JP2001307669A - 軟ｘ線発生装置及びｘ線検査装置 - Google Patents
軟ｘ線発生装置及びｘ線検査装置Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 厚さの薄い試料、Ｘ線吸収が少ない試料、微
小試料について、コントラストのある鮮明なＸ線画像を
得ることができるＸ線検査装置を提供する。 【解決手段】 フィラメント１０からの電子ビーム１
を、高電圧を印可してアノード１９のパイプ２６中に導
入し、電子レンズ８で収束して、厚みがＡｌ当量０．２
ｍｍ以下に製作されたＸ線透過窓５上に成膜されたター
ゲット金属２にマイクロフォーカスさせる。そのターゲ
ット金属２から発生する軟Ｘ線成分を多く含んだ透過Ｘ
線４を試料１２にあて、感度の高い背面照射型Ｘ線検出
器１３に透過Ｘ線を入力する。Ｘ線透過窓５の厚みが薄
いので、コントラストのある鮮明なＸ線画像を得ること
ができる。
小試料について、コントラストのある鮮明なＸ線画像を
得ることができるＸ線検査装置を提供する。 【解決手段】 フィラメント１０からの電子ビーム１
を、高電圧を印可してアノード１９のパイプ２６中に導
入し、電子レンズ８で収束して、厚みがＡｌ当量０．２
ｍｍ以下に製作されたＸ線透過窓５上に成膜されたター
ゲット金属２にマイクロフォーカスさせる。そのターゲ
ット金属２から発生する軟Ｘ線成分を多く含んだ透過Ｘ
線４を試料１２にあて、感度の高い背面照射型Ｘ線検出
器１３に透過Ｘ線を入力する。Ｘ線透過窓５の厚みが薄
いので、コントラストのある鮮明なＸ線画像を得ること
ができる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、軟Ｘ線発生装置に
係わり、特に、ターゲット金属に電子を当て、そこから
発生する透過軟Ｘ線を用いて、Ｘ線非破壊検査やＸ線分
析を行なう透過型マイクロフォーカスＸ線管、軟Ｘ線画
像検査装置に関する。
係わり、特に、ターゲット金属に電子を当て、そこから
発生する透過軟Ｘ線を用いて、Ｘ線非破壊検査やＸ線分
析を行なう透過型マイクロフォーカスＸ線管、軟Ｘ線画
像検査装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】微細な内部構造を非破壊検査法で観察す
る手法が各分野で要求されている。例えば半導体パッケ
ージングの開発や実装検査・品質保証のために、微小焦
点を有するＸ線管を使って内部の欠陥などが調べられて
いる。このＸ線管は開放型構造で、ターゲットに厚さが
薄いタングステンプレートを使用し、収束された電子ビ
ームをこのターゲットに打ち込み、そこで発生するＸ線
を透過した裏側から放射するものである。検査部品の微
細な構造を観察するため、焦点寸法は微小なものが使わ
れている。
る手法が各分野で要求されている。例えば半導体パッケ
ージングの開発や実装検査・品質保証のために、微小焦
点を有するＸ線管を使って内部の欠陥などが調べられて
いる。このＸ線管は開放型構造で、ターゲットに厚さが
薄いタングステンプレートを使用し、収束された電子ビ
ームをこのターゲットに打ち込み、そこで発生するＸ線
を透過した裏側から放射するものである。検査部品の微
細な構造を観察するため、焦点寸法は微小なものが使わ
れている。
【０００３】図５に開放透過型Ｘ線管の断面構造を示
す。このＸ線管はカソード部２０（下部）とアノード部
２１（中部）とターゲット部２２（上部）、から構成さ
れており、各部はＯ−リングで互いに真空気密に連結さ
れており、ターボポンプとロータリーポンプ（図示せ
ず）による２段引きがされた真空チャンバ１１を形成し
ている。カソード部２０は、高圧ケーブル挿込み口１７
に高圧ケーブルが挿し込まれ、ウエネルト９の電極とフ
ィラメント１０に負の高電圧が印加される。アノード部
２１、ターゲット部２２及び真空チャンバ１１の外装
は、接地電位に保たれている。高圧ケーブル（図示され
ていない）からフィラメント１０に電圧が印加され電流
が流れ加熱されると、熱電子が放出されアノード１９に
向かって加速され、電子ビーム１を形成する。アノード
部２１はレンズホルダ２５にアノード１９とパイプ２６
を組み込んだものである。
す。このＸ線管はカソード部２０（下部）とアノード部
２１（中部）とターゲット部２２（上部）、から構成さ
れており、各部はＯ−リングで互いに真空気密に連結さ
