Ｘ線分析装置
【課題】測定種別の選択と光学部品の交換作業とを関連付けて、交換すべき光学部品の情報を図を用いて画面に表示することで、測定準備作業を容易にする。
【解決手段】Ｘ線分析装置の測定準備作業に関連して、選択画面において、複数の測定種別の中からオペレータが所望の測定種別を選択すると、その測定種別に応じて、取り付けるべき光学部品及び取り外すべき光学部品の情報が、図を伴って表示装置の画面に表示される。オペレータは、その作業指示を見て、Ｘ線分析装置の光学系から光学部品を取り外したり、光学部品を取り付けたりする作業を実行する。図を伴って表示する形態には、交換すべき光学部品１６，１８の光学系上の位置を図示することや、取り付け作業と取り外し作業の区別を絵記号６９で表示することや、光学部品の識別マーク７０，７２を表示すること、が含まれる。
【解決手段】Ｘ線分析装置の測定準備作業に関連して、選択画面において、複数の測定種別の中からオペレータが所望の測定種別を選択すると、その測定種別に応じて、取り付けるべき光学部品及び取り外すべき光学部品の情報が、図を伴って表示装置の画面に表示される。オペレータは、その作業指示を見て、Ｘ線分析装置の光学系から光学部品を取り外したり、光学部品を取り付けたりする作業を実行する。図を伴って表示する形態には、交換すべき光学部品１６，１８の光学系上の位置を図示することや、取り付け作業と取り外し作業の区別を絵記号６９で表示することや、光学部品の識別マーク７０，７２を表示すること、が含まれる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、オペレータの測定準備作業を容易にしたＸ線分析装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
試料のＸ線回折測定を実施するときは、測定条件の設定作業が必要になるが、その設定作業は、Ｘ線回折測定に不慣れなオペレータには大変である。図１５は従来のＸ線回折装置の条件設定画面の一例である。この画面に見られるように、設定項目が多数あり、各項目について、適切な条件を選択したり、適切な数値を入力したりするのは大変な作業である。
【０００３】
このような条件設定作業を容易にするものとして、次の特許文献１に記載されたＸ線回折定性分析装置が知られている。
【特許文献１】特開平６−７４９２３号公報
【０００４】
この特許文献１に記載されたＸ線回折定性分析装置は、測定環境に関する質問を表示して、オペレータからの答えを受けて、知識ベースを用いて測定条件を推論している。これにより、誰でも容易に測定条件を設定することができる。
【０００５】
測定条件を設定するときには、それに伴って、光学部品を交換する作業を必要とすることがある。その場合に、光学部品の取り付け状況を装置自体が認識できれば、取り付けられた光学部品に関する情報をオペレータに知らせることができる。この点に関しては、関連する従来技術があり、次の特許文献２に記載された放射線治療装置では、装置に取り付けたコリメータの種別を認識できるようにしている。
【特許文献２】特開平８−１５５０４５号公報
【０００６】
この特許文献２に記載された放射線治療装置は、種別の異なる複数のコリメータを準備しており、オペレータが選択したコリメータをホルダに装着すると、どのコリメータが装着されたかを、ホルダの外部からオペレータが目視できるようになっている。さらに、光センサを用いることで、コリメータの種別に関する情報を装置が取得できるようにしている。この情報に基づいて、装着されたコリメータが正しいものであるか否かをコンピュータで管理することができ、間違ったコリメータが装着されたら警報を出すことができる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
特許文献１のＸ線回折定性分析装置は、測定条件の設定に関するガイダンス機能を備えているが、光学部品の交換作業には触れていない。このＸ線回折装置は、定性分析だけを目的とする装置なので、光学部品を交換することなく測定条件の設定が可能であると推測される。すなわち、発散スリットと空気散乱防止スリットと検出スリットは、いずれも可変スリットであると考えられ、測定条件に応じてスリット幅を変化させれば足りると考えられる。したがって、測定条件の設定に関連して、光学部品の交換作業と連動させて測定準備作業を正しく完了させるような機能は開示していない。また、特許文献２の放射線治療装置は、装着したコリメータの種別を判別して警報を出すことはできるが、測定条件の設定に関するガイダンス機能とコリメータの交換作業とを関連付けることは開示していない。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の目的は、測定種別の選択と光学部品の交換作業とを関連付けて測定準備作業を容易にしたＸ線分析装置を提供することにある。
【０００９】
本発明のＸ線分析装置は、次の（ア）乃至（キ）を備えている。（ア）試料のＸ線分析を実行する光学系を含む装置本体。（イ）前記装置本体に関する情報を画面に表示する表示装置。（ウ）複数の測定種別の中から所望の測定種別を選択できる選択画面を前記表示装置に表示させる選択画面表示手段。（エ）前記選択画面でオペレータが選択した測定種別を取得する測定種別取得手段。（オ）前記複数の測定種別について、測定種別とその測定種別で使用すべき光学部品との対応関係を記憶した対応関係記憶手段。（カ）前記装置本体に取り付けられた光学部品の種別を識別して検出するセンサ。（キ）前記測定種別取得手段で取得した測定種別について、前記対応関係記憶手段に記憶された前記対応関係に基づいて、その測定種別に対応する光学部品の種別を取得し、その取得した光学部品の種別と、前記センサによって検出された光学部品の種別とを比較して、不一致の光学部品について、前記装置本体に取り付けるべき光学部品及び前記装置本体から取り外すべき光学部品の少なくとも一方の情報を、図を用いて前記表示装置に表示させる作業指示手段。
【００１０】
前記作業指示手段は、取り付けるべき光学部品または取り外すべき光学部品の名称を表示装置に表示させるとともに、その光学部品の光学系上の位置を表示装置に図示させることが好ましい。さらに、前記作業指示手段は、光学部品の取り付け作業と取り外し作業を区別して絵画的に表示装置に図示させることが好ましい。さらに、光学部品を複数の項目に分類して、同一の項目に属する複数の光学部品の間で光学部品の交換が行われるようにし、各光学部品にはその項目を識別するための識別マークを付与して、前記作業指示手段は、装置本体に取り付けるべき光学部品または装置本体から取り外すべき光学部品を表示装置に表示させる際に、その光学部品に付与されている識別マークを表示させることが好ましい。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、測定種別の選択機能と光学部品の交換作業とを関連付けているので、オペレータは、選択画面で測定種別を選択すれば、その測定種別を実行するのに必要な光学部品の交換作業を容易に知ることができ、その作業指示画面に従って、光学部品の交換作業を実行することができる。特に、交換すべき光学部品の情報を図を用いて画面に表示するので、光学部品を取り付ける位置や光学部品の種別などが容易にわかる。そして、間違った光学部品を取り付けると、正しい光学部品に交換すべき作業指示が出るので、光学部品の取り付けミスを防ぐことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
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（Ａ）は本発明のＸ線分析装置の一実施例の光学系の配置例を概略的に示した斜視図である。このＸ線分析装置は薄膜試料評価用の装置であり、Ｘ線回折測定やＸ線小角散乱測定、反射率測定などを実施できる。図１（Ａ）において、Ｘ線管１０と試料台１２の間には入射側の光学部品が配置されている。試料台１２とＸ線検出器１４の間には受光側の光学部品が配置されている。
【００１３】
入射側の光学部品は、項目名として、ＣＢＯ選択スリット１６と入射光学素子１８と入射平行スリット２０と長手制限スリット２２がある。入射光学素子１８と入射平行スリット２０は、取り付け箇所としては同じ位置にある。各項目名のところには、その項目名に属する具体的な光学部品が取り付けられる。ＣＢＯ選択スリット１８に属する具体的な光学部品は、ＣＢＯユニット２４に取り付けられる。入射光学素子１８に属する具体的な光学部品は、入射光学素子ベース２６に取り付けられる。入射平行スリット２０に属する具体的な光学部品は、入射光学素子１８に属する光学部品のうちの２結晶モノクロメータに取り付けられるか、または、入射平行スリットアダプタを介して、入射光学素子ベース２６に取り付けられる。長手制限スリット２２に属する具体的な光学部品は、入射スリットボックス２８に取り付けられる。
