(57)【要約】 【課題】外部からの磁気の影響を抑制することにより、電子の進行が変動するのを抑制し、検出精度の低下を防止する。【解決手段】電子を射出する電子光学系４１と、電子によってＸ線を発生するターゲット４０と、を含むＸ線源１００であって、Ｘ線源１００の内部環境を変化させるための駆動装置５０を有し、回転モーター５１の、回転軸の方向ＭＸ１とＸ線源１００の光軸方向ＡＸとが一致するように配置される。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
電子を射出する電子光学系と、前記電子によってＸ線を発生するターゲットと、を含むＸ線源であって、
前記Ｘ線源の内部環境を変化させるための回転モーターを有し、
前記回転モーターの回転軸の方向と前記電子光学系の光軸方向とが一致するように配置されるＸ線源。
【請求項２】
前記回転モーターは、前記Ｘ線源の内部空間を減圧する真空ポンプを駆動する請求項１記載のＸ線源。
【請求項３】
前記回転モーターは、前記電子光学系及び前記ターゲットを収容するハウジングの外側に配置される請求項２記載のＸ線源。
【請求項４】
前記回転モーターは、磁気シールドで囲まれる請求項３記載のＸ線源。
【請求項５】
前記真空ポンプは、前記Ｘ線源の内部から排気するためのタービンを有し、
前記回転モーターは、前記回転軸と前記タービンの回転軸とが交差するように配置される請求項２〜請求項４のいずれか１項に記載のＸ線源。
【請求項６】
前記タービンの回転軸は、前記電子光学系の光軸方向と交差するように、前記タービンが配置される請求項５記載のＸ線源。
【請求項７】
電子を射出する電子光学系と、前記電子によってＸ線を発生するターゲットと、を含むＸ線源であって、
前記Ｘ線源の内部の環境を変化させ、磁極を有する駆動装置を有し、
前記駆動装置の磁極の向きと前記電子光学系の光軸とが平行に配置される、Ｘ線源。
【請求項８】
前記Ｘ線を発生するターゲットは、前記ターゲットを前記電子が透過し、前記電子光学系の光軸と平行にＸ線発生させる、請求項１〜請求項７のいずれか１項に記載のＸ線源。
【請求項９】
電子を射出する電子光学系と、前記電子によってＸ線を発生するターゲットと、を含むＸ線源と、前記Ｘ線源から射出され、測定物を透過したＸ線の少なくとも一部を検出する検出装置とを含むＸ線装置であって、
前記Ｘ線装置の内部の環境を変化させ、磁極を有する駆動装置を備え、
前記駆動装置の磁極の向きと前記Ｘ線源の光軸の向きとが平行に配置される、Ｘ線装置。
【請求項１０】
前記Ｘ線源は、請求項１〜請求項８のいずれか１項に記載のＸ線源が用いられる請求項９記載のＸ線装置。
【請求項１１】
前記Ｘ装置の内部の環境変化は、前記Ｘ線装置の内部環境の変化、前記測定物を保持するステージの移動、及び前記Ｘ線装置を支持する支持部の変化のうち、少なくとも１つである請求項９または請求項１０記載のＸ線源。
【請求項１２】
前記駆動装置は、前記測定物を保持するステージを移動させるステージ装置である請求項１１記載のＸ線装置。
【請求項１３】
前記駆動装置は、前記Ｘ線装置の内部雰囲気を調整する調整装置のファンを回転させるファン駆動装置である請求項１２記載のＸ線装置。
【請求項１４】
前記駆動装置は、前記Ｘ線装置を支持する支持部を変化させる支持装置である請求項１３記載のＸ線装置。
【請求項１５】
前記駆動装置は、回転軸を備える回転モーターであり、前記回転軸の方向が前記平均的な磁極の向きである請求項９〜請求項１４のいずれか１項に記載のＸ線装置。
【請求項１６】
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９〜１５のいずれか１項に記載のＸ線装置と、
前記形状測定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。
【請求項１７】
構造物の形状に関する設計情報を作成することと、
前記設計情報に基づいて前記構造物を作成することと、
作成された前記構造物の形状を請求項９〜１５のいずれか１項に記載のＸ線装置で測定することと、
前記Ｘ線装置の測定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ことと、
を含む構造物製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、Ｘ線源、Ｘ線装置、構造物製造システム、及び構造物製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
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）。これにより非破壊で物体の内部の情報を取得する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】米国特許出願公開第２０１０／００９８２０９号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、Ｘ線を照射するＸ線源は、フィラメントから放出された熱電子がターゲットと衝突することでＸ線を発生させる。ターゲットの表面上での電子の照射領域が所定の大きさと異なると、測定物を透過して得られる投影像の解像度が所定の解像度と異なる可能性がある。また、ターゲットの表面上での電子の照射領域が時間とともに変動すると、測定物を透過して得られる投影像が変動する可能性がある。これにより、Ｘ線測定装置が測定不良になってしまう可能性がある。
本発明の態様は、測定不良を抑制することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の第１の態様によれば、電子を射出する電子光学系と、電子によってＸ線を発生するターゲットと、を含むＸ線源であって、Ｘ線源の内部環境を変化させるための回転モーターを有し、回転モーターの回転軸の方向と電子光学系の光軸方向とが一致するように配置される、Ｘ線源が提供される。
【０００６】
本発明の第２の態様によれば、電子を射出する電子光学系と、電子によってＸ線を発生するターゲットと、を含むＸ線源であって、Ｘ線源の内部の環境を変化させ、磁極を有する駆動装置を有し、駆動装置の磁極の向きと電子光学系の光軸とが平行に配置される、Ｘ線源が提供される。
【０００７】
本発明の第３の態様によれば、電子を射出する電子光学系と、電子によってＸ線を発生するターゲットと、を含むＸ線源と、Ｘ線源から射出され、測定物を透過したＸ線の少なくとも一部を検出する検出装置とを含むＸ線装置であって、Ｘ線装置の内部の環境を変化させ、磁極を有する駆動装置を備え、駆動装置の磁極の向きとＸ線源の光軸の向きとが平行に配置される、Ｘ線装置が提供される。
【０００８】
本発明の第４の態様によれば、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３の態様に記載のＸ線装置と、形状測定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、を含む構造物製造システムが提供される。
【０００９】
本発明の第５の態様によれば、構造物の形状に関する設計情報を作成することと、設計情報に基づいて構造物を作成することと、作成された構造物の形状を第３の態様に記載のＸ線装置で測定することと、Ｘ線装置の測定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ことと、を含む構造物製造方法が提供される。
【発明の効果】
【００１０】
本発明の態様によれば、解像度の低下を抑制できる。
本発明の態様によれば、駆動装置から発生する平均的な磁極の向きと電子光学系の光軸方向とを一致させることにより、電子の進行方向に対する外部からの磁気の影響を抑制し、ターゲット内においてＸ線の発生領域が拡がるのを防止できる。これにより、測定物の検出精度の低下を防止できる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】実施形態に係るＸ線源の一例を示す図である。
【図２】駆動装置の一例を示す図である。