れており、ターボポンプとロータリーポンプ（図示せ
ず）による２段引きがされた真空チャンバ１１を形成し
ている。カソード部２０は、高圧ケーブル挿込み口１７
に高圧ケーブルが挿し込まれ、ウエネルト９の電極とフ
ィラメント１０に負の高電圧が印加される。アノード部
２１、ターゲット部２２及び真空チャンバ１１の外装
は、接地電位に保たれている。高圧ケーブル（図示され
ていない）からフィラメント１０に電圧が印加され電流
が流れ加熱されると、熱電子が放出されアノード１９に
向かって加速され、電子ビーム１を形成する。アノード
部２１はレンズホルダ２５にアノード１９とパイプ２６
を組み込んだものである。
【０００４】電子ビーム１はパイプ２６の中空部を通
り、ターゲット部２２の電子レンズ８によって、微小な
径の電子ビーム１に収束されターゲット金属２に突入す
る。ターゲット部２２はポールピース２７の円筒内に電
子レンズ８を組み込み、ポールピースＴＯＰ２３の上部
と、ターゲットホルダ１４の間にＸ線透過窓１６がサン
ドイッチされた状態で組込まれており、図６に示すよう
に、アルミニウムの厚みＴ＝０．５ｍｍ程度のＸ線透過
窓１６上の内側に、ターゲット金属２がマウントされて
いる。ターゲット金属２は、例えば、厚さが５０μｍ程
度のタングステンが使われたり、ターゲット金属２をＸ
線透過窓に直接成膜したりしている。このターゲット金
属２に電子ビーム１が突入するとそこでＸ線４を放射す
る。その放射方向は指向性を持っており、透過した方向
のＸ線４を利用している。Ｘ線管のＸ線条件は管電圧は
５〜１６０ｋＶ、管電流は〜０．３ｍＡ程度で、マイク
ロフォーカスで焦点寸法は１〜２００μｍ程度のものが
使われている。
り、ターゲット部２２の電子レンズ８によって、微小な
径の電子ビーム１に収束されターゲット金属２に突入す
る。ターゲット部２２はポールピース２７の円筒内に電
子レンズ８を組み込み、ポールピースＴＯＰ２３の上部
と、ターゲットホルダ１４の間にＸ線透過窓１６がサン
ドイッチされた状態で組込まれており、図６に示すよう
に、アルミニウムの厚みＴ＝０．５ｍｍ程度のＸ線透過
窓１６上の内側に、ターゲット金属２がマウントされて
いる。ターゲット金属２は、例えば、厚さが５０μｍ程
度のタングステンが使われたり、ターゲット金属２をＸ
線透過窓に直接成膜したりしている。このターゲット金
属２に電子ビーム１が突入するとそこでＸ線４を放射す
る。その放射方向は指向性を持っており、透過した方向
のＸ線４を利用している。Ｘ線管のＸ線条件は管電圧は
５〜１６０ｋＶ、管電流は〜０．３ｍＡ程度で、マイク
ロフォーカスで焦点寸法は１〜２００μｍ程度のものが
使われている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】従来の軟Ｘ線発生装置
のＸ線管は以上のように構成されており、ターゲット金
属２に衝突した電子の運動エネルギーの一部はＸ線に変
換され、その強度はＩ＝ｋ・ｉ・Ｚ・Ｖ２により与えら
れる。ここでＩはＸ線強度、ｋは定数、ｉは管電流、Ｚ
はターゲット元素の原子番号、Ｖは加速電圧である。タ
ーゲット金属２は固定式で、Ｘ線透過窓１６に厚み一定
の箔または薄膜が付けられており、発生するＸ線の強度
は波長分布を持ち、その分布は加速電圧Ｖとターゲット
の材質とターゲットの厚みなどにより決定される。厚み
が厚い金属（ターゲット金属２＋Ｘ線透過窓１６）は、
厚みが薄い金属（ターゲット金属２＋Ｘ線透過窓１６）
に比べて、光子エネルギーの低い領域におけるＸ線強度
が大きく異なる。
のＸ線管は以上のように構成されており、ターゲット金
属２に衝突した電子の運動エネルギーの一部はＸ線に変
換され、その強度はＩ＝ｋ・ｉ・Ｚ・Ｖ２により与えら
れる。ここでＩはＸ線強度、ｋは定数、ｉは管電流、Ｚ
はターゲット元素の原子番号、Ｖは加速電圧である。タ
ーゲット金属２は固定式で、Ｘ線透過窓１６に厚み一定
の箔または薄膜が付けられており、発生するＸ線の強度
は波長分布を持ち、その分布は加速電圧Ｖとターゲット
の材質とターゲットの厚みなどにより決定される。厚み
が厚い金属（ターゲット金属２＋Ｘ線透過窓１６）は、
厚みが薄い金属（ターゲット金属２＋Ｘ線透過窓１６）
に比べて、光子エネルギーの低い領域におけるＸ線強度
が大きく異なる。
【０００６】これは光子エネルギーの低い領域のＸ線、
つまり波長が長いＸ線（軟Ｘ線）は、短い波長のＸ線
