(57)【要約】【課題】  マイクロメートルスケールの微小は焦点サイズを持ち、Ｘ線発生量を増加することが可能なＸ線発生装置を提供する。【解決手段】  電子線発生部からの電子線を入射することでＸ線を発生するターゲットと、ターゲットに併設しターゲットを支持する支持部材とを備えたターゲット組立体が、Ｘ線取り出し方向に一列に配置されたターゲット組立体群と、電子線をターゲット組立体群の各ターゲットに集束させる電子線集束手段とを有し、ターゲットの夫々を貫く直線と各ターゲット表面との交点に向けて電子線を集束させ、前記直線方向に発生するＸ線をターゲット組立体を透過させて取り出す。【選択図】  図１
2011029072.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電子線発生部を有するＸ線発生装置であって、
前記電子線発生部から発生される電子線によりＸ線を発生するターゲットと、該ターゲットに併設し該ターゲットを支持する支持部材とを備えたターゲット組立体が、Ｘ線取り出し方向に一列に配置されたターゲット組立体群と、
前記電子線発生部からの電子線を前記ターゲット組立体群の各ターゲットに集束させる電子線集束手段とを有し、
該電子線集束手段は、前記ターゲットの夫々を貫く直線と各ターゲット表面との交点に向けて前記電子線を集束させ、
前記直線方向に発生するＸ線を、該Ｘ線の発生位置よりもＸ線取り出し側に位置するターゲット組立体を透過させて取り出すことを特徴とするＸ線発生装置。
【請求項２】
前記支持部材は、前記ターゲットよりもＸ線吸収係数の小さい材料で構成されていることを特徴とする請求項１に記載のＸ線発生装置。
【請求項３】
前記支持部材の電子線入射方向への厚さは、該電子線が前記支持部材を貫通しない厚さであることを特徴とする請求項１または２に記載のＸ線発生装置。
【請求項４】
前記ターゲットの電子線入射方向への厚さは、該ターゲットに対する前記電子線の平均進入長を表す下記式のＹよりも小さいことを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載のＸ線発生装置：
Ｙ＝３３．６×Ｖ１．７６×ρ−１．１３
ただし、Ｙは電子線の平均進入長（単位：ｎｍ）、
Ｖは加速電圧（単位：ｋＶ）、
ρはターゲットの密度（単位：ｇ／ｃｍ３）。
【請求項５】
前記ターゲットは、前記支持部材上において、Ｘ線取り出し側と、Ｘ線取り出し側とは反対側とに設けられていることを特徴とする請求項１〜４に記載のＸ線発生装置。
【請求項６】
前記電子線発生部からの電子線は、前記ターゲット組立体群において隣り合うターゲット組立体の間隙から該当のターゲットに入射されることを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載のＸ線発生装置。
【請求項７】
前記電子線発生部は、前記支持部材上に形成された微小電子源を備え、該微小電子源からの電子線は、該微小電子源と対向するターゲットに入射されることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載のＸ線発生装置。
【請求項８】
請求項１〜７のいずれかに記載のＸ線発生装置と、
該Ｘ線発生装置から発生し、被写体を透過したＸ線を検出するＸ線検出器とを有するＸ線撮像装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、産業機器や医療機器の分野の非破壊Ｘ線撮影、診断応用等に使用するマイクロフォーカスＸ線発生装置及びそれを備えるＸ線撮像装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
Ｘ線は高い物質透過性を持ち、被写体の内部構造の観察が可能であることから、産業分野では物体の非破壊検査、医療分野ではレントゲン撮影、等に用いられている。
【０００３】
Ｘ線透過画像の分解能はＸ線の線源サイズに依るため、微細な内部構造を観察するために微小な線源サイズのマイクロフォーカスＸ線発生装置が要求されている。
【０００４】