【図３】磁気による電子の進行方向への影響を示す図である。
【図４】実施形態に係るＸ線源の一例を示す図である。
【図５】実施形態に係るＸ線装置の一例を示す図である。
【図６】ステージ装置の一例を示す図である。
【図７】Ｘ線装置の動作の一例を説明するためのフローチャートである。
【図８】構造物製造システムのブロック構成図である。
【図９】構造物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。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明の実施形態について図面を参照しながら説明するが、本発明はこれに限定されない。また、図面においては、実施形態を説明するため、一部分を大きくまたは強調して記載するなど適宜縮尺を変更して表現している。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。
【００１３】
＜第１実施形態＞
図１は、本実施形態に係るＸ線源１００の一例を示す断面図である。図１に示すように、Ｘ線源１００は、フィラメント３９と、ターゲット４０と、電子光学系４１と、ハウジング４２と、偏向装置４３と、アノード４４と、を備える。フィラメント３９は、例えばタングステンを含む。フィラメント３９に電流が流れ、その電流によってフィラメント３９が加熱されると、フィラメント３９から電子（熱電子）が放出される。
【００１４】
ターゲット４０は、アノード４４によって加速された電子の衝突または電子の透過によりＸ線を発生する。ターゲット４０は、電子光学系４１からの電子の射出方向に配置される。Ｘ線は、例えば波長１ｐｍ〜３０ｎｍ程度の電磁波である。Ｘ線は、約数１０ｅＶの超軟Ｘ線、約０．１〜２ｋｅＶの軟Ｘ線、約２〜２０ｋｅＶのＸ線、及び約２０〜５０ＫｅＶの硬Ｘ線を含む。ターゲット４０は、例えばタングステン（Ｗ）又はモリブデン（Ｍｏ）等の重金属を含み、電子の衝突または電子の透過によりＸ線を発生する。本実施形態において、ターゲット４０は、発生したＸ線を透過させて出射する透過型ターゲットである。透過型のターゲットは、後述する電子光学系４１の光軸方向ＡＸと平行な方向にターゲット４０からＸ線が発生する。例えば、後述する電子光学系４１の光軸方向ＡＸと一致する方向でかつその一致する方向が測定物Ｓを透過したＸ線ＸＬを検出する検出器４の検出領域の中心になるように配置される（図５参照）。
【００１５】
電子光学系４１は、フィラメント３９とターゲット４０との間において、フィラメント３９からの電子の通路の周囲の少なくとも一部に配置される。電子光学系４１は、コイルや集束レンズを含み、フィラメント３９からの電子を光軸方向ＡＸに向けてターゲット４０に導く。電子光学系４１は、ターゲット４０の一部の領域（Ｘ線の発生領域）に電子を衝突させる。ターゲット４１において電子が衝突する領域の寸法（スポットサイズ）は、十分に小さい。これにより、実質的に点Ｘ線源が形成される。
【００１６】
ハウジング４２は、Ｘ線源１００を構成する部材の少なくとも一部を内部空間ＳＰ１に収容する。ハウジング４２は、フィラメント３９、ターゲット４０、電子光学系４１、偏向装置４３、及びアノード４４のそれぞれを収容する。ハウジング４２には、Ｘ線を出射するための出射部４２Ａを備える。
【００１７】
偏向装置４３は、フィラメント３９から射出した電子の進行方向を変えるものである。偏向装置４３は、例えばコイル及び電子レンズを含む。偏向装置４３は、電子光学系４１に対して前側（フィラメント３９側）及び後ろ側（ターゲット４０側）の双方に配置される。偏向装置４３は、アライナーまたは偏向器とも称される。なお、複数の偏向装置４３が配置されることに限定されず、例えば、電子光学系４１の後ろ側に１つ配置させてもよい。
【００１８】
アノード４４は、フィラメント３９から出射した電子をターゲット４０に向けて加速する。ただし、アノード４４が用いられることに限定されない。例えば、ターゲット４０を陽極とし、フィラメント３９を陰極として、ターゲット４０とフィラメント３９との間に電圧を印加することにより、フィラメント３９から出射した熱電子をターゲット（陽極）４０に向けて加速させ、ターゲット４０に照射させるようにしてもよい。
【００１９】
フィラメント３９から出射した電子は、アノード４４によって加速されるとともに、電子光学系４１によって収束されて進行する。電子光学系４１から射出された電子の少なくとも一部は、＋Ｚ軸方向に進行する。電子の照射方向（進行方向）は、Ｚ軸方向である。電子の進行方向は、偏向装置４３によって調整される。
【００２０】
図１に示すように、ハウジング４２の一部（側面）には、ハウジング４２の内部空間ＳＰ１と接続する配管４５が形成される。配管４５は、例えば、ハウジング４２の側面から−Ｙ軸方向に延び、途中で−Ｚ軸方向に屈曲して形成される。配管４５のうち、Ｚ軸方向の部分には、ハウジング４２の内部空間ＳＰ１を排気して減圧状態または高真空状態にするための駆動装置５０が形成される。駆動装置５０は、例えば、真空ポンプである。この駆動装置５０を駆動させることで、Ｘ線源１００の内部の環境を変化させることができる。駆動装置５０を駆動させることで、Ｘ線源１００の内部から外部に空気を排出することができる。これにより、Ｘ線源１００の内部の圧力を、常圧状態から減圧した状態に変化することができる。駆動装置５０は、ハウジング４２の外部に設けられるが、ハウジング４２の内部に設けられてもよい。
【００２１】
駆動装置５０は、回転モーター５１と、タービン５２と、磁気シールド５３、５４とを備える。駆動装置５０としては、例えば、ターボ分子ポンプが用いられる。ターボ分子ポンプは、タービン５２を回転モーター５１により高速で回転させ、気体分子を弾き飛ばすことにより気体を排出するポンプである。回転モーター５１は、電気モーターが用いられ、タービン５２を数千〜数万ｒｐｍで回転させる。タービン５２は、回転モーター５１の回転軸５１Ａに取り付けられる。タービン５２は、図１では簡略して記載しているが、例えば、ディスクの周囲に複数のブレードが形成され、複数のディスクが回転軸方向に配置された軸流タービンが用いられる。
【００２２】
磁気シールド５３は、例えば磁性材料等が用いられ、回転モーター５１及びタービン５２に囲むように、配管４５の内周面に形成される。磁気シールド５４は、同じく磁性材料等が用いられ、タービン５２の上流側に配置される。磁気シールド５４は、複数の孔部が形成されたパンチングメタル等である。磁気シールド５３、５４によって、駆動装置５０から外部に漏出する磁気の強度を軽減させることができる。ただし、磁気シールド５３、５４を配置させるか否かは任意であり、磁気シールド５３、５４を用いなくてもよい。
【００２３】
駆動装置５０は、回転モーター５１を駆動してタービン５２を回転させることにより、ハウジング４２内の気体を排気させ、ハウジング４２の内部空間ＳＰ１を高真空の状態に形成する。なお、この駆動装置５０は、連続的に駆動させる場合の他に、間欠的または一時的に駆動させるものでもよい。
【００２４】
図２は、駆動装置５０の一例を示す図である。回転モーター５１を駆動させると、磁界が生じる。図２には、回転モーター５１の駆動した際の、磁極の向きを表している。図２には、代表的な磁極を矢印で表している。代表的な磁極は、所定範囲内の平均的な磁極である。本実施形態において、回転モーター５１には、複数の磁極の向きがある。この場合に、回転モーター５１の磁極の向きは、最も強い磁極の向きが用いられる。なお、回転モーター５１の磁極の向きとして、平均的な磁極の向きを用いても構わない。なお、本実施形態においては、駆動装置５０を駆動させることにより、磁場が発生する。この場合に、駆動装置５０には磁極が生じ、一方から他方へ磁界の強さと方向が定まる。この場合に、駆動装置５０で複数の組の磁極が生じた場合には、すべての磁極を平均した磁極により駆動装置５０の一組の磁極を定めることが可能である。平均する方法は、相乗平均、調和平均、一般化平均など種々の平均する手法を用いても構わない。また、複数の組の磁極が生じた場合に、それぞれの一方から他方への磁界の強さに基づいて、磁極を抽出して、抽出された磁極に基づいて、平均した磁極の方向としても構わない。また、磁極は駆動装置５０と、例えば駆動装置５０以外の部材との間で磁極の組があっても構わない。