（硬Ｘ線）に比べて金属（ターゲット金属２＋Ｘ線透過
窓１６）の内部吸収により大きく減衰するためである。
したがって、透過型Ｘ線管において発生するＸ線のスペ
クトルは、加速電圧Ｖ、ターゲット金属２とＸ線透過窓
１６の材質、そしてターゲット金属２とＸ線透過窓１６
の厚みにより決定される。そのため、Ｘ線透過窓１６も
Ｘ線透過率の良い材料と適正な厚みが要求される。しか
しながら、Ｘ線４が透過していくＸ線透過窓１６の厚み
が、従来のものはアルミニウム板０．５ｍｍ程度と厚い
ため、この厚みが厚いと１〜１０ｋｅＶの軟Ｘ線が遮蔽
されてしまう。軟Ｘ線はＸ線吸収率が大きく、試料の厚
みが薄い場合や樹脂材料などのＸ線吸収が少ない試料に
ついては、コントラストがつきやすく有利である。
つまり波長が長いＸ線（軟Ｘ線）は、短い波長のＸ線
（硬Ｘ線）に比べて金属（ターゲット金属２＋Ｘ線透過
窓１６）の内部吸収により大きく減衰するためである。
したがって、透過型Ｘ線管において発生するＸ線のスペ
クトルは、加速電圧Ｖ、ターゲット金属２とＸ線透過窓
１６の材質、そしてターゲット金属２とＸ線透過窓１６
の厚みにより決定される。そのため、Ｘ線透過窓１６も
Ｘ線透過率の良い材料と適正な厚みが要求される。しか
しながら、Ｘ線４が透過していくＸ線透過窓１６の厚み
が、従来のものはアルミニウム板０．５ｍｍ程度と厚い
ため、この厚みが厚いと１〜１０ｋｅＶの軟Ｘ線が遮蔽
されてしまう。軟Ｘ線はＸ線吸収率が大きく、試料の厚
みが薄い場合や樹脂材料などのＸ線吸収が少ない試料に
ついては、コントラストがつきやすく有利である。
【０００７】従来のＸ線透過窓１６の０．５ｍｍ程度の
厚みでは、波長の長い軟Ｘ線成分が吸収されてしまい、
波長の短い硬Ｘ線を薄い試料に照射しても、試料透過能
力が高すぎて、十分な内部構造のコントラストを得るこ
とが難しいという問題があった。
厚みでは、波長の長い軟Ｘ線成分が吸収されてしまい、
波長の短い硬Ｘ線を薄い試料に照射しても、試料透過能
力が高すぎて、十分な内部構造のコントラストを得るこ
とが難しいという問題があった。
【０００８】また、超近接撮影を行なう時、通常のＸ線
検出器の空間分解能は２０μｍ〜１００μｍであり、こ
の検出器を用いて１μｍ程度の空間分解能を得るため
に、２０〜１００倍の拡大撮影が行なわれる。例えば、
φ１０ｃｍ程度の被写体では、検出器位置を遠くする必
要がある。その距離は、１００〜５００ｃｍになる。小
さい被写体の場合は、Ｘ線管焦点から被写体までの距離
を近づけて拡大撮影できるが、ターゲット金属２が形成
されているＸ線透過窓５の厚さによる中央部と周辺部の
Ｘ線強度差によりムラができ、画像が観察できにくいと
いう問題がある。
検出器の空間分解能は２０μｍ〜１００μｍであり、こ
の検出器を用いて１μｍ程度の空間分解能を得るため
に、２０〜１００倍の拡大撮影が行なわれる。例えば、
φ１０ｃｍ程度の被写体では、検出器位置を遠くする必
要がある。その距離は、１００〜５００ｃｍになる。小
さい被写体の場合は、Ｘ線管焦点から被写体までの距離
を近づけて拡大撮影できるが、ターゲット金属２が形成
されているＸ線透過窓５の厚さによる中央部と周辺部の
Ｘ線強度差によりムラができ、画像が観察できにくいと
いう問題がある。
【０００９】本発明は、このような事情に鑑みてなされ
たものであって、厚さの薄い試料やＸ線吸収が少ない試
料や微小試料について、コントラストのある鮮明なＸ線
画像を得ることができる軟Ｘ線発生装置及びＸ線検査装
置を提供することを目的とする。
たものであって、厚さの薄い試料やＸ線吸収が少ない試
料や微小試料について、コントラストのある鮮明なＸ線
画像を得ることができる軟Ｘ線発生装置及びＸ線検査装
置を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
め、本発明の軟Ｘ線発生装置は、陰極フィラメントから
放出された電子を加速収束させて陽極ターゲットに衝突
させ、透過方向にＸ線を発生させるＸ線発生装置におい
て、軟Ｘ線（１〜１０ｋｅＶ）に対する透過率が同条件
下で０．２ｍｍ厚のＡｌを窓材とした場合の透過率以上
となるよう前記陽極ターゲット金属を成膜したＸ線透過
窓材の厚みを設定したものである。
め、本発明の軟Ｘ線発生装置は、陰極フィラメントから
放出された電子を加速収束させて陽極ターゲットに衝突
させ、透過方向にＸ線を発生させるＸ線発生装置におい
