特許 6491873 Ｘ線検査装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6491873

(24)【登録日】2019年3月8日

(45)【発行日】2019年3月27日

(54)【発明の名称】Ｘ線検査装置

(51)【国際特許分類】

   G01N 23/04 20180101AFI20190318BHJP

【ＦＩ】

   G01N23/04

【請求項の数】12

【全頁数】19

(21)【出願番号】特願2014-257021(P2014-257021)

(22)【出願日】2014年12月19日

(65)【公開番号】特開2016-118422(P2016-118422A)

(43)【公開日】2016年6月30日

【審査請求日】2017年12月7日

(73)【特許権者】

【識別番号】505458108

【氏名又は名称】株式会社マーストーケンソリューション

(74)【代理人】

【識別番号】100078776

【弁理士】

【氏名又は名称】安形 雄三

(74)【代理人】

【識別番号】100121887

【弁理士】

【氏名又は名称】菅野 好章

(74)【代理人】

【識別番号】100200333

【弁理士】

【氏名又は名称】古賀 真二

(72)【発明者】

【氏名】田中 均

(72)【発明者】

【氏名】南 勝利

(72)【発明者】

【氏名】長谷川 恒夫

【審査官】 佐藤 仁美

(56)【参考文献】

【文献】 特開昭６０−０７８３１０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開昭６０−２６０８０６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００８−０１７９６５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００３−２９７８９１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１４−１８４３４０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００９−０２５２０７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１１−１７９９３６（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ａ６１Ｂ ６／００− ６／１４、

Ｇ０１Ｎ ２３／００−２３／２２７６

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

Ｘ線光軸上のＸ線ビームを被検査物に照射するＸ線発生器と、
前記被検査物を載置し移動するステージと、
前記被検査物からのＸ線を検出するＸ線検出器と、
を備えたＸ線検査装置であって、
前記Ｘ線発生器は、前記Ｘ線ビームの形状を整形する絞りと、前記Ｘ線ビームの照射を開閉するＸ線照射開閉手段とを備え、
前記Ｘ線照射開閉手段が開としたときの前記Ｘ線ビームの前記被検査物への照射野を算出する照射野算出手段と、
前記Ｘ線ビームの前記被検査物への照射可否領域を設定する照射領域設定手段と、
前記照射野と前記照射可否領域の配置の関係に基づいて、前記Ｘ線ビームの照射の開閉を前記Ｘ線照射開閉手段に指示する照射判断手段と、
を備えることを特徴とするＸ線検査装置。

【請求項2】

前記Ｘ線照射開閉手段は、
前記Ｘ線発生器のＸ線発生部で発生したＸ線を前記Ｘ線光軸に対し垂直方向にシャッタを摺動させ、前記Ｘ線ビームの照射を開閉することを特徴とする請求項１項に記載のＸ線検査装置。

【請求項3】

前記Ｘ線照射開閉手段は、
前記Ｘ線発生器の電子源から発生した電子ビームを制御し、前記Ｘ線ビームの照射を開閉することを特徴とする請求項１に記載のＸ線検査装置。

【請求項4】

前記絞りは前記Ｘ線照射開閉手段を兼ねた構成であることを特徴とする請求項２に記載のＸ線検査装置。

【請求項5】

前記絞りの孔は円孔であることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載のＸ線検査装置。

【請求項6】

前記絞りの孔は矩形であることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載のＸ線検査装置。

【請求項7】

前記照射野算出手段は、前記絞りの孔の形状及び前記Ｘ線発生器と前記絞りと前記被検査物の配置の関係とに基づいて、前記照射野を算出することを特徴とする請求項５又は６に記載のＸ線検査装置。

【請求項8】

前記照射領域設定手段は、外観カメラで撮像した前記被検査物の外観像上で前記照射可否領域を設定することを特徴とする請求項１〜７のいずれか１項に記載のＸ線検査装置。

【請求項9】

前記照射可否領域は前記Ｘ線ビームの照射を禁止する照射禁止領域を含み、前記照射判断手段は少なくとも前記照射野の一部もしくは全部が前記照射禁止領域に重複するとき、前記Ｘ線ビームの照射の閉を前記Ｘ線照射開閉手段に指示することを特徴とする請求項１〜８のいずれか１項に記載のＸ線検査装置。

【請求項10】

前記照射可否領域は前記Ｘ線ビームの照射を許可する照射許可領域を含み、前記照射判断手段は前記照射野の全部が前記照射許可領域の内部にあるとき、前記Ｘ線ビームの照射の開を前記Ｘ線照射開閉手段に指示することを特徴とする請求項１〜９のいずれか１項に記載のＸ線検査装置。

【請求項11】

前記Ｘ線検出器は、前記Ｘ線ビームが前記被検査物を透過したＸ線透過画像を検出することを特徴とする請求項１〜１０のいずれか１項に記載のＸ線検査装置。

【請求項12】

前記Ｘ線検出器は、前記Ｘ線ビームが照射された前記被検査物の発する蛍光Ｘ線を検出することを特徴とする請求項１〜１０のいずれか１項に記載のＸ線検査装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、放射線の照射禁止の部位を有する被検査物のＸ線検査装置に関する。

【背景技術】

【0002】

生物試料、物性材料、電子部品等の研究、開発、及び解析調査等の目的で、試料の内部の状態や構造を、非破壊かつ高分解能で観察する装置として、投影拡大型のＸ線検査装置やＸ線ＣＴ装置等の検査装置（以下、単に「Ｘ線検査装置」と称する）が知られている。

【0003】

投影拡大型のＸ線検査装置は、Ｘ線源から発したＸ線ビームを試料に照射し、試料を透過したＸ線像を幾何学的に拡大し、Ｘ線検出器により検出し、試料のＸ線透視画像を得ている（例えば特開２００４−１３８４６０号公報（特許文献１）参照）。

【0004】

Ｘ線ＣＴ装置は、上記の構成に加えて、Ｘ線ビームに対し試料を相対回転移動させながら、試料の異なる複数方向からの透視画像を得て、これら複数方向の透視画像を再構成処理し、試料内部の立体的な構造情報を得ている（例えばBruker MicroCT SkyScan2011 x-ray nanotomograph（非特許文献1）参照）。

【0005】

Ｘ線の大量照射による電子部品等の破損を防ぐ目的で使用される従来のＸ線検査装置の構成例を、図６に示して説明する。図６に示すように、互いに対向するＸ線発生装置１３１とＸ線検出器１３２の間に、被検査物Ｗを搭載する観察ステージ１３３が設けられたＸ線検査装置において、被検査物ＷとＸ線発生装置１３１との間に設けたフィルタ１４０により減衰させたＸ線を被検査部物Ｗに照射する構成となっている。また、電子部品等に照射される累積照射線量を逐次記録し、この累積照射線量が予め設定した限界量に到達した時点で、Ｘ線の照射を自動停止する構成が知られている（例えば特開２０１１−１７９９３６号公報（特許文献２））。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0006】

【特許文献1】特開２００４−１３８４６０号公報

【特許文献2】特開２０１１−１７９９３６号公報

【非特許文献】

【0007】

【非特許文献1】Bruker MicroCT SkyScan2011 x-ray nanotomograph ［平成２６年１２月０５日検索］、インターネット<URL:http://www.skyscan.be/products/2011.htm>

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0008】

Ｘ線検査の対象となる被検査物が、低線量の放射線（Ｘ線を含む）の被曝によって、性能低下、変質、劣化、破壊等の影響を受ける、もしくは影響を受ける恐れのある部位（以下、「懸念領域」と称する）を有している場合がある。例えば、わずかな放射線照射で性能が劣化する光センサ部を備える光センサＩＣがあり、その光センサ部に隣接した半導体パターンやボイド等を、Ｘ線検査する場合がある。或いは、放射線照射に鋭敏であるため、Ｘ線の照射を回避したい部位を有する生物試料をＸ線検査する場合がある。

