特開 2023-111866 検査装置および検査方法

(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】P2023111866

(43)【公開日】2023-08-10

(54)【発明の名称】検査装置および検査方法

(51)【国際特許分類】

   G01N 23/22 20180101AFI20230803BHJP

   G01N 23/223 20060101ALI20230803BHJP

   G01N 23/18 20180101ALI20230803BHJP

   H01J 35/08 20060101ALI20230803BHJP

   G21K 5/02 20060101ALI20230803BHJP

【ＦＩ】

G01N23/22

G01N23/223

G01N23/18

H01J35/08 F

H01J35/08 E

G21K5/02 X

【審査請求】未請求

【請求項の数】18

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023001301

(22)【出願日】2023-01-06

(31)【優先権主張番号】P 2022013653

(32)【優先日】2022-01-31

(33)【優先権主張国・地域又は機関】JP

(71)【出願人】

【識別番号】000227294

【氏名又は名称】キヤノンアネルバ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110003281

【氏名又は名称】弁理士法人大塚国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】塚本 健夫

【テーマコード（参考）】

2G001

【Ｆターム（参考）】

2G001AA01

2G001BA04

2G001BA05

2G001CA01

2G001DA09

2G001GA01

2G001KA05

2G001LA11

(57)【要約】

【課題】検査対象面に存在する異物を高い感度で検出するために有利な技術を提供する。
【解決手段】検査面に配置された検査対象面を検査する検査装置は、電子線が照射されることによってＸ線を発生するＸ線発生部を含むターゲットを有し、前記検査面に向けてＸ線を放射するＸ線発生管と、前記Ｘ線発生部からのＸ線が照射された前記検査対象面に存在する異物から放射され前記検査対象面で全反射されたＸ線を検出するＸ線検出器と、を備える。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

検査面に配置された検査対象面を検査する検査装置であって、
電子線が照射されることによってＸ線を発生するＸ線発生部を含むターゲットを有し、前記検査面に向けてＸ線を放射するＸ線発生管と、
前記Ｘ線発生部からのＸ線が照射された前記検査対象面に存在する異物から放射され前記検査対象面で全反射されたＸ線を検出するＸ線検出器と、を備える、
ことを特徴とする検査装置。

【請求項2】

前記Ｘ線検出器からの出力に基づいて前記異物を検出する処理を行うプロセッサを更に備える、
ことを特徴とする請求項１に記載の検査装置。

【請求項3】

前記プロセッサは、前記異物を構成する物質を特定する処理を更に行う、
ことを特徴とする請求項２に記載の検査装置。

【請求項4】

前記検査面と前記Ｘ線発生部との距離が５ｍｍ以下である、
ことを特徴とする請求項１に記載の検査装置。

【請求項5】

前記検査面と前記Ｘ線発生部との距離が３ｍｍ以下である、
ことを特徴とする請求項１に記載の検査装置。

【請求項6】

前記Ｘ線発生部からのＸ線が前記検査面に入射する位置と前記Ｘ線検出器のＸ線取込部を結ぶ仮想線と前記検査面とがなす角度が５°以下である、
ことを特徴とする請求項１に記載の検査装置。

【請求項7】

前記Ｘ線発生部からのＸ線が前記検査面に入射する位置と前記Ｘ線検出器のＸ線取込部を結ぶ仮想線と前記検査面とがなす角度が２°以下である、
ことを特徴とする請求項１に記載の検査装置。

【請求項8】

前記仮想線の上にスリットを有するスリット部材を更に備える、
ことを特徴とする請求項６に記載の検査装置。

【請求項9】

前記Ｘ線発生部から放射され、前記検査対象面を有する検査対象物を透過したＸ線を検出するＸ線検出パネルを更に備える、
ことを特徴とする請求項１乃至８のいずれか１項に記載の検査装置。

【請求項10】

前記Ｘ線発生管は、密閉透過型である、
ことを特徴とする請求項１乃至８のいずれか１項に記載の検査装置。

【請求項11】

前記Ｘ線発生管は、前記ターゲットを保持するターゲット保持板を備え、前記ターゲット保持板の厚さは、４ｍｍ以下である、
ことを特徴とする請求項１乃至８のいずれか１項に記載の検査装置。

