Ｘ線装置、Ｘ線照射方法、及び構造物の製造方法
【課題】検出精度の低下を抑制できるＸ線装置を提供する。
【解決手段】Ｘ線装置は、物体にＸ線を照射して物体を通過した透過Ｘ線を検出する。Ｘ線装置は、第１空間を形成するチャンバ部材と、第１空間に配置され、物体にＸ線を照射するＸ線源と、第１空間に配置され、物体を保持するステージと、Ｘ線源から射出され、物体を通過した透過Ｘ線の少なくとも一部を検出する検出器と、第１空間に配置され、Ｘ線源及びステージを支持する支持部材と、を備える。
【解決手段】Ｘ線装置は、物体にＸ線を照射して物体を通過した透過Ｘ線を検出する。Ｘ線装置は、第１空間を形成するチャンバ部材と、第１空間に配置され、物体にＸ線を照射するＸ線源と、第１空間に配置され、物体を保持するステージと、Ｘ線源から射出され、物体を通過した透過Ｘ線の少なくとも一部を検出する検出器と、第１空間に配置され、Ｘ線源及びステージを支持する支持部材と、を備える。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、Ｘ線装置、Ｘ線照射方法、及び構造物の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
物体の内部の情報を非破壊で取得する装置として、例えば下記特許文献に開示されているような、物体にＸ線を照射するＸ線源を有し、その物体を透過した透過Ｘ線を検出する検出器を備えるＸ線装置が知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】米国特許出願公開第２００９／０２６８８６９号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
Ｘ線装置において、例えばＸ線源と物体との相対位置の変化により、透過Ｘ線の検出精度が低下する可能性がある。
【０００５】
本発明の態様は、検出精度の低下を抑制できるＸ線装置、Ｘ線照射方法、及び構造物の製造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】
【０００６】
本発明の第１の態様に従えば、物体にＸ線を照射して物体を通過した透過Ｘ線を検出するＸ線装置であって、第１空間を形成するチャンバ部材と、第１空間に配置され、物体にＸ線を照射するＸ線源と、第１空間に配置され、物体を保持するステージと、Ｘ線源から射出され、物体を通過した透過Ｘ線の少なくとも一部を検出する検出器と、第１空間に配置され、Ｘ線源及びステージを支持する支持部材と、を備えるＸ線装置が提供される。
【０００７】
本発明の第２の態様に従えば、第１空間を形成するチャンバ部材内に配置されるＸ線源、及びＸ線源からのＸ線が照射される測定物を保持するステージを、支持部材で支持することと、Ｘ線源からのＸ線を測定物に照射することと、測定物を通過した透過Ｘ線を検出器で検出することと、を含むＸ線照射方法が提供される。
【０００８】
本発明の第３の態様に従えば、構造物の形状に関する設計情報を作製する設計工程と、設計情報に基づいて構造物を作成する成形工程と、作製された構造物の形状を第２の態様のＸ線照射方法を用いて計測する工程と、測定工程で得られた形状情報と、設計情報とを比較する検査工程と、を含む構造物の製造方法が提供される。
【発明の効果】
【０００９】
本発明の態様によれば、検出精度の低下を抑制できる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】第１実施形態に係るＸ線装置の一例を示す概略構成図である。
【図２】第１実施形態に係るＸ線装置の一部を示す平面図である。
【図３】第１実施形態に係るＸ線源の一例を示す図である。
【図４】第２実施形態に係るＸ線装置の一例を示す概略構成図である。
【図５】第３実施形態に係るＸ線装置の一部を示す図である。
【図６】検出装置を備えた構造物製造システムの一例を示す図である。
【図７】構造物製造システムによる処理の流れを示したフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本発明の実施形態について図面を参照しながら説明するが、本発明はこれに限定されない。以下の説明においては、ＸＹＺ直交座標系を設定し、このＸＹＺ直交座標系を参照しつつ各部の位置関係について説明する。水平面内の所定方向をＺ軸方向、水平面内においてＺ軸方向と直交する方向をＸ軸方向、Ｚ軸方向及びＸ軸方向のそれぞれと直交する方向（すなわち鉛直方向）をＹ軸方向とする。また、Ｘ軸、Ｙ軸、及びＺ軸まわりの回転（傾斜）方向をそれぞれ、θＸ、θＹ、及びθＺ方向とする。
【００１２】
＜第１実施形態＞
第１実施形態について説明する。図１は、第１実施形態に係るＸ線装置１の一例を示す概略構成図である。図２は、第１実施形態に係るＸ線装置１の一部を示す平面図である。
【００１３】
Ｘ線装置１は、測定物ＳにＸ線を照射して、その測定物Ｓを透過した透過Ｘ線を検出する。Ｘ線は、例えば波長１ｐｍ〜３０ｎｍ程度の電磁波である。Ｘ線は、約５０ｅＶの超軟Ｘ線、約０．１〜２ｋｅＶの軟Ｘ線、約２〜２０ｋｅＶのＸ線、及び約２０〜１００ｅＫＶの硬Ｘ線の少なくとも一つを含む。
【００１４】
本実施形態において、Ｘ線装置１は、測定物ＳにＸ線を照射して、その測定物Ｓを透過した透過Ｘ線を検出して、その測定物Ｓの内部の情報（例えば、内部構造）を非破壊で取得するＸ線ＣＴ検査装置を含む。本実施形態において、測定物Ｓは、例えば機械部品、電子部品その他の産業用部品を含む。Ｘ線ＣＴ検査装置は、産業用部品にＸ線を照射して、その産業用部品を検査する産業用Ｘ線ＣＴ検査装置を含む。
【００１５】
図１及び図２において、Ｘ線装置１は、Ｘ線を射出するＸ線源２と、測定物Ｓを保持して移動可能なステージ３と、Ｘ線源２から射出され、ステージ３に保持された測定物Ｓを透過した透過Ｘ線の少なくとも一部を検出する検出器４と、Ｘ線源２及びステージ３を支持する支持部材８０と、Ｘ線装置１全体の動作を制御する制御装置５とを備えている。
【００１６】
また、本実施形態において、Ｘ線装置１は、Ｘ線源２から射出されるＸ線が進行する内部空間ＳＰを形成するチャンバ部材６を備えている。本実施形態において、Ｘ線源２、ステージ３、検出器４、及び支持部材８０は、内部空間ＳＰに配置される。
【００１７】
本実施形態において、チャンバ部材６は、支持面ＦＲ上に配置される。支持面ＦＲは、工場等の床面を含む。チャンバ部材６は、複数の脚部６Ｓに支持される。チャンバ部材６は、脚部６Ｓを介して、支持面ＦＲ上に配置される。本実施形態においては、脚部６Ｓにより、チャンバ部材６の下面と、支持面ＦＲとは離れる。すなわち、チャンバ部材６の下面と支持面ＦＲとの間に空間が形成される。なお、チャンバ部材６の下面の少なくとも一部と支持面ＦＲとが接触してもよい。
【００１８】
本実施形態において、チャンバ部材６は、鉛を含む。チャンバ部材６は、内部空間ＳＰのＸ線が、チャンバ部材６の外部空間ＲＰに漏出することを抑制する。
【００１９】
本実施形態において、Ｘ線装置１は、チャンバ部材６に取り付けられ、チャンバ部材６よりも熱伝導率が小さい部材６Ｄを有する。本実施形態において、部材６Ｄは、チャンバ部材６の外面に配置される。部材６Ｄは、内部空間ＳＰの温度が外部空間ＲＰの温度（温度変化）の影響を受けることを抑制する。すなわち、部材６Ｄは、外部空間ＲＰの熱が内部空間ＳＰに伝わることを抑制する断熱部材として機能する。部材６Ｄは、例えばプラスチックを含む。本実施形態において、部材６Ｄは、例えば発泡スチロールを含む。
【００２０】
Ｘ線源２は、測定物ＳにＸ線を照射する。Ｘ線源２は、Ｘ線を射出する射出部８を有する。Ｘ線源２は、点Ｘ線源を形成する。本実施形態において、射出部８は、点Ｘ線源を含む。Ｘ線源２は、測定物Ｓに円錐状のＸ線（所謂、コーンビーム）を照射する。なお、Ｘ線源２は、射出するＸ線の強度を調整可能でもよい。Ｘ線源２から射出されるＸ線の強度を調整する場合、測定物ＳのＸ線吸収特性等に基づいてもよい。なお、Ｘ線源２から射出されるＸ線の拡がる形状は、円錐状に限らず、例えば扇状のＸ線（所謂、ファンビーム）でもよい。
【００２１】
本実施形態において、Ｘ線源２からのＸ線の少なくとも一部は、内部空間ＳＰにおいてＺ軸方向に進行する。本実施形態において、射出部８は、＋Ｚ方向を向いている。本実施形態において、射出部８から射出されたＸ線の少なくとも一部は、内部空間ＳＰにおいて、＋Ｚ方向に進行する。
【００２２】
本実施形態において、Ｘ線源２とステージ３とは、Ｚ軸方向に配置される。本実施形態において、ステージ３は、Ｘ線源２の＋Ｚ側に配置される。
【００２３】
本実施形態において、ステージ３は、支持部材８０上において移動する。本実施形態において、Ｘ線装置１は、支持部材８０に配置され、ステージ３をガイドするガイド部材８１を有する。ガイド部材８１は、Ｚ軸方向に長い。ガイド部材８１は、Ｚ軸方向に関して、ステージ３をガイドする。
【００２４】
また、Ｘ線装置１は、ステージ３を移動する駆動システム８２を備えている。駆動システム８２は、少なくともＺ軸方向に関して、ステージ３を移動する。駆動システム８２は、例えばリニアモータを含む。駆動システム８２は、例えばガイド部材８１に配置されたリニアモータの固定子と、ステージ３の少なくとも一部に配置されたリニアモータの可動子とを含む。
【００２５】
本実施形態において、駆動システム８２は、ステージ３（ステージ３のうち、測定物Ｓを保持する保持部）を、Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸、θＸ、θＹ、及びθＺ方向の６つの方向に移動可能である。
【００２６】
なお、駆動システム８２が、ピエゾ素子を含んでもよい。例えば、駆動システム８２は、ピエゾ素子を用いて、ステージ３をＺ軸方向に移動させてもよい。また、駆動システム８２は、ピエゾ素子を用いて、Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸、θＸ、θＹ、及びθＺの少なくとも一つの方向にステージ３（ステージ３のうち、測定物Ｓを保持する保持部）を移動させてもよい。
【００２７】
また、本実施形態において、Ｘ線装置１は、ステージ３の位置を計測する計測装置９９を有する。計測装置９９は、例えばエンコーダシステムを含む。エンコーダシステムは、例えばリニアエンコーダ、及びロータリーエンコーダの少なくとも一方を含む。本実施形態において、計測装置９９は、Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸、θＸ、θＹ、及びθＺ方向の６つの方向に関するステージ３の位置を計測可能である。例えば、Ｚ軸方向に関するステージ３の位置を計測するエンコーダは、ガイド部材８１に配置された目盛を有するスケール部材と、そのスケール部材の目盛を検出するエンコーダヘッドとを含む。なお、スケール部材の少なくとも一部が、支持部材８０に配置されてもよい。
【００２８】
支持部材８０は、内部空間ＳＰの底面６Ｔに配置される。支持部材８０の位置は、内部空間ＳＰにおいて、固定される。支持部材８０は、Ｘ線源２及びステージ３の両方を支持する。支持部材８０は、Ｘ線源２とステージ３とを一緒に支持する。
【００２９】
支持部材８０は、チャンバ部材６よりも熱膨張係数が小さい。支持部材８０は、少なくともチャンバ部材６よりも熱変形し難い。
【００３０】
本実施形態において、支持部材８０は、低熱膨張材料によって形成されている。本実施形態において、支持部材８０は、例えばインバー（invar）を含む。インバーは、ニッケル約３６％程度、鉄約６４％程度の合金である。
【００３１】
本実施形態において、支持部材８０は、１つの部材で構成される。なお、支持部材８０が、複数の部材の組み合わせでもよい。複数の部材を組み合わせる場合には、それぞれの熱膨張係数が近いほうが望ましい。
【００３２】
本実施形態において、ステージ３は、内部空間ＳＰにおいて移動可能である。ステージ３は、Ｘ線源２の＋Ｚ側に配置される。ステージ３は、内部空間ＳＰのうち、射出部８よりも＋Ｚ側の空間で移動可能である。ステージ３の少なくとも一部は、射出部８と対向可能である。ステージ３は、保持した測定物Ｓを、射出部８と対向する位置に配置可能である。ステージ３は、射出部８から射出されたＸ線が通過する経路上に、測定物Ｓを配置可能である。ステージ３は、射出部８から射出されたＸ線の照射範囲内に、測定物Ｓを配置可能である。
【００３３】
検出器４は、内部空間ＳＰにおいて、Ｘ線源２及びステージ３よりも＋Ｚ側に配置される。検出器４の位置は、固定される。なお、検出器４が移動可能でもよい。ステージ３は、内部空間ＳＰのうち、Ｘ線源２と検出器４との間の空間を移動可能である。
