(57)【要約】この発明は、側方に勾配が付けられた反射多層体を有する光学アセンブリ（１０）であって、反射多層体の反射面が、２次元的な光学的効果を引き起こしつつ、小さな入射角の入射Ｘ線を反射することができる光学アセンブリにおいて、反射面が１つの表面から成り、反射面は、２つの異なる方向に対応する２つの曲率に沿って適合されていることを特徴とする光学アセンブリに関する。  また、この発明は、そのような光学アセンブリの製造方法であって、所定の曲率を既に有する基板のコーティングを含み、この基板の曲率が第２の異なる方向に沿っていることを特徴とする方法に関する。  最後に、本発明は、Ｘ線を発生させて調整するための装置であって、Ｘ線源に接続された前述した光学アセンブリを有する角度分散Ｘ線反射計において適用できる装置において、Ｘ線源によって放射されたＸ線は、Ｘ線源によって放射されたビームをサンプルに適合させるように２つの寸法に沿って調整され、Ｘ線は、対象のサンプル上に対して様々な入射角を有している装置に関する。
2005530170.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
側方に勾配が付けられた反射多層体を有する光学アセンブリ（１０，２０）であって、前記反射多層体の反射面が、２次元的な光学的効果を引き起こしつつ、小さな入射角の入射Ｘ線を反射することができる光学アセンブリにおいて、
前記反射面が１つの表面から成り、前記反射面は、２つの異なる方向に対応する２つの曲率に沿って適合されている、光学アセンブリ。
【請求項２】
前記側方勾配が入射Ｘ線の経線方向に沿って延びている、請求項１に記載の光学アセンブリ。
【請求項３】
前記反射面が滑らかである、請求項１または２に記載の光学アセンブリ。
【請求項４】
前記２次元的な光学的効果は、光学アセンブリ上での入射Ｘ線の単一の反射によって得られる、請求項１乃至３のいずれかに記載の光学アセンブリ。
【請求項５】
前記異なる方向は、入射Ｘ線のサジタル方向および経線方向のそれぞれに対応している、請求項１乃至４のいずれかに記載の光学アセンブリ。
【請求項６】
前記多層体が深さ勾配が付けられた多層体である、請求項１乃至５のいずれかに記載の光学アセンブリ。
【請求項７】
前記反射面がＣｕ−ＫαピークのＸ線を反射するようになっている、請求項１乃至６のいずれかに記載の光学アセンブリ。
【請求項８】
前記反射面が略トロイダル状の幾何学的形状を成している、請求項１乃至７のいずれかに記載の光学アセンブリ。
【請求項９】
前記反射面が略放物線状の幾何学的形状を成している、請求項１乃至７のいずれかに記載の光学アセンブリ。
【請求項１０】
前記反射面が略楕円状の幾何学的形状を成している、請求項１乃至７のいずれかに記載の光学アセンブリ。
【請求項１１】
前記反射面は、第１の方向に沿って略円形の幾何学的形状を成すとともに、第２の方向に沿って楕円または放物線状の幾何学的形状を成している、請求項１乃至７のいずれかに記載の光学アセンブリ。
【請求項１２】
前記反射面が２０ｍｍ未満のサジタル曲率半径を有している、請求項１乃至１１のいずれかに記載の光学アセンブリ。
【請求項１３】
光学アセンブリの入力および／または出力放射線束を制御するために、開口を有しかつＸ線を透過させない窓が光学アセンブリの入力および／または出力に関連付けられている、請求項１乃至１２のいずれかに記載の光学アセンブリ。
【請求項１４】
前記窓が取り外し可能である、請求項１３に記載の光学アセンブリ。
【請求項１５】
前記窓の開口は、放射線の放射線束／発散間での妥協を実現するように寸法付けられている、請求項１３または１４に記載の光学アセンブリ。
【請求項１６】
請求項１乃至１５のいずれかに記載の光学アセンブリの製造方法であって、所定の曲率を既に有する基板のコーティングを含み、この基板の前記曲率が第２の異なる方向に沿っている、方法。
【請求項１７】
基板が曲率を既に有している方向は、光学アセンブリのサジタル方向に対応している、請求項１６に記載の方法。
【請求項１８】
基板が湾曲される方向は、光学アセンブリの経線方向に対応している、請求項１６または１７に記載の方法。
【請求項１９】
基板自体は、所定の曲率を既に有する管体、円錐体、または、擬似円錐体の形態を成す部材を原材料として構成され、前記曲率は、管体、円錐体、または、擬似円錐体の軸と垂直な方向に沿っている、請求項１６乃至１８のいずれかに記載の方法。
【請求項２０】
管体、円錐体、または、擬似円錐体の形態を成す前記部材は、１０ｒｍｓよりも低い粗さを有するとともに、２０ｍｍ未満のサジタル曲率半径を有している、請求項１９に記載の方法。
【請求項２１】
前記部材は、円形の横断面を有するガラス管である、請求項２０に記載の方法。
【請求項２２】
前記ガラスがデュラン型（登録商標）である、請求項２０または２１に記載の方法。
【請求項２３】
基板の形成は、管体の長手方向に沿って管体をカットして、開かれた円筒体の形状を成す基板を得ることを含む、請求項２１または２２に記載の方法。
【請求項２４】
管体の長手方向に沿ってカットした後、光学アセンブリの長さを寸法付けるようにカットする、請求項２３に記載の方法。
【請求項２５】
基板を湾曲する前に、多層体を構成するために前記コーティングが行なわれる、請求項１６乃至２４のいずれかに記載の方法。
【請求項２６】
多層体を構成するために基板をコーティングする前に、基板を湾曲させて基板を所望の幾何学的形状に合わせる、請求項１６乃至２５のいずれかに記載の方法。
【請求項２７】
入射Ｘ線を反射することが求められる所定の波長帯域の十分な伝送を確保しつつ望ましくないスペクトルバンドを減衰させるため、前記光学アセンブリがフィルタに接続される、請求項１６乃至２６のいずれかに記載の方法。
【請求項２８】
前記フィルタが１０−μｍニッケルフィルタである、請求項２７に記載の方法。
【請求項２９】
前記フィルタは、
−  光学アセンブリを収容する保護ハウジングの放射線入力窓および出力窓にそれぞれ位置されるとともに、その組み合わせた厚さが所望のフィルタ厚と一致する２つのフィルタを実現する技術、
−  多層コーティング上に所定のコーティング厚をもってフィルタ材料から成る層を堆積させ、前記コーティング厚が、ｄ＝（ｅ・ｓｉｎθ）／２（ここで、ｅは必要とされるフィルタの「光学的な」厚さであり、θは光学素子上での入射角である）という関係によってほぼ与えられる技術、
のうちの一方によって実現される、請求項２７または２８に記載の方法。
【請求項３０】
Ｘ線を発生させて調整するための装置であって、Ｘ線源に接続された請求項１から１５のいずれか一項に記載の光学アセンブリを有する角度分散Ｘ線反射計において適用できる装置において、前記Ｘ線源によって放射されたＸ線は、Ｘ線源によって放射されたビームをサンプルの目的に適合させるように２つの寸法に沿って調整され、Ｘ線は、対象のサンプル上に対して様々な入射角を有している装置。
【請求項３１】
サンプル上における入射角の分散は、光学アセンブリによって反射されるビームのサジタル寸法に沿う角度分散と略一致している、請求項３０に記載の装置。
【請求項３２】
光学素子は、光学アセンブリの中心の法線がサンプルの表面と略平行になるようにサンプルに対して方向付けられる、請求項３０または３１に記載の装置。
【請求項３３】
サンプルの高さにおける取得角度は、光学アセンブリのサジタル寸法に対応する第１の寸法に沿って２度よりも大きく、光学アセンブリの経線寸法に対応する第２の寸法に沿って約１度であり、光学アセンブリは、サンプル上におけるＸ線の入射角の分散が２度よりも大きくなるように位置決めされ、サンプルは、光学アセンブリに対して１５ｃｍを超える距離をもって位置されている、請求項３０乃至３２のいずれかに記載の装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一般に、小さな入射角のＸ線を反射するための側方に勾配が付けられた反射多層体を有する光学アセンブリに関する。