【0009】

従来のＸ線検査装置では、フィルタにより照射線量を減衰させる構成や、逐次記録した累積照射線量に基づいて、一定線量を越えたときにＸ線の照射を停止する構成を用いて、被検査物への照射線量が一定の限界量を越えないように制御し、Ｘ線の大量照射による電子部品等の破損を防止している。しかしながら、これらの構成は、以下に示すように、放射線照射（Ｘ線照射を含む）に対する「懸念領域」を有する被検査物のＸ線検査には適用できないという問題がある。

【0010】

従来のＸ線検査では、モニタ画面に表示された被検査物のＸ線透視像をモニタ画面で見ながら、被検査物が載置されたステージを操作して観察位置の移動を行う。この操作において、上述のような懸念領域を有する被検査物を検査しようとすると、以下のような問題（１）〜（５）がある。
（１）モニタ画面に懸念領域が表示された時点で、懸念領域にはＸ線が照射されてしまっているから、モニタ画面のＸ線透視像により、懸念領域の配置を観察することができない。
（２）ステージの操作によって、被検査物を移動して透視拡大倍率を変更或いは被検査物を傾斜させ、被検査物におけるＸ線の照射領域の大きさや形が変化すると、その変化の様子を、操作者が操作中にリアルタイムで知ることは容易でない。
（３）操作者は、Ｘ線の照射領域の外延の境界を明確に知る術がないので、Ｘ線検査の対象領域が懸念領域にギリギリに隣接しているようなときは、懸念領域を回避して、検査の対象領域にＸ線を照射するというように、ステージ操作による照射位置の位置合わせが容易でない。
（４）高拡大倍率の検査では、被検査物とＸ線発生装置の間の間隔が狭く（数ｍｍ程度以下のことが多い）、この狭い間隔に検査の対象領域を撮像するための外観カメラを配置することは難しいので、懸念領域の配置を外観カメラによる外観像により、リアルタイムに確認することは容易でない。
（５）これらの困難があるため、被検査物を移動するステージの操作は、誤操作して懸念領域にＸ線照射してしまうという高い危険性を伴う。

上述のように、懸念領域を有する被検査物をＸ線検査する操作は、当該懸念領域にＸ線を誤照射してしまうという高い危険性を伴うため、被検査物の被曝に対する安全性が低下するという問題がある。また、このような危険性を回避するためのＸ線検査装置の操作は容易でないため、検査のスループット（作業能率）が低下するという問題がある。

【0011】

本発明は、上述した課題を解決するためになされたものであり、放射線照射（Ｘ線照射を含む）による懸念領域を有する被検査物のＸ線検査において、当該懸念領域へのＸ線の誤照射を確実に防止する高い安全性と優れた操作性とを備え、高い検査のスループットを有するＸ線検査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】

【0012】

本発明は、Ｘ線光軸上のＸ線ビームを被検査物に照射するＸ線発生器と、前記被検査物を載置し移動するステージと、前記被検査物からのＸ線を検出するＸ線検出器とを備えたＸ線検査装置に関し、本発明の上記目的は、前記Ｘ線発生器は前記Ｘ線ビームの形状を整形する絞りと、前記Ｘ線ビームの照射を開閉するＸ線照射開閉手段とを備え、前記Ｘ線照射開閉手段が開としたときの前記Ｘ線ビームの前記被検査物への照射野を算出する照射野算出手段と、前記Ｘ線ビームの前記被検査物への照射可否領域を設定する照射領域設定手段と、前記照射野と前記照射可否領域の配置の関係に基づいて、前記Ｘ線ビームの照射の開閉を前記Ｘ線照射開閉手段に指示する照射判断手段とを備えることにより達成される。

【0013】

本発明の上記目的は、前記Ｘ線照射開閉手段は、前記Ｘ線発生器のＸ線発生部で発生したＸ線を前記Ｘ線光軸に対し垂直方向にシャッタを摺動させ、前記Ｘ線ビームの照射を開閉することにより、或いは前記Ｘ線照射開閉手段は、前記Ｘ線発生器の電子源から発生した電子ビームを制御し、前記Ｘ線ビームの照射を開閉することにより、或いは前記絞りは前記Ｘ線照射開閉手段を兼ねた構成であることにより、或いは前記絞りの孔は円孔であることにより、或いは前記絞りの孔は矩形であることにより、或いは前記照射野算出手段は、前記絞りの前記孔の形状及び前記Ｘ線発生部と前記絞りと前記被検査物の配置の関係に基づいて、前記照射野を算出することにより、或いは前記照射領域設定手段は、外観カメラで撮像した前記被検査物の外観像上で前記照射可否領域を設定することにより、或いは前記照射可否領域は前記Ｘ線ビームの照射を禁止する照射禁止領域を含み、前記照射判断手段は少なくとも前記照射野の一部もしくは全部が前記照射禁止領域に重複するとき、前記Ｘ線ビームの照射の閉を前記Ｘ線照射開閉手段に指示することにより、或いは前記照射可否領域は前記Ｘ線ビームの照射を許可する照射許可領域を含み、前記照射判断手段は前記照射野の全部が前記照射許可領域の内部にあるとき、前記Ｘ線ビームの照射の開を前記Ｘ線照射開閉手段に指示することにより、或いは前記Ｘ線検出器は、前記Ｘ線ビームが前記被検査物を透過したＸ線透過画像を検出することにより、或いは前記Ｘ線検出器は、前記Ｘ線ビームが照射された前記被検査物の発する蛍光Ｘ線を検出することにより、より効果的に達成される。

【発明の効果】

【0014】

本発明では、Ｘ線発生器は、Ｘ線ビームの形状を整形する絞りと、前記Ｘ線ビームの照射を開閉するＸ線照射開閉手段とを備え、前記Ｘ線照射開閉手段が開としたときの、前記Ｘ線ビームの被検査物への照射野を算出する照射野算出手段と、前記Ｘ線ビームの前記被検査物への照射可否領域を設定する照射領域設定手段と、前記照射野と前記照射可否領域の配置の関係に基づいて、前記Ｘ線ビームの照射の開閉を前記Ｘ線照射開閉手段に指示する照射判断手段とを備えた構成としている。この構成では、絞りで整形されたＸ線ビームの照射する被検査物の照射野を照射野算出手段が算出し、照射領域設定手段により設定された被検査物の照射可否領域と照射野の配置の関係に基づいて照射判断手段がＸ線ビームの開閉を判断し、Ｘ線照射開閉手段に指示し、照射可否領域の設定に基づいて被検査物へのＸ線ビームの照射の開閉をする。その結果、被検査物へのＸ線ビームの照射可否領域を設定に基づいてＸ線ビームの照射を開閉し、照射すべきでない領域へのＸ線ビームの誤照射を防ぐことができるから、被検査物の被曝に対する安全性が向上する。しかも照射野算出手段はステージに載置された被検査物の移動に連動して被検査物の照射野を算出するから、操作者はＸ線ビームの照射野を気にする必要なく被検査物の観察位置をステージで移動できることにより、ステージの操作性が向上する。

【図面の簡単な説明】

【0015】

【図1】本発明に係るＸ線検査装置の構成の一例を示す構成図である。

【図2】本発明に係るＸ線照射開閉手段の他の実施例を示す模式図であり、図２（ａ）はフィラメントによる制御、図２（ｂ）はウェーネルト電極による制御、図２（ｃ）は電子ビームの偏向による制御、図２（ｄ）はＸ線照射開閉手段を兼ねる絞りによる制御を示している。

