Ｘ線ビーム源、Ｘ線ビーム照射装置、Ｘ線ビーム透過撮影装置、Ｘ線ビームＣＴ装置、Ｘ線元素マッピング検査装置及びＸ線ビーム形成方法
【課題】Ｘ線ビームを形成する小型かつ軽量のＸ線ビーム源を得る。
【解決手段】Ｘ線ビーム源１３は、絶縁材１に挿入され電圧を印加する導入線２と、導入線２の一端に設けられた陰極と、陰極と対面して設けられ発生した電子ビームを衝突させてＸ線を発生させる陽極であるターゲット６と、導入線２、陰極及びターゲット６を収納しＸ線が通過するＸ線透過窓５を有する真空容器７と、Ｘ線透過窓５の外側に設けられＸ線から特性Ｘ線を選択的に取り出すフィルタ８と、真空容器７及びフィルタ８を収納するハウジング１０と、ハウジング１０に設けられ特性Ｘ線を収束するＸ線集光素子であるフレネルゾーンプレート（ＦＺＰ）９と、を有する。
【解決手段】Ｘ線ビーム源１３は、絶縁材１に挿入され電圧を印加する導入線２と、導入線２の一端に設けられた陰極と、陰極と対面して設けられ発生した電子ビームを衝突させてＸ線を発生させる陽極であるターゲット６と、導入線２、陰極及びターゲット６を収納しＸ線が通過するＸ線透過窓５を有する真空容器７と、Ｘ線透過窓５の外側に設けられＸ線から特性Ｘ線を選択的に取り出すフィルタ８と、真空容器７及びフィルタ８を収納するハウジング１０と、ハウジング１０に設けられ特性Ｘ線を収束するＸ線集光素子であるフレネルゾーンプレート（ＦＺＰ）９と、を有する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、Ｘ線ビームを形成し利用するＸ線ビーム源、Ｘ線ビーム照射装置、Ｘ線ビーム透過撮影装置、Ｘ線ビームＣＴ装置、Ｘ線元素マッピング検査装置及びＸ線ビーム形成方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、電子ビームが金属ターゲットに入射して放出するＸ線は、電子ビームの加速電圧を上限エネルギーとして、低エネルギー領域まで広い分布を持つ制動Ｘ線成分と金属ターゲット特有のエネルギースペクトルの特性Ｘ線が含まれる。この制動Ｘ線は連続（白色）成分からなり、金属ターゲット特有のエネルギースペクトルの特性Ｘ線は単色成分からなる。
【０００３】
近年、上記のＸ線を収束するＸ線光学素子として、回折を利用したフレネルゾーンプレート（Ｆｒｅｓｎｅｌ Ｚｏｎｅ Ｐｌａｔｅ：以下、ＦＺＰという。）が適用されるようになってきた。このＸ線を一点に収束するためには、単色成分を利用する必要がある。このため、ＦＺＰを利用するための光源としては、単色Ｘ線を取り出し易い電子蓄積リング加速器を利用した放射光施設が利用されている。
【０００４】
図１０は、従来の電子蓄積リング加速器を用いたＸ線収束ビームの形成方法を示す説明図である。
【０００５】
本図に示すように、放射光施設である電子蓄積リング加速器５１内の偏向電磁石５２で偏向された電子ビームは、ビームライン５３となる。このビームライン５３は、モノクロメータ５４及びＸ線集光素子５５を介してＸ線収束ビームとなる。このＸ線収束ビームが被検物５６に照射され、透過した金属ターゲット特有のエネルギースペクトルの特性Ｘ線が各種分析器５７に集められ分析される。
【０００６】
上述のように、放射光を収束するためにＸ線光学素子として回折を利用したＦＺＰが適用されるようになってきた。このような放射光とＦＺＰを組み合わせた装置の代表的なものとして、Ｘ線顕微鏡が知られている（例えば、特許文献１参照）。このＸ線顕微鏡は、光源の規模により光源本体を走査することは難しく、試料の方を走査するものであった。
【特許文献１】特開平０６−２８１８００号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
上述した一般的なＸ線管にＦＺＰを適用する場合、Ｘ線管から放射されるＸ線成分のうち、単色成分である特性Ｘ線を効果的に分離し取り出す構成を採ることが必要である。この放射光とＦＺＰを組み合わせた装置の代表的なものとして、Ｘ線顕微鏡が知られている。
【０００８】
しかし、このＸ線顕微鏡のような構成を採用した場合に、光源の規模により光源本体を走査することは難しく、またＸ線ビームも容易に走査することは困難であった。このため、試料の方を走査するような使用方法に限定したものとなっている、という課題があった。
【０００９】
また、ＦＺＰで収束・平行ビームとしたＸ線を任意に走査する機能を持たせた装置を構成しようとする場合は、ＦＺＰを含めたＸ線ビーム源を極力、小型かつ軽量なものとして位置制御のし易いものにすることが必要である、という課題があった。
【００１０】
また、Ｘ線管のような小型のＸ線発生装置にＦＺＰを適用して収束または平行ビームとして効果的に取り出すことができれば、このＸ線ビームを任意に走査できる、という課題があった。
【００１１】
本発明は上記課題を解決するためになされたもので、Ｘ線ビームを形成するＸ線ビーム源の小型化かつ軽量化を図り、さらに、これを利用したＸ線ビーム走査機能を有するＸ線ビーム照射装置、Ｘ線ビーム透過撮影装置、Ｘ線ビームＣＴ装置、Ｘ線元素マッピング検査装置及びＸ線ビーム形成方法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】
【００１２】
上記目的を達成するため、本発明のＸ線ビーム装置においては、絶縁材に挿入され電圧が印加される導入線と、この導入線の一端に設けられた陰極と、この陰極と対面して設けられ発生した電子ビームを衝突させてＸ線を発生させる陽極であるターゲットと、前記導入線、陰極及びターゲットを収納し前記Ｘ線が通過するＸ線透過窓を含む真空容器と、このＸ線透過窓の外側に設けられ前記Ｘ線から特性Ｘ線を選択的に取り出すフィルタと、前記真空容器及びフィルタを収納するハウジングと、このハウジングを貫通して設けられ前記特性Ｘ線を収束するＸ線集光素子と、を有することを特徴とするものである。
【００１３】
また、上記目的を達成するため、本発明のＸ線ビームの形成方法においては、真空容器内において絶縁材に挿入され導入線の一端に設けられた陰極と、この陰極と対面して設けられた陽極であるターゲットとの間に電圧を印加して発生した電子ビームを衝突させてＸ線を発生させるＸ線発生ステップと、この真空容器内の外側に設けられフィルタを介して前記Ｘ線から特性Ｘ線を選択的に取り出す特性Ｘ線取出ステップと、前記真空容器及びフィルタを収容するハウジングに設けられたＸ線集光素子で前記特性Ｘ線を収束するＸ線収束ステップと、を有することを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１４】