【０００２】
なお、「小さい入射角」とは、約１０度の値を下回る入射角のことであることを明記しておく（入射角は、反射面に対して規定される）。
【０００３】
より正確には、本発明は、小さい入射角の入射Ｘ線を反射させるための反射面を有する側方に勾配が付けられた反射多層体を備える一方で、２次元的な光学的効果を引き起こす光学アセンブリに関する。
【０００４】
また、本発明は、そのような光学アセブリを製造するための方法に関する。
【０００５】
また、本発明は、角度分散Ｘ線反射計の用途におけるＸ線の発生および調整に関する。
【０００６】
なお、「２次元的な光学的効果」とは、空間の２つの異なる方向を使用する光学的効果のことを意味している。
【０００７】
それは、例えば、（点状源からの）１点上での合焦、あるいは、その放射線が空間のいずれの方向とも平行ではないビーム（例えば、発散円錐ビーム）の視準であっても良い。
【０００８】
そのような２次元的な効果を引き起こすため、２つの１次元的な光学的効果を組み合わせることができる。
【０００９】
例えば、結果として生じるビームを１つの像点上に実際に合焦させるために、点状源からくる発散ビームを第１の方向に沿って合焦する（すなわち、そのような発散ビームを１点の上ではなく合焦ライン上で合焦させる）とともに、第１の方向と垂直な第２の方向に沿ってビームを合焦することができる。
【００１０】
前述したように、本発明は、角度分散Ｘ線反射計の適用においてＸ線の発生および調整に用途を見出す。
【００１１】
本発明の他の用途（これらに限定されない）は、Ｘ線の発生、回折等のＸ線の解析的用途、結晶回折、蛋白質結晶学、組織解析、薄膜回折、応力測定、反射計、Ｘ線蛍光発光に関する。
【００１２】
「側方に勾配が付けられた」という定義がこの本文で与えられなければならないことは言うまでもない。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
前述したような光学アセンブリは既に知られている。
【００１４】
一例として、米国特許第６，０４１，０９９号明細書は、いわゆるモンテルミラー型の多層光学アセンブリを開示している。
【００１５】
−  これらの多層光学アセンブリは、２次元的な光学的効果を形成することにより入射Ｘ線の光学的特性を変える場合に有用である。
【００１６】
この種の光学素子は、拘束されていない２つのミラーを位置合わせすることから成る従来のいわゆるＫｉｒｋｐａｔｒｉｃｋ−Ｂａｅｚ光学方式の変形である。２次元的な光学的効果を形成するために、ミラーは２つの垂直な方向に沿って湾曲される。
【００１７】
この構成を発展させた構成において、米国特許第６，０４１，０９９号明細書に開示された光学素子は、並行（ｓｉｄｅ−ｂｙ−ｓｉｄｅ）構成（「並行Ｋｉｒｋｐａｔｒｉｃｋ−Ｂａｅｚ装置」）で関連付けられており、多層コーティングを有している。
【００１８】
図１ａはそのような光学アセンブリ３３を示している。この光学アセンブリ３３は、並行に関連付けられた２つのミラー３３１，３３２を備えており、これらの２つのミラーの表面は、互いに垂直な２つの軸を中心とする曲率を有している。
【００１９】
この本文において、従来技術に関する図には「ａ」の添字が付されている。
【００２０】
これらのＫＢ並行型光学アセンブリ（頭文字ＫＢは、用語Ｋｉｒｋｐａｔｒｉｃｋ−Ｂａｅｚに関連して使用されている）の限界は、正に、これらの光学アセンブリが並行に置かれた２つの別個の部材によって形成されているという事実から得られる（所望の２次元的な光学的効果を引き起こすために、２つの基本ミラーのそれぞれが１次元的な光学的効果を引き起こすことができる１つの表面を有している）。
【００２１】
実際には、これらの基本ミラーをかなりの精度で組み立てることが必要であるが、これは精巧な作業である。
【００２２】
また、そのような光学アセンブリにおいては、２つの１次元的な光学的効果を引き起こすために、入射放射線が２つの反射を受ける−各基本ミラー上で反射させると、強度の損失を伴う。
【００２３】
本発明の目的は、この本文の序文で説明したような光学アセンブリであって、前述した欠点および限界を伴わない光学アセンブリに近づけることである。
【００２４】
また、本発明の一態様は、角度分散Ｘ線反射計の用途におけるそのような光学アセンブリの使用に関する。
【００２５】
そのような用途において、入射Ｘ線ビームは、対象となるサンプル上（結像領域の高さで）で入射Ｘ線の入射角θが数度程度の範囲を有するように、解析されるサンプル上で調整される。
【００２６】
入射角θに応じた反射Ｘ線の強度を解析することにより、サプル上に存在する材料の薄膜の厚さ、構造、密度または界面粗さ等の特性を決定することができる。
【００２７】
したがって、Ｒ（θ）測定が行なわれる。ここで、Ｒは測定された反射率であり、θはサンプル上に達するＸ線の入射角である。
【００２８】
そのような用途は、特にマイクロエレクトロニクス産業における薄膜の解析に関する。
【００２９】
実際には、Ｘ線反射計の技術は、例えば偏光解析法（この技術は、誘電体材料の厚さおよび構造を制御するために、半導体産業において広く知られている）等のいわゆる光学的技術と比べて、非常に薄い膜（一般に、５０ｎｍ未満）の解析において特に有効である。
【００３０】
様々なタイプの装置を使用することにより、また、様々な方法にしたがって、Ｘ線反射計の測定を行なうことは知られている。
【００３１】
第１のタイプの周知の方法において、サンプル上に向かってくるビームの放射線の入射角の分散は、測定装置の可動部材を移動させることにより得られる。
【００３２】
この第１のタイプの方法の第１の変形例において、Ｒ（θ）測定は、Ｘ線源およびプレーナー・モノクロメータを使用することによって行なわれる。この場合、角度分散は、サンプルの表面およびＸ線の伝搬方向に対して垂直な軸を中心にサンプルを回動させることによって得られる。
【００３３】
そのような周知の構成の一例が図２ａに示されている。
【００３４】
この図は、そのＸ線束がモノクロメータＭに向かって方向付けられたＸ線源Ｓを示している。
【００３５】
サンプルＥ１はサンプル支持体Ｅ２によって支持されている。
【００３６】
サンプルＥ１は、その表面上に、反射計によってその特徴が検査される薄膜Ｅ１０を有している。
【００３７】
モノクロメータ上での反射によって発せられた放射線は、サンプルに向かって方向付けられる。また、サンプル上での放射線の反射後、Ｘ線検出器Ｄが反射された放射線を受けてそれを解析することができる。
【００３８】
矢印Ｆは、サンプル支持体およびそのサンプルの制御された移動を示している。
【００３９】
つまり、この周知の構成において、Ｒ（θ）の測定には、装置の機械的部材の移動を制御する必要がある。
【００４０】
無論、これは、測定作業の持続時間に基づいて１つの結果を有する。例えばかなりの精度を要する移動も時間がかかる。
【００４１】
この第１のタイプの方法の第２の変形例においては、サンプルを不動状態に維持しかつサンプル上での放射線の反射後にその放射線を受ける検出器およびＸ線源の移動を制御することによりＲ（θ）測定を行なうことも知られている。この場合、Ｘ線源および検出器の移動は、サンプルに対して対称となるように制御される。
【００４２】
そのような場合にも同様に、行なわれる移動が、測定値の取得時間にかなりの影響を与えることは言うまでもない。
【００４３】
このように、Ｒ（θ）測定を行なうこれらの周知の方法は、比較的長い操作時間に関連付けられており、これこそが本質的な限界である（例えば、マイクロエレクトロニクス産業における薄膜解析等の用途において）。
【００４４】
第２の周知のタイプのＸ線反射計方法において、サンプル上に達するビームの放射線の入射角分散は、１次元的または２次元的な光学的効果を引き起こすことができる光学アセンブリによって得られる。