【００１４】
受光側の光学部品は、項目名として、フィルター３０と受光光学素子３２と受光平行スリット３４とカウンタモノクロメータ３６とモノクロメータスリット３８がある。カウンタモノクロメータ３６とモノクロメータスリット３８は、取り付け箇所としては、Ｘ線検出器１４と同じ位置に図示している。入射側と同様に、各項目名のところには、その項目名に属する具体的な光学部品が取り付けられる。フィルター３０に属する具体的な光学部品は、受光スリットボックス４０に取り付けられる。受光光学素子３２に属する具体的な光学部品は、受光光学素子ベース４２に直接取り付けられるか、または、受光光学素子アダプタを介して受光光学素子ベース４２に取り付けられる。受光平行スリット３４に属する具体的な光学部品は、受光平行スリットアダプタ４４に取り付けられる。カウンタモノクロメータ３６に属する具体的な光学部品は、カウンタアダプタ４６に取り付けられる。モノクロメータスリット３８は、カウンタアダプタ４６にカウンタモノクロメータが取り付けられている場合に、そのカウンタモノクロメータユニットに取り付けられる。
【００１５】
このＸ線分析装置は、水平な試料台１２の上に試料を水平に配置するタイプである。例えば、広角のＸ線回折測定を実施するときは、図１（Ｂ）に示すように、入射側の光学系５０は水平な回転中心線４８の周りを回転でき、受光側の光学系５２は、同じ回転中心線４８の周りを回転できる。また、インプレーン回折測定を実施するときは、図１（Ａ）において、直立する回転中心線４９の周りを受光側の光学系が回転する。
【００１６】
図２は入射側の光学系の各項目に属する具体的な光学部品の一覧表である。選択可能な具体的な光学部品は「部品名称」の欄に記載されている。各光学部品は、それが装置に取り付けられると、その光学部品の種別がセンサで認識されて検出される。図２の一覧表の「センサの種類」の欄は、そのセンサの種類を示している。「光センサ」は反射式の光センサである。これについては後述する。ＣＢＯ選択スリットと入射平行スリットと長手制限スリットの項目が光センサを利用している。「コネクタ」は、光学部品と装置とを電気的に接続するためのコネクタの中の特定の端子が、光学部品を識別するためのセンサの役割を果たしている。２結晶モノクロメータと４結晶モノクロメータは、装置とモノクロメータとの間で電気信号の授受を行うために信号ケーブルが付属しているが、その信号ケーブルのコネクタに、上述のようなセンサ用の端子が備わっている。このコネクタをセンサとして利用している項目は入射光学部品である。
【００１７】
ＣＢＯ選択スリットの項目は、「ユニットなし」と「選択スリットなし」を含めて、６種類の選択肢がある。ＣＢＯユニットに取り付けることが可能な選択スリットとしては、４種類の選択スリットＢＢ、ＰＢ、ＳＡ、ＭＡがある。ＣＢＯは、Cross Beam Opticsの略であり、ＣＢＯユニットは、Ｘ線源からそのまま出てくる発散Ｘ線ビームをそのまま使用する集中法と、人工放物面多層膜ミラーを用いて発散ビームを平行ビームにして使用する平行ビーム法について、それらの選択を選択スリットの交換だけで簡単にできるようにしたものである。ＢＢは集中法用、ＰＢは平行ビーム法用、ＳＡは小角散乱測定用、ＭＡは微小部測定用である。ＳＡはＰＢのスリット幅を細くしたもの、ＭＡはＰＢの長さを短くしたものである。
【００１８】
入射光学素子は、「モノクロメータなし」を含めて５種類の選択肢がある。モノクロメータの種別としては、２結晶モノクロメータＧｅ（２２０）×２と、２結晶モノクロメータＧｅ（４００）×２と、４結晶モノクロメータＧｅ（２２０）×４と、４結晶モノクロメータＧｅ（４４０）×４がある。
【００１９】
入射平行スリットは、「アダプタなし」と「スリットなし」を含めて、８種類の選択肢がある。入射平行スリットに属する光学部品は、上述の２結晶モノクロメータが存在するときは、そのモノクロメータに取り付けられる。モノクロメータが存在しないときは、入射平行スリットアダプタが入射光学素子ベース２６（図１を参照）に取り付けられて、その入射平行スリットアダプタに、入射平行スリットに属する光学部品が取り付けられる。この光学部品としては、３種類のソーラースリットと３種類のインプレーンＰＳＣがある。ＰＳＣは平行スリットコリメータ（Parallel Slit Collimator）の略である。
【００２０】
長手制限スリットは、「長手制限スリットなし」を含めて、６種類の選択肢がある。長手制限スリットとしては、０．５ｍｍ〜１５ｍｍまでの５種類がある。
【００２１】
図３は受光側の光学系の各項目に属する具体的な光学部品の一覧表である。センサの種類について述べると、受光光学素子の項目のうち、受光光学素子アダプタに取り付ける光学部品については、光センサを利用している。受光平行スリットの項目も光センサを利用している。受光光学素子の項目のうち、結晶アナライザはコネクタを利用している。カウンタモノクロメータの項目については、コネクタとマイクロスイッチを併用している。フィルターとモノクロメータスリットの項目については、マイクロスイッチを利用している。マイクロスイッチは、光学部品が存在するか否かだけを検出すれば足りる場合（オン・オフの出力信号で足りる場合）に使うことができる。
【００２２】
フィルターは、「フィルターなし」と、ＣｕＫβフィルターのいずれかである。
【００２３】
受光光学素子は、「アナライザ／アダプタなし」を含めて、１０種類の選択肢がある。受光光学素子ベース４２（図１を参照）に直接取り付けるものとして、２結晶アナライザＧｅ（２２０）×２と、２結晶アナライザＧｅ（４００）×２がある。また、受光光学素子アダプタを介して受光光学素子ベースに取り付けるものとして、「ＰＳＡなし」を含めて、７種類がある。
【００２４】
受光平行スリットは、「アダプタなし」と「スリットなし」を含めて、７種類の選択肢がある。受光平行スリットに属する光学部品としては、２種類のソーラースリットと３種類のインプレーンＰＳＡがある。ＰＳＡは平行スリットアナライザ（Parallel Slit Analyzer）の略である。
【００２５】
カウンタモノクロメータは、「ユニットなし」と「カウンタモノクロメータユニットなし」を含めて、４種類の選択肢がある。カウンタモノクロメータに属する光学部品としては、カウンタモノクロメータＢｅｎｔと、カウンタモノクロメータＦｌａｔがある。
【００２６】
モノクロメータスリットは、「モノクロメータスリットなし」と、モノクロメータスリットＢＢＭのいずれかである。
【００２７】
図４は光センサによる種別検出方法を説明する斜視図である。この図面は、入射平行スリットアダプタ５４にソーラースリット５６を取り付ける状態を示している。入射平行スリットアダプタ５４には、３個の光センサ５８が設けられている。それぞれの光センサは発光素子と受光素子の組からなる。ソーラースリット５６の底面６０には３個の標識部６２，６４，６６があり、そのうちのひとつが光反射部６４（白色）であり、残りの二つが光吸収部６２，６６（黒色）である。各光センサ５８は、反射光を受光するか受光しないかに応じて２値信号（１ビット）を出力する。３個の光センサを用いることで、３ビットの信号を出力でき、これにより、２の３乗＝８種類の光学部品を識別することができる。このような光センサを、入射平行スリットのほかに、ＣＢＯ選択スリット、長手制限スリット、受光光学素子、受光平行スリットの各項目で利用している。また、ソーラースリット５６には、光学部品を識別するためのシール５７が貼り付けられている。このシール５７には、識別マーク５９と、光学部品の名称（Ｓｏｌｌｅｒ ｓｌｉｔ ２．５ｄｅｇ）が記載されている。識別マーク５９は、光学部品の項目を識別するためのマークであり、この例では、入射光学素子または入射平行スリットに属することを示す特有の識別マーク（◆印）となっている。
【００２８】
図５はＸ線分析装置に付属する表示装置に表示される選択画面である。この選択画面には、複数の測定種別が表示されていて、オペレータは所望の測定種別を選択することができる。図示の画面では、例えば、膜厚評価のための測定種別として、「反射率（中分解能ＰＢ）」と「反射率（高分解能ＰＢ−Ｇｅ（２２０）×２）」と「反射率（超高分解能ＰＢ−Ｇｅ（２２０）×４）」の３種類のいずれかを選択できる。また、配向評価のための測定種別として、「極点（中分解能ＰＢ）」を選択できる。さらに、粉末定性・構造評価のための測定種別として、「簡易広角（集中法）」と「簡易広角（中分解能ＰＢ／ＰＳＡ）」が見えている。所望の測定種別をクリックすると、その測定種別を選択することができる。
【００２９】
図５の画面の下方の領域６８には、選択した測定種別についての三つの動作パーツ、すなわち、光学系調整パーツ、試料位置調整パーツ、データ測定パーツ、が示されている。この例は、「反射率（中分解能ＰＢ）」を選択したときの三つの動作パーツ、すなわち、光学系調整（ＰＢ）、試料位置調整、反射率測定のパーツを示している。「反射率（中分解能ＰＢ）」を実行するには、この三つの動作パーツを実行する必要があり、そのそれぞれについて測定条件の設定が必要となる。
