は、ステージ１０２が円１１９の中心（例えば、ヒンジ１２４）から一定の距離に保たれるように、ステージ１０２の動きを制限する。ヒンジ式アーム１２２は、同じく放射線源１０６が円１１９の中心（例えば、ヒンジ１２４）から一定の距離に保たれるように、放射線源１０６の動きを制限する。
【００３４】
[0042]  図３は、ステージ１０２を介してブラケット１２６に取り付けられた結晶分析装置１０４の近接図である。ブラケット１２６は、フレーム１１４に取り付け可能である。ブラケット１２６は、直角ブラケットの形態を取ることができる。この例では、ステージ１０２は、ステージ１０２が緩められたときにステージ１０２内で結晶分析装置１０４を回転させることを除いて、結晶分析装置１０４を傾斜させる能力も回転させる能力も含まない。
【００３５】
[0043]  図４は、分光器１００の選択された構成要素を示す。放射線源１０６、結晶分析装置１０４、及び検出器１１０はすべて、分光器１００のｙ−ｚ機器平面上に配置される。試料１０８は単純化するために図４から省略されている。示されているように、理想的な結晶分析装置１０４（ミスカットを有さない）は、放射線源１０６から（例えば、直接的に又は試料１０８を介して）受け取った放射線をｙ−ｚ機器平面内の点１１１に散乱させるだろう。しかしながら、結晶分析装置１０４は一般にミスカットエラーのために不完全であり、これにより逆格子ベクトル１０９は点１１１と整列されない。結晶分析装置１０４がｙ軸の周りで回転されると、逆格子ベクトル１０９は、点１１１に中心を有する円１１２を辿る。
【００３６】
[0044]  図５は、分光器を整列させる例示的な方法５００のブロック図である。放射線源、結晶分析装置、及び分光器の検出器は、すべて機器平面上に配置される。
【００３７】
[0045]  ブロック５０２において、方法５００は、（ｉ）結晶分析装置の逆格子ベクトルが機器平面内にあるように、又は（ｉｉ）回転平面内の逆格子ベクトルの成分が、機器平面に対して垂直であるように、機器平面内にあり回転平面に垂直な軸の周囲で結晶分析装置を回転させることを含む。逆格子ベクトルの原点は前記軸上に位置する。
【００３８】
[0046]  ブロック５０４において、方法５００は、逆格子ベクトルが検出器及び放射線源によって境界を定められたラインセグメントを二等分するように、結晶分析装置を傾斜させるか、又は検出器を平行移動させることを含む。
【００３９】
[0047]  図６は、ｘ−ｚ回転平面の図である。結晶分析装置１０４は、逆格子ベクトル１０９が点６０２から点６０４に移動されるように、モータ又は手動でｙ軸の周りで回転されることができる。点６０４はｙ−ｚ機器平面内にある。
【００４０】
[0048]  実用においては、結晶分析装置１０４は、目標回転位置を特定するために、ｙ軸の周りを複数の回転位置に回転させてもよい。複数の回転位置の回転位置ごとに、放射線源１０６及び／又は試料１０８によって放出され、結晶分析装置１０４によって散乱され、検出器１１０によって検出される放射線の強度を決定することができる。複数の回転位置にそれぞれ対応する決定された強度を評価して、結晶分析装置１０４の目標回転位置を決定することができる。この例では、目標回転位置は、点６０４と整列された逆格子ベクトル１０９に対応し得る。決定された強度の最大強度は、位置６０４（又はｚ軸の正端上の点）に対応し得る。すなわち、信号強度は、逆格子ベクトル１０９がｙ−ｚ機器平面内及び／又はローランド円上にあるときに最大であり得る。
【００４１】
[0049]  図７は、ｙ−ｚ機器平面の図である。図７は、点６０２から点６０４に回転された後の逆格子ベクトル１０９を示す。逆格子ベクトル１０９は、検出器１１０及び放射線源１０６によって境界を定められたラインセグメントを二等分しないので、検出器１１０を平行移動（例えば移動）させてミスアラインメントを補償することが有用であり得る。従って、検出器１１０は、ローランド円条件を満たすために、検出器１１０及び放射線源１０６によって境界を定められたラインセグメントを逆格子ベクトル１０９が二等分しないように、モータ又は手動で位置１１５又は位置１１７に移動することができる。この例は、非対称構成を反映し得る。
【００４２】
