JP6377582B2 - Ｘ線分析の操作ガイドシステム、操作ガイド方法、及び操作ガイドプログラム - Google Patents

Description

本発明は、Ｘ線分析の操作ガイドシステム、操作ガイド方法、及び操作ガイドプログラムに関し、特に、ユーザに対するガイダンス機能に関する。

近年、Ｘ線分析装置の発達により、様々な分析目的のために、多様なユーザがＸ線分析装置を利用している。Ｘ線分析装置は、もはや一部の熟練ユーザのみが利用するものではなく、Ｘ線分析装置に不慣れなユーザが利用する機会が増えてきている。

特許第３３５３４９６号 特開２０１３−１３７２９７号公報 特開２０１３−１３７２９８号公報

Ｘ線分析装置を用いて測定を行う場合、ユーザは、分析対象となる試料に対して、適当な部品を選択して、測定光学系を組み、試料に対して適当な制御条件の下で、測定するのが望ましいが、Ｘ線分析装置に不慣れなユーザがこれらを自らの判断で決定するのは困難である。

特許文献１に、複数の分析処理それぞれに必要なデータの設定手順をまとめた情報に基づいて、各種の分析処理に必要な設定データを簡単な操作で設定することができる設定手段を備える分析装置が開示されている。

特許文献２及び特許文献３に、複数の測定手法を実現できる機能を持ったＸ線分析装置において、それらの測定機能を有効に活用できるＸ線分析装置が開示されている。

しかしながら、特定の分析目的（測定手法）に限定するとしても、測定光学系や制御条件は、ユーザが分析対象とする試料それぞれによって異なっており、ユーザが分析対象とする可能性がある試料すべてに対して、適した測定光学系や適した制御条件をデータベースに保管しておくことは、実現困難である。

また、Ｘ線分析装置が、分析対象とする試料に対して、特定の測定光学系や制御条件をユーザに推奨してくれるとしても、不慣れなユーザは、その測定光学系や制御条件が適したものであるか否か、判断することが困難である。

本発明はかかる課題を鑑みてなされたものであり、本発明は、分析対象となる試料の測定条件をユーザが容易に決定することが可能なＸ線分析の操作ガイドシステム、操作ガイド方法、及び操作ガイドプログラムを提供することを目的とする。

（１）上記課題を解決するために、本発明に係るＸ線分析の操作ガイドシステムは、Ｘ線測定部にて所定の分析目的の測定がなされる試料の試料情報を取得する試料情報取得手段と、互いに異なる複数の測定条件を取得する測定条件取得手段と、前記試料情報に対して、前記複数の測定条件それぞれに基づくシミュレーションにより、前記所定の分析目的の測定による複数の仮想測定結果を取得する仮想結果取得手段と、｛前記複数の仮想測定結果のうち２以上の仮想測定結果と、該２以上の仮想測定結果それぞれに対応する２以上の前記測定条件とを、比較結果として出力する比較結果出力手段｝と、を備える。

（２）上記（１）に記載のＸ線分析の操作ガイドシステムであって、前記複数の仮想測定結果を評価をする結果評価手段と、前記複数の仮想測定結果の前記評価に基づいて、前記２以上の前記仮想測定結果を選択する、測定条件選択手段と、をさらに備えてもよい。

（３）上記（１）又は（２）に記載のＸ線分析の操作ガイドシステムであって、前記複数の測定条件を記憶するシステム情報記憶手段を、さらに備え、前記システム情報記憶手段に記憶される前記複数の測定条件は、前記Ｘ線測定部において実施可能なものであってもよい。

（４）上記（１）乃至（３）のいずれかに記載のＸ線分析の操作ガイドシステムであって、前記２以上の前記測定条件から選択される１つの測定条件によって、前記Ｘ線測定部が前記試料に対して行う実測測定結果を取得する、実測結果取得手段と、前記実測測定結果を、前記試料情報と、前記１つの測定条件とに基づいて、解析する、実測結果解析手段と、をさらに備えてもよい。

（５）本発明に係るＸ線分析の操作ガイド方法は、所定の分析目的の測定がなされる試料の試料情報を取得する試料情報取得ステップと、互いに異なる複数の測定条件を取得する測定条件取得ステップと、前記試料情報に対して、前記複数の測定条件それぞれに基づくシミュレーションにより、前記所定の分析目的の測定による複数の仮想測定結果を取得する仮想結果取得ステップと、前記複数の仮想測定結果のうち２以上の仮想測定結果と、該２以上の仮想測定結果それぞれに対応する２以上の前記測定条件とを、比較結果として出力する比較結果出力ステップと、を備えてもよい。