また、Ｘ線透過画像の輝度を上げるために、Ｘ線発生量を増加させることが要求されている。
【０００５】
そのために、従来は、ターゲットに入射させる電子線の電流量を大きくすることで、Ｘ線発生量を増加させていた。
【０００６】
また、特許文献１には、多層膜ターゲットを用いることでＸ線発生量を増加させたＸ線発生装置が開示されている。即ち、シリコンウェハー等を材料として、電子線の通過領域となる薄膜部の膜厚を、通過領域となる部分以外の膜厚よりも薄く形成することで、図９のようなターゲットを作製する。そのターゲットを、膜厚の厚い部分をスペーサとして積層することで、多層膜ターゲットを構成する。このような構成の多層膜ターゲットに電子線を入射して多重干渉Ｘ線を発生させ、強力なエネルギーを持つＸ線を発生させるものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開平８−９６９８６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、従来のマイクロフォーカスＸ線発生装置では、微小な焦点に大電流の電子線を入射させると、ターゲットが溶融して、装置内における真空度の悪化等、種々の悪影響を及ぼすため、線源の微小化とＸ線発生量の増加を同時に実現することは難しかった。
【０００９】
また、特許文献１に記載の多層膜ターゲットを用いたＸ線発生装置では、電子線が多層膜ターゲットにおける各ターゲットを透過するごとに拡散され、多層化するほどＸ線取り出し側のターゲットにおける電子線の焦点が大きくなってしまうため、線源サイズの微小化が難しかった。また、電子線は、電流が大きくなると電子が有する電荷によりお互いが反発しあいビーム径が大きくなるため、この点からも線源サイズの微小化とＸ線発生量の増加とを、同時に実現することが難しかった。
【００１０】
そこで、本発明はマイクロメートルスケールの微小な線源サイズを持ちながらＸ線発生量を増加することが可能なＸ線発生装置とそれを備えたＸ線撮像装置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】
【００１１】
本発明のＸ線発生装置は、電子線発生部を有するＸ線発生装置であって、
前記電子線発生部から発生される電子線によりＸ線を発生するターゲットと、該ターゲットに併設し該ターゲットを支持する支持部材とを備えたターゲット組立体が、Ｘ線取り出し方向に一列に配置されたターゲット組立体群と、
前記電子線発生部からの電子線を前記ターゲット組立体群の各ターゲットに集束させる電子線集束手段とを有し、
前記電子線集束手段は、前記ターゲットの夫々を貫く直線と各ターゲット表面との交点に向けて前記電子線を集束させ、
該直線方向に発生するＸ線を、該Ｘ線の発生位置よりもＸ線取り出し側に位置するターゲット組立体を透過させて取り出すことを特徴とするＸ線発生装置。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、ターゲットに対して電子線を別々に集束させて発生したＸ線を足し合わせることで、ターゲット１つ当たりに入射する電子線の電流量を抑制しつつ、合計のＸ線発生量を大きくすることができる。したがってターゲットが溶融しにくくなるので、線源の微小化とＸ線発生量の増加とを、同時に実現することができる。また、ターゲット１つ当たりの電子線の電流量を抑制することにより、電子の電荷の反発によるビーム径の増大も抑制できるため、線源サイズをさらに微小化することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明におけるＸ線発生装置の一実施形態を示す模式図。
【図２】本発明におけるＸ線発生装置を構成するターゲット組立体の一構造例であり、ターゲットが支持部材全面を覆っている構造を示す模式図。
【図３】ターゲットに入射した電子線の進入長と、ターゲット組立体を構成する要素の寸法との関係を示す模式図。
