ホーム > 特許ランキング > ＦＥＩ ＣＯＭＰＡＮＹ
(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】
(24)【登録日】2024-02-26
(45)【発行日】2024-03-05
(54)【発明の名称】真空対応Ｘ線遮蔽体
(51)【国際特許分類】
G21F 3/00 20060101AFI20240227BHJP
G21F 1/08 20060101ALI20240227BHJP
G21F 1/10 20060101ALI20240227BHJP
H01J 37/16 20060101ALI20240227BHJP
H01J 37/18 20060101ALI20240227BHJP
【ＦＩ】
G21F3/00
G21F1/08
G21F1/10
H01J37/16
H01J37/18
【請求項の数】
24
【外国語出願】
(21)【出願番号】P 2022186257
(22)【出願日】2022-11-22
(65)【公開番号】P2023076814
(43)【公開日】2023-06-02
【審査請求日】2022-12-08
(31)【優先権主張番号】17/533,610
(32)【優先日】2021-11-23
(33)【優先権主張国・地域又は機関】US
(73)【特許権者】
【識別番号】501233536
【氏名又は名称】エフ イー アイ カンパニ
【氏名又は名称原語表記】ＦＥＩ ＣＯＭＰＡＮＹ
(74)【代理人】
【識別番号】100107766
【弁理士】
【氏名又は名称】伊東 忠重
(74)【代理人】
【識別番号】100070150
【弁理士】
【氏名又は名称】伊東 忠彦
(74)【代理人】
【識別番号】100135079
【弁理士】
【氏名又は名称】宮崎 修
(72)【発明者】
【氏名】プレウン ドナ
(72)【発明者】
【氏名】キャスパー スミット
(72)【発明者】
【氏名】ライエンツ ヤン デ グルート
【審査官】右▲高▼ 孝幸
(56)【参考文献】
【文献】実開平０５－０６２８９８（ＪＰ，Ｕ）
【文献】特開２００９－１４２８９６（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１５－０７６３２１（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０２０－０７３８６７（ＪＰ，Ａ）
【文献】実開昭５７－１６０６９８（ＪＰ，Ｕ）
【文献】特開２０１３－１２２３９８（ＪＰ，Ａ）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｇ２１Ｆ ３
Ｇ２１Ｆ １
Ｈ０１Ｊ ３７
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
Ｘ線遮蔽体を製造する方法であって、チャンバを画定しかつ１つ以上のポートを有する、シェルを作製することと、
前記シェルを検査して、前記シェルに漏れがないことを確認することと、
前記検査されたシェルにＸ線遮蔽材を充填することと、
前記充填されたシェルの前記１つ以上のポートを密封することと、を含み、
前記１つ以上のポートが、前記充填の作業中に前記Ｘ線遮蔽材を前記チャンバ内に導入するために使用される第１のポートと、前記充填の作業中に前記チャンバから排される流体を排出するために使用される第２のポートと、を含む、方法。
【請求項2】
前記シェルが、積層造形プロセスによって作製される、請求項１に記載の方法。
【請求項3】
前記積層造形プロセスが、直接金属レーザ焼結（ＤＭＬＳ）、選択的レーザ溶融（ＳＬＭ）、電子ビーム溶融（ＥＢＭ）、又は結合剤噴射（ＢＪ）を含む、請求項２に記載の方法。
【請求項4】
前記検査を含む期間中、前記シェルの周りの環境から前記チャンバを一時的に隔離することを更に含む、請求項１～３のいずれか１項に記載の方法。
【請求項5】
前記検査することが、１０－７ｍｂａｒ・ｌ／ｓ以下の漏れ速度閾値を有する、請求項１～３のいずれか１項に記載の方法。
【請求項6】
前記シェルが、剛性である、請求項１～３のいずれか１項に記載の方法。
【請求項7】
前記シェルが、ステンレス鋼を含む、請求項１～３のいずれか１項に記載の方法。
【請求項8】
前記シェルが、０．１～１．０ｍｍの範囲の壁厚の中央値を有する、請求項１～３のいずれか１項に記載の方法。
【請求項9】
前記Ｘ線遮蔽材が、金属を含み、前記充填の作業が、溶融状態の前記金属を前記チャンバ内に導入することを含む、請求項１～３のいずれか１項に記載の方法。