て、軟Ｘ線（１〜１０ｋｅＶ）に対する透過率が同条件
下で０．２ｍｍ厚のＡｌを窓材とした場合の透過率以上
となるよう前記陽極ターゲット金属を成膜したＸ線透過
窓材の厚みを設定したものである。
【００１１】また、前記Ｘ線透過窓材をＡｌとしその厚
みを０．２ｍｍ以下に形成したものである。また、前記
陽極ターゲット金属をＸ線透過窓材に成膜した後、エッ
チングによって薄く加工されたＸ線透過窓材を備えるも
のである。また、前記陽極ターゲット金属を薄いＸ線透
過窓材に成膜した後、補強板に接着した構造を備えるも
のである。
みを０．２ｍｍ以下に形成したものである。また、前記
陽極ターゲット金属をＸ線透過窓材に成膜した後、エッ
チングによって薄く加工されたＸ線透過窓材を備えるも
のである。また、前記陽極ターゲット金属を薄いＸ線透
過窓材に成膜した後、補強板に接着した構造を備えるも
のである。
【００１２】さらに、本発明のＸ線検査装置は、前記陽
極ターゲット金属を成膜したＸ線透過窓材の厚みを、Ａ
ｌ当量０．２ｍｍ以下に形成したＸ線管、または、前記
陽極ターゲット金属をＸ線透過窓材に成膜した後、エッ
チングによって薄く加工されたＸ線透過窓材を備えるＸ
線管、または、前記陽極ターゲット金属を薄いＸ線透過
窓材に成膜した後補強板に接着した構造を備える軟Ｘ線
発生装置と、背面照射型Ｘ線検出器とを組み合わせたも
のである。
極ターゲット金属を成膜したＸ線透過窓材の厚みを、Ａ
ｌ当量０．２ｍｍ以下に形成したＸ線管、または、前記
陽極ターゲット金属をＸ線透過窓材に成膜した後、エッ
チングによって薄く加工されたＸ線透過窓材を備えるＸ
線管、または、前記陽極ターゲット金属を薄いＸ線透過
窓材に成膜した後補強板に接着した構造を備える軟Ｘ線
発生装置と、背面照射型Ｘ線検出器とを組み合わせたも
のである。
【００１３】本発明のＸ線検査装置は上記のように構成
されており、陽極ターゲット金属を成膜したＸ線透過窓
材の厚みをＡｌ当量０．２ｍｍ以下に形成し、または、
Ｘ線透過窓材にターゲット金属を成膜後、エッチングに
よって薄く加工し、または、ターゲット金属を薄いＸ線
透過窓材に成膜した後、補強板を接着した構造にした軟
Ｘ線発生装置と、背面照射型Ｘ線検出器（背面照射型Ｃ
ＣＤ）とを組み合わせて、Ｘ線透視撮影を行なうので、
Ｘ線透過窓での軟Ｘ線吸収が少なく、そのため軟Ｘ線成
分の多いＸ線で、厚さの薄い試料やＸ線吸収が少ない試
料について、Ｘ線に感度の良い背面照射型ＣＣＤを用い
て、コントラストのあるＸ線画像を得ることができる。
また、微小試料を超近接撮影する場合でも、Ｘ線透過窓
の厚さによる中央部と周辺部のＸ線強度差によるムラが
少なく良好な画像を観察することができる。
されており、陽極ターゲット金属を成膜したＸ線透過窓
材の厚みをＡｌ当量０．２ｍｍ以下に形成し、または、
Ｘ線透過窓材にターゲット金属を成膜後、エッチングに
よって薄く加工し、または、ターゲット金属を薄いＸ線
透過窓材に成膜した後、補強板を接着した構造にした軟
Ｘ線発生装置と、背面照射型Ｘ線検出器（背面照射型Ｃ
ＣＤ）とを組み合わせて、Ｘ線透視撮影を行なうので、
Ｘ線透過窓での軟Ｘ線吸収が少なく、そのため軟Ｘ線成
分の多いＸ線で、厚さの薄い試料やＸ線吸収が少ない試
料について、Ｘ線に感度の良い背面照射型ＣＣＤを用い
て、コントラストのあるＸ線画像を得ることができる。
また、微小試料を超近接撮影する場合でも、Ｘ線透過窓
の厚さによる中央部と周辺部のＸ線強度差によるムラが
少なく良好な画像を観察することができる。
【００１４】
【発明の実施の形態】本発明のＸ線検査装置の一実施例
を図１を参照しながら説明する。図１は本発明のＸ線検
査装置の断面を示す図である。本Ｘ線検査装置は、軟Ｘ
線を発生するＸ線管と背面照射型Ｘ線検出器１３とから
構成されている。Ｘ線管は、電子ビーム１を発生するカ
ソード部２０と、その電子ビーム１を加速するアノード
部２１と、加速された電子ビーム１を収束してＸ線透過
窓５の裏側に設けられたターゲット金属２にあてＸ線４
を透過方向に発生させるターゲット部２２から構成され
ている。従来のＸ線管と異なるところは、ターゲット金
属２が形成されているＸ線透過窓５の形状、特にＸ線透
過方向の厚みが異なる。
を図１を参照しながら説明する。図１は本発明のＸ線検
査装置の断面を示す図である。本Ｘ線検査装置は、軟Ｘ
線を発生するＸ線管と背面照射型Ｘ線検出器１３とから