（６）本発明に係るＸ線分析の操作ガイドプログラムは、コンピュータを、所定の分析目的の測定がなされる試料の試料情報を取得する試料情報取得手段、互いに異なる複数の測定条件を取得する測定条件取得手段、前記試料情報に対して、前記複数の測定条件それぞれに基づくシミュレーションにより、前記所定の分析目的の測定による複数の仮想測定結果を取得する仮想結果取得手段、前記複数の仮想測定結果のうち２以上の仮想測定結果と、該２以上の仮想測定結果それぞれに対応する２以上の前記測定条件とを、比較結果として出力する比較結果出力手段、として機能させるための、プログラムであってもよい。

本発明により、分析対象となる試料の測定条件をユーザが容易に決定することが可能なＸ線分析の操作ガイドシステム、操作ガイド方法、及び操作ガイドプログラムが提供される。

本発明の実施形態に係るＸ線分析装置の構成を示すブロック図である。 本発明の実施形態に係るＸ線分析装置のＸ線測定部の一例を示すブロック図である。 本発明の実施形態に係る第１制御プログラムのフローチャートである。 本発明の実施形態に係る分析目的選択画面を示す図である。 本発明の実施形態に係る試料情報入力画面を示す図である。 本発明の実施形態に係る仮想測定結果画面を示す図である。 本発明の実施形態に係る測定条件画面を示す図である。 本発明の実施形態に係る第２制御プログラムのフローチャートである。 本発明の実施形態の他の例に係る試料情報入力画面を示す図である。 本発明の実施形態の他の例に係る測定条件画面を示す図である。

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。なお、図面は説明をより明確にするため、実際の態様に比べ、寸法、形状等について模式的に表す場合があるが、あくまで一例であって、本発明の解釈を限定するものではない。また、本明細書と各図において、既出の図に関して前述したものと同様の要素には、同一の符号を付して、詳細な説明を適宜省略することがある。

図１は、本発明の実施形態に係るＸ線分析装置１の構成を示すブロック図である。当該実施形態に係るＸ線分析装置１は、Ｘ線測定部２と、操作ガイドシステム３とを備え、操作ガイドシステム３は、制御部４と、入力装置５と、表示装置６と、を備える。制御部４は、ＣＰＵ部１１と、記憶部１２と、情報入力部１３と、情報出力部１４と、を備えている。制御部４は、一般に用いられるコンピュータによって実現され、図示しないが、ＲＯＭ（Read Only Memory）やＲＡＭ（Random Access Memory）をさらに備えており、ＲＯＭやＲＡＭはコンピュータの内部メモリを構成している。記憶部１２は記録媒体であり、半導体メモリ、ハードディスク、又は、その他の任意の記録媒体によって構成されていてもよい。ここで、記憶部１２は、コンピュータの内部に設置されているが、コンピュータの外部に設置されていてもよい。また、記憶部１２は、１つの単体であっても、複数の記録媒体であってもよい。情報入力部１３は入力装置５に接続されるインターフェイスなどであり、ユーザが入力装置５に入力する情報を入力装置５から取得する。情報出力部１４は表示装置６に接続されるインターフェイスなどであり、表示装置６に表示させる情報を表示装置６へ出力する。なお、入力装置５は、キーボードやマウス、タッチパネルなどによって実現され、表示装置６は、一般に用いられるディスプレイなどにより実現される。Ｘ線分析装置１の制御部４は、以下に説明するＸ線分析の操作ガイド方法の各ステップを実行する手段をそれぞれ備えている。また、当該実施形態に係るＸ線分析の操作ガイドプログラムは、コンピュータを、各手段として機能させるためのプログラムである。なお、制御部４のＣＰＵ部１１及び記憶部１２の詳細については後述する。

図２は、当該実施形態に係るＸ線分析装置１のＸ線測定部２の一例を示すブロック図である。図２に示すＸ線測定部２は、Ｘ線反射率（ＸＲＲ）測定に用いられるスリットコリメーション光学系であり、試料１００に入射Ｘ線を照射し、試料１００より放射される反射Ｘ線を検出する。ここで、試料１００は、基板上に層数１以上の薄膜が積層されたものであり、ここでは、２層の薄膜が基板上に形成される膜構造を有している。図２に示す通り、Ｘ線測定部２は、ゴニオメータ２１と、試料１００が支持される支持台２２と、Ｘ線発生部２３と、多層膜ミラー２４と、入射スリット２５と、２枚の受光スリット（第１受光スリット２６Ａ及び第２受光スリット２６Ｂ）と、検出器２７と、を備えている。

ゴニオメータ２１は、θ−２θ回転系であり、回転中心に試料１００が位置するよう、支持台２２がゴニオメータ２１に搭載される。また、支持台２２のθ回転に対して、２θ回転するよう、２枚の受光スリット及び検出器２７がゴニオメータ２１に搭載される。

