(57)【要約】【課題】  電子ビーム衝突点付近の表面温度を低下させることにより、ターゲットの長寿命化を図って装置の稼働率を高め、連続したＸ線の発生時間を長したり、強いＸ線を発生させられるＸ線発生装置を提供する。【解決手段】  ターゲットの表面に放熱層を備える。具体的には、開口２１が形成された表面固体部２０を、ターゲット部１８の表面に密着した状態で設ける。すると、開口２１を通過する電子ビームＢが衝突して発生したターゲット表面付近の熱は、熱伝導により表面固体部２０を介して速やかに分散される。このような放熱層を設けた本発明では、電子ビームＢの衝突するターゲット部１８の表面の温度が低下し、ターゲット材料が蒸発するのを低減することができるので、連続したＸ線発生時間を長くできる。【選択図】        図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ターゲットに対して電子ビームを照射してＸ線を発生させるＸ線発生装置において、電子ビームが照射される前記ターゲットの表面に接する放熱層を備えていることを特徴とするＸ線発生装置。
【請求項２】
請求項１に記載のＸ線発生装置において、前記放熱層は、電子ビームが照射される前記ターゲットの表面に接しつつ、電子ビーム照射位置に開口もしくは貫通孔を有することを特徴とするＸ線発生装置。
【請求項３】
請求項２に記載のＸ線発生装置において、前記放熱層を、成膜方法とマスク法によって形成したことを特徴とするＸ線発生装置。
【請求項４】
請求項２に記載のＸ線発生装置において、前記放熱層を、成膜方法と精密機械加工により形成したことを特徴とするＸ線発生装置。
【請求項５】
請求項２に記載のＸ線発生装置において、前記ターゲット表面に放熱層を成膜後、ターゲットをＸ線管に取り付け，電子ビームを照射して開口を形成したことを特徴とするＸ線発生装置。
【請求項６】
請求項２に記載のＸ線発生装置において、前記放熱層の開口を電子ビーム照射位置の中心から電子ビーム半径の１７倍以内に設けることを特徴とするＸ線発生装置。
【請求項７】
請求項１に記載のＸ線発生装置において、前記放熱層の厚さが電子ビーム半径より厚いことを特徴とするＸ線発生装置。
【請求項８】
請求項１に記載のＸ線発生装置において、前記の開口を有する放熱層は、その形成された開口の内壁が前記電子ビームの進行方向に縮小されるようにテーパー状に形成されていることを特徴とするＸ線発生装置。
【請求項９】
請求項１に記載のＸ線発生装置において、前記放熱層が、ターゲットの表面から上方に向かって複数の層が積み重なってできていることを特徴とするＸ線発生装置。
【請求項１０】
請求項１に記載のＸ線発生装置において、前記放熱層は、前記電子ビームの径方向に複数の層が隣接するように設けられたことを特徴とするＸ線発生装置。
【請求項１１】
請求項９または請求項１０に記載のＸ線発生装置において、前記放熱層を構成する各層の材料が、電子ビーム照射位置に近いほど高融点な材料から成ることを特徴とするＸ線発生装置。
【請求項１２】
請求項１に記載のＸ線発生装置において、前記放熱層が、前記ターゲットよりも熱伝導率が大きい材料から成ることを特徴とするＸ線発生装置。
【請求項１３】
請求項１に記載のＸ線発生装置において、前記放熱層は、その開口の内壁や周縁領域が高融点の保護膜で被覆されたことを特徴とするＸ線発生装置。
【請求項１４】
請求項に記載のＸ線発生装置において、前記放熱層に形成された貫通孔により露出したターゲットの表面も高融点または電子を透過しやすい保護膜で被覆されたことを特徴とするＸ線発生装置。
【請求項１５】
請求項２に記載のＸ線発生装置において、前記放熱層に形成された開口の位置を検出するための検出手段と、電子ビームまたはターゲットを移動する移動手段を備え、電子の衝突位置を移動して開口の位置を検出する制御を行うとともに、検出した開口位置に電子ビームを照射するように位置合せを行う制御手段とを備えたことを特徴とするＸ線発生装置。
【請求項１６】
請求項１５に記載のＸ線発生装置において、前記移動手段は、電子ビームの進路を変える偏向手段であることを特徴とするＸ線発生装置。
【請求項１７】
請求項１５に記載のＸ線発生装置において、前記検出手段の一部に、絶縁層を備えるターゲットを含むことを特徴とするＸ線発生装置。
【請求項１８】
請求項１ないし請求項１７のいずれかに記載のＸ線発生装置において、前記ターゲットの電子ビーム照射面とは反対側で接する内層放熱層を備えたことを特徴とするＸ線発生装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、Ｘ線非破壊検査装置やＸ線分析装置のＸ線発生装置に係り、特に微小な対象物のＸ線透視像を得るために、微小径の電子ビームを照射してミクロンサイズのＸ線源を有する装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、この種のＸ線発生装置の動作原理は次のようなものである。まず、真空中で負の高電位（−Ｓｖ［Ｖ］）に保たれた電子源から発生する電子(Ｓａ［Ａ］)を、接地電位０Ｖとの電位差によって加速し取り出す。次に、電子レンズで直径２０〜０．１μｍ程度に収束させて、タングステンやモリブデンなどの金属からなるターゲットに衝突させることで、ミクロンサイズのＸ線源を実現している。このときに発生するＸ線の最大エネルギーは、Ｓｖ［ｋｅＶ］で、Ｘ線焦点サイズは電子ビームの収束径程度である。このようなＸ線管装置のうち、特に高空間分解能なのは、透過型マイクロフォーカスＸ線発生装置と呼ばれる形式のＸ線管である。そのターゲット部分には、Ｘ線透過性のあるアルミニウムやベリリウムなどの薄板を真空窓として用いており、真空側に膜厚５μｍ程度のターゲット金属を付着している。電子がターゲット金属に衝突して発生したＸ線のうち、電子ビームの入射方向に真空窓を透過したＸ線を大気中で利用できるようにしている。
【０００３】
このような透過型Ｘ線発生装置では、被写体とＸ線焦点を真空窓の厚さ程度に近づけられるので、幾何学的に高拡大倍率のＸ線撮影が可能で、高空間分解能なＸ線透視画像が得られる。このようなＸ線管は、被検体の内部の微小な欠陥などを探す検査装置に用いられており、長い時は１被検体あたり数時間にも及ぶ検査作業が行われる（特許文献１および特許文献２参照）。
【０００４】
しかしながら、ターゲットの電子ビームの衝突箇所は高温となるので、ターゲット材料が蒸発して磨耗し、やがてはＸ線が出なくなる問題がある。そこで、ターゲットの電子ビームが照射される表面とは反対の内層に放熱層を設け、熱伝導を利用してターゲットの温度上昇を抑制する方法などが提案されている（特許文献３参照）。
【特許文献１】特開２００２−２５４８４号公報
【特許文献２】特開２０００−３０６５３３号公報
【特許文献３】特開２０００−０８２４３０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、このような構成を有する従来例の場合には、次のような問題がある。
【０００６】