【図４】（Ａ）本発明におけるＸ線発生装置を構成するターゲット組立体の一構造例であり、ターゲットが支持部材の一部分を覆っている構造を示す模式図。（Ｂ）本発明におけるＸ線発生装置を構成するターゲット組立体の一構造例であり、ターゲットが支持部材の一部分に埋没し、ターゲット組立体の一部分が表面に現れている構造を示す模式図。
【図５】本発明におけるＸ線発生装置を構成するターゲット組立体の一構造例であり、ターゲットが支持部材の両面を覆っている構造を示す模式図。
【図６】本発明におけるＸ線発生装置の他の一実施形態を示す模式図。
【図７】本発明におけるＸ線発生装置の他の一実施形態を構成するターゲット組立体の構成を示す模式図。
【図８】ターゲット組立体群の段数と、Ｘ線取り出し量との関係を示す模式図。
【図９】（Ａ）多層膜ターゲットにおける各ターゲットの模式的平面図。（Ｂ）多層膜ターゲットにおける各ターゲットの模式的断面図。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
次に、本発明の実施形態について説明する。
【００１５】
（実施形態１）
図１に、実施形態１におけるＸ線発生装置の構成例を説明する模式図を示す。ここで図１（Ａ）と図１（Ｂ）は、Ｘ線の取り出し方向が異なるが、Ｘ線発生装置の基本的な構成は同様であるので、以下では主に図１（Ａ）について説明する。本実施形態において、Ｘ線発生装置の主な構成は、電子線発生部１０と、電子線発生部１０から発生する電子線２０によりＸ線を発生するターゲット組立体群７０と、電子線発生部１０とターゲット組立体群７０との間に、電子線を任意の焦点サイズに集束する電子線集束手段としての電子レンズ３０とから構成される。
【００１６】
図１（Ａ）のターゲット組立体群７０は、電子線２０によりＸ線を発生するターゲット４１と、該ターゲット４１に併設し該ターゲット４１を支持する支持部材４２とを備えたターゲット組立体４０（図２）が、Ｘ線取り出し方向に一列に配置された構成とされる。ターゲット４１へ入射されたＸ線９０は、一部がターゲット組立体４０により吸収されてその強度が減衰するが、ほとんどは透過する。本実施形態では、ターゲット組立体群７０を基板６０上に形成する。ここで、基板６０表面には、ターゲット組立体群７０からの熱を基板６０全体に効果的に拡散させるため、冷却層５０を設けてもよい。
【００１７】
電子線発生部１０の電子線２０を発生する電極は、熱陰極タイプまたは冷陰極タイプの何れでも良い。電子線発生部１０は複数の電子線が発生される。電子線発生部１０の電子線発生用の電極は、ターゲット４１と同数を設けてもよいし、ターゲット４１よりも少ない個数を設けても良い。ターゲット数よりも電極が少ない場合は、電極から発生される電子線２０を電子レンズ３０によって分割して総電子線数をターゲットと同数にする。
【００１８】
電子線発生部１０とターゲット組立体群７０の間には電子線２０に運動エネルギーを与え加速する機構を有する。例えば、電子線発生部１０に０ボルト、ターゲット組立体群７０に正電圧、を印加して、電子線発生部１０とターゲット組立体群７０の間に電位差を発生させる。電子線発生部１０から発生した電子線２０は、電位差により加速される。
【００１９】
加速された電子線２０は、電子線集束手段としての電子レンズ３０を通過してターゲット４１上の有限な領域、焦点８０に収束される。
【００２０】
電子レンズ３０は、図１（Ａ）のようにターゲット組立体群７０と一体的に設置されても良いし、電子線発生部１０と一体的に設けても良い。ターゲット４１と電子線発生部１０との間の領域であれば電子レンズ３０の設置位置は特に限定されない。ターゲット４１上の焦点８０の位置と大きさは、電子線発生部１０と電子レンズ３０とターゲット４１との位置関係と、電子レンズ３０の集束条件により調整することができる。各ターゲット４１上にある各々の焦点８０は、各ターゲット４１をまとめて貫く直線と各ターゲット４１表面との交点に配列させることができる。各々の焦点８０からは、ターゲット４１の材料に応じた特性Ｘ線と制動Ｘ線を合わせたＸ線９０が発生する。
【００２１】
