特開 2022-41512 Ｘ線発生装置、Ｘ線装置及びＸ線発生方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2022041512

(43)【公開日】2022-03-11

(54)【発明の名称】Ｘ線発生装置、Ｘ線装置及びＸ線発生方法

(51)【国際特許分類】

   H01J 35/00 20060101AFI20220304BHJP

   H01J 35/08 20060101ALI20220304BHJP

【ＦＩ】

H01J35/00 Z

H01J35/08 Z

【審査請求】未請求

【請求項の数】16

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2020146745

(22)【出願日】2020-09-01

(71)【出願人】

【識別番号】000004112

【氏名又は名称】株式会社ニコン

(74)【代理人】

【識別番号】240000327

【弁護士】

【氏名又は名称】弁護士法人クレオ国際法律特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】山田 篤志

(72)【発明者】

【氏名】矢野 和弘

(72)【発明者】

【氏名】梅本 高明

(72)【発明者】

【氏名】佐藤 智哉

(72)【発明者】

【氏名】樋口 浩太

(57)【要約】

【課題】ターゲットに穴が開いた検出に基づいてＸ線発生装置の動作を中止する。
【解決手段】Ｘ線発生装置１は、電子銃２と、線形加速器３と、ターゲット７と、電流計１０と、を有する。電子銃２は、電子線Ｂを発生する。線形加速器３は、電子線Ｂに含まれる電子を加速して出射する。ターゲット７は、線形加速器３から出射された電子が衝突することによりＸ線を発生する。電流計１０は、ターゲット７に穴が開いたことを検出する。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

電子線を発生する電子線発生部と、
前記電子線に含まれる電子を加速して出射する加速器と、
前記加速器から出射された前記電子が衝突することによりＸ線を発生するターゲットと、
前記ターゲットに開口が形成されたことを検出する検出部と、
を有することを特徴とするＸ線発生装置。

【請求項2】

前記電子線発生部を制御する電子線制御部を有し、
前記電子線制御部は、前記ターゲットに前記開口が形成されたことを前記検出部が検出したときに、前記電子線発生部を停止す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】

前記加速器は、電子を出射する出射口を有し、
前記出射口と前記ターゲットとの間に設けられたゲートバルブと、
前記ターゲットに前記開口が形成されたことを前記検出部が検出したときに、前記ゲートバルブを閉じるゲートバルブ制御部と、
を有することを特徴とする請求項２に記載のＸ線発生装置。

【請求項4】

前記ターゲットとは別体に設けられた真空隔壁を有し、
少なくとも一部に前記真空隔壁を有する区間を真空空間とし、前記真空空間に前記ターゲットを配置し、
前記真空隔壁は、前記ターゲットに対して前記電子線の出射方向の下流側に設けられていることを特徴とする請求項１から３までのいずれか一項に記載のＸ線発生装置。

【請求項5】

前記加速器は、電子を出射する出射口を有し、
前記真空隔壁の内壁面であって、該内壁面の少なくとも前記出射口から出射される前記電子の出射方向にて前記ターゲットと重畳する重畳部分は導電性材料で形成され、
前記真空隔壁の前記重畳部分を除く残りの部分は非導電性材料で形成されている請求項４に記載のＸ線発生装置。

【請求項6】

前記検出部は、前記真空隔壁の前記重畳部分の電流値を検出する電流計であることを特徴とする請求項５に記載のＸ線発生装置。

【請求項7】

前記検出部は、前記ターゲットが設けられている真空内の反射電子を検出する反射電子検出器であることを特徴とする請求項１から４までのいずれか一項に記載のＸ線発生装置。

【請求項8】

前記加速器は、電子を出射する出射口を有し、
前記ターゲットに隣接し、前記ターゲットに対して前記電子線の流れるときの下流側の空間に不活性ガスを封入した封入空間を設け、
前記検出部は、前記ターゲットに対して前記電子線の流れるときの上流側に設けられ、前記ターゲットが配置された真空内の真空度を検出する真空計であることを特徴とする請求項１から４までのいずれか一項に記載のＸ線発生装置。

【請求項9】

前記検出部は、前記ターゲットが発生するＸ線の線量を検出する線量計であることを特徴とする請求項１から４までのいずれか一項に記載のＸ線発生装置。

【請求項10】

前記電子がターゲット上に衝突する衝突位置を変更する衝突位置変更部を有し、
前記衝突位置変更部は、前記ターゲットに前記開口が形成されたことを前記検出部が検出した場合に、前記ターゲットの前記開口が形成されていない位置に衝突位置を変更することを特徴とする請求項１から９までのいずれか一項に記載のＸ線発生装置。

【請求項11】

前記衝突位置変更部は、前記ターゲットを移動するターゲット移動部であることを特徴とする請求項１０に記載のＸ線発生装置。

【請求項12】

前記衝突位置変更部は、前記ターゲットに向けた前記電子の照射方向を偏向する電子線偏向部であることを特徴とする請求項１０に記載のＸ線発生装置。

【請求項13】

前記衝突位置変更部は、前記電子線発生部を移動する電子線移動部を有することを特徴とする請求項１０に記載のＸ線発生装置。

【請求項14】

前記加速器は、電子を出射する出射口を有し、
前記加速器とは別体であって、前記出射口と連結される基部を有し、
前記基部は、前記出射口とは反対側の先端部分に、前記ターゲットを有するターゲットユニットを有し、
前記ターゲットユニットを前記基部の一部に対して着脱可能に設ける
ことを特徴とする請求項１から１３までのいずれか一項に記載のＸ線発生装置。

【請求項15】

前記請求項１～１４のいずれか一項に記載のＸ線発生装置と、
被測定物を載置する載置台と、
前記Ｘ線発生装置の前記ターゲットから発生され、前記被測定物を透過したＸ線の強度を検出する検出部と、
を有することを特徴とするＸ線装置。

【請求項16】

電子線を発生する電子線発生部と、
前記電子線に含まれる電子を加速して出射口から出射する加速器と、
前記加速器の前記出射口から出射された前記電子が衝突することでＸ線を発生するターゲットと、
前記ターゲットに開口が形成されたことを検出する検出部と、
前記出射口と前記ターゲットとの間に設けられたゲートバルブと、
を有するＸ線発生装置におけるＸ線発生方法において、
前記ターゲットに前記開口が形成されたことを前記検出部が検出したときに、前記電子線発生部を停止する停止工程と、
前記電子線発生部を停止した後、前記ゲートバルブを閉じる閉じ工程と、
を有することを特徴とするＸ線発生方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、Ｘ線発生装置、Ｘ線装置及びＸ線発生方法に関するものである。

【背景技術】

【0002】

電子銃から発射された電子を線形加速器により加速し、加速した電子をターゲットに衝突させてＸ線を発生させるＸ線発生装置が公知である（例えば特許文献１参照）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２００８－３０００８９号公報

【0004】

しかしながら、上述の特許文献１に開示された技術では、ターゲットに穴が開いた場合に電子を放出してもＸ線を発生させることができない。

【発明の概要】

【0005】

第１の態様によれば、Ｘ線発生装置は、電子線を発生する電子線発生部と、電子線に含まれる電子を加速して出射する加速器と、加速器から出射された電子が衝突することによりＸ線を発生するターゲットと、ターゲットに開口が形成されたことを検出する検出部と、を有する。
第２の態様によれば、Ｘ線発生方法は、電子線を発生する電子線発生部と、電子線に含まれる電子を加速して出射口から出射される加速器と、加速器の出射口から出射された電子が衝突することでＸ線を発生するターゲットと、ターゲットに開口が形成されたことを検出する検出部と、出射口とターゲットとの間に設けられたゲートバルブと、を有する。このＸ線発生装置におけるＸ線発生方法において、ターゲットに開口が形成されたことを検出部が検出したときに、電子線発生部を停止する工程と、電子線発生部を停止した後、ゲートバルブを閉じる工程と、を有する。

【図面の簡単な説明】

【0006】

【図1】実施形態を示すＸ線発生装置の一部破断正面図である。

【図2】実施形態を示すＸ線発生装置の線形加速器の一部破断斜視図である。

【図3】実施形態を示すＸ線発生装置の動作を説明するための図である。

【図4】実施形態を示すＸ線発生装置のターゲットユニットを示す図である。

【図5】実施形態を示すＸ線発生装置のブロック構成図である。

【図6】実施形態のＸ線発生装置が適用されたＸ線装置を示す概略構成図である。

【図7】実施形態を示すＸ線発生装置のターゲットユニットを示す図であって、真空隔壁の変形例を示すである。

【図8】Ｘ線発生装置のターゲットユニットを示す図であって、検出部とターゲットユニットの変形例を示すである。

【図9】衝突位置変更部の第１変形例を示す図であって、Ｏリングとターゲットを示す図である。

【図10】Ｘ線発生装置の一部破断正面図であって、衝突位置変更部の第２変形例を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0007】