【００４５】
この第２のタイプの方法は、角度分散Ｘ線反射計方法として知られている。
【００４６】
そのような方法の原理が図３ａに示されている。この図３ａには、角度分散Ｘ線反射計測定を行なうことができる装置４０の１次元的な図が示されている。
【００４７】
この装置４０は、
−  Ｘ線を発生させて調整するための手段４１（これらの手段は、Ｘ線源と、前記Ｘ線源から発せられるＸ線のビームを調整するための光学アセンブリとを備えており、光学アセンブリは所望の方法でサンプル４２上へと方向付けられるＸ線ビームを調整することができる）と、
−  Ｘ線検出器４３と、
を備えている。
【００４８】
手段４１の光学アセンブリによって行なわれる調整は、サンプルに向かって方向付けられるＸ線ビームの制御された入射角分散に対応している。
【００４９】
したがって、数度の角度分散をもってＸ線がサンプル上に到達することが求められる。
【００５０】
本発明の好ましい用途においては、２度程度またはそれ以上の角度分散を得ることが求められる。
【００５１】
サンプルで反射されたビームは、その後、検出器４３によって集められる。
【００５２】
手段４１の光学アセンブリによって行なわれる光学的な調整が１次元的な効果（例えば、１つの寸法のみに沿う合焦）または２次元的な光学的効果に対応し得ることは言うまでもない。
【００５３】
一般に、検出器４３は、ＰＳＤ型（「位置敏感検出器」）であり、多数のピクセルを有するＣＣＤまたはフォトダイオードタイプのセンサ４３０を備えている。
【００５４】
本発明の場合、また、一般に２次元光学素子の場合、検出器４３は２次元検出器であっても良い。
【００５５】
２次元検出器は、入射角の同じ値に対応するピクセルを識別して再編することができる。
【００５６】
また、この種の検出器は、異なる水平位置に配置されたピクセルが同じ入射角に対応し得るため（この場合、水平方向は図３ａの平面に対して垂直な方向として規定される）、特に興味深い。
【００５７】
実際には、この第２の寸法（図の平面に対して垂直な寸法）に沿う特定の発散によって、サンプル上でのＸ線の入射角の弱い変化が引き起こされる。
【００５８】
したがって、本発明が対象とする用途の場合、第２の寸法に沿う１度程度の発散は許容できる。
【００５９】
そのため、この種の２次元検出器は、２次元光学素子、特に本発明の光学アセンブリの場合のように重要な放射線束を２つの寸法に沿って集めることができる光学素子を有利に使用することができる。
【００６０】
角度分散Ｘ線反射計測定においてビームの２次元調整を行なうため、第１の変形例においては、Ｘ線源から発せられるビームの光学アセンブリからの回折を利用することが知られている。この場合、光学アセンブリの表面は、２つの寸法に沿って湾曲された結晶である。
【００６１】
そのような結晶によれば、ブラッグの法則にしたがって行なわれるＸ線回折現象により、最初のビームを調整することができる。
【００６２】
結晶におけるブラッグ条件がｎλ＝２ｄｓｉｎθＢの形式を成していることを思い出されたい。ここで、ｎは反射の次数であり、λは回折が生じる入射放射線の波長であり、ｄは回折を伴う結晶の原子面同士の離間距離であり、θＢは回折を発生させるために必要なこれらの同じ原子面上での入射角である。
【００６３】
Ｘ線入射ビームを考えると、結晶の特定の原子面群に対して良好に規定された入射角θＢをもって結晶と衝突する波長がλの放射線は、先のブラッグ条件が満たされる場合、これらの同じ原子面上へ回折されなければならない。
【００６４】
したがって、２つの寸法に沿って湾曲された結晶により、最初のビームに対して２次元的な効果を引き起こして、所望の調整を行なうことができる。
【００６５】
つまり、この調整は、２つの異なる方向に沿う合焦に対応し得る。
【００６６】
多層コーティングと比較した結晶の特徴は、そのような結晶に勾配を加えて結晶の有効領域を増大させることが難しいという点である。
【００６７】
この点に関しては、Ｈｉｌｄｅｂｒａｎｄｔらによる文献「実際のＸ線光学素子へのアプローチ」（Ｒｉｇａｋｕジャーナル、第１７刊、Ｎｏ．１／２０００、特に１８〜２０頁）を参照することができる。
【００６８】
これにより、結晶は、回折されるＸ線放射線束に関し、結晶上における入射放射線の入射角が大きく変化する結晶によって形成される光学アセンブリの方向に沿って制限される（勾配が存在しないため、集光面が限られる）。
【００６９】
この方向は、結晶によって形成される光学アセンブリの経線方向に対応する。
【００７０】
２次元的な効果を引き起こす光学アセンブリによってビームの調整を行なうことから成る角度分散Ｘ線反射計の方法の第２の変形例においては、Ｘ線源からくる最初のビームの反射であって、米国特許第６，０４１，０９９号明細書に開示されているような「並行（ｓｉｄｅ−ｂｙ−ｓｉｄｅ）」Ｋｉｒｋｐａｔｒｉｃｋ−Ｂａｅｚ装置型の光学アセンブリ上での上記ビームの反射を使用することも知られている。
【００７１】
ＫＢ装置の２つの各ミラーは、最初のビームＸ１をブラッグの法則にしたがって反射させることができる側方に勾配が付けられた多層コーティングを有していることが更に好ましい。
【００７２】
ここで、側方に勾配が付けられた多層体の定義に戻らなければならない。
【００７３】
これらの並行ＫＢ型の光学アセンブリによれば、最初のビームを調整することができる。
【００７４】
しかしながら、この本文で更に詳しく示されるように、そのような光学アセンブリを比較的重要な寸法に関連付けることができる。
【００７５】
無論、これにより、これらの周知の装置に制限が伴う。
【００７６】
したがって、角度分散Ｘ線反射計における用途においてＲ（θ）測定を行なうための周知の全ての解決策は、限界を伴う。
【００７７】
これは、特に、１５０ｍｍを超える合焦距離においてサンプル上での入射角における所望の分散が２度を超える場合であり、集められた放射線束が重要となるべき場合である（放射線の一般的な伝搬方向に対して垂直な方向に沿う約１度の角度分散）。
【００７８】
本発明の他の目的は、これらの限界を解消できるようにすることである。
【課題を解決するための手段】
【００７９】
前述した目的を達成するため、本発明は、第１の態様において、側方に勾配が付けられた反射多層体を有する光学アセンブリであって、上記反射多層体の反射面が、２次元的な光学的効果を引き起こしつつ、小さな入射角の入射Ｘ線を反射することができる光学アセンブリにおいて、上記反射面が１つの表面から成り、上記反射面は、２つの異なる方向に対応する２つの曲率にしたがって形成されていることを特徴とする光学アセンブリを提案する。
【００８０】
そのような光学的アセンブリの好ましい態様（しかしながら、これらに限定されない）は以下の通りである。
【００８１】
−  上記側方勾配が入射Ｘ線の経線方向に沿って延びている、
−  上記反射面が滑らかである、
−  上記２次元的な光学的効果は、光学アセンブリ上での入射Ｘ線の単一の反射によって得られる、
−  上記異なる方向は、入射Ｘ線のサジタル方向および経線方向のそれぞれに対応している、
−  上記多層体が深さ勾配が付けられた多層体である、
−  上記反射面がＣｕ−ＫαピークのＸ線を反射するようになっている、
−  上記反射面が略トロイダル状の幾何学的形状を成している、
−  上記反射面が略放物線状の幾何学的形状を成している、
−  上記反射面が略楕円状の幾何学的形状を成している、
−  上記反射面は、第１の方向に沿って略円形の幾何学的形状を成すとともに、第２の方向に沿って楕円または放物線状の幾何学的形状を成している、
−  上記反射面が２０ｍｍ未満のサジタル曲率半径を有している、
−  光学アセンブリの入力および／または出力放射線束を制御するために、開口を有しかつＸ線を透過させない窓が光学アセンブリの入力および／または出力に関連付けられている、