すなわち、細く収束された電子ビームをターゲットに衝突させるため、電子ビーム衝突点付近のターゲット表面には集中的な温度上昇が発生し、ターゲット材料が蒸発しやすい。蒸発の結果、Ｘ線焦点が大きくなってしまったり、Ｘ線が出なくなったりするため、Ｘ線管やターゲットを交換するなどのメンテナンスを行わなければならないといった問題がある。また、Ｘ線量を大きくしようとして強い電子ビームを照射すると、ターゲット材料が瞬間的に蒸発するので、Ｘ線量を大きくできない問題もある。
【０００７】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、ターゲットの放熱を大きくすることにより、ターゲットの長寿命化を図り、装置の稼働率を高めたり、Ｘ線の連続発生時間を長くしたり、Ｘ線強度を向上させたりできるＸ線発生装置を提供することを主たる目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
この発明は、上記の第１の目的を達成するために、次のような構成をとる。
【０００９】
すなわち、請求項１に記載の発明は、ターゲットに対して電子ビームを照射してＸ線を発生させるＸ線発生装置において、電子ビームが照射される前記ターゲットの表面に接する放熱層を備えていることを特徴とするものである。
【００１０】
（作用・効果）電子ビームの照射されるターゲットの表面に接する放熱層を備えることによって、電子ビームの衝突点で局所的に発生する熱を熱伝導により即座に分散させ、ターゲット表面の局所的な温度上昇を低下させる。したがって、電子ビーム照射位置付近のターゲットの蒸発を減少させることができる。その結果、ターゲットの長寿命化を図ることができ、Ｘ線発生時間を長くすることができるので、ターゲットの交換・調整に起因する装置の稼働率を高めることができる。同様に、Ｘ線強度の向上も図ることができる。
【００１１】
また、放熱層は、電子ビームが照射される前記ターゲットの表面に接しつつ、電子ビーム照射位置に開口もしくは貫通孔を有することを特徴とするものである（請求項２）。
【００１２】
（作用・効果）放熱層に開口や貫通孔を設けることにより電子ビームの進路を妨げることなく、従来と同様にターゲット表面に電子ビームを照射しつつ、電子ビームの衝突点で局所的に発生する熱を熱伝導により即座に分散させ、ターゲット表面の局所的な温度上昇を低下させる。したがって、電子ビーム照射位置付近のターゲットの蒸発を減少させることができる。その結果、ターゲットの長寿命化を図ることができ、ターゲットの交換・調整に起因する装置の稼働率を高めることができ、Ｘ線発生時間を長くすることができる。同様にＸ線強度の向上も図ることができる。
【００１３】
また、放熱層を、成膜方法とマスク法によって形成することが好ましい（請求項３）。
【００１４】
（作用・効果）成膜方法を利用することにより、ターゲットの表面に密着した放熱層を容易に設けることができる。また、マスク法により、電子ビーム収束径と等程度の小さな開口を放熱層に高精度に形成できるので、電子ビーム衝突部と放熱層を接近させることができ、放熱効果を大きくできる。
【００１５】
また、放熱層を、成膜方法と精密機械加工により形成することが好ましい（請求項４）。
【００１６】
（作用・効果）成膜方法を利用することにより、ターゲットの表面に密着した放熱層を容易に設けることができる。また、精密機械加工により、電子ビーム収束径に近い小さな開口を放熱層に形成できるので、電子ビーム衝突部と放熱層を接近させることができ、放熱効果を大きくできる。そのうえ、加工工程が簡素化されて安価にできる。
【００１７】
また、ターゲット表面に放熱層を成膜後、ターゲットをＸ線管に取り付け、電子ビームを照射して開口を形成することが好ましい（請求項５）。
【００１８】
（作用・効果）成膜方法によってターゲットの表面の全面に放熱層を作成し、そのターゲットをＸ線管に取り付け後に、放熱層の表面に電子ビームを照射して開口を形成する。したがって、マスク法や精密機械加工を用いて開口を設けるのに比べ、開口を容易に形成することができる。さらに、Ｘ線を発生させるのと同じ電子ビームを放熱層に照射して開口を形成できるので、電子ビームを照射する位置を個別に調整する作業が少なくてすむ。さらに、Ｘ線の組立を簡素化することができるので、組立時間を短縮でき、安価に製造できる。
【００１９】
また、放熱層の開口を電子ビーム照射位置の中心から電子ビーム半径の１７倍以内に設けることが好ましい（請求項６）。
【００２０】
（作用・効果）電子ビーム照射位置の中心から電子ビーム半径の１７倍以内に開口を設けることにより、表面の放熱層の熱伝導により電子ビーム照射位置の温度を効率よく低下させることができる。
【００２１】
また、放熱層の厚さが電子ビーム半径より厚いことが好ましい（請求項７）。
【００２２】
（作用・効果）放熱層の厚みを電子ビーム半径以上にすることによって、表面の放熱層の熱伝導により電子ビーム照射位置の温度を効率よく低下させることができる。つまり、熱伝導量は熱伝導する体積に比例するので放熱層の厚みを電子ビーム半径以上にすることにより、電子ビーム照射位置の温度を効率よく低下させることができる。
【００２３】
また、開口を有する放熱層は、その形成された開口の内壁が前記電子ビームの進行方向に縮小されるようにテーパー状に形成されていることが好ましい（請求項８）。
【００２４】
（作用・効果）開口の内壁を電子ビームの進行方向に縮小されるようにテーパー状にすることにより、レンズ・アパーチャーで絞られて電子ビームの進行方向の先端が収束（縮小）されるようにテーパー状となった入射形状に対応させることができる。つまり、開口を通過するときの電子ビームの進路を妨げることなくターゲットまで導くことができるとともに、微小径となった電子ビームのターゲット衝突点の近傍領域まで放熱層で覆うことができる。
【００２５】
また、放熱層が、ターゲットの表面から上方に向かって複数の層が積み重なってできていてもよい（請求項９）。同様に、放熱層は、前記電子ビームの径方向に複数の層が隣接するように設けられていてもよい（請求項１０）。
【００２６】
（作用・効果）放熱層を単一の材料で構成するのに比べ、材料の蒸発量と熱伝導率を考慮した最適な多層構造設計を行う事ができ、放熱効果を高めたり、耐熱性を高めたりできるので、Ｘ線管の使用目的に合わせた放熱層を構成する事ができる。
【００２７】
また、放熱層を構成する各層の材料が、電子ビーム照射位置に近いほど高融点な材料から成ることが好ましい（請求項１１）。
【００２８】
（作用・効果）電子ビームに近いほどターゲットの温度は高い。また、高融点な材料ほど蒸発量は少ない。したがって、電子ビームの衝突によってターゲットに発生した熱の影響を受けて、放熱層自体が蒸発することによる放熱効果の低下を抑制できる。
【００２９】
また、放熱層が、前記ターゲットよりも熱伝導率が大きい材料から成ることが好ましい（請求項１２）。
【００３０】
