JP2016223831A - Ｘ線装置および構造物の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】Ｘ線を用いて被測定物を測定する際の測定不良を抑制する。
【解決手段】Ｘ線装置１は、電子線をターゲット１０２上で移動させてＸ線を被測定物に向けて出射させる移動部と、ターゲットと被測定物との間に設けられ、ターゲットから出射したＸ線を被測定物へ集光する集光部材１１と、を備える。集光部材の集光能力により決まる画像上で解像できる距離に応じて、ターゲット上での電子線の移動量を決定し、Ｘ線を被測定物に向けて走査してＸ線の透過画像を得る。
【選択図】図１

Description

本発明は、Ｘ線装置および構造物の製造方法に関する。

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、物体にＸ線を照射して、その物体を通過するＸ線を検出するＸ線装置が知られている。このＸ線装置は、Ｘ線を照射するＸ線源を有し、物体を通過するＸ線を検出して内部を観察可能としたものである（特許文献１参照）。これにより物体の内部の情報を取得する。

米国特許出願公開２０１０／００９８２０９号公報

しかしながら、被測定物に照射されるＸ線の位置を変更する必要がある。その場合に、測定不良が発生する可能性がある。

請求項１に記載のＸ線装置は、電子線をターゲット上で移動させてＸ線を被測定物に向けて出射させる移動部と、ターゲットと被測定物との間に設けられ、ターゲットから出射したＸ線を被測定物へ集光する集光部材と、を備える。
請求項１５に記載のＸ線装置は、載置面上に載置された被測定物へ向けてＸ線を照射するＸ線源と、被測定物を透過したＸ線を検出する検出器と、Ｘ線源と検出器との間に設けられ、Ｘ線のうちの一部を通過させる開口を有する遮光部材と、遮光部材と被測定物との間における載置面に沿った位置関係を相対的に変更させる変更部とを備える。
請求項１６に記載の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成し、設計情報に基づいて構造物を作成し、作成された構造物の形状を、請求項１乃至１５の何れか一項に記載のＸ線装置を用いて計測して形状情報を取得し、取得された形状情報と設計情報とを比較する。

本発明によれば、Ｘ線を走査させて被測定物を測定する際の測定不良を抑制できる。

第１の実施の形態による走査型Ｘ線顕微鏡の要部構成を模式的に示すブロック図である。 第１の実施の形態による走査型Ｘ線顕微鏡が有する集光部材の構造を説明する図である。 集光部材内におけるＸ線の軌跡を模式的に示す図である。 変形例（１）による走査型Ｘ線顕微鏡の要部構成を模式的に示す図である。 変形例（２）による走査型Ｘ線顕微鏡の要部構成を模式的に示す図である。 第２の実施の形態による走査型Ｘ線顕微鏡の要部構成を模式的に示すブロック図である。 第３の実施の形態による構造物製造システムの構成を示すブロック図である。 第３の実施の形態による構造物製造システムの動作を説明するフローチャートである。

−第１の実施の形態−
図面を参照しながら、第１の実施の形態によるＸ線装置について説明する。本実施の形態においては、Ｘ線装置は、得られる透過像を拡大して検出することが可能である。本実施形態においては、拡大して検出可能であることから、Ｘ線顕微鏡と呼ぶ。また、被測定物のＸ線の照射位置を移動することができることから、走査型のＸ線顕微鏡と呼ぶ。本実施形態において、被測定物は、電子基板、回路基板などの工業用製品に使用される。例えば、電気基板において、半田接続される部分においてその半田の接触の良否を、得られる透過Ｘ線像から判断するために用いられる。また、本実施形態において、被測定物は、工業用製品に限られず、植物や生物などでも構わない。
図１は、第１の実施の形態の走査型Ｘ線顕微鏡１の要部構成を模式的に示すブロック図である。走査型Ｘ線顕微鏡１は、Ｘ線源１０と、集光部材１１と、Ｘ線検出器１２と、ステージ１３と、制御装置１４と、支持部材１５と、チャンバ部材Ｃとを備える。Ｘ線源１０は、制御装置１４による制御に応じて、ステージ１３上に載置された被測定物Ｓへ向けてＸ線を出射する。Ｘ線源１０は、例えば最大エネルギー約５ｋｅＶ〜約１０ｋｅＶのＸ線を出射することができる。
なお、Ｘ線源１０が出射するＸ線の範囲はこれに限られず、Ｘ線源１０は、例えば約５０ｅＶの超軟Ｘ線、約０．１〜２ｋｅＶの軟Ｘ線、約２〜２０ｋｅＶのＸ線および約２０〜１００ｋｅＶの硬Ｘ線の少なくとも１つを放射することができる。また、更に、Ｘ線源１０は、例えば１〜１０ＭｅＶのＸ線を放射しても構わない。

Ｘ線源１０は、フィラメント１０１と、ターゲット１０２と、走査部１０３と、収束部１０４とを有する。フィラメント１０１は、負のバイアス電圧が印加された状態で、電流を流すことによって加熱され、先鋭化された先端から電子線（熱電子）をターゲット１０２に向けて放出する。すなわち、フィラメント１０１は、電子線を発生させるための電子線発生部として機能する。ターゲット１０２は、たとえばタングステンを含み、フィラメント１０１から放出された電子線の衝突または電子線の進行の変化によりＸ線を発生する。

走査部１０３は、フィラメント１０１とターゲット１０２との間に設けられ、フィラメント１０１から放出された電子線をターゲット１０２上で走査させるための偏向コイル（走査コイル）である。走査部１０３は、後述する制御装置１４によって供給される電力が調整されて、ターゲット１０２上にて衝突する電子線の位置を２次元方向に移動（走査）させる移動部として機能する。すなわち、図１においては、ターゲット１０２は、ＸＹ平面と平行な面で電子が入射する入射面とＺ軸方向に一定の距離だけ離れ、かつ、ＸＹ平面と平行な面でＸ線が射出する射出面を含む。ターゲット１０２は平面板である。また、ターゲット１０２の平面板の外形は矩形である。入射面からターゲット１０２の内部に入射する電子線と、ターゲット１０２の金属との作用により、ターゲット１０２内でＸ線が発生する。ターゲット１０２内で発生するＸ線は、ターゲット１０２内を通過して、ターゲット１０２の射出面からＸ線が射出される。なお、ターゲット１０２の外形は矩形に限らず、例えば、円形でも構わない。