【００２５】
回転モーター５１には磁界が生じており、発生する磁極が複数あることから、図２に示すように磁極をつなぐ仮想的な線も複数となる。この場合に、それぞれの線は磁界の発生する向きを表している。図２においては、回転モーター５１の磁極の向きはＭＸ１であり、この方向は回転軸５１Ａの方向と平行である。また、本実施形態において、回転モーター５１の磁極の向きＭＸ１は、回転軸５１Ａの方向と一致している。この場合に、回転モーター５１で発生する磁極の平均的し、回転モーター５１全体での磁極の向きがＭＸ１である。なお、時間経過に伴い、磁極の方向が変化する場合には、所定時間内での磁極の方向を平均した平均的な磁極の向きを用いても構わない。
【００２６】
図１に戻り、駆動装置５０は、回転モーター５１の磁極の向きＭＸ１と、電子光学系４１の光軸方向ＡＸとが一致するように配置される。図１において、電子光学系４１の光軸方向ＡＸは、Ｚ軸方向である。また、図１に示すように、駆動装置５０は、回転モーター５１の回転軸５１Ａの方向と、電子光学系４１の光軸方向ＡＸとが一致するように配置される。なお、駆動装置５０として回転モーター５１が用いられない場合でも、その駆動装置から生じる磁極の向きＭＸ１と光軸方向ＡＸとを一致させた状態で駆動装置が配置される。
【００２７】
このように、磁極の向きＭＸ１と光軸方向ＡＸとを一致させることにより、フィラメント３９から出射した電子は、駆動装置５０により発生する磁界の影響で進行方向が変化することが抑制される。これにより、ターゲット４０の表面においてフィラメント３９から出射した電子が収束される。駆動装置５０により発生する磁界の影響が少なくなり、電子光学系４１の外部からの影響が少なくなり、ターゲット４０の表面において電子の照射領域が所望の大きさより大きくなってしまうことを抑制することができる。
【００２８】
図３（ａ）は、駆動中の駆動装置５０が発生する磁場の強さが時間とともに変化することを示した図である。図３は例えば、電子光学系４１の光軸上の所定の位置での磁場の強さを表した図である。図３（ｂ）は電子の進行方向が変動した状態を示している。図３（ａ）に示すように、回転モーター５１等は、発生する磁場の強度が時間の経過によって変動する。従って、図３（ｂ）に示すように、駆動装置５０Ａから生じた磁場Ｂが光軸方向ＡＸと交差すると、その影響を受けて電子は進行方向を変化させる。上述した通り、フィラメント３９から出射した電子は、磁場Ｂの影響により図３（ｂ）の点線で示す通り、ターゲット４０の所望の位置とは異なる位置に照射される。
【００２９】
磁場Ｂの大きさの変動に伴い、電子の所望の進行方向に対して及ぼす影響が異なる。そのため、時間とともに磁場Ｂの大きさが変動し、そのために電子の進行方向が時間とともに変化する。それに伴い、ターゲット４０の表面での電子の照射領域が変動してしまう。例えば、図３（a）の磁場Ｂの大きさが強くなった場合に、図３（ｂ）の電子が点線の方向に進行方向が変化してしまうと、電子の発生領域Ｇが時間とともに広がった領域Ｇ１になる。これでは、Ｘ線の発生領域が広いことから、測定物の検出精度を低下させることになる。本実施形態では、駆動装置５０から発生する磁極の向きＭＸ１を光軸方向ＡＸと一致させるので、電子の進行方向に対する影響を抑制でき、測定物の検出精度の低下を抑制できる。これによりＸ線を用いた測定物の透過像から、測定物の例えば良否を検査する場合においても検査不良を抑制することができる。また、これによりＸ線を用いた測定物の透過像から、測定物の例えば寸法を測定する場合においても測定不良を抑制することができる。
【００３０】
また、図１に示すように、Ｘ線源１００は、Ｘ線源１００の他の構造変化を行うための駆動装置６０が設けられてもよい。この駆動装置６０は、電子光学系４１の一部または全部を移動させるものや、電子光学系４１の一部または全部を変形させるもの、ターゲット４０を移動または交換させるもの、などである。駆動装置６０は、回転モーター等が用いられるが、この回転モーター等から発生する平均的な磁極の向きＭＸ２においても光軸方向ＡＸと一致させるように配置される。
【００３１】
これにより、先に説明した駆動装置５０と同様に、駆動装置６０から発生する平均的な磁極の向きＭＸ２を光軸方向ＡＸと一致させるので、電子の進行方向に対する影響を抑制でき、測定物の検出精度の低下を抑制できる。
【００３２】
駆動装置５０により発生する磁界の影響が少なくなり、電子光学系４１の外部からの影響が少なくなり、ターゲット４０の表面において電子の照射領域が所望の大きさより大きくなってしまうことを抑制することができる。また、駆動装置５０の駆動の時間とともに、電子の進行方向が変化することを抑制することができるので、ターゲット４０の表面において電子の照射領域が変動することを抑制することができる。
【００３３】
なお、上述の実施形態においては、回転モーター５１の磁極の向きＭＸ２が電子光学系４１の光軸方向ＡＸと一致するので、電子光学系４１の光軸方向ＡＸにおいて、焦点位置が変動するものの、回転モーター５１の磁極の向きが電子光学系４１の光軸方向ＡＸと交差して、フィラメント３９からの電子の進行方向が変更してターゲット４０の表面の照射領域が大きくなることを抑制することができる。したがって、ターゲット４０から発生するＸ線の発生領域の大きさが、回転モーター５１の磁極の向きＭＸ２が電子光学系４１の光軸方向ＡＸと一致する場合の方が、回転モーター５１の磁極の向きＭＸ２と電子光学系４１の光軸方向ＡＸとが交差する場合に比べて小さくすることができる。
【００３４】
なお、上述の実施形態においては、電子光学系４１の光軸方向ＡＸにおいては、Ｘ線が通過する。また、Ｘ線は電磁波である光であることから、本実施形態では、電子光学系４１の光軸を使用している。したがって、光軸とＸ線軸とを入れ替えて使用しても構わない。
【００３５】
＜第２実施形態＞
次に、第２実施形態について説明する。以下の説明において、上述の実施形態と同一又は同等の構成部分については同一の符号を付し、その説明を簡略若しくは省略する。図４は、本実施形態に係るＸ線源１０１の一例を示す断面図である。図４に示すように、Ｘ線源１０１は、フィラメント３９と、ターゲット４０と、電子光学系４１と、ハウジング４２と、偏向装置４３と、アノード４４と、を備える。
【００３６】
ハウジング４２の一部（側面）には、ハウジング４２の内部空間ＳＰ１と接続する配管４６が形成される。配管４６は、例えば、ハウジング４２の側面から−Ｙ軸方向に延びた状態で形成される。配管４６には、ハウジング４２の内部空間ＳＰ１を排気して減圧状態または高真空状態にするための駆動装置７０が形成される。駆動装置７０は、図１に示す駆動装置５０と同様に、例えば、ターボ分子ポンプ等の真空ポンプである。この駆動装置７０は、Ｘ線源１０１の構造変化（内部環境の変化）を行うための装置である。駆動装置７０は、ハウジング４２の外部に設けられるが、ハウジング４２の内部に設けられてもよい。
【００３７】
駆動装置７０は、回転モーター５１と、タービン５２と、磁気シールド５３、５４と、ベベルギヤ７１、７２とを備える。回転モーター５１は、配管４６の一部からＺ軸方向に突出して形成された突出部４６Ａの内部に配置される。回転モーター５１の回転軸５１Ａは、配管４６に配置され、先端にベベルギヤ７１が取り付けられる。タービン５２は、配管４６内に配置される。タービン５２の回転軸５２Ａは、不図示の軸受けによって保持され、先端に、ベベルギヤ７１と噛み合うベベルギヤ７２が取り付けられる。磁気シールド５３は、回転モーター５１を囲むように、突出部４６Ａの内面に形成される。
【００３８】
駆動装置７０は、回転モーター５１を駆動することにより、ベベルギヤ７１、７２を介してタービン５２を回転させる。これにより、駆動装置５０と同様に、ハウジング４２内の気体を排気させ、ハウジング４２の内部空間ＳＰ１を高真空の状態に形成する。なお、この駆動装置７０は、連続的に駆動させる場合の他に、間欠的または一時的に駆動させるものでもよい。