（作用・効果）ターゲットよりも熱伝導率の大きい材料を使用することで熱伝導量を大きくできる。したがって、電子ビームの衝突点の局所的な温度上昇を低下させやすくするので、電子ビーム照射位置付近のターゲットの蒸発を減少させることができる。
【００３１】
また、放熱層は、その開口の内壁や周縁領域が高融点の保護膜で被覆されたことが好ましい（請求項１３）。
【００３２】
（作用・効果）放熱層が真空と接している場合に比べ、保護膜で覆われた放熱層は蒸発しにくくなる。その上、保護膜を高融点な材料から構成することによって、保護膜の蒸発量をさらに下げることができ、放熱層が蒸発して減少するのを抑制することができる。したがって、放熱層の熱伝導による放熱効果が低下するのを抑制することができる。
【００３３】
また、前記放熱層に形成された貫通孔により露出したターゲットの表面も高融点または電子を透過しやすい保護膜で被覆されることが好ましい（請求項１４）。
【００３４】
（作用・効果）貫通孔によって露出したターゲットの表面を保護膜で被覆することによって、ターゲット表面の温度上昇に伴ってターゲットが蒸発するのを直接に防止することができる。
【００３５】
また、Ｘ線発生装置において、放熱層に形成された開口の位置を検出するための検出手段と、電子ビームまたはターゲットを移動する移動手段を備え、電子の衝突位置を移動して開口の位置を検出する制御を行うとともに、検出した開口位置に電子ビームを照射するように位置合せを行う制御手段とを備えることが好ましい（請求項１５）。
【００３６】
（作用・効果）検出手段によって放熱層の開口を検知した後に、位置合せ手段によって、その開口に向けて電子ビームが照射されるように調節できる。したがって、ターゲットをＸ線管に取り付ける際の加工精度がさほど必要でなくなる上、開口の中心に電子ビームを照射できるので、均一な放熱効果、つまり最大の放熱効果が得られる。
【００３７】
また、放熱層に複数個の開口が設けられている場合、１つの開口が電子ビーム照射によって使用不可能になったとしても、他の開口に位置合せを変更して、Ｘ線を発生させることができる。したがって、ターゲットを長期にわたって使用することができる。
【００３８】
また、移動手段は、電子ビームの進路を変える偏向手段であることが好ましい（請求項１６）。
【００３９】
（作用・効果）位置合せ手段として機械的にターゲットを移動するのに比べ、偏向機構は電子ビームを高精度かつ容易に偏向することができるので、開口の中心に精度よく電子ビームを照射できる。したがって、均一な放熱効果、つまり最大の放熱効果が得られる。
また、検出手段の一部に、絶縁層を備えるターゲットを含むことが好ましい（請求項１７）。
【００４０】
（作用・効果）検出手段として、電子ビームによりターゲットに流れる電流を測定する方法がある。そこで、ターゲットに絶縁層を備えることによりターゲット以外の導体と分離されるので、ターゲットに流れる電流を容易に測定することができるようになる。
【００４１】
また、Ｘ線発生装置において、ターゲットの電子ビーム照射面とは反対側で接する内層放熱層を備えることが好ましい（請求項１８）。
【００４２】
（作用・効果）ターゲットの電子ビーム照射面とは反対側で接する内層にも内層放熱層を備えることによって、ターゲットで発生した熱をターゲットの裏面方向に放熱しやすくできるので、ターゲット表面の温度の低下をより一層向上させることができる。
【発明の効果】
【００４３】
本発明のＸ線発生装置によれば、この発明によれば、放熱層をターゲットの電子ビーム照射面に備えることによって、電子衝突による集中的なターゲット表面の温度上昇により発生する熱を、その熱発生箇所の近くから熱伝導を利用して即座に熱分散させて、ターゲットの温度を低下させることができる。したがって、ターゲットの蒸発を抑制することができる。その結果、ターゲットの長寿命化を図ることができ、ターゲットの交換・調整に起因する装置の稼働率を高めることができ、連続したＸ線発生時間を長くできる。
【実施例１】
【００４４】
以下、図面を参照してこの発明の一実施例を説明する。
【００４５】
図１はＸ線発生装置の概略構成を示しており、Ｘ線管１は縦断面図で示してある。図２はＸ線が発生する部分の要部構成を示す縦断面図である。
【００４６】
図１に示す本実施例のＸ線発生装置は、Ｘ線管１、高電圧発生器２、真空ポンプ３、制御部５などから構成されている。オペレータにより与えらたれた指示はコンピュータ４を介して制御部５に伝えられ、所望のＸ線を発生する。
【００４７】
図１に断面で示すＸ線管１は、開放型のＸ線管と呼ばれる形式のもので、真空容器６は真空ポンプ３を備え、真空排気される特徴がある。高電圧発生器２が発生する負の高電圧は、高電圧ソケット８に挿入された高電圧プラグ９とケーブル１０を介して、電子銃７を構成するフィラメント１１とグリッド１２に印加されるようになっている。また、中央に電子の通過する孔を有する有孔陽極１４が真空容器６に取り付けられており、接地電位に保たれている。真空容器６に連結している真空パイプ１３は、その外周側に偏向器１５を備えている。
【００４８】
さらに、Ｘ線管１の先端部には、ヨーク１６と電磁コイル１７とで構成された電子レンズがあり、電子ビームＢを収束する。ヨーク１６の先端中央部には、支持部材１９がＯリングなどを用いて密着して取り付けられている。支持部材１９の真空側にはターゲット部１８があり、例えば、タングステンやモリブデンなどの高融点金属で構成されている
つまり、フィラメント１１から放出された電子は、グリッド１２で調整されながら、有孔陽極１４との電位差によって加速され、真空パイプ１３内を進行する。そして、ヨーク１６と電磁コイル１７によって構成される電子レンズによって、直径１μｍ程度に収束されてターゲット部１８に衝突し、微小径のＸ線が発生するようになっている。偏向器１５は、電子ビームＢの進行方向を変えることができ、ターゲット上の電子ビーム照射位置などを調節することができる。
【００４９】
図２は、本発明の特徴であるＸ線発生部分の構成を示す断面図である。図２に示すように、支持部材１９に支持されたターゲット部１８の表面に、放熱層である表面固体部２０が密着して設けられている。さらに、表面固体部２０を貫通する開口２１も備える構成が図示されており、開口２１の中心に向けて電子ビームＢが照射されて熱とＸ線が発生する。図示した開口２１は、表面固体部２０を貫通する貫通孔の形態であるが、本発明は、かならずしも貫通孔に限定されない数多くの形状に応用できる。
【００５０】
また、図２の支持部材１９は、図１の透過型Ｘ線管においては、主に真空窓およびＸ線透過窓として機能している。支持部材１９としては、大気圧に耐え、Ｘ線を効率よく透過することが好ましい。なお、Ｘ線管の形状や使用条件によって異なるが、材料には、例えば、アルミニウムやベリリウムなどが用いられる。また、その厚みは、０．１〜１．０ｍｍ程度である。つまり、大気圧で破れない範囲で、Ｘ線が透過しやすくなるように薄いものが好ましい。さらに、ターゲット部１８を接地電位に保ち、ターゲットで発生する熱の放熱経路ともなっている。
【００５１】