【請求項12】

前記ターゲット保持板は、ダイヤモンドを含む、
ことを特徴とする請求項１１に記載の検査装置。

【請求項13】

検査面に配置された検査対象面を検査する検査方法であって、
前記検査面に向けてＸ線を放射し、前記検査対象面に存在する異物から放射され前記検査対象面で全反射されたＸ線をＸ線検出器によって検出するＸ線検出工程と、
前記Ｘ線検出器の出力を処理する処理工程と、を含む、
ことを特徴とする検査方法。

【請求項14】

前記処理工程は、前記異物を検出する工程を含む、
ことを特徴とする請求項１３に記載の検査方法。

【請求項15】

前記処理工程は、前記異物を構成する物質を特定する工程を含む、
ことを特徴とする請求項１３に記載の検査方法。

【請求項16】

前記検査対象面を有する検査対象物を透過したＸ線をＸ線検出パネルで検出する工程を更に含み、
前記処理工程では、前記Ｘ線検出器の出力および前記Ｘ線検出パネルの出力を処理する、
ことを特徴とする請求項１３乃至１５のいずれか１項に記載の検査方法。

【請求項17】

前記処理工程は、前記Ｘ線検出パネルの出力に基づいて、前記異物の存在および前記異物の位置を検出する工程を含む、
ことを特徴とする請求項１６に記載の検査方法。

【請求項18】

前記処理工程は、前記Ｘ線検出パネルの出力に基づいて、前記異物の存在、前記異物の位置、および、前記異物のサイズを検出する工程を含む、
ことを特徴とする請求項１６に記載の検査方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、検査装置および検査方法に関する。

【背景技術】

【0002】

特許文献１には、対物レンズによって電子線をＸ線発生用のターゲットに集束させ、ターゲットから発生したＸ線を試料に照射することによって試料から発生する蛍光Ｘ線を検出する検出器と、検出器の検出結果から蛍光Ｘ線を分析する分析部とを具備した蛍光Ｘ線分析機能付き高分解能Ｘ線顕微装置が記載されている。また、特許文献１には、検出器の全部又は一部を対物レンズの磁気回路内に組み込むことが記載されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２００９－２３６６２２号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

近年、例えば数十μｍ以下の寸法を有する異物が製品に取り込まれ、これが欠陥を引き起こすことが問題なっている。例えば、リチウムイオン電池では、炭素、銅、アルミニウムを原料とする構成部材に対し、ステンレスあるいは構成部材の一部が微細化した異物が製造時に電池内に取り込まれることがある。

【0005】

リチウムイオン電池の製造時に異物が電池内に取りこまれると、電池が出荷された後に、電池内の絶縁を保つセパレーターが異物の振動によって破れる場合がある。このような場合において、その電池はショート状態となり、発火したり爆発したりする可能性がある。

【0006】

異物を非破壊で検出することができれば、発火したり爆発したりする可能性がある製品を流通させることを防止することができる。Ｘ線を用いて試料の表面上に存在する異物を検出し、その元素を特定する方法として、蛍光Ｘ線法（別名ＸＲＦ）や斜入射蛍光Ｘ線法（別名ＴＸＲＦ）がある。蛍光Ｘ線法では、試料基板の元素も励起してしまい、斜入射蛍光Ｘ線法では、入射Ｘ線が異物で散乱してしまう。したがって、これらの計測方法では、異物により発生した蛍光Ｘ線の強度比が弱くなるという問題があった。

【0007】

本発明は、検査対象面に存在する異物を高い感度で検出するために有利な技術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】

【0008】

本発明の１つの側面は、検査面に配置された検査対象面を検査する検査装置に係り、前記検査装置は、電子線が照射されることによってＸ線を発生するＸ線発生部を含むターゲットを有し、前記検査面に向けてＸ線を放射するＸ線発生管と、前記Ｘ線発生部からのＸ線が照射された前記検査対象面に存在する異物から放射され前記検査対象面で全反射されたＸ線を検出するＸ線検出器と、を備える。

【0009】

本発明の他の１つの側面は、検査面に配置された検査対象面を検査する検査方法に係り、前記検査方法は、前記検査面に向けてＸ線を放射し、前記検査対象面に存在する異物から放射され前記検査対象面で全反射されたＸ線をＸ線検出器によって検出するＸ線検出工程と、前記Ｘ線検出器の出力を処理する処理工程と、を含む。