【図3】本発明に係る絞りの孔の照射野を示す模式図であり、図３（ａ）は照射野（矩形）と照射許可領域の配置の関係を示す模式図、図３（ｂ）は照射野（丸形）と照射許可領域の配置の関係を示す模式図、図３（ｃ）は照射野（丸形）と照射禁止領域の配置の関係を示す模式図である。

【図4】本発明に係る照射禁止領域を用いたＸ線検査を説明する図であり、図４（ａ）は検査経路を示す模式図、図４（ｂ）は検査のタイミングチャートである。

【図5】本発明に係る照射許可領域用いたＸ線検査を説明する図であり、図５（ａ）は検査経路を示す模式図、図５（ｂ）は検査のタイミングチャートである。

【図6】従来のＸ線検査装置の構成の一例を示す構成図である。

【発明を実施するための形態】

【0016】

以下、本発明の実施形態について、図面を参照して説明する。

【0017】

図１はＸ線検査装置１の構成図であり、機械的構成を示す模式図とシステム構成を示すブロック図を併記している。

【0018】

図１に示すＸ線検査装置１は、被検査物１７の内部の状態や構造を高分解能で観察する機能を有し、Ｘ線発生器２のＸ線発生部８から発したＸ線は、絞り１３で整形され、Ｘ線ビーム１６となり、Ｘ線光軸１５上をＸ線検出器２３に向けて照射される。Ｘ線発生器２とＸ線検出器２３の間に配置されたステージ２２に被検査物１７が載置され、Ｘ線ビーム１６は被検査物１７を透過し、生じたＸ線透過像は幾何学的に投影拡大されＸ線検出器２３に入射し、Ｘ線検出器２３からＸ線透過像の信号が得られる。なお、ステージ２２の移動により、載置された被検査物１７におけるＸ線ビーム１６の照射位置、すなわち検査位置が移動する。

【0019】

外観カメラ２５はステージ２２に対向配置され、被検査物１７の外観を撮像する。Ｘ線発生器２は、電子源４から発する電子ビーム５をＸ線ターゲット７に照射し、Ｘ線ターゲット７のＸ線発生部８からＸ線を発生する。Ｘ線発生器２はＸ線制御部３３から電力と制御信号を受けて動作する。

【0020】

図１の実施形態は、Ｘ線の照射の向きが、電子ビーム５の進行方向と同方向の透過ターゲットタイプのＸ線発生器２の構成を示しているが、Ｘ線の照射の向きが、電子ビーム５の進行方向と異なる反射ターゲットタイプのＸ線発生器２にも適用できる。

【0021】

Ｘ線発生器２には、Ｘ線発生部８のＸ線焦点の大きさにより、ナノフォーカスＸ線管（０．４μｍ程度、或いは０．４μｍ以下）、マイクロフォーカスＸ線管（１０μｍ程度）、ミニフォーカスＸ線管（０．３ｍｍ程度）等と呼ばれるＸ線管があるが、いずれのＸ線管も適用できる。なお、通常のＸ線検査装置１で使用するＸ線のエネルギー帯は２０ｋＶ〜２００ｋＶ程度であるが、本発明に係るＸ線のエネルギー帯はこの範囲を含み、この範囲内に限られるものではない。

【0022】

Ｘ線発生器２から発するＸ線ビーム１６の照射を断続する手段として、電子ビーム５の段階でＸ線の発生を断続して制御する構成と、Ｘ線ターゲット７で発生したＸ線を断続して制御する構成とがある。本発明はいずれの構成も適用できる。

【0023】

前者の構成としては、１）フィラメント３の電源をＯＮ／ＯＦＦし、電子源４からの電子ビーム５の発生を制御する構成（図２（ａ））、２）電子源４の電子ビーム５の出射部に近接するウェーネルト電極６（グリッド電極）等を制御し、電子ビーム５の出射を制御する構成（図２（ｂ））、３）発生した電子ビーム５を偏向電極（図示せず）若しくは偏向レンズ（図示せず）から成る偏向手段１０によって偏向させ、Ｘ線ターゲット７への電子ビーム５の照射を回避する構成（図２（ｃ））等がある。これらの構成ではいずれも、電子ビーム５をＸ線ターゲット７の位置に照射するか、しないかを制御し、Ｘ線ターゲット７のＸ線発生部８でのＸ線の発生を断続（開閉）する。この構成では、後述のシャッタ１２が要らないので、シャッタ１２の占める空間が不要となる。その結果、シャッタ１２の占める厚さだけ絞り１３と被検査物１７をＸ線発生部８の方へ配置できるので、より高拡大倍率の撮像ができ、Ｘ線検査装置の性能が向上するメリットがある。

【0024】

後者の断続構成は、Ｘ線発生部８で発生したＸ線を、シャッタ１２によって阻止するものであり、図１の実施形態はＸ線照射開閉手段９がシャッタ１２である構成を示している。

【0025】

以下、Ｘ線照射開閉手段９によって、Ｘ線発生器２の外部へＸ線ビーム１６が照射している状態を「開」と称し、Ｘ線発生器２の外部へのＸ線ビーム１６の照射が阻止された状態を「閉」と称する。照射判断手段３１からの信号に基づいて、Ｘ線照射開閉手段９はＸ線発生器２からのＸ線ビーム１６の照射を「開」或いは「閉」に制御する。シャッタ１２はＸ線ターゲット７の下流に位置し、Ｘ線ビーム１６の照射を開閉する。

【0026】

上述したＸ線発生器２の内部の電子ビーム５を制御し、Ｘ線ビーム１６の照射を開閉する構成は、Ｘ線ビーム１６の照射の開閉の切り替えで、Ｘ線発生器２の内部の状態（例えば温度分布等）が変化しやすく（ドリフト）、Ｘ線の出力の安定性に影響が生じやすい。一方、Ｘ線照射開閉手段９にシャッタ１２を用いた構成では、Ｘ線発生器２は常時一定のＸ線を発生して動作するので、Ｘ線ビーム１６の開閉に伴うＸ線発生器２の内部の状態の変化（ドリフト）は少なく、Ｘ線の出力が安定し、安定したＸ線ビーム１６の照射が得られるメリットがある。シャッタ１２は、Ｘ線発生部８からのＸ線の進行を遮断する位置で被検査物１７へのＸ線ビーム１６の照射を「閉」にし、遮断しない位置で被検査物１７へのＸ線ビーム１６の照射を「開」にする。

【0027】

被検査物１７の透過Ｘ線像をＸ線検出器２３の入力面に高倍率で拡大投影するＸ線透視の検査においては、被検査物１７をＸ線発生部８の位置に極力近づけることが強く望まれる。そのため、被検査物１７とＸ線発生部８の間に配置されるシャッタ１２は、薄い板状としＸ線発生部８の近くに配置する。Ｘ線を効率良く遮断するために、シャッタ１２の材料は線減弱係数が大きく、遮蔽能力の高い材料が必要である。鉛シートは、遮蔽能力は高いが柔らかいので、鉛シートを剛性のある板材に付着させたり挟んだりしてシャッタ１２とする。この構成のシャッタ１２は、使用する板材の厚みだけ厚くなる。タングステン板材は遮蔽能力が高く、しかも剛性も優れているので、薄いシャッタ１２を実現できる。厚み１ｍｍのタングステン板材１枚でも十分な遮断性能を得られるので、好適なシャッタ１２を実現できる。なお、シャッタ１２は、図１の実施形態ではＸ線発生部８と絞り１３の間に配置しているが、絞り１３の後方に配置（図示せず）しても良く、同様の効果を得ることができる。

【0028】

シャッタ１２を駆動する機構には、１）開口部を有する回転円板を回転させ、開口部でＸ線を通過させ、開口部以外の部分でＸ線を遮断するもの、２）カムや回転リンクの機構、シリンダの往復運動等によりシャッタ１２を水平方向に往復移動するものがあり、いずれの機構も実施可能である。照射判断手段３１からの信号に基づいてシャッタ１２を駆動する機構がシャッタ１２を移動し、Ｘ線ビーム１６を「開」又は「閉」する。