ターゲット部１８の材料には、例えば、タングステンやモリブデンなどの高融点金属が使用されている。高融点金属は、蒸発量も少ないのでターゲットとしてよく利用されている。通常、ターゲット部１８の厚みは使用する加速電圧に応じて適宜に設定されるのが望ましい。タングステンを材料とした場合、加速電圧１００ｋＶなら１０μｍ程度、加速電圧が３０ｋＶでは１μｍ程度の厚さにするのが好ましい。しかし、ターゲットの寿命を長くするために厚めにされている。従って、透過型Ｘ線管ではＸ線の吸収がある。この点、反射型のＸ線管などでは、Ｘ線がターゲットを通過する必要がないので、ターゲットの厚さを１ｍｍ以上にしていることも珍しくない。
【００５２】
図２に示す表面固体部２０は、ターゲット部１８の電子ビームＢが照射される面に密着した状態で設けられているとともに、収束された電子ビームＢが照射される箇所に近接する開口２１が形成されている。本実施例では、直径１μｍに収束された電子ビームがターゲットに衝突するようにしているので、開口２１の直径も１μｍとしている。このように構成することで、表面固体部２０は電子ビームＢの進路を妨げることがないので、従来と同様のＸ線をターゲット部１８で発生させることができる。その上、電子ビーム衝突によって発生するターゲット表面付近の熱は、ターゲット部１８の熱伝導に加えて、表面固体部２０の熱伝導により、電子ビーム衝突部の温度を低下させることができる。
【００５３】
この放熱の様子を図３に詳しく示す。収束された電子ビームＢがターゲットの表面に衝突すると、その衝突部表面付近には熱が発生する。図１のようなＸ線管１では、電子ビームＢの衝突径が１μｍ程度と小さいために、局所的な温度上昇が起こり、電子ビームＢが衝突するターゲット表面の温度は瞬間的に上昇する。局所的に発生した熱は、矢印３０に示すように、放射状に放熱していく。従来のように表面固体部２０の場合には、発生する熱はターゲットを熱流路として支持部材１９に向かって放熱するしかなかった。
【００５４】
しかし、表面固体部２０を備える本発明では、ターゲット部１８に密着している表面固体部２０が熱流路として作用し、矢印３１に示すビーム径方向にも放熱が起こるので、熱伝導する体積が増加することになる。温度上昇は体積当たりの流入熱量に比例するが、本発明では、発熱量は同じで熱伝導する体積が増加するので、温度上昇が低下する。つまり、放熱しやすく、温度を下げる効果が生まれる。本発明では、表面に放熱層を設けているので、温度上昇の顕著なターゲット表面の温度上昇を特に低下させることができる。表面固体部２０は、厚くするほど熱伝導する体積が増加するので、放熱効果が良くなることは明らかである。
【００５５】
さらに、表面固体部２０は電子ビーム衝突箇所に近接して設けられており、高温部に近接している。熱流量は温度差が大きいほど大きくなるので、表面固体部２０が電子ビーム衝突箇所に近接すればするほど、熱流量が増加し、電子ビーム衝突箇所付近の温度上昇を低下させる。つまり、放熱しやすく、温度を下げる効果が生まれる。本発明では、表面に放熱層を設けているので、温度上昇の顕著なターゲット表面の温度上昇を特に低下させることができる。表面固体部２０は、電子ビーム衝突箇所に近接すればするほど、放熱効果が良くなることは明らかである。
【００５６】
以上のように、表面固体部２０はターゲット部１８の電子衝突による温度上昇を低下させるので、ターゲット材料の蒸発を低下させ、ターゲット寿命を長くすることができる。また、ターゲットを最低限の厚さに薄くすることもできるので、Ｘ線の透過量を多くすることもできる。
【００５７】
表面固体部２０に用いる材料は、例えば、熱伝導率[Ｗ／ｍＫ]の高いものが好ましい。熱伝導率が高いと単位体積当たりの熱流量が大きくなり、放熱量が増加するので、ターゲットの電子衝突部の温度をさらに低下させる。具体的な材料としては、銅、銀、金、アルミニウムなどの金属や、ダイヤモンド、ＤＬＣ膜、ＰＧＳ、ＳｉＣなどの炭素系材料や、ボロン化合物、アルミナ系のセラミックなどが挙げられる。また、微粒子状のものを使用してもよい。
【００５８】
また、表面固体部２０の材料としては高融点の材料も好ましい。高融点の材料は高温でも発熱量が少ないので、耐熱性を有するとされており、表面固体部自体の蒸発量を少なくできるため、放熱効果を長期にわった維持することができる。この高融点材料としては、例えば、ターゲットがタングステンである場合は、カーボン系の材料が好ましく、ターゲットがモリブデンである場合は、タングステン、レニウム、タンタルなどが好ましい。このように、Ｘ線管の使用目的に応じて、材料の熱伝導率や融点温度を考慮した表面固体部２０の設計を行うことが好ましい。しかし、表面固体部２０の材料として、ターゲットと同じ材料を用いることも可能である。タングステンでできたターゲットにタングステンでできた表面固体部２０を設けた構成は、本発明のもっとも単純な構成の一つである。
【００５９】
次に表面固体部２０をターゲット表面に設ける製造方法について説明する。
【００６０】
もっとも単純な製造方法は、穴の開いた金属板をターゲット表面に接着する方法である。しかし、実施例のように高精度な開口を製造するための製造過程は、成膜方法と開口の加工法との組み合わせで実現できる。したがって、ターゲットに衝突する電子ビーム直径により、必要とされる加工精度が決まり、製造方法が限定される。本実施例のように、電子ビーム衝突径１μｍ程度にしている場合については、ＩＣ製造技術を応用し、請求項３〜５に記載のように製造するのが最適である。
【００６１】
本発明に適した成膜方法には、ＰＶＤ法（真空蒸着法、イオンプレーティング法、各種スパッタ法など）、ＣＶＤ法、メッキ法などがある。このうち、ＰＶＤ法とＣＶＤ法は、金属やセラミックなどのほとんどの固体材料をターゲット表面に成膜できるので利用範囲が広く有効である。例えば、タングステンなどのターゲット材料もこれらの方法で成膜されているので、ターゲット成膜後、真空中で連続して表面固体部２０の材料を成膜することができ、ターゲットと表面固体部２０の密着性の良い成膜をすることができる。また、メッキ法で成膜できる材料は限られているが、真空中ではなく溶液中で成膜できるので簡便である。さらに、数ミクロン程度に厚く成膜することも簡単であるので、金・銀・銅・ニッケル・クロムなどを表面固体部２０の材料とする場合に最も適した安価な成膜方法である。
【００６２】
本実施例のような直径１μｍの開口を加工するのには、ＩＣ製造技術であるリソグラフィ法を応用するのが、精度が高く最適である。リソグラフィ法の手順は、ホトレジスト塗布、露光、現像、パターンエッチング、ホトレジスト除去の順で微細加工を行う複雑な方法であるといえる。しかし、直径数〜数十μｍの開口の場合には、蒸着マスク・メッキマスクなどを用いる方法でも製造でき、手順が少なく安価であるので有用である。これらはいずれもマスクを使用する方法なので、以下、単に「マスク法」と呼ぶ。
【００６３】
次に、成膜方法とマスク法を組み合わせた具体的な製造過程の一例を述べる。
【００６４】