構成されている。Ｘ線管は、電子ビーム１を発生するカ
ソード部２０と、その電子ビーム１を加速するアノード
部２１と、加速された電子ビーム１を収束してＸ線透過
窓５の裏側に設けられたターゲット金属２にあてＸ線４
を透過方向に発生させるターゲット部２２から構成され
ている。従来のＸ線管と異なるところは、ターゲット金
属２が形成されているＸ線透過窓５の形状、特にＸ線透
過方向の厚みが異なる。
【００１５】Ｘ線透過窓５は、通常、アルミニウム板の
厚み０．５ｍｍ程度のものが使われているが、波長の長
い軟Ｘ線成分が吸収されてしまい、波長の短い硬Ｘ線を
薄い試料に照射しても、試料透過能力が高すぎて、十分
な内部構造のコントラストを得ることが難しい。図２に
示すように、本軟Ｘ線発生装置のＸ線管に使われるＸ線
透過窓３の厚みＴは、アルミニウム当量で０．２ｍｍ以
下とする。アルミニウムよりＸ線透過性の良い金属材料
としてベリリウムＢｅがあるが、ベリリウムは室温では
硬くて脆く、圧延、伸延等の加工が難しい。そのうえ、
ベリリウムは酸素に対して親和力を有するので、加工は
水素気中、または真空中で高い温度で加工されるか、酸
でエッチングするか、Ｂｅ粉末に注意を払って研磨して
製作される。ベリリウム板は高価で、その加工は上記の
ように困難であるので、一般にはＸ線透過窓５としては
薄いアルミニウム板が用いられるが、ベリリウムＢｅを
窓材として用いてもよい。
厚み０．５ｍｍ程度のものが使われているが、波長の長
い軟Ｘ線成分が吸収されてしまい、波長の短い硬Ｘ線を
薄い試料に照射しても、試料透過能力が高すぎて、十分
な内部構造のコントラストを得ることが難しい。図２に
示すように、本軟Ｘ線発生装置のＸ線管に使われるＸ線
透過窓３の厚みＴは、アルミニウム当量で０．２ｍｍ以
下とする。アルミニウムよりＸ線透過性の良い金属材料
としてベリリウムＢｅがあるが、ベリリウムは室温では
硬くて脆く、圧延、伸延等の加工が難しい。そのうえ、
ベリリウムは酸素に対して親和力を有するので、加工は
水素気中、または真空中で高い温度で加工されるか、酸
でエッチングするか、Ｂｅ粉末に注意を払って研磨して
製作される。ベリリウム板は高価で、その加工は上記の
ように困難であるので、一般にはＸ線透過窓５としては
薄いアルミニウム板が用いられるが、ベリリウムＢｅを
窓材として用いてもよい。
【００１６】０．５ｍｍ厚のアルミニウム板を機械加工
で０．２ｍｍにまで薄くすることは出来ないので、アル
ミニウム板を薄くする方法を図３の実施例により説明す
る。まず、Ｔ＝０．５ｍｍ程度厚さのアルミニウム板の
中央にＸ線発生用のターゲット金属２を成膜する。次
に、薄い酸性の水溶液、例えばフッ酸の希釈水溶液か、
市販のアルミエッチング液（リン酸、硝酸、酢酸、水の
混合液）を準備する。そして、Ｘ線管焦点になる透過部
付近のターゲット金属２の反対側の成膜されていない部
分を残して、それ以外の部分を耐酸性のマスキング用膜
でコーティングする。そして、上記のフッ酸の希釈水溶
液中に浸す。その厚さが０．２ｍｍ以下になるまでエッ
チングする。
で０．２ｍｍにまで薄くすることは出来ないので、アル
ミニウム板を薄くする方法を図３の実施例により説明す
る。まず、Ｔ＝０．５ｍｍ程度厚さのアルミニウム板の
中央にＸ線発生用のターゲット金属２を成膜する。次
に、薄い酸性の水溶液、例えばフッ酸の希釈水溶液か、
市販のアルミエッチング液（リン酸、硝酸、酢酸、水の
混合液）を準備する。そして、Ｘ線管焦点になる透過部
付近のターゲット金属２の反対側の成膜されていない部
分を残して、それ以外の部分を耐酸性のマスキング用膜
でコーティングする。そして、上記のフッ酸の希釈水溶
液中に浸す。その厚さが０．２ｍｍ以下になるまでエッ
チングする。
【００１７】所定の時間（厚さ決定に付いては、水溶液
の酸の濃度と温度と材質により決定されるので前もって
テストにより、その時間を決めておく）経過後にアルミ
ニウム板を取り出し、水洗する。そして、マスキング用
のコーティング材を除去液を用いて取り除く。再度水洗
して乾燥する。すなわち、Ｘ線透過窓５にＸ線発生用の
ターゲット金属２を成膜した後Ｘ線管焦点になる透過部
付近を、酸等でエッチングして中央部を薄くして、Ｘ線
透過窓５を加工する。
の酸の濃度と温度と材質により決定されるので前もって
テストにより、その時間を決めておく）経過後にアルミ