−  上記窓が取り外し可能である、
−  上記窓の開口は、放射線の放射線束／発散間での妥協を実現するように寸法付けられている。
【００８２】
また、第２の態様において、本発明は、前述した態様のうちの１つに係る光学アセンブリの製造方法であって、所定の曲率を既に有する基板のコーティングを含み、この基板の上記曲率が第２の異なる方向に沿っていることを特徴とする方法を提案する。
【００８３】
この製造方法の好ましい態様（しかしながら、これらに限定されない）は以下の通りである。
【００８４】
−  基板が曲率を既に有している方向は、光学アセンブリのサジタル方向に対応している、
−  基板が湾曲される方向は、光学アセンブリの経線方向に対応している、
−  基板自体は、所定の曲率を既に有する管体、円錐体、または、擬似円錐体の形態を成す部材を原材料として構成され、上記曲率は、管体、円錐体、または、擬似円錐体の軸と垂直な方向に沿っている、
−  管体、円錐体、または、擬似円錐体の形態を成す上記部材は、１０ｒｍｓよりも低い粗さを有するとともに、２０ｍｍ未満のサジタル曲率半径を有している、
−  上記部材は、円形の横断面を有するガラス管である、
−  上記ガラスがデュラン型（登録商標）である、
−  基板の形成は、管体の長手方向に沿って管体をカットして、開かれた円筒体の形状を成す基板を得ることを含む、
−  管体の長手方向に沿ってカットした後、光学アセンブリの長さを寸法付けるようにカットする、
−  基板を湾曲する前に、多層体を構成するために上記コーティングが行なわれる、
−  多層体を構成するために基板をコーティングする前に、基板を湾曲させて基板を所望の幾何学的形状に合わせる、
−  入射Ｘ線を反射することが求められる所定の波長帯域の十分な伝送を確保しつつ望ましくないスペクトルバンドを減衰させるため、上記光学アセンブリがフィルタに接続される、
−  上記フィルタが１０μｍニッケルフィルタである、
−  上記フィルタは、
−−  光学アセンブリを収容する保護ハウジングの放射線入力窓および出力窓にそれぞれ位置されるとともに、その組み合わせた厚さが所望のフィルタ厚と一致する２つのフィルタを実現する技術、
−−  多層コーティング上に所定のコーティング厚をもってフィルタ材料から成る層を堆積させ、上記コーティング厚が、ｄ＝（ｅ・ｓｉｎθ）／２（ここで、ｅは必要とされるフィルタの「光学的な」厚さであり、θは光学素子上での入射角である）という関係によってほぼ与えられる技術、
のうちの一方によって実現される。
【００８５】
また、第３の態様において、本発明は、Ｘ線を発生させて調整するための装置であって、Ｘ線源に接続された請求項１から１５のいずれか一項に記載の光学アセンブリを有する角度分散Ｘ線反射計において適用できる装置において、上記Ｘ線源によって放射されたＸ線は、Ｘ線源によって放射されたビームをサンプルの目的に適合させるように２つの寸法に沿って調整され、Ｘ線は、対象のサンプル上に対して様々な入射角を有している装置を提案する。
【００８６】
そのような装置の好ましい態様（しかしながら、これらに限定されない）は以下の通りである。
【００８７】
−  サンプル上における入射角の分散は、光学アセンブリによって反射されるビームのサジタル寸法に沿う角度分散と略一致している、
−  光学素子は、光学アセンブリの中心の法線がサンプルの表面と略平行になるようにサンプルに対して方向付けられる、
−  サンプルの高さにおける取得角度は、光学アセンブリのサジタル寸法に対応する第１の寸法に沿って２度よりも大きく、光学アセンブリの経線寸法に対応する第２の寸法に沿って約１度であり、光学アセンブリは、サンプル上におけるＸ線の入射角の分散が２度よりも大きくなるように位置決めされ、サンプルは、光学アセンブリに対して１５ｃｍを超える距離をもって位置されている。
【００８８】
本発明の他の態様、目的、利点は、前述した図１ａ，２ａ，３ａに加えて本発明の好適な実施形態の以下の開示内容および添付図面を参照することにより明らかとなる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００８９】
この開示の序文においては、図が本発明の原理を示そうとするものであり寸法および縮尺を実際の態様で必ずしも示していないことが明記されている。
【００９０】
このことは、Ｘ線の入射角（または反射角）において特に当てはまる。
【００９１】
これらのＸ線は、実際には、１０度未満の入射角をもって本発明に係る反射面上に達する。
【００９２】
また、経線方向およびサジタル方向も、Ｘ線ビームの一般的な伝搬方向に対して規定される。
【００９３】
−  経線方向は、このビームの平均伝搬方向に対応している（より正確には、対象の光学アセンブリ上でのビームの反射前のビームの平均伝搬方向と反射後のビームの平均伝搬方向との間の平均的な方向に対応している）、
−  サジタル方向は、この経線方向に対して垂直な水平方向に対応している（ここで、垂直とは、Ｘ線の入射ビームを反射させるために使用される対象の光学アセンブリの反射面の部分に対する平均的な法線として規定される）。
【００９４】
本発明で考慮される光学アセンブリの開示
ここで、図１を参照すると、Ｘ線源Ｓからくる入射Ｘ線を反射するように形成された光学アセンブリ１０が示されている。
【００９５】
Ｘ線源Ｓは、特に、Ｘ線チューブや回転陽極から成っていても良く、あるいは、マイクロフォーカスＸ線源タイプのものであっても良い。
【００９６】
光学アセンブリ１０は、基板（例えばガラス）上に形成されかつ入射Ｘ線のための反射面を形成する多層構造を有している。
【００９７】
この光学アセンブリの反射面は、特有の幾何学的形状を成している。
【００９８】
より正確には、この反射面は、２つの異なる方向に対応する２つの曲率にしたがって形成されている。
【００９９】
そのため、この反射面は、米国特許第６，０４１，０９９号明細書が対象とするような光学アセンブリで使用されるタイプの反射面と大きく異なっている。すなわち、
−  ２つの異なる基本的なミラーが組み付けられた光学アセンブリにおける場合とは異なり、この反射面は１つの反射面であり、
−  この反射面は滑らか（この表現は、本文においては、反射面が第２級の不連続性（頂部、角部−凸部または窪み−等）を全く有していないことを意味している）であり、
−  また、大きな違いは、本発明の場合には、入射線だけが単一の反射を受けることにより、所望の２次元的な光学的効果を生じるのに対し、米国特許第６，０４１，０９９号明細書に開示された光学アセンブリの場合には、２つの反射が必要であるという点である。
【０１００】
更に正確には、本発明に係る光学アセンブリの反射面は、経線方向Ｘで曲率Ｒｘを有するとともに、サジタル方向Ｙで曲率Ｒｙを有している。
【０１０１】
図１はこれらの曲率半径を示している。各曲率半径Ｒｘ，Ｒｙによって規定される曲線の外形を表わすために、２つの曲線Ｃｘ，Ｃｙが示されている。
【０１０２】
２つの曲率半径のそれぞれは、一定であっても良く、あるいは、その対応する曲線に沿って変化しても良い。
【０１０３】
すなわち、各曲線Ｃｘ，Ｃｙは、円であっても良いが、楕円、放物線、あるいは、他の曲線（開いた曲線または閉じた曲線）であっても構わない。
【０１０４】
いずれにせよ、光学アセンブリ１０の反射面は、単純な球面形状を有していない（すなわち、半径Ｒｘ，Ｒｙは等しくなく一定でもない）。
【０１０５】
したがって、各曲線Ｃｘ，Ｃｙは、空間内の異なる方向（ここで対象にしている例では、２つの直交する方向）に関連付けられている。
【０１０６】
これらの曲線のそれぞれは、反射面で反射されるＸ線に対して１次元的な光学的効果を引き起こす。すなわち、
−  曲線Ｃｘは、方向Ｘに沿って１次元的な光学的効果を引き起こし、