【００３０】
図６、図７及び図８は「簡易広角（集中法）」の測定種別を選択したときの光学系調整、試料位置調整及びデータ測定の三つの動作パーツのそれぞれの設定画面である。図６は光学系調整の設定画面であり、この画面では、オペレータは表示内容を確認するだけで済み、特に設定する項目はない。
【００３１】
図７は試料位置調整の設定画面である。この設定画面では、オペレータは試料位置調整条件を設定する。すなわち、試料が平らな試料か否かを選択し、平らな試料の場合は試料の厚さを入力する。それ以外の設定項目については、「おまかせ条件」にしておけば、標準的な条件が設定される。この「おまかせ条件」がデフォルトになっている。標準条件以外の内容で設定したい場合は、「条件をカスタマイズ」を選択して、「カスタマイズ」ボタンをクリックすれば、オペレータが希望する条件を設定することができる。
【００３２】
図８はデータ測定の設定画面である。すなわち、「簡易広角測定（集中法）」のデータ測定についての設定画面である。この設定画面では、オペレータは、測定データを保存するファイル名と、試料の種類を設定する。それ以外の設定項目については、「おまかせ条件」にしておけば、標準的な条件が設定される。
【００３３】
図９、図１０及び図１１は「反射率（高分解能Ｇｅ（２２０）×２）」の測定種別を選択したときの光学系調整、試料位置調整及びデータ測定の三つの動作パーツのそれぞれの設定画面である。図９は光学系調整（ＰＢ）の設定画面であり、この画面では、オペレータは表示内容を確認するだけで済み、特に設定する項目はない。
【００３４】
図１０は試料位置調整の設定画面である。この設定画面では、オペレータは試料位置調整条件を設定する。すなわち、試料の厚さ、幅及び高さを入力する。それ以外の設定項目については、「おまかせ条件」にしておけば、標準的な条件が設定される。
【００３５】
図１１はデータ測定の設定画面である。すなわち、反射率測定のデータ測定についての設定画面である。この設定画面では、オペレータは、測定データを保存するファイル名を設定する。それ以外の設定項目については、「おまかせ条件」にしておけば、標準的な条件が設定される。
【００３６】
図１２は測定種別と光学部品の種別との対応関係を示す一覧表である。ここでは、３種類の測定種別だけを示している。まず、「簡易広角測定（集中法）」を説明する。この「簡易広角測定（集中法）」はＸ線回折測定の一種であり、集中法を用いて、比較的広い角度範囲で回折測定を実施するものである。試料としてはガラス試料板に充填した粉末を用いる。光学系調整と試料位置調整とデータ測定の三つのパーツのすべてにおいて、同一の光学部品を使っている。使用する光学部品を説明すると、ＣＢＯ選択スリットは選択スリットＢＢを選択し、入射光学素子は何も使わず、入射平行スリットはソーラースリットの５．０°を選択し、長手制限スリットは１０ｍｍを選択し、フィルターは使わず、受光光学素子はＰＳＡ ｏｐｅｎを選択し、受光平行スリットはソーラースリットの５．０°を選択し、カウンタモノクロメータはＢｅｎｔを選択し、モノクロメータスリットはあり、という条件である。
【００３７】
「反射率測定（高分解能）」と「透過小角散乱測定」についても、使用する試料と光学部品の種別を図１２に示している。図１２に示すような、測定種別と光学部品の種別との対応関係は、Ｘ線分析装置の制御装置に付属する記憶手段に記憶されている。
【００３８】
次に、測定準備作業の全体の流れを具体例を用いて説明する。Ｘ線分析装置の現在の光学系が、図１２に示す「簡易広角測定（集中法）」に対応する状態になっているものと仮定する。そして、このようなＸ線分析装置を使って、次に「反射率測定（高分解能）」を実施するものと仮定する。まず、図５の選択画面において、「反射率（高分解能ＰＢ−Ｇｅ（２２０）×２）」を選択する。これに対応して、領域６８には、「反射率（高分解能ＰＢ−Ｇｅ（２２０）×２）」のための三つの動作パーツが表示される。オペレータが、その三つの動作パーツをそれぞれ順番にクリックすると、図９〜図１１に示す設定画面が表示されて、それぞれの設定画面で必要な設定をする。その後、「実行」ボタンをクリックする。Ｘ線分析装置は、現在の光学部品の取り付け状態をセンサで確認して（図１２の上段の光学部品種別となっている）、そして、反射率（高分解能）の測定に必要な光学部品を図７に示す対応関係に基づいて取得し（図１２の中段の光学部品種別を取得する）、両者を比較する。両者を比較してみると、ＣＢＯ選択スリットと入射光学素子と入射平行スリットと長手制限スリットとカウンタモノクロメータとモノクロメータスリットの６種類の項目について、光学部品の交換が必要であることがわかる。そこで、Ｘ線分析装置は、図１３に示すような画面を表示する。この画面は、交換すべき光学部品をオペレータに知らせる画面であり、６種類の項目において光学部品の交換が必要であることがわかる。図１３の画面で「ＯＫ」ボタンをクリックすると、図１４と図１５に示すような作業指示画面が現れる。ひとつの画面を図１４と図１５に分けて表示している。
【００３９】
図１４と図１５の作業指示画面の内容を説明する前に、作業指示画面の読み方を図１６を用いて説明する。図１６（Ａ）において、この絵表示は、Ｘ線分析装置の光学系の各項目を図形を用いて簡略的に表示している。図１に対応させて説明すると、この絵表示には、Ｘ線管１０、ＣＢＯ選択スリット１６、入射光学素子１８、入射平行スリット２０、長手制限スリット２２、フィルター３０、受光光学素子３２、受光平行スリット３４、Ｘ線検出器１４、カウンタモノクロメータ３６及びモノクロメータスリット３８の各項目が象徴的に示されている。そして、光学系の絵表示の右側に、光学部品の取り付け作業と取り外し作業とを区別して表示する絵記号６９（絵画的に図示したもの）がある。この絵記号は、人間の手が光学部品を装置に取り付けることを象徴する絵になっている。
【００４０】
図１６（Ｂ）は、取り付け作業の指示方法を示す例である。この例は、ＣＢＯ選択スリット１６に光学部品を取り付けることを指示している。光学部品を取り付けるべき項目（ＣＢＯ選択スリット１６）は強調表示される。そして、その項目に特有の識別マーク７０（この例では、ＣＢＯ選択スリットに特有の●印）が光学部品の上方に表示される。そして、具体的にどの光学部品を取り付けるべきかは文章で示される。したがって、絵画的に図示されるものは、取り付けるべき光学部品の項目を示す識別マーク（ここでは●印）と、その光学部品の位置と（強調表示される）、取り付け作業の絵記号６９である。ところで、上述の特有の識別マーク７０（●印）は、ＣＢＯ選択スリットに属する現実の光学部品のそれぞれに共通して付与されている（図４を参照）。したがって、オペレータは、●印が付いている光学部品の中から必要なものを探せばよく、数ある光学部品の中から目的の光学部品を容易に見つけ出すことができる。
【００４１】
図１６（Ｃ）は、取り外し作業の指示方法を示す例である。この例は、入射光学素子１８の項目から光学部品を取り外すことを指示している。入射光学素子１８の位置が強調表示され、かつ、入射光学素子の項目に特有の識別マーク７２（◆印）が示され、さらに、取り外し作業の絵記号７４が表示される。この絵記号は、人間の手が光学部品を装置から取り外すことを象徴する絵になっている。
【００４２】
次に、図１４と図１５の画面に戻って、光学部品の交換作業の指示画面の説明をする。図１４において、画面の一番上に、「高さ基準試料板をアタッチメントに載せてください。」という指示が文章で示される。そして、高さ基準試料板の絵も表示される。この指示に従い、オペレータは高さ基準試料板を試料台のアタッチメントに載せる。
【００４３】
次に、「ＣＢＯユニットに選択スリットＰＢを挿入してください。⇒現在、選択スリットＢＢが挿入されています。」という指示が文章で示され、その指示内容が絵画的に表示される。すなわち、ＣＢＯ選択スリット１６の位置が強調表示され、その位置の上方に、ＣＢＯ選択スリットに特有の識別マーク７０（●印）が示される。さらに、一番右側の作業種別表示部では、光学部品の取り付け作業を示す絵記号６９が示される。オペレータはこれらの表示を見ることで、Ｘ線分析装置のＣＢＯユニット２４（図１を参照）から選択スリットＢＢを取り外して、選択スリットＰＢを挿入する作業が必要であることを理解する。そして、●印が付与されている複数の光学部品（４種類の選択スリットＢＢ、ＰＢ、ＳＡ、ＭＡ）の中から、選択スリットＰＢを探し出して、それをＣＢＯユニットに挿入する。ところで、光学部品の交換作業は、現在取り付けられている光学部品を取り外す作業と、新しい光学部品を取り付ける作業の組み合わせからなるが、指示内容が簡単な場合は、ひとつの作業指示として表示し、その場合は、作業の絵記号としては取り付け作業の絵記号６９を表示している。
【００４４】