図１～図４を参照して、実施形態であるＸ線発生装置１について説明する。

【0008】

Ｘ線発生装置１は、図１に示すように、電子線発生部である電子銃２と、加速器である線形加速器３と、図略のマイクロ波発生源と、衝突位置変更部の一部であり且つ電子線偏向部の一部であるアライナー４と、ゲートバルブ５と、基部６と、ターゲット７と、磁気レンズ８と、ヒーター９と、を有する。

【0009】

電子銃２は、一例としてカソード（陰極）とウェネルト電極を有し、ウェネルト電極の下流側（線形加速器３側）に陽極を有する。陽極にグランドの電位、陰極にマイナスの電位を与えることで、陰極と陽極との間に高電圧を付加すると、陰極から電子が放出される。ウェネルト電極に陰極よりもさらに低い電位を与えることで、電子線が空間的に広がることを抑制できる。放出された電子は陽極側に放射され、電子銃２の外方に向けて所定の速度で打ち出される。これにより電子銃２は電子線を発生する。なお、電子銃２の位置は移動せず固定されているものとする。

【0010】

本実施形態では、線形加速器３には、サイドカップル型定在波型線形加速器が用いられている。線形加速器３の電子銃２側の端部（図１において左端部）には入射口３ａが形成されている。電子銃２から打ち出される電子線Ｂはこの入射口３ａを介して線形加速器３内に導入される。線形加速器３の電子銃２と反対側の端部（図１において右端部）には出射口３ｂが形成されている。入射口３ａから入射された電子線Ｂは線形加速器３内で加速されて、出射口３ｂから出射される。線形加速器３は、図１と図２に示すように、加速空洞３０と、結合空洞３１と、を有する。

【0011】

加速空洞３０は、電子銃２からの電子線Ｂが通過する方向（図１において左右方向）に沿って、線形加速器３内に複数直列に設けられている。それぞれの加速空洞３０は連結孔３２により連結されている。これら連結孔３２を電子銃２からの電子線Ｂが通過する。結合空洞３１は、隣接する加速空洞３０を連通するように設けられている。

【0012】

図略のマイクロ波発生源からのマイクロ波は、導波管３３を通じて加速空洞３０内に供給される。供給されたマイクロ波により、図３に示すように加速空洞３０内に定在波のマイクロ波電場Ｅが形成される。この電場Ｅにより、入射口３ａから入射された電子が加速されて、出射口３ｂから出射される。線形加速器３には、図１に示すように、真空ポンプ３４ａとバルブ３４ｂを少なくとも有する真空排気系３４が備えられている。

【0013】

アライナー４は、図１に示すように、電子銃２と線形加速器３の間に設けられている。アライナー４は、電流の供給を受けて、磁場を発生して、電子線Ｂを移動させる。アライナー４は、電子銃２から発生された電子線Ｂをその進行方向に直交する面内で移動させる。

【0014】

ゲートバルブ５は、線形加速器３の出射口３ｂとターゲット７との間に設けられている。ゲートバルブ５は、ゲートバルブ連結管５１と、ゲートバルブ本体５２（ゲートバルブ）と、を有する。ゲートバルブ連結管５１は、線形加速器３の出射口３ｂ側に連結され、出射口３ｂから出射される電子線Ｂを通過させる。ゲートバルブ本体５２は、ゲートバルブ連結管５１と連通しており、バルブの開閉により電子線Ｂを通過又は遮断する。ゲートバルブ本体５２が閉じることにより、電子銃２から線形加速器３までの内部空間の真空を確保する。ゲートバルブ本体５２の開閉は、ゲートバルブアクチュエータ５３により行われる。ゲートバルブアクチュエータ５３は、後述するゲートバルブ制御部１３からの入力信号により駆動される。

【0015】

基部６は、線形加速器３とは別体であって、ゲートバルブ５の磁気レンズ８側に設けられている。基部６は、ゲートバルブ５を介して、線形加速器３の出射口３ｂと連結され、出射口３ｂから出射される電子線Ｂを通過させる。基部６は、図１と図４に示すように、基部本体６１と、ターゲットユニット６２と、を有する。基部６は、出射口３ｂとは反対側の先端部分にターゲットユニット６２を有する。

【0016】

基部本体６１は、円筒形状であり、両端が開放されている。基部本体６１の一端は、ゲートバルブ本体５２に連結され、他端は、ターゲットユニット６２に連結されている。基部本体６１とターゲットユニット６２は、互いの外周に設けられたフランジ６１ａ、６２ａ（図４参照）により連結されている。基部本体６１は、ゲートバルブ本体５２から出射される電子線Ｂを通過させる。基部本体６１は、真空ポンプ６３と接続されている。真空ポンプ６３は、ゲートバルブ本体５２が閉じられた状態で、基部６内を真空にする真空引きが行われる。

【0017】

ターゲットユニット６２は、円筒形状であり、一端が開放され、他端が閉じられている。ターゲットユニット６２の一端は、基部本体６１に連結され、他端は真空隔壁６２ｂで仕切られている。ターゲットユニット６２の一端は、基部本体６１の他端とユニット側フランジ６２ａで連結されている。このため、ターゲットユニット６２は、基部６の一部分である基部本体６１に対して着脱可能に設けられている。ターゲットユニット６２は、内部にターゲット７を有している。ターゲットユニット６２は、基部本体６１から電子線Ｂが入射され、電子線Ｂはターゲット７に衝突する。

【0018】

真空隔壁６２ｂは、Ｘ線発生装置１の内部空間の真空を確保する。言い換えると、真空空間となる内部空間は、一部に真空隔壁６２ｂを有する区間である。真空隔壁６２ｂは、図１と図４に示すように、ターゲットユニット６２内に配置されるターゲット７に対して電子線Ｂの出射方向の下流側に設けられている。真空隔壁６２ｂは、導電部６２ｃおよび絶縁部６２ｅを有する。導電部６２ｃは導電性材料からなり、絶縁部６２ｅは非導電性材料からなる。真空隔壁６２ｂのうち絶縁部６２ｅに対して電子線Ｂの出射方向の下流側に導電部６２ｃが配置されている。

【0019】

導電部６２ｃは、出射口３ｂから出射される電子線Ｂの出射方向にてターゲット７と重畳している。導電部６２ｃの内壁面６２ｄは、絶縁部６２ｅを介して残りのターゲットユニット６２の内壁面と一体に構成されている。なお、導電部６２ｃには、後述する電流計１０が接続されている。

【0020】

絶縁部６２ｅは、ターゲット７と真空隔壁６２ｂの導電部６２ｃとの間の位置に配置されている。絶縁部６２ｅは、出射口３ｂから出射される電子が当たらない構造である。例えば、出射方向にてターゲット７と重畳しない環状形状に形成されている。なお、絶縁部６２ｅは、真空隔壁６２ｂとは別体に絶縁体として設けられても良い。

【0021】

ターゲット７は、線形加速器３の出射口３ｂから出射される電子線Ｂを遮るように配置されている。このターゲット７は外形板状に形成されている。ターゲット７には、線形加速器３の出射口３ｂから出射される電子が衝突され、この電子によりターゲット７からＸ線が発生される。ターゲット７は、例えばタングステン等の金属（導体）から形成されている。

【0022】

ターゲット７の線形加速器３に面する側に位置する平面７ａは、図１と図４に示すように、電子が衝突される衝突面とされる。出射口３ｂから出射される電子線Ｂは、平面７ａに対して所定の角度をもってターゲット７に入射され、これにより電子がターゲット７に衝突される。ターゲット７の裏面７ｂ（真空隔壁６２ｂ側の面）には、ターゲット７を冷却するために、Ｘ線を通すと共に熱伝導率が比較的高い材料（例えば銅やＣＶＤダイヤモンド等）が取り付けられている。ターゲット７は、アース線７ｃにより接地されている。なお、ターゲット７の位置は移動せず固定されているものとする。

【0023】

磁気レンズ８は、図１に示すように、出射口３ｂから出射される電子線Ｂを収束させる。磁気レンズ８は、線形加速器３の出射口３ｂとターゲット７との間（基部本体６１の周囲）に配置されている。磁気レンズ８は、磁気レンズ本体８１と、磁気レンズ筐体８２と、を有する。

【0024】

磁気レンズ本体８１は、円筒状のコイル８１ａを有する。磁気レンズ本体８１のコイル８１ａに所定の直流電圧を付与する直流電源（図略）が設けられている。電子線Ｂがターゲット７の平面７ａ近傍に収束されるように、磁気レンズ本体８１の形状や、及び磁気レンズ本体８１のコイル８１ａに付加される電流値が選定されている。