【請求項10】
前記Ｘ線遮蔽材が、金属粒子を担持した樹脂を含む、請求項１～３のいずれか１項に記載の方法。
【請求項11】
前記密封することが、前記１つ以上のポートの各々上にそれぞれのキャップを溶接することを含む、請求項１～３のいずれか１項に記載の方法。
【請求項12】
剛性の前記シェルが、第１の平均原子番号Ｚ１の材料を含み、前記方法が、Ｚ１より小さい平均原子番号Ｚ２の別の材料で剛性の前記シェルをクラッディングすることを更に含む、請求項１～３のいずれか１項に記載の方法。
【請求項13】
真空エンクロージャ内に収容された電子顕微鏡からのＸ線放出を低減する方法であって、前記方法が、請求項１に記載の方法によってＸ線遮蔽体を製造することと、
前記真空エンクロージャの内部容積内に前記Ｘ線遮蔽体を固定することと、を含む、方法。
【請求項14】
前記Ｘ線遮蔽体が、前記電子顕微鏡のポンプカプラ内に固定され、かつ前記ポンプカプラの吸気口を通り前記ポンプカプラの長手方向軸に平行に放出されるＸ線の少なくとも８０％をブロックするように配向される、請求項１３に記載の方法。
【請求項15】
装置であって、真空エンクロージャと、
前記真空エンクロージャ内に位置決めされているＸ線遮蔽体と、を備え、
前記Ｘ線遮蔽体が、Ｘ線遮蔽材を包有する逆真空ボトルを備え、前記逆真空ボトルはチャンバを画定しかつ１つ以上のポートを有し、前記１つ以上のポートが、前記Ｘ線遮蔽材を前記チャンバ内に導入するための第１のポートと、前記チャンバから排される流体を排出するための第２のポートと、を備える、装置。
【請求項16】
前記装置が、カラム軸を有する電子顕微鏡であり、前記装置が、ポンプカプラを更に備え、前記Ｘ線遮蔽体が、前記ポンプカプラ内に位置決めされており、かつ前記真空エンクロージャ内のＸ線発生場所から放出されて前記ポンプカプラの吸気口を通るＸ線の少なくとも８０％をブロックするように配向されている、請求項１５に記載の装置。
【請求項17】
前記ポンプカプラの真空コンダクタンスが、前記Ｘ線遮蔽体によって、前記Ｘ線遮蔽体がない場合と比較して最大２０％減少する、請求項１６に記載の装置。
【請求項18】
真空容器内の圧力が１０－９ｍｂａｒ未満である、請求項１５～１７のいずれか１項に記載の装置。
【請求項19】
前記Ｘ線遮蔽材が、少なくとも５０重量％の鉛を含む、請求項１５～１７のいずれか１項に記載の装置。
【請求項20】
前記逆真空ボトルが、ステンレス鋼を含む、請求項１５～１７のいずれか１項に記載の装置。
【請求項21】
前記ステンレス鋼が、１４以下の平均原子番号の材料でクラッディングされている、請求項２０に記載の装置。
【請求項22】
前記Ｘ線遮蔽体が、ねじれた細長い部材を含む、請求項１５～１７のいずれか１項に記載の装置。
【請求項23】
方法であって、電子顕微鏡の真空エンクロージャの内部にＸ線遮蔽材を包有する逆真空ボトルを設置することであって、前記逆真空ボトルは請求項１～３いずれか１項記載の方法によって製造された前記Ｘ線遮蔽体である、ことと、
前記真空エンクロージャを１０－９ｍｂａｒ未満の圧力までポンピングすることと、を含む、方法。
【請求項24】
真空容器が、ポンプカプラを備え、前記設置することが、前記ポンプカプラ内に前記逆真空ボトルを固定することを含む、請求項２３に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
関連出願の相互参照
本出願は、２０２１年１１月２３日に出願された「Ｖａｃｕｕｍ Ｃｏｍｐａｔｉｂｌｅ Ｘ－Ｒａｙ Ｓｈｉｅｌｄ」と題する米国出願第１７／５３３，６１０号の優先権を主張する。
本出願は、２０２１年１１月２３日に出願された「Ｖａｃｕｕｍ Ｃｏｍｐａｔｉｂｌｅ Ｘ－Ｒａｙ Ｓｈｉｅｌｄ」と題する米国出願第１７／５３３，６１０号の優先権を主張する。
【0002】
本開示は、Ｘ線遮蔽体に関する。
【背景技術】
【0003】
Ｘ線遮蔽体は、電子顕微鏡、及び高エネルギー粒子ビームが物質に入射し、その結果Ｘ線を発生させる他のシステムを含む、幅広い用途において必要とされる。幾何学的な理由から、Ｘ線発生場所の近くに位置決めされたＸ線遮蔽体は、遠くに設置された遮蔽体よりも必要な遮蔽材が少なくて済む。ただし、Ｘ線を発生させるシステムは、多くの場合、超高真空（ＵＨＶ）下で動作するが、一部の一般的な遮蔽材は超高真空には非対応である。したがって、コンパクトなＸ線遮蔽体を超高真空内で利用できるようにする改良された技術が依然として必要とされている。
【発明の概要】
【0004】