走査部１０３に供給される電力に応じて電子線がターゲット１０２上に衝突する位置と移動量とが変化する。すなわち、走査部１０３に供給される電力により、電子線がターゲットの入射面で集光する位置が変化する。なお、Ｚ軸方向に沿った電子線の集光する位置は、ターゲット１０２の入射面でも構わないし、ターゲット１０２の入射面と射出面との間のターゲット１０２の内部であっても構わない。また、電子線の集光位置はターゲット１０２の入射面およびターゲット１０２の内部とは異なる位置でも構わない。電子線がターゲット１０２上で走査される領域を走査領域と呼ぶ。ターゲット１０２上で走査部１０３により電子線の集光領域が移動される移動領域を走査領域と呼ぶ。走査領域はターゲット１０２の全領域であっても良いし、一部の領域であっても良い。収束部１０４は、走査部１０３とターゲット１０２との間に設けられ、走査部１０３を通過した電子線を収束させてターゲット１０２へ導く。走査部１０３によってターゲット１０２上で衝突する電子線の位置が走査領域内で移動されることに伴い、ターゲット１０２の内部でＸ線が発生する位置も移動する。すなわち、ターゲット１０２に衝突する電子線の位置に応じて、ターゲット１０２から発生するＸ線の照射位置が決まる。また、ターゲット１０２から発生するＸ線の照射位置は、ターゲット１０２上で衝突する電子線の位置に応じて決まる。本実施の形態においては、図１において、電子線が照射する方向とＸ線が射出する方向とは、Ｚ軸方向において一致する。例えば、ターゲット１０２上に衝突する電子線の中心軸と、射出するＸ線の中心軸とが一致する。ターゲット１０２から出射するＸ線の位置（出射点）が走査領域内で走査される。出射点が走査されることにより、被測定物Ｓ上に照射されるＸ線の位置は、上記の走査領域に応じた領域内で２次元方向に走査される。なお、本明細書では、ターゲット１０２上における走査領域の中心を出射点とするＸ線の中心軸を光軸Ｚ２と呼ぶ。
なお、ターゲット１０２の形状は平面板に限られず、図１においてＸＹ平面の位置によらずＺ軸方向の距離を変えても構わない。また、ターゲット１０２の外形は矩形であるが、矩形に限らず、例えば円形でも構わない。

集光部材１１は、Ｘ線源１０とステージ１３上の被測定物Ｓとの間に設けられ、Ｘ線源１０から出射されたＸ線のうち少なくとも一部のＸ線を反射して、ステージ１３上に載置された被測定物ＳへＸ線を集光する。即ち、ターゲット１０２上のある射出点からのＸ線は被測定物Ｓ上の微小な範囲に集光し、被測定物Ｓを透過して後述するＸ線検出器１２に入射する。集光部材１１は、詳細を後述するように、回転対称軸Ｚ１を軸とする回転対称部材１１１により構成される（図２参照）。集光部材１１は、回転対称部材１１１の回転対称軸Ｚ１が、走査領域の中心から出射されたＸ線の光軸Ｚ２と一致するようにＸ線源１０との位置関係が決定され、支持部材１５によってＸ線源１０に支持される。

支持部材１５は、Ｘ線源１０のボディに取り付けられ、ステージ１３側の端部の近傍で集光部材１１を支持する。支持部材１５は、光軸Ｚ２と直交する面上で集光部材１１の位置を２次元的に微調整するための、例えば調整ネジ等の調整機構（不図示）を介して集光部材１１を支持する。この調整機構を用いて、Ｘ線の光軸Ｚ２に回転対称部材１１１の回転対称軸Ｚ１を一致させるように集光部材１１の位置が調整される。

チャンバ部材Ｃは、Ｘ線源１０から発生するＸ線が外部空間に漏洩しないように囲まれた第１空間を形成している。これにより、第１空間内で発生するＸ線が、チャンバＣの外部に漏れないように遮蔽している。チャンバ部材Ｃは、例えば、鉛で形成されている。チャンバ部材Ｃは、ベース部材Ｂを介して、支持面Ｄと接触している。支持面Ｄは、例えば、接地する工場の床面である。なお、本実施の形態では、ベース部材Ｂを介してチャンバ部材Ｃを支持している。勿論、ベース部材Ｂを用いずに、チャンバ部材Ｃと支持面Ｄとが接触して、チャンバ部材Ｃが支持されても構わない。
なお、本実施の形態においては、支持部材１５は、Ｘ線源１０のボディに取り付けられているが、取り付け位置はこれに限られない。Ｘ線源１０と集光部材１１とが独立してチャンバ部材Ｃに接続されても構わない。また、例えば、図１において、ＸＹ平面に仕切り部材を設け、さらにその仕切り部材をチャンバ部材Ｃと接続させ、その仕切り部材により集光部材１１を支持しても構わない。即ち、Ｘ線源１０と集光部材１１とは別々に支持されていても構わない。勿論、集光部材１１が後述するステージ１３に取り付けられても構わない。

なお、本実施の形態においては、図１では、Ｚ軸方向の支持面Ｄと交差する方向（図１においては９０°）にＸ線源１０と集光部材１１とステージ１３とＸ線検出器１４とが並んで配置されているが、その順序は図１に示すものに限られない。Ｘ線源１０を−Ｚ方向に配置し、ステージ１０３に照射したＸ線を＋Ｚ方向に配置されるＸ線検出器１２で検出しても構わない。さらに、支持面Ｄに沿う方向でＸ線源１０と集光部材１１とステージ１０３とＸ線検出器１２とを配置しても構わない。また、その一部の配置方向を変えても構わない。例えば、Ｚ軸方向に沿って、Ｘ線源１０と集光部材１１とステージ１３とを配置し、Ｘ線検出器１２に入射するＸ線を折り返すミラーを配置し、Ｘ線検出器１２の配置を照射されるＸ線の光束の中心とＸ軸方向に離れた位置にＸ線検出器１２を配置しても構わない。

Ｘ線検出器１２は、Ｘ線源１０から出射され集光部材１１によって集光されたＸ線が、被測定物Ｓおよび／またはステージ１３を透過した後の透過Ｘ線を検出する。Ｘ線検出器１２は、公知のシンチレーション物質を含むシンチレータ部と、光電子増倍管と、受光部等とによって構成される。Ｘ線検出器１２は、シンチレータ部の入射面１２１に入射したＸ線のエネルギーを可視光や紫外光等の光エネルギーに変換して光電子増倍管で増幅し、当該増幅された光エネルギーを上記の受光部で電気エネルギーに変換し、電気信号として制御装置１４へ出力する。Ｘ線検出器１２は、シンチレータ部と光電子増倍管と受光部とからなる１個の画素により構成される。
なお、Ｘ線検出器１２は、入射するＸ線のエネルギーを光エネルギーに変換することなく電気エネルギーに変換し、電気信号として出力してもよい。また、Ｘ線検出器１２は、シンチレータ部と光電子増倍管と受光部とがそれぞれ複数の画素として分割された構造を有し、それらの画素が次元的に配列されたものであっても良い。この場合、走査領域を走査された出射点のそれぞれから出射したＸ線は、Ｘ線源１０から出射され、被測定物Ｓの微小な範囲を通過したＸ線の強度を複数の画素の何れかにて検出することができる。また、Ｘ線検出器１２は、ラインセンサによって構成されても良い。また、Ｘ線検出器１２として、光電子増倍管を設けずに、シンチレータ部が受光部（光電変換部）の上に直接形成された構造であってもよい。