【0029】

絞り１３は、絞りの孔１４を有する板であって、Ｘ線発生部８で発生したＸ線のうち、絞りの孔１４へのＸ線を被検査物１７に照射するＸ線ビーム１６として通過させ、絞りの孔１４以外の部分へのＸ線を阻止する。絞り１３によって、被検査物１７のＸ線照射の禁止領域にＸ線ビーム１６が照射されないようにする。絞りの孔１４の形状（特に断らない限り、絞りの孔の「形状」には、絞りの孔の形状と孔の大きさを含むものとする）は、Ｘ線により被検査物１７の上に拡大投影されるので、検査の対象領域の形状などに合わせて丸や矩形等の形状を適宜選択する。円孔の絞り１３を選択すると、Ｘ線ビーム１６の照射野２１が点対称の円形となるので、照射野２１の方向依存性の少ないＸ線検査に適する。また、絞り１３の円孔は、小さい孔を高い加工精度で加工できるので、加工性に優れている。絞りの孔１４として、矩形の形状を選択すると、矩形の照射野２１が得られ、検査領域１８が矩形領域の場合に、むらなく効率良くＸ線ビーム１６を照射できる。

【0030】

矩形の絞りを用いた実施例を図３（ａ）に示す。被検査物１７の検査の対象とする検査領域１８をカバーする矩形の照射許可領域２０（後述）を設定する。絞りの孔１４に矩形の形状を選択すれば、矩形の照射野２１が得られるので、図３(ａ)に示すマス目（６×３）に合わせて照射野１７を移動することにより、むらなく効率良くＸ線ビーム１６を被検査物１７に照射することができる。絞り１３の板材には、シャッタ１２と同様に、線減弱係数の大きな遮蔽能力の高い材料が必要である。タングステン板材は遮蔽能力が高く剛性にも優れているので、薄い絞り１３を実現できる。厚み１ｍｍのタングステン板材１枚でも十分な遮断性能を得られるので好適である。

【0031】

被検査物１７のＸ線ビーム１６の照射領域が複数あって、各照射領域の大きさや形状が異なる場合は、大きな照射領域には大きな孔を、小さな照射領域には小さな孔の絞り１３を、切り替えて使用することにより、効率良くＸ線ビーム１６を照射できる。同様に、異なる形状の孔の絞り１３を、照射領域に応じて切り替えて使用する。孔の大きさや形状の異なった複数の孔を１枚の板材に設けた絞り１３を用いて、検査の対象や目的に応じて、絞りの孔１４を切り替えることにより、Ｘ線検査を効率的に実施することができる。

【0032】

シャッタ１２に絞りの孔１４を設け、シャッタ１２が上述のＸ線ビーム１６の「開」の位置において、絞りの孔１４の中心位置がＸ線光軸１５に一致する配置とし、この絞り１３はＸ線照射開閉手段９を兼ねた機能を備えた構成とする。この構成では、Ｘ線発生部８からのＸ線は絞りの孔１４で整形され、Ｘ線発生器２の外部に錐状に照射されるＸ線ビーム１６となる。絞り１３（シャッタ１２）がＸ線ビーム１６の「開」の位置から移動し、絞りの孔１４がＸ線光軸１５から大きく離間した配置において、シャッタ１２はＸ線発生部８からのＸ線の進行を遮断し、被検査物１７へのＸ線ビーム１６の照射は「閉」となる。

【0033】

この構成によれば、シャッタ１２と絞り１３を１枚の板で実現でき、別々に構成する場合に比べて厚さを薄くできる。従って、薄くできた分だけ、被検査物１７をＸ線発生部８の方へ配置できるので、より高拡大倍率の撮像が可能であり、Ｘ線検査装置の性能が向上するメリットがある。

【0034】

Ｘ線ビーム１６の「開」において、シャッタ１２の絞りの孔１４の位置がＸ線光軸１５からずれると、絞りの孔１４が拡大投影されて生じる照射野２１は、Ｘ線光軸１５から大きく離間するので、Ｘ線検査の支障となる。絞り１３（シャッタ１２）の反復移動の動作において、絞りの孔１４の中心位置のＸ線光軸１５の位置への位置決めには、高い精度と再現性が要求される。

【0035】

錐状のＸ線ビーム１６は被検査物１７に照射され、被検査物１７の照射される面に照射野２１を形成する。以下、Ｘ線ビーム１６の形状について説明する。簡単化のために、絞りの孔１４が円孔の場合について説明する。絞り１３を通ったＸ線は整形され、Ｘ線発生部８を頂点とする円錐状のＸ線ビーム１６となり、被検査物１７に照射される。高倍率で拡大投影する場合のＸ線検査では、Ｘ線発生部８の焦点サイズの大きさが照射野２１に半影を作り、この半影の大きさだけ照射野２１が拡大することが知られている。投影による絞り１３の照射野２１への拡大倍率Ｍ、Ｘ線発生部８の焦点サイズｓ、絞りの孔１４の径ｄ、照射野２１の大きさの径Ｄ、半影の大きさＳとしたとき、以下数１及び数２の関係がある。
（数１）
Ｄ＝Ｍ×ｄ

（数２）
Ｓ＝（Ｍ−１）×ｓ

ここで、高拡大倍率の検査装置の例を示す。例えば絞り１３の照射野２１への拡大倍率Ｍ＝１０、焦点サイズｓ＝０．４μｍ、絞りの孔１４の径ｄ＝０．５ｍｍφとすると、照射野２１の大きさＤ＝１０×０．５ｍｍ＝５ｍｍφ、半影の大きさＳ＝（Ｍ−１）×ｓ＝（１０−１）×０．４μｍ＝３．６μｍ＝０．００３６ｍｍとなる。照射野５ｍｍφにおいて、半影０．００３６ｍｍの大きさは実質的に無視できる大きさである。従って、この場合は、Ｘ線ビーム１６の半影は、照射野２１の大きさに対して実用上無視できる。

【0036】

上述の例は、焦点サイズが０．４μｍと極小のナノフォーカスＸ線管の場合であるが、焦点サイズ１０μｍφ程度のマイクロフォーカスＸ線管や、焦点径が０．３ｍｍφ程度のミニフォーカスＸ線管においても、照射野２１の大きさに対して半影の大きさが実質的に無視できる使用条件では、本発明に係るＸ線検査装置１のＸ線発生器２として使用できる。

【0037】

なお、円孔でない孔を通ったＸ線ビーム１６の照射野２１については、その絞りの孔１４の形状を微小な円孔の集合と見なすことによって、上述の円孔の場合の作用効果を類推適用できる。また、Ｘ線ビーム１６が被検査物１７に照射されると、Ｘ線ビーム１６が環境気体等に作用して発生する散乱Ｘ線や、Ｘ線ビーム１６が被検査物１７に照射されて発生する２次Ｘ線、他に回折の成分等も発生する。これらの散乱Ｘ線、２次Ｘ線及び回折の成分等は、被検査物１７への影響が小さいものと考えて、本発明のＸ線ビーム１６には含めない。

