JP7574882B2 - Ｘ線発生装置 - Google Patents

Description

本発明は、Ｘ線発生装置に関する。

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。

米国特許出願公開第２００９／０２６８８６９号明細書

本発明の第一の態様によれば、Ｘ線発生装置は、電子を放出する電子放出部と、電子放出部からの電子が照射されてＸ線を放出するＸ線放出部と、Ｘ線放出部からのＸ線が出射される出射部を有する筐体と、Ｘ線放出部からのＸ線が出射部に至る出射経路に配置される部材と、を備え、部材は、Ｘ線放出部より原子番号が小さい元素を少なくとも一部に含む。
本発明の第二の態様によれば、Ｘ線装置は、第一の態様に記載のＸ線発生装置と、出射部から出射されるＸ線が照射される測定物を保持するステージと、測定物に照射されて透過したＸ線を検出する検出器とを有する。
本発明の第三の態様によれば、構造物の製造方法は、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二の態様に記載のＸ線装置を用いて計測する工程と、計測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、を有する。
本発明の第四の態様によれば、構造物製造システムは、構造物の形状に関する設計情報を作製する設計装置と、設計情報に基づいて構造物を作製する成形装置と、作製された構造物の形状を測定する第二の態様に記載のＸ線装置と、Ｘ線装置によって得られた構造物の形状に関する形状情報と設計情報とを比較する検査装置と、を含む。

本実施形態に係る検査装置の一例を示す概略構成図である。 本実施形態に係る検査装置の一例を示す概略構成図である。 本実施形態に係る遮蔽体の模式図である。 Ｘ線が遮蔽体を通った場合の像の一例を示す図である。 本実施形態に係るＸ線発生装置の模式的な断面図である。 本実施形態に係る収納部の模式的な拡大断面図である。 Ｘ線の発生を説明する模式図である。 Ｘ線の発生を説明する模式図である。 検出器に到達するＸ線の強度の、シミュレーションによる計算結果を説明する図である。 検出器に到達するＸ線の強度の、シミュレーションによる計算結果を説明するグラフである。 Ｘ線発生装置の他の例を示す模式的な断面図である。 検査装置を有するシステムの構成を示す模式図である。 製造システムのブロック構成図である。 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。

以下、本開示の実施形態について、図面を参照しつつ詳細に説明する。また、下記実施形態における構成要素には、当業者が容易に想定できるもの、実質的に同一のもの、いわゆる均等の範囲のものが含まれる。さらに、下記実施形態で開示した構成要素は適宜組み合わせることが可能である。

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。

図１及び図２は、本実施形態に係る検査装置の一例を示す概略構成図である。本実施形態に係るＸ線装置としての検査装置１００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２０～１０００ｅＫＶの硬Ｘ線の少なくとも一つを含む。Ｘ線を用いた検査装置は、例えば、特開昭６０－２１００８７号公報、特開平７－３０８３１３号公報、特開２０１３－１１３７９８号公報、特開２０１３－１７４４９５号公報、特開２０１７－２２０５４号公報、特開２０１８－５３６９７８号公報などに開示されている。

本実施形態において、検査装置１００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。

図１において、検査装置１００は、測定物ＳにＸ線を照射して透過Ｘ線を検出する測定装置１と、測定装置１を含む検査装置１００の全体の動作を制御する制御装置７とを備え
ている。測定装置１は、Ｘ線ＸＬを射出するＸ線発生装置２と、Ｘ線の少なくとも一部を遮蔽する遮蔽装置３と、測定物Ｓを保持して移動可能なステージ装置４と、Ｘ線源２から射出され、ステージ装置４に保持された測定物Ｓを透過した透過Ｘ線を検出する検出器５とを備えている。

本実施形態において、Ｘ線発生装置２から遮蔽装置３を経て検出器５に向かって射出されるＸ線ＸＬの光軸がＺ軸に沿った方向となるように、Ｘ線発生装置２、遮蔽装置３、及び検出器５が設置される。検出器５の検出面は、Ｘ線ＸＬの光軸に直交する面（ＸＺ平面）に平行に設置される。本実施形態においては、Ｘ線発生装置２と遮蔽装置３とは、台座Ｂ上に配置されている。

また、本実施形態において、検査装置１００は、Ｘ線発生装置２から射出されるＸ線ＸＬ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線発生装置２、遮蔽装置３、ステージ装置４、検出器５、及び台座Ｂは、内部空間ＳＰに配置される。

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、複数の支持部材６Ｓに支持される。チャンバ部材６は、支持部材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、支持部材６Ｓにより、チャンバ部材６の下面と、支持面ＦＲとが離されている。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ている。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。

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ＸＬ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。

本実施形態において、検査装置１００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。

Ｘ線発生装置２は、測定物ＳにＸ線ＸＬを照射する。Ｘ線発生装置２は、Ｘ線ＸＬを射出する出射部５０Ｂを有する。Ｘ線発生装置２は、点Ｘ線源を形成する。本実施形態において、Ｘ線発生装置２は、点Ｘ線源（Ｘ線の発生点）を含む。Ｘ線発生装置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線発生装置２は、射出するＸ線ＸＬの強度を調整可能でもよい。Ｘ線発生装置２から射出されるＸ線ＸＬ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。また、Ｘ線発生装置２から射出されるＸ線の拡がる形状は円錐状に限られず、例えば、扇状のＸ線（所謂、ファンビーム）でもよい。また、例えば線状のＸ線（所謂、ペンシルビーム）でもよい。

Ｘ線発生装置２の出射部５０Ｂ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ＸＬ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。Ｘ線発生装置２の構成については後述する。

遮蔽装置３は、Ｘ線発生装置２の＋Ｚ方向側に配置されている。遮蔽装置３は、遮蔽体３Ａと、移動部３Ｍとを備える。図３は、本実施形態に係る遮蔽体の模式図である。遮蔽体３Ａは、Ｘ線発生装置２から出射されたＸ線ＸＬが照射される。遮蔽体３Ａは、Ｘ線発生装置２から出射されたＸ線ＸＬの一部を透過し、他の一部を遮蔽（吸収）する。図３に示すように、遮蔽体３Ａは、透過部材３Ｂと、遮蔽部３Ｃとを備える。透過部材３Ｂは、例えばアクリルなどの、Ｘ線ＸＬが透過可能な部材であり、本実施形態では板状部材である。遮蔽部３Ｃは、Ｘ線を遮蔽可能な部材であり、例えば炭化タングステンなどである。遮蔽部３Ｃは、透過部材３Ｂ内に複数設けられる。遮蔽部３Ｃは、Ｘ軸方向及びＹ軸方向において、透過部材３Ｂに所定の間隔、ここでは等間隔で配置される。遮蔽部３Ｃは、本実施形態では軸状の部材であり、＋Ｚ方向に向かうに従って放射方向外側を向くように、透過部材３Ｂに配置されている。ここでの放射方向外側とは、Ｘ線ＸＬの光軸Ａ_ＸＬを中心とした場合において、光軸ＡＸＬから離れる方向を指す。なお、遮蔽部３Ｃは、軸状の部材に限られず、例えば球状であってもよい。この場合、例えば、透過部材３Ｂに、＋Ｚ方向に向かうに従って放射方向外側を向くように形成される複数の開口が設けられ、それぞれの開口内に、球状の遮蔽部３Ｃが配置される。