【００３４】
検出器４は、測定物Ｓを透過した透過Ｘ線を含むＸ線源２からのＸ線が入射する入射面３３を有するシンチレータ部３４と、シンチレータ部３４において発生した光を受光する受光部３５とを有する。検出器４の入射面３３は、ステージ３に保持された測定物Ｓと対向可能である。
【００３５】
シンチレータ部３４は、Ｘ線が当たることによって、そのＸ線とは異なる波長の光を発生させるシンチレーション物質を含む。受光部３５は、光電子倍増管を含む。光電子倍増管は、光電効果により光エネルギーを電気エネルギーに変換する光電管を含む。受光部３５は、シンチレータ部３４において発生した光を増幅し、電気信号に変換して出力する。
【００３６】
検出器４は、シンチレータ部３４を複数有する。シンチレータ部３４は、ＸＹ平面内において複数配置される。シンチレータ部３４は、アレイ状に配置される。検出器４は、複数のシンチレータ部３４のそれぞれに接続するように、受光部３５を複数有する。なお、検出器４は、入射するＸ線を、光に変換することなく直接電気信号に変換してもよい。
【００３７】
図３は、本実施形態に係るＸ線源２の一例を示す断面図である。図３において、Ｘ線源２は、電子を発生するフィラメント３９と、電子の衝突又は電子の透過によりＸ線を発生するターゲット４０と、電子をターゲット４０に導く導電子部材４１とを備えている。また、本実施形態において、Ｘ線源２は、導電子部材４１の少なくとも一部を収容するハウジング４２を備えている。本実施形態において、フィラメント３９、導電子部材４１、及びターゲット４０のそれぞれが、ハウジング４２に収容されている。
【００３８】
フィラメント３９は、例えばタングステンを含む。フィラメント３９は、コイル状に巻かれている。フィラメント３９に電流が流れ、その電流によってフィラメント３９が加熱されると、フィラメント３９から電子（熱電子）が放出される。フィラメント３９の先端は、尖っている。フィラメント３９の尖った部分から電子が放出される。
【００３９】
ターゲット４０は、例えばタングステンを含み、電子の衝突又は電子の透過によりＸ線を発生する。本実施形態において、Ｘ線源２は、所謂、透過型である。本実施形態において、ターゲット４０は、電子の透過により、Ｘ線を発生する。
【００４０】
例えば、ターゲット４０を陽極とし、フィラメント３９を陰極として、ターゲット４０とフィラメント３９との間に電圧が加えられると、フィラメント３９から飛び出した熱電子が、ターゲット（陽極）４０に向かって加速し、ターゲット４０に照射される。これにより、ターゲット４０からＸ線が発生する。
【００４１】
導電子部材４１は、フィラメント３９とターゲット４０との間において、フィラメント３９からの電子の通路の周囲の少なくとも一部に配置される。導電子部材４１は、例えば集束レンズ、及び対物レンズ等の電子レンズ、若しくは偏光器を含み、フィラメント３９からの電子をターゲット４０に導く。導電子部材４１は、ターゲット４０の一部の領域（Ｘ線焦点）に電子を衝突させる。ターゲット４０において電子が衝突する領域の寸法（スポットサイズ）は、十分に小さい。これにより、実質的に点Ｘ線源が形成される。
【００４２】
Ｘ線源２において、ターゲット４０に電子が照射されると、その電子のエネルギーのうち、一部のエネルギーが、Ｘ線となり、一部のエネルギーが、熱となる。ターゲット４０に対する電子の照射により、ターゲット４０の温度が上昇する可能性がある。また、ターゲット４０の周囲の空間の温度が上昇する可能性がある。ターゲット４０等の温度が上昇すると、例えばＸ線源２を支持する支持部材８０の温度も上昇する可能性がある。
【００４３】
本実施形態において、支持部材８０は、Ｘ線源２のハウジング４２を支持する。本実施形態においては、支持部材８０上にＸ線源２及びステージ３の両方が配置されている。そのため、例えば支持部材８０の温度が変化して、支持部材８０が熱変形したとしても、Ｘ線源２とステージ３（測定物Ｓ）との相対位置の変動（理想的な相対位置に対する変化）が抑制される。したがって、Ｘ線源２とステージ３（測定物Ｓ）との相対位置の変動に伴うＸ線装置１の検出精度（検査精度、測定精度）の低下が抑制される。また、測定物Ｓの測定不良（検出不良）の発生が抑制される。
【００４４】
本実施形態においては、支持部材８０が低熱膨張材料によって形成されている。そのため、ターゲット４０等の温度が上昇しても、支持部材８０の熱変形が抑制される。したがって、Ｘ線源２とステージ３（測定物Ｓ）との相対位置の変動が抑制される。例えば、本実施形態においては、Ｚ軸方向に関するＸ線源２とステージ３（測定物Ｓ）との距離の変動（理想的な距離に対する変化）が抑制される。また、Ｚ軸と交差する方向（Ｘ軸方向及びＹ軸方向の一方又は両方）に関するＸ線源２とステージ３（測定物Ｓ）との相対位置の変動（理想的な相対位置に対する変化）が抑制される。したがって、Ｘ線源２とステージ３（測定物Ｓ）との相対位置の変動に伴うＸ線装置１の検出精度（検査精度、測定精度）の低下が抑制される。また、測定物Ｓの測定不良（検出不良）の発生が抑制される
【００４５】
本実施形態においては、Ｘ線源２とステージ３とは、Ｚ軸方向（Ｘ線の進行方向）に配置される。したがって、支持部材８０が熱変形したとしても、Ｚ軸と交差する方向（Ｘ軸方向及びＹ軸方向の少なくとも一方）に関するＸ線源２に対するステージ３（測定物Ｓ）の位置の変化（理想的な位置に対する変化）が抑制される。すなわち、所謂、軸ずれの発生が抑制される。したがって、Ｘ線源２とステージ３（測定物Ｓ）との相対位置の変動に伴う測定物Ｓの測定不良（検出不良）の発生が抑制される。
【００４６】
なお、支持部材８０の温度の上昇に伴い変形する場合においても、温度の上昇とともに一様に支持部材８０が変形することが望ましい。例えば、支持部材８０の熱によりZ軸方向に沿って変形する場合に、温度と比例してZ軸方向に沿った変形する。この場合においては、支持部材８０はＺ軸方向に膨張する。この場合には、予め支持部材８０の温度毎の膨張量を記憶しておくことが望ましい。支持部材８０の温度を計測することで、その温度での支持部材８０の膨張量（変形量）を見積もることできる。これにより、支持部材８０上の測定物ＳとX線源２との距離を算出することできる。したがって、Ｘ線源２とステージ３（測定物Ｓ）との相対位置の変動に伴う測定不良（検出不良）の発生が抑制される。なお、支持部材８０の熱によりＺ軸方向に沿った変形を例に挙げたが、Ｘ、Ｙ軸方向に沿った変形も同様である。さらに、支持部材８０の変形が、Ｘ，Ｙ、Ｚ軸方向の中で複数方向（例えば、Ｘ、Ｙ軸方向）に沿って変形した場合においても、予め支持部材８０の温度毎の膨張量を記憶しておくことで、支持部材８０の変形を見積もることができるので、Ｘ線源２とステージ３（測定物Ｓ）との相対位置の変動に伴う測定不良（検出不良）の発生が抑制される。また、支持部材８０の膨張量の見積もり方法は、支持部材８０の温度計測に限られない。例えば、測定時間の経過（例えば、Ｘ線源２からのＸ線の発光開始からの経過時間）に伴う、支持部材８０の変形量を予め計測または予測し、その計測または予測された結果により、測定時間の経過から、支持部材８０の変形量を見積もることができる。なお、計測または予測された結果は装置に記憶させてもよい。
支持部材８０Ｂの形状としては温度変化による形状変化があったとしても、等方的に形状変化が生じるような形状であることが好ましい。例えば、直方体な形状を用いることが望ましい。
【００４７】
なお、本実施形態においては、支持部材８０が低熱膨張材料で形成されることとしたが、低熱膨張材料で形成されなくてもよい。例えば、支持部材８０が、チャンバ部材６よりも熱膨張係数が大きくてもよい。なお、支持部材８０の熱膨張係数とチャンバ部材６の熱膨張係数とが実質的に同じでもよい。
【００４８】
なお、本実施形態においては、Ｘ線源２とステージ２は支持部材８０により支持されているが、支持部材８０とは異なる部材でさらにＸ線源２を支持しても構わない。例えば、Ｘ線源２をチャンバ部材６で追加支持しても構わない。また、例えば、ステージ３とチャンバ部材６で追加支持しても構わない。この場合に、支持部材８０とチャンバ部材６とが接触していなくても構わない。
【００４９】
次に、本実施形態に係るＸ線装置１の動作の一例について説明する。検出において、ステージ３に測定物Ｓが保持される。制御装置５は、ステージ３を制御して、測定物ＳをＸ線源２と検出器４との間に配置する。
【００５０】
制御装置５は、Ｘ線源２からＸ線を射出するために、フィラメント３９に電流を流す。これにより、フィラメント３９が加熱され、フィラメント３９から電子が放出される。フィラメント３９から放出された電子は、ターゲット４０に照射される。これにより、ターゲット４０からＸ線が発生する。
【００５１】
Ｘ線源２から発生したＸ線の少なくとも一部は、測定物Ｓに照射される。測定物ＳにＸ線源２からのＸ線が照射されると、その測定物Ｓに照射されたＸ線の少なくとも一部は、測定物Ｓを透過する。測定物Ｓを透過した透過Ｘ線は、検出器４の入射面３３に入射する。検出器４は、測定物Ｓを透過した透過Ｘ線を検出する。検出器４は、測定物Ｓを透過した透過Ｘ線に基づいて得られた測定物Ｓの像を検出する。検出器４の検出結果は、制御装置５に出力される。
【００５２】
本実施形態において、制御装置５は、測定物ＳにおけるＸ線源２からのＸ線の照射領域を変えるために、測定物Ｓの位置を変えながら、その測定物ＳにＸ線源２からのＸ線を照射する。すなわち、制御装置５は、複数の測定物Ｓの位置ごとで、測定物ＳにＸ線源２からのＸ線を照射し、その測定物Ｓを透過した透過Ｘ線を、検出器４で検出する。
【００５３】
本実施形態において、制御装置５は、測定物Ｓを保持したステージ３（ステージ３のうち、測定物Ｓを保持する保持部）を回転して、Ｘ線源２に対する測定物Ｓの位置を変えることによって、測定物ＳにおけるＸ線源２からのＸ線の照射領域を変える。
【００５４】
すなわち、本実施形態において、制御装置５は、測定物Ｓを保持したステージ３（ステージ３のうち、測定物Ｓを保持する保持部）を回転させながら、その測定物ＳにＸ線を照射する。ステージ３の各位置（各回転角度）において測定物Ｓを通過した透過Ｘ線（Ｘ線透過データ）は、検出器４に検出される。検出器４は、各位置における測定物Ｓの像を取得する。
【００５５】
制御装置５は、検出器４の検出結果から、測定物Ｓの内部構造を算出する。本実施形態において、制御装置５は、測定物Ｓの各位置（各回転角度）のそれぞれにおいて測定物Ｓを通過した透過Ｘ線（Ｘ線透過データ）に基づく測定物Ｓの像を取得する。すなわち、制御装置５は、測定物Ｓの像を複数取得する。
【００５６】
制御装置Ｓは、測定物Ｓを回転させつつその測定物ＳにＸ線を照射することにより得られた複数のＸ線透過データ（像）に基づいて演算を行って、測定物Ｓの断層画像を再構成して、測定物Ｓの内部構造の三次元データ（三次元構造）を取得する。これにより、測定物Ｓの内部構造が算出される。測定物の断層画像の再構成方法としては、例えば、逆投影法、フィルタ補正逆投影法、及び逐次近似法が挙げられる。逆投影法及びフィルタ補正逆投影法に関しては、例えば、米国特許出願公開第２００２／０１５４７２８号明細書に記載されている。また、逐次近似法に関しては、例えば、米国特許出願公開第２０１０／０２２０９０８号明細書に記載されている。
【００５７】
以上説明したように、本実施形態によれば、支持部材８０上にＸ線源２及びステージ３の両方を配置するようにしたので、温度変化が生じても、Ｘ線源２とステージ３（測定物Ｓ）との相対位置の変動が抑制される。したがって、Ｘ線源２とステージ３（測定物Ｓ）との相対位置の変動に伴うＸ線装置１の検出精度（検査精度、測定精度）の低下を抑制できる。例えば、Ｘ線装置１は、測定物Ｓの内部構造に関する情報を正確に取得することができる。
【００５８】
＜第２実施形態＞
次に、第２実施形態について説明する。以下の説明において、上述の実施形態と同一又は同等の構成部分については同一の符号を付し、その説明を簡略若しくは省略する。
【００５９】
図４は、第２実施形態に係るＸ線装置１Ｂの一例を示す図である。図４において、Ｘ線装置１Ｂは、内部空間ＳＰを形成するチャンバ部材６Ｂと、内部空間ＳＰに配置され、測定物ＳにＸ線を照射するＸ線源２と、内部空間ＳＰに配置され、測定物Ｓを保持するステージ装置３００と、Ｘ線源２から射出され、測定物Ｓを通過した透過Ｘ線の少なくとも一部を検出する検出器４と、内部空間ＳＰに配置され、Ｘ線源２及びステージ装置３００の少なくとも一部を支持する支持部材８０Ｂとを備えている。支持部材８０Ｂは、チャンバ部材６Ｂよりも熱膨張係数が小さい。本実施形態において、支持部材８０Ｂは、インバー等の低熱膨張材料で形成される。本実施形態において、Ｘ線源２の射出部８から射出されたＸ線は、＋Ｚ方向に進行する。