【0038】

ステージ２２は、載置した被検査物１７を安定的に保持すると共に、Ｘ線光軸１５（Ｘ線発生部８からＸ線検出器２３に向かうＸ線ビーム１６の軸）に対して相対移動させ、被検査物１７の検査対象の部位の位置や方向を設定する。Ｘ線検査装置１に使用されるステージ２２の一例として、５軸ステージを説明する。ステージ２２の３軸移動方向を直交座標系（Ｘ、Ｙ、Ｚ）によって表示し、Ｘ線光軸１５上のＸ線発生部８に向かう方向をＺ軸にとると、ＸＹ方向の移動は検査対象部位の水平移動に対応する。Ｚ方向の移動は、被検査物１７の拡大倍率を変化させる。さらに、ステージ２２により被検査物１７をＸ線ビーム１６に平行な軸周りに相対回転移動（回転１軸）させ、或いは傾斜（傾斜１軸）させることにより、被検査物１７の異なる複数方向からの透視画像を得て検査する。ステージ２２は５軸ステージに限らず、検査の必要に応じてステージ２２の移動の軸数を増減できる。例えば被検査物１７の回転、傾斜、及びＺ方向への移動が必要でない用途、すなわち一定の拡大倍率で水平移動だけで検査するＸ線検査装置１では、そのステージ２２はＸＹの２軸で構成できる。

【0039】

ステージ２２は、手動モード及び自動モードを有するステージ制御部３６によって制御される。手動モードでは、操作者が手動でステージ制御部３６を介してステージ２２を操作する。また、自動モードでは、手順を組み込んだプログラム等によって、被検査物１７の移動、Ｘ線透視像の撮像、検査処理部による検査処理（検査の判断処理、検査結果の出力等）を行い、被検査物１７を自動的に検査する。また、ステージ制御部３６は、逐次ステージ２２の上に載置された被検査物１７の位置情報を照射判断部に送る。照射判断部は、逐次この被検査物１７の位置情報に基づいて、Ｘ線ビーム１６の照射野２１と、被検査物１７に対して設定されているＸ線の照射可否領域との配置関係を認識し、Ｘ線ビーム１６の照射の開閉を判断する。

【0040】

Ｘ線ビーム１６を照射して被検査物１７に生じる照射野２１は、Ｘ線発生部８、絞り１３及び被検査物１７の各配置の関係と、絞りの孔１４の形状（特に断らない限り、絞りの孔の形状には、絞りの孔の形状と孔の大きさを含むものとする）とに基づいて算出する。なお、Ｘ線ビーム１６の照射が「閉」のときは、Ｘ線ビーム１６はＸ線発生器２の外部に照射されないので、被検査物１７にＸ線ビーム１６の照射による物理的な照射野は生じない。しかし、本発明では、Ｘ線ビーム１６の照射の「開」、「閉」の状態に拘わらず、「開」の状態における上述のＸ線発生部８、絞り１３、及び被検査物１７の各配置の関係と、絞りの孔１４の形状とに基づいて算出したものを「照射野」と称する。簡単のために絞りの孔１４を円孔としたときは、以下のようになる。

【0041】

図１において、Ｘ線発生部８と絞り１３との距離をＡ、Ｘ線発生部８と被検査物１７の照射される面との距離をＢとすると、絞りの孔１４の被検査物１７に投影される拡大倍率はＭ＝Ｂ／Ａとなる。絞りの孔１４の径をｓ、照射野２１の径をＳとすると、Ｓ＝Ｍ×ｓで算出できる。距離Ｂはステージ２２のＺ軸方向の移動量と、Ｘ線光軸１５上に位置する被検査物１７のＺ軸方向の厚さとを基に算出することができる。被検査物１７が均一な厚みのときは、ＸＹ方向に水平移動しても距離Ｂは一定であるから、照射野２１の径Ｓも一定である。被検査物１７がＺ軸方向に移動するときは、移動に合わせて距離Ｂが変化し拡大倍率Ｍも変化するので、照射野２１の径Ｓも変化する。被検査物１７がＸ線光軸１５と平行な軸の周りに角度θだけ回転するときは、照射野２１の径Ｓは一定であり、変化しない。被検査物１７がＸ線光軸１５に対して水平位置から角度φだけ傾斜したときは、被検査物１７における照射野２１の大きさは１／cosφ倍に広がる。以上のように、ステージ２２に載置された被検査物１７の移動（ＸＹＺ移動、θ回転、φ傾斜）及び被検査物１７の厚みの情報に基づいて、照射野２１を算出する。

【0042】

以上の機能に基づいて、図１の実施形態を説明する。

【0043】

検査に先立って照射野算出手段２９は、Ｘ線検査装置１の初期状態で予め設定されている初期情報（絞りの孔１４の径ｓ、Ｘ線発生部８と絞り１３の距離Ａ，Ｘ線発生部８と被検査物１７の照射される面との距離Ｂ、Ｘ線ビーム光軸１５と外観カメラ２５の光軸との距離、被検査物１７の厚み情報ｔ等）をパラメータ設定手段３２から取得し、ステージ２２の５軸移動量（ＸＹＺ、θ、φ）をステージ制御部３６から取得し、初期の照射野情報（被検査物１７の照射野２１の位置、照射野の大きさＳ）を算出しておく。ステージ制御部３６からステージ２２の５軸移動量（ＸＹＺ、θ、φ）を逐次取得して、被検査物１７の移動に伴う照射野２１の照射野情報（被検査物１７の照射野２１の位置、照射野の大きさＳ）を算出し直す。同時に、照射野算出手段２９は逐次照射野情報（被検査物１７の照射野２１の位置、照射野の大きさＳ）を照射判断手段３１に送る。その結果、ステージ２２に載置された被検査物１７の移動に伴う照射野２１をステージの移動に連動して算出するので、操作者が被検査物１７の照射野２１を確認する必要がなくなり、操作性が向上する。

【0044】

なお、絞りの孔１４が円孔でない場合のＸ線ビーム１６の照射野２１については、その絞りの孔１４の形状を微小な円孔の集合と見なすことによって、上述の円孔の場合の作用効果を類推適用できる。

【0045】

外観カメラ２５は、被検査物１７の外観像を可視光により撮像するカラーのデジタルカメラである。カラーの外観画像が必要ないときは、白黒デジタルカメラであっても良い。Ｘ線透視画像の撮像に支障をきたさないような位置で、かつステージ２２に対向配置され、被検査物１７の外観を撮像できるように配置する。外観カメラ２５は被検査物１７の外観像を撮像し、外観像の信号を外観画像処理部２６に送る。撮像した外観画像は、１）被検査物１７に印された被検査物１７の基準マーク等を認識してステージ２２の上の被検査物１７の配置（位置、向き）の計測の処理、２）照射可否領域（照射禁止領域１９、照射許可領域２０）の設定の操作、に使用する。

【0046】

次に、外観カメラ２５を用いた処理や設定の操作について説明する。本説明では、被検査物１７には、被検査物１７の配置（位置、向き）を識別するために、既定の１つ以上の基準マークがあるものとする。さらに、被検査物１７は傾斜せず、水平に（すなわち、外観カメラの光軸に垂直に）ステージ２２に載置されているものとする。

【0047】

先ず、ステージ２２に載置される被検査物１７の配置（位置、向き）を計測する方法について説明する。

【0048】

原点位置にあるステージ２２を操作して、被検査物１７の基準マークを表示部２７の外観モニタの所定位置へ移動させ、ステージ制御部３６はその移動量を記憶する。残りの他の基準マークに対しても同様の操作により、各移動量を記憶する。ステージ制御部３６は、以上の操作で得た各々の移動量と既定の基準マークの情報（後述の操作部１１又はＣＡＤ情報入力手段２８から得る）とに基づいて演算し、ステージ２２に対する被検査物１７の配置（位置、向き）の情報と、ステージ２２の移動量に対する表示部２７の外観モニタ表示の拡大倍率の情報とを得る。この拡大倍率の情報に基づいて、表示部２７の外観モニタの外観像の上の距離をステージ２２の移動量に換算できるので、操作部３０のマウス等の指示デバイスを用いた外観画像上での被検査物１７の位置指定ができる。すなわち、ステージ２２の移動による基準マークの位置合わせの操作に代えて、外観画像上に表示された基準マークをマウス等の指示デバイスにより位置指定でき、操作が容易になる。