【0025】

磁気レンズ筐体８２は、磁気レンズ本体８１を囲んでいる。磁気レンズ筐体８２を鉄などの透磁率の高い材質から形成し、磁気レンズ筐体８２の開口部８２ａ側（電子線Ｂに近い側）を電子線Ｂに向けて延ばしてヨーク８２ｂを形成する。このヨーク８２ｂを設けることで、磁気レンズ本体８１により発生される磁場をこの開口部８２ａで収束させることができる。つまり、この開口部８２ａに磁極を形成することができる。ヨーク８２ｂにより形成される磁極は、線形加速器３の出射口３ｂとターゲット７との間に配置されている。出射口３ｂから出射される電子線Ｂは、ヨーク８２ｂの中空部８２ｃを通ってターゲット７に至る。

【0026】

このように、線形加速器３の出射口３ｂから出射される電子線Ｂを磁気レンズ８により収束させている。そして、電子線Ｂはターゲット７の平面７ａに収束されて衝突される。これにより、ターゲット７に発生するＸ線を用いたＸ線イメージングにおいてＸ線像を高分解能化できる。言い換えると、ターゲット７の狭小域に大電流により電子線Ｂを照射することができ、Ｘ線量を稼ぐことができる。

【0027】

ヒーター９は、磁気レンズ８とターゲット７との間（基部本体６１の周囲）に配置されている。ヒーター９は、磁気レンズ８を避けた位置に配置される。ヒーター９は、基部６内に吸着した水蒸気等のガスを蒸発させる。このため、真空ポンプ６３により基部６を真空にする際、真空度を上げることができる。

【0028】

次に、図５を参照して、Ｘ線発生装置１のブロック構成について説明する。

【0029】

Ｘ線発生装置１は、電流計１０と、コントローラ１１と、ユーザ報知部２０と、ユーザ入力部２１と、を有する。更に、コントローラ１１は、電子線制御部１２と、ゲートバルブ制御部１３と、記憶部１４と、衝突位置変更部の一部であり且つ電子線偏向部の一部である電子線偏向制御部１５と、を有する。なお、以下において、「開口」を「穴」と記載し、「穴が形成された」ことを「穴が開いた」等と記載し、「穴が形成されていない」ことを「穴が開いていない」等と記載する。

【0030】

電流計１０（検出部）は、真空隔壁６２ｂの導電部６２ｃの隔壁電流値を検出し、検出した隔壁電流値を検出信号としてコントローラ１１へ出力する（図４参照）。ここで、隔壁電流値は、Ｘ線発生装置１が正常に動作していればゼロが検出される。隔壁電流値は、ターゲット７に穴が開いた場合に上昇する。つまり、ターゲット７に穴が開くと、その穴を通過した電子線Ｂが真空隔壁６２ｂの導電部６２ｃに衝突する。そうすると、導電部６２ｃに電流が流れ、隔壁電流値が上昇する。電流計１０の検出誤差を考慮して、隔壁電流値が所定値以上の電流値の場合、出力される検出信号がターゲット７に穴が開いたことを示す穴検出信号となる。なお、電流計１０は、アース線１０ａにより接地されている。

【0031】

ここで、ターゲット７に穴が開く理由は、ターゲット７にかかる電子の熱負荷（運動エネルギー）と経過時間によるものである。例えば、小スポットでＸ線量を増大させる場合、磁気レンズ８により電子線Ｂを収束させて電流密度を高くする。そうすると、ターゲット７に電子の熱負荷（運動エネルギー）が大きくかかり、時間経過と共にターゲット７に穴が開くことがある。

【0032】

コントローラ１１は、ＣＰＵ等の演算素子を有し、メモリに格納されている図略の制御プログラムが起動時に読み出されてこのコントローラ１１において実行される。コントローラ１１は、入力される電流計１０等からの信号や情報から、Ｘ線発生装置１全体の制御を行う。コントローラ１１は、磁気レンズ８を制御して、ターゲット７上に衝突させる電子線Ｂのスポット径を制御する。コントローラ１１は、ターゲット７であるタングステンにおける電子線Ｂの電流密度や照射電流や照射時間等を管理する。電子線Ｂの照射電流の積算等も行う。コントローラ１１は、その他の真空排気系３４や真空ポンプ６３やバルブ６４やヒーター９等の動作を制御する。

【0033】

電子線制御部１２は、電子銃２の駆動又は停止を制御する。電子線制御部１２は、電子銃２の駆動中、電子銃２の電流値を制御する。電子線制御部１２は、穴検出信号の入力により電子銃２を停止させる際、カソードの加熱を停止させ、電子の放出を停止させる。なお、電子銃２の停止には、グリッド電圧の制御を加えても良い。電子線制御部１２は、後述する電子線偏向制御部１５からの衝突位置の変更完了信号とゲートバルブ制御部１３からのゲートバルブ開き信号の入力により、電子銃２を駆動させる。つまり、ゲートバルブ本体５２が開いた後に、電子銃２を駆動させる。電子線制御部１２は、電子銃２を停止させた場合、電子銃停止信号をゲートバルブ制御部１３及びユーザ報知部２０へ出力する。電子線制御部１２は、電子銃２を停止させた後に再駆動させる場合には、電子銃再駆動信号をユーザ報知部２０へ出力する。

【0034】

ゲートバルブ制御部１３は、ゲートバルブアクチュエータ５３を動作させ、ゲートバルブ本体５２の開閉を制御する。ゲートバルブ制御部１３は、穴検出信号及び電子銃停止信号の入力により、ゲートバルブ本体５２を閉じる。つまり、電子銃２を停止させた後、ゲートバルブ本体５２を閉じる。ゲートバルブ制御部１３は、電子線偏向制御部１５からの変更完了信号の入力により、ゲートバルブ本体５２を開ける。ゲートバルブ制御部１３は、ゲートバルブ本体５２を閉じた場合、ゲートバルブ閉じ信号を電子線偏向制御部１５へ出力する。ゲートバルブ制御部１３は、ゲートバルブ本体５２を開けた場合、ゲートバルブ開き信号を電子線制御部１２へ出力する。

【0035】

記憶部１４は、ターゲット７にて穴が開いた位置を記憶し、電子線偏向制御部１５等からの要求により穴情報を出力する。穴情報には使用済位置情報が含まれる。記憶部１４は、未使用のターゲット７において、事前にアライナー４に供給されるアライナー電流と偏向量を見積もり、衝突可能範囲を記憶する。衝突可能範囲は、電子をターゲット７上に衝突させることが可能な範囲である。記憶部１４は、電子銃２やアライナー４や磁気レンズ８や電子線Ｂの偏向量（シフト量）等の制御値や隔壁電流値等から、穴の位置（使用した位置すなわち電子をターゲット７上に衝突させた位置）や大きさや穴周囲のダメージ領域を求める（推定する）。なお「穴周囲のダメージ領域」とは、穴は開いていないが、電子の熱負荷によって穴の周囲は熱が比較的高くなるため、その熱によってターゲット７を形成するタングステンが一部蒸発している領域である。これらの求まった結果を日時と衝突可能範囲と共に穴情報として記憶する。例えば、穴の位置は、ターゲット７上に照射されていた電子線Ｂの位置等から求めることができる。穴の大きさや穴周囲のダメージ領域は、電流計１０の隔壁電流値やスポット径等から求めることができる。なお、隔壁電流値が大きいほど、穴が大きいことになる。穴が複数ある場合には、穴周囲のダメージ領域や偏向量等から穴の間隔を求める。

【0036】

電子線偏向制御部１５は、電子がターゲット７上に衝突する衝突位置をターゲット７にて穴が開いていない位置に変更する。より詳細には、電子線偏向制御部１５は、アライナー電流によりアライナー４を制御して、電子の照射方向を偏向させ、電子のターゲット７上での衝突位置を変更する。電子線偏向制御部１５は、穴検出信号及びゲートバルブ閉じ信号の入力により、記憶部１４へ穴情報を要求して、穴情報を取得する。その後、電子線偏向制御部１５は、取得した情報から、衝突位置を変更可能か否か判定する。変更可能か否の判定は、事前にアライナー電流と偏向量を見積もり、穴情報から変更可能範囲の有無を判定する。変更可能範囲は、衝突可能範囲であって、事前に見積もったアライナー電流と偏向量から、電子をターゲット７上に衝突させる場合、既に開いている穴やこの穴周囲のダメージ領域に電子が衝突しない範囲である。