Ｘ線発生部２３は、Ｘ線管（Ｘ線管球）を含み、多層膜ミラー２４に対して、発散するＸ線を放射する。多層膜ミラー２４は、断面が放物線（二次関数）となる反射面を有する。多層膜ミラー２４は、放物線の焦点がＸ線発生部２３が放射するＸ線の微小焦点に含まれるよう、配置される。多層膜ミラー２４において反射されるＸ線は、多層膜ミラー２４の多層膜構造により、所定の波長のＸ線が選択的に所定の方向に反射されるとともに、反射面の断面が放物線であることにより、平行化されて（コリメートされて）、入射スリット２５へ入射する。

入射スリット２５を通過したＸ線は、支持台２２に搭載される試料１００に入射Ｘ線として入射角θで入射する。ここで、入射角θとは、入射Ｘ線の光軸が試料１００の表面（膜構造の表面）となす角度であり、入射光線が反射面の法線とのなす角を入射角とする幾何光学とは異なっている。試料１００に入射Ｘ線が照射され、反射Ｘ線が試料１００より反射角θ（反射Ｘ線の光軸と試料１００の表面とのなす角度）で放射する。なお、反射Ｘ線が入射Ｘ線となす角度は２θである。

反射Ｘ線は、２枚の受光スリット（第１受光スリット２６Ａ及び第２受光スリット２６Ｂ）を通過して、検出器２７に入射するＸ線を検出器２７が検出する。測定光学系の分解能は、Ｘ線発生部２３や多層膜ミラー２４の特性に加えて、入射スリット２５のスリット幅、２枚の受光スリットそれぞれのスリット幅、及び２枚の受光スリットの間隔Ｌによって定まる。なお、図２に示すＸ線測定部２は、スリットコリメーション光学系であり、中分解能光学系と呼ぶことにする。より高い分解能の測定を可能とするために、入射スリット２５に加えて、チャンネルモノクロメータ（チャネルカット結晶が１個（１組））を配置してもよく、高分解能光学系と呼ぶこととする。さらに高い分解能の測定を可能とするために、４結晶モノクロメータ（チャネルカット結晶が２個（２組））を配置してもよく、超高分解能光学系と呼ぶこととする。また、２枚の受光スリットの間に、アナライザ結晶を配置してもよい。

検出器２７は、０次元検出器（例えば、計数管）、１次元検出器（例えば、線状ＣＣＤセンサ）、又は２次元検出器（例えば、ＣＣＤセンサ）のいずれであってもよい。ここでは、計数管である。

［操作ガイド］
次に、当該実施形態に係るＸ線分析装置１（又は操作ガイドシステム３）の操作ガイド方法について説明する。図１に示す通り、記憶部１２には、第１制御プログラム３１と、第２制御プログラム３２と、が記憶されており、記憶部１２は、システム情報記憶部３３を備えている。

図３は、当該実施形態に係る第１制御プログラム３１のフローチャートである。第１制御プログラム３１は、測定前に実行されるプログラムであり、ユーザに対して、選択される分析目的と分析対象となる試料とに適合した測定条件を推奨するためのプログラムである。当該実施形態に係るＸ線分析装置１は複数（Ｍ個：Ｍは自然数）の分析目的に対応した解析を行うことが可能である。図１に示す通り、制御部４のＣＰＵ部１１は、分析目的取得部４１と、試料情報取得部４２と、測定条件取得部４３と、仮想結果取得部４４と、結果評価部４５と、測定条件選択部４６と、比較結果出力部４７と、を備えている。

［Ｓ１：分析目的取得ステップ］
第１制御プログラム３１が起動されると、制御部４の情報出力部１４は、分析目的選択画面を表示装置６に表示させる。制御部４の情報入力部１３は、マウスなどの入力装置５が入力する情報を取得する。ここでは、分析目的取得部４１が、ユーザが選択した分析目的を、所定の分析目的として取得する（Ｓ１：分析目的取得ステップ）。

図４は、当該実施形態に係る分析目的選択画面を示す図である。図４に示す通り、当該実施形態に係るＸ線分析装置１は４つ（Ｍ＝４）の分析目的の解析が可能であり、当該４つの分析目的が分析目的選択画面に表示される。ユーザは、４つの分析目的の中から、分析目的を選択する。ここでは、ユーザは、マウスを用いて、一例として「薄膜試料の膜厚・密度・界面ラフネスの分析」（以下、第１の分析目的とする）を選択し、ＯＫボタンをクリックする。制御部４の情報入力部１３は、ユーザが入力装置５を用いて入力した情報（第１の分析目的を選択）を取得し、次のステップへ進む。なお、ユーザが所望する分析目的が分析目的選択画面にない場合は、キャンセル（CANCEL）ボタンをクリックする。その場合は、第１制御プログラム３１が終了する。

［Ｓ２：試料情報取得ステップ］
制御部４の情報出力部１４は、試料情報入力画面を表示装置６に表示させる。ユーザはＸ線測定部２にて所定の分析目的の測定がなされる試料の試料情報を入力し、制御部４の試料情報取得部４２は、（情報入力部１３より、）ユーザが入力した試料の試料情報を取得する（Ｓ２：試料情報取得ステップ）。ここで、第１の分析目的の測定はＸＲＲ（Ｘ線反射率）である。