【発明の効果】

【0010】

本発明によれば、検査対象面に存在する異物を高い感度で検出するために有利な技術が提供される。

【図面の簡単な説明】

【0011】

【図1】実施形態の検査装置の構成を模式的に示す図。

【図2】実施形態の検査装置の具体的な構成例を示す図。

【図3】Ｘ線発生管の構成例を模式的に示す図。

【図4】図２の検査装置の一部を拡大した模式図。

【図5】図４の検査装置の一部を拡大した模式図。

【図6】距離Ｄ_ｘｓ（横軸）とＸ線検出器で検出される異物のカウント数（縦軸）との関係を例示する図。

【図7】実施形態の検査装置の具体的な構成例を示す図。

【発明を実施するための形態】

【0012】

以下、添付図面を参照して実施形態を詳しく説明する。尚、以下の実施形態は請求の範囲に係る発明を限定するものでない。実施形態には複数の特徴が記載されているが、これらの複数の特徴の全てが発明に必須のものとは限らず、また、複数の特徴は任意に組み合わせられてもよい。さらに、添付図面においては、同一若しくは同様の構成に同一の参照番号を付し、重複した説明は省略する。

【0013】

図１には、実施形態の検査装置ＩＡの構成が模式的に示されている。検査装置ＩＡは、例えば、検査面ＩＰに配置された検査対象面ＴＳを検査する検査装置として構成されうる。ここで、検査面ＩＰは、検査対象面ＴＳを配置すべき面であり、検査対象面ＴＳは、検査対象物ＩＴの１つの面である。検査装置ＩＡは、Ｘ線発生管１０１を備えうる。Ｘ線発生管１０１は、電子線が照射されることによってＸ線を発生するＸ線発生部ＸＧを含むターゲット（不図示）を有し、検査面ＩＰに向けてＸ線ＸＲを放射する。Ｘ線発生部ＸＧからのＸ線ＸＲが照射された異物ＦＳは、異物ＦＳを構成する物質に応じたＸ線を発生し、このようなＸ線は、蛍光Ｘ線あるいは特性Ｘ線とも呼ばれる。Ｘ線ＸＲが照射された異物ＦＳが発生したＸ線の一部は、検査対象面ＴＳで全反射される。異物ＦＳから放射され検査対象面ＴＳで全反射されたＸ線は、Ｘ線ＸＦとして示されている。検査装置ＩＡは、Ｘ線検出器１２０を備えうる。Ｘ線検出器１２０は、Ｘ線発生部ＸＧからのＸ線ＸＲが照射された検査対象面ＴＳに存在する異物ＦＳから放射され検査対象面ＴＳで全反射されたＸ線ＸＦを検出するように構成されうる。検査装置ＩＡは、Ｘ線検出器１２０からの出力に基づいて異物ＦＳを検出する処理を行うプロセッサを更に備えうる。該プロセッサは、Ｘ線検出器１２０からの出力に基づいて異物ＦＳを構成する物質を特定する処理を更に行いうる。該プロセッサは、例えば、検査装置ＩＡの動作を制御する制御部によって実現されうる。

【0014】

図２には、図１に示される検査装置ＩＡをより具体化した構成例が示されている。検査装置ＩＡは、Ｘ線発生装置１００と、Ｘ線検出器１２０と、制御部１４０とを備えうる。Ｘ線発生装置１００は、Ｘ線発生管１０１と、Ｘ線発生管１０１を駆動する駆動回路１０３とを備えうる。Ｘ線発生装置１００は、昇圧された電圧を駆動回路１０３に供給する昇圧回路１０２を更に備えうる。Ｘ線発生装置１００は、Ｘ線発生管１０１、駆動回路１０３および昇圧回路１０２を収納する収納容器（不図示）を更に備え、該収納容器の中には絶縁油等の絶縁流体が充填されうる。制御部１４０は、Ｘ線発生装置１００およびＸ線検出器１２０を制御するように構成されうる。制御部１４０はまた、上記のプロセッサの機能を備えることができる。より具体的には、制御部１４０は、Ｘ線検出器１２０からの出力に基づいて異物ＦＳを検出する処理を行いうる。また、制御部１４０は、Ｘ線検出器１２０からの出力に基づいて異物ＦＳを構成する物質を特定する処理を更に行いうる。制御部１４０は、例えば、ＦＰＧＡ（Ｆｉｅｌｄ Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ Ｇａｔｅ Ａｒｒａｙの略。）などのＰＬＤ（Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ Ｌｏｇｉｃ Ｄｅｖｉｃｅの略。）、又は、ＡＳＩＣ（Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ Ｓｐｅｃｉｆｉｃ Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔの略。）、又は、プログラムが組み込まれた汎用又は専用のコンピュータ、又は、これらの全部または一部の組み合わせによって構成されうる。

