(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
線状の電子ビームを放出する電子源と、前記電子源の中心位置を固定しながら該電子源の延在方向を第１方向及び該第１方向に直交する第２方向のうちいずれか一方に切り替える切替機構とを有する電子発生器と、
前記電子源からの前記電子ビームを衝突させることでＸ線ビームを出射する周面部を有し、且つ、回転軸を中心に回転可能に構成される円板状又は円柱状の回転対陰極と
を備え、
前記電子発生器及び前記回転対陰極は、前記電子源及び前記周面部が互いに対向すると共に、前記回転軸が前記第１方向及び前記第２方向に対して傾斜する位置関係下に固定配置されることを特徴とするＸ線発生装置。
【請求項２】
前記回転軸が前記第１方向に対して３０〜６０度の範囲内で傾斜することを特徴とする請求項１に記載のＸ線発生装置。
【請求項３】
前記回転軸が前記第１方向に対して４５度傾斜することを特徴とする請求項２に記載のＸ線発生装置。
【請求項４】
線状の電子ビームを放出する電子源を有する電子発生器と、前記電子源からの前記電子ビームを衝突させることでＸ線ビームを出射する周面部を有し、且つ、回転軸を中心に回転可能に構成される円板状又は円柱状の回転対陰極とを備える装置を用いたＸ線発生方法であって、
前記電子源及び前記周面部が互いに対向すると共に、前記回転軸が第１方向及び該第１方向に直交する第２方向に対して傾斜する位置関係下に、前記電子発生器及び前記回転対陰極を固定配置するステップと、
前記電子源の中心位置を固定しながら該電子源の延在方向を前記第１方向及び前記第２方向のうちいずれか一方に切り替えるステップと
を備えることを特徴とするＸ線発生方法。
【請求項５】
請求項１〜３のいずれか１項に記載のＸ線発生装置と、
前記Ｘ線発生装置から発生し、且つ、試料を透過又は反射したＸ線ビームを検出するＸ線検出装置と、
前記Ｘ線検出装置により検出された前記Ｘ線ビームの検出量に基づいて前記試料に関する物理量を測定する測定手段と
を備えることを特徴とする試料測定システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、いわゆる回転対陰極方式を用いてＸ線を発生させるＸ線発生装置及びＸ線発生方法、並びにこのＸ線発生装置を含んで構成される試料測定システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、計測分野において、線状のＸ線ビームを使用する「集中法」、或いは、点状のＸ線ビームを使用する「平行ビーム法」が知られている。例えば、粉末試料を定量分析する際に前者の手法を適用し、薄膜試料を定性分析する際に後者の手法を適用することができる。
【０００３】
特許文献１では、回転対陰極の外周面上に電子ビームを照射して周方向に長尺な焦点を形成することで、線状のＸ線ビームを発生させる方法が提案されている。また、同文献の図１に示す配置状態からフィラメントの向きを９０度回転し、幅方向に長尺な焦点を形成することで、点状のＸ線ビームを発生させる旨も記載されている（同文献の図６）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平６−０２０６２９号公報（図１、図６等）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、このＸ線発生方式に関して、周方向に横切る焦点長さが大きいほど回転対陰極が受ける熱負荷が増加する傾向がある。そして、熱負荷が増加するほど外周面に設けられた金属が冷却され難くなるため、Ｘ線の出力効率が低下する現象がみられる。つまり、特許文献１で提案される方法では、略同じ焦点面積にもかかわらず、図１及び図６の配置状態によって出力効率が大きく異なるものと推認される。
【０００６】