簡単に言えば、開示された技術の例は、超高真空環境内に配置できるスタンドアロンの真空気密エンクロージャ内にＸ線遮蔽材を提供する。
【0005】
第１の態様では、開示された技術は、Ｘ線遮蔽体を製造する方法として実装することができる。チャンバを画定し、かつ１つ以上のポートを有するシェルが作製される。シェルは、検査されて、シェルに漏れがないことを確認する。検査されたシェルに、Ｘ線遮蔽材が充填される。充填されたシェルの１つ以上のポートが密封される。
【0006】
いくつかの例では、シェルは、積層造形プロセスによって作製することができ、積層造形プロセスは、直接金属レーザ焼結（ＤＭＬＳ）、選択的レーザ溶融（ＳＬＭ）、電子ビーム溶融（ＥＢＭ）、又は結合剤噴射（ＢＪ）のうちの１つ以上を組み込むことができる。様々な例では、シェルは剛性にすることができ、ステンレス鋼を組み込むことができ、かつ／又は０．１～１．０ｍｍの範囲の壁厚の中央値を有することができる。剛性シェルは、第１の平均原子番号Ｚ１の材料を組み込むことができ、方法は、Ｚ１より小さい平均原子番号Ｚ２の別の材料で剛性シェルをクラッディングすることを含むことができる。
【0007】
追加の例では、Ｘ線遮蔽材は金属を組み込むことができ、充填作業は、溶融状態の金属をチャンバ内に導入することを含むことができる。Ｘ線遮蔽材は、金属粒子を担持した樹脂を組み込むことができる。１つ以上のポートは、充填作業中にＸ線遮蔽材をチャンバ内に導入するために使用される第１のポートと、充填作業中にチャンバから排される流体を排出するために使用される第２のポートと、を含むことができる。
【0008】
更なる例では、密封することは、１つ以上のポートの各々上にそれぞれのキャップを溶接することを含むことができる。検査を含む期間中、シェルの周りの環境からシェルを一時的に隔離することができる。検査することは、１０－７ｍｂａｒ・ｌ／ｓ以下の漏れ速度閾値を有することができる。
【0009】
更なる例では、開示された技術は、真空エンクロージャ内に収容された電子顕微鏡からのＸ線放出を低減する方法として実装することができる。Ｘ線遮蔽体は、上記の方法又は変形のうちのいずれかによって製造することができる。Ｘ線遮蔽体は、真空エンクロージャの内部容積内に固定することができる。Ｘ線遮蔽体は、電子顕微鏡のポンプカプラ内に固定することができ、かつポンプカプラの長手方向軸に平行にポンプカプラの吸気口を通り放出されるＸ線の少なくとも８０％をブロックするように配向することができる。
【0010】
第２の態様では、開示された技術は、真空エンクロージャと、真空エンクロージャ内に位置決めされたＸ線遮蔽体と、を有する装置として実装することができる。Ｘ線遮蔽体は、Ｘ線遮蔽材を包有する逆真空ボトルを含む。
【0011】
いくつかの例では、装置は、カラム軸を有する電子顕微鏡とすることができ、ポンプカプラを更に含むことができる。Ｘ線遮蔽体は、ポンプカプラ内に位置決めされ、かつ真空エンクロージャ内のＸ線発生場所からポンプカプラの吸気口を通って放出されるＸ線の少なくとも８０％をブロックするように配向され得る。ポンプカプラの真空コンダクタンスは、Ｘ線遮蔽体によって、Ｘ線遮蔽体がない場合と比較して最大２０％減少する。
【0012】
逆真空ボトルは、ステンレス鋼を組み込むことができる。ステンレス鋼は、平均原子番号が１４以下の材料でクラッディングすることができる。Ｘ線遮蔽体は、ねじれた細長い部材を含むように形成することができる。Ｘ線遮蔽材は、少なくとも５０重量％の鉛を組み込むことができる。真空容器内の圧力は１０－９ｍｂａｒ未満に保つことができる。
【0013】
別の態様では、開示された技術は、Ｘ線遮蔽材を包有する逆真空ボトルが電子顕微鏡の真空エンクロージャ内部に設置され、かつ真空エンクロージャが１０－９ｍｂａｒ未満の圧力までポンピングされる方法として実装することができる。
【0014】
いくつかの例では、真空容器は、ポンプカプラを組み込むことができ、設置することは、ポンプカプラ内に逆真空ボトルを固定することを含むことができる。
【0015】
本発明の前述の及び他の目的、特徴、及び利点は、添付図面を参照して進められる以下の詳細な説明からより明らかになるであろう。
【図面の簡単な説明】
【0016】
【図1A】開示された技術の配置に適した電子顕微鏡の一部の断面図である。
【図1B】開示された技術の配置に適した電子顕微鏡の一部の断面図である。
【図2】真空エンクロージャの外部に従来配置されるＸ線遮蔽を備える装置の断面図である。
【図3】開示された技術の第１の例によるