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公開番号2025114821
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-08-05
出願番号2025081442,2022020882
出願日2025-05-14,2022-02-14
発明の名称X線回折装置及び計測方法
出願人株式会社リガク
代理人弁理士法人IPX
主分類G01N 23/207 20180101AFI20250729BHJP(測定;試験)
要約【課題】X線回折装置を提供する。
【解決手段】X線回折装置100は、X線源110と、試料台130と、検出器160と、スリット部材150と、を備える。X線源は、試料FにX線を照射可能に構成される。試料台には、X線が回折するように試料を設置可能に構成される。検出器は、回折したX線である回折X線140を検出ストリップ161にて1次元で検出可能に構成される。スリット部材は、試料台及び検出器の間に設けられ、回折X線が通過可能なスリット151を有し、スリットの長手方向の軸は、検出ストリップの長手方向の軸と平行である。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
Ｘ線回折装置であって、
Ｘ線源と、試料台と、検出器と、スリット部材と、を備え、
前記Ｘ線源は、試料にＸ線を照射可能に構成され、
前記試料台には、前記Ｘ線が回折するように前記試料を設置可能に構成され、
前記検出器は、回折した前記Ｘ線である回折Ｘ線を検出ストリップにて１次元で検出可能に構成され、
前記スリット部材は、
前記試料台及び前記検出器の間に設けられ、
前記回折Ｘ線が通過可能なスリットを有し、
前記スリットの長手方向の軸は、前記検出ストリップの長手方向の軸と平行である、
Ｘ線回折装置。
続きを表示（約 1,200 文字）【請求項２】
請求項１に記載のＸ線回折装置において、
前記スリットは、前記試料台から前記検出器に向かって広がるようにテーパ形状を有する、
Ｘ線回折装置。
【請求項３】
請求項１又は請求項２に記載のＸ線回折装置において、
前記スリットの短手方向の幅は、前記検出ストリップの短手方向の幅よりも広い、
Ｘ線回折装置。
【請求項４】
請求項１から請求項３までの何れか１つに記載のＸ線回折装置において、
ゴニオメータ円の中心、前記スリットの短手方向の中心及び前記検出ストリップは、一直線上に設けられる、
Ｘ線回折装置。
【請求項５】
請求項４に記載のＸ線回折装置において、
前記回折Ｘ線の回折角は、前記スリットから前記検出器までの距離に依存する、
Ｘ線回折装置。
【請求項６】
請求項４又は請求項５に記載のＸ線回折装置において、
前記スリット及び前記検出器の間の距離は、前記回折Ｘ線の回折角、ゴニオメータの角度及び一の検出ストリップから他の検出ストリップまでの距離に依存する、
Ｘ線回折装置。
【請求項７】
請求項４から請求項６までの何れか１つに記載のＸ線回折装置において、
前記検出器は、前記回折Ｘ線の回折角がゴニオメータ角と等しいときに、第１検出ストリップで前記回折Ｘ線を検出し、前記回折角が前記ゴニオメータ角と等しくないときに、第２検出ストリップで前記回折Ｘ線を検出する、
Ｘ線回折装置。
【請求項８】
請求項１から請求項７までの何れか１つに記載のＸ線回折装置において、
干渉防止部材を備え、
前記スリット部材は、第１スリットと、第２スリットと、を有し、
前記第１スリットの長手方向の軸及び前記第２スリットの長手方向の軸は、平行であり、
前記干渉防止部材は、前記スリット部材及び前記検出器の間において、前記第１スリットを通過した第１回折Ｘ線と、前記第２スリットを通過した第２回折Ｘ線と、の干渉を防止するように構成される、
Ｘ線回折装置。
【請求項９】
請求項１から請求項８までの何れか１つに記載のＸ線回折装置において、
モノクロメータを備え、
前記モノクロメータは、
特定波長の前記回折Ｘ線を回折する格子面を有し、
前記スリット部材及び前記検出器の間において、前記格子面が前記スリットの長手方向の一端から他端に向かう方向に傾斜して設けられる、
Ｘ線回折装置。
【請求項１０】
請求項１から請求項９までの何れか１つに記載のＸ線回折装置において、
前記試料台は、前記試料を設置する設置面を有し、前記設置面に対して平行に移動する、
Ｘ線回折装置。
（【請求項１１】以降は省略されています）
発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、Ｘ線回折装置及び計測方法に関する。
続きを表示（約 3,200 文字）【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、平行スリットアナライザを介してＸ線を検出するＸ線回折装置が開示されている。また、特許文献２には、１次元検出器、２次元検出器等を用いて回折Ｘ線を検出するＸ線回折装置が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特開２００７－０１０４８６号公報
特開２０２０－１５３７２４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１のような平行スリットアナライザ（すなわち、ＰＳＡ（ＰａｒａｌｌｅｌＳｌｉｔＡｎａｌｙｚｅｒ））を介してＸ線を検出するＸ線回折測定において、高精度及び高強度なプロファイルを維持することが難しく、依然として改良の余地があった。
【０００５】
また、特許文献２のようなＰＳＡを用いないＸ線回折測定においても、試料の設置条件、試料形状等に依存して、精度及び正確度を維持することができず、依然として改良の余地があった。
【０００６】