【0015】

検査装置ＩＡは、Ｘ線発生部ＸＧから放射され、検査対象面ＴＳを有する検査対象物ＩＴを透過したＸ線を検出するＸ線検出パネル１３０を更に備えてもよい。制御部１４０は、Ｘ線検出パネル１３０からの出力に基づいて、検査対象物ＩＴを透過したＸ線の画像（検査対象物ＩＴの透過画像）を生成し、該画像に基づいて、検査対象面ＴＳに存在する異物ＦＳを検出するように構成されうる。Ｘ線検出パネル１３０を用いることにより、検査対象物ＩＴの内部に存在する異物や、検査対象面ＴＳとは反対側の面に存在する異物も検出することもできる。制御部１４０は、異物ＦＳの存在を検出する他、異物ＦＳの位置および／またはサイズを検出するように構成されうる。Ｘ線検出器１２０に加えてＸ線検出パネル１３０を備えることにより、Ｘ線検出器１２０では検出できない異物ＦＳをＸ線検出パネル１３０によって検出することができるので、異物ＦＳを検出する確度を向上させることができる。また、一つのＸ線発生管から放射されるＸ線を用いて透過画像の取得と異物の検出とを行う検査装置ＩＡは、透過画像の取得と異物の検出とを個別に行う２つの装置を有するシステムと比較して、小型化およびコスト削減の観点で有利である。

【0016】

検査装置ＩＡは、表示部１５０を更に備えてもよく、制御部１４０は、Ｘ線検出器１２０の出力に基づいて特定された異物ＦＳの構成物質を示す情報を表示部１５０に表示させるように構成されうる。制御部１４０はまた、Ｘ線検出パネル１３０からの出力に基づいて生成された検査対象物ＩＴの透過画像を表示部１５０に表示させるように構成されうる。制御部１４０はまた、Ｘ線検出パネル１３０からの出力に基づいて検出された異物の位置および／またはサイズを示す情報を表示部１５０に表示させるように構成されうる。制御部１４０は、単体のユニットで構成されもよいし、複数のユニットに分割されて構成されてもよい。

【0017】

図３には、Ｘ線発生管１０１の構成例が模式的に示されている。Ｘ線発生管１０１は、電子銃ＥＧと、電子銃ＥＧからの電子が衝突することによってＸ線を発生するＸ線発生部ＸＧを含むターゲット９３３を有するアノード９３と、絶縁管９２とを備えうる。Ｘ線発生管１０１において、絶縁管９２の２つの開口端の一方を閉塞するようにアノード９３が配置され、絶縁管９２の２つの開口端の他方を閉塞するように、電子銃ＥＧを含む閉塞部材９１が配置されうる。絶縁管９２の外側には、電子銃ＥＧからの電子の流れ（電子線）を偏向させる偏向器９４が配置されてもよい。図３に示されたＸ線発生管１０１は、絶縁管９２の内部空間が真空状態に維持され、Ｘ線がターゲット９３３および後述するターゲット保持板９３２を透過する密閉透過型のＸ線発生管の一例であるが、Ｘ線発生管１０１としては、非密閉の開放型、または、非透過の反射型のＸ線発生管が採用されてもよい。

【0018】

偏向器９４は、Ｘ線発生管１０１の外側に配置されうる。Ｘ線発生管１０１の軸ＡＸに平行な方向に関しては、偏向器９４は、アノード９３とカソード（不図示）との間に設けられうる。Ｘ線発生管１０１の軸ＡＸに平行な方向に関して、一例において、偏向器９４は、電子銃ＥＧとターゲット９３３との間に設けられる。具体的には、偏向器９４を横切る仮想平面９７は、電子銃ＥＧの先端に接する仮想平面９５とターゲット９３３の一部に接する仮想平面９６に挟まれた空間に位置しうる。仮想平面９５、仮想平面９６、仮想平面９７は、Ｘ線発生管１０１の軸ＡＸに直交する平面である。