次の作業指示では「ＩＰＳ ａｄａｐｔｏｒを取り外してください。」という指示が文章で示され、その指示内容が絵画的に表示される。「ＩＰＳ ａｄａｐｔｏｒ」は、入射平行スリットアダプタ（Incident parallel slit adaptor）を意味する。そして、入射光学素子１８の位置が強調表示され、その位置の上方に、入射光学素子に特有の識別マーク７０（◆印）が示される。さらに、一番右側の作業種別表示部では、光学部品の取り外し作業を示す絵記号７４が示される。オペレータはこれらの表示を見ることで、Ｘ線分析装置の入射光学素子ベース２６（図１を参照）から入射平行スリットアダプタを取り外す作業が必要であることを理解する。そして、その作業を実行する。
【００４５】
以下、同様に、図１４と図１５の画面に表示された作業指示に従って、オペレータは、入射光学素子ベース２６（図１を参照）に「２結晶モノクロメータＧｅ（２２０）×２」を取り付け、その２結晶モノクロメータに「Ｓｏｌｌｅｒ ｓｌｉｔ ｏｐｅｎ」を取り付け、高さ基準試料板に「Ｃｅｎｔｅｒ ｓｌｉｔ」を挿入し、カウンタアダプタ４６（Detector adaptor）（図１を参照）から「ＤＢＭユニット」（Diffracted beam monochromator）を取り外し、そのＤＢＭユニットからカウンタ（Ｘ線検出器）を取り外し、そのカウンタをカウンタアダプタ４６（Detector adaptor）に取り付ける、という各作業を実行する。そして、「ＯＫ」ボタンをクリックする。
【００４６】
すると、Ｘ線分析装置は、光学系調整を自動的に実行する。この場合、おまかせ条件で進められるので、オペレータは何もすることがなく、光学系調整が完了するのを待つ。光学系調整が完了すると、図１７の作業指示画面が表示される。
【００４７】
図１７の作業指示画面では、「試料厚調整板（０−３ｍｍ）およびウェーハ試料板（標準）をアタッチメントに載せてください。」という指示が示されるので、オペレータは試料台のアタッチメントにそれらを載せる作業を実行する。さらに、「ウェーハ試料板に試料を取り付けてください。」という指示が示されているので、その作業も実行する。
【００４８】
それから、次の作業指示としては、「入射スリットボックスに長手制限スリット５（ｍｍ）を挿入してください。⇒現在、長手制限スリット１０（ｍｍ）が挿入されています。」という指示が文章で示され、その指示内容が絵画的に表示される。オペレータは、その指示に従い、入射スリットボックス２８（図１を参照）から「長手制限スリット１０（ｍｍ）」を取り外して、「長手制限スリット５（ｍｍ）」を取り付ける。この長手制限スリットの交換は、光学系調整から試料位置調整に移るためのものである。「ＯＫ」ボタンをクリックすると、Ｘ線分析装置は、試料位置調整を自動的に実行する。この場合も、おまかせ条件で進められるので、オペレータは何もすることがなく、試料位置調整が完了する。その後、Ｘ線分析装置は自動的にデータ測定に移り、反射率測定が終了する。
【００４９】
次に、間違った光学部品を取り付けた場合の処理を説明する。図１４の作業指示画面では、選択スリットＰＢを挿入する指示になっているが、オペレータが間違えて、選択スリットＳＡを取り付けた場合を例にして説明する。この場合、オペレータが図１５の「ＯＫ」ボタンをクリックしたあとに、Ｘ線分析装置は、選択スリットの種別が指示内容と異なっていることを、センサの出力信号に基づいて判断する。この場合は、光学系調整を開始せずに、図１８の作業指示画面を表示する。この画面では、間違った光学部品について、正しい光学部品に交換すべき作業指示が表示される。すなわち、間違っている選択スリットＳＡを、正しい選択スリットＰＢに交換する作業についての指示が文章で示され、その指示内容が絵画的に表示される。
【００５０】
次に、Ｘ線分析装置の全体構成を説明する。図１９はＸ線分析装置の全体像を概略的に示す正面図である。Ｘ線分析装置は装置本体７６と制御装置７８と表示装置８０を含む。装置本体７６には図１に示す光学系が収納されている。表示装置８０は、図５に示す選択画面を表示するほか、図６〜図１１、図１３、図１４〜１５、図１７及び図１８の各画面を表示する。制御装置７８は選択画面表示手段８２と測定種別取得手段８４と対応関係記憶手段８６と作業指示手段８８を含む。選択画面表示手段８２は、図５に示す選択画面を表示装置８０に表示させる機能を実現する手段である。測定種別取得手段８４は、図５に示す選択画面においてオペレータが選択した測定種別を取得する機能を実現する手段である。対応関係記憶手段８６は図１２に示す対応関係を記憶する手段である。作業指示手段８８は、図１３、図１４〜１５、図１７及び図１８に示す作業指示画面を表示装置８０に表示させる機能を実現する手段である。選択画面表示手段８２と測定種別取得手段８４と作業指示手段８８はコンピュータのソフトウェアによって実現される。対応関係記憶手段８６はコンピュータの記憶装置によって実現される。
【図面の簡単な説明】
【００５１】
【図１】本発明のＸ線分析装置の一実施例の光学系の配置例を示した斜視図である。
【図２】入射側の光学系の各項目名に属する具体的な光学部品の一覧表である。
【図３】受光側の光学系の各項目名に属する具体的な光学部品の一覧表である。
【図４】光センサによる種別検出方法を説明する斜視図である。
【図５】Ｘ線分析装置に付属する表示装置に表示される選択画面である。
【図６】簡易広角測定の光学系調整の設定画面である。
【図７】簡易広角測定の試料位置調整の設定画面である。
【図８】簡易広角測定のデータ測定の設定画面である。
【図９】反射率測定の光学系調整の設定画面である。
【図１０】反射率測定の試料位置調整の設定画面である。
【図１１】反射率測定のデータ測定の設定画面である。
【図１２】測定種別と光学部品の種別との対応関係を示す一覧表である。
【図１３】交換すべき光学部品をオペレータに知らせる画面である。
【図１４】作業指示画面の前半部分である。
【図１５】作業指示画面の後半部分である。
【図１６】作業指示画面の読み方を説明する説明図である。
【図１７】別の作業指示画面である。
【図１８】さらに別の作業指示画面である。
【図１９】Ｘ線分析装置の全体像を示す正面図である。
【図２０】従来のＸ線回折装置の条件設定画面である。
【符号の説明】
【００５２】
１０ Ｘ線管
１２ 試料台
１４ Ｘ線検出器
１６ ＣＢＯ選択スリット
１８ 入射光学素子
２０ 入射平行スリット
２２ 長手制限スリット
２４ ＣＢＯユニット
２６ 入射光学素子ベース
２８ 入射スリットボックス
３０ フィルター
３２ 受光光学素子
３４ 受光平行スリット
３６ カウンタモノクロメータ
３８ モノクロメータスリット
４０ 受光スリットボックス
４２ 受光光学素子ベース
４４ 受光平行スリットアダプタ
４６ カウンタアダプタ
５４ 入射平行スリットアダプタ
５６ ソーラースリット
５８ 光センサ
６２，６４，６６ 標識部
７０ 識別マーク
７６ 装置本体
７８ 制御装置
８０ 表示装置
８２ 選択画面表示手段
８４ 測定種別取得手段
８６ 対応関係記憶手段
８８ 作業指示手段
【技術分野】
【０００１】
本発明は、オペレータの測定準備作業を容易にしたＸ線分析装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
試料のＸ線回折測定を実施するときは、測定条件の設定作業が必要になるが、その設定作業は、Ｘ線回折測定に不慣れなオペレータには大変である。図１５は従来のＸ線回折装置の条件設定画面の一例である。この画面に見られるように、設定項目が多数あり、各項目について、適切な条件を選択したり、適切な数値を入力したりするのは大変な作業である。
【０００３】
このような条件設定作業を容易にするものとして、次の特許文献１に記載されたＸ線回折定性分析装置が知られている。
【特許文献１】特開平６−７４９２３号公報
【０００４】
この特許文献１に記載されたＸ線回折定性分析装置は、測定環境に関する質問を表示して、オペレータからの答えを受けて、知識ベースを用いて測定条件を推論している。これにより、誰でも容易に測定条件を設定することができる。
【０００５】
測定条件を設定するときには、それに伴って、光学部品を交換する作業を必要とすることがある。その場合に、光学部品の取り付け状況を装置自体が認識できれば、取り付けられた光学部品に関する情報をオペレータに知らせることができる。この点に関しては、関連する従来技術があり、次の特許文献２に記載された放射線治療装置では、装置に取り付けたコリメータの種別を認識できるようにしている。
【特許文献２】特開平８−１５５０４５号公報
【０００６】