支持部材１９の表面にターゲット部１８を成膜したものに、成膜方法を用いて表面固体部２０を成膜する。次に、マスク法をもちいて開口部を形成する。マスク法の例としては、まず、レジストを塗布して開口パターンを露光する。次に、開口部に相当するレジストを除去し、成膜された表面固体部２０の開口部をエッチングで除去して開口（貫通孔２１）をつくる。最後に、残ったレジストをアッシングなどで除去することにより本発明品が作成できる。また、後述する多層構造や保護膜を表面固体部２０に設ける場合は、同様の工程を繰り返して形成すればよい。
【００６５】
表面固体部２０をターゲット表面に設ける別の製造方法を用いた場合、請求項４のようなＸ線発生装置を製造するのに適している。成膜方法は前記と同様であるが、開口の加工方法が異なり、精密機械加工（放電加工・レーザービーム加工・電子ビーム加工など）を用いる。精密機械加工では、マスクを使用しないし、真空やメッキ溶液を使用しないうえ、加工寸法に自由度があり厚い膜でも開口が容易に形成できるので最適である。
【００６６】
また、Ｘ線管発生装置として使用する電子ビームの径が０．１ｍｍ以上である場合に、別の方法で貫通孔を有する表面固体部２０を作成してもよい。例えば、カーボン系粒子や金属微粒子を含有したスプレーや接着剤塗布によって作成してもよい。本発明のＸ線発生装置の製造方法は、上記に制限されるものではない。
請求項５に記載のＸ線発生装置は、もっとも簡便な製造することがきる。この製造方法としては、前記の製造方法のうち、成膜方法は同等であるが、開口の作成方法が異なっている。
【００６７】
最初の工程は、支持部材１９上のターゲット部１８表面に、表面固体部２０を成膜する工程で、図４に示すように、開口がない放熱層が出来上がる。２番目の工程は、そのままの状態でＸ線管に取り付ける工程である。最後の工程は、Ｘ線管に備わった電子銃から電子ビームＢを表面固体部２０の表面に照射して、開口２１を形成する工程である。図５に示すように、ターゲット部１８の表面に達するまで電子ビームを照射して、開口２１を形成する。小径の電子ビーム照射により発生する局所的な温度上昇の結果生じる局所的な蒸発を利用するのである。  電子ビームの照射条件は、ターゲットと表面固体部の材料と厚さなどにより、実験的で求めるのが現実的である。
【００６８】
さらに、約１msec以下の電子ビームを連続パルス照射するようにすれば、連続照射よりも局所的な温度上昇を生じるので、電子ビーム衝突径に近い開口を形成できるので望ましい。ただし、表面固体部２０の材料が蒸発しにくい材料である場合、Ｘ線発生時に必要とされる電流よりは大電流が必要となる場合があり、大電流出力の電子銃を備えなければならない場合が生じる問題がある。そのような場合、表面固体部２０の材料としては、銅・金・銀などの比較的蒸発しやすい材料が望ましい。
【００６９】
上述のような工程を利用して、表面固体部２０に開口２１を形成すれば、ターゲット部１８をＸ線管に取り付けた後に、形成済みの開口２１に電子ビームＢが衝突するように位置合せする必要がないので、本発明の製造工程が簡便になり最適である。
【００７０】
次に、表面固体部２０の形状・材料と温度上昇の関係について、試算例を用いて説明する。
【００７１】
ターゲットを半無限体とみなし、電子ビームがその表面の半径ａの円内に均一に照射されて熱源となっていると単純化した場合、熱源中心から半径ａのｋ倍の距離にある半無限体表面の温度上昇ｔsem（ｋ）は次式（１）で計算できる。
【００７２】
【数１】
2005276760.tif 000003
上式は、半無限体の物質定数が温度に依存せず熱伝導率λsem [W/m・K]が一定であって、その表面にある半径ａ[ｍ]の円内が電子ビームにより均一にＱ[W] (=[J/sec])で加熱され、熱輻射がないとした場合の計算式である。さらに、Ｊ０,Ｊ１は０次と１次の第１種のベッセル関数で、式（１）の積分項はｋが決まれば計算できるので、これをＴsem(ｋ)とする。Ｔsem(k)は図２２のようになり、最高温度上昇を１として正規化した表面温度上昇の変化の様子を表す。熱源(k<=1)内は均一に内部発熱しているために、熱源中心(k＝0)で最大値Tsem(0)=１となる。
【００７３】
熱源外（ｋ＞１）では、熱源中心から半球状に伝熱するために、ｋが大きいと急激に温度変化は少なくなることがわかる。ｋ＝１０では最高温度の５％の温度上昇、ｋ＝１７では最高温度の２．９％の温度上昇しかないと計算される。
【００７４】
ここで、ターゲットとしてもっとも良く使われる材料であるタングステンの蒸発量を図６に示す。  ２５００℃における発熱量は５８×１０-5μｍ／sec（＝０．２１μｍ／hour）しかないが、融点（３４１０℃）での発熱量は０．１２μｍ／secにもなる。このように、融点温度（３４１０℃）に近づくにつれ、指数関数的に蒸発量が増大することがわかる。この２つの温度の差９１０℃において蒸発量が１／２０００であることから、１００℃温度を下げるごとに蒸発量は１／２.３に減少すると換算できる。
【００７５】
ターゲットを融点温度で使用している場合、表面固体層２０によりターゲット中心温度を１００℃低下させることができれば、寿命が２．３倍長くなるので有用である。１００℃の差は融点温度の２．９％に相当し、半無限体の温度計算結果から考えて、タングステンの表面固体部２０は少なくとも熱源半径の１７倍以内の部分に密着していなければならないことが導かれる。
【００７６】
次に、表面固体部の放熱効果の試算例を説明する。もっとも単純な表面固体部の形状として、ターゲット表面に密着した円板に貫通孔が形成された中空円板形状である場合、円板の熱伝導計算式を利用することができる。
【００７７】
図７に示すように、円板の内径は前記熱源半径ａのｋ１倍、円板の外径は前記熱源半径ａのｋ２倍、円板の厚さはｄであるとし、物性定数が温度依存せず、熱伝導率λdisk[Ｗ/cm・k]が一定であって、内径面から外径面にＱdisk[W]（=J/sec）の熱量が伝導しており、輻射熱がないとした場合、内径面の温度ｔｄ（ｋ１）[℃]と外径面の温度ｔｄ（ｋ２）[℃]の関係式は次式２）ようになる。
【００７８】
【数２】
2005276760.tif 000004
中空円板形状の表面固体部がターゲット表面に設けられている場合、ｋ１とｋ２における半無限体表面の温度差｛tsem(k1)-tsem(k2)｝よりも、円板の内径外径の温度差｛td(k1)-td(k2)｝が小さい時に、半無限体より中空円板の方が表面温度を下げる効果が高いと言える。この温度差の比は、式（１）と式（２）から、下記式（３）のようになる。
【００７９】
【数３】
2005276760.tif 000005
この式（３）の値が１より小さい時、放熱円板は半無限体より表面温度を低下させる能力が高いことを示す。同時に、放熱円板の放熱効果を試算することができる。ただし、放熱円板への熱の流入と流出が端面で起こり、放熱円板と半無限体の接触面の熱伝導はないと仮定しているため、この式（３）は最悪値を与えると考えられるが、この式（３）により本発明の効果を試算する。さらに、式（３）左辺の１項目は、Qsemが全入熱量であるから１以下になるが、正確に求めることは困難である。以下の説明では、最悪値１として放熱効果を比較説明する。