制御装置１４は、マイクロプロセッサやその周辺回路等を有しており、不図示の記憶媒体（たとえばフラッシュメモリ等）に予め記憶されている制御プログラムを読み込んで実行することにより、走査型Ｘ線顕微鏡１の各部を制御する。制御装置１４は、Ｘ線制御部１４１と、画像生成部１４２とを備える。Ｘ線制御部１４１は、Ｘ線源１０の動作を制御する。Ｘ線制御部１４１は、Ｘ線源１０のフィラメント１０１から電子線を出射させるために供給する電力や、走査部１０３に供給する電流を調節する。画像生成部１４２は、Ｘ線検出器１２から出力された電気信号を用いて、出射点に応じて異なる被測定物Ｓ上の微小な領域を透過した透過Ｘ線に対応する投影データをマッピングして、被測定物Ｓの全体の投影データを生成し、逆投影データに基づいて被測定物Ｓの再構成画像を生成しモニタ（不図示）に表示する。被測定物Ｓの再構成画像においては、Ｘ線が被測定物Ｓを透過した微小な領域の大きさによってその分解能が決まる。即ち、微小な領域の大きさが小さくなる程、再構成画像の分解能が高くなる。また、Ｘ線が被測定物Ｓを透過した微小な領域の間隔、即ちＸ線が被測定物Ｓを走査する際の移動量が小さい程、マッピングされる投影データの個数が増加し、再構成画像の倍率を高くさせることができる。本構成により、例えば最大で１０００倍程度の倍率を得ることができる。

次に、図２を参照しながら、集光部材１１について詳細に説明する。図２は、集光部材１１の断面を模式的に示す図であり、図２（ａ）は光軸Ｚ２を含み、ＸＺ平面に平行な平面における集光部材１１の断面図であり、図２（ｂ）は図２（ａ）の面Ｐ１、すなわち光軸Ｚ２に直交するＸＹ平面に平行な面における集光部材１１の断面図である。集光部材１１は、回転対称軸Ｚ１を軸とする複数の筒状の回転対称部材１１１と、連結部１１２とを有する。回転対称部材１１１として、たとえば内壁面が回転双曲面１１１１と回転楕円面１１１２との２つの面を組み合わせたウォルターミラーが用いられる。ウォルターミラーは、Ｘ線源１０からのＸ線を反射させて被測定物Ｓ上にて結像集光させる。図２に示すように、回転対称部材１１１は、回転楕円面１１１２がＸ線源１０側に配置され、回転双曲面１１１１が被測定物Ｓ側になるように配置され、Ｘ線源１０のＸ線の発光位置が回転楕円面１１１２の焦点位置になるように調整される。Ｘ線源１０のＸ線の発光位置から射出されるＸ線の斜入射成分は、回転楕円面１１１２および回転双曲面１１１１で反射して、回転双曲面１１１１で集光され、被測定物Ｓに結像集光する。なお、回転双曲面１１１１と回転楕円面１１１２とでＸ線の入射方向を逆にして、回転双曲面１１１１にＸ線を入射し、回転楕円面１１１２で反射し、結像集光させても構わない。なお、本実施の形態においては、１０倍に拡大した画像を取得することが可能となるが、拡大する倍率は１０倍に限られず、１倍でも構わないし、１倍よりも大きくても構わない。例えば、倍率の異なる複数の集光部材を用意し、それを変更可能に保持し、適宜切り替えることができるようにしても構わない。

回転対称部材１１１の内壁面にてＸ線の斜入射成分を反射させるため、回転対称部材１１１の内壁面は、例えば金や、モリブデンや、タングステン等のＸ線を反射させる物質を材料とした金属膜で構成する。なお、回転対称部材１１１は、強度を確保するため、例えば樹脂等を材料とした筒状の構造体の内壁面に上記の金属膜をコーティングして反射面を形成しても良い。

本実施の形態の集光部材１１では、回転対称軸Ｚ１を共有し、内径の異なる複数の回転対称部材１１１が同心状に構成される。図２においては、内径が異なる４個の回転対称部材１１１ａ〜１１１ｄによって集光部材１１が構成された例を示す。回転対称部材１１１ａ、１１１ｂ、１１１ｃ、１１１ｄの回転対称軸Ｚ１と直交する面Ｐ１における内径はそれぞれＤ１、Ｄ２、Ｄ３、Ｄ４（Ｄ１＜Ｄ２＜Ｄ３＜Ｄ４）である。ただし、各回転対称部材１１１ａ、１１１ｂ、１１１ｃ、１１１ｄの出射端側における回転対称軸Ｚ１と直交する面Ｐ２における内径は面Ｐ１における内径よりも小さい。また、各回転対称部材１１１ａ、１１１ｂ、１１１ｃ、１１１ｄの入射端側における回転対称軸Ｚ１と直交する面Ｐ３における内径は面Ｐ１における内径よりも大きい。回転対称部材１１１ａの内径と回転対称部材１１１ｂの内径との差ｄ１と、回転対称部材１１１ｂの内径と回転対称部材１１１ｃの内径との差ｄ２と、回転対称部材１１１ｃの内径と回転対称部材１１１ｄの内径との差ｄ３とは、ｄ１＜ｄ２＜ｄ３の関係を満たすように回転対称部材１１１ａ〜１１１ｄが配置される。即ち、集光部材１１では、回転対称軸Ｚ１と直交する面Ｐ１において、回転対称軸Ｚ１から離れる程、隣り合う回転対称部材１１１の間隔が大きくなる。なお、回転対称部材１１１の出射端側および入射端側における回転対称軸Ｚ１と直交する面Ｐ２およびＰ３についても、回転対称軸Ｚ１から離れる程、隣り合う回転対称部材１１１の間隔が大きくなる。

連結部１１２は、隣り合う回転対称部材１１１同士を連結して、上述した各回転対称部１１１間の位置関係を保持するとともに、集光部材１１の強度を確保する。連結部１１２は、各回転対称部材１１１ａ、１１１ｂ、１１１ｃおよび１１１ｄに、例えば接着剤や固定用の金具等を用いて固定される。図２には、連結部１１２ａと、連結部１１２ｂとが設けられた例を示している。図２に示す例では、連結部１１２ａは回転対称軸Ｚ１を通って回転対称部材１１１を貫通し、連結部１１２ｂは、回転対称軸Ｚ１と直交する面において連結部１１２ａと所定の角度を有し、回転対称軸Ｚ１を通って回転対称部材１１１を貫通している。なお、回転対称軸Ｚ１に直交する面において、２個の連結部１１２ａ、１１２ｂが設けられるものに限定されず、回転対称部材１１１を製造する際の物質の特性に基づいて、形状が崩れないような強度を得るために必要となる個数の連結部１１２が設けられれば良い。また、図２においては、回転対称部材１１１の長手方向に沿って連結部１１２ａおよび１１２ｂがそれぞれ１個ずつ設けられる例を示しているが、これに限定されない。回転対称部材１１１の長手方向においても、回転対称部材１１１を製造する際の物質の特性に基づいて、形状が崩れないような強度を得るために必要となる個数の連結部１１２が設けられれば良い。連結部１１２は、Ｘ線を遮ることから、Ｘ線が透過する面積が小さくなるように構成することが好ましい。また、連結部１１２は、集光部材１１内を進行するＸ線の強度を減衰させないように、Ｘ線の吸収率の低い物質を用いて製造される。連結部１１２に用いられるＸ線の吸収率の低い物質は、用いられる反射面の所定重量当たりの吸収率よりも低くするのが望ましい。また、Ｘ線の吸収率の低い物質は、ＡＵ１９６、Ｍｏ９５、Ｗ１８３をそれぞれ用いる場合には、それぞれに対して原子量が小さいものが望ましい。また、高分子化合物であることが望ましい。例えば、アクリル酸エステルあるいはメタクリル酸エステルの重合体である、アクリル樹脂が望ましい。また、ベリリウムを用いても構わない。例えば、Ｍｏ９６よりも小さい、Ｃ１２を含む物質が望ましい。また、連結部１１２は回転対象部材１１１の一部を連結しても構わないし、複数ある回転対象部材１１１のそれぞれの間の空間を全て連結部で満たしても構わない。また、反射面は平坦でも構わないし凹凸があっても構わない。また、測定する試料の種類に基づいて、連結部材１１２の材料を選択しても構わない。

