JPH0836978A - X線発生装置 - Google Patents

X線発生装置

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JPH0836978A
JPH0836978A JP17437494A JP17437494A JPH0836978A JP H0836978 A JPH0836978 A JP H0836978A JP 17437494 A JP17437494 A JP 17437494A JP 17437494 A JP17437494 A JP 17437494A JP H0836978 A JPH0836978 A JP H0836978A
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JP
Japan
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electron
target
electron tube
tube
rays
Prior art date
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Pending
Application number
JP17437494A
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English (en)
Inventor
Hidetoshi Kinoshita
秀俊 木下
Masaaki Kano
正明 加納
Hisashi Nishigaki
寿 西垣
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Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 この発明は構成簡単にして小形化を計ること
ができるようにしたX線発生装置を提供することにあ
る。 【構成】 X線を発生させるためのX線発生装置におい
て、内部が所定の真空度に減圧された電子管1と、この
電子管内に封じ込められた電子を放出する電子銃2と、
この電子銃から放出された電子を衝突させることでX線
を発生させるタ−ゲット5と、上記電子管の中途部に設
けられ上記電子銃からの電子を所定の位置に集束する電
磁レンズ3と、上記電子管に気密に設けられ上記電子銃
からの電子あるいは上記タ−ゲットからのX線を透過さ
せる透過窓4とを具備したことを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は電子線をタ−ゲットに
衝突させてX線を発生させるX線発生装置に関する。
【0002】
【従来の技術】電気を帯びた粒子である、電子が速度を
急速に変えると電磁波(X線)が発生することが知られ
ている。そこで、X線を大量に発射させる場合、電子を
タングステンなどの材料で形成されたタ−ゲットに衝突
させることで、X線を発射させるということが行われて
いる。
【0003】このようなX線発生装置は、電子を放出す
る、電子放出部となる電子銃が封じ込められた電子管を
備えており、X線を多量に発生させるためには、上記電
子銃からの電子を高速に加速して上記タ−ゲットに衝突
させるようにしている。
【0004】従来、上記電子銃が設けられた電子管には
真空ポンプが備えられ、この真空ポンプによって電子の
放出に必要な高い減圧状態を作り出すようにしている。
しかしながら、真空ポンプを用いて減圧状態を作り出す
ようにすると、その真空ポンプを設置するのに必要なス
ペ−スが要求されたり、真空ポンプと電子管とを配管接
続しなければならないなどのことによって装置が大型化
や複雑化し、コスト高を招くなどのことがあった。
【0005】また、電子を衝突させることでX線を発生
するタ−ゲットは、上記電子管の内部に設けられてい
た。そのため、上記タ−ゲットが使用中に損傷した場
合、電子管内に設けられたタ−ゲットを交換するのに多
くに手間がかかるため、その交換作業の能率化が要求さ
れていた。
【0006】さらに、電子銃から放出された電子を単に
タ−ゲットに衝突させたのでは、このタ−ゲットから発
生するX線の強度を十分に高くすることができないか
ら、たとえばX線検査を行なうような場合、その検査を
高い分解能で行なえないということがあった。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】このように、従来のX
線発生装置は、電子管内を減圧するのに、上記真空管に
真空ポンプを接続して行なうようにしていたので、装置
の大型化や複雑化を招くということがあった。
【0008】また、電子を衝突させてX線を発生させる
タ−ゲットを電子管内に設けていたので、その交換作業
が容易でないということがあった。さらに、電子銃で発
生した電子を単にタ−ゲットに衝突させるだけでは、X
線の強度を十分に高くすることができないということも
あった。
【0009】この発明の第1の目的は、真空ポンプを用
いないですむようにしたX線発生装置を提供することに
ある。この発明の第2の目的は、タ−ゲットの交換作業
を容易かつ迅速に行えるようにしたX線発生装置を提供
することにある。この発明の第3の目的は、強度の高い
X線を得ることができるようにしたX線発生装置を提供
することにある。
【0010】
【課題を解決するための手段】請求項1に記載されたこ
の発明は、X線を発生させるためのX線発生装置におい
て、内部が所定の真空度に減圧された電子管と、この電
子管内に封じ込められた電子を放出する電子放出部と、
この電子放出部から放出された電子を衝突させることで
X線を発生させるタ−ゲットと、上記電子管の中途部に
設けられ上記電子放出部からの電子を所定の位置に集束
する集束手段と、上記電子管に気密に設けられ上記電子
放出部からの電子あるいは上記タ−ゲットからのX線を
透過させる透過窓とを具備したことを特徴とする。
【0011】請求項2に記載されたこの発明は、上記タ
−ゲットは、上記電子管の外部に上記透過窓に近接して
配置されていることを特徴とする。請求項3に記載され
たこの発明は、上記タ−ゲット上に上記集束手段の焦点
が一致するよう上記タ−ゲットが配置されていることを
特徴とする。
【0012】
【作用】請求項1に記載された発明によれば、電子管が
予め所定の減圧状態で密封状態に形成されているから、
この電子管に真空ポンプを接続して減圧状態を維持せず
にすむ。
【0013】請求項2に記載された発明によれば、タ−
ゲットが電子管の外部に配置されているから、その交換
作業を容易に行える。請求項3に記載されたこの発明に
よれば、電子によるタ−ゲットの照射面積が最小になる
から、そのタ−ゲットから発生するX線のビ−ム断面積
も最小となって強度が高くなる。
【0014】
【実施例】以下、この発明の一実施例を図面を参照して
説明する。図1に示すX線発生装置は電子管1を備えて
いる。この電子管1はガラスなどの透磁性材料によって
チュ−ブ状に形成されていて、その内部は予め10-8To
rr台の低圧に減圧されている。
【0015】上記電子管1の軸方向一端側には電子放出
部としての電子銃2が気密に封じ込められている。この