【0019】

アノード９３は、ターゲット９３３と、ターゲット９３３を保持するターゲット保持板９３２と、ターゲット保持板９３２を保持する電極９３１とを含みうる。電極９３１は、ターゲット９３３に電気的に接続されていて、ターゲット９３３に電位を与えうる。ターゲット９３３は、電子銃ＥＧから放出された電子（電子線）がターゲット９３３に衝突することによってＸ線を発生する。Ｘ線発生部ＸＧは、ターゲット９３３の表面における電子（電子線）が衝突する部分である。Ｘ線発生部ＸＧで発生したＸ線は、ターゲット保持板９３２を透過してＸ線発生管１０１の外部に放射される。アノード９３は、例えば、接地電位に維持されうるが、他の電位に維持されてもよい。

【0020】

ターゲット９３３は、金属材料で構成される。ターゲット９３３は、融点が高い材料、例えば、タングステン、タンタルまたはモリブデン等で構成されることが望ましく、これはＸ線の発生効率の向上に寄与する。ターゲット保持板９３２は、Ｘ線を透過し易い材料、例えば、ベリリウムまたはダイヤモンド等で構成されうる。ターゲット保持板９３２は、ダイヤモンドで構成されることが望ましく、これにより、ターゲット保持板９３２の強度を保ちつつ厚さを薄くすることができ、検査面ＩＰ（検査対象面ＴＳ）とターゲット９３３(Ｘ線発生部ＸＧ)との距離を近づけることができうる。ターゲット保持板９３２の厚さは、薄いことが望ましい。具体的には、ターゲット保持板９３２の厚さは、４ｍｍ以下であることが望ましく、２ｍｍ以下、１ｍｍ以下、０．３ｍｍ以下であることが更に望ましい。これらのターゲット保持板９３２の厚さは、後述する異物に含まれる元素を特定するために必要なＸ線発生部ＸＧから検査面ＩＰまでの距離を参考に設定されうる。異物に含まれる元素を特定するためには、ターゲット保持板９３２は限り無く薄いことが望ましいが、ターゲット保持板９３２の加工コストや個体差、絶縁管９２の内部空間を真空状態に維持するための強度等の観点からは厚いことが望ましい。そのため最適なターゲット保持板９３２の厚さを使用することが望ましい。なお、図３は、ターゲット９３３の厚さとターゲット保持板９３２の厚さとの関係を示すことを意図したものでない。例えば、ターゲット９３３の厚さは数μｍであってもよく、ターゲット保持板９３２の厚さは数百μｍであってもよい。

【0021】

図４は、図２の検査装置ＩＡの一部を拡大した模式図である。検査対象面ＴＳには、異物ＦＳが存在しうる。検査対象面ＴＳで全反射するように異物ＦＳから放射され検査対象面ＴＳで全反射したＸ線（特性Ｘ線）ＸＦは、Ｘ線検出器１２０のＸ線取込部１２１に入射する。一方、Ｘ線（特性Ｘ線）ＸＦを検出するように配置されたＸ線検出器１２０のＸ線取込部１２１には、Ｘ線発生部ＸＧからのＸ線ＸＲの照射によって検査対象物ＩＴ自体から発生しうる蛍光Ｘ線は、殆ど入射しない。したがって、異物ＦＳから放射されＸ線検出器１２０によって検出されるＸ線（特性Ｘ線）ＸＦに対する検査対象物ＩＴ自体から放射されＸ線検出器１２０によって検出される蛍光Ｘ線の比率をきわめて小さくすることができる。

【0022】

Ｘ線検出器１２０は、シリコンドリフト型検出器（ＳＤＤ）であってもよいし、ＣｄＴｅ検出器またはＣｄＺｎＴｅ検出器であってもよい。Ｘ線検出器１２０は、エネルギー分散型検出器であってもよい。Ｘ線検出器１２０がエネルギー分散型検出器である場合、制御部（あるいはプロセッサ）１４０は、エネルギー分散の元素プロファイル（エネルギー毎のカウント値）から異物ＦＳを構成する物質あるいは元素を決定することができる。制御部（あるいはプロセッサ）１４０には、異物ＦＳを構成する物質あるいは元素を決定するために、市販のソフトウェアが組み込まれてもよい。そのようなソフトウェアとしては、例えば、ＡＭＥＴＥＫ社の”ＸＲＳ－ＦＰ Ｑｕａｎｔｉｔａｔｉｖｅ ＸＲＦ Ａｎａｌｙｓｉｓ Ｓｏｆｔｗａｒｅ”、または、Ｕｎｉｑｕａｎｔ社製のソフトウェアを挙げることができる。