遮蔽体３Ａは、遮蔽部３Ｃがグリッド状に設けられた部材であるといえる。遮蔽体３Ａは、遮蔽部３Ｃが設けられた領域でＸ線ＸＬを遮蔽（吸収）し、遮蔽部３Ｃが設けられない領域で、Ｘ線ＸＬを透過する。

移動部３Ｍは、遮蔽体３Ａを移動する機構である。移動部３Ｍは、遮蔽体３Ａを移動させることで、方向Ｚにおいて遮蔽体３ＡがＸ線発生装置２の出射部５０Ｂと重なる位置にある重畳状態と、方向Ｚにおいて遮蔽体３ＡがＸ線発生装置２の出射部５０Ｂと重ならない位置にある非重畳状態とを、切り替える。本実施形態では、図２に示すように、移動部３Ｍは、遮蔽体３Ａを方向Ｘに沿って移動させることで、重畳状態と非重畳状態とを切り替える。例えば、移動部３Ｍは、遮蔽体３Ａを移動させる駆動部が制御装置７によって駆動されることで、遮蔽体３Ａを移動させる。

遮蔽装置３は、Ｘ線ＸＬの散乱光の強度を算出するために用いられる。図４は、Ｘ線が遮蔽体を通った場合の像の一例を示す図である。図４の（Ａ）に示す画像Ｐ１は、重畳状態において、測定物Ｓを透過した透過Ｘ線の像の一例を示している。すなわち、画像Ｐ１は、移動部３Ｍによって遮蔽体３Ａを重畳状態にして、Ｘ線発生装置２によりＸ線ＸＬを測定物Ｓに照射させた場合の、測定物Ｓを透過した透過Ｘ線の像である。重畳状態においては、遮蔽体３ＡがＸ線発生装置２の出射部５０Ｂと重なる位置にあるため、遮蔽体３Ａを通ったＸ線ＸＬが、測定物Ｓに照射される。遮蔽体３Ａは、遮蔽部３Ｃが設けられた領域ではＸ線を透過しないため、重畳状態における画像Ｐ１は、測定物Ｓの像Ｐ_Ｓに加え、遮蔽部３Ｃの像Ｐ_Ｃも含む。一方、図４の（Ｂ）に示す画像Ｐ２は、非重畳状態において、測定物Ｓを透過した透過Ｘ線の像の一例を示している。すなわち、画像Ｐ２は、移動部３Ｍによって遮蔽体３Ａを非重畳状態にして、Ｘ線発生装置２によりＸ線ＸＬを測定物Ｓに照射させた場合の、測定物Ｓを透過した透過Ｘ線の像である。非重畳状態においては、遮蔽体３ＡがＸ線発生装置２の出射部５０Ｂと重ならない位置にあるため、Ｘ線発生装置２からのＸ線ＸＬが、遮蔽体３Ａを通らずに測定物Ｓに照射される。従って、非重畳状態における画像Ｐ２は、遮蔽部３Ｃの像Ｐ_Ｃを含まず、測定物Ｓの像Ｐ_Ｓを含む。

ここで、遮蔽部３Ｃは、Ｘ線ＸＬを透過しないため、画像Ｐ１における遮蔽部３Ｃの像Ｐ_Ｃにおける輝度はゼロとなるはずである。しかし、実際には散乱光が含まれるため、遮蔽部３Ｃの像Ｐ_Ｃにおける輝度はゼロとならない。従って、画像Ｐ１における遮蔽部３Ｃの像Ｐ_Ｃにおける輝度から、散乱光の強度（輝度）が算出できる。画像Ｐ１に基づき算出した散乱光の強度（輝度）を、画像Ｐ２から差し引くことで、散乱光を除去した測定物Ｓの像を生成することができる。

図１に示すように、ステージ装置４は、測定物Ｓを保持して移動可能なステージ９と、ステージ９を移動する駆動システム１０とを備えている。

本実施形態において、ステージ９は、基準物体４８及び測定物Ｓを保持する保持部１１を有するテーブル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。

テーブル１２は、保持部１１に測定物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。

本実施形態において、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Ｙ軸回りに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。

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Ｙ軸回りに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。

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。

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軸方向に延びるレール状のガイド部材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を回転させることによって、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。

本実施形態において、検査装置１００は、ベース部材２６を有する。ベース部材２６は、チャンバ部材６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６の内壁（内面）に支持される。ベース部材２６の位置は、所定の位置で固定される。

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軸方向に延びるレール状のガイド部材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。

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。

本実施形態において、テーブル１２上には基準物体４８が設置されており、測定物Ｓは基準物体４８上に設置されている。テーブル１２上に保持された基準物体４８及び測定物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。

本実施形態において、ステージ９は、内部空間ＳＰにおいて移動可能である。ステージ９は、射出部８の＋Ｚ側に配置される。ステージ９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９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９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９は、射出部８から射出されたＸ線ＸＬ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９は、射出部８から射出されたＸ線ＸＬの照射範囲内に、配置可能である。

本実施形態において、検査装置１００は、ステージ９の位置を計測する計測システム２８を備えている。本実施形態において、計測システム２８は、エンコーダシステムを含む。

計測システム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。

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。

ロータリーエンコーダ２９は、例えば第１可動部材１３に配置されたスケール部材２９Ａと、テーブル１２に配置され、スケール部材２９Ａの目盛を検出するエンコーダヘッド２９Ｂとを含む。スケール部材２９Ａは、第１可動部材１３に固定されている。エンコーダヘッド２９Ｂは、テーブル１２に固定されている。エンコーダヘッド２９Ｂは、スケール部材２９Ａ（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。

リニアエンコーダ３０は、例えば第２可動部材１４に配置されたスケール部材３０Ａと、第１可動部材１３に配置され、スケール部材３０Ａの目盛を検出するエンコーダヘッド３０Ｂとを含む。スケール部材３０Ａは、第２可動部材１４に固定されている。エンコーダヘッド３０Ｂは、第１可動部材１３に固定されている。エンコーダヘッド３０Ｂは、スケール部材３０Ａ（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。

リニアエンコーダ３１は、第３可動部材１５に配置されたスケール部材３１Ａと、第２可動部材１４に配置され、スケール部材３１Ａの目盛を検出するエンコーダヘッド３１Ｂとを含む。スケール部材３１Ａは、第３可動部材１５に固定されている。エンコーダヘッド３１Ｂは、第２可動部材１４に固定されている。エンコーダヘッド３１Ｂ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。

リニアエンコーダ３２は、ベース部材２６に配置されたスケール部材３２Ａと、第３可動部材１５に配置され、スケール部材３２Ａの目盛を検出するエンコーダヘッド３２Ｂとを含む。スケール部材３２Ａは、ベース部材２６に固定されている。エンコーダヘッド３２Ｂは、第３可動部材１５に固定されている。エンコーダヘッド３２Ｂは、スケール部材３２Ａ（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。

検出器５は、内部空間ＳＰにおいて、Ｘ線発生装置２及びステージ９よりも＋Ｚ側に配置される。検出器５の位置は、所定の位置で固定される。なお、検出器５が移動可能でもよい。ステージ９は、内部空間ＳＰのうち、Ｘ線発生装置２と検出器５との間の空間を移動可能である。

検出器５は、測定物Ｓを透過した透過Ｘ線を含むＸ線発生装置２からのＸ線ＸＬ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５の入射面３３は、ステージ９に保持された測定物Ｓと対向可能である。

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。

検出器５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５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５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。