−  曲線Ｃｙは、Ｙ方向に沿って１次元的な光学的効果を引き起こす。
【０１０７】
また、これらの各次元効果は、曲線に関連付けられた曲率によって決まるとともに、この曲線に沿う上記曲率の展開（曲率変化の態様）によって決まる。
【０１０８】
したがって、曲線Ｃｘ，Ｃｙは、対応する１次元的な光学的効果、例えば１次元的な視準（平行化）または１次元的な合焦を選択的に得るように設定されたパラメータを有していても良い。
【０１０９】
図１は、各曲線Ｃｘ，Ｃｙが１次元的な合焦を引き起こしている場合を示している。
【０１１０】
この目的を達成するため、Ｒｘ，Ｒｙは、互いに異なっているが、一定のままである（曲線Ｃｘ，Ｃｙは円である）。
【０１１１】
したがって、この好適な実施形態において、光学アセンブリの反射面はトロイダル形状を成している。
【０１１２】
これは、Ｘ線源Ｓからくる発散したＸ線を１つの像点Ｉに集束させる２次元合焦を引き起こしている。
【０１１３】
また、本発明の好ましい用途によれば、曲率半径Ｒｙ（サジタル方向の曲率半径）は、短い距離すなわち９０ｃｍ未満の距離にわたる合焦のために必要な２０ｍｍ未満の値を有している（この実施形態では、他の場合と同様）。以下、この態様について説明する。
【０１１４】
なお、本発明に係る光学アセンブリによれば、多層コーティング「モンテル」型のミラーに関してこの本文の序文で説明した欠点を解消することができる。
【０１１５】
特に、前述したように、この光学アセンブリは単一部品である（精巧な組立が不要である）。
【０１１６】
また、入射Ｘ線だけがその反射面上で単一の反射を受ける。
【０１１７】
更に、反射面は１つでありかつ滑らかである。
【０１１８】
以上、光学アセンブリ１０の反射面が多層体によって形成されている点について述べてきた。
【０１１９】
この多層体は（この本文で対象とする全ての多層体と同様に）、最低でも１つの「側方勾配」を有している。
【０１２０】
この特徴により、反射面に対して異なる局部入射角を有するＸ線を効果的に反射させることができる。
【０１２１】
実際には、反射面の異なる領域が入射Ｘ線を同じ局部入射角で受けることは言うまでもない（入射ビームの発散およびこの反射面の幾何学的形状に起因する）。
【０１２２】
側方に勾配が付けられた多層体とは、ここでは、ミラーの有効領域の全ての点でブラッグの条件が尊重されるようにその層構造が適合されている多層体のことを意味している。
【０１２３】
ここで、ブラッグの条件がｎλ＝２ｄ×ｓｉｎθの式から成ることを思い出されたい。この場合、
ｎ：反射の次数
λ：入射放射線の波長
ｄ：多層体の周期
θ：多層体の表面上における入射角
である。
【０１２４】
したがって、例えば銅ｋαラインを含む狭い波長帯域（波長のＣｕ−ｋαピークが約０．１５４ｎｍ）に沿って入射Ｘ線を放射する場合、側方に勾配が付けられた多層ミラーは、ミラーの有効領域全体にわたってブラッグの条件を維持することができる。
【０１２５】
これにより、入射線の局部入射角が変動するミラーの異なる領域で所定の波長帯域が反射される（銅ｋαピークを含む前述した例において）。
【０１２６】
したがって、有効に使用されるミラーの表面を増大させることができる。
【０１２７】
勾配は、適合された態様で多層体の周期を局部的に変えることにより得られる。
【０１２８】
すなわち、側方に勾配が付けられたこの種の多層構造により、光学アセンブリの立体集束角度（ｓｏｌｉｄ  ｃｏｌｌｅｃｔｉｏｎ  ａｎｇｌｅ）を大きくすることができ、それにより、光学的な幾何学形状が同じ場合には、全反射によって作用する単層ミラーに対して高い反射放射線束が得られる。
【０１２９】
また、側方勾配の存在により、特定の周知の構成、例えばＸ線源と光学素子との間の距離および光学素子とサンプルとの間の距離が等しくかつ小型の光学素子においては光学素子上における入射角の変化を僅かに留めることができるローランド円を使用する構成の限界に打ち勝つことができる。
【０１３０】
実際には、ローランド円を使用する構成は、勾配が無い光学素子の使用を可能にするが、Ｘ線源に対する結像領域の拡大または縮小を行なうことができないという限界を有している（Ｘ線源と比較した結像領域の縮小は、スリットの使用によるものと考えることができるが、この方法は、あまり正確ではなく、集められた放射線束を制限する）。
【０１３１】
この種の周知の構成の一例は、Ｓａｓａｎｕｍａらによる文献「Ｗ／Ｓｉ多層体の二重に湾曲したモノクロメータを使用する点収束小角Ｘ線散乱カメラ」（科学機器の評論、アメリカ物理学会、ニューヨーク、第６７刊、Ｎｏ．３、１９９６年３月１日（６８８頁〜６９２頁））において見出すことができる。
【０１３２】
また、本発明の様々な実施形態の多層体が深さ勾配（多層体の厚さにおける勾配）を有していても良いことは言うまでもない。
【０１３３】
そのような深さ勾配により、入射角が固定されかつ波長が変動する場合において、あるいは、その逆において、ブラッグ条件を満たすことができる。
【０１３４】
したがって、例えば、光学アセンブリの多層体の波長における通過帯域の幅を大きくすることができるとともに、同じ所定の像平面の高さで様々な波長のＸ線を合焦しあるいは視準することができる（幾何学的構成が固定されている場合、すなわち、光学アセンブリおよび像平面の入射線の源に対する相対位置が固定されている構成）。
【０１３５】
このようにすると、波長が異なる複数のＸ線源を使用して、Ｘ線源および／または像平面を光学アセンブリに対して再び位置決めする必要なく、同じ光学アセンブリを用いて異なるＸ線源からくるＸ線を反射することができる。
【０１３６】
この場合には、光学アセンブリの波長許容範囲（許容範囲Δλ）が使用される。
【０１３７】
同様に、この許容範囲Δλを許容範囲Δθに変換することもできる。
【０１３８】
実際に、ブラッグ条件の枠内では、波長の許容範囲が入射角の許容範囲と一致しており、入射ビームの波長が一定の場合、同じ波長を有するその光線同士が異なる局部入射角を有する入射光束を集光して反射することができる。
【０１３９】
このようにすれば、特に、寸法が大きいＸ線源を使用することができる（角度許容範囲の増大）。
【０１４０】
ここで図２を参照すると、本発明の他の好適な実施形態が光学アセンブリ２０として示されている。
【０１４１】
この光学アセンブリの多層体の反射面は、それぞれが放物線および円である２つの曲線Ｃｘ，Ｃｙに沿って各方向Ｘ，Ｙに形成されている。これらの各曲線は、その対応するＸ方向またはＹ方向に沿って視準を行なっている。
【０１４２】
したがって、空間内の全ての方向に沿う平行視準ビームが発散入射ビームから形成される。
【０１４３】
すなわち、本発明によれば、多層ミラー（側方に勾配が付けられ、可能であれば更に深さ勾配を有する）から成る光学アセンブリであって、その反射面が任意の様々な複雑な非球面形状のうちのある１つの形状を成すことができる光学アセンブリを実現することができる。
【０１４４】
したがって、特に、この反射面に対しては、以下の幾何学的形状のうちの１つを与えることができる。
【０１４５】
−  略トロイダル状の幾何学的形状
−  略放物線状の幾何学的形状
−  略楕円状の幾何学的形状
−  第１の方向（特にサジタル方向）に沿って略円形状を成しかつ第２の方向（特に経線方向）に沿って楕円または放物線状を成す幾何学的形状。
【０１４６】
側方勾配は、特に、入射Ｘ線の経線方向に沿って延びていても良い。
【０１４７】
Ｃｕ−Ｋαピークの放射線を反射させるために、多層体の周期が合わせられても良い。
【０１４８】
ここで図３を参照すると、２つの端壁３１，３２が設けられた本発明に係る光学アセンブリ３０が示されている。これらの端壁３１，３２はそれぞれ、この光学アセンブリによって反射されるべき放射線の入力断面および出力断面にそれぞれ位置されている。
【０１４９】