本発明のＸ線ビーム源、Ｘ線ビーム照射装置、Ｘ線ビーム透過撮影装置、Ｘ線ビームＣＴ装置、Ｘ線元素マッピング検査装置及びＸ線ビーム形成方法によれば、真空容器内において絶縁体を貫通する導入線を配置することにより、Ｘ線ビーム源の小型化かつ軽量化を図ることができる。かくして、Ｘ線ビームを走査することができ、移動の困難な大型の被照射体の任意の位置にＸ線を照射することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、本発明に係るＸ線ビーム源、Ｘ線ビーム照射装置、Ｘ線ビーム透過撮影装置、Ｘ線ビームＣＴ装置、Ｘ線元素マッピング検査装置及びＸ線ビーム形成方法の実施の形態について、図面を参照して説明する。ここで、同一又は類似の部分には共通の符号を付すことにより、重複説明を省略する。
【００１６】
図１は、本発明の第１の実施の形態の透過型のＸ線ビーム装置の構成を示す縦断面図であり、図２は、本発明の第１の実施の形態の反射型のＸ線ビーム装置の構成を示す縦断面図である。
【００１７】
本図に示すように、Ｘ線ビーム照射装置は、真空容器７から構成されている。この真空容器７の下部より、高電圧３３が印加される導入線２が挿入されている。真空容器７内で、上記の導入線２は絶縁材１を貫通している。この絶縁材１は、凹凸形状から形成されているので、上記の高電圧３３に対する沿面絶縁距離が十分に確保される。
【００１８】
この導入線２の上端には、ウエネルト（Ｗｅｈｎｅｔ Ｅｌｅｃｔｒｏｄｅ）３が設けられている。ウエネルト３は、電子線収束用の円筒状の電極で、陰極を囲むように装着されている。このウエネルト３の上面には、エミッタ（Ｅｍｉｔｔｅｒ）４が設けられている。このエミッタ４は、キャリア(担体)を放出するものである。
【００１９】
また、上記の真空容器７の上部には、Ｘ線透過窓５が設けられている。このＸ線透過窓５の内側に、ターゲット（陽極）６が配置されている。
【００２０】
また、上記の真空容器７は、ハウジング１０内に収納されている。このハウジング１０の上部には、Ｘ線を収束するＸ線光学素子として、回折を利用したフレネルゾーンプレート（Ｆｒｅｓｎｅｌ Ｚｏｎｅ Ｐｌａｔｅ：ＦＺＰ）９が設けられている。このＦＺＰ９と上記のＸ線透過窓５との間には、フィルタ８が設けられている。上述のコンポーネントにより、Ｘ線ビーム源１３が構成される。
【００２１】
また、上記の真空容器７は、走査機構１１の台１１ａに載置される。この台１１ａを動作することにより、Ｘ線ビーム源１３を上下方向及び左右方向に移動できるようになっている。
【００２２】
このように構成された本実施の形態において、導入線２を介してエミッタ４に負の高電圧３３が印加される。この負の高電圧３３を印加することにより、エミッタ４から電界放出により電子ビーム３１が発生する。この発生した電子ビーム３１はウエネルト３により軌道成形され、エミッタ４とターゲット６との間の電界により加速されてターゲット６に衝突する。このターゲット６に衝突した電子ビーム３１は、ターゲット金属による制動を受け、この衝突の点から４π（ｓｒ）方向へとＸ線３２が放射される。このＸ線３２の一部は、Ｘ線透過窓５を通過することにより真空容器７の外部へ取り出される。この真空容器７の外部へと取り出されたＸ線３２は広がりながらフィルタ８を通過する。このフィルタ８を介して、Ｘ線３２は単色のエネルギースペクトルを持つ特性Ｘ線となる。この特性Ｘ線はＦＺＰ９に入射される。このＦＺＰ９を介して、Ｘ線ビーム３２が一点である焦点３５に収束されることになる。
【００２３】
上記のコンポーネントはハウジング１０内に収納され、Ｘ線ビーム源１３を構成する。また、このハウジング１０を載置したＸ線ビーム走査機構１１の台１１ａを上下方向および左右方向に移動することにより、例えば、Ｘ線ビーム源１３を三次元的に走査する機構を備えることができる。
【００２４】
本実施の形態により、真空容器７内で凹凸形状の絶縁体を貫通する導入線を配置することにより、高電圧に対する沿面絶縁距離を確保することができる。そして、真空容器７の長さを短小化し、小型かつ計量のＸ線ビーム源１３を得ることができる。さらに、Ｘ線ビーム源１３の小型化かつ計量化を図ることにより、Ｘ線ビーム源１３は三次元的に走査する機構を備えることができ、Ｘ線収束点を三次元上の任意の点に走査することが可能となる。かくして、小型のＸ線ビーム源を用いることにより被照射体である試料を動かすことなく、移動の困難な大型の被照射体の任意の位置にＸ線を照射することが可能となる。
【００２５】
図２は、本発明の第１の実施の形態の反射型のＸ線ビーム装置の要部の構成を示す縦断面図である。図２の実施の形態は、図１の透過型のターゲット６の代わり反射型のターゲット６ａを示すものであり、図１の実施の形態と同一又は類似の部分には共通の符号を付すことにより、重複説明を省略する。
【００２６】
本図に示すように、反射型のＸ線ビーム装置は、反射型のターゲット６ａから構成されている。
【００２７】
本実施の形態において、発生した電子ビーム３１はウエネルト３により軌道成形され、エミッタ４と反射型のターゲット６ａとの間の電界により加速されてターゲット６に衝突する。この反射型のターゲット６ａに衝突し反射した電子ビーム３１は、ターゲット金属による制動を受け、Ｘ線３２が放射される。このＸ線３２の一部は、Ｘ線透過窓５を通過することにより真空容器７の外部へ取り出される。この真空容器７の外部へと取り出されたＸ線３２は広がりながらフィルタ８を通過する。このフィルタ８を介して、Ｘ線３２は単色のエネルギースペクトルを持つ特性Ｘ線となる。この特性Ｘ線はＦＺＰ９に入射される。このＦＺＰ９を介して、Ｘ線ビーム３２が一点である焦点３５に収束されることになる。
【００２８】
本実施の形態により、反射型のＸ線源を用いてもＸ線ビーム源１３を三次元的に走査する機構を備えることができ、Ｘ線収束点を三次元上の任意の点に走査することが可能となる。かくして、小型のＸ線ビーム源を用いることにより被照射体である試料を動かすことなく、移動の困難な大型の被照射体の任意の位置にＸ線を照射することが可能となる。
【００２９】
図３は、本発明の第２の実施の形態のＸ線ビーム装置の要部の構成を示す縦断面図である。本実施の形態は、第１の実施の形態に第２のＦＺＰ１２を追加して設けたものであり、第１の実施の形態と同一又は類似の部分には共通の符号を付すことにより、重複説明を省略する。
【００３０】
本図に示すように、Ｘ線ビーム照射装置は、第１のＦＺＰ９の他に、第２のＦＺＰ１２を追加した構成となっている。
【００３１】
本実施の形態において、第１のＦＺＰ９により、フィルタ８にて単色化された特性Ｘ線ビーム３２は平行ビーム化される。さらに、平行ビーム化したＸ線３２は、この第２のＦＺＰ１２により、焦点３５に収束することが可能となる。
【００３２】
また、図１に示す走査機構１１を用いることによりＸ線ビームを任意に制御することも可能である。
【００３３】
本実施の形態によれば、平行ビーム化したＸ線３２を第２のＦＺＰ１２を設けて一点に収束することにより、Ｘ線量の低下を抑制し、Ｘ線ビームを長距離伝送することが可能となる。このようなＸ線照射装置は、設置スペースの問題により、Ｘ線ビーム源１３と被照射体の間の距離を縮小できない場合等に有効である。