移動機構４６は、検出器５を移動可能に支持する。移動機構４６は、検出器５を少なくともＺ軸方向（Ｘ線発生装置２及びステージ９に対して進退する方向）に移動させる駆動装置を備えている。移動機構４６は、ステージ９と同様に、検出器５をＸ軸方向、Ｙ軸方向、Ｚ軸方向、及びθＹ方向に移動させる機構としてもよい。

次に、Ｘ線発生装置の構造について説明する。図５は、本実施形態に係るＸ線発生装置の模式的な断面図である。図５に示すように、本実施形態に係るＸ線発生装置２は、筐体５０と、電子放出部５２と、収納部５４と、Ｘ線放出部５６と、減圧部５８と、電源６０、６２と、配線収納部６４と、配線Ｌ１、Ｌ２とを備える。筐体５０は、収納部５４とＸ線放出部５６とを内部に収納する筐体である。筐体５０は、＋Ｚ方向側の表面５０Ａに、出射部５０Ｂが設けられる。出射部５０Ｂは、表面５０Ａにおける開口ではなく、表面５０Ａにおいて閉塞された部分であるが、周囲よりも厚みが小さくなっている。ただし、出射部５０Ｂの形状は任意であり、周囲より厚みが小さくなっていることに限られない。筐体５０は、例えばアルミニウムなどの軽元素部材で構成されているため、出射部５０Ｂも、例えばアルミニウムなどの軽元素部材で構成されている。軽元素部材とは、後述のＸ線放出部５６（例えばタングステン）よりも原子番号が小さい元素を含む部材であり、より好ましくはアルミニウムである。

筐体５０は、減圧部５８に接続されている。減圧部５８は、筐体５０内の空間ＳＰ内の気体を排出して、空間ＳＰ内を真空にする装置である。減圧部５８は、例えば排気ポンプである。筐体５０は、減圧部５８に内部の気体を排出されることで、空間ＳＰ内を真空に保持する。ただし、空間ＳＰ内は、真空であることに限られず、大気よりも、酸素などの気体の分圧が低ければよい。すなわち、筐体５０は、内部の空間ＳＰを、減圧または真空に保持する。

電子放出部５２は、電子線Ｅ（電子）を放出する機構である。電子放出部５２は、電子源筐体５２Ａと、電子源５２Ｂと、中間電極５２Ｃとを備える。電子源筐体５２Ａは、内部に電子源５２Ｂを収納する筐体である。電子源筐体５２Ａは、筐体５０に接続されており、内部の空間ＳＰ１が筐体５０の空間ＳＰと連通している。従って、電子源筐体５２Ａの内部の空間ＳＰ１も、減圧部５８によって、減圧または真空に保持されている。本実施形態では、電子放出部５２（電子源筐体５２Ａ）は、筐体５０の＋Ｙ方向側の面５０Ｃに接続されている。すなわち、電子放出部５２は、筐体５０の出射部５０Ｂが設けられる表面５０Ａとは異なる表面５０Ｃに接続されている。ただし、電子放出部５２は、表面５０Ｃに限られず、任意の位置に設けられてもよい。

電子源５２Ｂは、電子線Ｅを放出する機構であり、本実施形態ではフィラメントである。電子源５２Ｂは、例えばタングステンを含む材料により構成され、Ｘ線放出部５６に向けて鋭く尖った先端を有するように構成されている。中間電極５２Ｃは、電子源５２Ｂよりも、Ｘ線放出部５６が設けられる側、ここでは－Ｙ方向側に配置されている。中間電極５２Ｃは、電子源５２Ｂ側の表面からＸ線放出部５６側の表面までを貫通する開口５２Ｄが設けられる。

収納部５４は、内部にＸ線放出部５６を収納する部材である。収納部５４は、空間５４Ｃと入射経路７０と出射経路７２とが形成される。また、収納部５４には、挿入部材７６と、軽元素を少なくとも一部に含む部材８０とが取付けられる。部材８０は、軽元素を含む軽元素部材８０である。

図６は、本実施形態に係る収納部の模式的な拡大断面図である。収納部５４は、Ｘ線ＸＬを吸収可能な部材で構成されている。本実施形態では、収納部５４は、タングステンを含む材料で構成されており、さらに言えば、タングステンで構成される。収納部５４は、内部に空間５４Ｃが形成されており、空間５４Ｃ内にＸ線放出部５６を収納する。入射経路７０は、収納部５４に形成される開口であり、一方の端部７０Ａから他方の端部７０Ｂまでにわたって設けられている。入射経路７０の端部７０Ａは、収納部５４の表面５４Ａに形成されており、入射経路７０の端部７０Ｂは、空間５４Ｃに連通している。すなわち、入射経路７０は、表面５４Ａから空間５４Ｃまでにわたって設けられている。なお、表面５４Ａは、収納部５４の、電子放出部５２側の表面であり、本実施形態では＋Ｙ方向側の表面である。従って、入射経路７０は、電子放出部５２とＸ線放出部５６との間に形成される経路であるといえ、さらに言えば、筐体５０内（収納部５４内）に配置されて、電子放出部５２からの電子線ＥがＸ線放出部５６に至る経路であるといえる。

入射経路７０は、本実施形態では、円柱状に形成された開口であり、端部７０Ａから端部７０Ｂまでにわたって内径が一定である。また、入射経路７０の中心軸を軸ＡＸ１とすると、軸ＡＸ１は、Ｚ軸方向に対して交差している。本実施形態では、軸ＡＸ１は、－Ｙ方向側に向かうに従って、＋Ｚ方向側（Ｘ線放出部５６から出射部５０Ｂに向かう方向側）に傾斜している。ただし、入射経路７０は円柱状に限られず、軸ＡＸ１の方向も上記で説明したものに限られない。

出射経路７２は、収納部５４に形成される開口であり、一方の端部７２Ａから他方の端部７２Ｂまでにわたって設けられている。出射経路７２の端部７２Ａは、収納部５４の表面５４Ｂに形成されており、出射経路７２の端部７２Ｂは、空間５４Ｃに連通している。すなわち、出射経路７２は、表面５４Ｂから空間５４Ｃまでにわたって設けられている。出射経路７２は、端部７２Ｂにおいて入射経路７０の端部７０Ａと接続されているため、出射経路７２と入射経路７０とは、連通している。なお、表面５４Ｂは、収納部５４の、出射部５０Ｂ側の表面であり、本実施形態では＋Ｚ方向側の表面である。従って、出射経路７２は、Ｘ線放出部５６と出射部５０Ｂとの間に形成される経路であるといえ、さらに言えば、筐体５０内（収納部５４内）に配置されて、Ｘ線放出部５６からのＸ線ＸＬが出射部５０Ｂに至る経路であるといえる。

出射経路７２は、本実施形態では、円錐台形状に形成された開口となっており、端部７２Ｂに向かうに従って、すなわち出射部５０Ｂに向かうに従って、内径が大きくなる。また、出射経路７２は、端部７２Ａ側の内径が、入射経路７０の内径より小さいことが好ましい。さらに言えば、＋Ｚ方向側から見た場合の出射経路７２のＸ線放出部５６と重畳していない領域の面積は、小さい方が好ましく、その領域の面積が、入射経路７０の内径より小さいことが好ましい。また、出射経路７２の中心軸を軸ＡＸ２とすると、軸ＡＸ２は、入射経路７０の軸ＡＸ１と交差している。すなわち、出射経路７２と入射経路７０とは、交差している。本実施形態では、出射経路７２の軸ＡＸ２は、Ｚ軸方向に沿っている。ただし、出射経路７２は円錐台形状に限られず、軸ＡＸ２の方向も上記で説明したものに限られない。