なお、集光部材１１を構成する回転対称部材１１１は４個に限定されず、２個、３個、または５個以上の回転対称部材１１１により構成されても良い。また、回転対称部材１１１が１個でも良い。この場合は、集光部材１１は連結部１１２を備えていなくて良い。
なお、本実施形態においては、回転双曲面１１１１と回転楕円面１１１２から構成される反射面を用いたが、これに限られない。回転楕円面１１１２のみで構成されている反射面が１種類のミラーでも構わない。例えば、回転楕円面１１１２のみを用い、その楕円面の焦点位置が２種類以上の形状の面で形成されていても構わない。ここで面の種類とは、例えば、その面を規定する関数の数で決まる。また、本実施形態においては、回転対称であり、回転対称軸Ｚ１を中心に円状に反射面が形成されているが、回転対称軸Ｚ１を中心に複数回の対称形状となる形状でも構わない。例えば、６回対称形状でも構わない。

図３は、上記の集光部材１１におけるＸ線の軌跡を模式的に示す図である。なお、図３においては、説明の理解を容易にするため、連結部１１２を省略している。図３では、Ｘ線源１０から出射したＸ線の軌跡６００、７００、８００、９００で示す。軌跡６００は、集光部材１１を構成する回転対称部材１１１のうち、最も内径が小さい回転対称部材１１１ａの内側に入射してから出射するＸ線を示す。軌跡７００、８００、９００は、回転対称部材１１１ａおよび１１１ｂの間の空間に入射してから出射するＸ線、回転対称部材１１１ｂおよび１１１ｃの間の空間に入射してから出射するＸ線、回転対称部材１１１ｃおよび１１１ｄの間の空間に入射してから出射するＸ線をそれぞれ示す。

軌跡６００ａ、７００ａ、８００ａ、９００ａは、それぞれ回転対称部材１１１ａ、１１１ｂ、１１１ｃ、１１１ｄへの入射角が最も大きい場合におけるＸ線の軌跡を示す。各軌跡６００ａ、７００ａ、８００ａ、９００ａで表されるＸ線は、それぞれ回転対称部材１１１ａ、１１１ｂ、１１１ｃ、１１１ｄの回転楕円面１１１２で１回目の反射をし、回転双曲面１１１１で２回目の反射をして、所定の位置に集光される。軌跡６００ｂ、７００ｂ、８００ｂ、９００ｂで表されるＸ線は、それぞれ回転対称部材１１１ａ、１１１ｂ、１１１ｃ、１１１ｄへの入射角が最も小さい場合におけるＸ線の軌跡を示す。各軌跡６００ｂ、７００ｂ、８００ｂ、９００ｂについても、それぞれ回転対称部材１１１ａ、１１１ｂ、１１１ｃ、１１１ｄの回転楕円面１１１２で１回目の反射をし、回転双曲面１１１１で２回目の反射をして、所定の位置に集光される。この場合に、Ｘ線の発光場所から射出するＸ線は、回転楕円面１１１２および回転双曲面１１１１で反射し、回転双曲面１１１１の焦点位置にＸ線が集光される。本実施形態では、Ｘ線の発光場所の移動に伴い、集光部材１１で集光する位置を移動させることができる。本実施形態においては、回転双曲面１１１１と回転楕円面１１１２とで構成されており、Ｘ線の発光点と回転楕円面１１１２における回転双曲面１１１１との端部までの距離を１０Ｘｍｍと設定すると、被測定物Ｓから回転双曲面１１１１における回転楕円面１１１２までの距離がＸｍｍと設定される。なお、単位はｍｍに限られず、例えばｃｍ、ｍでも構わない。また、本実施形態ではＸは３が入るが、３以外には１から９までの適当か数が代入される。勿論、小数点以下の数字が代入されても構わない。
集光部材１１は、回転対称軸Ｚ１を共通とする内径の異なる複数の回転対称部材１１１を備え、回転対称軸Ｚ１から離れる程、隣り合う回転対称部材１１１の間隔が大きくなるので、集光部材１１に入射するＸ線を取り込む立体角を大きくすることができる。

集光レンズ１１は、例えば以下のようにして作製される。
まず、樹脂により筒状部材を形成する。この筒状部材の外側面形状は回転双曲面１１１１と回転楕円面１１１２で構成されて、回転対称部材１１１ａの内側面形状に相当する形状となるように形成される。この筒状部材の外側面から、十分な長さを有する金属棒を、筒状の部材の軸と直交するように貫通させ固定する。次に、上記筒状部材の外側面に、上述した金や、モリブデンや、タングステン等のＸ線を反射させる材料により１層目の金属膜を形成する。次に、１層目の金属膜の外側面に、樹脂によりいて、その外側面形状が回転対称部材１１１ｂの内側面形状に相当する形状となるような筒状部材を形成する。この筒状の部材の外側面に２層目の金属膜を形成する。以下、同様にして、樹脂により筒状部材を形成し、その外側面に金属膜を形成することで、３層目および４層目の金属膜を形成する。次に、４層目の金属膜よりも外部に突出する金属棒を切断する。有機溶剤に浸漬することで樹脂を溶出させることにより樹脂の部分を除去する。このようにして、１層目〜４層目の金属膜がそれぞれ回転対称部材１１１ａ、１１１ｂ、１１１ｃ、１１１ｄを形成し、金属棒が連結部１１２を形成する上述した集光レンズ１１が作製される。なお、上記の作製方法は一例であり、上述した形状を有する集光レンズ１１を作製可能となるあらゆる方法を用いることができる。例えば、樹脂等の成形体に回転対称部材１１１ａ、１１１ｂ、１１１ｃ、１１１ｄに対応する形状の溝を加工し、その溝にＸ線を反射させる物質を真空プロセス等により形成し、その後、成形体を溶剤に浸漬するか、あるいは、加熱する等により除去しても良い。

走査型Ｘ線顕微鏡１の動作について説明する。
制御装置１４のＸ線制御部１４１は、Ｘ線源１０に電力を供給してフィラメント１０１から電子線を放出させ、走査部１０３および収束部１０４により電子線をターゲット１０２上の所定の位置に収束させ、ターゲット１０２に衝突させる。Ｘ線制御部１４１は、走査部１０３に供給する電力を制御することにより、電子線をターゲット１０２上の走査範囲内の所定の方向に所定の移動量にて走査させる。なお、上述したように、生成される被測定物Ｓの再構成画像の倍率は、Ｘ線が被測定物Ｓを走査する際の移動量、即ち電子線がターゲット１０２の走査範囲内を走査する際の移動量に依存する。従って、電子線の移動量は、例えばユーザが操作部（不図示）等を用いて設定した画像の倍率に基づいて、Ｘ線制御部１４１が電子線の移動量を算出し、算出した移動量に応じた電力を走査部１０３に供給する。