図５は、当該実施形態に係る試料情報入力画面を示す図である。分析目的の対象である試料の試料情報を、ユーザがキーボードを用いて入力し、マウスを用いてＯＫボタンをクリックする。試料情報取得部４２が試料の試料情報を取得すると、次のステップへ進む。ここで、分析目的の対象である試料は薄膜試料であり、基板の表面に複数の層が積層されて構成されている。試料の試料情報は、薄膜試料の膜構造の設計値と、試料サイズ（縦・横・厚み）である。膜構造は、基板の組成（ここでは、ＧａＡｓ）と密度、及び積層する各層の組成（ここでは２層の薄膜であり、第１層はＩｎＧａＡｓで、第２層はＧａＡｓ）と密度と膜厚である。分析目的の対象となる薄膜試料は、全くの未知の試料であることは稀であり、通常は薄膜試料を形成するための設定値は既知である。それゆえ、かかる情報を試料情報として取得することにより、かかる試料情報を測定条件の決定や測定結果の分析に用いることが出来る。なお、ユーザの試料が試料情報入力画面にて入力可能な情報と異なる場合は、キャンセルボタンをクリックする。その場合は、第１制御プログラム３１が終了する。

［Ｓ３：測定条件取得ステップ］
測定条件取得部４３は、取得される試料情報に基づいて、互いに異なる複数の測定条件を取得する（Ｓ３：測定条件取得ステップ）。ここで、本明細書において、測定条件は、複数の部品の組み合わせからなる測定光学系（ハードウェア）の条件と、当該測定光学系を用いて測定する際の制御条件（例えば、スキャン条件）と、両方を含むものとする。

記憶部１２は、システム情報記憶部３３をさらに備え、システム情報記憶部３３は、複数（Ｍ個）の分析目的それぞれの解析に用いる測定条件を複数記憶している。各分析目的の解析に用いる複数の測定条件それぞれは、Ｘ線測定部２において実施可能なものである。前述の通り、測定条件は、測定光学系と制御条件との両方を含んでいる。当該実施形態において、測定光学系（光学系）は、Ｘ線測定部２に備えられる部品から成り、スリット条件（入射スリットと受光スリット）はかかる部品に含まれる。光学系は、ここでは、中分解能光学系、高分解能光学系、超高分解能光学系、及びアナライザ結晶が配置される超高分解能光学系である。スリット条件は、複数枚の入射スリット及び複数組の受光スリットから選択される。１つの測定光学系は複数の部品の組み合わせからなるので、各部品が複数種類あれば、測定光学系の数は、それらの組み合わせにより、多数存在する。ここでは、システム情報記憶部３３に記憶される複数の測定条件に含まれる測定光学系は、ユーザが所有する部品によって実施可能なものに限定している。それにより、ユーザが現在所有する部品によって即時実施可能な測定光学系から、測定光学系を推奨することが出来るので、ユーザは現在実施可能な測定光学系から測定光学系を選択することが出来る。また、各測定光学系を用いて測定する際の制御条件は複数存在するので、測定条件は、測定光学系と、その制御条件との組み合わせにより、多数存在する。簡単のために、ここでは、光学系は、中分解能光学系、高分解能光学系、超高分解能光学系、及びアナライザ結晶が配置される超高分解能光学系の４種類とする。また、ここでは、制御条件は、スキャン条件のみである。

測定条件取得部４３は、試料の試料情報に基づいて、システム情報記憶部３３に記憶される（複数の）測定条件から、複数の（Ｎ個：Ｎは２以上の自然数）の測定条件を選択し、選択される複数（Ｎ個）の測定条件を取得する。当該実施形態では、３個（Ｎ＝３）の測定条件を選択するが、その指針は以下の通りである。光学系は、試料の膜構造の最厚層の層厚の値によって決定される。ここでは、最厚層の層厚が２００ｎｍであるので、推奨される光学系として、高分解能光学系（平行ビーム／受光スリット）を選択し、その前後にある中分解能光学系と、超高分解能光学系と併せて、合計３つの光学系を選択する。スリット条件は、試料サイズより決定する。ここでは、３つの光学系それぞれにおいて、入射スリット２５を０．５ｍｍ、２枚の受光スリットをともに０．２ｍｍとする。さらに、各光学系それぞれに設定されるスキャン条件を選択する。以上により、３個の測定条件を選択して取得している。

［Ｓ４：仮想結果取得ステップ］
仮想結果取得部４４は、試料情報に対して、複数（Ｎ個）の測定条件それぞれに基づくシミュレーションにより、所定の分析目的の測定による複数（Ｎ個）の仮想測定結果を取得する（Ｓ４：仮想結果取得ステップ）。ここでは、３個（Ｎ＝３）の測定条件が取得されており、当該試料をＸ線測定部２において各測定条件下でＸＲＲ測定を行った場合のシミュレーションを実行する。その仮想測定結果を取得する。ここでは、３個（Ｎ＝３）の仮想測定結果（ＸＲＲ）が取得される。