【0049】

次に、照射領域設定手段３０による被検査物１７の照射可否領域（照射禁止領域１９、照射許可領域２０）の設定の機能を説明する。

【0050】

ステージ２２の移動量に対する表示部２７の外観モニタ表示の拡大倍率が不明の場合は、照射可否領域の境界を示す各位置をステージ２２の移動の操作によって、表示部２７の外観モニタの所定位置へ移動し、その位置情報を領域設定手段３０はステージ制御部３６から得る。この操作を繰り返して、照射可否領域の境界の各位置の指定の操作が済んだら、照射領域設定手段３０はステージ制御部３６から得た位置情報に基づいて照射可否領域を確定して記憶すると共に、照射可否領域の情報を照射野判断手段３１に送る。拡大倍率が既知の場合は、ステージ２２の移動による位置合わせの操作に代えて、外観画像上に表示された基準マークをマウス等の指示デバイスにより位置指定でき、操作が容易になる。すなわち、照射領域設定手段３０は、表示部２７の外観モニタの外観画像上で操作者が操作部１１のマウス等の指示デバイスで設定した照射可否領域の境界の各位置の情報を得、拡大倍率の情報に基づいてステージ２２の上の被検査物１７の位置に換算し、照射可否領域を確定すると共に、照射可否領域の情報を照射野判断手段３１に送る。

【0051】

高分解能での透視検査では、被検査物１７とＸ線発生器２の間隔が狭くなり、外観カメラ２５の配置の制約が生じて、検査対象の位置であるＸ線ビーム１６の照射野２１をリアルタイムで撮像できないことがある。この場合は、Ｘ線検査に先立って、外観カメラ２５で被検査物１７を撮像して得た全体像を表示部２７にモニタ表示し、被検査物１７の移動に連動して照射野算出手段２９が算出した照射野情報（被検査物１７の照射野２１の位置、照射野の大きさＳ）を得、その照射野２１の位置を現在の検査位置（照射野２１の位置）として全体像上に重ねて表示することにより検査位置を視認しやすくし、検査のスループット（作業能率）を向上できる。

【0052】

なお、被検査物１７の外観画像を１回の撮像で得られないときは、被検査物の外観形状の全体を部分に分けて、ステージを移動させながら複数回撮像し、外観画像処理部２６は、各部分の画像及びステージ制御部３６から得たその撮像した位置を関連づけして記憶し、全体を貼り合わせて全体像を得ることができる。

【0053】

照射領域設定手段３０は、Ｘ線ビーム１６の照射を禁止すべき被検査物１７の領域を照射禁止領域１９として設定する。複数の照射禁止領域１９を設定できる。この設定の操作により、当該領域へＸ線ビーム１６の照射がされることはないから、被検査物１７の被曝に対する安全性が向上する。被検査物１７の一部にＸ線照射による被曝線量を一定値以下に規制すべき領域があるときも、当該領域を照射禁止領域１９に設定することによって、当該部分へＸ線ビーム１６が照射されなくなるので、被検査物１７の当該領域の被曝を防止することができる（図３(ｃ)）。

【0054】

照射領域設定手段３０は、Ｘ線ビーム１６の照射を許可する被検査物１７の領域を照射許可領域２０として設定する。複数の照射許可領域２０を設定できる。被検査物１７にＸ線ビーム１６の照射を許可する領域があるときは、当該領域を照射許可領域２０に設定することにより、当該部分にＸ線の照射されるようにできる（図３(ｂ)）。

【0055】

なお、被検査物１７への照射可否領域（照射禁止領域１９、照射許可領域２０）の設定の操作において、照射禁止領域１９にも照射許可領域２０にも属しない領域へのＸ線ビーム１６の照射の可否は、検査目的、検査の種類、被検査物１７の態様等に応じて適宜設定することができる。また、照射禁止領域１９と照射許可領域２０は両立しない相反関係にあるので、２つの領域が重なって設定されようとする場合は、重なる領域には、照射禁止領域１９の設定を優先適用して照射禁止領域１９に設定するようにしてもよい。

【0056】

次に、照射禁止領域１９の設定について説明する。照射領域設定手段３０は、ステージ２２に載置された被検査物１７を外観カメラ２５で撮像し、撮像で得た外観画像を表示部２７にモニタ表示するように制御する。また、操作者が外観画像の形態的特徴である形状、大きさ、或いは色彩等に基づいて、表示部２７の外観モニタ上の外観画像上で、操作部１１のマウス等の指示デバイス等によって指示した領域を照射禁止領域１９として設定する。さらに、設定した照射禁止領域１９の情報を照射判断手段３１に送る。照射領域設定手段３０は、必要に応じて、外観画像処理部２６に指示して、外観画像の拡大、縮小、フィルタ処理、パターンマッチング処理及び画像認識等を処理させ、照射禁止領域１９の設定の操作を容易にする。照射禁止領域１９の形状は、被検査物１７のＸ線照射を避けるべき領域の形状に応じて、矩形、円形、楕円形等の任意の領域の形状を設定できる。また、被検査物１７がプリント基板、ＩＣ，ウェハ等の電子部品の工業用製品である場合は、照射領域設定手段３０は、当該電子部品の設計情報や製造情報である電子部品情報をＣＡＤ情報入力手段２８（外部記録媒体、外部通信回線）から得て、被検査物１７の照射禁止領域１９を電子部品情報に基づいて設定する。照射許可領域２０の設定は、照射領域設定手段３０によって、照射禁止領域１９の設定と同様に手動設定や電子部品情報に基づいて設定する。図３（ａ）は、被検査物１７において、検査領域１８をカバーする照射許可領域２０を設定した一例を示す。

【0057】

照射判断手段３１は、照射野算出手段２９から逐次得る被検査物１７の照射野情報（被検査物１７の照射野２１の位置、照射野の大きさＳ）と照射領域設定手段３０から得た照射可否領域（照射禁止領域１９、照射許可領域２０）の配置の関係に基づいて、逐次Ｘ線ビーム１６の照射の開閉を判断し、Ｘ線照射開閉手段９にＸ線ビーム１６の開閉を指示する。

【0058】

被検査物１７に照射禁止領域１９が設定されている場合の動作について説明する。ステージ２２によって被検査物１７が水平移動（ＸＹ移動）され、Ｘ線ビーム１６の照射野２１が照射禁止領域１９に重複するとき、照射判断手段３１がＸ線ビーム１６の照射の「閉」を判断し、Ｘ線照射開閉手段９に「閉」を指示し、これに基づきＸ線照射開閉手段９はＸ線ビーム１６の照射を停止させる。なお、「重複」とは、同一面上で２つの領域の少なくとも一部、又は全てが重なっている配置関係を称するものとする。さらに被検査物１７が移動し、Ｘ線ビーム１６の照射野２１が照射禁止領域１９に重複しなくなったとき、照射判断手段３１がＸ線ビーム１６の照射の「開」を判断し、Ｘ線照射開閉手段９に「開」を指示し、これに基づきＸ線照射開閉手段９はＸ線ビーム１６の照射を再開させる。

【0059】

図３（ｃ）により、照射野２１と照射禁止領域１９の配置の関係とＸ線ビーム１６の照射の開閉の動作を説明する。図３（ｃ）は、ステージによりＸＹ方向に被検査物１７を蛇行移動させたときの、被検査物１７における照射野２１（丸形）の移動の軌跡とＸ線ビーム１６の照射の開閉の様子を示している。斜線付きの照射野２１は照射の「開」を、斜線なしの照射野２１は照射の「閉」を示している。照射野２１ｂ１〜２１ｂ７のうち、照射野２１ｂ１、２１ｂ２、２１ｂ６、２１ｂ７は、照射野２１が照射禁止領域１９に重複しないので、Ｘ線ビーム１６の照射は「開」であることを示す。照射野２１ｂ３〜２１ｂ５は、照射野の一部、或いは全部が照射禁止領域１９に重複するので、Ｘ線ビーム１６の照射は「閉」である。