計測時の使い勝手の観点から言えば、線状又は点状のＸ線ビームを選択的に発生させる装置は、ビーム形状の選択にかかわらず同程度のＸ線量を発生することが望ましい。これを実現するためには、図６の配置状態にて電子ビームの照射量を意図的に低下させることで、両者のＸ線量を低い側に近づける必要がある。その結果、Ｘ線発生装置が有する本来の性能を十分に発揮できないという問題が顕在化する。
【０００７】
本発明は、上述した課題に鑑みてなされたものであり、きわめて簡単な装置構成でありながら線状又は点状のＸ線ビームを選択的に発生させると共に、装置全体としての出力性能を向上可能なＸ線発生装置及び方法、並びに試料測定システムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明に係る「Ｘ線発生装置」は、線状の電子ビームを放出する電子源と、前記電子源の中心位置を固定しながら該電子源の延在方向を第１方向及び該第１方向に直交する第２方向のうちいずれか一方に切り替える切替機構とを有する電子発生器と、前記電子源からの前記電子ビームを衝突させることでＸ線ビームを出射する周面部を有し、且つ、回転軸を中心に回転可能に構成される円板状又は円柱状の回転対陰極を備える装置であって、前記電子発生器及び前記回転対陰極は、前記電子源及び前記周面部が互いに対向すると共に、前記回転軸が前記第１方向及び前記第２方向に対して傾斜する位置関係下に固定配置される。
【０００９】
このように、電子源の中心位置を固定しながら該電子源の延在方向を第１方向及び該第１方向に直交する第２方向のうちいずれか一方に切り替える切替機構を設けると共に、電子源及び周面部が互いに対向する位置関係下に電子発生器及び回転対陰極が固定配置されるので、電子発生器及び回転対陰極の位置・姿勢を一切変更することなく電子源の延在方向を単に切り替えることで、線状又は点状のＸ線ビームを選択的に発生させることができる。
【００１０】
また、回転対陰極は、その回転軸が第１方向及び第２方向に対して傾斜する位置関係下にあるので、第１方向及び第２方向からの電子ビームの放出により形成される２つの焦点に関し、周方向に横切る焦点長さの乖離量が、回転軸を傾斜させない場合と比べて小さくなる。つまり、最も高い側の出力効率を下げる代わりに最も低い側の出力効率を上げることで、両方のＸ線ビームに共通して出力し得る最大量（つまり、Ｘ線の限界出力量）が底上げされる。
【００１１】
これにより、きわめて簡単な装置構成でありながら線状又は点状のＸ線ビームを選択的に発生させると共に、装置全体としての出力性能を向上できる。
【００１２】
また、前記回転軸が前記第１方向に対して３０〜６０度の範囲内で傾斜することが好ましい。これにより、周方向に横切る焦点長さの乖離量、より詳細には焦点長さの比を概ね２倍未満に抑制可能となり、両者の出力性能の隔たりが一層小さくなる。
【００１３】
また、前記回転軸が前記第１方向に対して４５度傾斜することが好ましい。周方向に横切る焦点長さが等しくなるので、両方のＸ線ビームに共通する限界出力量が最大になる。
【００１４】
本発明に係る「Ｘ線発生方法」は、線状の電子ビームを放出する電子源を有する電子発生器と、前記電子源からの前記電子ビームを衝突させることでＸ線ビームを出射する周面部を有し、且つ、回転軸を中心に回転可能に構成される円板状又は円柱状の回転対陰極を備えるＸ線発生装置を用いた方法であって、前記電子源及び前記周面部が互いに対向すると共に、前記回転軸が第１方向及び該第１方向に直交する第２方向に対して傾斜する位置関係下に、前記電子発生器及び前記回転対陰極を固定配置するステップと、前記電子源の中心位置を固定しながら該電子源の延在方向を前記第１方向及び前記第２方向のうちいずれか一方に切り替えるステップを備える。
【００１５】
本発明に係る「試料測定システム」は、上記したいずれかのＸ線発生装置と、前記Ｘ線発生装置から発生し、且つ、試料を透過又は反射したＸ線ビームを検出するＸ線検出装置と、前記Ｘ線検出装置により検出された前記Ｘ線ビームの検出量に基づいて前記試料に関する物理量を測定する測定手段を備える。