【００３９】
駆動装置７０は、図４に示すように、回転モーター５１の磁極の向きＭＸ３と、電子光学系４１の光軸方向ＡＸとが一致するように配置される。図４に示すように、駆動装置７０は、回転モーター５１の回転軸５１Ａの方向と、電子光学系４１の光軸方向ＡＸとが一致するように配置される。また、タービン５２の回転軸５２Ａの方向は、光軸方向ＡＸと直交する方向となっている。ただし、回転軸５２Ａの方向は、光軸方向ＡＸと直交する方向に限定されず、光軸方向ＡＸと交差する方向であれば任意に設定可能である。また、回転モーター５１の回転軸５１Ａの方向は、タービン５２の回転軸５２Ａの方向と異なった方向となっている。
【００４０】
このように、本実施形態によれば、磁極の向きＭＸ３と光軸方向ＡＸとを一致させることにより、電子の進行方向に与える影響を小さく抑えることができる。これにより、ターゲット４０において電子による小さなスポットを形成させることにより、測定物の検出精度の低下を抑制できる。また、回転モーター５１が突出部４６Ａに配置されるので、配管４６のじゃまにならず、排気効率の低下を防止できる。なお、本実施形態において、図１に示す駆動装置６０が設けられてもよい。
【００４１】
＜第３実施形態＞
次に、第３実施形態について説明する。以下の説明において、上述の実施形態と同一又は同等の構成部分については同一の符号を付し、その説明を簡略若しくは省略する。第３実施形態に係るＸ線源（以下、Ｘ線源１０２と呼ぶ。）は、フィラメント３９と、ターゲット４０Ａと、電子光学系４１と、ハウジング４２と、偏向装置４３と、アノード４４と、を備える。
【００４２】
Ｘ線源１０２は、ターゲット４０を除き、図１に示すＸ線源１００とほぼ同様の構成が採用される。このＸ線源１０２に用いられるターゲット（以下、ターゲット４０Ａと呼ぶ。）は、反射型ターゲットである。ハウジング４２は、ターゲット４０ＡからのＸ線を出射するための出射部を備える。なお、フィラメント３９、電子光学系４１、偏向装置４３、及びアノード４４は、Ｙ軸方向（光軸方向ＡＸ）に沿って配置される。Ｘ線ＸＬは、例えば、上述した出射部を介して、光軸方向ＡＸと直交する方向（交差する方向）のＺ軸方向に出射する。
【００４３】
このように、本実施形態によれば、反射型のターゲット４０Ａにより、光軸方向ＡＸと交差する方向にＸ線ＸＬを照射させる場合でも、磁極の向きＭＸ１と光軸方向ＡＸとを一致させることにより、電子の進行方向に与える影響を小さく抑えることができ、測定物の検出精度の低下を抑制できる。
なお、Ｘ線源１００に用いられるターゲットは反射型に限らずに、ターゲットが回転する回転式のターゲットでも構わない。
【００４４】
＜第４実施形態＞
次に、第４実施形態について説明する。図５は、本実施形態に係るＸ線装置１の一例を示す図である。以下の説明において、上述の実施形態と同一又は同等の構成部分については同一の符号を付し、その説明を簡略若しくは省略する。Ｘ線装置１は、図５に示すように、測定物ＳにＸ線ＸＬ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線装置１は、測定物ＳにＸ線を照射して、その測定物Ｓを通過した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、電子部品等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。
【００４５】
図５に示すように、Ｘ線装置１は、Ｘ線ＸＬを射出するＸ線源１００と、測定物Ｓを保持して移動可能なステージ装置３と、Ｘ線源１００から射出され、ステージ装置３に保持された測定物Ｓを通過したＸ線の少なくとも一部を検出する検出器４と、Ｘ線装置１全体の動作を制御する制御装置５と、を備える。Ｘ線装置１は、Ｘ線源１００から射出されるＸ線ＸＬが進行する内部空間ＳＰ２を形成するチャンバ部材６を備えている。Ｘ線源１００、ステージ装置３、及び検出器４は、内部空間ＳＰ２に配置される。
【００４６】
内部空間ＳＰ２は、Ｘ線源１００が配置される第１空間と、検出器４及びステージ装置３の少なくとも一部が配置される第２空間とに仕切られてもよい。仕切った部分には、Ｘ線源１００からのＸ線ＸＬが通過可能な開口を有する通過部が形成されてもよい。通過部としては、Ｘ線ＸＬが透過可能な、例えば、ベリリウム薄膜、炭素薄膜などが用いられる。
【００４７】
Ｘ線装置１は、内部空間（内部雰囲気）ＳＰ２の温度を調整する調整装置８０を備える。調整装置８０は、制御装置５に制御される。調整装置８０は、内部空間ＳＰ２に面し、かつチャンバ部材６の側面に形成された排出口８から、内部空間ＳＰ２内の気体を取り込む。調整装置８０は、内部空間ＳＰ２に面し、かつチャンバ部材６の側面に形成された供給口７から、温度調整された気体ＧＡを内部空間ＳＰ２に供給する。供給口７は、Ｘ線源１００の少なくとも一部に、温度調整された気体ＧＡを供給する。
【００４８】
チャンバ部材６は、複数の支持部９０によって支持面ＦＲ上に支持される。支持面ＦＲは、工場等の床面を含む。支持部９０により、チャンバ部材６の下面と、支持面ＦＲとは離間しており、双方の間に空間が形成される。ただし、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。チャンバ部材６は、鉛を含む材質で形成される。チャンバ部材６は、内部空間ＳＰ２のＸ線ＸＬが、チャンバ部材６の外部に漏出することを抑制する。
【００４９】
チャンバ部材６の内面及び外面の一方または双方には、チャンバ部材６よりも熱伝導率が小さい断熱材が設けられてもよい。これにより、内部空間ＳＰ２の温度が外部の温度（温度変化）の影響を受けることを抑制し、外部の熱が内部空間ＳＰ２に伝わることを抑制する。断熱材として、例えば、プラスチックや発泡スチロールが用いられる。
【００５０】
Ｘ線源１００は、測定物ＳにＸ線ＸＬを照射する。Ｘ線源１００は、測定物ＳのＸ線吸収特性に基づいて、測定物Ｓに照射するＸ線の強度を調整可能である。Ｘ線源１００は、点Ｘ線源を含み、測定物Ｓに円錐状のＸ線（所謂、コーンビーム）を照射する。Ｘ線源１００は、測定物Ｓに向けて、＋Ｚ軸方向に向けて設置される。Ｘ線源１００から射出されたＸ線ＸＬの少なくとも一部は、内部空間ＳＰ２において、＋Ｚ軸方向に進行する。
【００５１】
図１に示すように、Ｘ線源１００の内部空間ＳＰ１を排気するための駆動装置５０は、内部空間ＳＰ２内に配置され、配管４５がチャンバ部材６の外側に引き出される。これにより、内部空間ＳＰ１からの排気が内部空間ＳＰ２内に入り込むことはない。なお、駆動装置５０は、内部空間ＳＰ２内に配置させることに限定されず、チャンバ部材６の外側に配置させてもよい。
【００５２】
検出器４は、内部空間ＳＰ２において、Ｘ線源１００及びステージ９よりも＋Ｚ側に配置される。検出器４は、チャンバ部材６内の所定の位置に保持されるが、移動可能でもよい。検出器４は、測定物Ｓを透過した透過Ｘ線を含むＸ線源１００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４の入射面３３は、ステージ９に保持された測定物Ｓと対向して配置される。
【００５３】
シンチレータ部３４は、Ｘ線が当たることによって、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、シンチレーション部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４は、複数のシンチレータ部３４を有する。シンチレータ部３４は、ＸＹ平面内においてアレイ状に複数配置される。検出器４は、複数のシンチレータ部３４のそれぞれと接続するように、複数の受光部３５を有する。
【００５４】