【0060】

被検査物１７が水平移動（ＸＹ移動）に加え拡大倍率変更（Ｚ移動）、回転、傾斜の移動を含む場合も同様に、Ｘ線ビーム１６の照射野２１と照射禁止領域１９の配置の関係に基づいて、適切にＸ線ビーム１６の照射が制御される。

【0061】

次に、被検査物１７に照射許可領域２０が設定されている場合の動作について説明する。ステージ２２によって被検査物１７が水平移動（ＸＹ移動）され、Ｘ線ビーム１６の照射野２１の一部、或いは全部が照射許可領域２０の外側にはみ出るとき、照射判断手段３１がＸ線ビーム１６の照射の「閉」を判断し、Ｘ線照射開閉手段９に「閉」を指示し、これに基づきＸ線照射開閉手段９はＸ線ビーム１６の照射を停止させる。さらに被検査物１７が移動し、Ｘ線ビーム１６の照射野２１の全部が照射許可領域２０に重複するとき、照射判断手段３１がＸ線ビーム１６の照射の「開」を判断し、Ｘ線照射開閉手段９に「開」を指示し、これに基づきＸ線照射開閉手段９はＸ線ビーム１６の照射を再開させる。

【0062】

図３（ｂ）により、照射野２１と照射許可領域２０の配置の関係とＸ線ビーム１６の照射の開閉の動作を説明する。図３（ｂ）は、ステージ２２によりＸＹ方向に被検査物１７を蛇行移動させたときの、被検査物１７における照射野２１（丸形）の移動の軌跡とＸ線ビーム１６の照射の開閉の様子を示している。斜線付きの照射野２１は照射の「開」を、斜線なしの照射野２１は照射の「閉」を示している。照射野２１ａ１〜２１ａ７のうち、照射野２１ａ３〜２１ａ５は、照射野２１の全てが照射許可領域２０の内部にあるので、Ｘ線ビーム１６の照射が「開」である。照射野２１ａ１、２１ａ２、２１ａ６、２１ａ７は、その一部、或いは全部が照射許可領域２０に重複するので、Ｘ線ビーム１６の照射は「閉」である。

【0063】

被検査物１７が水平移動（ＸＹ移動）に加え、拡大倍率変更（Ｚ移動）、回転、傾斜の移動を含む場合も同様に、Ｘ線ビーム１６の照射野２１と照射禁止領域１９の配置の関係に基づいて、適切にＸ線ビーム１６の照射が制御される。

【0064】

次に、Ｘ線検出器２３について説明する。被検査物１７の透過Ｘ線の画像を得るためのＸ線検出器２３としては、フラットパネル型の半導体検出器や光増倍管方式Ｘ線検出器（Ｉｍａｇｅ Ｉｎｔｅｎｓｉｆｉｅｒ）を使用する。フラットパネル型の半導体検出器は、幾何歪の少ない大面積の検出視野が必要な用途に適する。また、光増倍管方式Ｘ線検出器は高画質の画像を必要とする検査に適する。これらの透過画像を検出するＸ線検出器２３を用いて被検査物１７の透過Ｘ線画像の信号を得、被検査物１７の内部構造の検査をする。

【0065】

Ｘ線ビーム１６の照射により被検査物１７で生じた蛍光Ｘ線（２次Ｘ線）を検出し、元素分析用の信号を得るＸ線検出器２３としては、用途に応じて波長分散型の分光検出器やエネルギー分散型の半導体検出器を使用する。蛍光Ｘ線を検出するＸ線検出器２３を用いて被検査物１７の元素分析の検査を行うことができる。

【0066】

検査処理部３５について説明する。検査処理部３５は、被検査物１７のＸ線検査の対象領域のＸ線透視画像に基づいて、被検査物１７の検査を行う。例えば被検査物１７の内部構造の観察、その寸法計測、欠陥や異物等の有無の検査、その他所定基準に基づいた合否判定をする。また、検査処理部３５は、ステージ２２に載置された被検査物１７を、Ｘ線ビーム１６に直交する軸に対して相対回転移動させながら、被検査物１７の異なる複数方向からの透視画像をＸ線検出器２３により得て、これらの検出された異なる複数方向からの画像信号を再構成処理することにより、被検査物１７の内部の立体的な構造情報を得る（ＣＴ検査）。

【0067】

さらに、検査処理部３５は、被検査物１７へのＸ線の照射で生じた蛍光Ｘ線の信号を検出するＸ線検出器２３を使用し、その信号を分析し、被検査物１７の成分元素を分析する元素分析の検査をする。Ｘ線透視画像による検査、ＣＴ検査、或いは元素分析の検査の結果は、表示部２７に表示し、検査装置の記録部に記録し、外部の出力装置に出力する。

【0068】

図４により、被検査物１７にＸ線の照射禁止領域１９を設定して、Ｘ線透視像により検査する実施例を説明する。

【0069】

Ｘ線ビーム１６が照射された被検査物１７の照射野２１の透視画像が表示部２７のモニタ表示されることは、従来のＸ線検査装置と同じである。図４（ａ）に示すように、被検査物１７には照射禁止領域１９のＦ１、Ｆ２と、検査位置Ｔ１〜Ｔ４が設定され、検査位置の始点はＰｓ、終点はＰｅである。Ｐｓ〜Ｔ１において、検査位置（照射野２１）が照射禁止領域１９のＦ１を通過する間、Ｘ線ビーム１６の照射は「閉」し、検査位置がＦ１を脱し、次のＦ２に重複するまで、Ｘ線ビーム１６の照射は「開」する。検査位置Ｔ１、Ｔ２、Ｔ３，Ｔ４では、各々Ｘ線画像の撮像と検査処理部３５により検査処理を行う（図４（ｂ））。検査位置が照射禁止領域１９のＦ２を通過する間、Ｘ線ビーム１６の照射は「閉」し、検査位置がＦ２を脱したときにＸ線ビーム１６の照射は「開」する。最後に検査の終点Ｐｅに達する。

【0070】

図４（ａ）の破線部ｂ１、ｂ２の経路は、本発明に係る照射禁止領域１９の設定ができない場合、照射禁止領域１９へのＸ線ビーム１６の照射を回避するために、操作者が操作しなければならない検査経路の一例である。本発明に係る照射禁止領域の設定によって実現される機能により、照射禁止領域１９を迂回する遠回りの検査経路が不要となり、検査経路が短縮できるので検査の時間を短くでき、検査のスループット（作業能率）が向上する。

【0071】

手動検査においては、操作者が照射禁止領域１９を気にする必要なく被検査物１７の観察位置を移動できるので、透視像の観察に専念できる。ステージ２２の操作が容易となり、操作性が向上する。さらに、操作者が誤って照射禁止領域１９にＸ線ビーム１６を照射してしまう誤操作を確実に防止できるので、被検査物１７の被曝に対する安全性が向上する。

【0072】

図５により、被検査物１７にＸ線の照射許可領域２０を設定して、当該照射許可領域２０の領域にＸ線ビーム１６を照射し、Ｘ線透視像により検査する実施例を説明する。

【0073】

Ｘ線ビーム１６が照射された被検査物１７の照射野２１の透視画像が表示部２７のモニタ表示されることは、従来のＸ線検査装置と同じである。図５（ａ）に示すように、被検査物１７は照射許可領域２０のＡ１、Ａ２と、検査位置Ｔ１〜Ｔ４が設定され、検査位置の始点はＰｓ、終点はＰｅである。検査は始点Ｐｓからスタートする。検査位置（照射野２１）が照射許可領域２０のＡ１にある間、Ｘ線ビーム１６の照射は「開」する。検査位置Ｔ１、Ｔ２、Ｔ３，Ｔ４では、各々Ｘ線画像の撮像と検査処理を行う（図５（ｂ））。検査位置が照射許可Ａ１を脱してＡ２に入るまでは、Ｘ線ビーム１６の照射は「閉」する。検査位置がＡ２にある間、Ｘ線ビーム１６の照射は「開」する。検査位置がＡ２を脱したときに、Ｘ線ビーム１６の照射は「閉」する。最後に検査の終点Ｐｅに達する。