【発明の効果】
【００１６】
本発明に係るＸ線発生装置及び方法、並びに試料測定システムによれば、きわめて簡単な装置構成でありながら線状又は点状のＸ線ビームを選択的に発生させると共に、装置全体としての出力性能を向上できる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】この実施形態に係るＸ線発生装置の斜視図である。
【図２】図１のＩＩ−ＩＩ線に沿った断面図である。
【図３】図１のＩＩＩ−ＩＩＩ線に沿った断面図である。
【図４】第１方向及び第２方向の切り替え動作に応じたＸ線ビームの形状を示す模式図である。
【図５】傾斜角が０度における焦点の形成位置を示す模式図である。
【図６】傾斜角が４５度における焦点の形成位置を示す模式図である。
【図７】傾斜角と周方向焦点長さの関係を示すグラフである。
【図８】図１のＸ線発生装置を組み込んだ試料測定システムの全体構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、本発明に係るＸ線発生装置について、Ｘ線発生方法及び試料測定システムとの関係において好適な実施形態を挙げ、添付の図面を参照しながら説明する。
【００１９】
［Ｘ線発生装置１０の構成］
図１はこの実施形態に係るＸ線発生装置１０の斜視図であり、図２は図１のＩＩ−ＩＩ線に沿った断面図であり、図３は図１のＩＩＩ−ＩＩＩ線に沿った断面図である。説明の便宜上、これらの図１〜図３では、三次元直交座標系を示す３軸方向（Ｘ方向・Ｙ方向・Ｚ方向）を定義する。
【００２０】
図１に示すように、Ｘ線発生装置１０は、いわゆる回転対陰極方式を用いてＸ線（エックス線）を発生させる装置である。Ｘ線発生装置１０は、外形上、Ｘ線透過率が低い金属材料からなる概略直方体状のチャンバ１２を有する。チャンバ１２の一面１４側にある１つの角部には、三角柱状に凹まされた凹部１６が形成される。
【００２１】
凹部１６をなす傾斜面１７には円形状の開口部１８が設けられると共に、一面１４の対向面２０にはＸ線透過率が高いベリリウム薄膜を介挿した窓部２２が設けられている。開口部１８を覆う位置に蓋部４６を装着することで、チャンバ１２の内部にて気密状態が保たれる。
【００２２】
図２及び図３に示すように、Ｘ線発生装置１０は、線状の電子ビームＢ１を発生させる電子発生器２４と、円板状又は円柱状である回転対陰極２６と、回転対陰極２６を冷却させるための冷却機構（不図示）を更に有する。電子発生器２４及び回転対陰極２６はそれぞれ、チャンバ１２の室２８内に固定した状態で収容される。
【００２３】
電子発生器２４は、熱電子型、電界放出型、又はショットキー型の電子銃であり、ここでは熱電子型を例に説明する。具体的には、電子発生器２４は、概略直方体状の本体部３０と、タングステン・フィラメント等からなる電子源３２と、電子源３２の延在方向を複数の向きに切り替える切替機構３４とを含んで構成される。例えば、本体部３０は図示しないフローティング構造を有しており、電子源３２はチャンバ１２と電気的に絶縁されている点に留意する。
【００２４】
切替機構３４は、Ｙ方向に沿った回動軸を中心に回動可能であり、且つ、電子源３２が固定された円盤部を有する。つまり、切替機構３４は、電子源３２と一体的に円盤部を回動させることで、電子源３２の中心位置Ｏ（図２）を固定しながら電子源３２の延在方向をＸ方向又はＺ方向に切替可能である。
【００２５】
回転対陰極２６は、回転軸３６を中心としてＡ方向に、例えば５０００〜１２０００［ｒｐｍ］の速度で回転可能に構成される。回転対陰極２６は、モリブデン（Ｍｏ）、銅（Ｃｕ）等の金属層が被覆された周面部３８と、回転対陰極２６の回転機構４２が取り付けられた側面部４０とを有する。
【００２６】