【００３４】
図４は、本発明の第３の実施の形態のＸ線ビーム装置の要部の構成を示す縦断面図である。本実施の形態は、第１の実施の形態のＸ線ビーム源１３を被照射体１４の周辺に複数個設けたものであり、第１の実施の形態と同一又は類似の部分には共通の符号を付すことにより、重複説明を省略する。
【００３５】
本図に示すように、図１に示すＸ線ビーム源１３を試料である被照射体１４の周辺に三次元的に複数個配置して構成されている。
【００３６】
本実施の形態において、各Ｘ線ビーム源１３からのＸ線ビーム３２の収束点が焦点３５に重複するように調整することが可能となる。かくして、被照射体１４の任意の一点に高強度のＸ線を照射することが可能となる。
【００３７】
本実施の形態によれば、被照射体１４の任意のＸ線照射ポイント以外の箇所への余分なＸ線照射を低減することができる。また、図１に示す走査機構１１の台１１ａを移動することにより、複数のＸ線収束点位置の制御および各Ｘ線照射装置のビーム強度を変化させることにより、被照射体１４へのＸ線強度変調照射も可能となる。
【００３８】
図５は、本発明の第４の実施の形態のＸ線ビーム装置の構成を示す正面図である。本実施の形態は、第１の実施の形態のＸ線ビーム源１３をレンズホルダ２４に組み込んだものであり、第１の実施の形態と同一又は類似の部分には共通の符号を付すことにより、重複説明を省略する。
【００３９】
本図に示すように、図１に示すＸ線ビーム源１３を、非常に小サイズのもの、例えば、顕微鏡２６の対物レンズ程度のサイズとして、顕微鏡２６の回転式レンズホルダ２４に組込んだものである。
【００４０】
本実施の形態において、観察およびＸ線ビーム照射が切り替えられるように構成されている。また、Ｘ線ビーム源１３は、レンズホルダ２４上で任意に位置を微調整する機構を持つ微調ステージ２５の上に設置する構成を採ることも可能である。
【００４１】
本実施の形態によれば、Ｘ線以外の可視光、紫外光を利用する光学式の顕微鏡２６を用いて、試料１４を観察しながら、Ｘ線照射位置を制御できる。かくして、試料１４の観察およびＸ線ビーム照射を切り替えながら一連の測定作業を行うことができる。
【００４２】
図６は、本発明の第５の実施の形態のＸ線ビーム装置の構成を示す説明図である。本実施の形態は、第１の実施の形態のＸ線ビーム源１３を用いたＸ線透過撮影装置に係わるものであり、第１の実施の形態と同一又は類似の部分には共通の符号を付すことにより、重複説明を省略する。
【００４３】
本図に示すように、図１に示すＸ線ビーム源１３を用いたＸ線透過撮影装置に係わるものである。Ｘ線ビーム源１３から放出されるＸ線ビームを収束ビーム３２とし、その焦点３５を被検体である被照射体１４の直前又は場合によっては被照射体１４の内部の測定部位の近傍に位置するように調整する。被照射体１４を通過したＸ線ビームは発散ビーム３４となって対向するＸ線カメラ１５に入射される構成となっている。
【００４４】
本実施の形態によれば、Ｘ線ビーム源１３から放出されるＸ線ビームを収束ビーム３２として照射することにより、等方的に放射する一般のＸ線管からのＸ線に比較して、撮影対象部位に集中してＸ線を照射することができる。かくして、被照射体１４の撮影対象部位のサイズが小さいほど、目的部位に集中してＸ線を照射し、さらに、Ｘ線カメラ１５で効率良くＸ線（光）量をとらえることができ、高効率的にＸ線透過撮影による撮像を得ることができる。
【００４５】
図７は、本発明の第６の実施の形態のＸ線ＣＴ装置の構成を示す説明図である。本実施の形態は、第１の実施の形態のＸ線ビーム源１３を用いたＸ線ＣＴ（Ｃｏｍｐｕｔｅｒｅｄ Ｔｏｍｏｇｒａｐｈｙ：計算断層像法）装置に係わるものであり、第１の実施の形態と同一又は類似の部分には共通の符号を付すことにより、重複説明を省略する。
【００４６】
本図に示すように、Ｘ線ビーム源１３を用いた図６に示すＸ線透過撮影装置に関する体系を改良することによって構成したＸ線ＣＴ装置に係わるものである。
【００４７】
本実施の形態において、この被照射体１４をターンテーブル１７上に載置する。上記のＸ線ビーム源１３から放出される収束性Ｘ線ビーム３２を旋回している被検体である被照射体１４に入射する。一方、透過したＸ線ビーム３４の信号はＸ線検出器１６を用いて計測される構成となっている。ターンテーブル１７を回転させて、多数方向からの照射信号データ、透過信号データ等を収集する。この収集したデータを画像再構成装置１８により処理することによって被照射体１４のＣＴ画像を得ることができる。また、ＣＲＴ（Ｃａｔｈｏｄ Ｒａｙ Ｔｕｂｅ：ブラウン管）１９に表示させることが可能となる。
【００４８】
また、被照射体１４の微小領域を撮影するときは、第５の実施の形態と同様に、目的部位に集中してＸ線を照射することができ、またＸ線検出器で効率良くＸ線（光）量をとらえる点で有効である。
【００４９】
本実施の形態によれば、上記のＸ線ＣＴ装置により、微小領域の精密検査を高効率で行うことができる。
【００５０】
図８は、本発明の第７の実施の形態のＸ線ビーム元素マッピング検査装置の構成を示す説明図である。本実施の形態は、第１の実施の形態のＸ線ビーム源１３を用いたＸ線ビーム元素マッピング装置に係わるものであり、第１の実施の形態と同一又は類似の部分には共通の符号を付すことにより、重複説明を省略する。
【００５１】
本図に示すように、図１に示すＸ線ビーム源１３を用いたＸ線ビーム元素マッピング検査装置に係わるものである。Ｘ線ビーム源１３から放出されるＸ線ビームが収束ビーム３２とし被照射体１４に入射される。このとき、図１に示すＦＺＰ９により収束ビーム３２は試料である被照射体１４の表面の微小領域に焦点３５を合致するように配置されている。この透過したＸ線ビーム３４の信号はＸ線検出器１６を用いて計測される。
【００５２】
一方、被照射体１４に対してＸ線照射側に、被照射体１４から放出される蛍光Ｘ線を捕らえるためのＦＺＰ９ａ及びコリメータ（Ｃｏｌｌｉｍａｔｏｒ）２０を備えたＸ線スペクトル検出器２１が配置されている。このコリメータ２０は、レンズ等を用いて平行光線束を得るものである。
【００５３】
上記のＦＺＰ９、コリメータ２０及びＸ線スペクトル検出器２１は、ホルダ２２内に収容されている。また、このホルダ２２とＸ線ビーム源１３とは一体化した構造となっている。このホルダ２２全体は駆動ステージ２３上に設置されている。
【００５４】
本実施の形態において、上記のＸ線ビーム元素マッピング検査装置の透過画像により、被照射体１４の微小領域にＸ線を収束させてその部分の元素分析を行うことができ、また被照射体１４の微小領域の組成、構造を高い分解能で検査することができる。
【００５５】
また、Ｘ線ビーム源１３とＸ線スペクトル検出器２１を搭載したホルダ２２を駆動することにより、被照射体１４を固定したまま透過画像と元素のマッピング検査が可能になる。さらに、溶液中に沈殿した試料等駆動によって位置が変化しやすい試料１４においても、試料のブレが無く、精度の高い検査ができる。