各々の焦点８０から発生したＸ線９０は、Ｘ線の発生位置よりもＸ線取り出し側に位置するターゲット組立体４０を透過させて、Ｘ線取り出し方向１００、好ましくは各ターゲットの焦点８０をまとめて貫く直線方向に取り出すことで、ターゲット組立体４０の数だけ重ね合せ、より強い強度のＸ線として利用することができる。なお、Ｘ線取り出し方向１００は、図１（Ａ）のように、ターゲット４１に対して電子線入射面側に取り出してもよいし、図１（Ｂ）のように、ターゲットに対して電子線入射面とは反対側に取り出してもよい。どちらからＸ線を取り出しても本発明を適用することが可能である。ただし、Ｘ線入射面と反対側にＸ線を取り出す場合は、ターゲット４１を透過型ターゲットとして用いるため、撮像装置に利用した場合に、ターゲット組立体群７０をＸ線取り出し窓に近接させることで、得られる像の拡大率を大きくすることができる。
【００２２】
本実施形態では、前述のように、各ターゲット４１に電子線を別々に集束させ、発生したＸ線を足し合わせることで、１つのターゲット４１に入射する電子線の電流量を抑制しつつ、合計のＸ線発生量を大きくすることができる。したがって、ターゲット４１が溶融しにくくなるので、線源の微小化とＸ線発生量の増加とを、ともに実現することができる。また、１つのターゲット４１に照射する電子線の電流量を抑制することにより、電子の電荷の反発によるビーム径の増大も抑制できるため、線源サイズをさらに微小化することができる。さらに、各ターゲット４１をまとめて貫く直線と各ターゲット４１表面との交点に向けて、別々に電子線を集束させるので、一本の電子線によって複数のターゲット４１をまとめて貫通させる場合と比較して、ターゲット４１による電子線の散乱の影響が少なく、焦点サイズを微小化することができる。
【００２３】
図２は、本発明におけるＸ線発生装置を構成するターゲット組立体の一構造例であり、ターゲットが支持部材全面を覆っている構造を示す模式図である。図２において、ターゲット組立体４０は、Ｘ線を発生するターゲット４１と、支持部材４２とで構成され、支持部材４２はターゲット４１よりもＸ線吸収係数の小さな材料で構成される。例えば、炭素やＡｌ、ＳｉＣ、テトラフルオロエタン重合物、ポリカーボネート、ポリイミド、ポリメチルメタクリレートなどの軽元素や軽元素化合物を用いることができる。支持部材４２をターゲット４１よりもＸ線吸収係数の小さな材料で構成することで、発生したＸ線を透過させて取り出すことが容易となる。なお、図２において、ターゲット４１と支持部材４２の、Ｘ線取り出し方向への厚さを均一にすることで、均一な強度のＸ線を取り出すことが可能である。
【００２４】
電子線が支持部材を貫通して隣接するターゲットに入射すると、電子線の散乱によって焦点サイズが大きくなる。そこで、焦点サイズを微小に保つために、支持部材の電子線入射方向への厚さを電子線が貫通しない厚さにすることが好ましい。
【００２５】
さらに、図３に示すように、ターゲットの電子線入射方向への厚さは、ターゲットに対する電子線の平均進入長よりも小さい方が好ましい。ここで、ターゲットに対する電子線の平均進入長をＹ（単位：ｎｍ）とすると、平均進入長Ｙ（単位：ｎｍ）とは、密度ρ（単位：ｇ／ｃｍ３）のターゲットに対して電子線を加速電圧Ｖ（単位：ｋＶ）で加速させて入射させたときに電子線がターゲットに進入する長さの平均値であり、下記式で近似することができる。
Ｙ＝３３．６×Ｖ１．７６×ρ−１．１３
ターゲットの電子線入射方向への厚さを、ターゲットに対する電子線の平均進入長よりも小さくすることで、ターゲットにおけるＸ線の透過率を高めて効率的にＸ線を取り出すことができる。図３では、単純化のために、ターゲット法線方向から電子線が入射した場合を図示したが、本実施例のように電子線が所定の角度でターゲットに入射した場合は、前述のように電子線の入射方向への厚さを設計すればよい。
【００２６】