【００８０】
式（３）左辺の２項目は熱伝導率の比であり、放熱円板の熱伝導率が半無限体より大きいほど、放熱効果が大きい事を示す。
【００８１】
式（３）左辺の３項目は、熱源半径に対して放熱円板が厚いほど放熱効果が大きくなることを示す。
【００８２】
式（３）左辺の４項目は、放熱円板の内径と外径で決まり、値が小さいほど放熱効果が大きいことを示す。
【００８３】
k1<k2の範囲で計算した結果を表１に示す。
【００８４】
【表１】
2005276760.tif 000006
表１より、ｋ１＝１、ｋ２＝２の放熱円板は最も放熱効果がある部分であることがわかる。同様に、各ｋ１に対して熱源に近接した部分がもっとも放熱効果が高いこともわかる。さらに、各ｋ１に対してｋ２が大きくなると放熱効果が減少していく様子もわかる。
【００８５】
特例として、全入熱が放熱円板を通過し、かつ、放熱円板とターゲットが同じ材料でできている場合について、２例を説明する。
【００８６】
まず、ｋ＝１で熱源に接する放熱円板について、「1.8<d/a」が満たされる時、つまり、放熱円板の厚さｄが電子ビームの直径以上になる時に半無限体と同等以上の放熱効果があり、厚さの目安となる厚さであることがわかる。
【００８７】
また、表中の最悪値１８．９はｋ１＝９、ｋ２＝１０の場合であるが、この場合でも厚さｄを電子ビーム半径の１８．９倍にすれば、半無限体と同等の放熱効果が得られる。つまり、厚さｄが電子ビーム半径と同じでも１/１８．９=５.２％温度を下げる効果を持っており有効であることがわかるので、熱源半径の１０倍以内にある放熱円板は充分な効果があるといえる。
【００８８】
次に、放熱層である表面固体部２０の具体例について説明する。なお、上記実施例と同じ構成部分については同一符号を付すに留め、異なる部分について具体的に説明する。
＜具体例１＞
図８に示す本具体例は請求項８に相当し、貫通孔２１の形態が上記実施例と異なる。すなわち、貫通孔２１は、その内壁面が電子ビーム照射側からターゲット部１８に向けて縮小するようにテーパー状に形成されている。つまり、レンズ・アパーチャーによって進行方向先端がテーパー状に収束された電子ビームＢの形状に対応させて、貫通孔２１の内壁面をテーパー状にしている。このテーパー状に形成したときの角度θは、電子ビームＢの収束レベルにもよるが、例えば、数度から６０度ぐらいに設定されるのが好ましい。
【００８９】
このように構成した場合、電子ビームＢの進路を妨げることなくテーパー状の電子ビームＢをターゲット部１８まで導くことができる。また、ターゲット部１８に密着する表面固体部２０の部分を、電子ビームＢの衝突するターゲット表面近くまで位置させることができる。したがって、ターゲット表面の温度上昇した箇所から即座に熱伝導を利用して、その表面の熱を分散させて低下させることができる。
【００９０】
なお、テーパー状である開口２１の内壁面は、滑らかなスロープ形態であってもよいし、表面固体部の表面からターゲット部１８の表面に向かって段階的に縮小するようなステップ形状であってもよい。
＜具体例２＞
図９に示す具体例は請求項９に相当し、ターゲット部１８の表面に表面固体部２０ａ〜２０ｃを多層に設けている。つまり、材料を変えながら成膜方法を繰り返し実施することによって多層膜構造としている。例えば、ターゲット部１８と密着する最下層２０ａには銅や銀などの熱伝導のよい材料を成膜し、次の中間層２０ｂには熱伝導がよく蒸発量が比較的小さい金を成膜する。最後の最上層２０ｃにはタングステンやモリブデンなどの蒸発量が小さい高融点材料を成膜する。
【００９１】
このように構成した場合、最下層２０ａの放熱効果を維持したまま、最下層２０ａの蒸発を、中間層２０ｂと最上層２０ｃが防止する。したがって、電子ビーム照射によるターゲットの発熱により表面固体部２０ａが蒸発し薄くなるのを低減するこができ、表面固体部２０ａの放熱効果を長期間維持することができるので、Ｘ線発生装置を長期にわたって使用することができる。
【００９２】
この具体例では３層の構成を例としたが、銅・タングステンや銅・金などを組み合わせて２層構造にしても同様の効果がある。また、例示した各層間に薄い密着性層をもうけて、２層以上の構造にしてもよいし、合金を用いることもできる。
＜具体例３＞
図１０に示す具体例は請求項１０に相当し、ターゲット部１８の表面に表面固体部２０ａ〜２０ｃを電子ビーム径方向に隣接するような多層構造としている。この場合、電子ビーム側に近い層２０ａには高融点材料を用い、その層の外周に隣接する層２０ｂ、２０ｃには熱伝導のよい材料を用いることが好ましい。
【００９３】
このように構成した場合、電子ビームＢに近く高温となりやすい層２０ａの蒸発を抑制しつつ、層２０ｂ、２０ｃによる放熱効果を持たせることができるので、Ｘ線発生装置を長期にわたって使用することができる。
＜具体例４＞
図１１に示す具体例は請求項１３に相当し、電子ビームＢの近傍にある表面固体部２０の所定の領域を、保護膜２２で被覆している。具体的には、貫通孔２１の内壁や貫通孔２１の周縁領域を保護膜２２で被覆している。保護膜２２の厚みは、０．１〜１．０μｍの範囲に設定される。
【００９４】
保護膜２２の材料としては、タングステンなどの高融点な材料を使用することが好ましく、Ｘ線管の使用条件にもよるが、表面固体部２０の材料よりも高融点のものがさらに好ましい。例えば、表面固体部２０がタングステンである場合、グラファイト、ダイヤモンド、炭化物であるＴａＣ、ＨｆＣ、ＮｂＣ、Ｔａ２Ｃ、ＺｒＣなどが好ましい。また、表面固体部がモリブデンである場合、上記材料に加えて炭化物であるＴｉＣ、ＳｉＣ、ＷＣや、窒化物であるＨｆＮ、ＴａＮ、ＢＮや、ホウ化物であるＨｆＢ２、ＴａＢ２などが好ましい。さらに、表面固体部が銅である場合、上記材料に加えて高融点金属や酸化物が挙げられる。高融点金属としては、Ｗ、Ｍｏ、Ｔａが挙げられる。また、酸化物としは、ＴｈＯ２、ＢｅＯ、Ａｌ２Ｏ３、ＭｇＯ、ＳｉＯ２などが挙げられる。
【００９５】
このように構成する場合、表面固体部２０の熱による蒸発を強制的に抑えることができる。したがって、放熱効果を長期にわたって維持することができ、ターゲット部１８の寿命も長くできる。
【００９６】
また、図１２に示す具体例は請求項１４に相当し、貫通孔２１によって露出した電子ビームＢが衝突するターゲット表面も保護膜２２で被覆する構成である。
【００９７】
このように構成した場合、上記図１１に比べて、製造時に電子ビーム衝突部分の保護膜２２を除去する工程を減らすことができる。しかも、保護膜２２は薄いので、電子ビームＢのほとんどはエネルギーをほとんどロスすることなく透過してターゲット部１８に到着し、Ｘ線を発生させることができる。
【００９８】
特に、電子ビーム電流が比較的少なく温度上昇が小さい時には、保護膜２２は蒸発しないので、保護膜２２によりターゲット部１８の表面の温度を多少は低下させることができ、かつ、保護膜２２によって熱によるターゲット部１８の蒸発を強制的に抑えることもできる。