Ｘ線放出部５６は、収納部５４の空間５４Ｃ内に設けられる。Ｘ線放出部５６は、いわゆるターゲットであり、電子が衝突することでＸ線を発生する部材である。Ｘ線放出部５６は、本実施形態ではタングステンを含む材料で構成されており、さらに言えば、タングステンで構成される。Ｘ線放出部５６は、電子放出部５２からの電子線Ｅが照射されることでＸ線ＸＬを放出する。本実施形態では、Ｘ線放出部５６は、表面が曲面形状となっており、入射経路７０から電子線Ｅが照射されることで、出射経路７２に向けて、すなわち＋Ｚ方向に向けて、Ｘ線ＸＬを放出する。ただし、Ｘ線放出部５６の形状は曲面に限られず任意である。

挿入部材７６は、入射経路７０に挿入される部材である。挿入部材７６は、Ｘ線ＸＬを吸収可能な部材で構成されている。本実施形態では、挿入部材７６は、タングステンを含む材料で構成されており、さらに言えば、タングステンと銅との合金で構成される。挿入部材７６は、一方の端部７６Ａから他方の端部７６Ｂまで延在する管状の部材であり、端部７６Ａから端部７６Ｂまでにわたって開口している。端部７６Ａは、フランジが設けられている。挿入部材７６は、端部７６Ｂ側から入射経路７０に挿入されることで、端部７６Ｂが入射経路７０の端部７０Ｂ側に位置し、端部７６Ａが入射経路７０の端部７０Ａ側に位置している。ただし、挿入部材７６の端部７６Ｂは、入射経路７０の端部７０Ｂよりも端部７０Ａ側に位置しており、空間５４Ｃ（Ｘ線放出部５６）までには至っていない。挿入部材７６の端部７６Ｂと空間５４Ｃ（Ｘ線放出部５６）との間には、後述する軽元素部材８２が設けられる。

軽元素部材８０は、Ｘ線放出部５６からのＸ線ＸＬが出射部５０Ｂに至る経路中に配置される部材である。軽元素部材８０は、Ｘ線放出部５６（ここではタングステン）より原子番号が小さい元素を含む部材である。軽元素部材８０は、本実施形態では、例えばアルミニウムである。

なお、軽元素部材８０は、アルミニウムに限られず、銅でも構わない。
また、例えば、軽元素部材８０は、アルミニウム（Ａｌ）、チタン（Ｔｉ）などの軽金属系の材料、炭化ケイ素（ＳｉＣ；Silicon Carbide）などのセラミックス系の材料、パイログラファイト等のカーボン系の材料でも構わない。なお、パイログラファイトは、炭化水素ガスを黒鉛や炭素繊維の基材に沈積させることにより製造する炭素材料である。熱分解黒鉛やパイロカーバイトとも呼ばれる。
また、例えば、軽元素部材８０は、アルミニウム合金やチタン合金であってもよい。また、進路中の部材の少なくとも一部は、上記材料（アルミニウム、アルミニウム合金、チタン、チタン合金、炭化ケイ素、パイログラファイトなど）で構成される場合に限られず、上記材料又は上記材料を少なくも一部に含む材料で被覆されてもよい。
また、後述する二次Ｘ線の発生を抑制による測定不良を抑制できれば、軽元素部材８０にＸ線放出部材が含まれていても構わない。例えば、Ｘ線放出部材がタングステンである場合に、軽元素部材８０にタングステンが含まれていても構わない。例えば、タングステンと、タングステンに対する軽元素のアルミ二ウムとを含む合金を用いる場合に、タングステンが重量比で１０％含まれていてもかまない。重量比はこれに限られず、５％でも２０％でも構わない。測定不良を抑制すべき程度に応じてタングステンや他の物質が含まれていても、構わない。

軽元素部材８０は、第１軽元素部材８２と、第２軽元素部材８４と、第３軽元素部材８６とを含む。第１軽元素部材８２は、入射経路７０と出射経路７２との間に設けられる。入射経路７０の端部７０Ｂと出射経路７２の端部７２Ｂとは接続されているため、第１軽元素部材８２は、入射経路７０の端部７０Ｂと出射経路７２の端部７２Ｂとの接続箇所に設けられているといえる。また、入射経路７０と出射経路７２とは、連通しており互いに交差しているため、第１軽元素部材８２は、入射経路７０と出射経路７２とが交差する部分７８に配置されるともいえる。

より具体的には、第１軽元素部材８２は、管部８２Ａと壁部８２Ｂとを有する。管部８２Ａは、入射経路７０内に設けられて、一方の端部８２Ａａから他方の端部８２Ａｂまで開口する管状の部材である。管部８２Ａは、入射経路７０の端部７０Ｂの箇所に設けられ、入射経路７０の端部７０Ｂの箇所の内周面を覆っている。管部８２Ａは、挿入部材７６と空間５４Ｃ（Ｘ線放出部５６）との間に設けられており、挿入部材７６と空間５４Ｃ（Ｘ線放出部５６）との間の、入射経路７０の内周面を覆っている。本実施形態では、管部８２Ａの端部８２Ａａは、挿入部材７６の端部７６Ｂと接触する。管部８２Ａの端部８２Ａｂは、Ｘ線放出部５６側（－Ｚ方向側）において、Ｘ線放出部５６の表面の近傍に位置しているが、Ｘ線放出部５６の表面に接触せず、Ｘ線放出部５６の表面から離れていることが好ましい。

壁部８２Ｂは、板状（壁状）の部材であり、管部８２Ａの端部８２Ａｂから延在する。壁部８２Ｂは、管部８２Ａの端部８２Ａｂの全周にわたって設けられておらず、管部８２Ａの端部８２Ａｂの全周のうち、端部８２Ａｂの出射経路７２側（＋Ｚ方向側）の部分に設けられている。壁部８２Ｂは、端部８２Ｂａが、管部８２Ａの端部８２Ａｂの出射経路７２側（＋Ｚ方向側）の部分に接続され、端部８２Ｂａから端部８２Ｂｂまで、空間５４Ｃ（Ｘ線放出部５６）側、ここでは－Ｙ方向側に向けて延在する。さらに言えば、管部８２Ａの端部８２Ａｂの出射経路７２側（＋Ｚ方向側）の部分は、入射経路７０と出射経路７２とが交差する部分７８に位置している。従って、壁部８２Ｂは、入射経路７０と出射経路７２とが交差する部分７８から、空間５４Ｃ（Ｘ線放出部５６）側に向けて延在しているといえる。従って、壁部８２Ｂは、入射経路７０と出射経路７２との間に設けられるといえ、入射経路７０と出射経路７２とが交差する部分７８に設けられ、部分７８から空間５４Ｃ（Ｘ線放出部５６）側に向けて延在しているといえる。壁部８２Ｂは、このような位置に設けられるため、Ｚ軸方向から見ると、出射経路７２に重なっており、出射経路７２の少なくとも一部を遮っている。壁部８２Ｂは、Ｘ線放出部５６からのＸ線が出射部５０Ｂに至る経路中に配置されているといえる。