【0037】

電子線偏向制御部１５は、衝突位置を変更可能と判定した場合、変更可能範囲を確定してから衝突位置を決定する。つまり、電子線偏向制御部１５は、衝突位置の変更可能範囲を確保して、ターゲット７上に照射する電子線Ｂのスポット径に基づいて偏向量を算出する。偏向量は、少なくともスポット径よりも大きくする。電子線偏向制御部１５は、求まった偏向量から、電子の照射方向を偏向させ、衝突位置を変更する。衝突位置は、変更可能範囲から自動で又はユーザにより決定される。ユーザにより決定される場合、変更可能範囲や現在の衝突位置等の情報をユーザ報知部２０へ出力する。現在の衝突位置は、アライナー４に供給される電流値から算出される。電子線偏向制御部１５は、電子線Ｂの照射を条件にアライナー４により衝突位置を変更できる場合、変更完了信号を電子線制御部１２とゲートバルブ制御部１３とユーザ報知部２０へ出力する。一方、電子線偏向制御部１５は、衝突位置を変更不可と判定した場合、衝突位置を変更せずに変更不可信号をユーザ報知部２０へ出力する。

【0038】

ユーザ報知部２０は、表示部やスピーカーやランプ等のうち少なくとも一つ以上から構成され、ユーザに各種信号に対応した情報を報知する。本実施形態では、ユーザ報知部２０は、文字や画像等の表示によりユーザに報知する表示部とする。なお、スピーカーの場合には警告音や音声等の発生によりユーザに報知され、ランプの場合にはランプの動き（点灯や点滅）や色を変えることによりユーザに報知される。また、ユーザ入力部２１は、ユーザにより数字などを入力することが可能な入力部である。

【0039】

ユーザ報知部２０は、電子線制御部１２からの電子銃停止信号の入力により、電子銃停止表示を行う。例えば、電子銃停止表示は「隔壁電流が検出されたため、電子線の照射を停止しました。」である。ユーザ報知部２０は、衝突位置を自動で又はユーザにより決定される場合、入力される変更可能範囲や現在の衝突位置等の情報を表示する。例えば、ターゲット７のイラスト等の画像を画面に表示して、ユーザに変更可能範囲から新たな衝突位置を入力させる。例えば、ユーザ入力部２１を用いて座標等によりユーザに入力させる。なお、変更可能範囲を変更可能候補として表示し、該候補からユーザに選択させても良い。また、ユーザの入力や選択によって、衝突位置が変更される場合には、後述する変更完了表示を行わなくても良い。なお、自動で決定される場合、例えば、変更可能範囲の中で、現在の衝突位置に隣接する位置を衝突位置として決定する。

【0040】

ユーザ報知部２０は、電子線偏向制御部１５からの変更完了信号の入力により、変更完了表示を行う。例えば、変更完了表示は「衝突位置の変更が完了しました。」である。ユーザ報知部２０は、電子線制御部１２からの電子銃再駆動信号の入力により、電子銃再駆動表示を行う。例えば、電子銃再駆動表示は「電子銃を再駆動しました。」である。なお、電子銃２を再駆動させる場合には、ユーザに再駆動させるか否かを決定させても良い。ユーザ報知部２０は、電子線偏向制御部１５からの変更不可信号の入力により、ターゲット交換表示を行う。例えば、ターゲット交換表示は「ターゲット上に電子線を照射できる位置がありませんので、ターゲットを交換して下さい。」である。

【0041】

ここで、ターゲット７を交換する場合について説明する。まず、ユーザは、ターゲット交換表示を確認後、ターゲットユニット６２を基部本体６１から外し、基部本体６１を大気に開放する。真空隔壁６２ｂの導電部６２ｃから電流計１０を外し、ターゲットユニット６２を丸ごと交換する。そして、新たなターゲットユニット６２の導電部６２ｃに電流計１０を取り付けると共に、新たなターゲットユニット６２を基部本体６１に取り付ける。そして、真空ポンプ６３により基部６内を真空にする。その際、ヒーター９に通電することで、基部本体６１の内面に吸着したガスの脱離を促進する。吸着ガスが脱離し真空度が安定したところでヒーター９の通電を停止する。その後、基部本体６１の温度が下がり、所望の真空度に到達したことを確認した後、バルブ６４を閉じ、ゲートバルブ５２を開く。真空ポンプ６３は、停止させる。なお、ターゲットユニット６２が有するターゲット７のみを交換しても良い。

【0042】

次に、実施形態のＸ線発生装置１の作用効果について説明する。

【0043】

まず、Ｘ線発生装置１の制御作用を説明する。Ｘ線発生装置１において、電流計１０から穴検出信号が入力されると、電子線制御部１２により電子銃２が停止される（停止工程）。このとき、ユーザ報知部２０により電子銃停止表示が行われる。その後、ゲートバルブ制御部１３によりゲートバルブ本体５２が閉じられる（閉じ工程）。次いで、電子線偏向制御部１５により穴情報が取得され、衝突位置を変更可能か否かが判定される。電子線偏向制御部１５により衝突位置を変更可能と判定されると、衝突位置が決定される。これにより、アライナー４が制御されて、衝突位置が変更される。そして、ゲートバルブ制御部１３によりゲートバルブ本体５２が開けられ、電子線制御部１２により電子銃２が再駆動される。このとき、ユーザ報知部２０により電子銃再駆動表示が行われる。このように、ターゲット７に穴が開いたことが検出されることにより、Ｘ線発生装置１の動作を中止することができる。そして、電子線Ｂの衝突位置の変更により改めてＸ線を発生させることができる。

【0044】

電子線偏向制御部１５により衝突位置を変更不可と判定された場合、ユーザ報知部２０によりターゲット交換表示が行われる。そして、ユーザによってターゲットユニット６２が交換される。このように、ターゲット７に穴が開いたことが検出されることにより、Ｘ線発生装置１の動作を中止することができる。そして、変更不可と判定された場合でも、ターゲットユニット６２の交換により改めてＸ線を発生させることができる。

【0045】

続いて、Ｘ線発生装置１の作用効果について説明する。

【0046】

本実施形態では、上述したように、電子銃２と線形加速器３とターゲット７に加え、ターゲット７に穴が開いたことを検出する電流計１０を有している。即ち、電流計１０が検出する隔壁電流値により、ターゲット７に穴が開いたことが検出される。従って、ターゲット７に穴が開いた検出に基づいてＸ線発生装置１の動作を中止できる。

【0047】

本実施形態では、穴検出信号が入力されると、電子線制御部１２により電子銃２が停止されるので、電子銃２のカソードが大気に触れて損傷することを抑制できる。

【0048】

本実施形態では、穴検出信号が入力されると、ゲートバルブ制御部１３によりゲートバルブ本体５２が閉じられるので、電子銃２から線形加速器３までの内部空間の真空破壊を阻止できる。更に、電子銃２のカソードが大気に触れて損傷することを抑制できる。更にまた、電子銃２を停止させた後、ゲートバルブ本体５２を閉じることにより、電子の熱負荷によりゲートバルブ本体５２に穴が開くことを抑制できる。

【0049】

本実施形態において、ターゲット７とは別体に設けられた真空隔壁６２ｂを有し、少なくとも一部に真空隔壁６２ｂを有する区間を真空空間とし、該真空空間にターゲット７を配置している。そして、真空隔壁６２ｂは、ターゲット７に対して電子線Ｂの出射方向の下流側に設けられているので、ターゲット７に穴が開いても真空隔壁６２ｂに穴が開かなければ、Ｘ線発生装置１の内部空間の真空破壊を阻止できる。このため、真空破壊によるＸ線発生装置１のダメージを考慮することなく、ターゲット７に衝突する電子を増大（大電流を照射）することができるので、ターゲット７から発生するＸ線量を稼ぐことが可能となる。

【0050】

本実施形態において、導電部６２ｃと絶縁部６２ｅにより形成された真空隔壁６２ｂを設け、電流計１０により導電部６２ｃの隔壁電流値が検出されるので、容易にターゲット７に穴が開いたことを検出できる。

【0051】

本実施形態では、穴検出信号が入力されると、ターゲット７にて穴が開いていない位置に、電子がターゲット７上に衝突する衝突位置を変更する衝突位置変更部（電子線偏向部）としてアライナー４と電子線偏向制御部１５を有している。即ち、電子線偏向制御部１５によりアライナー４を制御して電子のターゲット７上での衝突位置が変更される。このため、アライナー４の制御により、衝突位置を容易に変更することができる。

【0052】

本実施形態において、ターゲットユニット６２は基部本体６１に対して着脱可能に設けられているので、ターゲットユニット６２又はターゲット７を容易に交換することができる。更に、交換時、線形加速器３はゲートバルブ本体５２により閉じられているので、交換後において、真空ポンプ６３とバルブ６４により基部６内のみを真空にするため、交換作業の時間を短縮できる。