【００５６】
本実施の形態によれば、上記のＸ線ビーム元素マッピング検査装置を用いることにより、高分解能かつステージ駆動による試料の位置ずれがないＸ線ビームによる元素マッピング検査をすることができる。
【００５７】
図９は、本発明の第８の実施の形態のＸ線ビーム元素マッピング検査装置の変形例の構成を示す説明図である。本実施の形態は、第１の実施の形態のＸ線ビーム源１３を使用し偏向器２７を付加したＸ線ビーム元素マッピング装置に係わるものであり、第１の実施の形態と同一又は類似の部分には共通の符号を付すことにより、重複説明を省略する。
【００５８】
本図に示すように、このＸ線ビーム元素マッピング装置は、図１のＸ線ビーム源を用いて構成されている。また、Ｘ線ビーム源１３を構成するＸ線源として、電子ビーム３１を偏向する偏向器２７が付加されている。
【００５９】
本実施の形態において、静電偏向器又は偏向電磁石等の偏向器２７を用いることにより、Ｘ線ビーム源１３内の電子ビーム３１のターゲット６の入射点を変化させることができる。このため、上記Ｘ線ビーム３２がＦＺＰ９に入射する角度を変えることができる。また、被照射体１４上でのＸ線照射位置を任意に変化させることが可能となる。かくして、Ｘ線ビーム源１３、Ｘ線スペクトル検出器２１および試料１４等の検出ブレに関わる要素を固定した状態の下で、微小領域の元素マッピング検査を行うことができる。
【００６０】
本実施の形態によれば、偏向器２７を用いたＸ線ビーム元素マッピング検査装置を使用することにより、さらに位置ずれの影響が少ないＸ線ビーム元素マッピング検査を行うことができる。
【００６１】
さらに、本発明は、上述したような各実施の形態に何ら限定されるものではなく、走査機構の台を旋回してもよく、本発明の主旨を逸脱しない範囲で種々変形して実施することができる。
【図面の簡単な説明】
【００６２】
【図１】本発明の第１の実施の形態の透過型のＸ線ビーム照射装置の構成を示す縦断面図。
【図２】本発明の第１の実施の形態の反射型のＸ線ビーム照射装置の要部の構成を示す縦断面図。
【図３】本発明の第２の実施の形態のＸ線ビーム照射装置の要部の構成を示す縦断面図。
【図４】本発明の第３の実施の形態のＸ線ビーム照射装置の要部の構成を示す縦断面図。
【図５】本発明の第４の実施の形態のＸ線ビーム照射装置の構成を示す正面図。
【図６】本発明の第５の実施の形態のＸ線透過撮影装置の構成を示す説明図。
【図７】本発明の第６の実施の形態のＸ線ＣＴ装置の構成を示す説明図。
【図８】本発明の第７の実施の形態のＸ線ビーム元素マッピング検査装置の構成を示す説明図。
【図９】本発明の第７の実施の形態のＸ線ビーム元素マッピング検査装置の変形例の構成を示す説明図。
【図１０】従来の電子蓄積リング加速器を用いたＸ線収束ビームの形成方法を示す説明図。
【符号の説明】
【００６３】
１…絶縁材、２…導入線、３…ウエネルト、４…エミッタ、５…Ｘ線透過窓、６…ターゲット、７…真空容器、８…フィルタ、９…フレネルゾーンプレート（ＦＺＰ）、１０…ハウジング、１１…走査機構、１２…第２のＦＺＰ、１３…Ｘ線ビーム源、１４…被照射体（試料）、１５…Ｘ線カメラ、１６…Ｘ線検出器、１７…ターンテーブル、１８…画像再構成装置、１９…ＣＲＴ、２０…コリメータ、２１…Ｘ線スペクトル検出器、２２…ホルダ、２３…駆動ステージ、２４…レンズホルダ、２５…微調ステージ、２６…顕微鏡、２７…偏向器。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、Ｘ線ビームを形成し利用するＸ線ビーム源、Ｘ線ビーム照射装置、Ｘ線ビーム透過撮影装置、Ｘ線ビームＣＴ装置、Ｘ線元素マッピング検査装置及びＸ線ビーム形成方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、電子ビームが金属ターゲットに入射して放出するＸ線は、電子ビームの加速電圧を上限エネルギーとして、低エネルギー領域まで広い分布を持つ制動Ｘ線成分と金属ターゲット特有のエネルギースペクトルの特性Ｘ線が含まれる。この制動Ｘ線は連続（白色）成分からなり、金属ターゲット特有のエネルギースペクトルの特性Ｘ線は単色成分からなる。
【０００３】
近年、上記のＸ線を収束するＸ線光学素子として、回折を利用したフレネルゾーンプレート（Ｆｒｅｓｎｅｌ Ｚｏｎｅ Ｐｌａｔｅ：以下、ＦＺＰという。）が適用されるようになってきた。このＸ線を一点に収束するためには、単色成分を利用する必要がある。このため、ＦＺＰを利用するための光源としては、単色Ｘ線を取り出し易い電子蓄積リング加速器を利用した放射光施設が利用されている。
【０００４】
図１０は、従来の電子蓄積リング加速器を用いたＸ線収束ビームの形成方法を示す説明図である。
【０００５】
本図に示すように、放射光施設である電子蓄積リング加速器５１内の偏向電磁石５２で偏向された電子ビームは、ビームライン５３となる。このビームライン５３は、モノクロメータ５４及びＸ線集光素子５５を介してＸ線収束ビームとなる。このＸ線収束ビームが被検物５６に照射され、透過した金属ターゲット特有のエネルギースペクトルの特性Ｘ線が各種分析器５７に集められ分析される。
【０００６】
上述のように、放射光を収束するためにＸ線光学素子として回折を利用したＦＺＰが適用されるようになってきた。このような放射光とＦＺＰを組み合わせた装置の代表的なものとして、Ｘ線顕微鏡が知られている（例えば、特許文献１参照）。このＸ線顕微鏡は、光源の規模により光源本体を走査することは難しく、試料の方を走査するものであった。
【特許文献１】特開平０６−２８１８００号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
上述した一般的なＸ線管にＦＺＰを適用する場合、Ｘ線管から放射されるＸ線成分のうち、単色成分である特性Ｘ線を効果的に分離し取り出す構成を採ることが必要である。この放射光とＦＺＰを組み合わせた装置の代表的なものとして、Ｘ線顕微鏡が知られている。
【０００８】
しかし、このＸ線顕微鏡のような構成を採用した場合に、光源の規模により光源本体を走査することは難しく、またＸ線ビームも容易に走査することは困難であった。このため、試料の方を走査するような使用方法に限定したものとなっている、という課題があった。
【０００９】
また、ＦＺＰで収束・平行ビームとしたＸ線を任意に走査する機能を持たせた装置を構成しようとする場合は、ＦＺＰを含めたＸ線ビーム源を極力、小型かつ軽量なものとして位置制御のし易いものにすることが必要である、という課題があった。
【００１０】
また、Ｘ線管のような小型のＸ線発生装置にＦＺＰを適用して収束または平行ビームとして効果的に取り出すことができれば、このＸ線ビームを任意に走査できる、という課題があった。