ターゲット１０２において電子線が衝突した位置（出射点）からＸ線が出射される。上記のように電子線がターゲット１０２上にて移動することに伴い、ターゲット１０２から出射されるＸ線も追従して移動する。なお、Ｘ線制御部１４１は、Ｘ線源１０を制御して、まず例えば５ｋｅＶでＸ線を出射させ、被測定物Ｓを透過しない場合に例えば１０ｋｅＶのＸ線に切り替えて出射させる。Ｘ線源１０から出射したＸ線は集光部材１１に入射し、集光部材１１において上記の図３を用いて説明したように進行または反射して、被測定物Ｓ上で集光する。Ｘ線は、Ｘ線源１０から走査されながら出射するので、被測定物Ｓ上で集光するＸ線は、出射点のターゲット１０２上での移動に伴って走査される。被測定物Ｓ上で走査されるＸ線は、各走査位置で被測定物Ｓを透過してＸ線検出器１４に入射する。Ｘ線検出器１４は、入射したＸ線の強度に応じた電気信号を出力する。画像生成部１４２は、上述したようにして、Ｘ線検出器１２から出力された電気信号を用いて、被測定物Ｓの全体の投影データを生成し、逆投影データに基づいて被測定物Ｓの再構成画像を生成する。

上述した第１の実施の形態によれば、次の作用効果が得られる。
（１）走査部１０３は電子線をターゲット１０２上で走査すなわち移動させることにより、Ｘ線を被測定物Ｓに向けて走査すなわち移動して出射させる。集光部材１１は、ターゲット１０２と被測定物Ｓとの間に設けられ、ターゲット１０２から出射したＸ線を被測定物Ｓへ集光する。従って、集光部材１１と被測定物Ｓとの相対位置を、Ｘ線源１０の内部のターゲット１０２に照射する電子線の照射位置を移動し、位置を変えることで、Ｘ線が被測定物Ｓに照射される位置を変えることができる。すなわち、本実施形態では被測定物ＳのＸ線の照射位置を変更したい場合には、Ｘ線源１０のターゲット１０２上の電子線の照射位置を変更することで達成することができる。また、電子線の照射位置を変更する場合には、例えば、Ｘ線源１０のターゲット１０２のＸ線の照射位置を固定し、Ｘ線源１０を移動させて被測定物Ｓの照射位置を移動させる場合に比べて、電気的に走査部１０３を制御し、被測定物ＳのＸ線の照射位置を変えるために、高速で移動することが可能となる。これにより、被測定物Ｓの測定時間を短縮することができる。また、本実施形態においては、被測定物Ｓの照射位置を微小量移動させるために被測定物Ｓのみを移動させる際に、被測定物Ｓを保持したステージ１３を微小量移動させる場合に対して、ターゲット１０２上での電子線の照射位置を微小量移動させるため、ステージ１３の微小量を移動させる駆動機構を設ける必要がない。また、被測定物Ｓを微小移動させる場合には、その移動に伴い、移動に伴う被測定物Ｓの振動の影響および、微小移動機構からの被測定物Ｓへの熱の伝導により、被測定物Ｓの姿勢、載置位置および被測定物Ｓの変質もしくは被測定物の変形などの被測定物の載置条件が変化してしまう可能性がある。本実施形態では、被測定物Ｓ上でのＸ線の照射位置の微小移動を、ターゲット１０２上での電子線の照射位置を微小移動させることで達成することが可能となる。また、本実施形態において、Ｘ線源１０と被測定物との間に集光部材１０を設けた。これにより、被測定物ＳとＸ線源１０とが離れて配置されたために、Ｘ線源１０から発生する熱の被測定物Ｓへの伝導を抑制することができる。被測定物Ｓへの熱の伝導は、結果として、例えば、被測定物Ｓにタンパク質が含まれる場合には、タンパク質の変質が引き起こされる。また、被測定物Ｓへの熱の伝導は、結果として、例えば、被測定物Ｓに金属など熱により収縮する物質が含まれる場合には、その物質が収縮する。これにより、被測定物Ｓの測定不良を引き起こす可能性がある。
本実施の形態において、得られる画像は集光部材１１の集光能力によっても決まる。例えば、集光部材１１の集光能力により、得られる画像における２点を分離して解像できる能力が決まる。集光能力は、例えば、集光部材１１に入射するＸ線の波長や、集光部材１１の開口数によって決まる。そこで、本実施の形態においては、解像できる距離に応じて、Ｘ線源１０におけるターゲット１０２上での電子線の移動量を決定しても構わない。すなわち、解像できる距離よりも電子線を短い距離の間隔で所定時間の間で移動させ、画像を取得しても、解像できる距離以上にＸ線の画像を取得することが難しい。したがって、少なくとも、解像できる距離に相当する電子線の移動量を決め、決定された移動量で移動させることが望ましい。勿論、Ｘ線源１０におけるターゲット１０２上での電子線の位置を移動させるときの可能な移動の間隔の距離に応じて、集光部材１１を選択しても構わない。
また、本実施の形態において、Ｘ線が被測定物Ｓに照射される位置を変更するために、集光部材１１もしくは被測定物Ｓを移動させるための駆動機構を用いていない。駆動機構を用いる場合には、その駆動機構の精度に依存して、得られる画像の分解能が決まってしまう。本実施の形態では、そのような駆動機構とは異なり、アライナである走査部１０３を用いるために、電子線をより精度よく移動させることができる。勿論、集光部材１１もしくは被測定物Ｓを駆動させる機構を設け、その駆動機構を用いた場合の精度よりも高い精度が必要な場合のために、本実施の形態の走査部１０３を用いる電子線移動機構をさらに設けて、それらを併用しても構わない。

（２）集光部材１１の反射面は、筒状の回転対称部材１１１により構成され、Ｘ線の斜入射成分を反射する。従って、集光部材１１に入射するＸ線の斜入射成分を１点に集光することができる。

（３）集光部材１１は、同心円状に配置された径が異なる複数の回転対称部材１１１ａ、１１１ｂ、１１１ｃ、１１１ｄを有し、それぞれ共通の回転対称軸Ｚ１を有し、複数の回転対称部材１１１ａ、１１１ｂ、１１１ｃ、１１１ｄは、共通の回転対称軸Ｚ１と直交する面において、共通の回転対称軸Ｚ１から離れる程、隣り合う反射面の間隔が大きくなる。従って、集光部材１１に入射するＸ線を取り込む立体角を大きくすることができる。

（４）支持部材１５は、電子線がターゲット１０２上で走査された際の走査領域の中心から出射するＸ線の光軸Ｚ２と回転対称部材１１１の回転対称軸Ｚ１とを一致させて回転対称部材１１１を支持する。従って、Ｘ線源１０と集光部材１１との位置関係を保持し続けるので、ターゲット１０２上におけるＸ線の出射点と被測定物Ｓを透過する位置との対応関係の変動を防ぐことができる。