電子銃2は、アノ−ド2aおよびこのアノ−ド2aとの
間に高電圧が印加されて電子線(電子)を発生するカソ
−ド2bと、このカソ−ド2bからの電子線を加速する
グリッド2cを備えている。
【0016】上記電子管1の中途部外周面には、集束手
段としてのコイルからなる電磁レンズ3が設けられてい
る。この電磁レンズ3は、上記カソ−ド2bから発生さ
せれられてグリッド2cで加速された電子線を所定の位
置で集束するようになっている。この電磁レンズ3によ
り集束される電子線の焦点距離は、そのコイルに印加す
る電圧を制御することによって調節できるようになって
いる。
【0017】上記電子管1の軸方向他端面には上記電子
銃2からの電子線を出射させるための透過窓4が気密に
形成されている。この透過窓4は、たとえば金属ベリリ
ウムやカ−ボンなどの低原子番号の材料によって形成さ
れた薄膜4aからなり、上記電子線を透過させることが
できるとともに、所定の圧力差に耐えることができるよ
うになっている。
【0018】つまり、上記薄膜4aは、電子管1の内部
と大気との隔壁機能を持たせるため、電子管1の内部と
外部との圧力差である、たとえば1atm 程度の差圧に耐
え得る強度、つまり膜厚に設定されている。
【0019】上記透過窓4から出射した電子線はタ−ゲ
ット5に衝突する。つまり、タ−ゲット5は、回転盤1
1に周方向に沿って形成された複数の保持部12にそれ
ぞれ保持されている。上記回転盤11は駆動源13によ
って所定角度づつ回転駆動することができるようになっ
ている。
【0020】回転盤11の1つの保持部12を上記透過
窓4に対向させれば、その保持部12に保持されたタ−
ゲット5を上記透過窓4を形成する薄膜4aに、密着あ
るいはミクロン単位の距離となるよう、近接状態で位置
決めすることができる。なお、タ−ゲット5を透過窓の
薄膜4aに密着させるためには、上記回転盤11を駆動
源13によって回転させるだけでなく、上下方向にも駆
動できる構成とすればよい。
【0021】上記タ−ゲット5はタングステンなどの材
料によって形成されていて、電子線が衝突することでX
線が発生し、そのX線はタ−ゲット5を透過する方向に
発射する。つまり、タ−ゲット5はX線透過型光学系を
構成している。
【0022】上記電子線は、上記タ−ゲット5上に集束
するよう、その焦点距離が上記電磁レンズ3によって設
定されている。電磁レンズ3の焦点がタ−ゲット5上に
設定されることで、電子線はたとえば1ミクロン程度の
スポットサイズでタ−ゲット5を照射する。タ−ゲット
5を照射する電子線のスポット径が小さければ、このタ
−ゲット5から発射するX線のサイズも最小となるか
ら、上記タ−ゲット5からは最大の強度でX線を発射さ
せることができる。つまり、分解能の高いX線を発生さ
せることができる。
【0023】上記タ−ゲット5から発射したX線は測定
物6を照射して透過する。測定物6を透過したX線は投
影面7上に上記測定物6の透過像を結像する。透過像の
倍率は上記測定物6に対する上記投影面7の距離によっ
て設定することができる。
【0024】上記構成のX線発生装置によれば、電子管
1を予め所定の真空度に減圧した構成としたから、真空
ポンプを接続することなく、その内部を減圧状態に維持
することができる。真空ポンプを必要としなければ、全
体の構成を小型かつ簡略化することができる。
【0025】また、電子線の衝突が繰り返されるタ−ゲ
ット5は使用にともない損傷する。透過窓4に対向して
配置されたタ−ゲット5が損傷したならば、駆動源13
を作動させて回転板11を所定角度回転させ、上記回転
板1のほかの保持部12に保持されたタ−ゲット5を上
記透過窓4に対向位置決めすればよい。したがって、上
記タ−ゲット5の交換作業を容易かつ迅速に行うことが
できる。
【0026】タ−ゲット5を電子管1の外部に設けて
も、そのタ−ゲット5が透過窓4の薄膜4aに近接して
配置されることで、電子銃2からの電子線が大気中を飛
翔する距離を極めて小さくすることができる。そのた
め、薄膜4aを透過した電子線が大気の影響を受けて散
乱するということがほとんどないから、タ−ゲット5上
に、たとえば1ミクロン程度の極小のスポットサイズに
絞り込むことが可能であり、その結果、極小サイズのX
線、つまり分解能の高いX線を発射させることができ
る。X線は電子線に比べて高エネルギであるから、タ−
ゲット5から発射されたあと、大気中を飛翔しても散乱
するようなことはほとんどない。
【0027】上記X線はタ−ゲット5を透過して発生す
る。つまり、タ−ゲット5は透過光学系を構成してい
る。そのため、上記タ−ゲット5に測定物6を近接させ
て配置できるから、測定倍率を高くするために測定面7
との距離を大きくしても、装置全体の大きさを比較的小
さくすることが可能となる。
【0028】電子管1を予め所定の圧力に減圧したこと
で、透過窓4の薄膜4aには耐圧性が要求されるから、
その要求に応じて上記薄膜4aの膜厚を設定しなければ
ならない。
【0029】図2はベリリウムからなる薄膜4aの膜厚
を2ミクロンとして1atm 程度の差圧に耐える厚さと
し、X線を発生させるために電子銃2に100keVの
加速電圧を印加した場合に、上記薄膜4aを透過する電
子線の透過率を測定した結果を示す。この図から分かる
ように、上記薄膜4aを耐圧性を備えた厚さとしても、
電子線の透過率は90%(同図における透過確率で0.55
%)程度を確保できることが確認された。
【0030】なお、上記一実施例ではタ−ゲットを電子
管の外部に近接して配置したが、内部に配置するように
してもよい。また、集束手段としては電磁レンズに限ら
れず、電子管内に静電レンズを配置する構成であっても
よい。さらにこの発明のX線発生装置の用途は、測定物
の測定に限らず、電子線アシストエッチングやデポジシ
ョンなどにも適用可能である。
【0031】
【発明の効果】以上述べたように請求項1の発明は、電
子放出部が封じ込められた電子管の内部を、所定の真空
度に減圧するようにした。そのため、従来のように真空
ポンプを接続して上記電子管内の真空度を維持するとい
うことをせずにすむから、装置の構成の簡略化や小形化
を計ることができる。
【0032】請求項2の発明は、電子線が衝突すること
でX線を発生するタ−ゲットを電子管の外部の、上記電
子線が出射される透過窓に近接させて配置するようにし
た。そのため、上記タ−ゲットが使用にともない損傷し
た場合の交換が容易であり、また透過窓に近接している
ことで、外部であっても電子が大気中を飛翔することが
ほとんどないから、その散乱を防止できる。
【0033】請求項3の発明は、電子線の焦点がタ−ゲ
ット上になるよう位置決めしたから、このタ−ゲットか
ら発生するX線の口径を小さくし、その分解能を高める
ことができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の一実施例の全体構成図。
【図2】同じく所定の耐圧性を備えた薄膜としてベリリ
ウムを用いた場合、その薄膜における電子線の透過率を
示した図。
【符号の説明】
1…電子管、2…電子銃(電子放出手段)、3…電磁レ
ンズ(集束手段)、4…透過窓、4a…薄膜、5…タ−
ゲット。