【００９９】
しかし、大電流の電子ビームＢを照射し続ければ、電子衝突部の保護膜２２は蒸発してゆき、保護膜２２をターゲット表面に有さない図１１と同じ形態になる。したがって、図１１と同様にＸ線を発生するので問題ない。
【０１００】
図１２に示す保護膜２２の薄さの目安を概算し補足しておく。例えば、電子の加速電圧Ｖ[ｋＶ]、 材料の密度ρ[ｇ／ｃｍ3]とすると、電子の最大進入深さＤmax[μｍ]は次式（４）のようになる。
【０１０１】
Ｄmax＝０．０２１Ｖ２／ρ  …  （４）
上記式によりＤmaxの値を１％以下の薄さを目安とすればよい。例えば、１％の厚さのときには、タングステン（密度１９.３ｇ／ｃｍ3）に加速電圧６０ｋＶの場合、Ｄmax=３．９μｍなので、タングステン表面保護膜の厚さは０．０４μｍ程度とする。例えば、チタン（密度４．５４ｇ／ｃｍ3）に加速電圧６０ｋＶの場合、Ｄmax=１６．７μｍなので、チタン表面保護膜の厚さは０．２μｍ程度にすればよい。例えば、リチウム（密度０．５３ｇ／ｃｍ3）に加速電圧６０ｋＶの場合、Ｄmax=１４３μｍなので、リチウム表面保護膜の厚さは２μｍ程度まで可能である。図１１で例示した化合物を材料とすることもでき、同様に計算可能である。
【０１０２】
このように、電子の最大進入深さＤmax[μｍ]の計算式からも類推できるように、電子はターゲットの横方向にも同じように拡散する。したがって、請求項６で電子ビームの衝突半径を熱源半径としているが、実際には、電子ビームの衝突半径に電子の散乱半径を加算した長さを、熱源半径とすることがより精密となる。
＜具体例５＞
図１３に示す具体例は、ターゲット部１８の表面全体を薄い保護膜２２で覆った構成である。この場合の保護膜２２としては、ターゲット部１８の材料に比べて電子の透過しやすい材料を用いて、かつ、厚さ設定が必要である。この時の保護膜２２の厚さは、図４に示した場合の電子最大進入深さと同様にすればよい。ただし、電子が透過しやすい材料は密度が低いので、融点も低く蒸発しやすい傾向にある。したがって、Ｘ線管を低電力で長時間運転する場合に有効である。
【０１０３】
具体的な保護膜２２の材料とてしは、密度８．９〜０．５８ｇ／ｃｍ3の範囲にある金属であって、例えば、ＮｉやＬｉなどが挙げられる。特に密度０．５８ｇ／ｃｍ3であるチタンが好適である。また、好ましくは電子を透過しやすく、熱伝導の良い材料である。つまり、（(１／密度)×熱伝導率）の値が大きい材料であって、例えば、Ｂｅ、Ｍｇ、Ａｌ、Ｓｉ、Ｃ、Ｃｕ、Ａｇなどが挙げられる。さらに好ましくは上記条件に加えて高融点な材料である。つまり、(１／密度)×（熱伝導率／熱伝導率）の値が大きい材料であって、例えば、Ｃａなども挙げられる。
【０１０４】
このように構成した場合、電子はほとんどエネルギーをロスすることなく透過してターゲット部１８に到着し、Ｘ線を発生させることができる。また、保護膜２２によりターゲット部１８の表面の温度を低下させることができ、かつ、熱によるターゲット部１８の蒸発を抑えることもできる。
【０１０５】
さらに、電子ビームＢを照射し続ければ、電子衝突部の保護膜２２が蒸発してゆき、ターゲット表面に保護膜２２を有さない形態になるので問題ない。
＜具体例６＞
図１４に示す具体例は請求項１８に相当し、ターゲット部１８の裏面側に、内層放熱層２３を密着した状態で設けており、ターゲット部１８よりも熱伝導の高い材料（金・銀・銅・アルミ）であることが好ましい。この内層放熱層２３は、ターゲット部１８と支持部材１９とによって挟まれているので、ターゲット部１８よりも低融点であっても熱による材料の蒸発が防止される。
【０１０６】
このように構成する場合、表面固体部２０による熱伝導と、ターゲット厚み方向に発生する熱伝導とによる３次元的な放熱効果を効率よく行うことができる。したがって、ターゲット部１８の表面温度を効率よく低下させることができ、ターゲット部１８の熱による蒸発をより一層抑制することができる。
【０１０７】
ここで本発明者は、従来構造のターゲットと、図１４に示す構造を有するターゲットの表面温度を比較・確認するシミュレーションを行った。シミュレーションに用いた従来のターゲットの構造は、ターゲット材料はタングステンで厚さ３μｍ、支持部材１９はアルミニウムで厚みが１００μｍ。これに対して、本具体例のターゲット構造は、上記と同じ条件のターゲットと支持部材１９を備えているが、表面固体部２０と内層放熱層２３が付加されている。表面固体部２０の材料は銅で厚さｄ＝１μｍ、開口の半径ｒ１＝ａ（ｋ１＝１）、開口の中心（電子ビームの中心）から径方向を距離ｒ２＝∞とした。さらに、ターゲットの裏面には、材料を銅とする厚さ１μｍの内層放熱層２３を備えている。  形状以外のシミュレーション条件として、熱伝導率は温度に依存しないとし、タングステン・アルミニウム・銅のそれぞれの熱伝導率を、９０、２００、３４２Ｗ／ｍｋ固定とした。また、電子ビームＢは半径０．５μｍでターゲットに衝突し、直径１μｍの衝突面で０．５Ｗの発熱をしており、熱伝導経路である支持部材１９は１００℃に保たれていると仮定している。以上の条件のもとで表面温度を有限要素法によりシミュレーションした。
【０１０８】
その結果を図１５に示す。図１５の横軸はターゲット部１８の電子ビーム照射中心を０とした半径方向の距離、縦軸はターゲット部１８の表面温度である。実線Ａは従来例のターゲット構造の場合の表面温度を示し、実線Ｂは本具体例のターゲット構造の場合の表面温度を示す。電子ビーム衝突面である半径０．５μｍ以内のターゲット表面温度は１０００℃ほど低下することがわかる。電子ビームが衝突して最高温度となる表面中心点で温度を比較すると、従来例のターゲット構造の場合には３５７０℃、本具体例では２７１０℃となっている。すなわち、同じ発熱量０．５Ｗに対してターゲット表面の最高温度を２４％も低下させることができ、ターゲットの表面および裏面に放熱層を設けることが有効であることが確認できた。
【０１０９】
次に、各具体例で説明した開口２１を電子ビームＢが通過するように位置合せする方法について説明する。請求項１５のように、位置合せするためには、開口２１の検出手段と移動手段を組み合わせて制御する必要がある。移動手段は、電子ビームまたはターゲットを移動する手段である。この移動手段を用いてターゲットへの電子ビーム衝突位置を移動させながら、検出手段により開口位置を検出するように制御された状態が走査である。走査後、特定された開口位置へ移動させる制御が行われ、開口２１を電子ビームＢが通過するように制御されたことになる。
【０１１０】
検出手段の例としては、ＳＥＭ（走査電子顕微鏡）などに使われる電子検出手段が応用できる。具体的には、反射電子や二次電子や吸収電流のいずれかを測定できる電流計を含む検出手段である。電子が衝突した物の材料や形状に応じて、反射電子・二次電子・吸収電流の各量ともそれぞれ異なるので、いずれかの電流量を測定し比較すれば、表面固体部２０かターゲット部１８のいずれであるかが判定できる。
【０１１１】