（５）集光部材１１は、互いに隣り合う回転対称部材１１１を連結する連結部材１１２を有し、連結部材１１２は、複数の回転対称部材１１１ａ、１１１ｂ、１１１ｃ、１１１ｄのそれぞれを固定する。従って、金属膜等によって製造される回転対称部材１１１間を連結することにより、集光部材１１の強度を確保することができる。

上述した第１の実施の形態の走査型Ｘ線顕微鏡１を、以下のように変形できる。
（１）走査型Ｘ線顕微鏡１が備える集光部材１１は回転対称部材１１１により構成されるものに限定されない。例えば、図４に模式的に示すように、集光部材１１としてカセグレン形状のミラーを用いてＸ線源１０からのＸ線の一部を被測定物Ｓに向けて反射させても良い。

（２）走査型Ｘ線顕微鏡１は、Ｘ線源１０から出射したＸ線のうち、集光部材１１に入射しない成分によって被測定物Ｓが照射されることを防ぐための遮蔽板を備えても良い。この場合、図５（ａ）に模式的に示すように、遮蔽板１９は、集光部材１１の入射端（Ｘ線源１０）側に、集光部材１１の入射端の形状に応じた開口を有して設けられる。遮蔽板１９は、例えば鉛等のＸ線の吸収率が高い物質を用いて製造される。なお、図５（ｂ）に模式的に示すように、遮蔽板１９が、集光部材１１をＸ線源１０に支持するための支持部材１５の一部を形成しても良い。
なお、上述の実施形態においては、Ｘ線源１０と集光部材１１とが固定されて配置されているが、少なくとも一方に駆動機構を設けて、Ｘ線源１０と集光部材１１の中心軸との位置調整を行えるようにしても構わない。例えば、集光部材１１に位置調整機構を設け、集光部材１１の光軸方向を変更できるようにしても構わない。この場合に、常に同じ姿勢になるように調整しても構わないし、Ｘ線検出器１２に届く光量に基づき、常に最大光量となるように、集光部材の姿勢を調整しても構わない。
なお、上述の実施形態では、ステージ１３は固定されていたが、駆動させても構わない。例えば、電子線の移動に伴い被測定物でのＸ線の照射可能な領域よりも、被測定物Ｓの測定領域が広い場合には、被測定物ＳでのＸ線の照射領域を変えるために、被測定物Ｓが載置されたステージ１３を移動させる必要がある。この場合には、被測定物Ｓのステージ１３による移動距離に対して、電子線の照射移動に伴うＸ線の照射位置の移動距離は短い。すなわち、電子線の照射領域の微小量移動で測定可能な領域よりも、大きい移動量でステージ１３を移動することが可能となる。勿論、被測定物Ｓをステージ１３に支持して移動させながら、電子線の照射位置を移動させて、被測定物ＳでのＸ線の照射位置を移動させても構わない。

なお、上述した第１の実施の形態および変形例（１）、（２）においては、走査型Ｘ線顕微鏡１がＸ線検出器１２を有する構成を例に挙げて説明したが、走査型Ｘ線顕微鏡１がＸ線源１０と集光部材１１とにより構成されても良い。

−第２の実施の形態―
図面を参照しながら第２の実施の形態による走査型Ｘ線顕微鏡について説明する。
図６は、第２の実施の形態の走査型Ｘ線顕微鏡２の要部構成を模式的に示すブロック図である。走査型Ｘ線顕微鏡２は、Ｘ線源２０と、Ｘ線検出器２１と、ステージ２３と、制御装置２４と、遮光部２５と、移動部２６とを備える。Ｘ線源２０は、制御装置２４による制御に応じて、ステージ２３上に載置された被測定物Ｓへ向けてＸ線を出射する。第２の実施の形態におけるＸ線源２０も、例えば最大エネルギー約５ｋｅＶ〜約１０ｋｅＶのＸ線を出射することができる。なお、第２の実施の形態の走査型Ｘ線顕微鏡２も、第１の実施の形態の場合と同様に、Ｘ線源２０から発生するＸ線が外部空間に漏洩しないように囲まれた、鉛等で形成されたチャンバ部材Ｃを有している。チャンバ部材Ｃは、ベース部材Ｂを介して、工場の床面等の支持面Ｄと接触している。なお、本実施の形態においても、ベース部材Ｂを用いずにチャンバ部材Ｃと支持面Ｄとを接触させて支持しても良い。

Ｘ線源２０は、フィラメント２０１と、ターゲット２０２と、収束部２０４とを有する。換言すると、第２の実施の形態のＸ線源２０は、第１の実施の形態のＸ線源１０と異なり、走査部１０３を有していない。他の構成については、第１の実施の形態のＸ線源１０と同様である。従って、第２の実施の形態の走査型Ｘ線顕微鏡２では、Ｘ線源２０から出射されるＸ線自身が被測定物Ｓ上を走査される第１の実施の形態の走査型Ｘ線顕微鏡１とは異なる。

遮光部２５は、Ｘ線源２０とステージ２３に載置された被測定物Ｓとの間に配置される。遮光部２５は、例えば鉛等のＸ線を吸収する性質を有する物質を用いて製造される。Ｘ線源２０からのＸ線の一部を通過させて被測定物Ｓへ導くための微小な開口、即ちピンホール２５１が設けられる。遮光部２５は、ピンホール２５１が設けられた位置以外では被測定物ＳをＸ線の照射から遮光する。遮光部２５のピンホール２５１を通過したＸ線は、被測定物Ｓおよび／またはステージ２３を透過してＸ線検出器２１に入射する。Ｘ線検出器２１は、第１の実施の形態のＸ線検出器１４と同様の構成を有し、入射した透過Ｘ線を検出し、検出データを制御装置２４へ出力する。

移動部２６は、例えばモータ、レール、スライダー等によって構成され、制御装置２４に制御されて、遮光部２５をステージ２３に沿った平面上にて２次元移動させる。即ち、被測定物Ｓに対するピンホール２５１の相対的な位置が移動する。また、被測定物Ｓに対するピンホール２５１の相対位置が変更される。従って、ピンホール２５１を通過したＸ線が被測定物Ｓを照射する位置が移動することにより、被測定物Ｓ上でＸ線が走査される。

制御装置２４は、Ｘ線制御部２４１と、画像生成部２４２とを有する。Ｘ線制御部２４１は、Ｘ線源２０のフィラメント２０１から電子線を出射させるために供給する電力を調節して、Ｘ線源２０の動作を制御する。画像生成部２４２は、Ｘ線検出器２１から出力された電気信号を用いて、遮光部２５のピンホール２５１を介して被測定物Ｓ上の微小な領域を透過した透過Ｘ線に対応する投影データをマッピングして、被測定物Ｓの全体の投影データを生成し、逆投影データに基づいて被測定物Ｓの再構成画像を生成する。被測定物Ｓの再構成画像においては、Ｘ線が被測定物Ｓを透過した微小な領域の大きさ、即ちピンホール２５１の大きさによってその分解能が決まる。即ち、ピンホール２５１の大きさが小さくなる程、再構成画像の分解能が高くなる。Ｘ線が被測定物Ｓを透過した微小な領域の間隔、即ちピンホール２５１の移動量が小さい程、マッピングされる投影データの個数が増加し、再構成画像の倍率が高くなる。