各端壁３１，３２は、Ｘ線放射が通過できる開口（それぞれ３１０，３２０）を有している。この場合、端壁自体はＸ線を透過させない。
【０１５０】
端壁は、例えば鉛によって形成されていても良い。
【０１５１】
また、（入力断面に位置する開口による）入射放射線束と（出力断面に位置する開口による）反射した放射線を制御するために、（他の開口とは無関係に）各開口の形状およびサイズを調整することができる。
【０１５２】
したがって、これらの開口は、（入力または出力の際に）放射線束の強度とその発散との間で妥協を見出すように寸法付けることができる。
【０１５３】
端壁３１，３２を取り外し可能に形成できること、例えば図３に示されるように端壁３１，３２を光学アセンブリの水平な横方向端部に対して螺合するように形成できることは言うまでもない。
【０１５４】
このようにすれば、必要に応じて所望の放射線束／発散間で妥協を見出すために、光学アセンブリを柔軟な態様で適合させることができる。
【０１５５】
また、入力壁または出力壁を単独で考慮することもできる。
【０１５６】
したがって、その開口に対応する各端壁は、Ｘ線が通過できる「窓」を構成する。
【０１５７】
好ましい製造方法の開示
ここで、先に開示されたタイプの光学アセンブリを得ることができる一方で以下の利点が得られる好ましい方法について説明する。
【０１５８】
−  多層コーティングを行なうために使用される基板の表面状態を非常に良好に確保することができる（Ｘ線多層ミラーの基板における表面粗さ仕様は、通常、約１０オングストロームｒｍｓ（２乗平均平方根）の最大値を超えてはならない粗さ程度となっている）。
【０１５９】
−  また、一方で、例えば２０ｍｍ未満の値を有する極端に減少したサジタル方向の曲率半径Ｒｙ（例えば９０ｃｍ未満の線源−合焦点距離に沿って合焦を行なうことができる）に沿って表面を構成することもできる。
【０１６０】
実際には、以下の方法によってそのような曲率半径の値および表面状態を有する多層体をコーティングするための基板表面を得ることは難しい。
【０１６１】
−  そのような低いサジタル曲率を既に有している基板を研磨する。この場合、予め成形された基板の研磨は微細である。
【０１６２】
−  あるいは、既に研磨された平坦な基板をサジタル曲率半径Ｒｙに沿って曲げる。この場合、所望の低い曲率半径を得ることは難しい（一方、そのような曲率半径により、所望の光学的効果を短い距離にわたって引き起こすことができ、それにより、光学アセンブリの占有空間を減少させることができる）。
【０１６３】
本発明に係る製造方法の場合には、特別の処理を全く行なうことなく、曲率方向に沿って既に１つの曲率を有する基板を使用して光学アセンブリを形成することにより、所望の表面状態が得られる。
【０１６４】
光学アセンブリが製造されてＸ線源に対して位置決めされた際には、基板が既に曲率を有している方向が、光学アセンブリのサジタル方向と一致していることが更に好ましい（この方向は、前述したように、入射放射線に対して規定されているが、入射放射線に対して光学アセンブリが特定の方法で方向付けられる範囲で光学アセンブリ自体に対してもできる限り規定される）。
【０１６５】
そのような基板は、反射面を支持する光学アセンブリの面に対応する面を有している。基板のこの面は、「光学面」と呼ばれる。
【０１６６】
したがって、一般に、本発明においては、（更に好ましくは、光学アセンブリのサジタル方向と一致するように設定された方向に沿って）曲率を既に有している基板が使用され、また、この基板は、異なる第２の方向（更に好ましくは、光学アセンブリの経線方法に対応する方向）に沿って湾曲される。
【０１６７】
多層体を有する基板の光学面のコーティングも行なわれる。このコーティングは、基板の湾曲前あるいは湾曲後に行なうことができる。
【０１６８】
いずれにせよ、光学アセンブリはこのようにして得られる。
【０１６９】
所望の曲率（形状において、また、曲率半径の値において）を有する基板を選択することにより、また、その基板を望み通りに湾曲することにより、所望の幾何学的形状を有する光学アセンブリを得ることができる。
【０１７０】
また、管体、円錐体、あるいは、擬似円錐体（ここでは、その回転軸に対して傾きかつ空間内で回転軸をカットすることにより生じる直線を楕円等の曲線に沿って回転することによって形成される回転面として規定される）等の部材（特にガラスによって形成された部材）を特に使用することにより基板自体を構成することもできる。
【０１７１】
管体の形態を成す部材の場合、管体は、円形の横断面を有することができるが、楕円であっても良く、あるいは、任意の閉じられた曲線の横断面を有していても良い。
【０１７２】
また、そのような部材は、その準線が放物線の一部等の開かれた曲線である開かれた円筒体であっても良い。
【０１７３】
いずれにせよ、原材料となる部材は、更に好ましくは、製造が求められる光学アセンブリのサジタル方向に対応する方向に沿って１つの曲率を有している。
【０１７４】
この方向は、管体の軸、円錐体の軸、あるいは、擬似円錐体の軸と直交している。
【０１７５】
好適な実施形態において、そのような基板は、特に、その横断面が円形を成すガラス管を使用して得ることができる。
【０１７６】
この好適な実施形態において、光学アセンブリの製造に必要でかつ１つの方向に沿って１つの曲率を有する基板は、特に、以下の方法によって得ることができる。
【０１７７】
−  所望のサジタル曲率半径を有するガラス管、例えばＳＣＨＯＴＴ社によって製造されるデュラン型（登録商標）のガラス管をカットし、
−  このようにしてカットされた管をコーティング材料で連続的にコーティングして、管上に多層体を構成する。
【０１７８】
そのような基板は、その後、１つの方向（好ましくは経線方向）に沿って所望の曲率で湾曲され、これにより、光学アセンブリが得られる。
【０１７９】
また、他の場合と同様にこの実施形態においても、最初に部材（ここでは、カットされた管体）を湾曲し、その後にコーティングを行なうことができることは言うまでもない。
【０１８０】
本発明に係る方法を実施する全ての実施形態においては、このように形成された多層体が側方に勾配が付けられた多層体（できる限り、垂直勾配も有している）であることは言うまでもない。
【０１８１】
ガラス管の対称軸（半管を形成するためにこの対称軸を含んでいても良い）と平行な方向に沿って切断を行なうことにより、ガラス管の長手方向に沿ってガラス管のカットが行なわれ、これにより、開かれた円筒体の形態を成す基板が得られる。
【０１８２】
したがって、この好適な実施形態において、この開かれた円筒体の準線は、円の一部、例えば半円の形状を成している。
【０１８３】
この長手方向のカット後にもう１つのカットが行なわれることにより、光学素子の長さ寸法が決定される。
【０１８４】
これらのカッティング作業後、このようにして構成された基板は、本発明に係る光学アセンブリの製造のために使用される。
【０１８５】
基板を多層体でコーティングした後、コーティングされた基板は、経線方向に対応する所望の第２の方向に沿って湾曲され、これにより、所望の幾何学的形状にしたがって多層体の表面を適合させる。
【０１８６】
このように、本発明に係る光学アセンブリの製造方法のこの好適な実施形態においては、円形の一部の形状をほぼ成す準線を有する円筒状基板を形成することができ、その後、そのような基板のコーティングが行なわれ、上記基板の円筒の準線の面内に含まれない方向に沿って（特に、円筒体の母線の方向に沿って）基板が湾曲される。
【０１８７】
したがって、本発明に係る光学アセンブリを製造することは、前述した技術（所望の幾何学的形状に既に完全に合わせられている基板に対してコーティングを施す技術、あるいは、平面的な多層体の２つの方向に沿って湾曲する技術）のうちの１つを使用するよりもかなり簡単であることに出願人は気付いた。
【０１８８】