この特許文献２に記載された放射線治療装置は、種別の異なる複数のコリメータを準備しており、オペレータが選択したコリメータをホルダに装着すると、どのコリメータが装着されたかを、ホルダの外部からオペレータが目視できるようになっている。さらに、光センサを用いることで、コリメータの種別に関する情報を装置が取得できるようにしている。この情報に基づいて、装着されたコリメータが正しいものであるか否かをコンピュータで管理することができ、間違ったコリメータが装着されたら警報を出すことができる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
特許文献１のＸ線回折定性分析装置は、測定条件の設定に関するガイダンス機能を備えているが、光学部品の交換作業には触れていない。このＸ線回折装置は、定性分析だけを目的とする装置なので、光学部品を交換することなく測定条件の設定が可能であると推測される。すなわち、発散スリットと空気散乱防止スリットと検出スリットは、いずれも可変スリットであると考えられ、測定条件に応じてスリット幅を変化させれば足りると考えられる。したがって、測定条件の設定に関連して、光学部品の交換作業と連動させて測定準備作業を正しく完了させるような機能は開示していない。また、特許文献２の放射線治療装置は、装着したコリメータの種別を判別して警報を出すことはできるが、測定条件の設定に関するガイダンス機能とコリメータの交換作業とを関連付けることは開示していない。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の目的は、測定種別の選択と光学部品の交換作業とを関連付けて測定準備作業を容易にしたＸ線分析装置を提供することにある。
【０００９】
本発明のＸ線分析装置は、次の（ア）乃至（キ）を備えている。（ア）試料のＸ線分析を実行する光学系を含む装置本体。（イ）前記装置本体に関する情報を画面に表示する表示装置。（ウ）複数の測定種別の中から所望の測定種別を選択できる選択画面を前記表示装置に表示させる選択画面表示手段。（エ）前記選択画面でオペレータが選択した測定種別を取得する測定種別取得手段。（オ）前記複数の測定種別について、測定種別とその測定種別で使用すべき光学部品との対応関係を記憶した対応関係記憶手段。（カ）前記装置本体に取り付けられた光学部品の種別を識別して検出するセンサ。（キ）前記測定種別取得手段で取得した測定種別について、前記対応関係記憶手段に記憶された前記対応関係に基づいて、その測定種別に対応する光学部品の種別を取得し、その取得した光学部品の種別と、前記センサによって検出された光学部品の種別とを比較して、不一致の光学部品について、前記装置本体に取り付けるべき光学部品及び前記装置本体から取り外すべき光学部品の少なくとも一方の情報を、図を用いて前記表示装置に表示させる作業指示手段。
【００１０】
前記作業指示手段は、取り付けるべき光学部品または取り外すべき光学部品の名称を表示装置に表示させるとともに、その光学部品の光学系上の位置を表示装置に図示させることが好ましい。さらに、前記作業指示手段は、光学部品の取り付け作業と取り外し作業を区別して絵画的に表示装置に図示させることが好ましい。さらに、光学部品を複数の項目に分類して、同一の項目に属する複数の光学部品の間で光学部品の交換が行われるようにし、各光学部品にはその項目を識別するための識別マークを付与して、前記作業指示手段は、装置本体に取り付けるべき光学部品または装置本体から取り外すべき光学部品を表示装置に表示させる際に、その光学部品に付与されている識別マークを表示させることが好ましい。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、測定種別の選択機能と光学部品の交換作業とを関連付けているので、オペレータは、選択画面で測定種別を選択すれば、その測定種別を実行するのに必要な光学部品の交換作業を容易に知ることができ、その作業指示画面に従って、光学部品の交換作業を実行することができる。特に、交換すべき光学部品の情報を図を用いて画面に表示するので、光学部品を取り付ける位置や光学部品の種別などが容易にわかる。そして、間違った光学部品を取り付けると、正しい光学部品に交換すべき作業指示が出るので、光学部品の取り付けミスを防ぐことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
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（Ａ）は本発明のＸ線分析装置の一実施例の光学系の配置例を概略的に示した斜視図である。このＸ線分析装置は薄膜試料評価用の装置であり、Ｘ線回折測定やＸ線小角散乱測定、反射率測定などを実施できる。図１（Ａ）において、Ｘ線管１０と試料台１２の間には入射側の光学部品が配置されている。試料台１２とＸ線検出器１４の間には受光側の光学部品が配置されている。
【００１３】
入射側の光学部品は、項目名として、ＣＢＯ選択スリット１６と入射光学素子１８と入射平行スリット２０と長手制限スリット２２がある。入射光学素子１８と入射平行スリット２０は、取り付け箇所としては同じ位置にある。各項目名のところには、その項目名に属する具体的な光学部品が取り付けられる。ＣＢＯ選択スリット１８に属する具体的な光学部品は、ＣＢＯユニット２４に取り付けられる。入射光学素子１８に属する具体的な光学部品は、入射光学素子ベース２６に取り付けられる。入射平行スリット２０に属する具体的な光学部品は、入射光学素子１８に属する光学部品のうちの２結晶モノクロメータに取り付けられるか、または、入射平行スリットアダプタを介して、入射光学素子ベース２６に取り付けられる。長手制限スリット２２に属する具体的な光学部品は、入射スリットボックス２８に取り付けられる。
【００１４】
受光側の光学部品は、項目名として、フィルター３０と受光光学素子３２と受光平行スリット３４とカウンタモノクロメータ３６とモノクロメータスリット３８がある。カウンタモノクロメータ３６とモノクロメータスリット３８は、取り付け箇所としては、Ｘ線検出器１４と同じ位置に図示している。入射側と同様に、各項目名のところには、その項目名に属する具体的な光学部品が取り付けられる。フィルター３０に属する具体的な光学部品は、受光スリットボックス４０に取り付けられる。受光光学素子３２に属する具体的な光学部品は、受光光学素子ベース４２に直接取り付けられるか、または、受光光学素子アダプタを介して受光光学素子ベース４２に取り付けられる。受光平行スリット３４に属する具体的な光学部品は、受光平行スリットアダプタ４４に取り付けられる。カウンタモノクロメータ３６に属する具体的な光学部品は、カウンタアダプタ４６に取り付けられる。モノクロメータスリット３８は、カウンタアダプタ４６にカウンタモノクロメータが取り付けられている場合に、そのカウンタモノクロメータユニットに取り付けられる。
【００１５】
このＸ線分析装置は、水平な試料台１２の上に試料を水平に配置するタイプである。例えば、広角のＸ線回折測定を実施するときは、図１（Ｂ）に示すように、入射側の光学系５０は水平な回転中心線４８の周りを回転でき、受光側の光学系５２は、同じ回転中心線４８の周りを回転できる。また、インプレーン回折測定を実施するときは、図１（Ａ）において、直立する回転中心線４９の周りを受光側の光学系が回転する。
【００１６】
図２は入射側の光学系の各項目に属する具体的な光学部品の一覧表である。選択可能な具体的な光学部品は「部品名称」の欄に記載されている。各光学部品は、それが装置に取り付けられると、その光学部品の種別がセンサで認識されて検出される。図２の一覧表の「センサの種類」の欄は、そのセンサの種類を示している。「光センサ」は反射式の光センサである。これについては後述する。ＣＢＯ選択スリットと入射平行スリットと長手制限スリットの項目が光センサを利用している。「コネクタ」は、光学部品と装置とを電気的に接続するためのコネクタの中の特定の端子が、光学部品を識別するためのセンサの役割を果たしている。２結晶モノクロメータと４結晶モノクロメータは、装置とモノクロメータとの間で電気信号の授受を行うために信号ケーブルが付属しているが、その信号ケーブルのコネクタに、上述のようなセンサ用の端子が備わっている。このコネクタをセンサとして利用している項目は入射光学部品である。
【００１７】
ＣＢＯ選択スリットの項目は、「ユニットなし」と「選択スリットなし」を含めて、６種類の選択肢がある。ＣＢＯユニットに取り付けることが可能な選択スリットとしては、４種類の選択スリットＢＢ、ＰＢ、ＳＡ、ＭＡがある。ＣＢＯは、Cross Beam Opticsの略であり、ＣＢＯユニットは、Ｘ線源からそのまま出てくる発散Ｘ線ビームをそのまま使用する集中法と、人工放物面多層膜ミラーを用いて発散ビームを平行ビームにして使用する平行ビーム法について、それらの選択を選択スリットの交換だけで簡単にできるようにしたものである。ＢＢは集中法用、ＰＢは平行ビーム法用、ＳＡは小角散乱測定用、ＭＡは微小部測定用である。ＳＡはＰＢのスリット幅を細くしたもの、ＭＡはＰＢの長さを短くしたものである。
【００１８】