【００６０】
本実施形態において、ステージ装置３００は、Ｚ軸方向に配置される第１ステージ３００Ａと、第２ステージ３００Ｂとを有する。本実施形態において、Ｘ線源２及び第１ステージ３００Ａが支持部材８０Ｂに支持される。また、第１ステージ３００Ａの位置が、計測装置９９Ｂによって計測される。第２ステージ３００Ｂは、支持部材８０Ｂと検出器４との間に配置される。本実施形態においては、第１ステージ３００Ａは、第２ステージ３００ＢよりもＸ線源２側に配置される。すなわち、本実施形態においては、Ｚ軸方向に沿った第１ステージ３００ＡとＸ線源２との距離は、Ｚ軸方向に沿った第２ステージ３００ＢとＸ線源２との距離よりも短い。
【００６１】
本実施形態において、チャンバ部材６Ｂが形成する内部空間ＳＰは、Ｘ線源２、第１ステージ３００Ａ、及び支持部材８０Ｂが配置される第１空間ＳＰ１と、第２ステージ３００Ｂ、及び検出器４が配置される第２空間ＳＰ２とを含む。第１空間ＳＰ１と第２空間ＳＰ２とは、仕切部１００によって仕切られる。仕切部１００は、Ｘ線源２からのＸ線が通過可能な通過部１０１を有する。Ｘ線源２から射出されたＸ線は、通過部１０１を介して、第２空間ＳＰ２に供給される。
【００６２】
また、本実施形態において、Ｘ線装置１Ｂは、内部空間ＳＰの少なくとも一部に配置され、温度調整された気体Ｇを供給する供給口７を備える。供給口７は、Ｘ線源２の少なくとも一部に、温度調整された気体Ｇを供給する。本実施形態において、供給口７は、第１空間ＳＰ１に面する。
【００６３】
本実施形態において、検出装置１Ｂは、気体Ｇの温度を調整する調整装置３６を備える。調整装置３６は、例えば電力によって作動する。供給口７は、調整装置３６からの気体Ｇを第１空間ＳＰ１に供給する。
【００６４】
本実施形態において、調整装置３６は、チャンバ部材６Ｂの外部空間ＲＰに配置される。本実施形態において、調整装置３６は、支持面ＦＲに配置される。調整装置３６は、導管３７と接続される。導管３７は、外部空間ＲＰに配置される。調整装置３６とチャンバ部材６Ｂとは、離れている。導管３７の少なくとも一部とチャンバ部材６Ｂとは、離れている。
【００６５】
チャンバ部材６Ｂは、導管３８を有する。導管３８は、内部空間ＳＰ（第１空間ＳＰ１）と外部空間ＲＰとを結ぶように形成される。導管３８の一端の開口は、外部空間ＲＰに面するように配置される。導管３８の他端の開口は、第１空間ＳＰ１に面するように配置される。導管３７の流路は、導管３８の一端の開口と接続される。本実施形態において、導管３８の他端の開口が、供給口７として機能する。
【００６６】
本実施形態において、調整装置３６は、例えば外部空間ＲＰの気体を取り入れて、その気体の温度を調整する。調整装置３６によって温度調整された気体Ｇは、導管３７の流路、及びチャンバ部材６Ｂの導管３８を介して、供給口７に送られる。供給口７は、Ｘ線源２の少なくとも一部と対向するように配置される。供給口７は、調整装置３６からの気体ＧをＸ線源２の少なくとも一部に供給する。なお、導管３７と導管３８とは一体でもよいし、導管３７と導管３８の少なくとも一部とが別の部材でもよい。
【００６７】
本実施形態において、第１ステージ３００Ａ、及び第１ステージ３００Ａの位置を計測する計測装置９９Ｂは、上述の第１実施形態で説明したステージ３及び計測装置９９と同様の構成である。第１ステージ３００Ａ及び計測装置９９Ｂについての説明は省略する。
【００６８】
本実施形態において、第２ステージ３００Ｂは、測定物Ｓを保持するテーブル１２と、テーブル１２を移動可能に支持する第１可動部材１３と、第１可動部材１３を移動可能に支持する第２可動部材１４と、第２可動部材１４を移動可能に支持する第３可動部材１５とを有する。
【００６９】
テーブル１２は、測定物Ｓを保持した状態で回転可能である。テーブル１２は、θＹ方向に移動（回転）可能である。第１可動部材１３は、Ｘ軸方向に移動可能である。第１可動部材１３がＸ軸方向に移動すると、第１可動部材１３とともに、テーブル１２がＸ軸方向に移動する。第２可動部材１４は、Ｙ軸方向に移動可能である。第２可動部材１４がＹ軸方向に移動すると、第２可動部材１４とともに、第１可動部材１３及びテーブル１２がＹ軸方向に移動する。第３可動部材１５は、Ｚ軸方向に移動可能である。第３可動部材１５がＺ軸方向に移動すると、第３可動部材１５とともに、第２可動部材１４、第１可動部材１３、及びテーブル１２がＺ軸方向に移動する。
【００７０】
本実施形態において、Ｘ線装置１Ｂは、第２ステージ３００Ｂの少なくとも一部を移動可能な駆動システム１０を備える。駆動システム１０は、第１可動部材１３上においてテーブル１２を回転させる回転駆動装置１６と、第２可動部材１４上において第１可動部材１３をＸ軸方向に移動する第１駆動装置１７と、第２可動部材１４をＹ軸方向に移動する第２駆動装置１８と、第３可動部材１５をＺ軸方向に移動する第３駆動装置１９とを含む。
【００７１】
第２駆動装置１８は、第２可動部材１４が有するナットに配置されるねじ軸２０Ｂと、ねじ軸２０Ｂを回転させるアクチュエータ２０とを備える。ねじ軸２０Ｂは、ベアリング２１Ａ、２１Ｂによって回転可能に支持される。本実施形態において、ねじ軸２０Ｂは、そのねじ軸２０Ｂの軸線とＹ軸とが実質的に平行となるように、ベアリング２１Ａ、２１Ｂに支持される。本実施形態において、第２可動部材１４が有するナットとねじ軸２０Ｂとの間にボールが配置される。すなわち、第２駆動装置１８は、所謂、ボールねじ駆動機構を含む。
【００７２】
第３駆動装置１９は、第３可動部材１５が有するナットに配置されるねじ軸２３Ｂと、ねじ軸２３Ｂを回転させるアクチュエータ２３とを備える。ねじ軸２３Ｂは、ベアリング２４Ａ、２４Ｂによって回転可能に支持される。本実施形態において、ねじ軸２３Ｂは、そのねじ軸２３Ｂの軸線とＺ軸とが実質的に平行となるように、ベアリング２４Ａ、２４Ｂに支持される。本実施形態において、第３可動部材１５が有するナットとねじ軸２３Ｂとの間にボールが配置される。すなわち、第３駆動装置１９は、所謂、ボールねじ駆動機構を含む。
【００７３】
第３可動部材１５は、第２可動部材１４をＹ軸方向にガイドするガイド機構２５を有する。ガイド機構２５は、Ｙ軸方向に長いガイド部材２５Ａ、２５Ｂを含む。アクチュエータ２０、及びねじ軸２０Ｂを支持するベアリング２１Ａ、２１Ｂを含む第２駆動装置１８の少なくとも一部は、第３可動部材１５に支持される。アクチュエータ２０がねじ軸２０Ｂを回転することによって、第２可動部材１４は、ガイド機構２５にガイドされながら、Ｙ軸方向に移動する。
【００７４】
本実施形態において、検出装置１Ｂは、ベース部材２６を有する。ベース部材２６は、チャンバ部材６Ｂに支持される。本実施形態において、ベース部材２６は、支持機構を介して、チャンバ部材６Ｂの内壁（内面）に支持される。ベース部材２６の位置は、固定される。
【００７５】
ベース部材２６は、第３可動部材１５をＺ軸方向にガイドするガイド機構２７を有する。ガイド機構２７は、Ｚ軸方向に長いガイド部材２７Ａ、２７Ｂを含む。アクチュエータ２３、及びねじ軸２３Ｂを支持するベアリング２４Ａ、２４Ｂを含む第３駆動装置１９の少なくとも一部は、ベース部材２６に支持される。アクチュエータ２３がねじ軸２３Ｂを回転することによって、第３可動部材１５は、ガイド機構２７にガイドされながら、Ｚ軸方向に移動する。
【００７６】
なお、図示は省略するが、本実施形態において、第２可動部材１４は、第１可動部材１３をＸ軸方向にガイドするガイド機構を有する。第１駆動装置１７は、第１可動部材１３をＸ軸方向に移動可能なボールねじ機構を含む。回転駆動装置１６は、テーブル１２をθＹ方向に移動（回転）可能なモータを含む。
【００７７】
本実施形態において、テーブル１２に保持された測定物Ｓは、駆動システム１０によって、Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸、及びθＹ方向の４つの方向に移動可能である。なお、駆動システム１０は、テーブル１２に保持された測定物Ｓを、Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸、θＸ、θＹ、及びθＺ方向の６つの方向に移動させてもよい。また、本実施形態においては、駆動システム１０は、ボールねじ駆動機構を含むこととしたが、例えば、ボイスコイルモータを含んでもよい。例えば、駆動システム１０は、リニアモータを含んでもよいし、平面モータを含んでもよい。また、駆動システム１０が、ピエゾ素子を含んでもよい。
【００７８】
本実施形態において、第２ステージ３００Ｂは、第２空間ＳＰ２において移動可能である。第２ステージ３００Ｂは、射出部８から射出されたＸ線が通過する経路上に、測定物Ｓを配置可能である。第２ステージ３００Ｂは、射出部８から射出されたＸ線ＸＬの照射範囲内に、測定物Ｓを配置可能である。
【００７９】
本実施形態において、検出装置１Ｂは、第２ステージ３００Ｂの位置を計測する計測装置２８を備えている。本実施形態において、計測装置２８は、エンコーダシステムを含む。
【００８０】
計測装置２８は、テーブル１２の回転量（θＹ方向に関する位置）を計測するロータリーエンコーダ２９と、Ｘ軸方向に関する第１可動部材１３の位置を計測するリニアエンコーダ３０と、Ｙ軸方向に関する第２可動部材１４の位置を計測するリニアエンコーダ３１と、Ｚ軸方向に関する第３可動部材１５の位置を計測するリニアエンコーダ３２とを有する。
【００８１】
本実施形態において、ロータリーエンコーダ２９は、第１可動部材１３に対するテーブル１２の回転量を計測する。リニアエンコーダ３０は、第２可動部材１４に対する第１可動部材１３の位置（Ｘ軸方向に関する位置）を計測する。リニアエンコーダ３１は、第３可動部材１５に対する第２可動部材１４の位置（Ｙ軸方向に関する位置）を計測する。リニアエンコーダ３２は、ベース部材２６に対する第３可動部材１５の位置（Ｚ軸方向に関する位置）を計測する。
【００８２】
ロータリーエンコーダ２９は、例えば第１可動部材１３に配置された第１スケール部材と、テーブル１２に配置され、第１スケール部材の目盛を検出する第１エンコーダヘッドとを含む。第１スケール部材は、第１可動部材１３に固定されている。第１エンコーダヘッドは、テーブル１２に固定されている。第１エンコーダヘッドは、第１スケール部材（第１可動部材１３）に対するテーブル１２の回転量を計測可能である。
【００８３】
リニアエンコーダ３０は、例えば第２可動部材１４に配置された第２スケール部材と、第１可動部材１３に配置され、第２スケール部材の目盛を検出する第２エンコーダヘッドとを含む。第２スケール部材は、第２可動部材１４に固定されている。第２エンコーダヘッドは、第１可動部材１３に固定されている。第２エンコーダヘッドは、第２スケール部材（第２可動部材１４）に対する第１可動部材１３の位置を計測可能である。
【００８４】
リニアエンコーダ３１は、第３可動部材１５に配置された第３スケール部材と、第２可動部材１４に配置され、第３スケール部材の目盛を検出する第３エンコーダヘッドとを含む。スケール部材は、第３可動部材１５に固定されている。第３エンコーダヘッドは、第２可動部材１４に固定されている。第３エンコーダヘッドは、スケール部材３１Ａ（第３可動部材１５）に対する第２可動部材１４の位置を計測可能である。
【００８５】
リニアエンコーダ３２は、ベース部材２６に配置された第４スケール部材と、第３可動部材１５に配置され、第４スケール部材の目盛を検出する第４エンコーダヘッドとを含む。第４スケール部材は、ベース部材２６に固定されている。第４エンコーダヘッドは、第３可動部材１５に固定されている。第４エンコーダヘッドは、第４スケール部材（ベース部材２６）に対する第３可動部材１５の位置を計測可能である。
【００８６】
本実施形態において、第１ステージ３００Ａの位置を計測する計測装置９９Ｂの分解能は、第２ステージ３００Ｂの位置を計測する計測装置２８の分解能よりも高い。分解能は、例えばエンコーダシステムのスケール部材の分解能を含む。スケール部材の分解能は、スケール部材の目盛の間隔を含む。すなわち、本実施形態において、第１ステージ３００Ａの位置を計測する計測装置９９Ｂが有するスケール部材の目盛の間隔は、第２ステージ３００Ｂの位置を計測する計測装置２８が有するスケール部材の目盛の間隔よりも小さい。
【００８７】
なお、第１ステージ３００Ａの位置を計測する計測装置９９Ｂの分解能と、第２ステージ３００Ｂの位置を計測する計測装置２８の分解能とが同じでもよい。
【００８８】