なお、管部８２Ａの端部８２Ａａから端部８２Ａｂまでの方向である延在方向は、入射経路７０の延在方向、すなわち軸ＡＸ１に沿っている。一方、壁部８２Ｂは、端部８２Ｂａから端部８２Ｂｂまでの方向である延在方向は、軸ＡＸ１に対して傾斜していることが好ましい。壁部８２Ｂは、端部８２Ｂａから端部８２Ｂｂに向かうに従って、軸ＡＸ１に対して、－Ｚ方向側（出射部５０ＢからＸ線放出部５６に向かう方向側）に傾斜していることが好ましい。ただし、壁部８２Ｂの端部８２Ｂａから端部８２Ｂｂまでの方向である延在方向も、入射経路７０の延在方向、すなわち軸ＡＸ１に沿っていてもよい。また、軸ＡＸ１に沿った方向において、挿入部材７６の内周面を軸ＡＸ１に沿って仮想的に延長した場合に、挿入部材７６の内周面が占める空間を、空間ＡＲとする（図６参照）。この場合、壁部８２Ｂは、空間ＡＲの内側に入ることなく、空間ＡＲの外側に位置していることが好ましい。すなわち、空間ＡＲは、入射経路７０において、電子放出部５２からの電子線Ｅが通る空間であり、壁部８２Ｂは、この入射経路７０において電子放出部５２からの電子線Ｅが通る空間ＡＲ外にあることが好ましい。

また、壁部８２Ｂの端部８２Ｂｂは、Ｘ線放出部５６の表面の近傍に位置しているが、Ｘ線放出部５６の表面に接触せず、Ｘ線放出部５６の表面から離れていることが好ましい。

このように、第１軽元素部材８２は、管部８２Ａと壁部８２Ｂとを含むが、管部８２Ａと壁部８２Ｂとの少なくとも一方を含めばよい。

第２軽元素部材８４は、出射経路７２に設けられる。さらに言えば、第２軽元素部材８４は、管状の部材であり、出射経路７２の内周面に設けられ、出射経路７２の内周面を覆う。第２軽元素部材８４は、出射経路７２の端部７２Ａから端部７２Ｂまでにおいて、出射経路７２の内周面を覆うことが好ましい。また、第２軽元素部材８４は、出射経路７２の端部７２Ａから、入射経路７０と出射経路７２とが交差する部分７８までにわたって設けられ、端部７２Ａから部分７８までにおいて、出射経路７２の内周面を覆うことが好ましいともいえる。第２軽元素部材８４は、出射経路７２の形状に合わせて、端部７２Ａに向かうに従って、径が大きくなっている。

第３軽元素部材８６は、出射経路７２に設けられる。さらに言えば、第３軽元素部材８６は、板状（壁状）の部材であり、出射経路７２の端部７２Ａに設けられる。第３軽元素部材８６は、Ｚ軸方向から見て、出射経路７２の端部７２Ａに重なるように設けられ、Ｚ軸方向から見て、出射経路７２の端部７２Ａの全域に重なる。すなわち、第３軽元素部材８６は、Ｚ軸方向から見て、出射経路７２を遮っている。ただし、第３軽元素部材８６は、出射経路７２の全域に重畳することに限られず、Ｚ軸方向から見て、出射経路７２の少なくとも一部に重なればよい。

図５に示すように、電源６０は、配線Ｌ１を介して電子源５２Ｂに接続されている。また、筐体５０、電子源筐体５２Ａ、及び中間電極５２Ｃは、接地されることでグラウンド電位に保持されている。電源６０は、グラウンド電位である中間電極５２Ｃに対して負の電圧（例えば－２２５ｋＶ）を、電子源５２Ｂに印加する。また、電源６２は、配線Ｌ２を介してＸ線放出部５６に接続されている。配線Ｌ２は、筐体５０内において、配線収納部６４に覆われている。電源６２は、グラウンド電位である中間電極５２Ｃに対して正の電圧（例えば＋２２５ｋＶ）を、Ｘ線放出部５６に印加する。従って、電子源５２Ｂは、Ｘ線放出部５６に対して大きな負の電圧（例えば－４５０ｋＶ）が印加されることとなる。なお、収納部５４は、接地されることでグラウンド電位に保持されている。また、軽元素部材８０は、収納部５４と接触するため、収納部５４を介して接地されて、グラウンド電位に保持されている。

このように負の電圧を電子源５２Ｂに印加し、電子源５２Ｂに別途加熱電流を流すことによって、電子源５２Ｂは加熱され、電子源５２Ｂの先端から、電子線Ｅ（熱電子）が、照射される。すなわち、電子源５２Ｂは、電源６０により高電圧が印加されると、電子線Ｅを放出するカソードとして機能する。なお、上記説明の通り、本実施形態ではフィラメント加熱による熱電子を使用したカソードであるが、カソードを加熱することなく、カソードの周囲に強い電界を形成されることにより電子線Ｅを放出されるものや、ショットキー効果を利用したカソードなどであってもよい。

図７及び図８は、Ｘ線の発生を説明する模式図である。電子源５２Ｂから放出された電子線Ｅは、電子源５２ＢとＸ線放出部５６との間の電位差（例えば４５０ｋＶ）により加速されながらＸ線放出部５６に向かう。すなわち、電子源５２Ｂから放出された電子線Ｅは、電子放出部５２に備えられた不図示の電子光学部材により集束され、図５に示すように、中間電極５２Ｃの開口５２Ｄ、筐体５０の空間ＳＰを通って、収納部５４の入射経路７０に入射する。図７に示すように、電子線Ｅは、入射経路７０の端部７０Ａから入射経路７０内に入射し、入射経路７０内を通ってＸ線放出部５６の表面に照射される。Ｘ線放出部５６は、電子線Ｅが照射されることで、＋Ｚ方向に向けて、Ｘ線ＸＬを発生させる。Ｘ線放出部５６が発生させるＸ線ＸＬは、出射経路７２の端部７２Ｂから出射経路７２内に入射し、出射経路７２内を進行して、出射経路７２の端部７２Ａから、収納部５４の外部、すなわち筐体５０の空間ＳＰに出て、図５に示すように、空間ＳＰを通って、出射部５０Ｂから、筐体５０の外部に出射される。Ｘ線放出部５６から放出されるＸ線ＸＬは、円錐状のいわゆるコーンビーム状となっている。なお、Ｘ線放出部５６に照射される電子線Ｅの進行方向は、軸ＡＸ１に沿っており、Ｘ線放出部５６から放出されるＸ線ＸＬの進行方向は、軸ＡＸ２に沿っている。従って、本実施形態において、Ｘ線放出部５６に入射する電子線Ｅの進行方向と、Ｘ線放出部５６から放出されるＸ線ＸＬの進行方向とは、異なる。