ターゲット４１は、図２のように支持部材４２上の片面全部を覆っても良いし、図４（Ａ）のように、一部を任意の形状のターゲット４１で覆っても良い。または、例えば図４（Ｂ）のように、支持部材４２の一部にターゲット４１が任意の形状で表面に現れる形で埋没してもよい。図４（Ａ）や図４（Ｂ）のようにターゲット４１の大きさを予め限定することで、電子線２０の集束が十分でない状態でもＸ線の発生領域を小さくすることができる。また、ターゲット４１の位置もターゲット組立体４０の組み合わせ段階で決定するため、電子線２０のアライメントに関係なく、Ｘ線発生領域を直線上に並べることが容易になる。なお、ターゲット４１は、図５（Ａ）や図５（Ｂ）のように、支持部材上において、Ｘ線取り出し側と、Ｘ線取り出し側とは反対側との両面に形成されていてもよい。このような構成にすることで、片面に形成する場合と比較して、部品点数が削減され、ターゲット組立体群をコンパクトにすることができる。また、図５（Ｂ）のような三角形の形状にすることで、支持部材４２の両面に一行程でターゲット４１を形成できるので、生産性を向上することができる。
【００２７】
以上の実施形態で示したＸ線発生装置からのＸ線を被写体に照射し、被写体を透過したＸ線をＸ線検出器によって検出するＸ線撮像装置は、Ｘ線発生装置の線源サイズが小さくなるので分解能が向上し、また、Ｘ線の発生量が増大するため、得られる像の輝度を向上させることができる。
【００２８】
（実施形態２）
図６に、第２の実施形態におけるＸ線発生装置の構成例を説明する模式図を示す。ここで、図６（Ａ）の実施形態の場合はＸ線の取り出し方向が紙面の右方向、図６（Ｂ）の実施形態の場合はＸ線の取り出し方向が紙面の左方向であり、それ以外は同様の構成であるので、以下では主に図６（Ａ）について説明する。又、実施形態１との構成の主な違いは、ターゲット組立体４０上に、電子発生部１０と電子レンズ２０とが集積されて一体的に構成されている点である。
【００２９】
図７に、第２の実施形態におけるターゲット組立体４０の構成例を説明する模式図を示す。ターゲット組立体４０は、支持部材４４の片面にターゲット４１を有し、ターゲット４１は、例えば、図２や図４のように、支持部材４２の片面の全部もしくは一部を覆うように設けて良い。
【００３０】
図７において、ターゲット組立体４０は、支持部材４２におけるターゲット４１が存在する面とは反対側の面上に、絶縁層１１０、配線層１１、微小電子源１２、絶縁層１１１、電子レンズ３０がこの順序で形成されている。また、ターゲット組立体４０と基板６０との間にターゲット組立体４０を冷却する冷却層５０が形成されていてもよい。
【００３１】
絶縁層１１０、１１１は、Ｘ線吸収率の低い材料で構成され、例えばＳｉＯ２やＡｌ２Ｏ３やポリイミドなどを用いることができる。
【００３２】
配線層１１はＸ線吸収係数の小さな導電性材料、例えばＡｌなどが用いられる。
【００３３】
微小電子源１２は、先鋭な柱状や針状や円錐状やピラミッド状の突起部を有した冷陰極である。構成材料は、例えば、炭素やＳｉなどのＸ線吸収率の低い導電性材料や低仕事関数材料で、例えばエッチング法や回転蒸着法（スピント法）、ナノインプリント法などの方法を用いて作製される。突起部先端は数ｎｍから数十ｎｍと先鋭な構造を有する。また、前記先鋭な突起構造を有する材料、例えば、カーボンナノチューブや金属酸化物ナノチューブ、カーボンナノウォール、カーボンナノホーンなどで構成されてもよい。
【００３４】
電子レンズ３０は、微小電子源１２の突起部から発生した電子線２０が他のターゲット組立体４０へと到達可能な開口部３００を有する。配線１１上には絶縁層１１１が設けられている。
【００３５】
任意のターゲット組立体４０の電子線発生部１０と、該電子線発生部１０と対向する位置にある別のターゲット組立体４０との間には、電子線２０を構成する電子に運動エネルギーを与え、その運動を加速する機構が設けられる。電子線発生部１０から発生し加速された電子は、電子レンズ３０を通過して真空間隙を挟んで対向する隣のターゲット組立体４０上の有限領域の焦点８０に収束される。各々の支持部材４０上に配置された電子線発生部１０の位置関係を調整することで、ターゲット４１上にある各々の焦点８０を、各ターゲットをまとめて貫く直線と各ターゲットとの交点に配列させることができる。
【００３６】