【００１１】
本発明は上記課題を解決するためになされたもので、Ｘ線ビームを形成するＸ線ビーム源の小型化かつ軽量化を図り、さらに、これを利用したＸ線ビーム走査機能を有するＸ線ビーム照射装置、Ｘ線ビーム透過撮影装置、Ｘ線ビームＣＴ装置、Ｘ線元素マッピング検査装置及びＸ線ビーム形成方法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】
【００１２】
上記目的を達成するため、本発明のＸ線ビーム装置においては、絶縁材に挿入され電圧が印加される導入線と、この導入線の一端に設けられた陰極と、この陰極と対面して設けられ発生した電子ビームを衝突させてＸ線を発生させる陽極であるターゲットと、前記導入線、陰極及びターゲットを収納し前記Ｘ線が通過するＸ線透過窓を含む真空容器と、このＸ線透過窓の外側に設けられ前記Ｘ線から特性Ｘ線を選択的に取り出すフィルタと、前記真空容器及びフィルタを収納するハウジングと、このハウジングを貫通して設けられ前記特性Ｘ線を収束するＸ線集光素子と、を有することを特徴とするものである。
【００１３】
また、上記目的を達成するため、本発明のＸ線ビームの形成方法においては、真空容器内において絶縁材に挿入され導入線の一端に設けられた陰極と、この陰極と対面して設けられた陽極であるターゲットとの間に電圧を印加して発生した電子ビームを衝突させてＸ線を発生させるＸ線発生ステップと、この真空容器内の外側に設けられフィルタを介して前記Ｘ線から特性Ｘ線を選択的に取り出す特性Ｘ線取出ステップと、前記真空容器及びフィルタを収容するハウジングに設けられたＸ線集光素子で前記特性Ｘ線を収束するＸ線収束ステップと、を有することを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１４】
本発明のＸ線ビーム源、Ｘ線ビーム照射装置、Ｘ線ビーム透過撮影装置、Ｘ線ビームＣＴ装置、Ｘ線元素マッピング検査装置及びＸ線ビーム形成方法によれば、真空容器内において絶縁体を貫通する導入線を配置することにより、Ｘ線ビーム源の小型化かつ軽量化を図ることができる。かくして、Ｘ線ビームを走査することができ、移動の困難な大型の被照射体の任意の位置にＸ線を照射することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、本発明に係るＸ線ビーム源、Ｘ線ビーム照射装置、Ｘ線ビーム透過撮影装置、Ｘ線ビームＣＴ装置、Ｘ線元素マッピング検査装置及びＸ線ビーム形成方法の実施の形態について、図面を参照して説明する。ここで、同一又は類似の部分には共通の符号を付すことにより、重複説明を省略する。
【００１６】
図１は、本発明の第１の実施の形態の透過型のＸ線ビーム装置の構成を示す縦断面図であり、図２は、本発明の第１の実施の形態の反射型のＸ線ビーム装置の構成を示す縦断面図である。
【００１７】
本図に示すように、Ｘ線ビーム照射装置は、真空容器７から構成されている。この真空容器７の下部より、高電圧３３が印加される導入線２が挿入されている。真空容器７内で、上記の導入線２は絶縁材１を貫通している。この絶縁材１は、凹凸形状から形成されているので、上記の高電圧３３に対する沿面絶縁距離が十分に確保される。
【００１８】
この導入線２の上端には、ウエネルト（Ｗｅｈｎｅｔ Ｅｌｅｃｔｒｏｄｅ）３が設けられている。ウエネルト３は、電子線収束用の円筒状の電極で、陰極を囲むように装着されている。このウエネルト３の上面には、エミッタ（Ｅｍｉｔｔｅｒ）４が設けられている。このエミッタ４は、キャリア(担体)を放出するものである。
【００１９】
また、上記の真空容器７の上部には、Ｘ線透過窓５が設けられている。このＸ線透過窓５の内側に、ターゲット（陽極）６が配置されている。
【００２０】
また、上記の真空容器７は、ハウジング１０内に収納されている。このハウジング１０の上部には、Ｘ線を収束するＸ線光学素子として、回折を利用したフレネルゾーンプレート（Ｆｒｅｓｎｅｌ Ｚｏｎｅ Ｐｌａｔｅ：ＦＺＰ）９が設けられている。このＦＺＰ９と上記のＸ線透過窓５との間には、フィルタ８が設けられている。上述のコンポーネントにより、Ｘ線ビーム源１３が構成される。
【００２１】
また、上記の真空容器７は、走査機構１１の台１１ａに載置される。この台１１ａを動作することにより、Ｘ線ビーム源１３を上下方向及び左右方向に移動できるようになっている。
【００２２】
このように構成された本実施の形態において、導入線２を介してエミッタ４に負の高電圧３３が印加される。この負の高電圧３３を印加することにより、エミッタ４から電界放出により電子ビーム３１が発生する。この発生した電子ビーム３１はウエネルト３により軌道成形され、エミッタ４とターゲット６との間の電界により加速されてターゲット６に衝突する。このターゲット６に衝突した電子ビーム３１は、ターゲット金属による制動を受け、この衝突の点から４π（ｓｒ）方向へとＸ線３２が放射される。このＸ線３２の一部は、Ｘ線透過窓５を通過することにより真空容器７の外部へ取り出される。この真空容器７の外部へと取り出されたＸ線３２は広がりながらフィルタ８を通過する。このフィルタ８を介して、Ｘ線３２は単色のエネルギースペクトルを持つ特性Ｘ線となる。この特性Ｘ線はＦＺＰ９に入射される。このＦＺＰ９を介して、Ｘ線ビーム３２が一点である焦点３５に収束されることになる。
【００２３】
上記のコンポーネントはハウジング１０内に収納され、Ｘ線ビーム源１３を構成する。また、このハウジング１０を載置したＸ線ビーム走査機構１１の台１１ａを上下方向および左右方向に移動することにより、例えば、Ｘ線ビーム源１３を三次元的に走査する機構を備えることができる。
【００２４】
本実施の形態により、真空容器７内で凹凸形状の絶縁体を貫通する導入線を配置することにより、高電圧に対する沿面絶縁距離を確保することができる。そして、真空容器７の長さを短小化し、小型かつ計量のＸ線ビーム源１３を得ることができる。さらに、Ｘ線ビーム源１３の小型化かつ計量化を図ることにより、Ｘ線ビーム源１３は三次元的に走査する機構を備えることができ、Ｘ線収束点を三次元上の任意の点に走査することが可能となる。かくして、小型のＸ線ビーム源を用いることにより被照射体である試料を動かすことなく、移動の困難な大型の被照射体の任意の位置にＸ線を照射することが可能となる。
【００２５】
図２は、本発明の第１の実施の形態の反射型のＸ線ビーム装置の要部の構成を示す縦断面図である。図２の実施の形態は、図１の透過型のターゲット６の代わり反射型のターゲット６ａを示すものであり、図１の実施の形態と同一又は類似の部分には共通の符号を付すことにより、重複説明を省略する。
【００２６】
本図に示すように、反射型のＸ線ビーム装置は、反射型のターゲット６ａから構成されている。
【００２７】
本実施の形態において、発生した電子ビーム３１はウエネルト３により軌道成形され、エミッタ４と反射型のターゲット６ａとの間の電界により加速されてターゲット６に衝突する。この反射型のターゲット６ａに衝突し反射した電子ビーム３１は、ターゲット金属による制動を受け、Ｘ線３２が放射される。このＸ線３２の一部は、Ｘ線透過窓５を通過することにより真空容器７の外部へ取り出される。この真空容器７の外部へと取り出されたＸ線３２は広がりながらフィルタ８を通過する。このフィルタ８を介して、Ｘ線３２は単色のエネルギースペクトルを持つ特性Ｘ線となる。この特性Ｘ線はＦＺＰ９に入射される。このＦＺＰ９を介して、Ｘ線ビーム３２が一点である焦点３５に収束されることになる。
【００２８】
本実施の形態により、反射型のＸ線源を用いてもＸ線ビーム源１３を三次元的に走査する機構を備えることができ、Ｘ線収束点を三次元上の任意の点に走査することが可能となる。かくして、小型のＸ線ビーム源を用いることにより被照射体である試料を動かすことなく、移動の困難な大型の被照射体の任意の位置にＸ線を照射することが可能となる。
【００２９】
図３は、本発明の第２の実施の形態のＸ線ビーム装置の要部の構成を示す縦断面図である。本実施の形態は、第１の実施の形態に第２のＦＺＰ１２を追加して設けたものであり、第１の実施の形態と同一又は類似の部分には共通の符号を付すことにより、重複説明を省略する。
【００３０】
本図に示すように、Ｘ線ビーム照射装置は、第１のＦＺＰ９の他に、第２のＦＺＰ１２を追加した構成となっている。
【００３１】
本実施の形態において、第１のＦＺＰ９により、フィルタ８にて単色化された特性Ｘ線ビーム３２は平行ビーム化される。さらに、平行ビーム化したＸ線３２は、この第２のＦＺＰ１２により、焦点３５に収束することが可能となる。
【００３２】
また、図１に示す走査機構１１を用いることによりＸ線ビームを任意に制御することも可能である。
【００３３】
本実施の形態によれば、平行ビーム化したＸ線３２を第２のＦＺＰ１２を設けて一点に収束することにより、Ｘ線量の低下を抑制し、Ｘ線ビームを長距離伝送することが可能となる。このようなＸ線照射装置は、設置スペースの問題により、Ｘ線ビーム源１３と被照射体の間の距離を縮小できない場合等に有効である。
【００３４】
図４は、本発明の第３の実施の形態のＸ線ビーム装置の要部の構成を示す縦断面図である。本実施の形態は、第１の実施の形態のＸ線ビーム源１３を被照射体１４の周辺に複数個設けたものであり、第１の実施の形態と同一又は類似の部分には共通の符号を付すことにより、重複説明を省略する。
【００３５】
本図に示すように、図１に示すＸ線ビーム源１３を試料である被照射体１４の周辺に三次元的に複数個配置して構成されている。
【００３６】
本実施の形態において、各Ｘ線ビーム源１３からのＸ線ビーム３２の収束点が焦点３５に重複するように調整することが可能となる。かくして、被照射体１４の任意の一点に高強度のＸ線を照射することが可能となる。
【００３７】
本実施の形態によれば、被照射体１４の任意のＸ線照射ポイント以外の箇所への余分なＸ線照射を低減することができる。また、図１に示す走査機構１１の台１１ａを移動することにより、複数のＸ線収束点位置の制御および各Ｘ線照射装置のビーム強度を変化させることにより、被照射体１４へのＸ線強度変調照射も可能となる。
【００３８】
図５は、本発明の第４の実施の形態のＸ線ビーム装置の構成を示す正面図である。本実施の形態は、第１の実施の形態のＸ線ビーム源１３をレンズホルダ２４に組み込んだものであり、第１の実施の形態と同一又は類似の部分には共通の符号を付すことにより、重複説明を省略する。
【００３９】
本図に示すように、図１に示すＸ線ビーム源１３を、非常に小サイズのもの、例えば、顕微鏡２６の対物レンズ程度のサイズとして、顕微鏡２６の回転式レンズホルダ２４に組込んだものである。
【００４０】
本実施の形態において、観察およびＸ線ビーム照射が切り替えられるように構成されている。また、Ｘ線ビーム源１３は、レンズホルダ２４上で任意に位置を微調整する機構を持つ微調ステージ２５の上に設置する構成を採ることも可能である。
【００４１】
本実施の形態によれば、Ｘ線以外の可視光、紫外光を利用する光学式の顕微鏡２６を用いて、試料１４を観察しながら、Ｘ線照射位置を制御できる。かくして、試料１４の観察およびＸ線ビーム照射を切り替えながら一連の測定作業を行うことができる。
【００４２】
図６は、本発明の第５の実施の形態のＸ線ビーム装置の構成を示す説明図である。本実施の形態は、第１の実施の形態のＸ線ビーム源１３を用いたＸ線透過撮影装置に係わるものであり、第１の実施の形態と同一又は類似の部分には共通の符号を付すことにより、重複説明を省略する。
【００４３】
本図に示すように、図１に示すＸ線ビーム源１３を用いたＸ線透過撮影装置に係わるものである。Ｘ線ビーム源１３から放出されるＸ線ビームを収束ビーム３２とし、その焦点３５を被検体である被照射体１４の直前又は場合によっては被照射体１４の内部の測定部位の近傍に位置するように調整する。被照射体１４を通過したＸ線ビームは発散ビーム３４となって対向するＸ線カメラ１５に入射される構成となっている。
【００４４】
本実施の形態によれば、Ｘ線ビーム源１３から放出されるＸ線ビームを収束ビーム３２として照射することにより、等方的に放射する一般のＸ線管からのＸ線に比較して、撮影対象部位に集中してＸ線を照射することができる。かくして、被照射体１４の撮影対象部位のサイズが小さいほど、目的部位に集中してＸ線を照射し、さらに、Ｘ線カメラ１５で効率良くＸ線（光）量をとらえることができ、高効率的にＸ線透過撮影による撮像を得ることができる。
【００４５】
図７は、本発明の第６の実施の形態のＸ線ＣＴ装置の構成を示す説明図である。本実施の形態は、第１の実施の形態のＸ線ビーム源１３を用いたＸ線ＣＴ（Ｃｏｍｐｕｔｅｒｅｄ Ｔｏｍｏｇｒａｐｈｙ：計算断層像法）装置に係わるものであり、第１の実施の形態と同一又は類似の部分には共通の符号を付すことにより、重複説明を省略する。
【００４６】
本図に示すように、Ｘ線ビーム源１３を用いた図６に示すＸ線透過撮影装置に関する体系を改良することによって構成したＸ線ＣＴ装置に係わるものである。
【００４７】
本実施の形態において、この被照射体１４をターンテーブル１７上に載置する。上記のＸ線ビーム源１３から放出される収束性Ｘ線ビーム３２を旋回している被検体である被照射体１４に入射する。一方、透過したＸ線ビーム３４の信号はＸ線検出器１６を用いて計測される構成となっている。ターンテーブル１７を回転させて、多数方向からの照射信号データ、透過信号データ等を収集する。この収集したデータを画像再構成装置１８により処理することによって被照射体１４のＣＴ画像を得ることができる。また、ＣＲＴ（Ｃａｔｈｏｄ Ｒａｙ Ｔｕｂｅ：ブラウン管）１９に表示させることが可能となる。
【００４８】