以上説明したように、本実施形態によれば、支持部材８０Ｂ上にＸ線源２及び第１ステージ３００Ａの両方を配置するようにしたので、温度変化が生じても、Ｘ線源２と第１ステージ３００Ａ（測定物Ｓ）との相対位置の変動を抑制できる。したがって、Ｘ線源２と第１ステージ３００Ａ（測定物Ｓ）との相対位置の変動に伴うＸ線装置１Ｂの検出精度（検査精度、測定精度）の低下を抑制できる。例えば、Ｘ線装置１Ｂは、測定物Ｓの内部構造に関する情報を正確に取得することができる。
【００８９】
図４の実施形態では支持部材８０Ｂに光源２と物体Ｓを配置するステージ（３００）を配置したが、他の構成部材を配置することも可能である。例えば、支持部材８０ＢがＸ線源２と第１ステージ３００Ａと第２ステージ３００Ｂと検出器４を支持しても構わない。しかしながら、コーンビーム形状のＸ線を使用する場合には縦方向（図４のY方向）にＸ線が広がりを持つ為、図４に示すように検出器４の実際の測定に使われる検出面の範囲に入射するＸ線を遮らない程度に支持部材８０のＺ方向の長さを制限することが好ましい。物体Ｓとターゲット８との位置ずれが検出に与える影響は物体Ｓとターゲット８との間隔が相対的に小さい場合に大きくなる。従って、支持部材８０の長さを制限しても、検出精度に影響を与えるターゲット８から比較的近いＺ方向に沿った範囲のみ支持部材８０で光源とステージを支持することにより、検出精度の低下を抑制することが可能となる。
【００９０】
＜第３実施形態＞
次に、第３実施形態について説明する。以下の説明において、上述の実施形態と同一又は同等の構成部分については同一の符号を付し、その説明を簡略若しくは省略する。
【００９１】
図５は、第３実施形態に係るＸ線装置１ＣのＸ線源２Ｃの一部を示す図である。本実施形態において、Ｘ線源２Ｃは、所謂、反射型である。本実施形態において、Ｘ線源２Ｃは、フィラメント、及び導電子部材を含む電子射出部７０と、ターゲット７１とを備えている。本実施形態において、電子射出部７０は、フィラメント及び導電子部材を収容するハウジング７２を備えている。ターゲット７１は、ハウジング７２（電子射出部７０）の外側に配置されている。電子射出部７０の導電子部材は、フィラメントから発生した電子をターゲット７１に導く。電子射出部７０からの電子は、ターゲット７１に衝突する。ターゲット７１は、電子の衝突によりＸ線を発生する。
【００９２】
本実施形態において、ターゲット７１は、電子射出部７０からの電子が照射される第１面７１Ａと、第１面７１Ａとは異なる方向を向く第２面７１Ｂ及び第３面７１Ｃを有する。本実施形態においては、第１面７１Ａに電子が照射されることによって、Ｘ線が発生する。
【００９３】
本実施形態において、Ｘ線装置１Ｃは、Ｘ線源２Ｃ、及び測定物Ｓを保持するステージを支持する支持部材８０Ｃを有する。なお、図５においては、ステージの図示が省略されている。本実施形態において、支持部材８０Ｃは、ターゲット７１を支持する。また、本実施形態において、支持部材８０Ｃは、電子射出部７０も支持する。
【００９４】
以上説明したように、本実施形態においては、支持部材８０Ｃ上に、ターゲット７１を含むＸ線源２Ｃの少なくとも一部、及びステージの両方を配置するようにしたので、温度変化が生じても、Ｘ線源２Ｃとステージ（測定物Ｓ）との相対位置の変動を抑制できる。したがって、Ｘ線源２Ｃとステージ（測定物Ｓ）との相対位置の変動に伴うＸ線装置１Ｃの検出精度（検査精度、測定精度）の低下を抑制できる。
【００９５】
＜第４実施形態＞
次に、第４実施形態について説明する。以下の説明において、上述の実施形態と同一又は同等の構成部分については同一の符号を付し、その説明を簡略若しくは省略する。
【００９６】
第４実施形態においては、上述したＸ線装置１（１Ｂ、１Ｃ）を備えた構造物製造システムについて説明する。
【００９７】
図６は、構造物製造システム２００のブロック構成図である。構造物製造システム２００は、上述のＸ線装置１と、成形装置１２０と、制御装置１３０と、リペア装置１４０とを備える。本実施形態においては、構造物製造システム２００は、自動車のドア部分、エンジン部品、ギア部品、及び回路基板を備える電子部品等の成形品を作成する。
【００９８】
設計装置１１０は、構造物の形状に関する設計情報を作成し、作成した設計情報を成形装置１２０に送信する。また、設計装置１１０は、作成した設計情報を制御装置１３０の後述する座標記憶部１３１に記憶させる。ここで、設計情報とは、構造物の各位置の座標を示す情報である。成形装置１２０は、設計装置１１０から入力された設計情報に基づいて上記構造物を作製する。成形装置１２０の成形工程は、鋳造、鍛造、及び切削の少なくとも一つを含む。
【００９９】
Ｘ線装置１は、測定した座標を示す情報を制御装置１３０へ送信する。制御装置１３０は、座標記憶部１３１と、検査部１３２とを備える。座標記憶部１３１には、設計装置１１０により設計情報が記憶される。検査部１３２は、座標記憶部１３１から設計情報を読み出す。検査部１３２は、Ｘ線装置１から受信した座標を示す情報から、作成された構造物を示す情報（形状情報）を作成する。検査部１３２は、形状測定装置１７０から受信した座標を示す情報（形状情報）と座標記憶部１３１から読み出した設計情報とを比較する。検査部１３２は、比較結果に基づいて、構造物が設計情報通りに成形されたか否かを判定する。換言すれば、検査部１３２は、作成された構造物が良品であるか否かを判定する。検査部１３２は、構造物が設計情報通りに成形されていない場合、修復可能であるか否か判定する。修復できる場合、検査部１３２は、比較結果に基づいて、不良部位と修復量を算出し、リペア装置１４０に不良部位を示す情報と修復量を示す情報とを送信する。
【０１００】
リペア装置１４０は、制御装置１３０から受信した不良部位を示す情報と修復量を示す情報とに基づいて、構造物の不良部位を加工する。
【０１０１】
図７は、構造物製造システム２００による処理の流れを示したフローチャートである。まず、設計装置１１０が、構造物の形状に関する設計情報を作製する（ステップＳ１０１）。次に、成形装置１２０は、設計情報に基づいて上記構造物を作製する（ステップＳ１０２）。次に、Ｘ線装置１は構造物の形状に関する座標を測定する（ステップＳ１０３））。次に制御装置１３０の検査部１３２は、Ｘ線装置１から作成された構造物の形状情報と、上記設計情報とを比較することにより、構造物が設計情報通りに作成された否かを検査する（ステップＳ１０４）。
【０１０２】
次に、制御装置１３０の検査部１３２は、作成された構造物が良品であるか否かを判定する（ステップＳ１０５）。作成された構造物が良品である場合（ステップＳ１０６ ＹＥＳ）、構造物製造システム２００はその処理を終了する。一方、作成された構造物が良品でない場合（ステップＳ１０６ ＮＯ）、制御装置１３０の検査部１３２は、作成された構造物が修復できるか否か判定する（ステップＳ１０７）。
【０１０３】
作成された構造物が修復できる場合（ステップＳ１０７ ＹＥＳ）、リペア装置１４０は、構造物の再加工を実施し（ステップＳ１０８）、ステップＳ１０３の処理に戻る。一方、作成された構造物が修復できない場合（ステップＳ１０７ ＹＥＳ）、構造物製造システム２００はその処理を終了する。以上で、本フローチャートの処理を終了する。
【０１０４】
以上により、上記の実施形態におけるＸ線装置１が構造物の座標を正確に測定することができるので、構造物製造システム２００は、作成された構造物が良品であるか否か判定することができる。また、構造物製造システム２００は、構造物が良品でない場合、構造物の再加工を実施し、修復することができる。
【０１０５】
なお、上述の各実施形態においては、Ｘ線装置がＸ線源を有することとしたが、Ｘ線源がＸ線装置に対する外部装置でもよい。換言すれば、Ｘ線源がＸ線装置の少なくとも一部を構成しなくてもよい。
【０１０６】
なお、上述の各実施形態において、測定物Ｓは産業用部品に限られず、例えば人体でもよい。また、上述の各実施形態において、Ｘ線装置が医療用に用いられてもよい。
【０１０７】
上述の各実施形態においては、Ｘ線源２と検出器４を所定の位置に固定し、ステージを回転させ、測定物Ｓの像を取得しているが、走査方法はこれに限られない。Ｘ線源及び検出器の一方が所定の位置に固定され、他方が移動可能でもよい。また、Ｘ線源及び検出器の両方が移動可能でもよい。
【０１０８】
なお、上述の各実施形態の要件は、適宜組み合わせることができる。また、一部の構成要素を用いない場合もある。また、法令で許容される限りにおいて、上述の各実施形態及び変形例で引用した検出装置などに関する全ての公開公報及び米国特許の開示を援用して本文の記載の一部とする。
【符号の説明】
【０１０９】
１…Ｘ線装置、２…Ｘ線源、３…ステージ、４…検出器、６…チャンバ部材、７…供給口、４０…ターゲット、４２…ハウジング、８０…支持部材、８１…ガイド部材、３００…ステージ装置、３００Ａ…第１ステージ、３００Ｂ…第２ステージ、ＲＰ…外部空間、Ｓ…測定物、ＳＰ…内部空間。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、Ｘ線装置、Ｘ線照射方法、及び構造物の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
物体の内部の情報を非破壊で取得する装置として、例えば下記特許文献に開示されているような、物体にＸ線を照射するＸ線源を有し、その物体を透過した透過Ｘ線を検出する検出器を備えるＸ線装置が知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】米国特許出願公開第２００９／０２６８８６９号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
Ｘ線装置において、例えばＸ線源と物体との相対位置の変化により、透過Ｘ線の検出精度が低下する可能性がある。
【０００５】
本発明の態様は、検出精度の低下を抑制できるＸ線装置、Ｘ線照射方法、及び構造物の製造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】
【０００６】
本発明の第１の態様に従えば、物体にＸ線を照射して物体を通過した透過Ｘ線を検出するＸ線装置であって、第１空間を形成するチャンバ部材と、第１空間に配置され、物体にＸ線を照射するＸ線源と、第１空間に配置され、物体を保持するステージと、Ｘ線源から射出され、物体を通過した透過Ｘ線の少なくとも一部を検出する検出器と、第１空間に配置され、Ｘ線源及びステージを支持する支持部材と、を備えるＸ線装置が提供される。
【０００７】
本発明の第２の態様に従えば、第１空間を形成するチャンバ部材内に配置されるＸ線源、及びＸ線源からのＸ線が照射される測定物を保持するステージを、支持部材で支持することと、Ｘ線源からのＸ線を測定物に照射することと、測定物を通過した透過Ｘ線を検出器で検出することと、を含むＸ線照射方法が提供される。
【０００８】
本発明の第３の態様に従えば、構造物の形状に関する設計情報を作製する設計工程と、設計情報に基づいて構造物を作成する成形工程と、作製された構造物の形状を第２の態様のＸ線照射方法を用いて計測する工程と、測定工程で得られた形状情報と、設計情報とを比較する検査工程と、を含む構造物の製造方法が提供される。
【発明の効果】
【０００９】
本発明の態様によれば、検出精度の低下を抑制できる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】第１実施形態に係るＸ線装置の一例を示す概略構成図である。
【図２】第１実施形態に係るＸ線装置の一部を示す平面図である。
【図３】第１実施形態に係るＸ線源の一例を示す図である。
【図４】第２実施形態に係るＸ線装置の一例を示す概略構成図である。
【図５】第３実施形態に係るＸ線装置の一部を示す図である。
【図６】検出装置を備えた構造物製造システムの一例を示す図である。
【図７】構造物製造システムによる処理の流れを示したフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本発明の実施形態について図面を参照しながら説明するが、本発明はこれに限定されない。以下の説明においては、ＸＹＺ直交座標系を設定し、このＸＹＺ直交座標系を参照しつつ各部の位置関係について説明する。水平面内の所定方向をＺ軸方向、水平面内においてＺ軸方向と直交する方向をＸ軸方向、Ｚ軸方向及びＸ軸方向のそれぞれと直交する方向（すなわち鉛直方向）をＹ軸方向とする。また、Ｘ軸、Ｙ軸、及びＺ軸まわりの回転（傾斜）方向をそれぞれ、θＸ、θＹ、及びθＺ方向とする。
【００１２】
＜第１実施形態＞
第１実施形態について説明する。図１は、第１実施形態に係るＸ線装置１の一例を示す概略構成図である。図２は、第１実施形態に係るＸ線装置１の一部を示す平面図である。