各々のターゲット４１上の焦点８０から発生したＸ線９０は、Ｘ線の発生位置よりもＸ線取り出し側に位置するターゲット組立体４０を透過させて、Ｘ線取り出し方向１００、好ましくは各ターゲットの焦点８０をまとめて貫く直線方向に取り出すことで、ターゲット組立体４０の数だけ重ね合せ、より強い強度のＸ線として利用することができる。なお、Ｘ線取り出し方向１００は、ターゲットに対して、電子線入射面側でもよいし、電子線入射面とは反対側でもよい。ただし、Ｘ線入射面と反対側にＸ線を取り出す場合は、透過型ターゲットを用いるため、撮像装置に利用した場合にターゲット組立体群をＸ線取り出し窓に近接させることで、得られる像の拡大率を大きくすることができる。
【００３７】
本実施形態では、前述のように、ターゲットに対して電子線を別々に集束させて発生したＸ線を足し合わせることで、ターゲット１つ当たりに入射する電子線の電流量を抑制しつつ、合計のＸ線発生量を大きくすることができる。また、各ターゲットをまとめて貫く直線と各ターゲット表面との交点に向けて、別々に電子線を集束させるので、一本の電子線によって複数のターゲットをまとめて貫通させる場合と比較して、ターゲットによる電子線の散乱の影響が少なく、焦点サイズを微小化することができる。さらに、ターゲット１つ当たりの電子線の電流量を抑制することにより、電子の電荷の反発によるビーム径の増大も抑制できるため、焦点サイズを微小化することができる。
【００３８】
本実施形態では、電子発生部１０を微小電子源１２としてターゲット組立体４０上に電子レンズ３０と共に集積することで、電子線発生部１０と電子レンズ３０、ターゲット４１を近接させるので、第１の実施形態で得られる効果のほかに、電子線２０の発散を押さえられ微焦点化がさらに容易となる。
【００３９】
以上説明した第２の実施態様において、特に記さないところは、第１の実施態様で採用され得る構成、構造、材料が採用され得、第１の実施態様の効果と同様の効果が得られる。
【００４０】
（作製例１）
次に、本発明の第１の実施形態におけるＸ線発生装置の作製例について説明する。具体的には、図１（Ａ）において、モリブデンターゲットに６０キロ電子ボルトまで加速した電子を衝突させる場合に適したＸ線発生装置の作製例を説明する。
【００４１】
まず、ターゲット組立体４０を作製する。モリブデンに対する６０キロ電子ボルトの電子線の平均進入長は５μｍ程度である。そこで、ターゲット４１として５μｍ厚モリブデン薄膜を、支持部材４２としての４インチ径の両面研磨２００μｍ厚シリコンウェハー表面に、電子ビーム蒸着法により形成する。その後、ダイシングソーにより１０ｍｍ角に切断し、ターゲット組立体４０を作製する。なお、ターゲット４１を支持部材４２または支持部材４２上に形成する方法としては、フォトリソグラフィー法やドライエッチング法、スパッタや蒸着・ＣＶＤ・無電解メッキ・電解メッキといった従来の各種成膜法、ナノインプリント法なども用いることが可能である。
【００４２】
次に、ターゲット組立体４０を基板６０に接合する。具体的には、精密切削加工機を用いて、基板６０となる２０ｍｍ角の５ｍｍ厚無酸素銅基板に、深さ２ｍｍ、幅２１０μｍ×長さ１０ｍｍの溝を１ｍｍピッチで２０本作製する。その後、銅基板表面に金メッキを施す。銅基板の溝に、各ターゲット組立体４０のモリブデン面が一方向に揃うようにターゲット組立体４０を取り付け、金とシリコンの共晶温度（３６３℃）以上まで加熱し、銅基板とターゲット組立体４０を接合する。なお、冷却層５０は本作製例では設けていない。
【００４３】
電子レンズは、例えばシリコンウェハーに従来の蒸着法によってクロム薄膜を形成し、従来のエッチング技術により貫通穴を設けることで作製可能である。このようにして得られる電子レンズ３０のシリコン面（クロム薄膜が形成された面とは反対側の面）を、ターゲット組立体４０上に共晶接合により接合し、第１の実施形態におけるＸ線発生装置を得ることができる。
【００４４】