［Ｓ５：結果評価ステップ］
結果評価部４５は、複数（Ｎ個）の仮想測定結果を評価する（結果評価ステップ：Ｓ５）。ここでは、仮想測定結果はＸＲＲであり、例えば、臨界角（２θが小）や背景（ＢＧ）領域（２θが大）がカバーされているか、ステップサイズは、ＸＲＲの小さな振動を観測するのに十分小さいか、ＸＲＲの小さな振動の振幅がノイズに対して解析可能な程度に大きくなるよう、スキャンスピードは適切か、などにより、仮想測定結果が評価される。

［Ｓ６：測定条件選択ステップ］
測定条件選択部４６は、複数の仮想測定結果の評価に基づいて、２以上の前記仮想測定結果を選択する（測定条件選択ステップ：Ｓ６）。すなわち、結果評価部４５が実行した複数（Ｎ個）の仮想測定結果の評価に基づいて、複数（Ｎ個）の仮想測定結果から、ｎ個（ｎは２≦ｎ≦Ｎの自然数）の仮想測定結果を選択する。ここでは、仮想結果取得部４４が取得する３個（Ｎ＝３）の仮想測定結果をすべて選択（ｎ＝Ｎ＝３）している。それゆえ、結果評価ステップ（Ｓ５）及び測定条件選択ステップ（Ｓ６）を省略し、仮想結果取得ステップ（Ｓ４）において取得される複数（Ｎ個）の仮想測定結果を、当該２以上（ｎ＝Ｎ）の仮想測定結果としてもよい。

［Ｓ７：比較結果出力ステップ］
比較結果出力部４７は、複数（Ｎ個）の仮想測定結果のうち２以上（ｎ個）の仮想測定結果と、該２以上の仮想測定結果それぞれに対応する２以上（ｎ個）の前記測定条件とを、比較結果として出力する（比較結果出力ステップ：Ｓ７）。ここでは、３つの測定条件は、３つの光学系とそれぞれに対応して選択されるスリット条件及びスキャン条件であり、３つの仮想測定結果は、３つの光学系において試料が測定された場合のＸＲＲのシミュレーション結果である。

さらに、制御部４の情報出力部１４は、比較結果出力部４７が出力する３つの仮想測定結果と３つの測定条件とを、表示装置６に表示させる。具体的には、３つの仮想測定結果が仮想測定結果画面として表示され、各測定条件が測定条件表示画面として表示される。

図６は、当該実施形態に係る仮想測定結果画面を示す図である。図６に示す３つの曲線Ｘ１，Ｘ２，Ｘ３は、３つの光学系についてのＸＲＲを比較のためにＹ軸方向にずらして並べたものであり、Ｘ軸は２θを表している。曲線Ｘ１は中分解能光学系を、曲線Ｘ２は高分解能光学系を、曲線Ｘ３は超高分解能光学系を、それぞれ表している。なお、各測定条件は、光学系に加えて、スリット条件と、該光学系に対応するスキャン条件とを含んでいる。

図６に示す通り、３つの曲線はともに、２θが小さい領域においては平坦であり、２θが大きくなるにつれてＸＲＲは振動しながら低下していく。しかしながら、曲線Ｘ１に観測される小さな振動の振幅は、他の２つの曲線Ｘ２，Ｘ３に観測される小さな振動の振幅よりも小さい。それゆえ、中分解能光学系では、当該試料のＸＲＲの測定には分解能が十分ではないことを、ユーザは仮想測定結果画面から明確に知ることが出来る。一方、２つの曲線Ｘ２，Ｘ３の違いはほとんどない。それゆえ、長い測定時間が必要である超高分解能光学系を用いて当該試料を測定しなくても、高分解能光学系を用いて当該試料を測定すれば十分であることが、ユーザは仮想測定結果画面から明確に知ることが出来る。推奨される光学系が高分解能光学系であることを、ユーザは仮想測定結果画面を見ることにより、判断することが出来る。

図７は、当該実施形態に係る測定条件画面を示す図である。図７は、推奨される測定条件について示す図であり、ここでは、高分解能光学系（高分解能平行ビーム／受光スリット光学系）について示している。試料サイズによって決定されるスリット条件と、高分解能光学系に対応したスキャン条件とが、併せて表示される。ユーザが推奨される測定条件での測定を所望する場合は、ＯＫボタンをクリックする。制御部４の情報入力部１３は、ユーザがＯＫボタンをクリックしたとの情報を取得し、制御部４の記憶部１２は、試料情報と測定条件と仮想測定結果とを保存して、第１制御プログラム３１が終了する。ユーザは推奨された測定光学系を組んで、公知の測定プログラムを起動して、測定を行うこととなる。なお、ユーザが当該測定条件での測定を所望しない場合は、測定条件画面において個々の条件を変更することが出来る。所望の測定条件に変更して、ＯＫボタンをクリックしてもよい。また、ユーザが所望の測定条件に変更できない場合は、キャンセルボタンをクリックする。その場合は、ユーザが測定条件を決定しなかったものとして、第１制御プログラム３１が終了する。