ニウム板を取り出し、水洗する。そして、マスキング用
のコーティング材を除去液を用いて取り除く。再度水洗
して乾燥する。すなわち、Ｘ線透過窓５にＸ線発生用の
ターゲット金属２を成膜した後Ｘ線管焦点になる透過部
付近を、酸等でエッチングして中央部を薄くして、Ｘ線
透過窓５を加工する。
【００１８】また、最初に、厚さ０．２ｍｍのアルミニ
ウム板の中央部表面にＸ線発生用のターゲット金属２を
成膜する。そして、Ｘ線管のＸ線の透過窓として真空と
大気との圧力差に耐えるように、ステンレス等の材料で
できた厚さｄの補強板７を、周辺部に接着材６で接着
し、補強して用いる図４に示すような構成法も実現可能
である。
ウム板の中央部表面にＸ線発生用のターゲット金属２を
成膜する。そして、Ｘ線管のＸ線の透過窓として真空と
大気との圧力差に耐えるように、ステンレス等の材料で
できた厚さｄの補強板７を、周辺部に接着材６で接着
し、補強して用いる図４に示すような構成法も実現可能
である。
【００１９】また、拡大撮影を行なうために、超近接撮
影を行なう時、ターゲット金属２が形成されているＸ線
透過窓５の厚さによる中央部と周辺部のＸ線強度差は、
Ｘ線透過窓５の厚みＴにより次ぎのように変化する。こ
こで、Ｘ線管焦点から被写体までの距離を１ｍｍ、Ｘ線
管焦点から検出器までの距離を２０ｍｍ、検出器のサイ
ズを４０×４０ｍｍ（２０４８×２０４８画素、画素サ
イズ２０μｍ）、Ｘ線エネルギーを１０ｋｅＶ（単色）
とすると、Ａｌ製のＸ線透過窓の厚みＴ＝１．０ｍｍの
時、４５°方向（Ｘ線管焦点から検出器までの距離２０
ｍｍに対し、検出器のサイズ４０×４０ｍｍである）の
周辺部透過厚さは１．４１ｍｍとなり、その時の中心部
及び周辺部の透過率は０％となる。厚みＴ＝０．５０ｍ
ｍの時、４５°方向の周辺部透過厚さは０．７１ｍｍと
なり、その透過率は中心部で３．６％、周辺部で０．９
％となる。
影を行なう時、ターゲット金属２が形成されているＸ線
透過窓５の厚さによる中央部と周辺部のＸ線強度差は、
Ｘ線透過窓５の厚みＴにより次ぎのように変化する。こ
こで、Ｘ線管焦点から被写体までの距離を１ｍｍ、Ｘ線
管焦点から検出器までの距離を２０ｍｍ、検出器のサイ
ズを４０×４０ｍｍ（２０４８×２０４８画素、画素サ
イズ２０μｍ）、Ｘ線エネルギーを１０ｋｅＶ（単色）
とすると、Ａｌ製のＸ線透過窓の厚みＴ＝１．０ｍｍの
時、４５°方向（Ｘ線管焦点から検出器までの距離２０
ｍｍに対し、検出器のサイズ４０×４０ｍｍである）の
周辺部透過厚さは１．４１ｍｍとなり、その時の中心部
及び周辺部の透過率は０％となる。厚みＴ＝０．５０ｍ
ｍの時、４５°方向の周辺部透過厚さは０．７１ｍｍと
なり、その透過率は中心部で３．６％、周辺部で０．９
％となる。
【００２０】また、厚みＴ＝０．１０ｍｍの時、４５°
方向の周辺部透過厚さは０．１４ｍｍとなり、その透過
率は中心部で５１．４％、周辺部で３９．０％となる。
また厚みＴ＝０．０５ｍｍの時、４５°方向の周辺部透
過厚さは０．０７ｍｍとなり、その透過率は中心部で７
２．０％、周辺部で６２．０％となる。このデータから
分かるように、Ｘ線透過窓５のＡｌ板厚が０．５ｍｍの
時、周辺部／中心部透過率＝０．９／３．６＝０．２５
となり、４倍のＸ線強度の差になるが、Ｘ線透過窓５の
Ａｌ板厚が０．１ｍｍの時、周辺部／中心部透過率＝３
９／５１＝０．７６となり、２４％のＸ線強度差ですむ
ことになり、薄いＸ線透過窓５は、密着拡大撮影の時、
特に有効になる。
方向の周辺部透過厚さは０．１４ｍｍとなり、その透過
率は中心部で５１．４％、周辺部で３９．０％となる。
また厚みＴ＝０．０５ｍｍの時、４５°方向の周辺部透
過厚さは０．０７ｍｍとなり、その透過率は中心部で７
２．０％、周辺部で６２．０％となる。このデータから
分かるように、Ｘ線透過窓５のＡｌ板厚が０．５ｍｍの
時、周辺部／中心部透過率＝０．９／３．６＝０．２５
となり、４倍のＸ線強度の差になるが、Ｘ線透過窓５の
Ａｌ板厚が０．１ｍｍの時、周辺部／中心部透過率＝３
９／５１＝０．７６となり、２４％のＸ線強度差ですむ
ことになり、薄いＸ線透過窓５は、密着拡大撮影の時、
特に有効になる。
【００２１】さらに、背面照射型Ｘ線検出器１３は、一
般の民生用カメラなどに使用しているタイプのＣＣＤと
は構造的に異なり、通常のＣＣＤでは光の入射面が電荷
転送用の透明電極で覆われているため、紫外光がカット