回転機構４２は、回転対陰極２６を軸支する円筒状の軸部４４と、軸部４４の一端側に設けられる円板状の蓋部４６を含んで構成される。蓋部４６は、開口部１８と比べて大径の主面を有すると共に、チャンバ１２の外側から開口部１８を覆う位置にて着脱可能である。
【００２７】
図２から理解されるように、回転対陰極２６は、回転軸３６がＸ方向及びＺ方向に対して傾斜する位置関係下に固定配置される。つまり、回転対陰極２６の径方向とＺ方向のなす角を「傾斜角φ」（０≦φ≦９０、単位：度）と定義する場合、０＜φ＜９０の関係を満たす。この実施形態では、特にφ＝４５［度］を満たす。
【００２８】
図３から理解されるように、電子源３２及び周面部３８は互いに対向する位置関係下にあるので、電子源３２からの電子ビームＢ１による線状焦点（第１焦点５１）が周面部３８上に形成される。周面部３８は、電子ビームＢ１の衝突時にて特定の発生条件を満たす場合、第１焦点５１の位置又は近傍位置からＸ線ビームＢ２を出射する。後述のように、チャンバ１２の外部に出射されるＸ線ビームＢ２の形状は、線状焦点と窓部２２との間の幾何学的関係に応じて変化する。
【００２９】
［Ｘ線発生装置１０の動作］
続いて、この実施形態に係るＸ線発生装置１０の動作について、図１〜図３の各図、及び図４の模式図を参照しながら説明する。
【００３０】
（１）固定配置ステップ
先ず、ユーザは、電子発生器２４及び回転対陰極２６をチャンバ１２の室２８内に収容した後、開口部１８を覆う位置に蓋部４６を装着する。これにより、電子源３２及び周面部３８が互いに対向すると共に、回転軸３６が第１方向及び第２方向に対して傾斜する位置関係下に、電子発生器２４及び回転対陰極２６が固定配置される。
【００３１】
この第１方向及び第２方向は、互いに直交すると共に、電子源３２及び周面部３８の離間方向（すなわち、Ｙ方向）にそれぞれ交差する。ここでは、第１方向は「Ｚ方向」に対応すると共に、第２方向は「Ｘ方向」に対応する。
【００３２】
（２）切替ステップ
切替機構３４は、ユーザの選択操作に応じて電子源３２の延在向きを切り替える。具体的には、線状のＸ線ビームＢ２（図４参照）を使用したい場合は「第１方向」に切り替え、点状のＸ線ビームＢ３（同図）を使用したい場合は「第２方向」に切り替える。
【００３３】
（３）発生ステップ
図示しない真空ポンプを用いて室２８内を真空状態にさせると共に、回転対陰極２６を所定の速度でＡ方向に回転させる。そして、Ｘ線の発生条件を満たすための各種準備が完了した後、電子発生器２４は、ユーザの動作指示に応じて、線状の電子ビームＢ１を発生させる。これにより、Ｘ線ビームＢ２、Ｂ３は、窓部２２を介してＸ線発生装置１０の外側に発せられる。
【００３４】
図４は、第１方向及び第２方向の切り替え動作に応じたＸ線ビームＢ２、Ｂ３の形状を示す模式図である。電子源３２（図２及び図３）の延在向きに応じて、第１方向に沿って湾曲する第１焦点５１、或いは、第２方向に沿って湾曲する第２焦点５２が選択的に形成される。
【００３５】
前者の場合、周面部３８は、電子ビームＢ１が入射された線状の第１焦点５１の位置からＸ線ビームＢ２を出射する。このとき、第１焦点５１は窓部２２がなす平面と略平行する関係にあるので、線状のＸ線ビームＢ２が出射される。
【００３６】
後者の場合、周面部３８は、電子ビームＢ１が入射された線状の第２焦点５２の位置からＸ線ビームＢ３を出射する。このとき、第２焦点５２は窓部２２がなす平面と略直交する関係にあるので、点状のＸ線ビームＢ３が出射される。
【００３７】
以上のように、電子発生器２４には電子源３２の延在方向を切り替える切替機構３４が設けられると共に、電子源３２及び周面部３８が互いに対向する位置関係下に電子発生器２４及び回転対陰極２６が固定配置される。これにより、電子発生器２４及び回転対陰極２６の位置・姿勢を一切変更することなく電子源３２の延在方向を単に切り替えることで、線状又は点状のＸ線ビームＢ２、Ｂ３を選択的に発生させることができる。
【００３８】
［Ｘ線発生装置１０による効果］