以上で説明した第２の実施の形態によれば、以下の作用効果が得られる。
遮光部２５は、Ｘ線源２０とＸ線検出器２１との間に設けられ、Ｘ線のうちの一部を通過させる開口２５１を有する。移動部２６は、遮光部２５と被測定物Ｓとの間におけるステージ２３に沿った位置関係を相対的に移動させる。従って、例えば特定の単波長のＸ線を集光させる部材を用いて被測定物Ｓに集光させる場合と比較して、広い範囲の波長域のＸ線を用いて測定を行うことができる。

上述した第２の実施の形態の走査型Ｘ線顕微鏡２を、次のように変形できる。
（１）遮光部２５を、Ｘ線源２０被測定物Ｓとの間に配置するものに代えて、遮光部２５をステージ２３とＸ線検出器２１との間に配置しても良い。即ち、Ｘ線検出器２１は、被測定物Ｓを透過した透過Ｘ線のうち遮光部２５のピンホール２５１を通過した透過Ｘ線のみを検出するようにしても良い。

（２）移動部２６は、遮光部２５を移動させるものに代えて、ステージ２３を移動させても良い。この場合、移動部２６は、ステージ２３を二次元的に移動させることにより、ステージ２３上に載置された被測定物Ｓを遮光部２５に対して二次元的に相対的に移動させる。

−第３の実施の形態−
図面を参照して、本発明の実施の形態による構造物製造システムを説明する。本実施の形態の構造物製造システムは、たとえば自動車のドア部分、エンジン部分、ギア部分および回路基板を備える電子部品等の成型品を作成する。

図７は、本実施の形態による構造物製造システム６００の構成の一例を示すブロック図である。構造物製造システム６００は、第１または第２の実施の形態または変形例にて説明した走査型Ｘ線顕微鏡１００と、設計装置６１０と、成形装置６２０と、制御システム６３０と、リペア装置６４０とを備える。

設計装置６１０は、構造物の形状に関する設計情報を作成する際にユーザが用いる装置であって、設計情報を作成して記憶する設計処理を行う。設計情報は、構造物の各位置の座標を示す情報である。設計情報は成形装置６２０および後述する制御システム６３０に出力される。成形装置６２０は設計装置６１０により作成された設計情報を用いて構造物を作成、成形する成形処理を行う。この場合、成形装置６２０は、３Ｄプリンター技術で代表される積層加工、鋳造加工、鍛造加工および切削加工のうち少なくとも１つを行うものについても本発明の一態様に含まれる。

走査型Ｘ線顕微鏡１００は、成形装置６２０により成形された構造物の形状を測定する測定処理を行う。走査型Ｘ線顕微鏡１００は、構造物を測定した測定結果である構造物の座標を示す情報（以後、形状情報と呼ぶ）を制御システム６３０に出力する。制御システム６３０は、座標記憶部６３１と、検査部６３２とを備える。座標記憶部６３１は、上述した設計装置６１０により作成された設計情報を記憶する。

検査部６３２は、成形装置６２０により成形された構造物が設計装置６１０により作成された設計情報に従って成形されたか否かを判定する。換言すると、検査部６３２は、成形された構造物が良品か否かを判定する。この場合、検査部６３２は、座標記憶部６３１に記憶された設計情報を読み出して、設計情報と走査型Ｘ線顕微鏡１００から入力した形状情報とを比較する検査処理を行う。検査部６３２は、検査処理としてたとえば設計情報が示す座標と対応する形状情報が示す座標とを比較し、検査処理の結果、設計情報の座標と形状情報の座標とが一致している場合には設計情報に従って成形された良品であると判定する。設計情報の座標と対応する形状情報の座標とが一致していない場合には、検査部６３２は、座標の差分が所定範囲内であるか否かを判定し、所定範囲内であれば修復可能な不良品と判定する。

修復可能な不良品と判定した場合には、検査部６３２は、不良部位と修復量とを示すリペア情報をリペア装置６４０へ出力する。不良部位は設計情報の座標と一致していない形状情報の座標であり、修復量は不良部位における設計情報の座標と形状情報の座標との差分である。リペア装置６４０は、入力したリペア情報に基づいて、構造物の不良部位を再加工するリペア処理を行う。リペア装置６４０は、リペア処理にて成形装置６２０が行う成形処理と同様の処理を再度行う。

図８に示すフローチャートを参照しながら、構造物製造システム６００が行う処理について説明する。
ステップＳ１１１では、設計装置６１０はユーザによって構造物の設計を行う際に用いられ、設計処理により構造物の形状に関する設計情報を作成し記憶してステップＳ１１２へ進む。なお、設計装置６１０で作成された設計情報のみに限定されず、既に設計情報がある場合には、その設計情報を入力することで、設計情報を取得するものについても本発明の一態様に含まれる。ステップＳ１１２では、成形装置６２０は成形処理により、設計情報に基づいて構造物を作成、成形してステップＳ１１３へ進む。ステップＳ１１３においては、走査型Ｘ線顕微鏡１００は測定処理を行って、構造物の形状を計測し、形状情報を出力してステップＳ１１４へ進む。

ステップＳ１１４では、検査部６３２は、設計装置６１０により作成された設計情報と走査型Ｘ線顕微鏡１００により測定され、出力された形状情報とを比較する検査処理を行って、ステップＳ１１５へ進む。ステップＳ１１５では、検査処理の結果に基づいて、検査部６３２は成形装置６２０により成形された構造物が良品か否かを判定する。構造物が良品である場合、すなわち設計情報の座標と形状情報の座標とが一致する場合には、ステップＳ１１５が肯定判定されて処理を終了する。構造物が良品ではない場合、すなわち設計情報の座標と形状情報の座標とが一致しない場合や設計情報には無い座標が検出された場合には、ステップＳ１１５が否定判定されてステップＳ１１６へ進む。

ステップＳ１１６では、検査部６３２は構造物の不良部位が修復可能か否かを判定する。不良部位が修復可能ではない場合、すなわち不良部位における設計情報の座標と形状情報の座標との差分が所定範囲を超えている場合には、ステップ１１６が否定判定されて処理を終了する。不良部位が修復可能な場合、すなわち不良部位における設計情報の座標と形状情報の座標との差分が所定範囲内の場合には、ステップＳ１１６が肯定判定されてステップＳ１１７へ進む。この場合、検査部６３２はリペア装置６４０にリペア情報を出力する。ステップＳ１１７においては、リペア装置６４０は、入力したリペア情報に基づいて、構造物に対してリペア処理を行ってステップＳ１１３へ戻る。なお、上述したように、リペア装置６４０は、リペア処理にて成形装置６２０が行う成形処理と同様の処理を再度行う。

上述した第３の実施の形態による構造物製造システムによれば、以下の作用効果が得られる。
（１）構造物製造システム６００の走査型Ｘ線顕微鏡１００は、設計装置６１０の設計処理に基づいて成形装置６２０により作成された構造物の形状情報を取得する測定処理を行い、制御システム６３０の検査部６３２は、測定処理にて取得された形状情報と設計処理にて作成された設計情報とを比較する検査処理を行う。従って、構造物の欠陥の検査や構造物の内部の情報を非破壊検査によって取得し、構造物が設計情報の通りに作成された良品であるか否かを判定できるので、構造物の品質管理に寄与する。