【００１３】
Ｘ線装置１は、測定物ＳにＸ線を照射して、その測定物Ｓを透過した透過Ｘ線を検出する。Ｘ線は、例えば波長１ｐｍ〜３０ｎｍ程度の電磁波である。Ｘ線は、約５０ｅＶの超軟Ｘ線、約０．１〜２ｋｅＶの軟Ｘ線、約２〜２０ｋｅＶのＸ線、及び約２０〜１００ｅＫＶの硬Ｘ線の少なくとも一つを含む。
【００１４】
本実施形態において、Ｘ線装置１は、測定物ＳにＸ線を照射して、その測定物Ｓを透過した透過Ｘ線を検出して、その測定物Ｓの内部の情報（例えば、内部構造）を非破壊で取得するＸ線ＣＴ検査装置を含む。本実施形態において、測定物Ｓは、例えば機械部品、電子部品その他の産業用部品を含む。Ｘ線ＣＴ検査装置は、産業用部品にＸ線を照射して、その産業用部品を検査する産業用Ｘ線ＣＴ検査装置を含む。
【００１５】
図１及び図２において、Ｘ線装置１は、Ｘ線を射出するＸ線源２と、測定物Ｓを保持して移動可能なステージ３と、Ｘ線源２から射出され、ステージ３に保持された測定物Ｓを透過した透過Ｘ線の少なくとも一部を検出する検出器４と、Ｘ線源２及びステージ３を支持する支持部材８０と、Ｘ線装置１全体の動作を制御する制御装置５とを備えている。
【００１６】
また、本実施形態において、Ｘ線装置１は、Ｘ線源２から射出されるＸ線が進行する内部空間ＳＰを形成するチャンバ部材６を備えている。本実施形態において、Ｘ線源２、ステージ３、検出器４、及び支持部材８０は、内部空間ＳＰに配置される。
【００１７】
本実施形態において、チャンバ部材６は、支持面ＦＲ上に配置される。支持面ＦＲは、工場等の床面を含む。チャンバ部材６は、複数の脚部６Ｓに支持される。チャンバ部材６は、脚部６Ｓを介して、支持面ＦＲ上に配置される。本実施形態においては、脚部６Ｓにより、チャンバ部材６の下面と、支持面ＦＲとは離れる。すなわち、チャンバ部材６の下面と支持面ＦＲとの間に空間が形成される。なお、チャンバ部材６の下面の少なくとも一部と支持面ＦＲとが接触してもよい。
【００１８】
本実施形態において、チャンバ部材６は、鉛を含む。チャンバ部材６は、内部空間ＳＰのＸ線が、チャンバ部材６の外部空間ＲＰに漏出することを抑制する。
【００１９】
本実施形態において、Ｘ線装置１は、チャンバ部材６に取り付けられ、チャンバ部材６よりも熱伝導率が小さい部材６Ｄを有する。本実施形態において、部材６Ｄは、チャンバ部材６の外面に配置される。部材６Ｄは、内部空間ＳＰの温度が外部空間ＲＰの温度（温度変化）の影響を受けることを抑制する。すなわち、部材６Ｄは、外部空間ＲＰの熱が内部空間ＳＰに伝わることを抑制する断熱部材として機能する。部材６Ｄは、例えばプラスチックを含む。本実施形態において、部材６Ｄは、例えば発泡スチロールを含む。
【００２０】
Ｘ線源２は、測定物ＳにＸ線を照射する。Ｘ線源２は、Ｘ線を射出する射出部８を有する。Ｘ線源２は、点Ｘ線源を形成する。本実施形態において、射出部８は、点Ｘ線源を含む。Ｘ線源２は、測定物Ｓに円錐状のＸ線（所謂、コーンビーム）を照射する。なお、Ｘ線源２は、射出するＸ線の強度を調整可能でもよい。Ｘ線源２から射出されるＸ線の強度を調整する場合、測定物ＳのＸ線吸収特性等に基づいてもよい。なお、Ｘ線源２から射出されるＸ線の拡がる形状は、円錐状に限らず、例えば扇状のＸ線（所謂、ファンビーム）でもよい。
【００２１】
本実施形態において、Ｘ線源２からのＸ線の少なくとも一部は、内部空間ＳＰにおいてＺ軸方向に進行する。本実施形態において、射出部８は、＋Ｚ方向を向いている。本実施形態において、射出部８から射出されたＸ線の少なくとも一部は、内部空間ＳＰにおいて、＋Ｚ方向に進行する。
【００２２】
本実施形態において、Ｘ線源２とステージ３とは、Ｚ軸方向に配置される。本実施形態において、ステージ３は、Ｘ線源２の＋Ｚ側に配置される。
【００２３】
本実施形態において、ステージ３は、支持部材８０上において移動する。本実施形態において、Ｘ線装置１は、支持部材８０に配置され、ステージ３をガイドするガイド部材８１を有する。ガイド部材８１は、Ｚ軸方向に長い。ガイド部材８１は、Ｚ軸方向に関して、ステージ３をガイドする。
【００２４】
また、Ｘ線装置１は、ステージ３を移動する駆動システム８２を備えている。駆動システム８２は、少なくともＺ軸方向に関して、ステージ３を移動する。駆動システム８２は、例えばリニアモータを含む。駆動システム８２は、例えばガイド部材８１に配置されたリニアモータの固定子と、ステージ３の少なくとも一部に配置されたリニアモータの可動子とを含む。
【００２５】
本実施形態において、駆動システム８２は、ステージ３（ステージ３のうち、測定物Ｓを保持する保持部）を、Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸、θＸ、θＹ、及びθＺ方向の６つの方向に移動可能である。
【００２６】
なお、駆動システム８２が、ピエゾ素子を含んでもよい。例えば、駆動システム８２は、ピエゾ素子を用いて、ステージ３をＺ軸方向に移動させてもよい。また、駆動システム８２は、ピエゾ素子を用いて、Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸、θＸ、θＹ、及びθＺの少なくとも一つの方向にステージ３（ステージ３のうち、測定物Ｓを保持する保持部）を移動させてもよい。
【００２７】
また、本実施形態において、Ｘ線装置１は、ステージ３の位置を計測する計測装置９９を有する。計測装置９９は、例えばエンコーダシステムを含む。エンコーダシステムは、例えばリニアエンコーダ、及びロータリーエンコーダの少なくとも一方を含む。本実施形態において、計測装置９９は、Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸、θＸ、θＹ、及びθＺ方向の６つの方向に関するステージ３の位置を計測可能である。例えば、Ｚ軸方向に関するステージ３の位置を計測するエンコーダは、ガイド部材８１に配置された目盛を有するスケール部材と、そのスケール部材の目盛を検出するエンコーダヘッドとを含む。なお、スケール部材の少なくとも一部が、支持部材８０に配置されてもよい。
【００２８】
支持部材８０は、内部空間ＳＰの底面６Ｔに配置される。支持部材８０の位置は、内部空間ＳＰにおいて、固定される。支持部材８０は、Ｘ線源２及びステージ３の両方を支持する。支持部材８０は、Ｘ線源２とステージ３とを一緒に支持する。
【００２９】
支持部材８０は、チャンバ部材６よりも熱膨張係数が小さい。支持部材８０は、少なくともチャンバ部材６よりも熱変形し難い。
【００３０】
本実施形態において、支持部材８０は、低熱膨張材料によって形成されている。本実施形態において、支持部材８０は、例えばインバー（invar）を含む。インバーは、ニッケル約３６％程度、鉄約６４％程度の合金である。
【００３１】
本実施形態において、支持部材８０は、１つの部材で構成される。なお、支持部材８０が、複数の部材の組み合わせでもよい。複数の部材を組み合わせる場合には、それぞれの熱膨張係数が近いほうが望ましい。
【００３２】
本実施形態において、ステージ３は、内部空間ＳＰにおいて移動可能である。ステージ３は、Ｘ線源２の＋Ｚ側に配置される。ステージ３は、内部空間ＳＰのうち、射出部８よりも＋Ｚ側の空間で移動可能である。ステージ３の少なくとも一部は、射出部８と対向可能である。ステージ３は、保持した測定物Ｓを、射出部８と対向する位置に配置可能である。ステージ３は、射出部８から射出されたＸ線が通過する経路上に、測定物Ｓを配置可能である。ステージ３は、射出部８から射出されたＸ線の照射範囲内に、測定物Ｓを配置可能である。
【００３３】
検出器４は、内部空間ＳＰにおいて、Ｘ線源２及びステージ３よりも＋Ｚ側に配置される。検出器４の位置は、固定される。なお、検出器４が移動可能でもよい。ステージ３は、内部空間ＳＰのうち、Ｘ線源２と検出器４との間の空間を移動可能である。
【００３４】
検出器４は、測定物Ｓを透過した透過Ｘ線を含むＸ線源２からのＸ線が入射する入射面３３を有するシンチレータ部３４と、シンチレータ部３４において発生した光を受光する受光部３５とを有する。検出器４の入射面３３は、ステージ３に保持された測定物Ｓと対向可能である。
【００３５】
シンチレータ部３４は、Ｘ線が当たることによって、そのＸ線とは異なる波長の光を発生させるシンチレーション物質を含む。受光部３５は、光電子倍増管を含む。光電子倍増管は、光電効果により光エネルギーを電気エネルギーに変換する光電管を含む。受光部３５は、シンチレータ部３４において発生した光を増幅し、電気信号に変換して出力する。
【００３６】
検出器４は、シンチレータ部３４を複数有する。シンチレータ部３４は、ＸＹ平面内において複数配置される。シンチレータ部３４は、アレイ状に配置される。検出器４は、複数のシンチレータ部３４のそれぞれに接続するように、受光部３５を複数有する。なお、検出器４は、入射するＸ線を、光に変換することなく直接電気信号に変換してもよい。
【００３７】
図３は、本実施形態に係るＸ線源２の一例を示す断面図である。図３において、Ｘ線源２は、電子を発生するフィラメント３９と、電子の衝突又は電子の透過によりＸ線を発生するターゲット４０と、電子をターゲット４０に導く導電子部材４１とを備えている。また、本実施形態において、Ｘ線源２は、導電子部材４１の少なくとも一部を収容するハウジング４２を備えている。本実施形態において、フィラメント３９、導電子部材４１、及びターゲット４０のそれぞれが、ハウジング４２に収容されている。
【００３８】
フィラメント３９は、例えばタングステンを含む。フィラメント３９は、コイル状に巻かれている。フィラメント３９に電流が流れ、その電流によってフィラメント３９が加熱されると、フィラメント３９から電子（熱電子）が放出される。フィラメント３９の先端は、尖っている。フィラメント３９の尖った部分から電子が放出される。
【００３９】
ターゲット４０は、例えばタングステンを含み、電子の衝突又は電子の透過によりＸ線を発生する。本実施形態において、Ｘ線源２は、所謂、透過型である。本実施形態において、ターゲット４０は、電子の透過により、Ｘ線を発生する。
【００４０】
例えば、ターゲット４０を陽極とし、フィラメント３９を陰極として、ターゲット４０とフィラメント３９との間に電圧が加えられると、フィラメント３９から飛び出した熱電子が、ターゲット（陽極）４０に向かって加速し、ターゲット４０に照射される。これにより、ターゲット４０からＸ線が発生する。
【００４１】
導電子部材４１は、フィラメント３９とターゲット４０との間において、フィラメント３９からの電子の通路の周囲の少なくとも一部に配置される。導電子部材４１は、例えば集束レンズ、及び対物レンズ等の電子レンズ、若しくは偏光器を含み、フィラメント３９からの電子をターゲット４０に導く。導電子部材４１は、ターゲット４０の一部の領域（Ｘ線焦点）に電子を衝突させる。ターゲット４０において電子が衝突する領域の寸法（スポットサイズ）は、十分に小さい。これにより、実質的に点Ｘ線源が形成される。
【００４２】
Ｘ線源２において、ターゲット４０に電子が照射されると、その電子のエネルギーのうち、一部のエネルギーが、Ｘ線となり、一部のエネルギーが、熱となる。ターゲット４０に対する電子の照射により、ターゲット４０の温度が上昇する可能性がある。また、ターゲット４０の周囲の空間の温度が上昇する可能性がある。ターゲット４０等の温度が上昇すると、例えばＸ線源２を支持する支持部材８０の温度も上昇する可能性がある。
【００４３】
本実施形態において、支持部材８０は、Ｘ線源２のハウジング４２を支持する。本実施形態においては、支持部材８０上にＸ線源２及びステージ３の両方が配置されている。そのため、例えば支持部材８０の温度が変化して、支持部材８０が熱変形したとしても、Ｘ線源２とステージ３（測定物Ｓ）との相対位置の変動（理想的な相対位置に対する変化）が抑制される。したがって、Ｘ線源２とステージ３（測定物Ｓ）との相対位置の変動に伴うＸ線装置１の検出精度（検査精度、測定精度）の低下が抑制される。また、測定物Ｓの測定不良（検出不良）の発生が抑制される。
【００４４】
本実施形態においては、支持部材８０が低熱膨張材料によって形成されている。そのため、ターゲット４０等の温度が上昇しても、支持部材８０の熱変形が抑制される。したがって、Ｘ線源２とステージ３（測定物Ｓ）との相対位置の変動が抑制される。例えば、本実施形態においては、Ｚ軸方向に関するＸ線源２とステージ３（測定物Ｓ）との距離の変動（理想的な距離に対する変化）が抑制される。また、Ｚ軸と交差する方向（Ｘ軸方向及びＹ軸方向の一方又は両方）に関するＸ線源２とステージ３（測定物Ｓ）との相対位置の変動（理想的な相対位置に対する変化）が抑制される。したがって、Ｘ線源２とステージ３（測定物Ｓ）との相対位置の変動に伴うＸ線装置１の検出精度（検査精度、測定精度）の低下が抑制される。また、測定物Ｓの測定不良（検出不良）の発生が抑制される