調整装置８０は、調整部３６と、導管３７、３８と、ファン８１と、ファン駆動装置８２と、調整部８３と、を備える。ファン８１は、供給口７に配置され、温度調整された気体ＧＡを内部空間ＳＰ２に供給する。ファン８１は、例えば回転モーター等のファン駆動装置８２によって回転する。ファン駆動装置８２は、Ｘ線装置１の内部雰囲気を変化させるといった構造変化を行うための駆動装置である。また、ファン駆動装置８２が発生する磁極の向きＭＸ４と、光軸方向ＡＸとが一致するように、ファン駆動装置８２が配置される。これにより、Ｘ線源１００内を進行する電子に与える影響を小さく抑えることができ、測定物Ｓの検出精度の低下を抑制できる。
【００５５】
導管３７は、供給口７と調整部３６とを接続する。導管３８は、排出口８と調整部３６とを接続する。調整部３６は、内部空間ＳＰ２から取り込んだ気体ＧＡの温度を調節して、ファン８１によって供給口７から気体ＧＡを内部空間ＳＰ２に供給する。調整部３６は、気体ＧＡの温度を調整するためのコンプレッサ等の駆動装置８４を備える。この駆動装置８４は、例えば回転モーターが用いられる。駆動装置８４は、Ｘ線装置１の内部温度を変化させるといった構造変化を行うための駆動装置である。また、駆動装置８４が発生する磁極の向きＭＸ５と、光軸方向ＡＸとが一致するように、駆動装置８４が配置される。これにより、Ｘ線源１００内を進行する電子に与える影響を小さく抑えることができ、測定物Ｓの検出精度の低下を抑制できる。
【００５６】
また、図５では、内部空間ＳＰ２の気体ＧＡを排出口８から調整部３６に取り込んで、温度を調整した後に再度内部空間ＳＰ２に供給しているが、この形態に限定されない。例えば、調整部３６は、外部の気体を取り入れて、その気体の温度を調整して内部空間ＳＰ２に供給してもよい。この場合、内部空間ＳＰ２内の気体は、不図示の排出口等から外部に排出されてもよい。また、導管３８に、排出口８から内部空間ＳＰ２の気体を排出するためのファン及びファン駆動装置が形成されてもよい。この場合、ファン駆動装置は、上記と同様に磁極の向きと光軸方向ＡＸとを一致させた状態で配置される。これにより、Ｘ線源１００内を進行する電子に与える影響を小さく抑えることができる。
【００５７】
支持部９０は、支持面ＦＲに複数設置され、チャンバ部材６の底面を３点以上（例えば４点）で支持する。支持部９０は、チャンバ部材６の底面に当接する脚部９１と、脚部９１をＹ軸方向（上下方向）に移動させる支持装置９２とを備える。支持部９０は、それぞれの脚部９１のＹ軸方向の長さを調整することにより、チャンバ部材６の傾きを水平に調整する。さらに、支持部９０は、支持装置９２によって脚部９１を駆動し、チャンバ部材６の振動に対して逆位相の振動を与えることにより、チャンバ部材６の振動の除去または抑制を行う。なお、チャンバ部材６の振動は、不図示の加速度センサ等によって検出される。
【００５８】
支持装置９２は、Ｘ線装置１の傾き調整や振動除去といった構造変化を行うための駆動装置である。支持装置９２は、回転モーターやＶＣＭ（ボイスコイルモーター）、リニアモーター等が用いられる。いずれが用いられた場合でも、その支持装置９２から生じる磁極の向きＭＸ６と光軸方向ＡＸとが一致するように配置される。これにより、Ｘ線源１００内を進行する電子に与える影響を小さく抑えることができ、測定物Ｓの検出精度の低下を抑制できる。
【００５９】
図６は、Ｘ線装置１内に形成されるステージ装置３の一例を示す図である。図６に示すように、ステージ装置３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。ステージ９は、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。ステージ９は、Ｘ線源１００と検出器４との間の空間を移動可能である。
【００６０】
テーブル１２は、保持部１１に測定物Ｓを保持した状態で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。
【００６１】
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。
【００６２】
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によって回転可能に支持される。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。第２駆動装置１８は、いわゆる、ボールねじ駆動機構を含む。アクチュエータ２０は、例えば回転モーターが用いられる。
【００６３】
このアクチュエータ２０は、測定物Ｓを載置するステージ９をＹ軸方向に変化させるといったＸ線装置１の構造変化を行うための駆動装置である。アクチュエータ２０は、磁極の向きＭＸ７が光軸方向ＡＸと一致するように配置される。これにより、Ｘ線源１００内を進行する電子に与える影響を小さく抑えることができ、測定物Ｓの検出精度の低下を抑制できる。
【００６４】
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。第３駆動装置１９は、いわゆる、ボールねじ駆動機構を含む。
【００６５】
このアクチュエータ２３は、測定物Ｓを載置するステージ９をＺ軸方向に変化させるといったＸ線装置１の構造変化を行うための駆動装置である。アクチュエータ２３は、磁極の向きＭＸ８が光軸方向ＡＸと一致するように配置される。これにより、Ｘ線源１００内を進行する電子に与える影響を小さく抑えることができ、測定物Ｓの検出精度の低下を抑制できる。
【００６６】
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軸方向に長いガイド部材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を回転することによって、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。
【００６７】
ベース部材２６は、Ｘ線装置１のチャンバ部材６の内壁（内面）に固定される。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軸方向に長いガイド部材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。
【００６８】
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）可能な回転モーターを含む。この回転モーターは、テーブル１２をθＹ方向に回転させるといったＸ線装置１の構造変化を行うための駆動装置である。回転モーターにおいても、磁極の向きが光軸方向ＡＸと一致するように配置される。これにより、Ｘ線源１００内を進行する電子に与える影響を小さく抑えることができ、測定物Ｓの検出精度の低下を抑制できる。
【００６９】
本実施形態において、テーブル１２に保持された測定物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、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、ＶＣＭ（ボイスコイルモーター）、リニアモーター、または平面モーターを含むものでもよい。いずれが用いられた場合でも、その駆動装置から生じる磁極の向きと光軸方向ＡＸとが一致するように、それぞれ配置される。
【００７０】
ステージ９は、第２空間ＳＰ２（内部空間ＳＰ）において移動可能である。ステージ９は、Ｘ線源１００の＋Ｚ側に配置される。ステージ９の少なくとも一部は、Ｘ線源１００と対向している。ステージ９は、保持した測定物Ｓを、Ｘ線源１００と対向する位置に配置可能である。ステージ９は、Ｘ線源１００から射出されたＸ線ＸＬのＸ線路上に、測定物Ｓを配置可能である。
【００７１】
Ｘ線装置１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。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。
【００７２】
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。
【００７３】
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。