つまり、その後に多層体をコーティングするために使用される基板であって、非常に良好な表面状態（粗さが１０オングストロームｒｍｓを超えない）と低いサジタル曲率半径（２０ｍｍ未満）とを有する基板を得ることができる。
【０１８９】
そのため、短い距離にわたって光学的効果を得ることができる。
【０１９０】
２つの１次元的な合焦の場合、トロイダルミラーに関しては、以下の式によって接線（経線）合焦の特徴とサジタル合焦の特徴とが与えられることを思い出されたい。
【０１９１】
−  接線合焦：１／ｐ＋１／ｑ＝２／（Ｒｘｓｉｎθ）
ここで、ｐはＸ線源とミラーとの間の距離、ｑはミラーと合焦面との間の距離、θは入射角である。
【０１９２】
−  サジタル合焦：１／ｐ＋１／ｑ＝２ｓｉｎθ／Ｒｙ
（２つの寸法に沿う合焦の場合、ｐおよびｑの距離は２つの式に関して同一である）
変形例として、その準線が開かれている円筒体を形成しかつコーティングと第２の方向での湾曲との順番を先に開示した順番と逆にするために、カットされた管体の同じ部分で始めることもできることは言うまでもない。
【０１９３】
この場合、最初に円筒基板が湾曲され、その後にコーティングが行なわれることにより、そのように形成された表面上に多層体が形成される。
【０１９４】
いずれにせよ、コーティングは、Ｘ線を反射する多層体を形成できる任意のタイプの材料を用いて行なうことができる。
【０１９５】
また、この目的にため、このコーティングは、任意のタイプの周知の方法、例えばスパッタリング（可能であればプラズマを伴う）または真空中での他のタイプのコーティングを使用することができる。
【０１９６】
また、高度のスペクトル純度を要求する用途においては、入射Ｘ線を反射することが求められる所定の波長帯域の十分な伝送を確保しつつ望ましくないスペクトルバンドを減衰させるため、Ｘ線を反射するための光学アセンブリを、適当な材料および厚さを使用して製造されたフィルタに対して接続できることは言うまでもない。
【０１９７】
したがって、Ｗ／Ｓｉ多層コーティングを用いて形成される光学素子においては、銅Ｋαピークを反射するために、１０μｍニッケルフィルタを使用して、Ｋαピーク（６０％よりも大きい）のための十分な伝送を維持しつつ銅Ｋβピーク（０．１３９ｎｍ）を８のファクターだけ減衰させることができる。
【０１９８】
このフィルタリング機能は、多層体を使用して得られる「ナチュラルモノクロマタイザーション」に加えて行なわれるため、スペクトル純度が優先される用途においては、本発明において開示される多層光学素子の性能を高めることができる。
【０１９９】
この態様に関しては、フィルタの２つの他の実施形態を考慮しなければならない。すなわち、
−  光学アセンブリを収容する保護ハウジングの放射線入力窓および出力窓にそれぞれ位置されるとともに、その組み合わせた厚さが所望のフィルタ厚と一致する２つのフィルタ（例えば、所望の全厚の半分と等しい同じ厚さを有する２つのフィルタ）の実現、
−  多層コーティング上に対する材料層（フィルタ用に使用される材料から成る層）のコーティング。この場合、光学素子の表面は、反射多層コーティング（側方に勾配が付けられた）と、フィルタ機能を与えて反射された放射線のスペクトル純度を高める表面層とから成る。したがって、コーティングされた厚さは、ｄ＝（ｅ・ｓｉｎθ）／２（ここで、ｅは必要とされるフィルタの「光学的な」厚さであり、θは光学素子上での入射角である）という関係によってほぼ与えられる。
【０２００】
特定の適用形態の開示
ここで、特に角度分散Ｘ線反射計に関する本発明の一態様について開示する。
【０２０１】
図４は、この種の用途において行なわれるＲ（θ）タイプの測定が可能な装置６０を示している。
【０２０２】
より正確には、この図には、
−  Ｘ線源Ｓと、
−  Ｘ線源Ｓから発せられた最初のビームＸ１を調整するための光学アセンブリ６１と、
−  サンプル６２と
が示されている。
【０２０３】
明確にするため、一般にサンプル上での反射によって生じる放射線を検出するように形成されたＸ線検出器は、この図には示されていない。
【０２０４】
図４に関しては、光学アセンブリ６１上で反射されたビームＸ２の角度分散も描かれていない。
【０２０５】
実際に図４においては、経線方向に沿う角度分散（βＭ）がサジタル方向に沿う角度分散（βＳ）よりも大きく現れる。これは、本発明の有利な変形例にしたがう場合ではない。
【０２０６】
装置６０は、最初のビームＸ１を放射するＸ線源Ｓを収容している。
【０２０７】
Ｘ線源Ｓから発せられた最初のビームＸ１は光学アセンブリ６１へと方向付けられる。光学アセンブリの反射面は、２つの異なる方向に対応する２つの曲率に沿って適合される。
【０２０８】
したがって、この光学アセブリ６１は、最初のビームＸ１に対して２次元的な光学的効果を引き起こすことにより、角度分散が制御されたビームＸ２を形成することができる。
【０２０９】
その後、ビームＸ２は、例えばＲ（θ）タイプの測定に関してこの本文の冒頭で説明した用途においては、反射率の特性が検査されるサンプル６２へと方向付けられる。
【０２１０】
サンプル上の所定の解析領域における全てのＲ（θ）測定のため、装置６０の様々な部材が固定されている。
【０２１１】
光学アセンブリ６１は、２次元効果（一般的には、２次元合焦）にしたがって望み通りに調整されたビームＸ２を形成することができる。
【０２１２】
より正確には、光学アセンブリ６１は、ビームＸ２を調整することにより、サンプルの高さでかつ特に光学アセンブリ６１のサジタル寸法（すなわち、図４の方向Ｙ）に対応する寸法に沿って高い収束角を得る。
【０２１３】
更に正確には、本発明の有利な変形例において、
−  サンプルの高さにおける取得角度（すなわち、光学素子の収束角）は、
−  所定の寸法（光学素子のサジタル寸法に対応する寸法）に沿って２度よりも大きく、
−  他の寸法（光学素子の経線寸法に対応する寸法）に沿って約１度であり、
−  サンプル上でのビームＸ２放射線の入射角の分散は２度よりも大きく、サンプルは光学アセンブリに対して１５ｃｍを超える距離だけ離間して配置されている。
【０２１４】
これは、特に、
−  光学アセンブリ６１の表面の幾何学的形状により、
−  サンプル６２に対するこの光学アセンブリの位置決めによって（この位置決めは、サンプル上に到達するＸ線の入射角の分散が２度よりも大きくなるように定められる）、
得られる。
【０２１５】
この装置６０によれば、機械的な部材の移動を全く伴わないため、角度分散Ｘ線反射計の迅速な測定が可能になる。
【０２１６】
実際には、光学アセンブリ６１によれば、サンプルの高さにビームＸ２を合わせるようにビームＸ２を調整して、このサンプル上に到達するＸ線が対象となっている結像領域（サンプル上における光学アセンブリの焦点）の高さで異なる入射角を有するようにすることにより、ビームＸ２の角度分散を得ることができる。
【０２１７】
このように、光学アセンブリ６１は１つの反射面を有しており、この反射面は、サジタル方向に沿う第１の曲率および経線方向に沿う第２の曲率をもって２つの寸法に沿って湾曲されている。
【０２１８】
図４は、この光学アセンブリの更に詳細な図を示している。
【０２１９】
この場合、光学アセンブリは、
方向Ｙに沿う第１の曲率（円形の曲率ＣＹ）および方向Ｘに沿う第２の曲率（円形の曲率ＣＸ）をもって２つの寸法で合焦を行なうことができる。
【０２２０】
したがって、この厳密なケースにおいては、光学素子がトロイダル形状を成している。
【０２２１】
一般に、２次元合焦の場合、光学アセンブリ６１はトロイダル形状または楕円形状を成すことができる。
【０２２２】
また、２次元視準の場合、光学アセンブリ６１は放物線形状を成すこともできる。
【０２２３】
他の変形において、光学アセンブリ６１は、１つの寸法に沿う円形の曲率、一例としてはサジタル方向に沿う円形の曲率と、他の寸法に沿う放物線の曲率、一例としては経線方向に沿う放物線の曲率とを有していても良い。