【0053】

ここで、図６を参照して、本実施形態のＸ線発生装置１が適用されるＸ線装置１００について説明する。

【0054】

Ｘ線装置１００は、筐体１０１、Ｘ線発生装置１、載置部１０２及びＸ線検出部１０３を有する。Ｘ線発生装置１、載置部１０２及びＸ線検出部１０３は筐体１０１内に設置されている。筐体１０１はＸ線遮蔽材料を有する。これにより、筐体１０１内のＸ線が筐体１０１の外に漏洩しない。

【0055】

Ｘ線発生装置１は、上述した本実施形態のＸ線発生装置１であるので、ここでの説明は省略する。

【0056】

載置部１０２は、Ｘ線発生装置１とＸ線検出部１０３との間に配置される。載置部１０２は、被測定物Ｗが載置される載置台１０２ａとマニピュレータ部１０２ｂとを有する。

【0057】

マニピュレータ部１０２ｂは、回転駆動部１０２ｃと、Ｘ軸駆動部１０２ｄと、Ｙ軸駆動部１０２ｅと、Ｚ軸駆動部１０２ｆと、を有する。回転駆動部１０２ｃは、載置台１０２ａを図中垂直方向に延びる回転軸Ｒに沿って回転させる。Ｘ軸駆動部１０２ｄ、Ｙ軸駆動部１０２ｅ及びＺ軸駆動部１０２ｆは、それぞれ載置台１０２ａを図に示すＸ軸方向、Ｙ軸方向及びＺ軸方向にそれぞれ移動させる。

【0058】

Ｘ線検出部１０３は、載置台１０２ａ上に載置された被測定物Ｗを透過した透過Ｘ線を含む、Ｘ線発生装置１（詳細にはターゲット７）から発生したＸ線（Ｘ線の強度）を検出する。好ましくは、Ｘ線検出部１０３は２次元的に広がるＸ線検出画素を有する。これにより、Ｘ線による被測定物Ｗの一部または全部の投影像をＸ線検出部１０３により得ることができる。

【0059】

ここで、Ｘ線装置１００により被測定物Ｗをスキャン中に、穴検出信号が入力される場合がある。この場合、アライナー４の制御により電子の衝突位置を変更する。そして、スキャンを続けるために、Ｘ線の照射位置を調整する。以下、この調整について説明する。

【0060】

衝突位置が変更されると、マーカ画像やサンプル画像に基づいて偏向量を検出する。次いで、サンプルシフトや画像処理によって、衝突位置の変更前後の位置合わせを行う。続いて、被測定物Ｗにおいて、Ｘ線が当たって欲しくない部分にＸ線が当たらないようＸ線検出部１０３をシフトさせる。そして、変更前後の画像の比較によって補正が行われる。この補正後に、変更前の位置から続けて被測定物Ｗをスキャンできる。このように調整することにより、被測定物Ｗをスキャン中に、穴検出信号が入力された場合でも、被測定物Ｗのスキャンを継続できる。

【0061】

そして、例えば、従来の装置（特開２００８－３０００８９号公報）において、ターゲットに穴が開いた場合に電子を放出してもＸ線を発生させることができないので、試料（被測定物Ｗ）を計測できなくなる、という問題が生じる。

【0062】

これに対し、Ｘ線装置１００では、ターゲット７に穴が開いたことが検出されるので、Ｘ線装置１００による被測定物Ｗの計測を中止できる。

【0063】

更に、上述したように、ターゲット７とは別体に設けられた真空隔壁６２ｂを有しているのでＸ線量を稼ぐことが可能となり、スキャン時間（撮影時間）を短縮できる。このため、一つの被測定物Ｗの処理時間の高スループット（単位時間あたりの処理能力）に繋がる。

【0064】

次に、図７を参照して、本実施形態の真空隔壁６２ｂの変形例を示す。なお、上述した実施形態と同様の構成はその説明を省略する。また、上述した実施形態と同一の構成要素については同一の符号を付し、その説明を省略する。

【0065】

真空隔壁６２ｆは、ターゲット７とは別体に設けられている。真空隔壁６２ｆは、ターゲット７に対して電子線Ｂの出射方向の上流側から下流側まで延びている。つまり、真空隔壁６２ｆは、上述したターゲットユニット６２の円筒形状であり、一端が開放され、他端が閉じられている。真空隔壁６２ｆは、導電部６２ｇおよび絶縁部６２ｈを有する。導電部６２ｇは導電性材料からなり、絶縁部６２ｈは非導電性材料からなる。

【0066】

導電部６２ｇは、ターゲット７に対して電子線Ｂの出射方向の下流側に形成されている。導電部６２ｇは、真空隔壁６２ｆのうち出射方向にてターゲット７と重畳している部分に形成され、ターゲット７と重畳しない部分には形成されていない。導電部６２ｇは、金属膜であり、真空隔壁６２ｆの絶縁部６２ｈに蒸着されている。導電部６２ｇには電流計１０が接続されている。

【0067】

絶縁部６２ｈは、ターゲットユニット６２の壁を構成しているため、一部を除き出射方向にてターゲット７と重畳しない。絶縁部６２ｈの一部は、出射方向にてターゲット７と重畳する部分であるが、当該部分は導電部６２ｇが形成されている。このため、絶縁部６２ｈは、出射口３ｂから出射される電子が当たらない構造である。なお、絶縁部６２ｈは、真空隔壁６２ｆの内壁面にロウ付けされることにより形成されても良い。

【0068】

このように、真空隔壁６２ｆが形成された場合でも、Ｘ線発生装置１の真空破壊が起こることを抑制できると共に、ターゲット７に穴が開いたことを検出できる。

【0069】

上述した実施形態では、電子銃２を停止させた後に、ゲートバルブ本体５２を閉じる例を示したが、これに限られない。例えば、電子銃２を停止するのと同時に、ゲートバルブ本体５２を閉じても良い。このように制御しても、電子銃２の停止の方が、ゲートバルブ本体５２を閉じるよりも、応答時間が早いので、先に電子銃２を停止させることができる。要するに、ゲートバルブ本体５２を閉じる前に、電子銃２を停止すれば良い。

【0070】

更に、上述した実施形態では、穴検出信号が入力されると、電子銃２を停止させ、ゲートバルブ本体５２を閉じる例を示したが、これに限られない。穴検出信号が入力され、自動制御により衝突位置の変更が行われる場合には、ターゲット７に対して電子線Ｂの出射方向の下流側に真空隔壁６２ｂ，６２ｆが設けられているので、電子銃２を停止させず、ゲートバルブ本体５２を閉じなくても良い。この場合、ゲートバルブ５を設けなくても良い。ただし、衝突位置の変更に時間を要する場合やＸ線発生装置１の真空破壊が起こることを抑制する場合には、上述した実施形態のように、電子銃２を停止させ、ゲートバルブ本体５２を閉じた方が良い。なお、電子銃２を停止させない場合、電子銃２の電子線Ｂ強度は、現状を維持しても良いし、弱めても良い。

【0071】

更にまた、上述した実施形態では電子線偏向制御部１５により変更可能範囲を確定する例を示したが、これに限られない。例えば、記憶部１４又は電子線偏向制御部１５は、事前にアライナー電流と偏向量を見積もって、ターゲット７への電子の衝突が可能となるアライナー電流と偏向量との組み合わせのパターンの数すなわちターゲット７上の衝突位置として使用できる部分の数を算出しても良い。そして、ユーザ報知部２０は、算出結果の入力により、使用したパターンの位置や回数と、残りのパターンの位置（ターゲット７にて穴が開いていない位置）や回数と、を表示する。そして、新たな衝突位置がユーザにより決定される場合、ユーザはその残りのパターンの位置から衝突位置を決定する。なお、自動で決定される場合、例えば、現在の衝突位置であるパターンに隣接するパターンを衝突位置として決定する。

【0072】

以上、図面を参照して、実施形態を詳述してきたが、具体的な構成は、この実施形態に限らず、その要旨を逸脱しない程度の設計的変更は、本開示に含まれる。

【0073】

上述した実施形態では、真空隔壁６２ｂ，６２ｆを導電性材料と非導電性材料で形成し、導電性材料の部分に電流計１０を接続して、ターゲット７に穴が開いたことを検出する例を示したが、これに限られない。例えば、以下のように、ターゲット７に穴が開いたことを検出しても良い。なお、以下のいずれの構成において、真空隔壁は導電性材料で形成されなくても良い。