【００７４】
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。
【００７５】
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。
【００７６】
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。
【００７７】
次に、本実施形態に係るＸ線装置１の動作の一例について説明する。図７は、Ｘ線装置１の動作の一例を説明するフローチャートである。図７に示すように、Ｘ線装置１のキャリブレーション（ステップＳＡ１）と、測定物Ｓに対するＸ線ＸＬの照射及び測定物Ｓを通過した透過Ｘ線の検出（ステップＳＡ２）と、測定物Ｓの内部構造の算出（ステップＳＡ３）とが実行される。
【００７８】
キャリブレーション（ステップＳＡ１）の一例について説明する。キャリブレーションは、テーブル１２に測定物Ｓとは異なる例えば球体が保持され、供給口７から温度調整された気体ＧＡが供給されて、内部空間ＳＰ２の温度が調整された状態で行う。球体の外形（寸法）は既知であり、少なくとも測定物Ｓよりも熱変形が抑制された物体である。内部空間ＳＰ２において温度が変化しても、球体の外形（寸法）は、実質的に変化しない。また、内部空間ＳＰ２が複数の空間に仕切られている場合は、全部の空間または一部の空間に気体ＧＡが供給される。
【００７９】
制御装置５は、計測システム２８でステージ９の位置を計測しつつ、駆動システム１０を制御して、球体を保持したステージ９の位置を調整する。制御装置５は、基準位置に球体が配置されるように、ステージ９の位置を調整する。制御装置５は、供給口７からの気体ＧＡの供給の少なくとも一部と並行して、Ｘ線源１００からＸ線を射出するために、フィラメント３９に電流を流す。これにより、フィラメント３９が加熱され、フィラメント３９から電子が放出される。フィラメント３９から放出された電子は、ターゲット４０に照射される。これにより、ターゲット４０からＸ線が発生する。
【００８０】
Ｘ線源１００から発生したＸ線ＸＬの少なくとも一部は、球体に照射される。チャンバ部材６内の所定温度において、球体にＸ線ＸＬが照射されると、その球体に照射されたＸ線ＸＬの少なくとも一部は、球体を透過する。球体を透過した透過Ｘ線は、検出器４の入射面３３に入射する。検出器４は、球体を透過した透過Ｘ線を検出する。所定温度において、検出器４は、球体を透過した透過Ｘ線に基づいて得られた球体の像を検出する。検出結果は制御装置５に出力される。
【００８１】
制御装置５は、球体の像の寸法及び球体の寸法に基づいて、Ｘ線源１００と球体と検出器４との相対位置を算出する。また、球体は一つであるが、球体を複数用いてもよい。球体を複数用いる場合、例えば、Ｙ軸方向及びＺ軸方向の一方又は両方において互いの球体の位置を異ならせてもよい。また、球体を複数用いる場合、球体の像ではなく、球体同士の距離に基づいて、Ｘ線源１００と球体と検出器４との相対位置を算出してもよい。また、球体同士の距離の算出は、球体の中心位置同士の距離でも、球体の外形の所定の位置同士の距離でもよい。
【００８２】
内部空間ＳＰ２の温度が変化すると、透過Ｘ線に基づいて得られる像の寸法（大きさ）が変化する。なお、透過Ｘ線に基づいて得られる像の寸法とは、検出器４が取得する像の寸法であり、例えば、入射面３３に形成される像の寸法を含む。例えば、温度が変化すると、Ｘ線源１００と球体と検出器４との相対位置（Ｚ軸方向に関する相対位置）が変動する。例えば、内部空間ＳＰ２が基準温度（理想温度、目標温度）である場合、基準位置に配置されている球体に照射されたＸ線ＸＬに基づいて検出器４が取得する像の寸法は、基準寸法となる。
【００８３】
一方、内部空間ＳＰ２が基準温度とは異なる温度である場合、例えばＸ線源１００、ステージ９、検出器４、ベース部材２６（スケール３２Ａ）、及びチャンバ部材６の少なくとも一部が熱変形し、Ｘ線源１００と、ステージ９に保持されている球体と、検出器４との相対位置が変動する可能性がある。その結果、例えば、球体が基準位置に配置されるように、計測システム２８の計測結果に基づいてステージ９の位置が調整されても、実際には、球体は、基準位置に配置されない可能性がある。すなわち、内部空間ＳＰ２に温度変化が生じると、球体は、基準位置とは異なる位置に配置される可能性がある。なお、異なる位置は、Ｘ線源１００及び検出器４の少なくとも一方に対する球体の相対位置を含む。
【００８４】
内部空間ＳＰ２の温度変化によって、Ｘ線源１００と球体と検出器４との相対位置が変動すると、検出器４が取得する像の寸法は、基準寸法とは異なる。本実施形態において、制御装置５は、記憶装置を含む。記憶装置には、内部空間ＳＰ２の温度と、その温度において球体に照射されたＸ線ＸＬのうち球体を通過した透過Ｘ線に基づいて得られる球体の像（画像）の寸法（大きさ）との関係が記憶されている。
【００８５】
また、上述のように、内部空間ＳＰ２の温度変化に伴って、Ｘ線源１００と球体と検出器４との相対位置が変化する。また、その相対位置の変化に伴って、検出器４が取得する像の寸法が変化する。記憶装置には、相対位置と像の寸法との関係も記憶されている。なお、記憶装置に記憶されている情報は、予備実験及びシミュレーションの少なくとも一方により求められる。従って、制御装置５は、記憶装置に記憶されている情報と、検出器４によって取得された球体の像の寸法とに基づいて、測定時の温度におけるＸ線源１００と球体と検出器４との相対位置を算出することができる。
【００８６】
キャリブレーションが終了した後、測定物Ｓの検出が行われる（ステップＳＡ２）。測定物Ｓの検出では、制御装置５が、ステージ装置３を制御して、テーブル１２に保持された測定物ＳをＸ線源１００と検出器４との間に配置して行う。
【００８７】
また、測定物Ｓの検出において、供給口７から温度調整された気体ＧＡが内部空間ＳＰ２に供給される。制御装置５は、内部空間ＳＰ２が所定温度となるように、供給口７から温度調整された気体ＧＡを内部空間ＳＰ２に供給させる。温度調整された気体ＧＡが供給されることによって内部空間ＳＰ２の温度が調整される。
【００８８】
制御装置５は、計測システム２８でステージ９の位置を計測しつつ、駆動システム１０を制御して、測定物Ｓを保持したステージ９の位置を調整する。制御装置５は、供給口７からの気体ＧＡの供給の少なくとも一部と並行して、Ｘ線源１００からＸ線を射出するために、フィラメント３９に電流を流す。これにより、フィラメント３９が加熱され、フィラメント３９から電子が放出される。フィラメント３９から放出された電子は、ターゲット４０に照射される。これにより、ターゲット４０からＸ線が発生する。
【００８９】
Ｘ線源１００から発生したＸ線ＸＬの少なくとも一部は、測定物Ｓに照射される。測定物ＳにＸ線ＸＬが照射されると、その測定物Ｓに照射されたＸ線ＸＬの少なくとも一部は、測定物Ｓを透過する。測定物Ｓを透過した透過Ｘ線は、検出器４の入射面３３に入射する。検出器４は、測定物Ｓを透過した透過Ｘ線を検出する。検出器４は、測定物Ｓを透過した透過Ｘ線に基づいて得られた測定物Ｓの像を検出する。検出器４の検出結果は、制御装置５に出力される。
【００９０】
制御装置５は、測定時の温度に基づいて、検出器４からの検出結果を、上述したキャリブレーションの結果を用いて補正する。例えば、制御装置５は、所定温度において得られた測定物Ｓの像が、基準温度において得られる像となるように、その所定温度において得られた測定物Ｓの像を補正する。例えば、制御装置５は、所定温度において得られた測定物Ｓの像の寸法に、補正値を乗じた演算を行う。これにより、制御装置５は、内部空間ＳＰ２の温度が変化しても、基準温度における測定物Ｓの像（像の寸法）を算出することができる。
【００９１】
制御装置５は、測定物ＳにおけるＸ線ＸＬの照射領域を変えるために、測定物Ｓの位置を変えながら、その測定物ＳにＸ線源１００からのＸ線ＸＬを照射する。すなわち、制御装置５は、測定物Ｓの位置ごとに、測定物ＳにＸ線源１００からのＸ線ＸＬを照射し、その測定物Ｓを透過した透過Ｘ線を、検出器４で検出する。制御装置５は、測定物Ｓを保持したテーブル１２を回転させて、Ｘ線源１００に対する測定物Ｓの位置を変えることによって、測定物ＳにおけるＸ線源１００からのＸ線ＸＬの照射領域を変える。