続いて、Ｘ線発生装置１０による効果について、図５〜図７を参照しながら詳細に説明する。
【００３９】
図５は、傾斜角φが０度（φ＝０）における焦点の形成位置を示す模式図である。より詳しくは、図５（ａ）は周面部３８上に形成された第１焦点５１をＹ方向から視認した投影図であり、図５（ｂ）は周面部３８上に形成された第２焦点５２をＹ方向から視認した投影図である。
【００４０】
図５（ａ）に示すように、第１焦点５１は、Ｙ方向からの平面視にて、幅がＷ［ｍｍ］、高さがＨ［ｍｍ］（Ｈ＞Ｗ）である矩形状を有する。破線で図示する線分５３は、周方向に横切る焦点長さに相当する。以下、第１焦点５１における線分５３の長さを「周方向焦点長さＬ１」という。本図例では、第１焦点５１の高さ方向が周面部３８の周方向に一致するので、Ｌ１＝Ｈ［ｍｍ］である。
【００４１】
図５（ｂ）に示すように、第２焦点５２は、Ｙ方向からの平面視にて、図５（ａ）に示す第１焦点５１と略同じ形状を有する。以下、第２焦点５２における線分５３の長さを「周方向焦点長さＬ２」という。本図例では、第２焦点５２の幅方向が周面部３８の周方向に一致するので、Ｌ１＝Ｗ［ｍｍ］である。
【００４２】
このＸ線発生方式に関して、周方向焦点長さＬ１、Ｌ２が大きいほど回転対陰極２６が受ける熱負荷が増加する傾向がある。そして、熱負荷が増加するほど周面部３８に設けられた金属が冷却され難くなるため、Ｘ線の出力効率が低下する現象がみられる。つまり、図５（ａ）ではＬ１が大きいため出力効率が相対的に低くなり、図５（ｂ）ではＬ２が小さいため出力効率が相対的に高くなる。計測時の使い勝手の観点から言えば、Ｘ線ビームＢ２、Ｂ３の選択によって出力効率の差異が生じるのは好ましくない。
【００４３】
図６は、傾斜角φが４５度（φ＝４５）における焦点の形成位置を示す模式図である。より詳しくは、図６（ａ）は周面部３８上に形成された第１焦点５１をＹ方向から視認した投影図であり、図６（ｂ）は周面部３８上に形成された第２焦点５２をＹ方向から視認した投影図である。
【００４４】
図６（ａ）に示すように、第１焦点５１は、Ｙ方向からの平面視にて、図５（ａ）に示す第１焦点５１と略同じ形状を有する。本図例では、第１焦点５１の高さ方向が周面部３８の周方向に対して４５度傾斜するので、Ｌ１＝√２・Ｗ［ｍｍ］である。
【００４５】
図６（ｂ）に示すように、第２焦点５２は、Ｙ方向からの平面視にて、図５（ａ）に示す第１焦点５１と略同一の形状を有する。本図例では、第２焦点５２の幅方向が周面部３８の周方向に対して４５度傾斜するので、Ｌ２＝√２・Ｗ［ｍｍ］である。
【００４６】
図７は、傾斜角φと周方向焦点長さＬ１、Ｌ２の関係を示すグラフである。グラフの横軸は傾斜角φ（単位：度）であり、グラフの縦軸は周方向焦点長さＬ１、Ｌ２（単位：ｍｍ）である。また、実線はＬ１の関数を示すと共に、一点鎖線はＬ２の関数を示す。
【００４７】
本図から理解されるように、周方向焦点長さＬ１は、φ＝０［度］のときＬ１＝Ｈ［ｍｍ］、φ＝９０［度］のときＬ１＝Ｗ［ｍｍ］を満たすと共に、傾斜角φの増加につれて単調に減少する。一方、周方向焦点長さＬ２は、φ＝０［度］のときＬ２＝Ｗ［ｍｍ］、φ＝９０［度］のときＬ２＝Ｈ［ｍｍ］を満たすと共に、傾斜角φの増加につれて単調に増加する。
【００４８】
すなわち、傾斜角φがφ＝０［度］又はφ＝９０［度］を満たす場合に｜Ｌ１−Ｌ２｜の値が最大になり、傾斜角φを０＜φ＜９０の範囲に設定することで、｜Ｌ１−Ｌ２｜の値が相対的に小さくなる。なお、φ＝４５［度］の近傍では、Ｌ１＝Ｗ／ｓｉｎφ、Ｌ２＝Ｗ／ｃｏｓφの関係が成り立つ点に留意する。
【００４９】