また、被照射体１４の微小領域を撮影するときは、第５の実施の形態と同様に、目的部位に集中してＸ線を照射することができ、またＸ線検出器で効率良くＸ線（光）量をとらえる点で有効である。
【００４９】
本実施の形態によれば、上記のＸ線ＣＴ装置により、微小領域の精密検査を高効率で行うことができる。
【００５０】
図８は、本発明の第７の実施の形態のＸ線ビーム元素マッピング検査装置の構成を示す説明図である。本実施の形態は、第１の実施の形態のＸ線ビーム源１３を用いたＸ線ビーム元素マッピング装置に係わるものであり、第１の実施の形態と同一又は類似の部分には共通の符号を付すことにより、重複説明を省略する。
【００５１】
本図に示すように、図１に示すＸ線ビーム源１３を用いたＸ線ビーム元素マッピング検査装置に係わるものである。Ｘ線ビーム源１３から放出されるＸ線ビームが収束ビーム３２とし被照射体１４に入射される。このとき、図１に示すＦＺＰ９により収束ビーム３２は試料である被照射体１４の表面の微小領域に焦点３５を合致するように配置されている。この透過したＸ線ビーム３４の信号はＸ線検出器１６を用いて計測される。
【００５２】
一方、被照射体１４に対してＸ線照射側に、被照射体１４から放出される蛍光Ｘ線を捕らえるためのＦＺＰ９ａ及びコリメータ（Ｃｏｌｌｉｍａｔｏｒ）２０を備えたＸ線スペクトル検出器２１が配置されている。このコリメータ２０は、レンズ等を用いて平行光線束を得るものである。
【００５３】
上記のＦＺＰ９、コリメータ２０及びＸ線スペクトル検出器２１は、ホルダ２２内に収容されている。また、このホルダ２２とＸ線ビーム源１３とは一体化した構造となっている。このホルダ２２全体は駆動ステージ２３上に設置されている。
【００５４】
本実施の形態において、上記のＸ線ビーム元素マッピング検査装置の透過画像により、被照射体１４の微小領域にＸ線を収束させてその部分の元素分析を行うことができ、また被照射体１４の微小領域の組成、構造を高い分解能で検査することができる。
【００５５】
また、Ｘ線ビーム源１３とＸ線スペクトル検出器２１を搭載したホルダ２２を駆動することにより、被照射体１４を固定したまま透過画像と元素のマッピング検査が可能になる。さらに、溶液中に沈殿した試料等駆動によって位置が変化しやすい試料１４においても、試料のブレが無く、精度の高い検査ができる。
【００５６】
本実施の形態によれば、上記のＸ線ビーム元素マッピング検査装置を用いることにより、高分解能かつステージ駆動による試料の位置ずれがないＸ線ビームによる元素マッピング検査をすることができる。
【００５７】
図９は、本発明の第８の実施の形態のＸ線ビーム元素マッピング検査装置の変形例の構成を示す説明図である。本実施の形態は、第１の実施の形態のＸ線ビーム源１３を使用し偏向器２７を付加したＸ線ビーム元素マッピング装置に係わるものであり、第１の実施の形態と同一又は類似の部分には共通の符号を付すことにより、重複説明を省略する。
【００５８】
本図に示すように、このＸ線ビーム元素マッピング装置は、図１のＸ線ビーム源を用いて構成されている。また、Ｘ線ビーム源１３を構成するＸ線源として、電子ビーム３１を偏向する偏向器２７が付加されている。
【００５９】
本実施の形態において、静電偏向器又は偏向電磁石等の偏向器２７を用いることにより、Ｘ線ビーム源１３内の電子ビーム３１のターゲット６の入射点を変化させることができる。このため、上記Ｘ線ビーム３２がＦＺＰ９に入射する角度を変えることができる。また、被照射体１４上でのＸ線照射位置を任意に変化させることが可能となる。かくして、Ｘ線ビーム源１３、Ｘ線スペクトル検出器２１および試料１４等の検出ブレに関わる要素を固定した状態の下で、微小領域の元素マッピング検査を行うことができる。
【００６０】
本実施の形態によれば、偏向器２７を用いたＸ線ビーム元素マッピング検査装置を使用することにより、さらに位置ずれの影響が少ないＸ線ビーム元素マッピング検査を行うことができる。
【００６１】
さらに、本発明は、上述したような各実施の形態に何ら限定されるものではなく、走査機構の台を旋回してもよく、本発明の主旨を逸脱しない範囲で種々変形して実施することができる。
【図面の簡単な説明】
【００６２】
【図１】本発明の第１の実施の形態の透過型のＸ線ビーム照射装置の構成を示す縦断面図。
【図２】本発明の第１の実施の形態の反射型のＸ線ビーム照射装置の要部の構成を示す縦断面図。
【図３】本発明の第２の実施の形態のＸ線ビーム照射装置の要部の構成を示す縦断面図。
【図４】本発明の第３の実施の形態のＸ線ビーム照射装置の要部の構成を示す縦断面図。
【図５】本発明の第４の実施の形態のＸ線ビーム照射装置の構成を示す正面図。
【図６】本発明の第５の実施の形態のＸ線透過撮影装置の構成を示す説明図。
【図７】本発明の第６の実施の形態のＸ線ＣＴ装置の構成を示す説明図。
【図８】本発明の第７の実施の形態のＸ線ビーム元素マッピング検査装置の構成を示す説明図。
【図９】本発明の第７の実施の形態のＸ線ビーム元素マッピング検査装置の変形例の構成を示す説明図。
【図１０】従来の電子蓄積リング加速器を用いたＸ線収束ビームの形成方法を示す説明図。
【符号の説明】
【００６３】
１…絶縁材、２…導入線、３…ウエネルト、４…エミッタ、５…Ｘ線透過窓、６…ターゲット、７…真空容器、８…フィルタ、９…フレネルゾーンプレート（ＦＺＰ）、１０…ハウジング、１１…走査機構、１２…第２のＦＺＰ、１３…Ｘ線ビーム源、１４…被照射体（試料）、１５…Ｘ線カメラ、１６…Ｘ線検出器、１７…ターンテーブル、１８…画像再構成装置、１９…ＣＲＴ、２０…コリメータ、２１…Ｘ線スペクトル検出器、２２…ホルダ、２３…駆動ステージ、２４…レンズホルダ、２５…微調ステージ、２６…顕微鏡、２７…偏向器。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
絶縁材に挿入され電圧が印加される導入線と、
この導入線の一端に設けられた陰極と、
この陰極と対面して設けられ発生した電子ビームを衝突させてＸ線を発生させる陽極であるターゲットと、
前記導入線、陰極及びターゲットを収納し前記Ｘ線が通過するＸ線透過窓を含む真空容器と、
このＸ線透過窓の外側に設けられ前記Ｘ線から特性Ｘ線を選択的に取り出すフィルタと、
前記真空容器及びフィルタを収納するハウジングと、
このハウジングを貫通して設けられ前記特性Ｘ線を収束するＸ線集光素子と、
を有することを特徴とするＸ線ビーム源。
【請求項２】
前記ターゲットは、前記Ｘ線が透過するように形成されていることを特徴とする請求項１記載のＸ線ビーム源。
【請求項３】
前記ターゲットは、前記Ｘ線が反射するように形成されていることを特徴とする請求項１記載のＸ線ビーム源。
【請求項４】
前記Ｘ線集光素子は、前記Ｘ線を平行ビームに成形する第１のＸ線集光素子と、この平行Ｘ線ビームを一点に収束する第２のＸ線集光素子と、を具備することを特徴とする請求項１記載のＸ線ビーム源。