【００９２】
制御装置５は、測定物Ｓを保持したテーブル１２を回転させながら、その測定物ＳにＸ線ＸＬを照射する。テーブル１２の各位置（各回転角度）において測定物Ｓを通過した透過Ｘ線（Ｘ線透過データ）は、検出器４に検出される。検出器４は、各位置における測定物Ｓの像を取得する。制御装置５は、検出器４の検出結果から、測定物Ｓの内部構造を算出する（ステップＳＡ３）。制御装置５は、測定物Ｓの各位置（各回転角度）のそれぞれにおいて測定物Ｓを通過した透過Ｘ線（Ｘ線透過データ）に基づく測定物Ｓの像を取得する。すなわち、制御装置５は、測定物Ｓの像を複数取得する。
【００９３】
制御装置５は、測定物Ｓを回転させつつその測定物ＳにＸ線ＸＬを照射することにより得られた複数のＸ線透過データ（像）に基づいて演算を行い、測定物Ｓの断層画像を再構成して、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。これにより、測定物Ｓの内部構造が算出される。測定物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。
【００９４】
以上説明したように、本実施形態によれば、Ｘ線源１００の駆動装置５０、６０における磁極の向きＭＸ１、ＭＸ２と光軸方向ＡＸとを一致させている。さらに、本実施形態では、調整装置８０のファン駆動装置８２や駆動装置８４の磁極の向きＭＸ４、ＭＸ５、さらに支持部９０の支持装置９２の磁極の向きＭＸ６、さらにアクチュエータ２０、２３等のステージ装置３の駆動装置が発生する磁極の向きＭＸ７、ＭＸ８についても光軸方向ＡＸと一致させている。従って、Ｘ線源１００内を進行する電子に与える影響を小さく抑えることができ、測定物Ｓの検出精度の低下を抑制できる。
【００９５】
なお、上記したＸ線装置１において、Ｘ線源１００からＸ線ＸＬが射出されるときに、温度調整された気体ＧＡが供給されることとしたが、例えば、測定物Ｓを保持したステージ９の位置に基づいて、温度調整された気体ＧＡの供給と供給停止とが行われてもよい。例えば、ステージ９がＸ線源１００に近い位置に配置される場合には、温度調整された気体ＧＡをＸ線源１００に供給し、ステージ９がＸ線源１００から遠い位置に配置される場合には、Ｘ線源１００に対する気体ＧＡの供給を停止してもよい。あるいは、Ｚ軸方向に関するステージ９とＸ線源１００との距離が閾値より短い場合には、温度調整された気体ＧＡをＸ線源１００に供給し、閾値より長い場合には、Ｘ線源１００に対する気体ＧＡの供給を停止してもよい。すなわち、測定物Ｓを高倍率で検出（測定）する場合には、温度調整された気体ＧＡをＸ線源１００に供給し、低倍率で検出（測定）する場合には、Ｘ線源１００に対する気体ＧＡの供給を停止してもよい。
【００９６】
なお、上述のＸ線装置１においては、Ｘ線源１００から射出されるＸ線ＸＬを用いたＸ線ＣＴ検査装置であるが、Ｘ線源１００から射出されるＸ線が、Ｘ線の波長とは異なる波長の光線であってもよい。上述のＸ線装置１で説明した各要素は、測定物Ｓを通過した透過光を検出する装置であれば、Ｘ線の波長とは異なる波長の光線を用いる装置にも適用可能である。
【００９７】
なお、上記したＸ線装置１ではＸ線源１００を有することとしたが、Ｘ線源１００がＸ線装置１に対する外部装置でもよい。すなわち、Ｘ線源１００がＸ線装置１の少なくとも一部を構成しなくてもよい。また、上記したＸ線装置１ではＸ線源１００を用いるが、これに代えて図４に示すＸ線源１０１や、図５に示すＸ線源１０２が用いられてもよい。
【００９８】
また、図５に示したように、Ｘ線装置１が、測定物Ｓを保持するステージ９を移動させる駆動システム１０を有する場合、駆動システム１０は、この駆動システム１０から発生する磁極の向きと光軸方向ＡＸとが一致するように配置されてもよい。例えば、回転駆動装置１６から発生する磁極の向きと光軸方向ＡＸとが一致するように、各構成部材が配置されてもよい。Ｘ線装置１の内部または外部に配置される各種駆動装置が回転モーターの場合、その回転モーターの回転軸の方向を光軸方向ＡＸと一致させてもよい。
【００９９】
＜第５実施形態＞
次に、第５実施形態について説明する。以下の説明において、上述の実施形態と同一又は同等の構成部分については同一の符号を付し、その説明を簡略若しくは省略する。第５実施形態に係るＸ線装置（以下、Ｘ線装置１Ａと呼ぶ。）は、測定物ＳにＸ線ＸＬ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線装置１Ａは、調整装置８０を除いて、図５に示すＸ線装置１と同様の構成を有する。
【０１００】
Ｘ線装置１Ａは、内部空間（内部雰囲気）ＳＰ２の温度を調整する調整装置（以下、調整装置８０Ａと呼ぶ。）を備える。調整装置８０Ａは、制御装置５に制御される。調整装置８０Ａは、排出口８から内部空間ＳＰ２内の気体を取り込むとともに、内部空間ＳＰ２に面し、かつチャンバ部材６の天井面に形成された供給口（以下、供給口７Ａと呼ぶ。）から、温度調整された気体ＧＡを内部空間ＳＰ２に供給する。
【０１０１】
調整装置８０Ａは、図５に示すＸ線装置１と同様に、調整部３６と、導管３８と、ファン８１と、ファン駆動装置８２と、調整部８３と、を備える。ファン８１は、チャンバ部材６の天井面の供給口７Ａと、調整部３６とを接続する導管（以下、導管３７Ａと呼ぶ。）の一部に配置される。同様に、ファン駆動部８２も導管３７Ａの一部に配置される。このように、導管３７Ａの一部に配置される場合においても、ファン駆動部８２は、磁極の向き（以下、磁極の向きＭＸ９と呼ぶ。）と光軸方向ＡＸとが一致するように配置される。これにより、Ｘ線源１００内を進行する電子に与える影響を小さく抑えることができ、測定物Ｓの検出精度の低下を抑制できる。
【０１０２】
このように、本実施形態によれば、調整部３６によって温度調整された気体ＧＡを、チャンバ部材６の天井面に形成された供給口７Ａから供給する場合であっても、ファン駆動装置８２の平均的な磁極の向きＭＸ９と光軸方向ＡＸとが一致しているため、Ｘ線源１００内を進行する電子に与える影響を小さく抑えることができる。また、このＸ線装置１Ａにおいても、気体ＧＡを排出口８から取り込んで、温度を調整した後に再度内部空間ＳＰ２に供給することに限定されず、例えば、調整部３６が外部の気体を取り入れて、その気体の温度を調整して内部空間ＳＰ２に供給してもよい。この場合、内部空間ＳＰ２内の気体は、不図示の排出口等から外部に排出される。
【０１０３】
以上、本発明について実施形態を用いて説明したが、本発明の技術的範囲は、上記した実施形態に記載の範囲には限定されない。本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、上記実施形態に、多様な変更または改良を加えることが可能である。また、上記の実施形態で説明した要件の１つ以上は、省略されることがある。そのような変更または改良、省略した形態も本発明の技術的範囲に含まれる。また、上記した実施形態や変形例の構成を適宜組み合わせて適用することも可能である。また、法令で許容される限りにおいて、上述の各実施形態及び変形例で引用したＸ線装置などに関する全ての公開公報及び米国特許の開示を援用して本文の記載の一部とする。
【０１０４】
また、上記した各実施形態において、Ｘ線源１００等のハウジング４２内にターゲット４０、４０Ａが収容されているが、これに限定されず、ハウジング４２の外側にターゲット４０、４０Ａが配置されたものでもよい。例えば、ハウジング４２の出射部４２Ａの前方にターゲット４０、４０Ａを配置させ、電子光学系４１がこの外部のターゲット４０等に対して電子を収束させるものでもよい。
【０１０５】