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 X線を発生させるためのX線発生装置に
    おいて、 内部が所定の真空度に減圧された電子管と、この電子管
    内に封じ込められた電子を放出する電子放出部と、この
    電子放出部から放出された電子を衝突させることでX線
    を発生させるタ−ゲットと、上記電子管の中途部に設け
    られ上記電子放出部からの電子を所定の位置に集束する
    集束手段と、上記電子管に気密に設けられ上記電子放出
    部からの電子あるいは上記タ−ゲットからのX線を透過
    させる透過窓とを具備したことを特徴とするX線発生装
    置。
  2. 【請求項2】 上記タ−ゲットは、上記電子管の外部に
    上記透過窓に近接して配置されていることを特徴とする
    請求項1記載のX線発生装置。
  3. 【請求項3】 上記タ−ゲット上に上記集束手段の焦点
    が一致するよう設定されていることを特徴とする請求項
    1または請求項2記載のX線発生装置。
  4. 【請求項4】 上記透過窓は、金属ベリリウムやカ−ボ
    ンなどの低原子番号の材料によって形成された薄膜から
    なることを特徴とする請求項1または請求項2記載のX
    線発生装置。
JP17437494A 1994-07-26 1994-07-26 X線発生装置 Pending JPH0836978A (ja)

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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0957506A1 (de) * 1998-05-15 1999-11-17 Philips Patentverwaltung GmbH Röntgenstrahler mit einem Flüssigmetall-Target
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CN109789483A (zh) * 2016-08-04 2019-05-21 海帕塔研究财团 电子束3d打印机

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