図７に示す測定条件画面は推奨される測定光学系（図６に示す曲線Ｘ２）について示す図であったが、他の測定条件（図６に示す曲線Ｘ１，Ｘ３）の測定条件画面を、例えば、図６に示す対応する曲線をユーザがマウスでクリックすることにより、制御部４が表示装置６に表示させてもよい。

なお、比較結果出力ステップ（Ｓ７）において出力される複数（ｎ個）の仮想測定結果のいずれもユーザが所望するものでない場合、ユーザが測定条件画面において、測定条件のうち１又は複数の条件を変更し、新たな測定条件を設定できるようにしてもよい。この場合、当該新たな測定条件下で、当該試料をＸ線測定部２においてＸＲＲ測定を行った場合のシミュレーションを実行し、その仮想測定結果を取得する（仮想結果取得ステップ（Ｓ４）に類似）。そして、当該新たな測定条件と、その仮想測定結果とを、出力する（比較結果出力ステップ（Ｓ７）に類似）。ユーザが新たな測定条件における仮想測定結果がさらに所望するものでない場合、再度、ユーザが測定条件画面において、測定条件のうち１又は複数の条件を変更し、新たな測定条件を設定して、これをユーザが所望するまで繰り返せばよい。また、本発明の関連技術として、測定条件取得ステップ（Ｓ３）において取得される複数（Ｎ個）の測定条件を出力し、ユーザが当該複数の測定条件から１の測定条件を選択し、当該測定条件の下で、当該試料をＸ線測定部２においてＸＲＲ測定を行った場合のシミュレーションを実行し、その仮想測定結果を取得し、それを出力してもよい。ユーザが当該測定条件における仮想測定結果が所望するものでない場合、測定条件画面において、測定条件のうち１又は複数の条件をユーザが変更し、新たな測定条件を設定した後に、シミュレーションを実行し、その仮想測定結果を取得し、それを出力することを、繰り返してもよい。さらに、他の関連条件として、測定条件取得ステップ（Ｓ３）において取得される１の測定条件（推奨測定条件）又はユーザが最初から自ら設定する１の測定条件下でシミュレーションを実行し、その仮想結果を取得し、それを出力し、ユーザが当該１の測定条件における仮想測定結果が所望するものでない場合、同様に、ユーザが所望するまで、測定条件の設定とその仮想結果の取得を繰り返せばよい。

本発明の主な特徴は、仮想結果取得手段が複数の測定条件それぞれに基づくシミュレーションにより複数の仮想測定結果を取得し、比較結果出力手段が取得される複数の測定仮想測定結果（及び複数の測定条件）のうち２以上の仮想測定結果（及び２以上の測定条件）を比較結果として出力することにある。ユーザは比較結果により、推奨される測定条件が他の測定条件と比較して判断することが出来るので、Ｘ線分析装置に不慣れなユーザであっても、分析対象となる試料の測定条件を容易に決定することが出来る。

当該実施形態において、推奨される測定条件は、試料の膜構造や試料サイズより、比較的容易に決定することが出来ている。しかしながら、他の分析目的などにおいて、推奨される測定条件の決定が容易ではない場合がある。その場合は、測定条件取得ステップ（Ｓ３）において、測定条件取得部４３は、Ｎ個（Ｎは比較的大きな自然数）の測定条件を取得すればよい。測定条件選択ステップ（Ｓ６）において、測定条件選択部４６が、Ｎ個の仮想測定結果の評価に基づいて、ｎ個（ｎはＮと比べて比較的小さい自然数：ｎ＜Ｎ）の仮想測定結果を選択すればよい。

［測定結果解析］
図８は、当該実施形態に係る第２制御プログラム３２のフローチャートである。第２制御プログラム３２は、測定後に実行されるプログラムであり、分析対象となる試料の測定結果を解析するためのプログラムである。図１に示す通り、制御部４のＣＰＵ部１１は、実測結果取得部４８と、実測結果解析部４９と、をさらに備えている。

［ＳＡ：実測結果取得ステップ］
実測結果取得部４８は、２以上の測定条件から選択される１つの測定条件によって、Ｘ線測定部２が試料に対して行う実測測定結果を取得する（実測結果取得ステップ：ＳＡ）。実測結果取得部４８は、Ｘ線測定部２から実測測定結果を取得してもよいし、測定プログラムによって実測測定結果が保存された記憶部１２から取得してもよい。また、実測結果取得部４８は、記憶部１２に保存される試料情報と測定条件と仮想測定結果とを取得する。