【００４５】
本実施形態においては、Ｘ線源２とステージ３とは、Ｚ軸方向（Ｘ線の進行方向）に配置される。したがって、支持部材８０が熱変形したとしても、Ｚ軸と交差する方向（Ｘ軸方向及びＹ軸方向の少なくとも一方）に関するＸ線源２に対するステージ３（測定物Ｓ）の位置の変化（理想的な位置に対する変化）が抑制される。すなわち、所謂、軸ずれの発生が抑制される。したがって、Ｘ線源２とステージ３（測定物Ｓ）との相対位置の変動に伴う測定物Ｓの測定不良（検出不良）の発生が抑制される。
【００４６】
なお、支持部材８０の温度の上昇に伴い変形する場合においても、温度の上昇とともに一様に支持部材８０が変形することが望ましい。例えば、支持部材８０の熱によりZ軸方向に沿って変形する場合に、温度と比例してZ軸方向に沿った変形する。この場合においては、支持部材８０はＺ軸方向に膨張する。この場合には、予め支持部材８０の温度毎の膨張量を記憶しておくことが望ましい。支持部材８０の温度を計測することで、その温度での支持部材８０の膨張量（変形量）を見積もることできる。これにより、支持部材８０上の測定物ＳとX線源２との距離を算出することできる。したがって、Ｘ線源２とステージ３（測定物Ｓ）との相対位置の変動に伴う測定不良（検出不良）の発生が抑制される。なお、支持部材８０の熱によりＺ軸方向に沿った変形を例に挙げたが、Ｘ、Ｙ軸方向に沿った変形も同様である。さらに、支持部材８０の変形が、Ｘ，Ｙ、Ｚ軸方向の中で複数方向（例えば、Ｘ、Ｙ軸方向）に沿って変形した場合においても、予め支持部材８０の温度毎の膨張量を記憶しておくことで、支持部材８０の変形を見積もることができるので、Ｘ線源２とステージ３（測定物Ｓ）との相対位置の変動に伴う測定不良（検出不良）の発生が抑制される。また、支持部材８０の膨張量の見積もり方法は、支持部材８０の温度計測に限られない。例えば、測定時間の経過（例えば、Ｘ線源２からのＸ線の発光開始からの経過時間）に伴う、支持部材８０の変形量を予め計測または予測し、その計測または予測された結果により、測定時間の経過から、支持部材８０の変形量を見積もることができる。なお、計測または予測された結果は装置に記憶させてもよい。
支持部材８０Ｂの形状としては温度変化による形状変化があったとしても、等方的に形状変化が生じるような形状であることが好ましい。例えば、直方体な形状を用いることが望ましい。
【００４７】
なお、本実施形態においては、支持部材８０が低熱膨張材料で形成されることとしたが、低熱膨張材料で形成されなくてもよい。例えば、支持部材８０が、チャンバ部材６よりも熱膨張係数が大きくてもよい。なお、支持部材８０の熱膨張係数とチャンバ部材６の熱膨張係数とが実質的に同じでもよい。
【００４８】
なお、本実施形態においては、Ｘ線源２とステージ２は支持部材８０により支持されているが、支持部材８０とは異なる部材でさらにＸ線源２を支持しても構わない。例えば、Ｘ線源２をチャンバ部材６で追加支持しても構わない。また、例えば、ステージ３とチャンバ部材６で追加支持しても構わない。この場合に、支持部材８０とチャンバ部材６とが接触していなくても構わない。
【００４９】
次に、本実施形態に係るＸ線装置１の動作の一例について説明する。検出において、ステージ３に測定物Ｓが保持される。制御装置５は、ステージ３を制御して、測定物ＳをＸ線源２と検出器４との間に配置する。
【００５０】
制御装置５は、Ｘ線源２からＸ線を射出するために、フィラメント３９に電流を流す。これにより、フィラメント３９が加熱され、フィラメント３９から電子が放出される。フィラメント３９から放出された電子は、ターゲット４０に照射される。これにより、ターゲット４０からＸ線が発生する。
【００５１】
Ｘ線源２から発生したＸ線の少なくとも一部は、測定物Ｓに照射される。測定物ＳにＸ線源２からのＸ線が照射されると、その測定物Ｓに照射されたＸ線の少なくとも一部は、測定物Ｓを透過する。測定物Ｓを透過した透過Ｘ線は、検出器４の入射面３３に入射する。検出器４は、測定物Ｓを透過した透過Ｘ線を検出する。検出器４は、測定物Ｓを透過した透過Ｘ線に基づいて得られた測定物Ｓの像を検出する。検出器４の検出結果は、制御装置５に出力される。
【００５２】
本実施形態において、制御装置５は、測定物ＳにおけるＸ線源２からのＸ線の照射領域を変えるために、測定物Ｓの位置を変えながら、その測定物ＳにＸ線源２からのＸ線を照射する。すなわち、制御装置５は、複数の測定物Ｓの位置ごとで、測定物ＳにＸ線源２からのＸ線を照射し、その測定物Ｓを透過した透過Ｘ線を、検出器４で検出する。
【００５３】
本実施形態において、制御装置５は、測定物Ｓを保持したステージ３（ステージ３のうち、測定物Ｓを保持する保持部）を回転して、Ｘ線源２に対する測定物Ｓの位置を変えることによって、測定物ＳにおけるＸ線源２からのＸ線の照射領域を変える。
【００５４】
すなわち、本実施形態において、制御装置５は、測定物Ｓを保持したステージ３（ステージ３のうち、測定物Ｓを保持する保持部）を回転させながら、その測定物ＳにＸ線を照射する。ステージ３の各位置（各回転角度）において測定物Ｓを通過した透過Ｘ線（Ｘ線透過データ）は、検出器４に検出される。検出器４は、各位置における測定物Ｓの像を取得する。
【００５５】
制御装置５は、検出器４の検出結果から、測定物Ｓの内部構造を算出する。本実施形態において、制御装置５は、測定物Ｓの各位置（各回転角度）のそれぞれにおいて測定物Ｓを通過した透過Ｘ線（Ｘ線透過データ）に基づく測定物Ｓの像を取得する。すなわち、制御装置５は、測定物Ｓの像を複数取得する。
【００５６】
制御装置Ｓは、測定物Ｓを回転させつつその測定物ＳにＸ線を照射することにより得られた複数のＸ線透過データ（像）に基づいて演算を行って、測定物Ｓの断層画像を再構成して、測定物Ｓの内部構造の三次元データ（三次元構造）を取得する。これにより、測定物Ｓの内部構造が算出される。測定物の断層画像の再構成方法としては、例えば、逆投影法、フィルタ補正逆投影法、及び逐次近似法が挙げられる。逆投影法及びフィルタ補正逆投影法に関しては、例えば、米国特許出願公開第２００２／０１５４７２８号明細書に記載されている。また、逐次近似法に関しては、例えば、米国特許出願公開第２０１０／０２２０９０８号明細書に記載されている。
【００５７】
以上説明したように、本実施形態によれば、支持部材８０上にＸ線源２及びステージ３の両方を配置するようにしたので、温度変化が生じても、Ｘ線源２とステージ３（測定物Ｓ）との相対位置の変動が抑制される。したがって、Ｘ線源２とステージ３（測定物Ｓ）との相対位置の変動に伴うＸ線装置１の検出精度（検査精度、測定精度）の低下を抑制できる。例えば、Ｘ線装置１は、測定物Ｓの内部構造に関する情報を正確に取得することができる。
【００５８】
＜第２実施形態＞
次に、第２実施形態について説明する。以下の説明において、上述の実施形態と同一又は同等の構成部分については同一の符号を付し、その説明を簡略若しくは省略する。
【００５９】
図４は、第２実施形態に係るＸ線装置１Ｂの一例を示す図である。図４において、Ｘ線装置１Ｂは、内部空間ＳＰを形成するチャンバ部材６Ｂと、内部空間ＳＰに配置され、測定物ＳにＸ線を照射するＸ線源２と、内部空間ＳＰに配置され、測定物Ｓを保持するステージ装置３００と、Ｘ線源２から射出され、測定物Ｓを通過した透過Ｘ線の少なくとも一部を検出する検出器４と、内部空間ＳＰに配置され、Ｘ線源２及びステージ装置３００の少なくとも一部を支持する支持部材８０Ｂとを備えている。支持部材８０Ｂは、チャンバ部材６Ｂよりも熱膨張係数が小さい。本実施形態において、支持部材８０Ｂは、インバー等の低熱膨張材料で形成される。本実施形態において、Ｘ線源２の射出部８から射出されたＸ線は、＋Ｚ方向に進行する。
【００６０】
本実施形態において、ステージ装置３００は、Ｚ軸方向に配置される第１ステージ３００Ａと、第２ステージ３００Ｂとを有する。本実施形態において、Ｘ線源２及び第１ステージ３００Ａが支持部材８０Ｂに支持される。また、第１ステージ３００Ａの位置が、計測装置９９Ｂによって計測される。第２ステージ３００Ｂは、支持部材８０Ｂと検出器４との間に配置される。本実施形態においては、第１ステージ３００Ａは、第２ステージ３００ＢよりもＸ線源２側に配置される。すなわち、本実施形態においては、Ｚ軸方向に沿った第１ステージ３００ＡとＸ線源２との距離は、Ｚ軸方向に沿った第２ステージ３００ＢとＸ線源２との距離よりも短い。
【００６１】
本実施形態において、チャンバ部材６Ｂが形成する内部空間ＳＰは、Ｘ線源２、第１ステージ３００Ａ、及び支持部材８０Ｂが配置される第１空間ＳＰ１と、第２ステージ３００Ｂ、及び検出器４が配置される第２空間ＳＰ２とを含む。第１空間ＳＰ１と第２空間ＳＰ２とは、仕切部１００によって仕切られる。仕切部１００は、Ｘ線源２からのＸ線が通過可能な通過部１０１を有する。Ｘ線源２から射出されたＸ線は、通過部１０１を介して、第２空間ＳＰ２に供給される。
【００６２】
また、本実施形態において、Ｘ線装置１Ｂは、内部空間ＳＰの少なくとも一部に配置され、温度調整された気体Ｇを供給する供給口７を備える。供給口７は、Ｘ線源２の少なくとも一部に、温度調整された気体Ｇを供給する。本実施形態において、供給口７は、第１空間ＳＰ１に面する。
【００６３】
本実施形態において、検出装置１Ｂは、気体Ｇの温度を調整する調整装置３６を備える。調整装置３６は、例えば電力によって作動する。供給口７は、調整装置３６からの気体Ｇを第１空間ＳＰ１に供給する。
【００６４】
本実施形態において、調整装置３６は、チャンバ部材６Ｂの外部空間ＲＰに配置される。本実施形態において、調整装置３６は、支持面ＦＲに配置される。調整装置３６は、導管３７と接続される。導管３７は、外部空間ＲＰに配置される。調整装置３６とチャンバ部材６Ｂとは、離れている。導管３７の少なくとも一部とチャンバ部材６Ｂとは、離れている。
【００６５】
チャンバ部材６Ｂは、導管３８を有する。導管３８は、内部空間ＳＰ（第１空間ＳＰ１）と外部空間ＲＰとを結ぶように形成される。導管３８の一端の開口は、外部空間ＲＰに面するように配置される。導管３８の他端の開口は、第１空間ＳＰ１に面するように配置される。導管３７の流路は、導管３８の一端の開口と接続される。本実施形態において、導管３８の他端の開口が、供給口７として機能する。
【００６６】
本実施形態において、調整装置３６は、例えば外部空間ＲＰの気体を取り入れて、その気体の温度を調整する。調整装置３６によって温度調整された気体Ｇは、導管３７の流路、及びチャンバ部材６Ｂの導管３８を介して、供給口７に送られる。供給口７は、Ｘ線源２の少なくとも一部と対向するように配置される。供給口７は、調整装置３６からの気体ＧをＸ線源２の少なくとも一部に供給する。なお、導管３７と導管３８とは一体でもよいし、導管３７と導管３８の少なくとも一部とが別の部材でもよい。
【００６７】
本実施形態において、第１ステージ３００Ａ、及び第１ステージ３００Ａの位置を計測する計測装置９９Ｂは、上述の第１実施形態で説明したステージ３及び計測装置９９と同様の構成である。第１ステージ３００Ａ及び計測装置９９Ｂについての説明は省略する。
【００６８】
本実施形態において、第２ステージ３００Ｂは、測定物Ｓを保持するテーブル１２と、テーブル１２を移動可能に支持する第１可動部材１３と、第１可動部材１３を移動可能に支持する第２可動部材１４と、第２可動部材１４を移動可能に支持する第３可動部材１５とを有する。
【００６９】
テーブル１２は、測定物Ｓを保持した状態で回転可能である。テーブル１２は、θＹ方向に移動（回転）可能である。第１可動部材１３は、Ｘ軸方向に移動可能である。第１可動部材１３がＸ軸方向に移動すると、第１可動部材１３とともに、テーブル１２がＸ軸方向に移動する。第２可動部材１４は、Ｙ軸方向に移動可能である。第２可動部材１４がＹ軸方向に移動すると、第２可動部材１４とともに、第１可動部材１３及びテーブル１２がＹ軸方向に移動する。第３可動部材１５は、Ｚ軸方向に移動可能である。第３可動部材１５がＺ軸方向に移動すると、第３可動部材１５とともに、第２可動部材１４、第１可動部材１３、及びテーブル１２がＺ軸方向に移動する。
【００７０】
本実施形態において、Ｘ線装置１Ｂは、第２ステージ３００Ｂの少なくとも一部を移動可能な駆動システム１０を備える。駆動システム１０は、第１可動部材１３上においてテーブル１２を回転させる回転駆動装置１６と、第２可動部材１４上において第１可動部材１３をＸ軸方向に移動する第１駆動装置１７と、第２可動部材１４をＹ軸方向に移動する第２駆動装置１８と、第３可動部材１５をＺ軸方向に移動する第３駆動装置１９とを含む。