（２）リペア装置６４０は、検査処理の比較結果に基づいて、構造物に対して成形処理を再度行うリペア処理を行うようにした。従って、構造物の不良部分が修復可能な場合には、再度成形処理と同様の処理を構造物に対して施すことができるので、設計情報に近い高品質の構造物の製造に寄与する。

次のような変形も本発明の範囲内であり、変形例の一つ、もしくは複数を上述の実施形態と組み合わせることも可能である。
（３）上述の実施形態では、被測定物ＳでのＸ線の照射位置を移動させて、被測定物Ｓを透過したＸ線を検出していたが、検出するＸ線はこれに限られない。例えば、蛍光Ｘ線、回折Ｘ線など検出しても構わない。勿論、複数種類のＸ線を検出しても構わない。例えば、蛍光Ｘ線スペクトルを検出しつつ、その透過Ｘ線像を検出し、そのＸ線の照射位置情報を取得することで、そのＸ線の照射位置のＸ線の透過像データと蛍光Ｘ線スペクトルから算出される材料の組成情報とを比較して検討することが可能となる。また、被測定物Ｓを透過したＸ線を検出する場合に、被測定物Ｓに照射する角度を変え、複数の透過Ｘ線像を検出し、再構成像を形成しても構わない。例えば、被測定物Ｓを回転させつつ被測定物ＳにＸ線を照射することにより得られた複数のＸ線像を検出する。その検出される複数の透過Ｘ線像を用いて被測定物Ｓを再構成し、これにより被測定物Ｓの内部構造の三次元データ（三次元構造）を生成する。被測定物Ｓ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、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。

（４）Ｘ線の透過画像と他の画像とを比較し検討することも可能である。例えば、被測定物の全体画像の設計情報、透過Ｘ線画像もしくは表面画像と、Ｘ線の測定位置の画像とを比較して表示するようにしても構わない。これにより、Ｘ線の測定結果がどの領域を測定しているのかを明らかにすることが可能となる。

本発明の特徴を損なわない限り、本発明は上記実施の形態に限定されるものではなく、本発明の技術的思想の範囲内で考えられるその他の形態についても、本発明の範囲内に含まれる。

１、２、１００…走査型Ｘ線顕微鏡、１０、２０…Ｘ線源、１１…集光部材、
１２、２１…Ｘ線検出器、１３、２３…ステージ、１４、２４…制御装置、
１５…支持部材、１９…遮蔽板、２５…遮光部、２６…駆動部、
１０１、２０１…フィラメント、１０２、２０２…ターゲット、１０３走査部、
１１１…回転対称部材、１１２…連結部、１４１、２４１…Ｘ線制御部、
１４２、２４２…画像生成部、２５１…ピンホール
６００…構造物製造システム、６１０…設計装置、６２０…成形装置、
６３０…制御システム、６３２…検査部、６４０…リペア装置

Claims (18)

1. 電子線をターゲット上で移動させてＸ線を被測定物に向けて出射させる移動部と、
   前記ターゲットと前記被測定物との間に設けられ、前記ターゲットから出射したＸ線を前記被測定物へ集光する集光部材と、を備えるＸ線装置。
2. 請求項１に記載のＸ線装置において、
   前記集光部材は、前記出射されたＸ線の少なくとも一部を反射して前記被測定物へ向けて集光する反射面を備えるＸ線装置。
3. 請求項２に記載のＸ線装置において、
   前記集光部材の前記反射面は、筒状の回転対称部材により構成され、前記Ｘ線の前記反射面に対する斜入射成分を反射するＸ線装置。
4. 請求項３に記載のＸ線装置において、
   前記集光部材は、径が異なる複数の前記回転対称部材を有し、前記複数の回転対称部材はそれぞれ共通の回転対称軸を有するＸ線装置。
5. 請求項４に記載のＸ線装置において、
   前記複数の回転対称部材は、前記共通の回転対称軸と直交する面において、前記共通の回転対称軸から離れる程、隣り合う前記反射面の間隔が大きくなるＸ線装置。
6. 請求項４または５に記載のＸ線装置において、
   前記回転対称部材は、前記電子線が前記ターゲット上で移動された際の移動領域の中心から出射するＸ線の光軸と前記回転対称軸とが一致するＸ線装置。
7. 請求項４乃至６の何れか一項に記載のＸ線装置において、
   前記回転対称部材は、構造体の内壁側に前記反射面を有するＸ線装置。
8. 請求項４乃至７の何れか一項に記載のＸ線装置において、
   前記集光部材は、互いに隣り合う前記回転対称部材を連結する連結部材を有し、前記連結部材は、前記複数の回転対称部材のそれぞれを固定するＸ線装置。
9. 請求項３乃至８の何れか一項に記載のＸ線装置において、
   前記回転対称部材は、回転双曲面と回転楕円面とを有するウォルターミラーによって構成されるＸ線装置。
10. 請求項６に記載に記載のＸ線装置において、
    前記Ｘ線の光軸と前記回転対称部材の前記回転対称軸とを一致させて前記回転対称部材を支持する支持部を有するＸ線装置。
11. 請求項１乃至１０の何れか一項に記載のＸ線装置において、
    前記出射されたＸ線のうち前記集光部材の外部に進行するＸ線を遮蔽する遮蔽板を備えるＸ線装置。
12. 請求項１０に従属する請求項１１に記載のＸ線装置において、
    前記支持部の一部が前記遮蔽板を形成するＸ線装置。
13. 請求項１乃至１２の何れか一項に記載のＸ線装置において、
    前記Ｘ線が前記被測定物上を移動されて前記被測定物の異なる位置を透過した透過Ｘ線を検出するごとに検出信号を出力する検出器と、
    前記検出信号を用いて前記被測定物の透過像データを生成する生成部とをさらに備えるＸ線装置。
14. 請求項１乃至１３の何れか一項に記載のＸ線装置において、
    前記集光部材の倍率は１よりも大きいＸ線装置。
15. 載置面上に載置された被測定物へ向けてＸ線を照射するＸ線源と、
    前記被測定物を透過したＸ線を検出する検出器と、
    前記Ｘ線源と前記検出器との間に設けられ、前記Ｘ線のうちの一部を通過させる開口を有する遮光部材と、
    前記遮光部材と前記被測定物との間における前記載置面に沿った位置関係を相対的に変更させる変更部とを備えるＸ線装置。
16. 構造物の形状に関する設計情報を作成し、
    前記設計情報に基づいて前記構造物を作成し、
    作成された前記構造物の形状を、請求項１乃至１５の何れか一項に記載のＸ線装置を用いて計測して形状情報を取得し、
    前記取得された前記形状情報と前記設計情報とを比較する構造物の製造方法。
17. 請求項１６に記載の構造物の製造方法において、
    前記形状情報と前記設計情報との比較結果に基づいて実行され、前記構造物の再加工を行う構造物の製造方法。
18. 請求項１７に記載の構造物の製造方法において、
    前記構造物の再加工は、前記設計情報に基づいて前記構造物の作成を再度行う構造物の製造方法。
    

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