また、図１７に示す検出手段は請求項１７に相当し、ターゲット部１８と表面固体部２０との間に薄い絶縁層２４を設けたターゲットである。絶縁層により、電子ビームＢを照射したときにターゲット部１８と表面固体部２０に流れる電流を分離することが簡単にできる。その上、Ｘ線管内に特別な検出器を別途もうける必要がないので、もっとも小
型な検出手段を構成することができる。
【０１１２】
移動手段には、電子ビームを移動させる移動手段と、ターゲットを移動させる移動手段が考えられる。
【０１１３】
電子ビーム移動手段には、図１６に示すように、電子ビームＢの進路に偏向器１５を設ける手段があり請求項１６に相当する。偏向器１５によって電子ビームＢの進路を偏向できるので、電子ビームＢのターゲットへの衝突位置を移動することができる。偏向器１５には磁力や静電気力を利用する多くの方式が採用でき、ターゲット上を２次元的に移動することも簡単で、高速に偏向できるので最適である。
【０１１４】
ターゲット移動手段には、機械的な移動手段が最適である。例えば、図１８に示すように、支持部材１９とＸ線管との間にベローズ２５を設けて真空を維持したまま、マイクロメータや小型モーターを駆動源として、ターゲットを移動させることができる。
【０１１５】
なお、この発明は上述した実施例に限定されるものではなく、以下（１）〜（６）のような変形実施が可能である。
【０１１６】
（１）上記各実施例では、電子ビームＢをターゲットに直接に衝突させる構成として表面固体部２０にある円筒形の開口２１を形成した場合を例に説明した。このような開口２１を表面固体部２０に複数形成した図１６のようなターゲットの変形実施例は特に有用である。１つの開口２１が電子ビーム照射によりやがて使えなくなった場合でも、開口を替えて別の開口に電子ビームを照射してＸ線を発生させる事ができる。すなはち、１枚のターゲットを何回も使用することができるので、寿命の長いＸ線管とすることができる。
【０１１７】
（２）図１９（ａ）に示すように、リング状の形態であってもよい。さらに、図１９（ｂ）に示すように、リング状の表面固体部２０を分割して電子ビームＢの衝突面の近傍に形成した形態や、図１９（ｃ）に示すように、四角形の表面固体部２０を２次元アレー状に形成した形態であってもよい。このような分割形態にすることによって、蒸着による製造工程で使う蒸着マスクの製作が容易になるので、製造工程が簡単になる。また、複数の電子ビーム衝突箇所を確保することができ、ターゲットを長期にわたって利用することができる。
【０１１８】
（３）図２０に示すように、回転陽極ターゲットの中心に小径の表面固体部２１ａと、その外周に大径のリング状の表面固体部２１ｂとを形成し、両表面固体部の間に露出したターゲット部分に電子ビームＢを衝突させる形態のものであってもよい。このように構成した場合、電子ビーム衝突箇所を経時的に移動することができ、ターゲットを長期にわたって使用することができる。
【０１１９】
（４）図２１（ａ）に示すように、表面固体部２０をターゲット部１８の表面に格子状に形成してもよい。さらに、図２１（ｂ）に示すように、所定幅、所定長さを有する直線状の表面固体部２０を平行して整列状態で形成してもよい。このような形態にすることによって、電子ビームＢの照射可能な箇所を複数確保することができる。したがって、適時にその位置を変更することで、１つのターゲットを長期にわって使用することができる。
【０１２０】
なお、図２１（ａ），（ｂ）はターゲットの電子ビーム衝突箇所付近を示したものであり、このようなパターンを多数備えるターゲットとすることがより好ましい。
【０１２１】
（５）上述した例は、反射型のＸ線発生装置にも適用することができる。
【０１２２】
（６）上述した例は、全てＸ線発生装置に関するものであるが、電子ビーム照射装置の電子通過窓に応用することもできる。
【図面の簡単な説明】
【０１２３】
【図１】Ｘ線発生装置の概略構成を示す縦断面図である。
【図２】ターゲット周りの要部構成を示す断面図である。
【図３】ターゲット表面の熱伝導を示す説明図である。
【図４】貫通孔を形成する説明図である。
【図５】貫通孔を形成する説明図である。
【図６】タングステンの温度と蒸発を示した図である。
【図７】表面固体部の厚みを試算する説明図である。
【図８】具体例１のターゲット周りの要部構成を示した断面図である。
【図９】具体例２のターゲット周りの要部構成を示した断面図である。
【図１０】具体例３のターゲット周りの要部構成を示した断面図である。
【図１１】具体例４のターゲット周りの要部構成を示した断面図である。
【図１２】具体例４の変形例であるターゲット周りの要部構成を示した断面図である。
【図１３】具体例５のターゲット周りの要部構成を示した断面図である。
【図１４】具体例６のターゲット周りの要部構成を示した断面図である。
【図１５】具体例６と従来例のターゲットの温度変化シミュレーションを示した図である。
【図１６】電子ビームの位置合せを示す模式図である。
【図１７】電子ビームの位置合せを示す模式図である。
【図１８】ターゲット移動方法を示す模式図である。
【図１９】（ａ）〜（ｃ）は表面固体部の変形例を示した斜視図である。
【図２０】表面固体部の変形例を示した斜視図である。
【図２１】（ａ）、（ｂ）表面固体部の変形例を示した斜視図である。
【図２２】表面温度の分布を示す図である。
【符号の説明】
【０１２４】
Ｂ  …  電子ビーム
１  …  透過型のＸ線発生装置
２  …  高電圧発生器
１５  …  制御部
１８  …  ターゲット部
１９  …  支持持体
２０  …  表面固体部（表面放熱層）
２１  …  開口（貫通孔）
２３  …  内層放熱層
【図１】
2005276760.tif 000007
【図２】
2005276760.tif 000008
【図３】
2005276760.tif 000009
【図４】
2005276760.tif 000010
【図５】
2005276760.tif 000011
【図６】
2005276760.tif 000012
【図７】
2005276760.tif 000013
【図８】
2005276760.tif 000014
【図９】
2005276760.tif 000015
【図１０】
2005276760.tif 000016
【図１１】
2005276760.tif 000017
【図１２】
2005276760.tif 000018
【図１３】
2005276760.tif 000019
【図１４】
2005276760.tif 000020
【図１５】
2005276760.tif 000021
【図１６】
2005276760.tif 000022
【図１７】
2005276760.tif 000023
【図１８】
2005276760.tif 000024
【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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