ここで、Ｘ線放出部５６は、照射された電子線Ｅの一部を反射する場合がある。反射された電子線Ｅは、収納部５４の内周面などに衝突し、収納部５４からＸ線が発生する。また、収納部５４でも電子線Ｅが反射され、反射された電子線Ｅが、収納部５４の他の部分やＸ線放出部５６に衝突し、そこからもＸ線が発生する場合がある。以下、Ｘ線放出部５６から放出され、出射部５０Ｂ及び測定物Ｓを透過して検出器５に到達するＸ線ＸＬを、一次Ｘ線とし、一次Ｘ線以外のＸ線を、二次Ｘ線とする。すなわち、二次Ｘ線は、散乱光ということもでき、Ｘ線放出部５６や収納部５４で反射された電子線Ｅにより発生したＸ線などを含む。このような二次Ｘ線は、出射部５０Ｂを通って検出器５に到達する場合がある。さらに、二次Ｘ線は、Ｘ線発生部の広がりが大きいため、例えば測定物Ｓを透過せずに検出器５に到達する場合もある。検出器５は、測定物Ｓを透過した一次Ｘ線に加え、このように測定物Ｓを透過せずに検出器５に到達した二次Ｘ線も検出するため、測定物Ｓの検出に誤差を生じさせるおそれがある。従って、測定物Ｓの検査精度の低下を抑えるためには、二次Ｘ線が検出器５に到達することを抑制することが有効となる。

さらに言えば、反射された電子線Ｅが出射部５０Ｂ側に向かうと、電子線Ｅが例えば出射経路７２の内周面などにあたり、出射経路７２の内周面から、出射部５０Ｂ側、すなわち検出器５側に向かう二次Ｘ線が発生してしまう。従って、二次Ｘ線が検出器５に到達することを抑制するためには、出射部５０Ｂ側に向かう電子線Ｅが、出射経路７２の内周面などに当たることを抑制することが重要となる。本実施形態に係るＸ線発生装置２は、軽元素部材８０によって出射部５０Ｂ側に向かう電子線Ｅを吸収することで、検出器５に到達する二次Ｘ線の発生を抑制している。すなわち、軽元素部材８０は、Ｘ線放出部５６より原子番号が小さいため、電子線Ｅが照射されてもＸ線を発生させることなく、電子線Ｅを吸収することができる。さらに、軽元素部材８０は、Ｘ線放出部５６からのＸ線が出射部５０Ｂに至る経路中に配置されている。従って、軽元素部材８０は、出射部５０Ｂに向かう電子線Ｅを受け止めて吸収することができる。そのため、本実施形態に係るＸ線発生装置２によると、検出器５に到達する二次Ｘ線の起因となる電子線Ｅを吸収して、二次Ｘ線が検出器５に到達することを抑制することができる。

さらに、軽元素部材８０は、入射経路７０と出射経路７２との間に配置された第１軽元素部材８２を含む。第１軽元素部材８２は、入射経路７０と出射経路７２との間に配置されることで、出射経路７２の少なくとも一部を遮蔽する。従って、Ｘ線発生装置２は、出射経路７２に向かう電子線Ｅ、すなわち出射部５０Ｂに向かう電子線Ｅを、第１軽元素部材８２で吸収することが可能となり、二次Ｘ線が検出器５に到達することを抑制することが可能となる。さらに、第１軽元素部材８２の壁部８２Ｂは、端部８２Ｂｂに向かうに従って、軸ＡＸ１に対して、－Ｚ方向側（出射部５０ＢからＸ線放出部５６に向かう方向側）に傾斜している。従って、例えば軽元素部材８０が、照射された電子線Ｅ１（図７参照）の一部を反射した場合にも、反射された電子線Ｅ２（図７参照）を入射経路７０側に向かわせることが可能となり、反射された電子線Ｅ２がＸ線放出部５６に照射されてＸ線放出部５６から二次Ｘ線が発生することを抑制することができる。

さらに、軽元素部材８０の第１軽元素部材８２は、入射経路７０に配置された管部８２Ａを有する。入射経路７０に管部８２Ａを設けることで、入射経路７０の内周面に向けて照射される電子線Ｅ１を、管部８２Ａで吸収することが可能となり、入射経路７０の内周面から二次Ｘ線が発生することを抑制することができる。

さらに、軽元素部材８０は、出射経路７２の内周面に設けられる第２軽元素部材８４を含む。従って、本実施形態に係るＸ線発生装置２によると、図８に示すように、出射経路７２の内周面に向けて照射される電子線Ｅ１を吸収して、出射経路７２の内周面から二次Ｘ線が放出されることを抑制して、二次Ｘ線が検出器５に到達することを抑制することが可能となる。さらに、軽元素部材８０は、出射経路７２の端部７２Ａに設けられる第３軽元素部材８６を含む。従って、本実施形態に係るＸ線発生装置２によると、図８に示すように、出射経路７２から出射される電子線Ｅ１を吸収することが可能となる。

なお、軽元素部材８０は、第１軽元素部材８２と第２軽元素部材８４と第３軽元素部材８６との少なくとも１つを含むものであればよく、言い換えれば、Ｘ線放出部５６からのＸ線が出射部５０Ｂに至る経路中に配置されていればよい。軽元素部材８０がＸ線放出部５６からのＸ線が出射部５０Ｂに至る経路中に配置されることで、検出器５に到達する二次Ｘ線の起因となる電子線Ｅを吸収して、二次Ｘ線が検出器５に到達することを抑制することができる。

検出器５に到達するＸ線の強度の、シミュレーションによる算出結果を以下で説明する。図９は、検出器に到達するＸ線の強度の、シミュレーションによる計算結果を説明する図である。シミュレーションとして、モンテカルロシミュレータを用いて、軸ＡＸ１とＸ線放出部５６が交差するＺ座標におけるＸＹ平面でのＸ線の強度の二次元分布を算出した。図９の画像Ｐは、検出器５に到達するＸ線情報から算出した、軸ＡＸ１とＸ線放出部５６が交差するＺ座標におけるＸＹ平面でのＸ線の強度分布のシミュレーション結果の一例を示している。画像Ｐの中心Ｃは、Ｘ線の中心点を指し、例えば、軸ＡＸ２が重なる位置である。上述のように、二次Ｘ線は、一次Ｘ線よりもＸ線発生部の広がりが大きい。従って、画像Ｐに示すように、二次Ｘ線が検出器５に到達する場合、検出器５は、中心Ｃ近傍に収束する一次Ｘ線の像Ｐａに加え、像Ｐａよりも放射方向外側にある二次Ｘ線の像Ｐｂを検出する。軽元素部材８０を設けない場合、二次Ｘ線の検出器５への到達が抑制できないため、一次Ｘ線の強度（像Ｐａの輝度）に対する、二次Ｘ線の強度（像Ｐｂの輝度）の割合が高くなる。

図１０は、検出器に到達するＸ線の強度の、シミュレーションによる計算結果を説明するグラフである。図１０の横軸は、軸ＡＸ１とＸ線放出部５６が交差するＺ座標におけるＸＹ平面における中心Ｃからの距離を指し、縦軸は、Ｘ線の強度比率を指す。すなわち、図１０は、ＸＹ平面の全域におけるＸ線の強度の合計値に対する、中心Ｃから距離が離れる毎のＸ線の強度の比率の、積算値を示している。一次Ｘ線は二次Ｘ線よりも中心Ｃ近傍に収束するため、二次Ｘ線の検出器５への到達が抑制されるほど、すなわち二次Ｘ線の強度の割合が小さいほど、Ｘ線の強度の比率の積算値は、中心Ｃから距離が近い側で高くなる。逆に、二次Ｘ線の検出器５への到達が抑制されない場合、Ｘ線の強度の比率の積算値は、中心Ｃから距離が近い側において低い値となる。図１０の線分Ｄは、本実施形態のように軽元素部材８０を設けた場合のＸ線の強度比率を示し、図１０の線分ＤＸは、比較例として、軽元素部材８０を設けない場合のＸ線の強度比率を示している。線分Ｄに示すように、軽元素部材８０を設けた場合、軽元素部材８０を設けない線分ＤＸと比較して、Ｘ線の強度の比率の積算値は、中心Ｃから距離が近い側で高くなっていることが分かる。すなわち、軽元素部材８０を設けると、二次Ｘ線の検出器５への到達が抑制されることが、シミュレーションで示されているといえる。