【0074】

検出部を反射電子検出器としても良い。反射電子検出器は、ターゲット７が設けられている真空内の反射電子を検出する。反射電子検出器は、基部内に設けられ、ターゲット７の近傍に配置される。ここで、反射電子とは、電子線Ｂがターゲット７に衝突したとき、ターゲット７の表面（平面７ａ）から真空中に飛び出す電子のことである。このため、反射電子検出器は、ターゲット７の近傍に配置される。そして、ターゲット７に穴が開くと、反射電子の量が減るので、ターゲット７に穴が開いたことを検出できる。

【0075】

検出部を真空計２００としても良い。図８を参照して、検出部を真空計２００とするときの構成について説明する。なお、上述した実施形態と同様の構成はその説明を省略する。また、上述した実施形態と同一の構成要素については同一の符号を付し、その説明を省略する。

【0076】

ターゲットユニット２０１の中央部にターゲット７を有する。ターゲット７は、ターゲットユニット２０１内を第１室２０２と第２室２０３との二つに分ける隔壁として設けられている。ターゲットユニット２０１の第１室２０２は、ターゲット７に対して電子線Ｂが出射するときの上流側の空間であり、その内部には真空計２００が設けられている。真空計２００はターゲットユニット２０１の基部６内（真空内）の真空度を検出する。ターゲットユニット２０１の第２室２０３は、ターゲット７に隣接した空間であって、ターゲット７に対して電子線Ｂの出射方向の下流側の空間である。ターゲットユニット２０１の第２室２０３には、不活性ガスを封入する。つまり、ターゲットユニット２０１の第２室２０３は、封入空間となる。このため、図８において、ターゲット７は、電子銃から第１室２０２までの内部空間の真空を確保する。つまり、ターゲット７は真空隔壁である。

【0077】

そして、ターゲット７に穴が開くと、不活性ガスが第１室２０２へ流入するので、第１室２０２の真空度の低下が検出される。これにより、ターゲット７に穴が開いたことを検出できる。

【0078】

検出部を線量計としても良い。線量計は、Ｘ線を検出する。線量計は、真空中ではなく、ターゲット７からＸ線が発生される近傍に配置される。例えば、線量計は、図１の真空隔壁６２ｂの近傍に配置される。そして、ターゲット７に穴が開くと、Ｘ線が発生されず線量計の数値が低下するので、ターゲット７に穴が開いたことを検出できる。

【0079】

検出部を、ターゲット７を形成するタングステン等の金属（導体）の蒸発を検出する検出器としても良い。この検出器は、ターゲット７の近傍に配置される。ターゲット７は、タングステン等の金属から形成されており、この金属は電子の衝突により蒸発する。このため、検出器は、ターゲット７の近傍に配置される。そして、ターゲット７に穴が開くと、金属の蒸発が止まるので、ターゲット７に穴が開いたことを検出できる。

【0080】

検出部をコントローラ１１としても良い。詳述すると、コントローラ１１は、電子線Ｂの照射電流の積算を行う。コントローラ１１は、積算による値が所定値を超えたか否かを判定する。コントローラ１１は、積算による値が所定値を超えたと判定した場合、ターゲット７に穴が開いたことを検出したこととしても良い。所定値は、予め実験等により求めた値である。

【0081】

検出部を、反射電子検出器、線量計、タングステン等の金属の蒸発を検出する検出器、又はコントローラ１１とする場合、ターゲット７は電子線Ｂの出射方向の下流側の真空隔壁の壁面に接していても良い。これにより、ターゲット７に穴が開いても真空隔壁に穴が開かなければ、Ｘ線発生装置１の内部空間の真空破壊を阻止できる。

【0082】

上述した実施形態では、衝突位置変更部を電子線偏向部（アライナー４と電子線偏向制御部１５）とする例を示したが、これに限られない。例えば、以下のように、衝突位置変更部をターゲット移動部や電子線移動部としても良い。ターゲット移動部は、ターゲットを移動させることにより、電子がターゲット７上に衝突する衝突位置をターゲット７にて穴が開いていない位置に変更し、電子線移動部は、電子銃を移動させることにより、穴が開いていない位置に衝突位置を変更する。また、以下の説明において上述した実施形態と同様の構成はその説明を簡略化又は省略する。まず、衝突位置変更部をターゲット移動部とする場合について説明し、その次に、衝突位置変更部を電子線移動部とする場合について説明。なお、ターゲット移動部の場合、ターゲット７に向けた電子の照射方向は偏向されないものとする。

【0083】

ターゲット移動部は、図９に示すように、リング３００と、リング３００を回転する図略のアクチュエータと、アクチュエータを制御する回転制御部と、から構成されている。アクチュエータは、例えばモータやシリンダ等を有する。

【0084】

リング３００は、図９に示すように、ターゲット７の周囲に取り付けられる。リング３００には目盛りが付けられている。リング３００を回転することにより、ターゲット７は回転移動される。

【0085】

リング３００を用いる場合、記憶部は、未使用のターゲット７において、事前に目盛りの位置とその数（最大値）を記憶する。記憶部は、穴情報に目盛り情報を含める。目盛り情報は、現在の衝突位置の目盛りや使用した目盛りやその数と残りの目盛りやその数を記憶する。なお、目盛りの位置や数は、例えば、想定される穴の大きさやこの穴周囲のダメージ領域に基づいて決定される。このため、残りの目盛りは、衝突位置を変更可能な変更可能範囲に相当する。

【0086】

リング３００を用いる場合、電子線偏向制御部１５を回転制御部とする。回転制御部は、リング３００の回転を制御して、電子がターゲット７上に衝突する衝突位置を変更する。回転制御部は、穴検出信号及びゲートバルブ閉じ信号の入力により、記憶部へ穴情報を要求して、穴情報を取得する。その後、回転制御部は、取得した情報から、衝突位置を変更可能か否か判定する。変更可能か否の判定は、使用した目盛りの数が最大値に達したか否かで判定する。

【0087】

回転制御部は、衝突位置を変更可能と判定した場合、アクチュエータ等により使用していない目盛りの位置にリング３００を回転させ、衝突位置を変更する。衝突位置は、自動で又はユーザにより決定される。ユーザにより決定される場合、目盛り情報をユーザ報知部へ出力する。現在の衝突位置は、目盛り情報に含まれている。回転制御部は、電子線の照射を条件にリング３００の回転により衝突位置を変更できる場合、変更完了信号を電子線制御部とゲートバルブ制御部とユーザ報知部へ出力する。一方、回転制御部は、衝突位置を変更不可と判定した場合、衝突位置を変更せずに変更不可信号をユーザ報知部へ出力する。なお、ターゲット７に穴が開いた場合には、電子銃２を停止させる。理由は、リング３００の回転により、残りの目盛りのターゲット７に電子が照射されることを防止するためである。

【0088】

ユーザ報知部は、衝突位置（目盛り）を自動で又はユーザにより決定される場合、目盛り情報を表示部に表示する。そして、ユーザは、残りの目盛りから変更による衝突位置を決定（選択）する。例えば、残りの目盛りのイラスト等の画像を画面に表示して、ユーザに変更可能である残りの目盛りから新たな衝突位置を入力させる。例えば、ユーザ入力部を用いて目盛りの数字等によりユーザに入力させる。なお、自動で決定される場合、例えば、現在の衝突位置である目盛りに隣接する目盛りを衝突位置として決定する。その他のユーザ報知部の説明は、上述した実施形態におけるユーザ報知部の説明のうち、電子線偏向制御部１５を回転制御部と読み替えれば同様であるので説明を省略する。

【0089】

なお、リング３００はユーザの手動により回転させても良い。

【0090】

そして、Ｘ線発生装置の制御作用を説明する。Ｘ線発生装置において、検出部から穴検出信号が入力されると、電子線制御部により電子銃が停止される（停止工程）。このとき、ユーザ報知部により電子銃停止表示が行われる。その後、ゲートバルブ制御部によりゲートバルブ本体が閉じられる（閉じ工程）。次いで、回転制御部により穴情報が取得され、衝突位置を変更可能か否かが判定される。回転制御部により衝突位置を変更可能と判定されると、衝突位置が決定される。これにより、アクチュエータが制御されて、リング３００が回転することにより衝突位置が変更される。そして、ゲートバルブ制御部によりゲートバルブ本体が開けられ、電子線制御部により電子銃が再駆動される。このとき、ユーザ報知部により電子銃再駆動表示が行われる。このように、ターゲット７に穴が開いたことが検出されることにより、Ｘ線発生装置の動作を中止することができる。そして、電子線の衝突位置の変更により改めてＸ線を発生させることができる。

【0091】

回転制御部により衝突位置を変更不可と判定された場合、ユーザ報知部によりターゲット交換表示が行われる。そして、ユーザによってターゲットユニットが交換される。このように、ターゲット７に穴が開いたことが検出されることにより、Ｘ線発生装置の動作を中止することができる。そして、変更不可と判定された場合でも、ターゲットユニットの交換により改めてＸ線を発生させることができる。