【0023】

異物ＦＳからの蛍光Ｘ線が検査対象面ＴＳで全反射されるためには、異物ＦＳからの蛍光Ｘ線が検査対象面ＴＳに入射する角度が全反射臨界角θ_ｃ以下である必要がある。

【0024】

【数1】

【0025】

ここで、
θ_ｃ：全反射臨界角
ｒ_ｅ：電子の古典半径（２．８１８×１０^－１５ｍ）
Ｎ_０：アボガドロ数
λ：Ｘ線の波長
ρ：密度（ｇ／ｃｍ^３）
Ｚｉ，Ｍｉ，ｘｉ：ｉ番目の原子の原子番号，原子量および原子数比（モル比）
ｆ’_ｉ：ｉ番目の原子の原子散乱因子（異常分散項）

【0026】

理論上、検査対象面ＴＳが金属である場合の全反射臨界角は、おおむね１°以下であるが、現実には、金属表面は酸化または炭化されている場合や、グラファイト層で覆われている等により理論値とは異なる反射臨界角となる場合が多い。検査対象面ＴＳに対してＸ線ＸＲを照射した場合に、全反射条件を満たしている場合は、検査対象面ＴＳと、異物ＦＳから放射され検査対象面ＴＳで全反射された特性Ｘ線ＸＦとの角度（全反射臨界角）は、５°以下であることが実験を通して確認された。ここで、異物ＦＳは、Ｘ線発生部ＸＧと検査面ＩＰ（検査対象面ＴＳ）との距離Ｄ_ＸＳに比べてきわめて小さいので、異物ＦＳから放射され検査対象面ＴＳで全反射される位置は、Ｘ線発生部ＸＧからのＸ線ＸＲが検査面ＩＰに入射する位置と見做してよい。また、図４のようにＸ線発生部ＸＧからのＸ線ＸＲが検査面ＩＰに垂直に入射する位置に異物ＦＳがある場合は、異物ＦＳから放射され検査対象面ＴＳで全反射される位置は、Ｘ線発生部ＸＧからのＸ線ＸＲが検査面ＩＰに垂直に入射する位置と見做してよい。

【0027】

全反射臨界角が５°以下であることから、Ｘ線発生部ＸＧからのＸ線ＸＲが検査面ＩＰに入射する位置とＸ線検出器１２０のＸ線取込部１２１を結ぶ仮想線と検査面ＩＰとがなす角度θは、５°以下とすることができ、２°以下であることが望ましく、１°以下であることが更に望ましい。角度θが小さいほど、異物ＦＳから放射されＸ線検出器１２０によって検出されるＸ線（特性Ｘ線）ＸＦに対する検査対象物ＩＴ自体から放射されＸ線検出器１２０によって検出される蛍光Ｘ線の比率を小さくすることができる。

【0028】

Ｘ線検出器１２０は、検査面ＩＰの延長面がＸ線検出器１２０を横切る位置に配置されうる。Ｘ線取込部１２１は、図５に模式的に示されるように、Ｘ線ＸＦを透過する窓部１２２を含みうる。窓部１２２は、例えば、直径が数ｍｍ、厚さが数百μｍでありうる。窓部１２２は、例えば、ベリリウム等で構成されうる。検査装置ＩＡは、図５に模式的に示されるように、Ｘ線発生部ＸＧからのＸ線ＸＲが検査面ＩＰに入射する位置とＸ線検出器１２０のＸ線取込部１２１を結ぶ仮想線の上にスリット（開口）を有するスリット部材１２５を備えてもよい。スリット部材１２５に設けられるスリットの大きさやＸ線検出器１２０の配置位置は、検査対象面ＴＳ上のＸ線ＸＲが当たる範囲や検査対象面ＴＳおよび異物ＦＳを構成しうる物質等に応じて決定されうる。図７に模式的に示されるように、検査対象面ＴＳ上のＸ線ＸＲが当たる幅Ｙの両端に異物ＦＳ１、ＦＳ３が存在し、幅Ｙの中心からＸ線取込部１２１までの距離Ｚが幅Ｙと同じ長さの場合を考える。この場合、スリットの幅Ｗ_ｓの下限をＹ×ｔａｎθ、Ｘ線取込部１２１の中心と検査面ＩＰの距離Ｘ_２もＹ×ｔａｎθとすることで、検査対象面ＴＳ上のＸ線ＸＲが当たる範囲の異物をもれなく検知することができる。