［ＳＢ：実測結果解析ステップ］
実測結果解析部４９は、実測測定結果を、試料情報と、１つの測定条件とに基づいて、解析する（実測結果解析ステップ：ＳＢ）。例えば、試料の実測測定結果（実測データ）に観測される小さな振動の振幅が仮想測定結果（又は理論データ）に観測される対応する振動の振幅と比較して、問題ないか（十分に大きいか）など、実測測定結果に問題ないか確認する。その際に、臨界角（２θが小）や背景（ＢＧ）領域（２θが大）がカバーされているか、ステップサイズは適切だったか、なども併せて確認する。

実測測定結果が問題ないものであると判定すると、当該実測測定結果の解析を行う。解析の際に、試料情報や仮想測定結果を用いることにより、より簡易により高速に、解析を実行することが出来る。そして、解析結果のＲ値（実測測定結果が理論データとの適合性の指標）は十分に小さいか、判定する。例えば、Ｒ値が５％以下になっていれば、解析結果が正しく実行されたと判定する。

また、解析結果に異常が見られた場合、再度解析を行うこととなる。例えば、残差パターンにうねりや振動構造が観測される場合は、試料の膜構造に別の層の存在が示唆される。ここで、残差パターンとは、実測測定結果のＸＲＲから、解析結果から計算されるＸＲＲを引いたものである。また、残差パターンにうねりや振動構造が観測されない場合であっても、表面層が酸化されたり、界面で新たな層が生成されている場合も考えられる。これらの場合は、試料の膜構造に新たな層を追加して、再度解析を行えばよい。さらに、設計された膜構造と実際に生成された膜構造が異なっている場合も考えられる。この場合は、膜構造のモデルを想定されるモデルに修正して、再度解析を行なえばよい。

以上説明したそれぞれの内容をチェック項目として、解析結果判定画面を生成し、制御部４の情報出力部１４が当該画面を表示部に表示させればよい。当該画面に表示される複数のチェック項目に問題ないか、ユーザが確認し、問題なければＯＫボタンをクリックして、第２制御プログラム３２が終了する。チェック項目に問題があれば、再度の解析を行うこととなる。

以上、当該実施形態に係るＸ線分析装置１（又は操作ガイドシステム３）の操作ガイド方法について説明した。ここでは、分析目的を第１の分析目的（薄膜試料の膜厚などの解析）を例に説明したが、他の分析目的を選択する場合であっても、同様である。他の一例として、分析目的取得ステップ（Ｓ１）において、図４に示す分析目的選択画面で、ユーザが「粉末・多結晶試料の定性・定量および構造解析」（以下、第２の分析目的とする）を選択する場合について、説明する。

図９は、当該実施形態の他の例に係る試料情報入力画面を示す図であり、試料情報取得ステップ（Ｓ２）において、表示される画面である。第２の分析目的の対象である試料の試料情報は、想定される複数の結晶相それぞれの情報と、結晶子のサイズと、試料の形状やサイズである。各結晶相の組成と想定される重量比を入力するとともに、「設定」ボタンをクリックして、その結晶構造の詳細を入力する。このように、分析目的に応じて入力する試料情報は異なるので、分析目的に適する試料情報入力画面が生成される。

上述する通り、第１制御プログラム３１によって操作ガイダンス方法が実行され、推奨される測定条件が選択される。図１０は、当該実施形態の他の例に係る測定条件画面を示す図であり、比較結果出力ステップ（Ｓ７）において出力される測定条件の表示画面である。図１０は、推奨される測定条件を示す図であるが、測定条件は、第１の分析目的と同様に、測定光学系とその制御条件とを含み、測定光学系は、光学系とスリット条件とを含んでいる。

以上、本発明の実施形態に係るＸ線分析装置と、操作ガイドシステムと、操作ガイド方法と、操作ガイドプログラムとについて説明した。本発明は、上記実施形態に限定されることなく、広く適用することが出来る。Ｘ線分析装置の分析目的は、上記４つの分析目的に限定されることがないのは言うまでもない。また、システム情報記憶部３３に記憶される測定条件の測定光学系は、ユーザが所有する部品によって実施可能なものに限定している。しかし、例えば、記憶される測定光学系がユーザが所有していない部品によって実施可能なものを含み、推奨される測定光学系に含まれる部品をユーザが所有していない場合に、推奨される測定光学系と、ユーザが所有する部品によって実施可能な測定光学系と、両方の仮想測定結果を比較結果として出力することにより、推奨される測定光学系の利点をユーザに伝え、所有していない部品の購入を提案することなども可能である。また、上記実施形態では、第１制御プログラム３１と第２制御プログラム３２と公知の測定プログラムはそれぞれ独立したプログラムとしたが、１つのプログラムとして実行されてもよい。