されるだけでなく、量子効率も低下してしまうのに対し
て、背面照射ＣＣＤでは、部分的にあるいは完全に電極
を光の入射面より取り去ることにより、紫外感度や高い
量子効率を得ている。背面照射ＣＣＤは、ＣＣＤのシリ
コン基盤を１５μｍまで削り込み、ＣＣＤに背面から光
を入射させることによって、光の吸収してしまう部分が
なく、可視領域で最大８６％の高い量子効率を得てお
り、Ｘ線領域においても高い量子効率を有する高感度の
Ｘ線検出器である。この高感度の背面照射型Ｘ線検出器
１３と薄いＸ線透過窓５を有するＸ線管とを組み合わせ
た軟Ｘ線発生装置を使用すれば、厚さの薄い試料やＸ線
吸収が少ない試料の透視撮影、および、微小試料の超近
接撮影も行なうことができ、コントラストの良い鮮明な
Ｘ線画像を得ることが出来る。
般の民生用カメラなどに使用しているタイプのＣＣＤと
は構造的に異なり、通常のＣＣＤでは光の入射面が電荷
転送用の透明電極で覆われているため、紫外光がカット
されるだけでなく、量子効率も低下してしまうのに対し
て、背面照射ＣＣＤでは、部分的にあるいは完全に電極
を光の入射面より取り去ることにより、紫外感度や高い
量子効率を得ている。背面照射ＣＣＤは、ＣＣＤのシリ
コン基盤を１５μｍまで削り込み、ＣＣＤに背面から光
を入射させることによって、光の吸収してしまう部分が
なく、可視領域で最大８６％の高い量子効率を得てお
り、Ｘ線領域においても高い量子効率を有する高感度の
Ｘ線検出器である。この高感度の背面照射型Ｘ線検出器
１３と薄いＸ線透過窓５を有するＸ線管とを組み合わせ
た軟Ｘ線発生装置を使用すれば、厚さの薄い試料やＸ線
吸収が少ない試料の透視撮影、および、微小試料の超近
接撮影も行なうことができ、コントラストの良い鮮明な
Ｘ線画像を得ることが出来る。
【００２２】
【発明の効果】本発明の軟Ｘ線発生装置及びＸ線検査装
置は上記のように構成されており、Ｘ線透過窓材にター
ゲット金属を成膜後、エッチングによって薄く加工した
り、薄いＸ線透過窓材にターゲット金属を成膜した後、
補強板を周辺に接着して補強した構造にして、Ｘ線透過
窓材の厚みをＡｌ当量０．２ｍｍ以下に形成したＸ線管
と、感度の高い背面照射型Ｘ線検出器（背面照射型ＣＣ
Ｄ）とを組み合わせて、Ｘ線透視撮影を行なうので、Ｘ
線透過窓での軟Ｘ線吸収が少なく、厚さの薄い試料、Ｘ
線吸収が少ない試料、拡大して超近接撮影を行なう微小
試料について、コントラストのあるＸ線画像を得ること
ができる。
置は上記のように構成されており、Ｘ線透過窓材にター
ゲット金属を成膜後、エッチングによって薄く加工した
り、薄いＸ線透過窓材にターゲット金属を成膜した後、
補強板を周辺に接着して補強した構造にして、Ｘ線透過
窓材の厚みをＡｌ当量０．２ｍｍ以下に形成したＸ線管
と、感度の高い背面照射型Ｘ線検出器（背面照射型ＣＣ
Ｄ）とを組み合わせて、Ｘ線透視撮影を行なうので、Ｘ
線透過窓での軟Ｘ線吸収が少なく、厚さの薄い試料、Ｘ
線吸収が少ない試料、拡大して超近接撮影を行なう微小
試料について、コントラストのあるＸ線画像を得ること
ができる。
【図１】 本発明のＸ線検査装置の一実施例を示す図で
ある。
ある。
【図２】 本発明の軟Ｘ線発生装置のＸ線透過窓の一実
施例を示す図である。
施例を示す図である。
【図３】 本発明の軟Ｘ線発生装置のＸ線透過窓の他の
一実施例を示す図である。
一実施例を示す図である。
【図４】 本発明の軟Ｘ線発生装置のＸ線透過窓の他の
一実施例を示す図である。
一実施例を示す図である。
【図５】 従来のＸ線検査装置を示す図である。
【図６】 従来の軟Ｘ線発生装置のＸ線透過窓を示す図
である。
である。
【符号の説明】 １…電子ビーム ２…ターゲット金属 ３…Ｘ線透過窓 ４…Ｘ線 ５…Ｘ線透過窓 ６…接着材 ７…補強材 ８…電子レンズ ９…ウエネルト １０…フィラメント １１…真空チャンバ １２…試料 １３…背面照射型Ｘ線検出器 １４…ターゲットホルダ １５…Ｘ線検出器 １６…Ｘ線透過窓 １７…高圧ケーブル挿込み口 １８…高電圧レセプタクル １９…アノード ２０…カソード部 ２１…アノード部 ２２…ターゲット部 ２３…ポールピースＴＯＰ ２５…レンズホルダ ２６…パイプ ２７…ポールピース