入射光学素子は、「モノクロメータなし」を含めて５種類の選択肢がある。モノクロメータの種別としては、２結晶モノクロメータＧｅ（２２０）×２と、２結晶モノクロメータＧｅ（４００）×２と、４結晶モノクロメータＧｅ（２２０）×４と、４結晶モノクロメータＧｅ（４４０）×４がある。
【００１９】
入射平行スリットは、「アダプタなし」と「スリットなし」を含めて、８種類の選択肢がある。入射平行スリットに属する光学部品は、上述の２結晶モノクロメータが存在するときは、そのモノクロメータに取り付けられる。モノクロメータが存在しないときは、入射平行スリットアダプタが入射光学素子ベース２６（図１を参照）に取り付けられて、その入射平行スリットアダプタに、入射平行スリットに属する光学部品が取り付けられる。この光学部品としては、３種類のソーラースリットと３種類のインプレーンＰＳＣがある。ＰＳＣは平行スリットコリメータ（Parallel Slit Collimator）の略である。
【００２０】
長手制限スリットは、「長手制限スリットなし」を含めて、６種類の選択肢がある。長手制限スリットとしては、０．５ｍｍ〜１５ｍｍまでの５種類がある。
【００２１】
図３は受光側の光学系の各項目に属する具体的な光学部品の一覧表である。センサの種類について述べると、受光光学素子の項目のうち、受光光学素子アダプタに取り付ける光学部品については、光センサを利用している。受光平行スリットの項目も光センサを利用している。受光光学素子の項目のうち、結晶アナライザはコネクタを利用している。カウンタモノクロメータの項目については、コネクタとマイクロスイッチを併用している。フィルターとモノクロメータスリットの項目については、マイクロスイッチを利用している。マイクロスイッチは、光学部品が存在するか否かだけを検出すれば足りる場合（オン・オフの出力信号で足りる場合）に使うことができる。
【００２２】
フィルターは、「フィルターなし」と、ＣｕＫβフィルターのいずれかである。
【００２３】
受光光学素子は、「アナライザ／アダプタなし」を含めて、１０種類の選択肢がある。受光光学素子ベース４２（図１を参照）に直接取り付けるものとして、２結晶アナライザＧｅ（２２０）×２と、２結晶アナライザＧｅ（４００）×２がある。また、受光光学素子アダプタを介して受光光学素子ベースに取り付けるものとして、「ＰＳＡなし」を含めて、７種類がある。
【００２４】
受光平行スリットは、「アダプタなし」と「スリットなし」を含めて、７種類の選択肢がある。受光平行スリットに属する光学部品としては、２種類のソーラースリットと３種類のインプレーンＰＳＡがある。ＰＳＡは平行スリットアナライザ（Parallel Slit Analyzer）の略である。
【００２５】
カウンタモノクロメータは、「ユニットなし」と「カウンタモノクロメータユニットなし」を含めて、４種類の選択肢がある。カウンタモノクロメータに属する光学部品としては、カウンタモノクロメータＢｅｎｔと、カウンタモノクロメータＦｌａｔがある。
【００２６】
モノクロメータスリットは、「モノクロメータスリットなし」と、モノクロメータスリットＢＢＭのいずれかである。
【００２７】
図４は光センサによる種別検出方法を説明する斜視図である。この図面は、入射平行スリットアダプタ５４にソーラースリット５６を取り付ける状態を示している。入射平行スリットアダプタ５４には、３個の光センサ５８が設けられている。それぞれの光センサは発光素子と受光素子の組からなる。ソーラースリット５６の底面６０には３個の標識部６２，６４，６６があり、そのうちのひとつが光反射部６４（白色）であり、残りの二つが光吸収部６２，６６（黒色）である。各光センサ５８は、反射光を受光するか受光しないかに応じて２値信号（１ビット）を出力する。３個の光センサを用いることで、３ビットの信号を出力でき、これにより、２の３乗＝８種類の光学部品を識別することができる。このような光センサを、入射平行スリットのほかに、ＣＢＯ選択スリット、長手制限スリット、受光光学素子、受光平行スリットの各項目で利用している。また、ソーラースリット５６には、光学部品を識別するためのシール５７が貼り付けられている。このシール５７には、識別マーク５９と、光学部品の名称（Ｓｏｌｌｅｒ ｓｌｉｔ ２．５ｄｅｇ）が記載されている。識別マーク５９は、光学部品の項目を識別するためのマークであり、この例では、入射光学素子または入射平行スリットに属することを示す特有の識別マーク（◆印）となっている。
【００２８】
図５はＸ線分析装置に付属する表示装置に表示される選択画面である。この選択画面には、複数の測定種別が表示されていて、オペレータは所望の測定種別を選択することができる。図示の画面では、例えば、膜厚評価のための測定種別として、「反射率（中分解能ＰＢ）」と「反射率（高分解能ＰＢ−Ｇｅ（２２０）×２）」と「反射率（超高分解能ＰＢ−Ｇｅ（２２０）×４）」の３種類のいずれかを選択できる。また、配向評価のための測定種別として、「極点（中分解能ＰＢ）」を選択できる。さらに、粉末定性・構造評価のための測定種別として、「簡易広角（集中法）」と「簡易広角（中分解能ＰＢ／ＰＳＡ）」が見えている。所望の測定種別をクリックすると、その測定種別を選択することができる。
【００２９】
図５の画面の下方の領域６８には、選択した測定種別についての三つの動作パーツ、すなわち、光学系調整パーツ、試料位置調整パーツ、データ測定パーツ、が示されている。この例は、「反射率（中分解能ＰＢ）」を選択したときの三つの動作パーツ、すなわち、光学系調整（ＰＢ）、試料位置調整、反射率測定のパーツを示している。「反射率（中分解能ＰＢ）」を実行するには、この三つの動作パーツを実行する必要があり、そのそれぞれについて測定条件の設定が必要となる。
【００３０】
図６、図７及び図８は「簡易広角（集中法）」の測定種別を選択したときの光学系調整、試料位置調整及びデータ測定の三つの動作パーツのそれぞれの設定画面である。図６は光学系調整の設定画面であり、この画面では、オペレータは表示内容を確認するだけで済み、特に設定する項目はない。
【００３１】
図７は試料位置調整の設定画面である。この設定画面では、オペレータは試料位置調整条件を設定する。すなわち、試料が平らな試料か否かを選択し、平らな試料の場合は試料の厚さを入力する。それ以外の設定項目については、「おまかせ条件」にしておけば、標準的な条件が設定される。この「おまかせ条件」がデフォルトになっている。標準条件以外の内容で設定したい場合は、「条件をカスタマイズ」を選択して、「カスタマイズ」ボタンをクリックすれば、オペレータが希望する条件を設定することができる。
【００３２】
図８はデータ測定の設定画面である。すなわち、「簡易広角測定（集中法）」のデータ測定についての設定画面である。この設定画面では、オペレータは、測定データを保存するファイル名と、試料の種類を設定する。それ以外の設定項目については、「おまかせ条件」にしておけば、標準的な条件が設定される。
【００３３】
図９、図１０及び図１１は「反射率（高分解能Ｇｅ（２２０）×２）」の測定種別を選択したときの光学系調整、試料位置調整及びデータ測定の三つの動作パーツのそれぞれの設定画面である。図９は光学系調整（ＰＢ）の設定画面であり、この画面では、オペレータは表示内容を確認するだけで済み、特に設定する項目はない。
【００３４】
図１０は試料位置調整の設定画面である。この設定画面では、オペレータは試料位置調整条件を設定する。すなわち、試料の厚さ、幅及び高さを入力する。それ以外の設定項目については、「おまかせ条件」にしておけば、標準的な条件が設定される。
【００３５】
図１１はデータ測定の設定画面である。すなわち、反射率測定のデータ測定についての設定画面である。この設定画面では、オペレータは、測定データを保存するファイル名を設定する。それ以外の設定項目については、「おまかせ条件」にしておけば、標準的な条件が設定される。
【００３６】
図１２は測定種別と光学部品の種別との対応関係を示す一覧表である。ここでは、３種類の測定種別だけを示している。まず、「簡易広角測定（集中法）」を説明する。この「簡易広角測定（集中法）」はＸ線回折測定の一種であり、集中法を用いて、比較的広い角度範囲で回折測定を実施するものである。試料としてはガラス試料板に充填した粉末を用いる。光学系調整と試料位置調整とデータ測定の三つのパーツのすべてにおいて、同一の光学部品を使っている。使用する光学部品を説明すると、ＣＢＯ選択スリットは選択スリットＢＢを選択し、入射光学素子は何も使わず、入射平行スリットはソーラースリットの５．０°を選択し、長手制限スリットは１０ｍｍを選択し、フィルターは使わず、受光光学素子はＰＳＡ ｏｐｅｎを選択し、受光平行スリットはソーラースリットの５．０°を選択し、カウンタモノクロメータはＢｅｎｔを選択し、モノクロメータスリットはあり、という条件である。
【００３７】
「反射率測定（高分解能）」と「透過小角散乱測定」についても、使用する試料と光学部品の種別を図１２に示している。図１２に示すような、測定種別と光学部品の種別との対応関係は、Ｘ線分析装置の制御装置に付属する記憶手段に記憶されている。
【００３８】
次に、測定準備作業の全体の流れを具体例を用いて説明する。Ｘ線分析装置の現在の光学系が、図１２に示す「簡易広角測定（集中法）」に対応する状態になっているものと仮定する。そして、このようなＸ線分析装置を使って、次に「反射率測定（高分解能）」を実施するものと仮定する。まず、図５の選択画面において、「反射率（高分解能ＰＢ−Ｇｅ（２２０）×２）」を選択する。これに対応して、領域６８には、「反射率（高分解能ＰＢ−Ｇｅ（２２０）×２）」のための三つの動作パーツが表示される。オペレータが、その三つの動作パーツをそれぞれ順番にクリックすると、図９〜図１１に示す設定画面が表示されて、それぞれの設定画面で必要な設定をする。その後、「実行」ボタンをクリックする。Ｘ線分析装置は、現在の光学部品の取り付け状態をセンサで確認して（図１２の上段の光学部品種別となっている）、そして、反射率（高分解能）の測定に必要な光学部品を図７に示す対応関係に基づいて取得し（図１２の中段の光学部品種別を取得する）、両者を比較する。両者を比較してみると、ＣＢＯ選択スリットと入射光学素子と入射平行スリットと長手制限スリットとカウンタモノクロメータとモノクロメータスリットの６種類の項目について、光学部品の交換が必要であることがわかる。そこで、Ｘ線分析装置は、図１３に示すような画面を表示する。この画面は、交換すべき光学部品をオペレータに知らせる画面であり、６種類の項目において光学部品の交換が必要であることがわかる。図１３の画面で「ＯＫ」ボタンをクリックすると、図１４と図１５に示すような作業指示画面が現れる。ひとつの画面を図１４と図１５に分けて表示している。
【００３９】
図１４と図１５の作業指示画面の内容を説明する前に、作業指示画面の読み方を図１６を用いて説明する。図１６（Ａ）において、この絵表示は、Ｘ線分析装置の光学系の各項目を図形を用いて簡略的に表示している。図１に対応させて説明すると、この絵表示には、Ｘ線管１０、ＣＢＯ選択スリット１６、入射光学素子１８、入射平行スリット２０、長手制限スリット２２、フィルター３０、受光光学素子３２、受光平行スリット３４、Ｘ線検出器１４、カウンタモノクロメータ３６及びモノクロメータスリット３８の各項目が象徴的に示されている。そして、光学系の絵表示の右側に、光学部品の取り付け作業と取り外し作業とを区別して表示する絵記号６９（絵画的に図示したもの）がある。この絵記号は、人間の手が光学部品を装置に取り付けることを象徴する絵になっている。
【００４０】
図１６（Ｂ）は、取り付け作業の指示方法を示す例である。この例は、ＣＢＯ選択スリット１６に光学部品を取り付けることを指示している。光学部品を取り付けるべき項目（ＣＢＯ選択スリット１６）は強調表示される。そして、その項目に特有の識別マーク７０（この例では、ＣＢＯ選択スリットに特有の●印）が光学部品の上方に表示される。そして、具体的にどの光学部品を取り付けるべきかは文章で示される。したがって、絵画的に図示されるものは、取り付けるべき光学部品の項目を示す識別マーク（ここでは●印）と、その光学部品の位置と（強調表示される）、取り付け作業の絵記号６９である。ところで、上述の特有の識別マーク７０（●印）は、ＣＢＯ選択スリットに属する現実の光学部品のそれぞれに共通して付与されている（図４を参照）。したがって、オペレータは、●印が付いている光学部品の中から必要なものを探せばよく、数ある光学部品の中から目的の光学部品を容易に見つけ出すことができる。
【００４１】
図１６（Ｃ）は、取り外し作業の指示方法を示す例である。この例は、入射光学素子１８の項目から光学部品を取り外すことを指示している。入射光学素子１８の位置が強調表示され、かつ、入射光学素子の項目に特有の識別マーク７２（◆印）が示され、さらに、取り外し作業の絵記号７４が表示される。この絵記号は、人間の手が光学部品を装置から取り外すことを象徴する絵になっている。
【００４２】
次に、図１４と図１５の画面に戻って、光学部品の交換作業の指示画面の説明をする。図１４において、画面の一番上に、「高さ基準試料板をアタッチメントに載せてください。」という指示が文章で示される。そして、高さ基準試料板の絵も表示される。この指示に従い、オペレータは高さ基準試料板を試料台のアタッチメントに載せる。
【００４３】
次に、「ＣＢＯユニットに選択スリットＰＢを挿入してください。⇒現在、選択スリットＢＢが挿入されています。」という指示が文章で示され、その指示内容が絵画的に表示される。すなわち、ＣＢＯ選択スリット１６の位置が強調表示され、その位置の上方に、ＣＢＯ選択スリットに特有の識別マーク７０（●印）が示される。さらに、一番右側の作業種別表示部では、光学部品の取り付け作業を示す絵記号６９が示される。オペレータはこれらの表示を見ることで、Ｘ線分析装置のＣＢＯユニット２４（図１を参照）から選択スリットＢＢを取り外して、選択スリットＰＢを挿入する作業が必要であることを理解する。そして、●印が付与されている複数の光学部品（４種類の選択スリットＢＢ、ＰＢ、ＳＡ、ＭＡ）の中から、選択スリットＰＢを探し出して、それをＣＢＯユニットに挿入する。ところで、光学部品の交換作業は、現在取り付けられている光学部品を取り外す作業と、新しい光学部品を取り付ける作業の組み合わせからなるが、指示内容が簡単な場合は、ひとつの作業指示として表示し、その場合は、作業の絵記号としては取り付け作業の絵記号６９を表示している。
【００４４】
次の作業指示では「ＩＰＳ ａｄａｐｔｏｒを取り外してください。」という指示が文章で示され、その指示内容が絵画的に表示される。「ＩＰＳ ａｄａｐｔｏｒ」は、入射平行スリットアダプタ（Incident parallel slit adaptor）を意味する。そして、入射光学素子１８の位置が強調表示され、その位置の上方に、入射光学素子に特有の識別マーク７０（◆印）が示される。さらに、一番右側の作業種別表示部では、光学部品の取り外し作業を示す絵記号７４が示される。オペレータはこれらの表示を見ることで、Ｘ線分析装置の入射光学素子ベース２６（図１を参照）から入射平行スリットアダプタを取り外す作業が必要であることを理解する。そして、その作業を実行する。
【００４５】
以下、同様に、図１４と図１５の画面に表示された作業指示に従って、オペレータは、入射光学素子ベース２６（図１を参照）に「２結晶モノクロメータＧｅ（２２０）×２」を取り付け、その２結晶モノクロメータに「Ｓｏｌｌｅｒ ｓｌｉｔ ｏｐｅｎ」を取り付け、高さ基準試料板に「Ｃｅｎｔｅｒ ｓｌｉｔ」を挿入し、カウンタアダプタ４６（Detector adaptor）（図１を参照）から「ＤＢＭユニット」（Diffracted beam monochromator）を取り外し、そのＤＢＭユニットからカウンタ（Ｘ線検出器）を取り外し、そのカウンタをカウンタアダプタ４６（Detector adaptor）に取り付ける、という各作業を実行する。そして、「ＯＫ」ボタンをクリックする。
【００４６】
すると、Ｘ線分析装置は、光学系調整を自動的に実行する。この場合、おまかせ条件で進められるので、オペレータは何もすることがなく、光学系調整が完了するのを待つ。光学系調整が完了すると、図１７の作業指示画面が表示される。
【００４７】
図１７の作業指示画面では、「試料厚調整板（０−３ｍｍ）およびウェーハ試料板（標準）をアタッチメントに載せてください。」という指示が示されるので、オペレータは試料台のアタッチメントにそれらを載せる作業を実行する。さらに、「ウェーハ試料板に試料を取り付けてください。」という指示が示されているので、その作業も実行する。
【００４８】
それから、次の作業指示としては、「入射スリットボックスに長手制限スリット５（ｍｍ）を挿入してください。⇒現在、長手制限スリット１０（ｍｍ）が挿入されています。」という指示が文章で示され、その指示内容が絵画的に表示される。オペレータは、その指示に従い、入射スリットボックス２８（図１を参照）から「長手制限スリット１０（ｍｍ）」を取り外して、「長手制限スリット５（ｍｍ）」を取り付ける。この長手制限スリットの交換は、光学系調整から試料位置調整に移るためのものである。「ＯＫ」ボタンをクリックすると、Ｘ線分析装置は、試料位置調整を自動的に実行する。この場合も、おまかせ条件で進められるので、オペレータは何もすることがなく、試料位置調整が完了する。その後、Ｘ線分析装置は自動的にデータ測定に移り、反射率測定が終了する。
【００４９】
次に、間違った光学部品を取り付けた場合の処理を説明する。図１４の作業指示画面では、選択スリットＰＢを挿入する指示になっているが、オペレータが間違えて、選択スリットＳＡを取り付けた場合を例にして説明する。この場合、オペレータが図１５の「ＯＫ」ボタンをクリックしたあとに、Ｘ線分析装置は、選択スリットの種別が指示内容と異なっていることを、センサの出力信号に基づいて判断する。この場合は、光学系調整を開始せずに、図１８の作業指示画面を表示する。この画面では、間違った光学部品について、正しい光学部品に交換すべき作業指示が表示される。すなわち、間違っている選択スリットＳＡを、正しい選択スリットＰＢに交換する作業についての指示が文章で示され、その指示内容が絵画的に表示される。
【００５０】
次に、Ｘ線分析装置の全体構成を説明する。図１９はＸ線分析装置の全体像を概略的に示す正面図である。Ｘ線分析装置は装置本体７６と制御装置７８と表示装置８０を含む。装置本体７６には図１に示す光学系が収納されている。表示装置８０は、図５に示す選択画面を表示するほか、図６〜図１１、図１３、図１４〜１５、図１７及び図１８の各画面を表示する。制御装置７８は選択画面表示手段８２と測定種別取得手段８４と対応関係記憶手段８６と作業指示手段８８を含む。選択画面表示手段８２は、図５に示す選択画面を表示装置８０に表示させる機能を実現する手段である。測定種別取得手段８４は、図５に示す選択画面においてオペレータが選択した測定種別を取得する機能を実現する手段である。対応関係記憶手段８６は図１２に示す対応関係を記憶する手段である。作業指示手段８８は、図１３、図１４〜１５、図１７及び図１８に示す作業指示画面を表示装置８０に表示させる機能を実現する手段である。選択画面表示手段８２と測定種別取得手段８４と作業指示手段８８はコンピュータのソフトウェアによって実現される。対応関係記憶手段８６はコンピュータの記憶装置によって実現される。
【図面の簡単な説明】
【００５１】
【図１】本発明のＸ線分析装置の一実施例の光学系の配置例を示した斜視図である。
【図２】入射側の光学系の各項目名に属する具体的な光学部品の一覧表である。
【図３】受光側の光学系の各項目名に属する具体的な光学部品の一覧表である。
【図４】光センサによる種別検出方法を説明する斜視図である。
【図５】Ｘ線分析装置に付属する表示装置に表示される選択画面である。
【図６】簡易広角測定の光学系調整の設定画面である。
【図７】簡易広角測定の試料位置調整の設定画面である。
【図８】簡易広角測定のデータ測定の設定画面である。
【図９】反射率測定の光学系調整の設定画面である。
【図１０】反射率測定の試料位置調整の設定画面である。
【図１１】反射率測定のデータ測定の設定画面である。
【図１２】測定種別と光学部品の種別との対応関係を示す一覧表である。
【図１３】交換すべき光学部品をオペレータに知らせる画面である。
【図１４】作業指示画面の前半部分である。
【図１５】作業指示画面の後半部分である。
【図１６】作業指示画面の読み方を説明する説明図である。
【図１７】別の作業指示画面である。
【図１８】さらに別の作業指示画面である。
【図１９】Ｘ線分析装置の全体像を示す正面図である。
【図２０】従来のＸ線回折装置の条件設定画面である。
【符号の説明】
【００５２】
１０ Ｘ線管
１２ 試料台
１４ Ｘ線検出器
１６ ＣＢＯ選択スリット
１８ 入射光学素子
２０ 入射平行スリット
２２ 長手制限スリット
２４ ＣＢＯユニット
２６ 入射光学素子ベース
２８ 入射スリットボックス
３０ フィルター
３２ 受光光学素子
３４ 受光平行スリット
３６ カウンタモノクロメータ
３８ モノクロメータスリット
４０ 受光スリットボックス
４２ 受光光学素子ベース
４４ 受光平行スリットアダプタ
４６ カウンタアダプタ
５４ 入射平行スリットアダプタ
５６ ソーラースリット
５８ 光センサ
６２，６４，６６ 標識部
７０ 識別マーク
７６ 装置本体
７８ 制御装置
８０ 表示装置
８２ 選択画面表示手段
８４ 測定種別取得手段
８６ 対応関係記憶手段
８８ 作業指示手段
【特許請求の範囲】
【請求項１】
次のものを備えるＸ線分析装置。
（ア）試料のＸ線分析を実行する光学系を含む装置本体。
（イ）前記装置本体に関する情報を画面に表示する表示装置。
（ウ）複数の測定種別の中から所望の測定種別を選択できる選択画面を前記表示装置に表示させる選択画面表示手段。
（エ）前記選択画面でオペレータが選択した測定種別を取得する測定種別取得手段。
（オ）前記複数の測定種別について、測定種別とその測定種別で使用すべき光学部品との対応関係を記憶した対応関係記憶手段。
（カ）前記装置本体に取り付けられた光学部品の種別を識別して検出するセンサ。
（キ）前記測定種別取得手段で取得した測定種別について、前記対応関係記憶手段に記憶された前記対応関係に基づいて、その測定種別に対応する光学部品の種別を取得し、その取得した光学部品の種別と、前記センサによって検出された光学部品の種別とを比較して、不一致の光学部品について、前記装置本体に取り付けるべき光学部品及び前記装置本体から取り外すべき光学部品の少なくとも一方の情報を、図を用いて前記表示装置に表示させる作業指示手段。
【請求項２】
請求項１に記載のＸ線分析装置において、前記作業指示手段は、取り付けるべき光学部品または取り外すべき光学部品の名称を前記表示装置に表示させるとともに、その光学部品の前記光学系上の位置を前記表示装置に図示させることを特徴とするＸ線分析装置。
【請求項３】
請求項１または２に記載のＸ線分析装置において、前記作業指示手段は、光学部品の取り付け作業と取り外し作業を区別して絵画的に前記表示装置に図示させることを特徴とするＸ線分析装置。
【請求項４】
請求項１から３までのいずれか１項に記載のＸ線分析装置において、このＸ線分析装置に使われる光学部品が複数の項目に分類されていて、同一の項目に属する複数の光学部品の間で光学部品の交換が行われ、各光学部品にはその項目を識別するための識別マークが付与され、前記作業指示手段は、前記装置本体に取り付けるべき光学部品または前記装置本体から取り外すべき光学部品を前記表示装置に表示させる際に、その光学部品に付与されている前記識別マークを表示させることを特徴とするＸ線分析装置。
【請求項１】
次のものを備えるＸ線分析装置。
（ア）試料のＸ線分析を実行する光学系を含む装置本体。
（イ）前記装置本体に関する情報を画面に表示する表示装置。
（ウ）複数の測定種別の中から所望の測定種別を選択できる選択画面を前記表示装置に表示させる選択画面表示手段。
（エ）前記選択画面でオペレータが選択した測定種別を取得する測定種別取得手段。
（オ）前記複数の測定種別について、測定種別とその測定種別で使用すべき光学部品との対応関係を記憶した対応関係記憶手段。
（カ）前記装置本体に取り付けられた光学部品の種別を識別して検出するセンサ。
（キ）前記測定種別取得手段で取得した測定種別について、前記対応関係記憶手段に記憶された前記対応関係に基づいて、その測定種別に対応する光学部品の種別を取得し、その取得した光学部品の種別と、前記センサによって検出された光学部品の種別とを比較して、不一致の光学部品について、前記装置本体に取り付けるべき光学部品及び前記装置本体から取り外すべき光学部品の少なくとも一方の情報を、図を用いて前記表示装置に表示させる作業指示手段。
【請求項２】
請求項１に記載のＸ線分析装置において、前記作業指示手段は、取り付けるべき光学部品または取り外すべき光学部品の名称を前記表示装置に表示させるとともに、その光学部品の前記光学系上の位置を前記表示装置に図示させることを特徴とするＸ線分析装置。
【請求項３】
請求項１または２に記載のＸ線分析装置において、前記作業指示手段は、光学部品の取り付け作業と取り外し作業を区別して絵画的に前記表示装置に図示させることを特徴とするＸ線分析装置。
【請求項４】
請求項１から３までのいずれか１項に記載のＸ線分析装置において、このＸ線分析装置に使われる光学部品が複数の項目に分類されていて、同一の項目に属する複数の光学部品の間で光学部品の交換が行われ、各光学部品にはその項目を識別するための識別マークが付与され、前記作業指示手段は、前記装置本体に取り付けるべき光学部品または前記装置本体から取り外すべき光学部品を前記表示装置に表示させる際に、その光学部品に付与されている前記識別マークを表示させることを特徴とするＸ線分析装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【公開番号】特開２００８−５７９８９（Ｐ２００８−５７９８９Ａ）
【公開日】平成２０年３月１３日（２００８．３．１３）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００６−２３１７２８（Ｐ２００６−２３１７２８）
【出願日】平成１８年８月２９日（２００６．８．２９）
【出願人】（０００２５０３３９）株式会社リガク (206)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２０年３月１３日（２００８．３．１３）
【国際特許分類】
【出願日】平成１８年８月２９日（２００６．８．２９）
【出願人】（０００２５０３３９）株式会社リガク (206)
【Ｆターム（参考）】
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