【請求項５】
請求項１乃至４のいずれかに記載のＸ線ビーム源は、前記Ｘ線を任意に走査できる走査機構を具備することを特徴とするＸ線ビーム照射装置。
【請求項６】
前記Ｘ線ビーム源は、被照射体の周辺に三次元的に複数個配置して構成されていることを特徴とする請求項５記載のＸ線ビーム照射装置。
【請求項７】
請求項１乃至３のいずれかに記載のＸ線ビーム源は、対物レンズホルダに収納され微調機構を備えて構成されていることを特徴とするＸ線ビーム照射装置。
【請求項８】
請求項１乃至３のいずれかに記載のＸ線ビーム源と、このＸ線ビーム源からのＸ線が照射される試料が載置される試料設置台と、前記試料からの透過Ｘ線を検出するＸ線検出器と、を具備することを特徴とするＸ線透過撮影装置。
【請求項９】
請求項１乃至３のいずれかに記載のＸ線ビーム源と、このＸ線ビーム源からのＸ線が照射される試料が載置される試料設置台と、この試料設置台を旋回するターンテーブルと、前記試料からの透過Ｘ線を検出するＸ線検出器と、このＸ線検出器からの信号が入力されて画像を構成する画像再構成装置と、を具備することを特徴とするＸ線ＣＴ装置。
【請求項１０】
請求項１乃至３のいずれかに記載のＸ線ビーム源と、このＸ線ビーム源からのＸ線が照射される試料と、この試料からの透過Ｘ線を検出するＸ線検出器と、前記試料に照射されたＸ線のスペクトルを検出するＸ線スペクトル検出器と、前記Ｘ線ビーム源及びＸ線スペクトル検出器を駆動する駆動ステージと、を具備することを特徴とするＸ線元素マッピング検査装置。
【請求項１１】
前記Ｘ線ビーム源は、前記電子ビームを偏向させる電子ビーム偏向器を具備することを特徴とする請求項１０記載のＸ線元素マッピング検査装置。
【請求項１２】
真空容器内において絶縁材に挿入され導入線の一端に設けられた陰極と、この陰極と対面して設けられた陽極であるターゲットとの間に電圧を印加して発生した電子ビームを衝突させてＸ線を発生させるＸ線発生ステップと、
この真空容器内の外側に設けられフィルタを介して前記Ｘ線から特性Ｘ線を選択的に取り出す特性Ｘ線取出ステップと、
前記真空容器及びフィルタを収容するハウジングに設けられたＸ線集光素子で前記特性Ｘ線を収束するＸ線収束ステップと、
を有することを特徴とするＸ線ビーム形成方法。
【請求項１】
絶縁材に挿入され電圧が印加される導入線と、
この導入線の一端に設けられた陰極と、
この陰極と対面して設けられ発生した電子ビームを衝突させてＸ線を発生させる陽極であるターゲットと、
前記導入線、陰極及びターゲットを収納し前記Ｘ線が通過するＸ線透過窓を含む真空容器と、
このＸ線透過窓の外側に設けられ前記Ｘ線から特性Ｘ線を選択的に取り出すフィルタと、
前記真空容器及びフィルタを収納するハウジングと、
このハウジングを貫通して設けられ前記特性Ｘ線を収束するＸ線集光素子と、
を有することを特徴とするＸ線ビーム源。
【請求項２】
前記ターゲットは、前記Ｘ線が透過するように形成されていることを特徴とする請求項１記載のＸ線ビーム源。
【請求項３】
前記ターゲットは、前記Ｘ線が反射するように形成されていることを特徴とする請求項１記載のＸ線ビーム源。
【請求項４】
前記Ｘ線集光素子は、前記Ｘ線を平行ビームに成形する第１のＸ線集光素子と、この平行Ｘ線ビームを一点に収束する第２のＸ線集光素子と、を具備することを特徴とする請求項１記載のＸ線ビーム源。
【請求項５】
請求項１乃至４のいずれかに記載のＸ線ビーム源は、前記Ｘ線を任意に走査できる走査機構を具備することを特徴とするＸ線ビーム照射装置。
【請求項６】
前記Ｘ線ビーム源は、被照射体の周辺に三次元的に複数個配置して構成されていることを特徴とする請求項５記載のＸ線ビーム照射装置。
【請求項７】
請求項１乃至３のいずれかに記載のＸ線ビーム源は、対物レンズホルダに収納され微調機構を備えて構成されていることを特徴とするＸ線ビーム照射装置。
【請求項８】
請求項１乃至３のいずれかに記載のＸ線ビーム源と、このＸ線ビーム源からのＸ線が照射される試料が載置される試料設置台と、前記試料からの透過Ｘ線を検出するＸ線検出器と、を具備することを特徴とするＸ線透過撮影装置。
【請求項９】
請求項１乃至３のいずれかに記載のＸ線ビーム源と、このＸ線ビーム源からのＸ線が照射される試料が載置される試料設置台と、この試料設置台を旋回するターンテーブルと、前記試料からの透過Ｘ線を検出するＸ線検出器と、このＸ線検出器からの信号が入力されて画像を構成する画像再構成装置と、を具備することを特徴とするＸ線ＣＴ装置。
【請求項１０】
請求項１乃至３のいずれかに記載のＸ線ビーム源と、このＸ線ビーム源からのＸ線が照射される試料と、この試料からの透過Ｘ線を検出するＸ線検出器と、前記試料に照射されたＸ線のスペクトルを検出するＸ線スペクトル検出器と、前記Ｘ線ビーム源及びＸ線スペクトル検出器を駆動する駆動ステージと、を具備することを特徴とするＸ線元素マッピング検査装置。
【請求項１１】
前記Ｘ線ビーム源は、前記電子ビームを偏向させる電子ビーム偏向器を具備することを特徴とする請求項１０記載のＸ線元素マッピング検査装置。
【請求項１２】
真空容器内において絶縁材に挿入され導入線の一端に設けられた陰極と、この陰極と対面して設けられた陽極であるターゲットとの間に電圧を印加して発生した電子ビームを衝突させてＸ線を発生させるＸ線発生ステップと、
この真空容器内の外側に設けられフィルタを介して前記Ｘ線から特性Ｘ線を選択的に取り出す特性Ｘ線取出ステップと、
前記真空容器及びフィルタを収容するハウジングに設けられたＸ線集光素子で前記特性Ｘ線を収束するＸ線収束ステップと、
を有することを特徴とするＸ線ビーム形成方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【公開番号】特開２００８−２６８１０５（Ｐ２００８−２６８１０５Ａ）
【公開日】平成２０年１１月６日（２００８．１１．６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−１１３９５０（Ｐ２００７−１１３９５０）
【出願日】平成１９年４月２４日（２００７．４．２４）
【出願人】（０００００３０７８）株式会社東芝 (54,554)
【出願人】（５０３３８２５４２）東芝電子管デバイス株式会社 (369)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２０年１１月６日（２００８．１１．６）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年４月２４日（２００７．４．２４）
【出願人】（０００００３０７８）株式会社東芝 (54,554)
【出願人】（５０３３８２５４２）東芝電子管デバイス株式会社 (369)
【Ｆターム（参考）】
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