[0050]  適切な回転位置及び適切な検出器位置が特定の結晶分析装置に対して特定されると、この知識は、この特定の結晶分析装置を利用するさらなる操作セッションの前に追加的な整列労力の必要性をおそらく排除するために将来的に使用されてもよい。これを行う１つの方法は、（例えば、インクマーカーを用いて）結晶分析装置のエッジに印をつけて、この印がステージ１０２又は分光器１００の構造的特徴又は他の何らかの容易に識別可能な特徴と位置合わせされるようにすることを含んでもよい。これは結晶分析装置１０４が分光器１００から取り除かれ、その後置換により分光器１００に導入され、さらなる整列なしに使用されることを可能にする。結晶分析装置１０４上の印を分光器１００の特定された特徴と再整列することができる。分光器１００がその特定の結晶分析装置に対して以前そこで適切に整列されていた同じ位置（例えば、位置１１５又は１１７）に検出器１１０を平行移動又は移動することができる。
【００４３】
[0051]  図８は、検出器１１０を平行移動する代わりに、結晶分析装置１０４の１軸傾斜補正を介して不整列を補償することを示す。結晶分析装置１０４は、逆格子ベクトル１０９が図７に示される位置から図８に示されるｙ軸と整列されるような位置へ移動するように、ｘ軸の周りで傾斜させることができる。逆格子ベクトル１０９はここで、ローランド円条件を満たすために、検出器１１０及び放射線源１０６によって境界を定められたラインセグメントを二等分する。この例は、対称的な構成を反映し得る。
【００４４】
[0052]  図６を参照し戻すと、別の例において、結晶分析装置１０４は、逆格子ベクトル１０９が点６０２から点６０６に移動するように、モータ又は手動でｙ軸の周りで回転させることができる。点６０６において、逆格子ベクトル１０９のｘ−ｚ回転平面への投影は、ｙ−ｚ機器平面に対して垂直である。
【００４５】
[0053]  実用においては、結晶分析装置１０４は、目標回転位置を特定するために、ｙ軸の周りで複数の回転位置に回転させてもよい。複数の回転位置の回転位置ごとに、放射線源１０６及び／又は試料１０８によって放出され、結晶分析装置１０４によって散乱され、検出器１１０によって検出される放射線の強度を決定することができる。複数の回転位置にそれぞれ対応する決定された強度を評価して、結晶分析装置１０４の目標回転位置を決定することができる。この例では、目標回転位置は、点６０６と整列される逆格子ベクトル１０９に対応し得る。決定された強度の最小強度は、位置６０６（又はｘ軸の負端上の点）に対応し得る。すなわち、逆格子ベクトル１０９のｘ−ｚ回転平面への投影がｙ−ｚ機器平面及び／又はローランド円に対して垂直であるとき、信号強度を最小にすることができる。
【００４６】
[0054]  図９は、結晶分析装置１０４の１軸傾斜補正を介した不整列の補償を示す。結晶分析装置１０４は、逆格子ベクトル１０９が点６０６から図９に示すようなｙ軸と整列される位置へ移動するようにｚ軸の周りで傾斜させることができる。逆格子ベクトル１０９はここで、ローランド円条件を満たすために、検出器１１０及び放射線源１０６によって境界を定められたラインセグメントを二等分する。この例は対称的な構成を反映し得る。
【００４７】
[0055]  結晶分析装置１０４をｙ軸の周りで回転させる前に、光源及び光学検出器を使用し、結晶分析装置１０４の表面ベクトルが、光学検出器及び光源によって境界を定められたラインセグメントを二等分するように結晶分析装置１０４を整列させてもよい。これは、上述のような「細かい」調整を行う前に「粗い」整列調整を行うアプローチ法を提供し得る。
【００４８】
[0056]  様々な例示的な態様及び実施形態を本明細書に開示してきたが、他の態様及び実施形態が当業者には明らかであろう。本明細書に開示された様々な例示的な態様及び実施形態は例示のためのものであり制限することを意図せず、本発明の真の範囲及び趣旨は以下の特許請求の範囲によって示されている。
【図１】
2019507317.tif 000003
【図２】
2019507317.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
2019507317.tif 000010
【図９】
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【国際調査報告】
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