この実施形態において、回転対陰極２６は、回転軸３６が第１方向及び第２方向に対して傾斜する位置関係下（０＜φ＜９０）にあるので、第１方向及び第２方向からの電子ビームＢ１の放出により形成される第１焦点５１、第２焦点５２に関し、周方向焦点長さＬ１、Ｌ２の乖離量｜Ｌ１−Ｌ２｜が、回転軸３６を傾斜させない場合（φ＝０、９０）と比べて小さくなる。つまり、最も高い側の出力効率を下げる代わりに最も低い側の出力効率を上げることで、両方のＸ線ビームＢ２、Ｂ３に共通して出力し得る最大量（つまり、Ｘ線の限界出力量）が底上げされる。
【００５０】
また、回転軸３６が第１方向に対して３０〜６０度の範囲内で傾斜する位置関係下（３０≦φ≦６０）にあってもよい。これにより、周方向焦点長さＬ１、Ｌ２の比（Ｌ１／Ｌ２或いはＬ２／Ｌ１）を概ね２倍未満に抑制可能となり、両者の出力性能の隔たりが一層小さくなる。
【００５１】
また、回転軸３６が第１方向に対して４５度傾斜する位置関係下（φ＝４５）にあってもよい。この場合、周方向焦点長さＬ１＝Ｌ２＝√２・Ｗ［ｍｍ］が等しくなるので、両方のＸ線ビームＢ２、Ｂ３に共通する限界出力量が最大になる。
【００５２】
以上のように、Ｘ線発生装置１０は、［１］線状の電子ビームＢ１を放出する電子源３２と、電子源３２の中心位置Ｏを固定しながら電子源３２の延在方向を第１方向（Ｚ方向）及び第２方向（Ｘ方向）のうちいずれか一方に切り替える切替機構３４とを有する電子発生器２４と、［２］電子ビームＢ１を衝突させることでＸ線ビームＢ２、Ｂ３を出射する周面部３８を有し、且つ、回転軸３６を中心に回転可能に構成される円板状又は円柱状の回転対陰極２６を備える。そして、電子発生器２４及び回転対陰極２６は、電子源３２及び周面部３８が互いに対向すると共に、回転軸３６が第１方向及び第２方向に対して傾斜する位置関係下に固定配置される。
【００５３】
また、Ｘ線発生装置１０を用いたＸ線発生方法は、電子発生器２４及び回転対陰極２６を固定配置する配置ステップと、電子源３２の延在方向を第１方向及び第２方向のうちいずれか一方に切り替える切替ステップを備える。
【００５４】
これにより、きわめて簡単な装置構成でありながら線状又は点状のＸ線ビームＢ２、Ｂ３を選択的に発生させると共に、装置全体としての出力性能を向上できる。例えば、電子源３２のアスペクト比がＨ／Ｗ＝１０である場合、図５（ａ）における熱負荷を基準（１００％）とすると、図５（ｂ）、図６（ａ）及び図６（ｂ）における熱負荷はそれぞれ、３２％、８４％、８４％と試算される。つまり、図６の構成を採用することで、最大値と比べて１６％の損失があるものの、同程度の高い利得を得ることができる。
【００５５】
［試料測定システム１００の構成例］
続いて、上記のＸ線発生装置１０を組み込んだ試料測定システム１００について、図８を参照しながら説明する。ここでは「Ｘ線回折装置」を例に説明するが、この構成及び測定方式に限られない。
【００５６】
試料測定システム１００は、Ｘ線ビームＢ２、Ｂ３を発生するＸ線発生装置１０と、試料Ｓを反射したＸ線ビームＢ２、Ｂ３を検出するＸ線検出装置１０２と、θ１及びθ２方向の角度を設定するためのゴニオメータ１０４と、各部を制御する制御装置１０６（測定手段）を備える。
【００５７】
ゴニオメータ１０４は、Ｘ線発生装置１０を把持する第１アーム１１０と、第１アーム１１０をθ１方向に回転駆動させるθ１回転機構１１２と、Ｘ線検出装置１０２の検出器１２６を把持する第２アーム１１４と、第２アーム１１４をθ２方向に回転駆動させる回転機構１１６を含んで構成される。
【００５８】
第１アーム１１０及び第２アーム１１４の回転中心には、測定対象である試料Ｓを載置するための試料台１１８が固定配置される。第１アーム１１０には、回転中心から外方に向かって順に、発散スリット１２０及びＸ線発生装置１０が固定される。第２アーム１１４には、回転中心から外方に向かって順に、散乱スリット１２２、受光スリット１２４及び検出器１２６が固定される。集中法を用いる場合、本図に示すように、第１焦点５１及び受光スリット１２４の位置は、単一の円軌道Ｃ上に存在するように調整される。
【００５９】