【０２２４】
光学アセンブリ６１は、側方に勾配が付けられた（すなわち、図４の方向Ｘに対応する経線方向に沿って）多層コーティングを有している。
【０２２５】
なお、光学アセンブリ６１の上流側（Ｘ線源Ｓとこの光学アセンブリとの間）に例えばスリット等の更に別の部材を位置決めしてビームを調整することもできる。
【０２２６】
光学アセンブリ６１は、特に光学素子のサジタル寸法に沿って高い収束角をサンプルの高さで得ることができる広い有効集光領域を有している。
【０２２７】
一例として、光学アセンブリ６１の有効集光領域は、約２００ｍｍの合焦距離において約１ｃｍの寸法をサジタル方向に沿って有していても良い。上記寸法は、有効集光領域の２つの終点同士をサジタル方向に沿って接続することにより得られる直線の長さに対応している。
【０２２８】
したがって、約７ｍｍの曲率半径を有する（また、４０ｃｍの場所に配置されたＸ線源を使用してビームを合焦する）光学アセンブリにおいて、有効集光領域は、サジタル寸法に沿う円の約１／４すなわち約１ｃｍの部分に対応している。これは、約３度のサンプル高さでの取得角度に対応している。
【０２２９】
本発明の有利な変形例において、光学アセンブリ６１は、サンプルの高さで、
−  光学アセンブリ４１の（そのサジタル方向、すなわち図４の方向Ｙに対応する）第１の寸法に沿う２度よりも大きい取得角度
−  光学アセンブリ６１の（その経線方向、すなわち、図４の方向Ｘに対応する）第２の寸法に沿う約１度の取得角度
を得ることができる。
【０２３０】
そのような構成において、サンプルは、１５０ｍｍよりも長い合焦距離（光学アセンブリ６１とサンプルとの間の距離）に位置決めされる。
【０２３１】
一例として、合焦距離は約３００ｍｍ〜２００ｍｍであっても良い。
【０２３２】
したがって、光学アセンブリ６１の方向は、サンプル上におけるＸ線の入射角の分散が２度よりも大きくなるようにサンプルに対して合わせられる。
【０２３３】
光学アセンブリ６１の方向は、この光学アセンブリのその光軸（経線方向と平行な軸）を中心とする所定の回転における角度位置として規定される。
【０２３４】
装置の部材の好ましい位置決めは、サンプル上における入射角の分散が光学アセンブリの高さにおける反射ビームＸ２のサジタル寸法（図４の方向Ｙ）に沿う角度分散にほぼ対応するように光学アセンブリを方向付けることから成る。
【０２３５】
したがって、好ましい位置決めは、光学アセンブリの有効領域に対する平均的な法線（または、光学素子の中心における法線）がサンプルの表面と略平行となるように光学アセンブリを方向付けることから成る。
【０２３６】
本発明の適用分野において、サンプル上における平均入射角は小さく、また、非常に小さい入射角（約１度の平均入射角）の場合、光学アセンブリ６１の方向は、以下のようなものとして表わすことができる。
【０２３７】
−  光学アセンブリの平均法線がサンプル６２の表面と略平行、
−  光学アセンブリ６１のサジタル方向がサンプル６２の表面と略垂直、
−  光学アセンブリ６１の経線方向がサンプル６２の表面と略平行である。
【０２３８】
このタイプの構成の一例が図６に示されている。
【０２３９】
いずれにせよ、本発明の好ましい適用においては、小さい入射角を考慮する場合、光学アセンブリ６１は、光学アセンブリ６１の有効領域に対する平均法線がサンプル６２の表面と略垂直になるように方向付けられるべきではない（この場合、サンプル６２上における入射角の分散は、経線方向に沿うビームＸ２の角度分散にほぼ対応する）。
【０２４０】
光学アセンブリによれば、光学アセンブリの第２の寸法すなわち経線方向に沿って重要な放射線束を集光することができ、また、好ましい適用において、反射されたビームＸ２の角度分散は、この経線方向（図４の方向Ｘ）に沿って約１度である。
【０２４１】
したがって、光学アセンブリ６１によれば、サンプルの高さで最大の放射線束を調整しつつ、サンプルの高さで高い入射角分散を得ることができる。
【０２４２】
なお、並行ＫＢ型の光学アセンブリを２次元的な効果を引き起こす光学アセンブリとして使用する構成と比較して、本発明によれば、更にコンパクトな装置を実現することができる。
【０２４３】
実際に、光学アセンブリ６１によれば、（経線方向に沿う）所定の長さにおいて、ＫＢ型の光学素子による調整を使用する構成を用いて得られるものよりも大きい集光表面をサジタル方向に沿って得ることができる。
【０２４４】
したがって、本発明の場合、光学アセンブリの有効領域によって処理されるビームの角度分散はサジタル方向に沿って大きくなり、また、サンプル上で高い角度分散が得られる。
【０２４５】
一例として、図５ａおよび図６ａを参照すると、ＫＢ型の光学アセンブリを用いて等しい角度分散を得るためには、方向Ｙに沿って光学アセンブリを延ばすことが必要である。
【０２４６】
ＫＢ型の光学素子の場合、任意の入射放射線は、実際には、二重反射を受けるために光学アセンブリに対して特定の領域（図５ａおよび図６ａのミラーの斜線領域に対応する領域）で衝突しなければならない。
【０２４７】
したがって、これにより、そのような周知のタイプの光学素子においては、集めることができる立体角が光学アセブリの長さによって制限される。
【０２４８】
また、このことは、水平な横方向および垂直な横方向（図５ａおよび図６ａの方向Ｚおよび方向Ｘのそれぞれ）においても当てはまる。
【０２４９】
したがって、本発明の場合、装置の長さを延ばすことなく、サジタル方向に沿って有効集光領域を増大させることができる。
【０２５０】
これは、特に本発明の適用分野における場合のように占有空間の大きさを制限することが望ましい場合すなわち光学素子のサイズを制限することが望ましい場合に、重要である。
【０２５１】
一例として、光学アセンブリ６１の表面がトロイダル状の幾何学的形状を有している場合、サジタル寸法に沿うミラーの有効集光領域は、重要なサジタル寸法に沿うサンプルの高での取得角度に対応する四分円または半円等の部分を描くことができる。
【０２５２】
光学アセンブリ６１がサジタル方向に沿って有効集光領域を増大できるのは、同じ点のＸ線源からくるＸ線の光学素子上における入射角がこの方向（図４の方向Ｙ）に沿って殆ど変化しないからである。
【図面の簡単な説明】
【０２５３】
【図１】Ｘ線の入射ビームの２次元合焦を行なうことができる本発明に係る光学アセンブリの第１の実施形態のブロック表示である。
【図１ａ】従来の光学アセンブリの例を示す図。
【図２】Ｘ線の入射ビームの視準を行なうことができる本発明に係る光学アセンブリの第２の実施形態を示す類似の図である。
【図２ａ】従来のＸ線反射計の構成を示す図。
【図３】反射された放射線束の小さな発散が求められる本発明に係る光学アセンブリの第３の実施形態を示す類似の図である。
【図３ａ】角度分散Ｘ線反射計の原理を示す図。
【図４】本発明に係る角度分散Ｘ線反射計装置のブロック表示である（明確にするため、この図にはＸ線検出器が図示されていない）。
【図５ａ】ビームの伝搬方向に対して垂直な方向に沿う反射ビームの角度分散を増大させるために必要な周知のタイプのＫＢ光学アセンブリに関連付けられる延長化の制約を概略的に強調している。
【図６ａ】ビームの伝搬方向に対して垂直な方向に沿う反射ビームの角度分散を増大させるために必要な周知のタイプのＫＢ光学アセンブリに関連付けられる延長化の制約を概略的に強調している。
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【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【国際調査報告】
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