本発明では、このような問題を解決するためになされたものであって上記事情に鑑み、条件に依存せずに高精度及び高正確度なプロファイルをより高強度で取得できるＸ線回折装置及び計測方法を提供することを目的とするとした。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の一態様によれば、Ｘ線回折装置が提供される。このＸ線回折装置は、Ｘ線源と、試料台と、検出器と、スリット部材と、を備える。Ｘ線源は、試料にＸ線を照射可能に構成される。試料台には、Ｘ線が回折するように試料を設置可能に構成される。検出器は、回折したＸ線である回折Ｘ線を検出ストリップにて１次元で検出可能に構成される。スリット部材は、試料台及び検出器の間に設けられる。回折Ｘ線が通過可能なスリットを有する。スリットの長手方向の軸は、検出ストリップの長手方向の軸と平行である。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
実施形態１に係るＸ線回折装置１００の一例を示す側面図である。
Ｘ線回折装置１００とプロファイルの強度との関係性を説明する図である。
Ｘ線回折装置１００の各パラメータを説明する図である。
Ｘ線回折装置１００とピークの精度との関係性を説明する図である。
ゴニオメータ角２Θと回折角２θとが一致する場合の検出器１６０の検出面１６０ａのＸ線検出位置Ｄとの関係性の一例を説明する側面図である。
ゴニオメータ角２Θと回折角２θとが一致する場合の検出器１６０のＸ線検出位置Ｄとの関係性の一例を説明する斜視図である。
ゴニオメータ角２Θと回折角２θとが一致しない場合の検出器１６０の検出面１６０ａのＸ線検出位置Ｄとの関係性の一例を説明する斜視図である。
ゴニオメータ角２Θと回折角２θとが一致しない場合の検出器１６０の検出面１６０ａのＸ線検出位置Ｄとの関係性の一例を説明する斜視図である。
Ｘ線回折測定により得られるプロファイルを説明する図である。
同じ回折角２θのデータを取得するときのＸ線回折装置１００の動作を説明する図である。
実施形態１に係るＸ線回折装置１００の動作の一例を示す側面図である。
実施形態１に係るＸ線回折装置１００の動作の一例を示す側面図である。
比較例１に係るＸ線回折装置２００の一例を示す側面図である。
比較例２に係るＸ線回折装置３００の一例を示す側面図である。
Ｘ線回折測定における正確度及び精度を説明する図の一例である。
各Ｘ線回折装置１００、２００、３００を用いて測定した結果の一例を示す図である。
実施形態１におけるＸ線回折装置１００を用いて、試料Ｆを上下方向に移動させて行った測定の結果の一例を示す図である。
比較例１におけるＸ線回折装置２００を用いて、試料Ｆを上下方向に移動させて行った測定の結果の一例を示す図である。
比較例２におけるＸ線回折装置３００を用いて、試料Ｆを上下方向に移動させて行った測定の結果の一例を示す図である。
実施形態１におけるＸ線回折装置１００を用いて、試料表面をあおり方向に回転させて行った測定の結果の一例を示す図である。
比較例１におけるＸ線回折装置２００を用いて、試料表面をあおり方向に回転させて行った測定の結果の一例を示す図である。
比較例２におけるＸ線回折装置３００を用いて、試料表面をあおり方向に回転させて行った測定の結果の一例を示す図である。
実施形態１におけるＸ線回折装置１００を用いて入射Ｘ線１２０のビーム幅を変化させたときの測定の結果の一例を示す図である。
比較例１におけるＸ線回折装置２００を用いて入射Ｘ線１２０のビーム幅を変化させたときの測定の結果の一例を示す図である。
比較例２におけるＸ線回折装置３００を用いて入射Ｘ線１２０のビーム幅を変化させたときの測定の結果の一例を示す図である。
実施形態１におけるＸ線回折装置１００を用いて入射Ｘ線１２０の入射角度を変更して行った測定の結果の一例を示す図である。
比較例１におけるＸ線回折装置２００を用いて入射Ｘ線２２０の入射角度を変更して行った測定の結果の一例を示す図である。
比較例２におけるＸ線回折装置３００を用いて入射Ｘ線の入射角度を変更して行った測定の結果の一例を示す図である。
実施形態１の変形例１に係るＸ線回折装置４００の一例を示す側面図である。
実施形態１の変形例１に係るＸ線回折装置４００の一例を示す上面図である。
実施形態１の変形例２に係るＸ線回折装置５００の一例を示す側面図である。
実施形態１の変形例３に係るＸ線回折装置６００の一例を示す側面図である。
実施形態１の変形例４に係るＸ線回折装置７００の一例を示す側面図である。
実施形態１の変形例５に係るＸ線回折装置８００の一例を示す側面図である。
図３４の破線で囲まれる領域を拡大した拡大図である。
実施形態２に係るＸ線回折装置９００の一例を示す斜視図である。
ピンホール部材１０５０及び２次元検出器１０６０を用いるＸ線回折装置１０００の一例を示す斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、本発明に係るＸ線回折装置を実施形態に基づいて説明する。以下に示す実施形態中で示した各種特徴事項は、互いに組み合わせ可能である。なお、本発明は、この実施形態に限定されない。また、本明細書に添付した図面では特徴的な部分を分かり易く示すために実際のものとは異なった比率で構成要素を示す場合がある。また、本明細書において、互いに直交する３つの空間軸をＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸とし、Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸に沿った方向をそれぞれＸ軸方向、Ｙ軸方向、Ｚ軸方向とする。Ａ軸方向、Ｂ軸方向、Ｃ軸方向についても同様である。
【００１０】
Ｘ線回折測定の方法には、アウトオブプレーン（ＯｕｔｏｆＰｌａｎｅ）測定とインプレーン（Ｉｎ－Ｐｌａｎｅ）測定とがあり、これらは、測定する格子面の方向によってそれぞれ規定される。アウトオブプレーン測定は、図１に示すように試料の表面に対して垂直でない格子面を評価する手法である。一方で、インプレーン測定は、後述する図３６に示すように試料の表面に対して垂直な格子面を評価する手法である。
（【００１１】以降は省略されています）

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