【0029】

Ｘ線検出器１２０によって検出されるＸ線ＸＦの強度を高めるためには、Ｘ線発生部ＸＧから検査面ＩＰまでの距離Ｄ_ｘｓを小さくすることが望ましい。図６には、距離Ｄ_ｘｓ（横軸）とＸ線検出器１２０で検出される異物ＦＳのカウント数（縦軸）との関係を実験によって得た結果が示されている。カウント数は、異物に含まれる特定の元素から出た蛍光Ｘ線（例えばＮｉのＫα線）の位置に相当するエネルギーの一定時間当たりの総カウント数（ピークカウント）である。元素を特定するために必要なカウント数ＴＨを考慮すると、Ｘ線発生部ＸＧから検査面ＩＰまでの距離Ｄ_ｘｓは５ｍｍ以下であることが望ましく、４ｍｍ以下であることが更に望ましく、３ｍｍ以下であることが一層望ましい。Ｘ線発生管１０１としては、例えば、キヤノンアネルバ社製の透過密閉型マイクロフォーカスＸ線源、具体的にはＧシリーズ、更に具体的にはＧ－５１１シリーズやＧ－３１１シリーズが有用である。

【0030】

数μｍから数十μｍのサイズの異物を透過画像により高感度で検出するためには、検査面ＩＰからＸ線検出パネル１３０までの距離Ｄ_ｓｆをＤ_ｘｓに対して十分に大きくする必要がある。例えば、直径が５μｍの異物を検出するために１０個の画素が必要である場合、画素ピッチが１００μｍのＸ線検出パネル（ＦＰＤ）を用いると、１００ｘ１０／５＝２００倍が検出に必要な倍率となり、直径が５０μｍの異物の場合は２０倍が検出に必要な倍率となる。そのため、Ｄ_ｓｆ／Ｄ_ｘｓを２０以上にすることが望ましく、２００以上にすることが更に望ましい。これにより、透過画像を使って異物を高感度で異検出することができる。

【0031】

検査装置ＩＡは、例えば、リチウムイオン電池の生産工程において、その材料に付着した遺物を検出するために有用であるが、これは一例に過ぎず、他の用途にも有用である。検査装置ＩＡは、例えば、ＰＭ２．５等の環境、健康に影響を及ぼす大気浮遊粒子の測定、分析に利用されてもよい。この場合、粒子の数およびサイズを定期的（例えば、毎時、毎日）に計測している従来技術に対し、検査装置ＩＡを用いることで、粒子の数およびサイズの計測に加えて、粒子を構成する物質あるいは元素の特定を同時に行うことができるので、より高度な環境、健康対策が可能となる。あるいは、近年微細化が高度化している半導体、例えばＥＵＶ用マスク製造装置、検査装置や、半導体製造工程の検査装置等の分野に検査装置ＩＡを用いることで、歩留まりの改善や、異物の元素情報を用いた異常原因の早期解決が可能となる。

【0032】

以下、検査装置ＩＡを用いて、検査面ＩＰに配置された検査対象面ＴＳを検査する検査方法を説明する。該検査方法は、検査面ＩＰ（検査対象面ＴＳ）に向けてＸ線を放射し、検査対象面ＴＳに存在する異物ＦＳから放射され検査対象面ＴＳで全反射されたＸ線ＸＦをＸ線検出器１２０によって検出するＸ線検出工程と、Ｘ線検出器１２０の出力を処理する処理工程とを含みうる。該処理工程は、異物ＦＳを検出する工程、および／または、異物ＦＳを構成する物質を特定する工程を含みうる。該検査方法は、検査対象面ＴＳを有する検査対象物ＩＴを透過したＸ線をＸ線検出パネル１３０で検出する工程を更に含むことができ、該処理工程では、Ｘ線検出器１２０の出力およびＸ線検出パネル１３０の出力を処理しうる。該処理工程は、Ｘ線検出パネル１３０の出力に基づいて、異物ＦＳの存在および異物ＦＳの位置を検出する工程を含みうる。あるいは、該処理工程は、Ｘ線検出パネル１３０の出力に基づいて、異物ＦＳの存在、異物ＦＳの位置を、および、異物ＦＳのサイズを検出する工程を含みうる。

【0033】

発明は上記実施形態に制限されるものではなく、発明の精神及び範囲から離脱することなく、様々な変更及び変形が可能である。従って、発明の範囲を公にするために請求項を添付する。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】