１ Ｘ線分析装置、２ Ｘ線測定部、３ 操作ガイドシステム、４ 制御部、５ 入力装置、６ 表示装置、１１ ＣＰＵ部、１２ 記憶部、１３ 情報入力部、１４ 情報出力部、２１ ゴニオメータ、２２ 支持台、２３ Ｘ線発生部、２４ 多層膜ミラー、２５Ａ 第１入射スリット、２５Ｂ 第２入射スリット、２６Ａ 第１受光スリット、２６Ｂ 第２受光スリット、２７ 検出器、３１ 第１制御プログラム、３２ 第２制御プログラム、３３ システム情報記憶部、４１ 分析目的取得部、４２ 試料情報取得部、４３ 測定条件取得部、４４ 仮想結果取得部、４５ 結果評価部、４６ 測定条件選択部、４７ 比較結果出力部、４８ 実測結果取得部、４９ 実測結果解析部、１００ 試料。

Claims (6)

1. Ｘ線測定部にて所定の分析目的の測定がなされる試料の試料情報を取得する試料情報取得手段と、
   互いに異なる複数の測定条件を取得する測定条件取得手段と、
   前記試料情報に対して、前記複数の測定条件それぞれに基づくシミュレーションにより、前記所定の分析目的の測定による複数の仮想測定結果を取得する仮想結果取得手段と、
   前記複数の仮想測定結果のうち２以上の仮想測定結果と、該２以上の仮想測定結果それぞれに対応する２以上の前記測定条件とを、比較結果として出力する比較結果出力手段と、
   を備え、
   前記複数の測定条件それぞれは、複数の部品の組み合わせからなる測定光学系の条件と、当該測定光学系を用いて前記所定の分析目的の測定がなされるために当該測定光学系を制御する制御する制御条件と、からなる、
   ことを特徴とする、Ｘ線分析の操作ガイドシステム。
2. 請求項１に記載のＸ線分析の操作ガイドシステムであって、
   前記複数の仮想測定結果を評価をする結果評価手段と、
   前記複数の仮想測定結果の前記評価に基づいて、前記２以上の前記仮想測定結果を選択する、測定条件選択手段と、
   をさらに備える、Ｘ線分析の操作ガイドシステム。
3. 請求項１又は２に記載のＸ線分析の操作ガイドシステムであって、
   前記複数の測定条件を記憶するシステム情報記憶手段を、さらに備え、
   前記システム情報記憶手段に記憶される前記複数の測定条件は、前記Ｘ線測定部において実施可能なものである、
   ことを特徴とする、Ｘ線分析の操作ガイドシステム。
4. 請求項１乃至３のいずれかに記載のＸ線分析の操作ガイドシステムであって、
   前記２以上の前記測定条件から選択される１つの測定条件によって、前記Ｘ線測定部が前記試料に対して行う実測測定結果を取得する、実測結果取得手段と、
   前記実測測定結果を、前記試料情報と、前記１つの測定条件とに基づいて、解析する、実測結果解析手段と、
   をさらに備える、Ｘ線分析の操作ガイドシステム。
5. 所定の分析目的の測定がなされる試料の試料情報を取得する試料情報取得ステップと、
   互いに異なる複数の測定条件を取得する測定条件取得ステップと、
   前記試料情報に対して、前記複数の測定条件それぞれに基づくシミュレーションにより、前記所定の分析目的の測定による複数の仮想測定結果を取得する仮想結果取得ステップと、
   前記複数の仮想測定結果のうち２以上の仮想測定結果と、該２以上の仮想測定結果それぞれに対応する２以上の前記測定条件とを、比較結果として出力する比較結果出力ステップと、
   を備え、
   前記複数の測定条件それぞれは、複数の部品の組み合わせからなる測定光学系の条件と、当該測定光学系を用いて前記所定の分析目的の測定がなされるために当該測定光学系を制御する制御条件と、からなる、
   ことを特徴とする、Ｘ線分析の操作ガイド方法。
6. コンピュータを、
   所定の分析目的の測定がなされる試料の試料情報を取得する試料情報取得手段と、
   互いに異なる複数の測定条件を取得する測定条件取得手段、
   前記試料情報に対して、前記複数の測定条件それぞれに基づくシミュレーションにより、前記所定の分析目的の測定による複数の仮想測定結果を取得する仮想結果取得手段、
   前記複数の仮想測定結果のうち２以上の仮想測定結果と、該２以上の仮想測定結果それぞれに対応する２以上の前記測定条件とを、比較結果として出力する比較結果出力手段、
   として機能させるための、Ｘ線分析の操作ガイドプログラムであって、
   前記複数の測定条件それぞれは、複数の部品の組み合わせからなる測定光学系の条件と、当該測定光学系を用いて前記所定の分析目的の測定がなされるために当該測定光学系を制御する制御条件と、からなる、
   ことを特徴とする、Ｘ線分析の操作ガイドプログラム。

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