なお、モリブデンターゲットは、３０キロ電子ボルトのエネルギーをもつ電子線を入射させることで、１７．５キロ電子ボルトの特性Ｘ線を発生させることができるが、例えば３マイクロメートルの厚さのモリブデンターゲットを図１のように一列にならべ、各ターゲットから１７．５キロ電子ボルトの特性Ｘ線を列方向に取り出した場合、取り出せるＸ線量を計算すると図８のようになる。すなわち、ターゲット組立体４０の数を増やし過ぎると、ターゲット組立体４０で発生するＸ線の増加量と、ターゲット組立体４０の吸収等により減衰するＸ線の量とが近づき、やがてＸ線を取り出せる量は飽和する。したがって、上記条件ではモリブデンターゲットはおよそ５０段以下にするのが良い。このように、ターゲットの段数は、各条件におけるＸ線を取り出せる量の飽和量に基づいて定めるのが好ましい。
【００４５】
（作製例２）
次に、本発明の第２の実施形態におけるＸ線発生装置の作製例について説明する。具体的には、図６（Ａ）において、モリブデンターゲットに３０キロ電子ボルトまで加速した電子を衝突させる場合に適したＸ線発生装置を作製する。図６（Ａ）におけるターゲット組立体４０には、図７のように、電子線発生部１０としての微小電子源１２と電子レンズ３０とを集積させる。
【００４６】
まず、ターゲット組立体４０を作製する。モリブデンに対する３０キロ電子ボルトの電子線の平均進入長は２μｍ程度である。そこで、ターゲット４１として２μｍ厚モリブデン薄膜を、支持部材４２となる４インチ径の両面研磨２００μｍ厚シリコンウェハー表面に、電子ビーム蒸着法により形成する。次に、シリコンウェハー裏面に絶縁層１１０−１としての５００μｍ厚の両面研磨石英基板を陽極接合により接合する。さらに、石英基板上にスパッタリング法を用いて、配線層１１としての２００ｎｍ厚アルミニウム薄膜、カーボンナノチューブ（ＣＮＴ）合成触媒となる不図示の５ｎｍ厚鉄薄膜、絶縁層１１０−２としての２００ｎｍ厚ＳｉＯ２薄膜、電子レンズ３０となる２００ｎｍ厚クロム薄膜を順に形成する。クロム薄膜上にレジストをスピンコートし、フォトリソグラフィー法によりピッチ１０ｍｍ、５×５配列の直径１０μｍ開口をパターニングする。クロム薄膜とＳｉＯ２薄膜をエッチング法により除去し、鉄薄膜表面を露出させる。プラズマ化学気相成長法で鉄薄膜表面上にＣＮＴを成長させることで、微小電子源１２を作製する。その後、ダイシングソーにより、１０ｍｍ角に切断する。以上により、ターゲット組立体４０上に微小電子源１２と電子レンズ３０とを集積させることができる。
【００４７】
次に、ターゲット組立体４０を基板６０に接合する。まず、精密切削加工機を用いて、基板６０としての２０ｍｍ角の５ｍｍ厚無酸素銅基板に深さ２ｍｍ、幅２１０μｍ×長さ１０ｍｍの溝を１ｍｍピッチで２０本作製する。その後、銅基板表面に金メッキを施す。銅基板の溝に、各ターゲット組立体４０のモリブデン面が同方向に揃うようにターゲット組立体４０を取り付け、加熱により銅基板とターゲット組立体４０を接合し、第２の実施形態におけるＸ線発生装置を得ることができる。なお、冷却層５０は本作製例では設けていない。また、ターゲットの段数は、作製例１と同様に、各条件におけるＸ線を取り出せる量の飽和量に基づいて定めるのが好ましい。
【符号の説明】
【００４８】
１０  電子線発生部
１１  配線層
１２  微小電子源
２０  電子線
２１  電子線の平均進入長
３０  電子レンズ
４０  ターゲット組立体
４１  ターゲット
４２  支持部材
４３  電子線進入方向へのターゲット厚さ
４４  ターゲット法線方向
５０  冷却層
６０  基板
７０  ターゲット組立体群
８０  焦点
９０  Ｘ線
１００  Ｘ線取り出し方向
１１０  絶縁層
【図１】
2011029072.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
2011029072.tif 000008
【図７】
2011029072.tif 000009
【図８】
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【図９】
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