以上説明したように、本実施形態に係るＸ線発生装置２は、電子（電子線Ｅ）を放出する電子放出部５２と、電子放出部５２からの電子が照射されてＸ線を放出するＸ線放出部５６と、Ｘ線放出部５６からのＸ線が出射される出射部５０Ｂを有する筐体５０と、軽元素部材８０と、を有する。軽元素部材８０は、Ｘ線放出部５６からのＸ線が出射部５０Ｂに至る出射経路７２に配置され、Ｘ線放出部５６より原子番号が小さい元素を少なくとも一部に含む。本実施形態に係るＸ線発生装置２は、Ｘ線放出部５６からのＸ線が出射部５０Ｂに至る経路中に軽元素部材８０を配置することで、検出器５に到達する二次Ｘ線の起因となる電子線Ｅを吸収して、二次Ｘ線が検出器５に到達することを抑制することができる。従って、本実施形態に係るＸ線発生装置２によると、測定物Ｓの検査精度の低下を抑えることができる。

また、Ｘ線発生装置２は、Ｘ線放出部５６を収納する収納部５４を備え、収納部５４内に出射経路７２が形成され、出射経路７２に軽元素部材８０が配置される。本実施形態に係るＸ線発生装置２は、収納部５４内に出射経路７２を設けることで、出射経路７２内に適切に軽元素部材８０を配置できる。

また、軽元素部材８０（第２軽元素部材８２）は、出射経路７２の内周面に配置される。出射経路７２に軽元素部材８０を設けることで、出射経路７２の内周面に向けて照射される電子線Ｅを吸収して、二次Ｘ線の発生を抑制することができる。

また、出射経路７２は、出射部５０Ｂに向かうに従って内径が大きくなる。このように出射経路７２の内径を出射部５０Ｂに向けて大きくすることで、コーンビームであるＸ線ＸＬを、適切に出射部５０Ｂに導くことができる。

また、Ｘ線発生装置２は、収納部５４内に、Ｘ線放出部５６からの電子（電子線Ｅ）がＸ線放出部５６に至る入射経路７０が形成される。軽元素部材８０は、入射経路７０と出射経路７２との間に設けられる。本実施形態に係るＸ線発生装置２は、入射経路７０と出射経路７２との間に軽元素部材８０を設けることで、出射部５０Ｂに向かう電子線Ｅを吸収することが可能となり、二次Ｘ線が検出器５に到達することを抑制することが可能となる。

また、Ｘ線発生装置２は、入射経路７０と出射経路７２とが交差する部分７８に、軽元素部材８０が配置される。交差する部分７８に軽元素部材８０を配置することで、出射部５０Ｂに向かう電子線Ｅを吸収することが可能となり、二次Ｘ線が検出器５に到達することを抑制することが可能となる。

また、Ｘ線発生装置２は、電子放出部５２からの電子がＸ線放出部５６に至る、筐体５０内に配置される入射経路７０と、Ｘ線放出部５６からのＸ線が出射部５０Ｂに至る、筐体５０内に配置される出射経路７２と、を備える。軽元素部材８０（第１軽元素部材８２）は、入射経路７０と出射経路７２との間に設けられる。本実施形態に係るＸ線発生装置２は、入射経路７０と出射経路７２との間に軽元素部材８０を設けることで、出射部５０Ｂに向かう電子線Ｅを吸収することが可能となり、二次Ｘ線が検出器５に到達することを抑制することが可能となる。

また、入射経路７０と出射経路７２とは交差しており、軽元素部材８０（第１軽元素部材８２）は、入射経路７０の延在方向（軸ＡＸ１）に沿って配置されている。軽元素部材８０が軸ＡＸ１に沿って配置されることで、軽元素部材８０から電子線Ｅが反射された場合でも、反射された電子線Ｅが電子放出部５２に照射されることを抑えて、二次Ｘ線の発生を抑制することができる。

また、軽元素部材８０（第１軽元素部材８２の管部８２Ａ）は、入射経路７０に設けられる。入射経路７０に軽元素部材８０を設けることで、入射経路７０の内周面に向けて照射される電子線Ｅを吸収して、二次Ｘ線の発生を抑制することができる。

また、軽元素部材８０は、導電性を有する部材であり、電気的に接地されている。軽元素部材８０は、接地されることで、電子線Ｅが照射されても帯電が抑えられる。また、軽元素部材８０は、真空状態でガス放出量が少ない材料であることが望ましい。

また、筐体５０は、内部を減圧または真空に保持する。筐体５０の内部を減圧又は真空に保持することで、適切にＸ線ＸＬを発生させることができる。

また、本実施形態に係る検査装置１００は、Ｘ線発生装置２と、出射部５０Ｂから出射されるＸ線ＸＬが照射される測定物Ｓを保持するステージ９と、測定物Ｓに照射されて透過したＸ線ＸＬを検出する検出器５と、を備える。検査装置１００は、Ｘ線発生装置２により、二次Ｘ線が検出器５に到達することを抑制して、測定対象となる測定物Ｓの検査精度の低下を抑制できる。

なお、Ｘ線放出部５６の形状は、以上説明したものに限られない。図１１は、Ｘ線発生装置の他の例を示す模式的な断面図である。図５で示したＸ線放出部５６は、円筒状であり回転しない構成であったが、図１１のＸ線放出部５６ａに示すように、円筒状でなく、回転する構成であってもよい。例えば、図１１のＸ線放出部５６ａは、円錐台形状となっており、円錐台の中心軸を中心として回転する。Ｘ線放出部５６ａは、円錐台の側面に電子線Ｅが照射され、側面からＸ線ＸＬを発生させる。

上記実施形態の検査装置１００は、１台の装置で処理を行ったが複数組み合わせてもよい。図１２は、検査装置を有するシステムの構成を示す模式図である。次に、図１２を用いて、検査装置を有する製造システム３００について説明する。製造システム３００は、検査装置１００と、複数台（図１２では２台）の検査装置１００ａと、プログラム作成装置３０２とを、有する。検査装置１００、１００ａ、プログラム作成装置３０２は、有線または無線の通信回線で接続されている。検査装置１００ａは検査装置１００と同様の構成である。プログラム作成装置３０２は、上述した検査装置１００の制御装置で作成する種々の設定やプログラムを作成する。プログラム作成装置３０２は、作成したプログラムや、データを検査装置１００、１００ａに出力する。検査装置１００ａは、領域及び範囲の情報や検査プログラムを検査装置１００や、プログラム作成装置３０２から取得し、取得したデータ、プログラムを用いて、処理を行う。製造システム３００は、検査装置１００や、プログラム作成装置３０２で作成したデータ、プログラムを用いて、検査装置１００ａで検査を実行することで、作成したデータ、プログラムを有効活用することができる。

次に、上述した検査装置を備えた製造システムについて、図１３を参照して説明する。図１３は、製造システムのブロック構成図である。本実施形態の製造システム２００は、上記の実施形態において説明したような検査装置１００と、設計装置２０２と、成形装置２０３と、制御装置２０４と、リペア装置２０５とを備える。制御装置２０４は、内部構造記憶部２１０及び判断部２１１を備える。