【００７１】
第２駆動装置１８は、第２可動部材１４が有するナットに配置されるねじ軸２０Ｂと、ねじ軸２０Ｂを回転させるアクチュエータ２０とを備える。ねじ軸２０Ｂは、ベアリング２１Ａ、２１Ｂによって回転可能に支持される。本実施形態において、ねじ軸２０Ｂは、そのねじ軸２０Ｂの軸線とＹ軸とが実質的に平行となるように、ベアリング２１Ａ、２１Ｂに支持される。本実施形態において、第２可動部材１４が有するナットとねじ軸２０Ｂとの間にボールが配置される。すなわち、第２駆動装置１８は、所謂、ボールねじ駆動機構を含む。
【００７２】
第３駆動装置１９は、第３可動部材１５が有するナットに配置されるねじ軸２３Ｂと、ねじ軸２３Ｂを回転させるアクチュエータ２３とを備える。ねじ軸２３Ｂは、ベアリング２４Ａ、２４Ｂによって回転可能に支持される。本実施形態において、ねじ軸２３Ｂは、そのねじ軸２３Ｂの軸線とＺ軸とが実質的に平行となるように、ベアリング２４Ａ、２４Ｂに支持される。本実施形態において、第３可動部材１５が有するナットとねじ軸２３Ｂとの間にボールが配置される。すなわち、第３駆動装置１９は、所謂、ボールねじ駆動機構を含む。
【００７３】
第３可動部材１５は、第２可動部材１４をＹ軸方向にガイドするガイド機構２５を有する。ガイド機構２５は、Ｙ軸方向に長いガイド部材２５Ａ、２５Ｂを含む。アクチュエータ２０、及びねじ軸２０Ｂを支持するベアリング２１Ａ、２１Ｂを含む第２駆動装置１８の少なくとも一部は、第３可動部材１５に支持される。アクチュエータ２０がねじ軸２０Ｂを回転することによって、第２可動部材１４は、ガイド機構２５にガイドされながら、Ｙ軸方向に移動する。
【００７４】
本実施形態において、検出装置１Ｂは、ベース部材２６を有する。ベース部材２６は、チャンバ部材６Ｂに支持される。本実施形態において、ベース部材２６は、支持機構を介して、チャンバ部材６Ｂの内壁（内面）に支持される。ベース部材２６の位置は、固定される。
【００７５】
ベース部材２６は、第３可動部材１５をＺ軸方向にガイドするガイド機構２７を有する。ガイド機構２７は、Ｚ軸方向に長いガイド部材２７Ａ、２７Ｂを含む。アクチュエータ２３、及びねじ軸２３Ｂを支持するベアリング２４Ａ、２４Ｂを含む第３駆動装置１９の少なくとも一部は、ベース部材２６に支持される。アクチュエータ２３がねじ軸２３Ｂを回転することによって、第３可動部材１５は、ガイド機構２７にガイドされながら、Ｚ軸方向に移動する。
【００７６】
なお、図示は省略するが、本実施形態において、第２可動部材１４は、第１可動部材１３をＸ軸方向にガイドするガイド機構を有する。第１駆動装置１７は、第１可動部材１３をＸ軸方向に移動可能なボールねじ機構を含む。回転駆動装置１６は、テーブル１２をθＹ方向に移動（回転）可能なモータを含む。
【００７７】
本実施形態において、テーブル１２に保持された測定物Ｓは、駆動システム１０によって、Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸、及びθＹ方向の４つの方向に移動可能である。なお、駆動システム１０は、テーブル１２に保持された測定物Ｓを、Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸、θＸ、θＹ、及びθＺ方向の６つの方向に移動させてもよい。また、本実施形態においては、駆動システム１０は、ボールねじ駆動機構を含むこととしたが、例えば、ボイスコイルモータを含んでもよい。例えば、駆動システム１０は、リニアモータを含んでもよいし、平面モータを含んでもよい。また、駆動システム１０が、ピエゾ素子を含んでもよい。
【００７８】
本実施形態において、第２ステージ３００Ｂは、第２空間ＳＰ２において移動可能である。第２ステージ３００Ｂは、射出部８から射出されたＸ線が通過する経路上に、測定物Ｓを配置可能である。第２ステージ３００Ｂは、射出部８から射出されたＸ線ＸＬの照射範囲内に、測定物Ｓを配置可能である。
【００７９】
本実施形態において、検出装置１Ｂは、第２ステージ３００Ｂの位置を計測する計測装置２８を備えている。本実施形態において、計測装置２８は、エンコーダシステムを含む。
【００８０】
計測装置２８は、テーブル１２の回転量（θＹ方向に関する位置）を計測するロータリーエンコーダ２９と、Ｘ軸方向に関する第１可動部材１３の位置を計測するリニアエンコーダ３０と、Ｙ軸方向に関する第２可動部材１４の位置を計測するリニアエンコーダ３１と、Ｚ軸方向に関する第３可動部材１５の位置を計測するリニアエンコーダ３２とを有する。
【００８１】
本実施形態において、ロータリーエンコーダ２９は、第１可動部材１３に対するテーブル１２の回転量を計測する。リニアエンコーダ３０は、第２可動部材１４に対する第１可動部材１３の位置（Ｘ軸方向に関する位置）を計測する。リニアエンコーダ３１は、第３可動部材１５に対する第２可動部材１４の位置（Ｙ軸方向に関する位置）を計測する。リニアエンコーダ３２は、ベース部材２６に対する第３可動部材１５の位置（Ｚ軸方向に関する位置）を計測する。
【００８２】
ロータリーエンコーダ２９は、例えば第１可動部材１３に配置された第１スケール部材と、テーブル１２に配置され、第１スケール部材の目盛を検出する第１エンコーダヘッドとを含む。第１スケール部材は、第１可動部材１３に固定されている。第１エンコーダヘッドは、テーブル１２に固定されている。第１エンコーダヘッドは、第１スケール部材（第１可動部材１３）に対するテーブル１２の回転量を計測可能である。
【００８３】
リニアエンコーダ３０は、例えば第２可動部材１４に配置された第２スケール部材と、第１可動部材１３に配置され、第２スケール部材の目盛を検出する第２エンコーダヘッドとを含む。第２スケール部材は、第２可動部材１４に固定されている。第２エンコーダヘッドは、第１可動部材１３に固定されている。第２エンコーダヘッドは、第２スケール部材（第２可動部材１４）に対する第１可動部材１３の位置を計測可能である。
【００８４】
リニアエンコーダ３１は、第３可動部材１５に配置された第３スケール部材と、第２可動部材１４に配置され、第３スケール部材の目盛を検出する第３エンコーダヘッドとを含む。スケール部材は、第３可動部材１５に固定されている。第３エンコーダヘッドは、第２可動部材１４に固定されている。第３エンコーダヘッドは、スケール部材３１Ａ（第３可動部材１５）に対する第２可動部材１４の位置を計測可能である。
【００８５】
リニアエンコーダ３２は、ベース部材２６に配置された第４スケール部材と、第３可動部材１５に配置され、第４スケール部材の目盛を検出する第４エンコーダヘッドとを含む。第４スケール部材は、ベース部材２６に固定されている。第４エンコーダヘッドは、第３可動部材１５に固定されている。第４エンコーダヘッドは、第４スケール部材（ベース部材２６）に対する第３可動部材１５の位置を計測可能である。
【００８６】
本実施形態において、第１ステージ３００Ａの位置を計測する計測装置９９Ｂの分解能は、第２ステージ３００Ｂの位置を計測する計測装置２８の分解能よりも高い。分解能は、例えばエンコーダシステムのスケール部材の分解能を含む。スケール部材の分解能は、スケール部材の目盛の間隔を含む。すなわち、本実施形態において、第１ステージ３００Ａの位置を計測する計測装置９９Ｂが有するスケール部材の目盛の間隔は、第２ステージ３００Ｂの位置を計測する計測装置２８が有するスケール部材の目盛の間隔よりも小さい。
【００８７】
なお、第１ステージ３００Ａの位置を計測する計測装置９９Ｂの分解能と、第２ステージ３００Ｂの位置を計測する計測装置２８の分解能とが同じでもよい。
【００８８】
以上説明したように、本実施形態によれば、支持部材８０Ｂ上にＸ線源２及び第１ステージ３００Ａの両方を配置するようにしたので、温度変化が生じても、Ｘ線源２と第１ステージ３００Ａ（測定物Ｓ）との相対位置の変動を抑制できる。したがって、Ｘ線源２と第１ステージ３００Ａ（測定物Ｓ）との相対位置の変動に伴うＸ線装置１Ｂの検出精度（検査精度、測定精度）の低下を抑制できる。例えば、Ｘ線装置１Ｂは、測定物Ｓの内部構造に関する情報を正確に取得することができる。
【００８９】
図４の実施形態では支持部材８０Ｂに光源２と物体Ｓを配置するステージ（３００）を配置したが、他の構成部材を配置することも可能である。例えば、支持部材８０ＢがＸ線源２と第１ステージ３００Ａと第２ステージ３００Ｂと検出器４を支持しても構わない。しかしながら、コーンビーム形状のＸ線を使用する場合には縦方向（図４のY方向）にＸ線が広がりを持つ為、図４に示すように検出器４の実際の測定に使われる検出面の範囲に入射するＸ線を遮らない程度に支持部材８０のＺ方向の長さを制限することが好ましい。物体Ｓとターゲット８との位置ずれが検出に与える影響は物体Ｓとターゲット８との間隔が相対的に小さい場合に大きくなる。従って、支持部材８０の長さを制限しても、検出精度に影響を与えるターゲット８から比較的近いＺ方向に沿った範囲のみ支持部材８０で光源とステージを支持することにより、検出精度の低下を抑制することが可能となる。
【００９０】
＜第３実施形態＞
次に、第３実施形態について説明する。以下の説明において、上述の実施形態と同一又は同等の構成部分については同一の符号を付し、その説明を簡略若しくは省略する。
【００９１】
図５は、第３実施形態に係るＸ線装置１ＣのＸ線源２Ｃの一部を示す図である。本実施形態において、Ｘ線源２Ｃは、所謂、反射型である。本実施形態において、Ｘ線源２Ｃは、フィラメント、及び導電子部材を含む電子射出部７０と、ターゲット７１とを備えている。本実施形態において、電子射出部７０は、フィラメント及び導電子部材を収容するハウジング７２を備えている。ターゲット７１は、ハウジング７２（電子射出部７０）の外側に配置されている。電子射出部７０の導電子部材は、フィラメントから発生した電子をターゲット７１に導く。電子射出部７０からの電子は、ターゲット７１に衝突する。ターゲット７１は、電子の衝突によりＸ線を発生する。
【００９２】
本実施形態において、ターゲット７１は、電子射出部７０からの電子が照射される第１面７１Ａと、第１面７１Ａとは異なる方向を向く第２面７１Ｂ及び第３面７１Ｃを有する。本実施形態においては、第１面７１Ａに電子が照射されることによって、Ｘ線が発生する。
【００９３】
本実施形態において、Ｘ線装置１Ｃは、Ｘ線源２Ｃ、及び測定物Ｓを保持するステージを支持する支持部材８０Ｃを有する。なお、図５においては、ステージの図示が省略されている。本実施形態において、支持部材８０Ｃは、ターゲット７１を支持する。また、本実施形態において、支持部材８０Ｃは、電子射出部７０も支持する。
【００９４】
以上説明したように、本実施形態においては、支持部材８０Ｃ上に、ターゲット７１を含むＸ線源２Ｃの少なくとも一部、及びステージの両方を配置するようにしたので、温度変化が生じても、Ｘ線源２Ｃとステージ（測定物Ｓ）との相対位置の変動を抑制できる。したがって、Ｘ線源２Ｃとステージ（測定物Ｓ）との相対位置の変動に伴うＸ線装置１Ｃの検出精度（検査精度、測定精度）の低下を抑制できる。
【００９５】
＜第４実施形態＞
次に、第４実施形態について説明する。以下の説明において、上述の実施形態と同一又は同等の構成部分については同一の符号を付し、その説明を簡略若しくは省略する。
【００９６】
第４実施形態においては、上述したＸ線装置１（１Ｂ、１Ｃ）を備えた構造物製造システムについて説明する。
【００９７】
図６は、構造物製造システム２００のブロック構成図である。構造物製造システム２００は、上述のＸ線装置１と、成形装置１２０と、制御装置１３０と、リペア装置１４０とを備える。本実施形態においては、構造物製造システム２００は、自動車のドア部分、エンジン部品、ギア部品、及び回路基板を備える電子部品等の成形品を作成する。
【００９８】
設計装置１１０は、構造物の形状に関する設計情報を作成し、作成した設計情報を成形装置１２０に送信する。また、設計装置１１０は、作成した設計情報を制御装置１３０の後述する座標記憶部１３１に記憶させる。ここで、設計情報とは、構造物の各位置の座標を示す情報である。成形装置１２０は、設計装置１１０から入力された設計情報に基づいて上記構造物を作製する。成形装置１２０の成形工程は、鋳造、鍛造、及び切削の少なくとも一つを含む。
【００９９】