また、上記した各実施形態において、磁気を発生する駆動装置５０等は、回転モーター５１を含んでもよいし、含まなくてもよい。駆動装置５０等が回転モーター５２等を含む場合、回転モーター５１の回転軸５１Ａの方向と電子光学系４１の光軸方向ＡＸとが一致するように駆動装置５０等が配置される。駆動装置５０等が回転モーター５１を含まない場合、磁極の向きを事前に測定し、その測定結果に基づいて、磁極の向きが電子光学系４１の光軸方向ＡＸと一致するように駆動装置５０等を配置してもよい。
【０１０６】
なお、上述の実施形態においては、例えば駆動装置５０の磁極の向きと電子光学系４１の光軸方向ＡＸとを一致させるように駆動装置５０を配置してもよいとしたが、駆動装置５０の磁極の向きと電子光学系４１の光軸ＡＸとは平行としなくても構わない。例えば、駆動装置５０の磁極の向きと電子光学系４１の光軸ＡＸとがある一点で交わるようい交差していても構わない。この場合に、一点で交差する時の角度は、０．１度〜１０度の範囲であっても構わない。また、ターゲット４０から発生するＸ線の領域の大きさに基づいて、その大きさが所定の範囲内に収まった場合に駆動装置５０の磁極の向きと電子光学系４１の光軸ＡＸとが一致したとしても構わない。また、検出器４で検出される測定物の検出もしくは測定の精度が所定の範囲内に収まった場合に駆動装置５０の磁極の向きと電子光学系４１ＡＸとが一致したとしても構わない。
【０１０７】
なお、駆動装置５０の磁極の向きを電子光学系４１の光軸方向ＡＸと一致させる場合には、Ｘ線装置のすべての駆動装置５０の磁極の向きを電子光学系４１の光軸方向ＡＸと一致させても構わないし、一部の駆動装置５０の磁極の向きをそろえても構わない。例えば、Ｘ線源１００に近い駆動装置５０の磁極の向きをそろえても構わない。この場合に、例えば、ステージ装置３の場合に、Ｘ線源１００に近い駆動装置５０の磁極の向きをそろえ、一方、検出器４に近い駆動装置５０の磁極の向きはそろえなくても構わない。
【０１０８】
なお、Ｘ線源１００に電子光学系４１がない場合には、Ｘ線源１００のフィラメントの発光点と、ターゲット４０の表面での電子の照射領域の例えば中央とを結ぶ線をＸ線源１００の光軸（光軸方向）としても構わない。
【０１０９】
なお、上述の実施形態において、電子光学系４１の光軸とは、電子光学系４１がフィラメント３９から発生する電子の進行方向を変える実質的な空間の中心を通る軸を指す。また、電子光学系４１のレンズの効果は発生する空間の前後２面の曲率中心を結ぶ直線を示す。また、電子光学系４１の主点を結ぶ直線を示す。
【０１１０】
また、上述のＸ線装置１においては、測定物Ｓとして産業用部品に限られず、人体等の一部または全部を測定対象とする医療用のＸ線装置として用いられてもよい。
【０１１１】
また、上述のＸ線装置１においては、Ｘ線源１００等及び検出器４を所定の位置に固定し、ステージを回転させることにより測定物Ｓの像を取得しているが、走査方法はこれに限られない。Ｘ線源１００等及び検出器４の一方が所定の位置に固定され、他方が移動可能でもよい。また、Ｘ線源１００等及び検出器４の両方が移動可能でもよい。
【０１１２】
次に、上述したＸ線装置（検出装置）１を備えた構造物製造システムについて説明する。図８は、構造物製造システムＳＹＳのブロック構成図である。構造物製造システムＳＹＳは、検出装置としてのＸ線装置１と、成形装置１２０と、制御装置（検査装置）１３０と、リペア装置１４０とを備える。本実施形態においては、構造物製造システムＳＹＳは、自動車のドア部分、エンジン部品、ギア部品、回路基板を備える電子部品などの成形品を作成する。
【０１１３】
設計装置１１０は、構造物の形状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１２０に送信する。また、設計装置１１０は、作成した設計情報を制御装置１３０の後述する座標記憶部１３１に記憶させる。ここで、設計情報とは、構造物の各位置の座標を示す情報である。成形装置１２０は、設計装置１１０から入力された設計情報に基づいて上記構造物を作製する。成形装置１２０の成形工程には、鋳造、鍛造、または切削等が含まれる。
【０１１４】
Ｘ線装置（検出装置）１は、測定した座標を示す情報を制御装置１３０へ送信する。制御装置１３０は、座標記憶部１３１と、検査部１３２とを備える。座標記憶部１３１には、前述の通り、設計装置１１０により設計情報が記憶される。検査部１３２は、座標記憶部１３１から設計情報を読み出す。検査部１３２は、Ｘ線装置（検出装置）１から受信した座標を示す情報から、作成された構造物を示す情報（形状情報）を作成する。検査部１３２は、Ｘ線装置（検出装置）１から受信した座標を示す情報（形状情報）と座標記憶部１３１から読み出した設計情報とを比較する。検査部１３２は、比較結果に基づき、構造物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、検査部１３２は、作成された構造物が良品であるか否かを判定する。検査部１３２は、構造物が設計情報通りに成形されていない場合、修復可能であるか否か判定する。修復できる場合、検査部１３２は、比較結果に基づき、不良部位と修復量を算出し、リペア装置１４０に不良部位を示す情報と修復量を示す情報とを送信する。
【０１１５】
リペア装置１４０は、制御装置１３０から受信した不良部位を示す情報と修復量を示す情報とに基づき、構造物の不良部位を加工する。
【０１１６】
図９は、構造物製造システムＳＹＳによる処理の流れを示したフローチャートである。まず、設計装置１１０が、構造物の形状に関する設計情報を作製する（ステップＳ１０１）。次に、成形装置１２０は、設計情報に基づいて上記構造物を作製する（ステップＳ１０２）。次に、Ｘ線装置（検出装置）１は構造物の形状に関する座標を測定する（ステップＳ１０３））。次に制御装置１３０の検査部１３２は、Ｘ線装置（検出装置）１から作成された構造物の形状情報と、上記設計情報とを比較することにより、構造物が設計情報通りに作成された否かを検査する（ステップＳ１０４）。
【０１１７】
次に、制御装置１３０の検査部１３２は、作成された構造物が良品であるか否かを判定する（ステップＳ１０５）。作成された構造物が良品である場合（ステップＳ１０６  ＹＥＳ）、構造物製造システム２００はその処理を終了する。一方、作成された構造物が良品でない場合（ステップＳ１０６  ＮＯ）、制御装置１３０の検査部１３２は、作成された構造物が修復できるか否か判定する（ステップＳ１０７）。
【０１１８】
作成された構造物が修復できる場合（ステップＳ１０７  ＹＥＳ）、リペア装置１４０は、構造物の再加工を実施し（ステップＳ１０８）、ステップＳ１０３の処理に戻る。一方、作成された構造物が修復できない場合（ステップＳ１０７  ＹＥＳ）、構造物製造システムＳＹＳはその処理を終了する。以上で、本フローチャートの処理を終了する。
【０１１９】
以上により、上記の実施形態におけるＸ線装置（検出装置）１が構造物の座標を正確に測定することができるので、構造物製造システムＳＹＳは、作成された構造物が良品であるか否か判定することができる。また、構造物製造システムＳＹＳは、構造物が良品でない場合、構造物の再加工を実施し、修復することができる。
【符号の説明】
【０１２０】
１、１Ａ…Ｘ線装置、３…ステージ装置、４…検出器、９…ステージ、４０、４０Ａ…ターゲット、４１…電子光学系、４３…偏向装置、５０、６０、７０…駆動装置。５１…回転モーター、５１Ａ…回転軸、５２…タービン、５２Ａ…回転軸、８０、８０Ａ…調整装置、８１…ファン、８２…ファン駆動装置、９０…支持部、９２…支持装置、１００、１０１、１０２…Ｘ線源、ＡＸ…光軸方向、Ｇ…発生領域、ＭＸ１〜ＭＸ９…磁極の向き、Ｓ…測定物、ＸＬ…Ｘ線、ＳＹＳ…構造物製造システム
【図１】
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【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】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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