設計装置２０２は、測定物Ｓの形状や組成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２０３に送信する。また、設計装置２０２は、作成した設計情報を制御装置２０４の内部構造記憶部２１０に記憶させる。

成形装置２０３は、設計装置２０２から入力された設計情報に基づいて、測定物Ｓを作成する。検査装置１００は、作成された測定物Ｓの内部構造を検査し、検査結果（例えば画像データ）を制御装置２０４へ送信する。

制御装置２０４の内部構造記憶部２１０は、設計情報を記憶する。制御装置２０４の判断部２１１は、内部構造記憶部２１０から設計情報を読み出す。判断部２１１は、検査装置１００から受信した測定物Ｓの形状の測定結果と、内部構造記憶部２１０から読み出した設計情報とを比較する。判断部２１１は、比較結果に基づき、測定物Ｓ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、判断部２１１は、作成された測定物Ｓが良品であるか否かを判定する。判断部２１１は、測定物Ｓが設計情報通りに成形されていない場合に、測定物Ｓが修復可能であるか否か判定する。判断部２１１は、測定物Ｓが修復できる場合、比較結果に基づいて不良部位と修復内容を算出し、リペア装置２０５に不良部位を示す情報と修復内容を示す情報とを送信する。

リペア装置２０５は、制御装置２０４から受信した不良部位を示す情報と修復内容を示す情報とに基づき、構造物の不良部位を修復する。

図１４は、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。製造システム２００は、まず、設計装置２０２が測定物Ｓに関する設計情報を作成する（ステップＳ１０１）。次に、成形装置２０３は、設計情報に基づいて測定物Ｓを作成する（ステップＳ１０２）。次に、検査装置１００は、作成された測定物Ｓの形状を検査（測定）する（ステップＳ１０３）。次に、制御装置２０４の判断部２１１は、検査装置１００で得られた検査結果と上記の設計情報とを比較することにより、測定物Ｓが設計情報通りに作成されたか否か検査する（ステップＳ１０４）。

次に、制御装置２０４の判断部２１１は、作成された測定物Ｓが良品であるか否かを判定する（ステップＳ１０５）。製造システム２００は、作成された測定物Ｓが良品であると判断部２１１が判定した場合（ステップＳ１０５でＹｅｓ）、その処理を終了する。また、判断部２１１は、作成された測定物Ｓが良品でないと判定した場合（ステップＳ１０５でＮｏ）、作成された測定物Ｓが修復できるか否か判定する（ステップＳ１０６）。

製造システム２００は、作成された測定物Ｓが修復できると判断部２１１が判定した場合（ステップＳ１０６でＹｅｓ）、リペア装置２０５が測定物Ｓの修復を実施し（ステップＳ１０７）、ステップＳ１０３の処理に戻る。製造システム２００は、作成された測定物Ｓが修復できないと判断部２１１が判定した場合（ステップＳ１０６でＮｏ）、その処理を終了し、不良品を回収する。以上で、製造システム２００は、図１４に示すフローチャートの処理を終了する。

本実施形態の製造システム２００は、上記の実施形態における検査装置１００が測定物Ｓの内部構造を高精度に検査することができるので、作成された測定物Ｓが良品であるか否か判定することができる。また、製造システム２００は、測定物Ｓが良品でない場合、測定物Ｓを修復することができる。

なお、本実施形態におけるリペア装置２０５が実行するリペア工程は、成形装置２０３が成形工程を再実行する工程に置き換えられてもよい。その際には、制御装置２０４の判断部２１１が修復できると判定した場合、成形装置２０３は、成形工程を再実行する。

以上、添付図面を参照しながら本発明に係る好適な実施形態について説明したが、本発明は係る例に限定されないことは言うまでもない。上述した例において示した各構成部材の諸形状や組み合わせ等は一例であって、本発明の主旨から逸脱しない範囲において設計要求等に基づき種々変更可能である。前述の実施形態の各構成要素は、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、法令が許容される限りにおいて、前述の各実施形態で引用した検査装置などに関するすべての公開公報の開示を援用して本文の記載の一部とする。前述した実施形態に基づいて当業者等によりなされる他の実施形態及び運用技術等は、すべて本実施形態の範囲に含まれる。

１ 測定装置
２ Ｘ線発生装置
５ 検出器
５０ 筐体
５０Ｂ 出射部
５２ 電子放出部
５４ 収納部
５６ Ｘ線放出部
５４Ｃ 空間
７０ 入射経路
７２ 出射経路
８０ 軽元素部材（部材）
８２ 第１軽元素部材
８２Ａ 管部
８２Ｂ 壁部
８４ 第２軽元素部材
８６ 第３軽元素部材
１００ 検査装置
Ｅ 電子線
Ｓ 測定物
ＸＬ Ｘ線

Claims (14)

1. 電子を放出する電子放出部と、
   前記電子放出部からの電子が照射されてＸ線を放出するＸ線放出部と、
   前記Ｘ線放出部を収納する収納部と、
   前記Ｘ線放出部からのＸ線が出射される出射部を有する筐体と、
   前記収納部内に、前記電子放出部からの電子が前記Ｘ線放出部に至る入射経路が形成され、前記入射経路の内周面に設けられる部材と、を備え、
   前記収納部と前記部材とは異なる部材であり、
   前記部材は、前記Ｘ線放出部より原子番号が小さい元素を少なくとも一部に含む、Ｘ線発生装置。
2. 前記部材は、前記Ｘ線放出部と前記出射部の間にも配置される、請求項１に記載のＸ線発生装置。
3. 前記収納部内に、前記Ｘ線放出部からのＸ線が前記出射部に至る出射経路が形成され、前記部材は、前記入射経路と前記出射経路の間に配置される、請求項２に記載のＸ線発生装置。
4. 前記部材は、前記出射経路の少なくとも一部を遮う、請求項３に記載のＸ線発生装置。
5. 前記部材は、前記入射経路と前記出射経路とが交差する部分にも配置される、請求項３又は請求項４に記載のＸ線発生装置。
6. 前記部材は、前記出射経路の内周面に配置される、請求項３～５のいずれか一項に記載のＸ線発生装置。
7. 前記収納部は、前記電子が照射されるとＸ線を放出する部材である、請求項１～６のいずれか一項に記載のＸ線発生装置。
8. 前記部材は、導電性を有する部材である、請求項１～７のいずれか一項に記載のＸ線発生装置。
9. 前記筐体は、内部を減圧または真空に保持する、請求項１～８のいずれか一項に記載のＸ線発生装置。
10. 請求項１～９のいずれか一項に記載のＸ線発生装置と、
    前記出射部から出射されるＸ線が照射される測定物を保持するステージと、
    前記測定物に照射されて透過したＸ線を検出する検出器とを有する、Ｘ線装置。
11. 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１０に記載のＸ線装置を用いて計測する計測工程と、
    前記計測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、を有する、構造物の製造方法。
12. 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１１に記載の構造物の製造方法。
13. 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１２に記載の構造物の製造方法。
14. 構造物の形状に関する設計情報を作製する設計装置と、
    前記設計情報に基づいて前記構造物を作製する成形装置と、
    作製された前記構造物の形状を測定する請求項１０に記載のＸ線装置と、
    前記Ｘ線装置によって得られた前記構造物の形状に関する形状情報と前記設計情報とを比較する検査装置と、を含む、構造物製造システム。

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