【0074】

手動検査においては、操作者が照射許可領域２０を設定することにより、照射許可領域２０の外部の領域へのＸ線ビーム１６の照射について気にする必要なく被検査物１７の観察位置を移動でき、透視像の観察に専念できる。ステージ２２の操作が容易となり、操作性が向上する。さらに、操作者が誤って照射許可領域２０の外部にＸ線ビーム１６を照射してしまう誤操作を確実に防止できるので、被検査物１７の被曝に対する安全性が向上する。

【0075】

主制御部３７は各々の機能を統括して制御する。

【0076】

Ｘ線照射開閉手段９を、Ｘ線発生器２のＸ線発生部８で発生したＸ線をＸ線光軸１５に対し垂直方向にシャッタ１２を摺動させることにより、Ｘ線ビーム１６の照射を開閉する構成とした場合、Ｘ線発生器２は常時一定のＸ線を発生して動作するので、Ｘ線発生器２の内部の状態の変化が少なく、安定したＸ線ビーム１６の出力を得ることができる。

【0077】

また、Ｘ線照射開閉手段９を、Ｘ線発生器２の電子源４から発生した電子ビーム５を制御し、Ｘ線ビーム１６の照射を開閉する構成とした場合はシャッタ１２が不要であるので、シャッタ１２の厚みに相当するスペースが空き、被検査物１７をＸ線発生部８の位置にそのスペースの厚み相当分だけ近づけられる。その結果、より高拡大倍率の透視検査ができ、Ｘ線検査装置１の性能が向上する。

【0078】

絞り１３を、Ｘ線照射開閉手段９を兼ねる構成とし、Ｘ線発生器２のＸ線発生部８で発生したＸ線を絞り１３でＸ線ビーム１６の形状を絞ると共に、Ｘ線光軸１５に対し垂直方向に絞り１３を摺動させ、Ｘ線ビーム１６の照射を開閉する構成とした場合、絞り１３とシャッタ１２とを１枚の板で実現でき、別々に構成する場合に比べて、これらが占める厚みを薄くできる。Ｘ線検査の位置でシャッタ１２の厚みに相当するスペースが空き、被検査物１７をＸ線発生部８の位置にその厚み相当分だけ近づけることができる。その結果、より高拡大倍率の透視検査ができ、Ｘ線検査装置１の性能が向上する。

【0079】

絞りの孔１４を円孔とする構成とした場合には、Ｘ線ビーム１６の照射野２１が点対称の円形となるので、方向依存性の少ないＸ線検査に適する。また絞り１３の円孔は小さい孔を高い加工精度で加工できるので、加工性にも優れる。絞りの孔１４を矩形とする構成とした場合には、絞りの孔１４が矩形であるので、Ｘ線ビーム１６の照射野２１も矩形となり、検査の対象領域が矩形である場合に、検査の対象領域をむらなく効率よくＸ線ビーム１６を照射できる。

【0080】

また、照射野算出手段２９を、絞りの孔１４の形状及びＸ線発生部８と絞り１３と被検査物１７の配置の関係とに基づいて照射野２１を算出する構成とした場合、ステージに載置された被検査物１７の照射野２１の大きさ及び形状をステージの移動に連動して逐次算出するので、操作者が被検査物１７の照射野２１の位置、大きさ及び形状を気にする必要がなく、検査に専念できる。従って、検査のスループットと操作性が向上する。

【0081】

更に、照射領域設定手段３０を、外観カメラ２５で撮像した被検査物１７の外観像上で照射可否領域を設定する構成とした場合、ステージ２２に載置された被検査物１７の外観画像を用いて照射可否領域を設定するので、被検査物１７の外観の形態的特徴である形状、大きさ、或いは色彩等に基づいて、照射可否領域を設定できる。従って、被検査物１７の外観の形態的特徴に基づいて、柔軟かつ容易に照射可否領域の設定ができ、操作性が向上する。

【0082】

更にまた、照射可否領域を、Ｘ線ビーム１６の照射を禁止する照射禁止領域１９を含み、照射判断手段３１は少なくとも照射野２１の一部若しくは全部が照射禁止領域１９に重複するとき、Ｘ線ビーム１６の照射の閉をＸ線照射開閉手段９に指示する構成とした場合、被検査物１７の照射禁止領域１９を設定できるので、Ｘ線ビーム１６の照射野２１が被検査物１７の照射禁止領域１９に重複するときはＸ線ビーム１６が閉となって、照射禁止領域１９へのＸ線ビーム１６の照射を禁止できる。従って、Ｘ線照射を禁止すべき当該領域へのＸ線ビーム１６の照射を確実に禁止できる。その結果、被検査物１７の被曝に対する安全性が向上する。

【0083】

照射可否領域を、Ｘ線ビーム１６の照射を許可する照射許可領域２０を含み、照射判断手段３１は照射野２１の全部が照射許可領域２０の内部にあるとき、Ｘ線ビーム１６の照射の開をＸ線照射開閉手段９に指示する構成とした場合、被検査物１７にＸ線照射を許可する領域があるとき、当該領域を照射許可領域２０に設定することにより、当該領域の設定に基づいてＸ線ビーム１６の照射ができるので、被検査物１７の被曝に対する安全性が向上する。

【0084】

また、Ｘ線検出器２３を、Ｘ線ビーム１６が被検査物１７を透過したＸ線透過画像を検出する構成とした場合、Ｘ線検出器２３が検出した被検査物１７の透過Ｘ線画像の信号に基づいて、被検査物１７の検査ができる。Ｘ線検出器２３を、Ｘ線ビーム１６が照射された被検査物１７の発する蛍光Ｘ線を検出する構成とした場合には、Ｘ線ビーム１６の照射を受けた被検査物１７が発する蛍光Ｘ線の信号に基づいて、被検査物１７の元素分析の検査ができる。

【0085】

なお、上述の説明では、照射判断手段３１は照射野２１と照射可否領域（照射禁止領域１９、照射許可領域２０）の配置の関係に基づいて、逐次Ｘ線ビーム１６の照射の開閉を判断し、Ｘ線照射開閉手段９にＸ線ビーム１６の開閉を指示するとしているが、Ｘ線ビーム１６の照射の開閉の制御はこれらの機能に加えて、操作者の安全やＸ線装置自体の保護等の目的のフェールセーフ動作（Ｘ線装置の非常停止動作、安全保護のためのインターロック動作等）等と、さらに組み合わせて制御する構成としても良い。

【符号の説明】

【0086】

１ Ｘ線検査装置
２ Ｘ線発生器
７ Ｘ線ターゲット
８ Ｘ線発生部
９ Ｘ線照射開閉手段
１０ 偏向手段
１１ 操作部
１６ Ｘ線ビーム
１７ 被検査物
２２ ステージ
２３ Ｘ線検出器
２４ Ｘ線画像処理部
２５ 外観カメラ
２６ 外観画像処理部
２７ 表示部
２８ ＣＡＤ情報入力手段
２９ 照射野算出手段
３０ 照射領域設定手段
３１ 照射判断手段
３２ パラメータ設定手段
３３ Ｘ線制御部
３５ 検査処理部
３６ ステージ制御手段
３７ 主制御部

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】