【0092】

続いて、Ｘ線発生装置の作用効果について説明する。穴検出信号が入力されると、ターゲット７にて穴が開いていない位置に、電子がターゲット７上に衝突する衝突位置を変更する衝突位置変更部（ターゲット移動部）として、リング３００とアクチュエータと回転制御部を有している。即ち、回転制御部によりアクチュエータを介してリング３００を回転制御して電子のターゲット７上での衝突位置が変更される。言い換えると、電子線偏向部により電子のターゲット７上での衝突位置を変更せず、ターゲット７の移動により電子がターゲット上に衝突する衝突位置を変更できる。このため、ターゲット７を移動させるだけで、衝突位置を容易に変更できる。従って、リング３００を用いるＸ線発生装置がＸ線装置１００に適用される場合、アライナー４の制御により衝突位置を変更させないので、ターゲット７の回転移動により衝突位置を変更してもＸ線の照射位置の調整が不要である。

【0093】

更に、ターゲット移動部は、図１０に示すように、ベローズ４００と、ベローズ４００を伸縮する図略のアクチュエータと、アクチュエータを制御する伸縮制御部と、から構成されていても良い。アクチュエータは、例えばモータやシリンダ等を有する。

【0094】

ベローズ４００は、図１０に示すように、図１の基部本体６１を置き換えたものである。ベローズ４００は、基部本体６１と同様に、ゲートバルブ本体５２とターゲットユニット６２に連結されている。ベローズ４００は、伸縮によりターゲット７を有するターゲットユニット６２を移動する。詳述すると、ベローズ４００は、伸縮により電子線Ｂの進行方向に直交する面内でターゲットユニット６２を移動する。このため、ベローズ４００の伸縮により、ターゲット７は移動される。なお、ベローズ４００の伸縮と共に、Ｘ線のコリメーターが一緒に動かない構成とする。

【0095】

ベローズ４００を用いる場合、記憶部は、未使用のターゲット７において、事前にベローズ４００の可動範囲を調べておき、衝突可能範囲を記憶する。記憶部は、穴情報に、ベローズ４００の伸縮量（移動量）と伸縮量による可動範囲と衝突可能範囲を含めて記憶する。

【0096】

ベローズ４００を用いる場合、電子線偏向制御部１５を伸縮制御部とする。伸縮制御部は、ベローズ４００の伸縮を制御して、電子がターゲット７上に衝突する衝突位置を変更する。伸縮制御部は、穴検出信号及びゲートバルブ閉じ信号の入力により、記憶部へ穴情報を要求して、穴情報を取得する。その後、伸縮制御部は、取得した情報から、衝突位置を変更可能か否か判定する。変更可能か否の判定は、事前にベローズ４００の伸縮量と伸縮量による可動範囲を見積もり、穴情報から変更可能範囲の有無を判定する。変更可能範囲は、衝突可能範囲であって、事前に見積もったベローズ４００の伸縮量と伸縮量による可動範囲から、電子をターゲット７上に衝突させる場合、既に開いている穴やこの穴周囲のダメージ領域に電子が衝突しない範囲である。

【0097】

伸縮制御部は、衝突位置を変更可能と判定した場合、変更可能範囲を確定してから衝突位置を決定する。つまり、伸縮制御部は、衝突位置の変更可能範囲を確保して、ターゲット７上に照射する電子線のスポット径に基づいてベローズ４００の伸縮量と伸縮量による可動量を算出する。少なくともスポット径よりも伸縮量による可動量を大きくする。伸縮制御部は、求まった伸縮量と可動量から、ベローズ４００を伸縮させ、衝突位置を変更する。衝突位置は、変更可能範囲から自動で又はユーザにより決定される。ユーザにより決定される場合、変更可能範囲や現在の衝突位置等の情報をユーザ報知部へ出力する。現在の衝突位置は、ベローズ４００の伸縮量から算出される。伸縮制御部は、電子線の照射を条件にベローズ４００の伸縮により衝突位置を変更できる場合、変更完了信号を電子線制御部とゲートバルブ制御部とユーザ報知部へ出力する。一方、伸縮制御部は、衝突位置を変更不可と判定した場合、衝突位置を変更せずに変更不可信号をユーザ報知部へ出力する。なお、ベローズ４００を用いる場合、電子銃２を停止させることが望ましい。理由は、ベローズ４００の伸縮により、ベローズ４００の内壁等に電子が照射されることを防止するためである。

【0098】

ユーザ報知部は、衝突位置を自動で又はユーザにより決定される場合、入力される変更可能範囲や現在の衝突位置等の情報を表示部に表示する。例えば、ターゲット７のイラスト等の画像を画面に表示して、ユーザに変更可能範囲から新たな衝突位置を入力させる。例えば、ユーザ入力部を用いて座標等によりユーザに入力させる。なお、変更可能範囲を変更可能候補として表示し、該候補からユーザに選択させても良い。変更可能候補は、ベローズ４００の伸縮量が少ない順番等に並べても良い。なお、自動で決定される場合、例えば、変更可能範囲の中で、現在の衝突位置からベローズ４００の伸縮量が最少となる位置を衝突位置として決定する。その他のユーザ報知部の説明は、上述した実施形態におけるユーザ報知部の説明のうち、電子線偏向制御部１５を伸縮制御部と読み替えれば同様であるので説明を省略する。

【0099】

そして、Ｘ線発生装置１の制御作用を説明する。Ｘ線発生装置１において、電流計１０から穴検出信号が入力されると、電子線制御部により電子銃２が停止される（停止工程）。このとき、ユーザ報知部により電子銃停止表示が行われる。その後、ゲートバルブ制御部によりゲートバルブ本体５２が閉じられる（閉じ工程）。次いで、伸縮制御部により穴情報が取得され、衝突位置を変更可能か否かが判定される。伸縮制御部により衝突位置を変更可能と判定されると、衝突位置が決定される。これにより、アクチュエータが制御されて、ベローズ４００が伸縮することにより衝突位置が変更される。そして、ゲートバルブ制御部によりゲートバルブ本体５２が開けられ、電子線制御部により電子銃２が再駆動される。このとき、ユーザ報知部により電子銃再駆動表示が行われる。このように、ターゲット７に穴が開いたことが検出されることにより、Ｘ線発生装置１の動作を中止することができる。そして、電子線Ｂの衝突位置の変更により改めてＸ線を発生させることができる。

【0100】

伸縮制御部により衝突位置を変更不可と判定された場合、ユーザ報知部によりターゲット交換表示が行われる。そして、ユーザによってターゲットユニット６２が交換される。このように、ターゲット７に穴が開いたことが検出されることにより、Ｘ線発生装置１の動作を中止することができる。そして、変更不可と判定された場合でも、ターゲットユニット６２の交換により改めてＸ線を発生させることができる。

【0101】

続いて、Ｘ線発生装置１の作用効果について説明する。穴検出信号が入力されると、ターゲット７にて穴が開いていない位置に、電子がターゲット７上に衝突する衝突位置を変更する衝突位置変更部（ターゲット移動部）として、ベローズ４００とアクチュエータと伸縮制御部を有している。即ち、伸縮制御部によりアクチュエータを介してベローズ４００を伸縮制御して電子のターゲット７上での衝突位置が変更される。言い換えると、電子線偏向部により電子のターゲット７上での衝突位置を変更せず、ターゲット７の移動により電子がターゲット７上に衝突する衝突位置を変更できる。従って、ターゲット７を移動させるだけで、衝突位置を容易に変更できる。

【0102】

このように、衝突位置変更部をターゲット移動部とすることにより、電子線偏向部により電子のターゲット７上での衝突位置を変更せず、ターゲット７の移動により電子がターゲット７上に衝突する衝突位置を変更できる。上記では、リング３００の回転によるターゲット７の移動と、ベローズ４００の伸縮によるターゲット７の移動と、の例を示したが、これに限られない。要するに、ターゲット移動部は、ターゲット７の移動により電子がターゲット７上に衝突する衝突位置を変更できる構成であれば良い。

【0103】

次に、衝突位置変更部を電子線移動部とする場合について説明する。電子線移動部は、電子銃を移動することにより、電子線の照射方向を変更する。電子線移動部は、電子銃を移動する図略のアクチュエータと、アクチュエータを制御する電子銃移動制御部と、から構成されている。アクチュエータは、例えばモータやシリンダ等を有する。電子線移動部は、電子銃を移動することにより、上述した実施形態と同様に電子のターゲット上での衝突位置を変更する。

【0104】

電子銃を移動させる場合、記憶部は、未使用のターゲットにおいて、事前に電子銃の可動範囲を調べておき、衝突可能範囲を記憶する。記憶部は、穴情報に、電子銃の移動量と移動量による可動範囲と衝突可能範囲を含めて記憶する。