Ｘ線検出装置１０２は、Ｘ線ビームＢ２、Ｂ３の強度に応じた検出信号を出力する検出器１２６と、検出器１２６からの検出信号に基づいてＸ線ビームＢ２、Ｂ３の検出量を求める検出回路１２８とを有する。検出器１２６は、単一のＸ線検出素子、或いは線状又は面状に配置されたＸ線検出素子アレイを含んで構成される。
【００６０】
制御装置１０６は、θ１回転機構１１２及びθ２回転機構１１６を制御することで、Ｘ線発生装置１０、試料Ｓ及び検出器１２６を適切な位置関係下に配置させる。この測定例では、第１アーム１１０と第２アーム１１４が同じ角度（θ１＝θ２）に設定される。
【００６１】
制御装置１０６は、Ｘ線発生装置１０を制御することで電子ビームＢ１（図３）を放出させると共に、Ｘ線ビームＢ２、Ｂ３を発生させる。制御装置１０６は、ゴニオメータ１０４の設定角度及び試料Ｓを反射したＸ線ビームＢ２、Ｂ３の検出量に基づいて、試料Ｓに関する物理量を測定する。出力装置１３０は、制御装置１０６からの出力指示に応じて、格子面間隔、回折強度、ミラー係数、積層周期、応力、同定された物質名を含む、試料Ｓの測定結果を出力する。
【００６２】
試料Ｓの種類、性状、又は測定しようとする物理量の組み合わせに応じて、線状又は点状のＸ線ビームＢ２、Ｂ３のいずれかを選択する。ユーザは、ビーム形状に適したＸ線光学系の調整、具体的には、発散スリット１２０、散乱スリット１２２又は受光スリット１２４の交換作業を行う。その後、制御装置１０６は、ユーザによる操作に応じて、電子源３２を回動させる旨の指示信号を切替機構３４に向けて送信する。これにより、電子源３２の延在向きが自動的に切り替わり、所望のＸ線測定を実行できる。なお、上記の構成に代えて、ユーザの手作業により電子源３２の延在向きを切り替える構成であってもよい。
【００６３】
以上のように、試料測定システム１００は、上記したＸ線発生装置１０と、Ｘ線発生装置１０から発生し、且つ、試料Ｓを透過又は反射したＸ線ビームＢ２、Ｂ３を検出するＸ線検出装置１０２と、検出されたＸ線ビームＢ２、Ｂ３の検出量に基づいて試料Ｓに関する物理量を測定する制御装置１０６（測定手段）を備える。これにより、Ｘ線発生装置１０側の調整作業を行うことなく、Ｘ線ビームＢ２、Ｂ３の形状を適時に切り替えたＸ線測定を実行できる。
【００６４】
［備考］
なお、この発明は、上述した実施形態に限定されるものではなく、この発明の主旨を逸脱しない範囲で自由に変更できることは勿論である。
【符号の説明】
【００６５】
１０‥Ｘ線発生装置                      １２‥チャンバ
２２‥窓部                              ２４‥電子発生器
２６‥回転対陰極                        ２８‥室
３２‥電子源                            ３４‥切替機構
３６‥回転軸                            ３８‥周面部
４２‥回転機構                          ５１‥第１焦点
５２‥第２焦点                          ５３‥線分
１００‥試料測定システム                １０２‥Ｘ線検出装置
１０４‥ゴニオメータ                    １０６‥制御装置（測定手段）
Ｂ１‥電子ビーム                        Ｂ２、Ｂ３‥Ｘ線ビーム
Ｌ１、Ｌ２‥周方向焦点長さ              Ｓ‥試料
【図１】
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【図２】
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【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】
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