Ｘ線装置１は、測定した座標を示す情報を制御装置１３０へ送信する。制御装置１３０は、座標記憶部１３１と、検査部１３２とを備える。座標記憶部１３１には、設計装置１１０により設計情報が記憶される。検査部１３２は、座標記憶部１３１から設計情報を読み出す。検査部１３２は、Ｘ線装置１から受信した座標を示す情報から、作成された構造物を示す情報（形状情報）を作成する。検査部１３２は、形状測定装置１７０から受信した座標を示す情報（形状情報）と座標記憶部１３１から読み出した設計情報とを比較する。検査部１３２は、比較結果に基づいて、構造物が設計情報通りに成形されたか否かを判定する。換言すれば、検査部１３２は、作成された構造物が良品であるか否かを判定する。検査部１３２は、構造物が設計情報通りに成形されていない場合、修復可能であるか否か判定する。修復できる場合、検査部１３２は、比較結果に基づいて、不良部位と修復量を算出し、リペア装置１４０に不良部位を示す情報と修復量を示す情報とを送信する。
【０１００】
リペア装置１４０は、制御装置１３０から受信した不良部位を示す情報と修復量を示す情報とに基づいて、構造物の不良部位を加工する。
【０１０１】
図７は、構造物製造システム２００による処理の流れを示したフローチャートである。まず、設計装置１１０が、構造物の形状に関する設計情報を作製する（ステップＳ１０１）。次に、成形装置１２０は、設計情報に基づいて上記構造物を作製する（ステップＳ１０２）。次に、Ｘ線装置１は構造物の形状に関する座標を測定する（ステップＳ１０３））。次に制御装置１３０の検査部１３２は、Ｘ線装置１から作成された構造物の形状情報と、上記設計情報とを比較することにより、構造物が設計情報通りに作成された否かを検査する（ステップＳ１０４）。
【０１０２】
次に、制御装置１３０の検査部１３２は、作成された構造物が良品であるか否かを判定する（ステップＳ１０５）。作成された構造物が良品である場合（ステップＳ１０６ ＹＥＳ）、構造物製造システム２００はその処理を終了する。一方、作成された構造物が良品でない場合（ステップＳ１０６ ＮＯ）、制御装置１３０の検査部１３２は、作成された構造物が修復できるか否か判定する（ステップＳ１０７）。
【０１０３】
作成された構造物が修復できる場合（ステップＳ１０７ ＹＥＳ）、リペア装置１４０は、構造物の再加工を実施し（ステップＳ１０８）、ステップＳ１０３の処理に戻る。一方、作成された構造物が修復できない場合（ステップＳ１０７ ＹＥＳ）、構造物製造システム２００はその処理を終了する。以上で、本フローチャートの処理を終了する。
【０１０４】
以上により、上記の実施形態におけるＸ線装置１が構造物の座標を正確に測定することができるので、構造物製造システム２００は、作成された構造物が良品であるか否か判定することができる。また、構造物製造システム２００は、構造物が良品でない場合、構造物の再加工を実施し、修復することができる。
【０１０５】
なお、上述の各実施形態においては、Ｘ線装置がＸ線源を有することとしたが、Ｘ線源がＸ線装置に対する外部装置でもよい。換言すれば、Ｘ線源がＸ線装置の少なくとも一部を構成しなくてもよい。
【０１０６】
なお、上述の各実施形態において、測定物Ｓは産業用部品に限られず、例えば人体でもよい。また、上述の各実施形態において、Ｘ線装置が医療用に用いられてもよい。
【０１０７】
上述の各実施形態においては、Ｘ線源２と検出器４を所定の位置に固定し、ステージを回転させ、測定物Ｓの像を取得しているが、走査方法はこれに限られない。Ｘ線源及び検出器の一方が所定の位置に固定され、他方が移動可能でもよい。また、Ｘ線源及び検出器の両方が移動可能でもよい。
【０１０８】
なお、上述の各実施形態の要件は、適宜組み合わせることができる。また、一部の構成要素を用いない場合もある。また、法令で許容される限りにおいて、上述の各実施形態及び変形例で引用した検出装置などに関する全ての公開公報及び米国特許の開示を援用して本文の記載の一部とする。
【符号の説明】
【０１０９】
１…Ｘ線装置、２…Ｘ線源、３…ステージ、４…検出器、６…チャンバ部材、７…供給口、４０…ターゲット、４２…ハウジング、８０…支持部材、８１…ガイド部材、３００…ステージ装置、３００Ａ…第１ステージ、３００Ｂ…第２ステージ、ＲＰ…外部空間、Ｓ…測定物、ＳＰ…内部空間。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
物体にＸ線を照射して前記物体を通過した透過Ｘ線を検出するＸ線装置であって、
第１空間を形成するチャンバ部材と、
前記第１空間に配置され、前記物体にＸ線を照射するＸ線源と、
前記第１空間に配置され、前記物体を保持するステージと、
前記Ｘ線源から射出され、前記物体を通過し
た前記透過Ｘ線の少なくとも一部を検出する検出器と、
前記第１空間に配置され、前記Ｘ線源及び前記ステージを支持する支持部材と、を備えるＸ線装置。
【請求項２】
前記支持部材は、前記チャンバ部材よりも熱膨張係数が小さい請求項１に記載のＸ線装置。
【請求項３】
前記Ｘ線源からの前記Ｘ線の少なくとも一部は、前記第１空間において第１方向に進行し、
前記Ｘ線源と前記ステージとは、前記第１方向に配置される請求項１又は２に記載のＸ線装置。
【請求項４】
前記ステージは、前記第１方向に配置される第１ステージと第２ステージとを含む請求項１〜３のいずれか一項に記載のＸ線装置。
【請求項５】
前記Ｘ線源及び前記第１ステージが前記支持部材に支持され、
前記第２ステージは、前記支持部材と前記検出器との間に配置され、さらに、前記第１ステージは、前記第２ステージよりも前記Ｘ線源側に配置される請求項４に記載のＸ線装置。
【請求項６】
前記第１ステージの位置を計測する第１計測装置と、
前記第２ステージの位置を計測する第２計測装置と、を備え、
前記第１計測装置の分解能は、前記第２計測装置の分解能よりも高い請求項４又は５に記載のＸ線装置。
【請求項７】
前記第１空間は、前記第１方向に沿って、前記第１部分と第２部分とを含み、前記第１ステージは前記第１部分に配置され、前記第２ステージは前記第２部分に配置される請求項４〜６のいずれか一項に記載のＸ線装置。
【請求項８】
前記ステージは、前記支持部材上において駆動させる駆動部材を有する請求項１〜７のいずれか一項に記載のＸ線装置。
【請求項９】
前記支持部材に配置され、前記ステージをガイドするガイド部材を有する請求項７に記載のＸ線装置。
【請求項１０】
前記第１空間に配置され、前記Ｘ線源の少なくとも一部に温度調整された気体を供給する第１供給口を備える請求項１〜９のいずれか一項に記載のＸ線装置。
【請求項１１】
前記Ｘ線源は、電子の衝突又は電子の透過によりＸ線を発生するターゲットを備え、
前記支持部材は、前記ターゲットを支持する請求項１〜１０のいずれか一項に記載のＸ線装置。
【請求項１２】
前記Ｘ線源は、電子の衝突又は電子の透過によりＸ線を発生するターゲットと、
前記電子を前記ターゲットに導く導電子部材の少なくとも一部を収容するハウジングと、を備え、
前記支持部材は、前記ハウジングを支持する請求項１〜１０のいずれか一項に記載のＸ線装置。
【請求項１３】
第１空間を形成するチャンバ部材内に配置されるＸ線源、及び前記Ｘ線源からのＸ線が照射される測定物を保持するステージは、前記第１空間に配置される支持部材で支持され、前記Ｘ線源からのＸ線を測定物に照射することと、
前記測定物を通過した透過Ｘ線を検出器で検出することと、を含むＸ線照射方法。
【請求項１４】
構造物の形状に関する設計情報を作製する設計工程と、
前記設計情報に基づいて前記構造物を作成する成形工程と、
作製された前記構造物の形状を請求項１３に記載のＸ線照射方法を用いて計測する工程と、
前記測定工程で得られた形状情報と、前記設計情報とを比較する検査工程と、を含む構造物の製造方法。
【請求項１５】
前記検査工程の比較結果に基づいて実行され、前記構造物の再加工を実施するリペア工程を有する請求項１４に記載の構造物の製造方法。
【請求項１６】
前記リペア工程は、前記成形工程を再実行する工程である請求項１５に記載の構造物の製造方法。
【請求項１】
物体にＸ線を照射して前記物体を通過した透過Ｘ線を検出するＸ線装置であって、
第１空間を形成するチャンバ部材と、
前記第１空間に配置され、前記物体にＸ線を照射するＸ線源と、
前記第１空間に配置され、前記物体を保持するステージと、
前記Ｘ線源から射出され、前記物体を通過し
た前記透過Ｘ線の少なくとも一部を検出する検出器と、
前記第１空間に配置され、前記Ｘ線源及び前記ステージを支持する支持部材と、を備えるＸ線装置。
【請求項２】
前記支持部材は、前記チャンバ部材よりも熱膨張係数が小さい請求項１に記載のＸ線装置。
【請求項３】
前記Ｘ線源からの前記Ｘ線の少なくとも一部は、前記第１空間において第１方向に進行し、
前記Ｘ線源と前記ステージとは、前記第１方向に配置される請求項１又は２に記載のＸ線装置。
【請求項４】
前記ステージは、前記第１方向に配置される第１ステージと第２ステージとを含む請求項１〜３のいずれか一項に記載のＸ線装置。
【請求項５】
前記Ｘ線源及び前記第１ステージが前記支持部材に支持され、
前記第２ステージは、前記支持部材と前記検出器との間に配置され、さらに、前記第１ステージは、前記第２ステージよりも前記Ｘ線源側に配置される請求項４に記載のＸ線装置。
【請求項６】
前記第１ステージの位置を計測する第１計測装置と、
前記第２ステージの位置を計測する第２計測装置と、を備え、
前記第１計測装置の分解能は、前記第２計測装置の分解能よりも高い請求項４又は５に記載のＸ線装置。
【請求項７】
前記第１空間は、前記第１方向に沿って、前記第１部分と第２部分とを含み、前記第１ステージは前記第１部分に配置され、前記第２ステージは前記第２部分に配置される請求項４〜６のいずれか一項に記載のＸ線装置。
【請求項８】
前記ステージは、前記支持部材上において駆動させる駆動部材を有する請求項１〜７のいずれか一項に記載のＸ線装置。
【請求項９】
前記支持部材に配置され、前記ステージをガイドするガイド部材を有する請求項７に記載のＸ線装置。
【請求項１０】
前記第１空間に配置され、前記Ｘ線源の少なくとも一部に温度調整された気体を供給する第１供給口を備える請求項１〜９のいずれか一項に記載のＸ線装置。
【請求項１１】
前記Ｘ線源は、電子の衝突又は電子の透過によりＸ線を発生するターゲットを備え、
前記支持部材は、前記ターゲットを支持する請求項１〜１０のいずれか一項に記載のＸ線装置。
【請求項１２】
前記Ｘ線源は、電子の衝突又は電子の透過によりＸ線を発生するターゲットと、
前記電子を前記ターゲットに導く導電子部材の少なくとも一部を収容するハウジングと、を備え、
前記支持部材は、前記ハウジングを支持する請求項１〜１０のいずれか一項に記載のＸ線装置。
【請求項１３】
第１空間を形成するチャンバ部材内に配置されるＸ線源、及び前記Ｘ線源からのＸ線が照射される測定物を保持するステージは、前記第１空間に配置される支持部材で支持され、前記Ｘ線源からのＸ線を測定物に照射することと、
前記測定物を通過した透過Ｘ線を検出器で検出することと、を含むＸ線照射方法。
【請求項１４】
構造物の形状に関する設計情報を作製する設計工程と、
前記設計情報に基づいて前記構造物を作成する成形工程と、
作製された前記構造物の形状を請求項１３に記載のＸ線照射方法を用いて計測する工程と、
前記測定工程で得られた形状情報と、前記設計情報とを比較する検査工程と、を含む構造物の製造方法。
【請求項１５】
前記検査工程の比較結果に基づいて実行され、前記構造物の再加工を実施するリペア工程を有する請求項１４に記載の構造物の製造方法。
【請求項１６】
前記リペア工程は、前記成形工程を再実行する工程である請求項１５に記載の構造物の製造方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【公開番号】特開２０１３−１１３７９８（Ｐ２０１３−１１３７９８Ａ）
【公開日】平成２５年６月１０日（２０１３．６．１０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２６２５６１（Ｐ２０１１−２６２５６１）
【出願日】平成２３年１１月３０日（２０１１．１１．３０）
【出願人】（０００００４１１２）株式会社ニコン (12,601)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年６月１０日（２０１３．６．１０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年１１月３０日（２０１１．１１．３０）
【出願人】（０００００４１１２）株式会社ニコン (12,601)
【Ｆターム（参考）】
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