【0105】

電子銃を移動させる場合、電子線偏向制御部１５を電子銃移動制御部とする。電子銃移動制御部は、電子銃の移動を制御して、電子がターゲット７上に衝突する衝突位置を変更する。電子銃移動制御部は、穴検出信号及びゲートバルブ閉じ信号の入力により、記憶部へ穴情報を要求して、穴情報を取得する。その後、電子銃移動制御部は、取得した情報から、衝突位置を変更可能か否か判定する。変更可能か否の判定は、事前に電子銃の移動量と移動量による可動範囲を見積もり、穴情報から変更可能範囲の有無を判定する。変更可能範囲は、衝突可能範囲であって、事前に見積もった電子銃の移動量と移動量による可動範囲から、電子をターゲット７上に衝突させる場合、既に開いている穴やこの穴周囲のダメージ領域に電子が衝突しない範囲である。

【0106】

電子銃移動制御部は、衝突位置を変更可能と判定した場合、変更可能範囲を確定してから衝突位置を決定する。つまり、電子銃移動制御部は、衝突位置の変更可能範囲を確保して、ターゲット７上に照射する電子線のスポット径に基づいて電子銃の移動量と移動量による可動量を算出する。少なくともスポット径よりも伸縮量による可動量を大きくする。電子銃移動制御部は、求まった移動量と可動量から、電子銃を移動させ、衝突位置を変更する。衝突位置は、変更可能範囲から自動で又はユーザにより決定される。ユーザにより決定される場合、変更可能範囲や現在の衝突位置等の情報をユーザ報知部へ出力する。現在の衝突位置は、電子銃の移動量から算出される。電子銃移動制御部は、電子線の照射を条件に電子銃の移動により衝突位置を変更できる場合、変更完了信号を電子線制御部とゲートバルブ制御部とユーザ報知部へ出力する。一方、電子銃移動制御部は、衝突位置を変更不可と判定した場合、衝突位置を変更せずに変更不可信号をユーザ報知部へ出力する。なお、電子銃を移動する場合、電子銃２を停止させることが望ましい。理由は、電子銃の移動により、線形加速器の入射口の縁部等に電子が照射されることを防止するためである。

【0107】

ユーザ報知部は、衝突位置を自動で又はユーザにより決定される場合、入力される変更可能範囲や現在の衝突位置等の情報を表示部に表示する。例えば、ターゲット７のイラスト等の画像を画面に表示して、ユーザに変更可能範囲から新たな衝突位置を入力させる。例えば、ユーザ入力部を用いて座標等によりユーザに入力させる。なお、変更可能範囲を変更可能候補として表示し、該候補からユーザに選択させても良い。変更可能候補は、電子銃の移動量が少ない順番等に並べても良い。なお、自動で決定される場合、例えば、変更可能範囲の中で、現在の衝突位置から電子銃の移動量が最少となる位置を衝突位置として決定する。その他のユーザ報知部の説明は、上述した実施形態におけるユーザ報知部の説明のうち、電子線偏向制御部１５を電子銃移動制御部と読み替えれば同様であるので説明を省略する。

【0108】

そして、Ｘ線発生装置の制御作用を説明する。Ｘ線発生装置において、検出部から穴検出信号が入力されると、電子線制御部により電子銃が停止される（停止工程）。このとき、ユーザ報知部により電子銃停止表示が行われる。その後、ゲートバルブ制御部によりゲートバルブ本体が閉じられる（閉じ工程）。次いで、電子銃移動制御部により穴情報が取得され、衝突位置を変更可能か否かが判定される。電子銃移動制御部により衝突位置を変更可能と判定されると、衝突位置が決定される。これにより、アクチュエータが制御されて、電子銃が移動することにより衝突位置が変更される。そして、ゲートバルブ制御部によりゲートバルブ本体が開けられ、電子線制御部により電子銃が再駆動される。このとき、ユーザ報知部により電子銃再駆動表示が行われる。このように、ターゲットに穴が開いたことが検出されることにより、Ｘ線発生装置の動作を中止することができる。そして、電子線の衝突位置の変更により改めてＸ線を発生させることができる。

【0109】

電子銃移動制御部により衝突位置を変更不可と判定された場合、ユーザ報知部によりターゲット交換表示が行われる。そして、ユーザによってターゲットユニットが交換される。このように、ターゲットに穴が開いたことが検出されることにより、Ｘ線発生装置の動作を中止することができる。そして、変更不可と判定された場合でも、ターゲットユニットの交換により改めてＸ線を発生させることができる。

【0110】

続いて、Ｘ線発生装置１の作用効果について説明する。穴検出信号が入力されると、ターゲット７にて穴が開いていない位置に、電子がターゲット７上に衝突する衝突位置を変更する衝突位置変更部（電子線移動部）として、アクチュエータと電子銃移動制御部を有している。即ち、電子銃移動制御部によりアクチュエータを介して電子銃を移動制御して電子のターゲット７上での衝突位置が変更される。言い換えると、電子線偏向部により電子のターゲット７上での衝突位置を変更せず、ターゲット移動部によるターゲット７の移動により電子のターゲット上での衝突位置を変更せず、電子銃の移動により電子がターゲット上に衝突する衝突位置を変更できる。このため、電子銃を移動させるだけで、衝突位置を容易に変更できる。なお、電子線移動部を用いるＸ線発生装置がＸ線装置１００に適用される場合、電子銃の位置に応じて、ターゲット７上への電子の衝突位置が変更されるので、ターゲット７からのＸ線の照射位置が電子銃の位置に応じて変化する。

【0111】

上述した実施形態や一例では、ターゲット７の穴が開いていない新たな衝突位置を自動で決定する場合、現在の衝突位置に隣接する位置やパターンや目盛りを新たな衝突位置として決定する例を示したが、これに限られない。例えば、電子を衝突させることができるターゲット上の衝突位置をｍ箇所用意し、ターゲットに穴が開くごとにｎ個分進める。ｍとｎは互いに素数とする。なお、ｎがｍの約半分に近い素数の組み合わせを選択する。説明を簡潔にするために、例えば、ターゲットを円形として、ｍを１１とし、ｎを５とし、衝突位置を１～１１の順に番号をつけ、最初の衝突位置を１とする場合について説明する。この場合、ターゲットに穴が開くたびに自動で新たな衝突位置を決定すると、１，６，１１，５，１０，４，９，３，８，２，７の順になる。例えば、ターゲットに穴が開いたとき、穴の周囲は熱が比較的高いことがある。このため、ｎ個分だけ離れた位置を新たな衝突位置として変更することによって、より熱が低い位置を新たな衝突位置として変更することができる。

【0112】

上述した実施形態や一例では、ターゲット７とは別に真空隔壁を設ける例を示したが、これに限られない。例えば、ターゲット７とは別体に真空隔壁を設けず、ターゲット７を真空隔壁としても良い。

【0113】

上述した実施形態や一例では、ターゲット７に穴が開くと、ターゲット７にて穴が開いていない位置に、電子がターゲット７上に衝突する衝突位置を変更する例を示したが、これに限られない。例えば、穴が開いた部分に電子で融解する材料（粉など）を詰める。そして、電子線Ｂでその材料を融解させて、穴を塞いでも良い。

【0114】

上述した実施形態や一例では、電子銃２と線形加速器３の間にアライナー４を配置する例を示したが、アライナー４を線形加速器３とターゲット７との間に配置しても良い。

【0115】

上述した実施形態や一例では、開口を穴とする例を示したが、これに限られない。例えば、開口は切欠でも良い。

【0116】

上述した実施形態や一例では、Ｘ線発生装置が有する加速器を、線形加速器３とする例を示したが、これに限られない。例えば、加速器は静電加速器等であっても良い。要するに、Ｘ線発生装置が有する加速器は、電子線に含まれる電子を加速して出射することができれば良い。

【符号の説明】

【0117】

１ Ｘ線発生装置
２ 電子銃（電子線発生部）
３ 線形加速器
３ａ 入射口
３ｂ 出射口
４ アライナー（衝突位置変更部の一部、電子線偏向部の一部）
５ ゲートバルブ
５２ ゲートバルブ本体
６ 基部
６２ ターゲットユニット
６２ｂ 真空隔壁
６２ｃ 導電部（導電性材料、重畳部分）
６２ｅ 絶縁部（非導電性材料、絶縁体）
７ ターゲット
１０ 電流計（検出部）
１２ 電子線制御部
１３ ゲートバルブ制御部
１５ 電子線偏向制御部（衝突位置変更部の一部、電子線偏向部の一部）
１００ Ｘ線装置
Ｂ 電子線

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】