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｈ０１Ｊ 35/18 Ｈ０１Ｊ 35/18 Ｈ０５Ｇ 1/00 Ｈ０５Ｇ 1/02 Ｚ 1/02 1/00 Ｇ (72)発明者 西本 尚弘 京都市中京区西ノ京桑原町１番地 株式会 社島津製作所内 (72)発明者 大久保 邦彦 京都市中京区西ノ京桑原町１番地 株式会 社島津製作所内 Ｆターム(参考） 2G001 AA01 AA09 AA20 BA11 CA01 DA01 DA02 DA09 SA10 SA30 4C092 AA01 AB04 AC08 BD05 BD12 BD20 DD06
Claims (5)
- 【請求項１】陰極フィラメントから放出された電子を加
速収束させて陽極ターゲットに衝突させ、透過方向にＸ
線を発生させるＸ線発生装置において、軟Ｘ線（１〜１
０ｋｅＶ）に対する透過率が同条件下で０．２ｍｍ厚の
Ａｌを窓材とした場合の透過率以上となるよう前記陽極
ターゲット金属を成膜したＸ線透過窓材の厚みを設定し
たことを特徴とする軟Ｘ線発生装置。 - 【請求項２】前記Ｘ線透過窓材をＡｌとしその厚みを
０．２ｍｍ以下に形成したことを特徴とする請求項１記
載の軟Ｘ線発生装置。 - 【請求項３】陰極フィラメントから放出された電子を加
速収束させて陽極ターゲットに衝突させ、透過方向にＸ
線を発生させるＸ線発生装置において、前記陽極ターゲ
ット金属を成膜した後、エッチングによって薄く加工さ
れたＸ線透過窓材を備えることを特徴とする軟Ｘ線発生
装置。 - 【請求項４】陰極フィラメントから放出された電子を加
速収束させて陽極ターゲットに衝突させ、透過方向にＸ
線を発生させるＸ線発生装置において、前記陽極ターゲ
ット金属が成膜された薄いＸ線透過窓材を、補強板に接
着した構造を備えることを特徴とする軟Ｘ線発生装置。 - 【請求項５】請求項１〜４のいずれかの軟Ｘ線発生装置
と背面照射型Ｘ線検出器とを有することを特徴とするＸ
線検査装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000120664A JP2001307669A (ja) | 2000-04-21 | 2000-04-21 | 軟ｘ線発生装置及びｘ線検査装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000120664A JP2001307669A (ja) | 2000-04-21 | 2000-04-21 | 軟ｘ線発生装置及びｘ線検査装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001307669A true JP2001307669A (ja) | 2001-11-02 |
Family
ID=18631432
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000120664A Pending JP2001307669A (ja) | 2000-04-21 | 2000-04-21 | 軟ｘ線発生装置及びｘ線検査装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2001307669A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009031167A (ja) * | 2007-07-28 | 2009-02-12 | Sii Nanotechnology Inc | Ｘ線管及びｘ線分析装置 |
| JP2009210371A (ja) * | 2008-03-04 | 2009-09-17 | Tohken Co Ltd | 低加速電圧ｘ線顕微装置 |
| KR101096338B1 (ko) * | 2003-09-16 | 2011-12-20 | 하마마츠 포토닉스 가부시키가이샤 | Ⅹ선관 |
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-
2000
- 2000-04-21 JP JP2000120664A patent/JP2001307669A/ja active Pending
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| A521 | Written amendment |
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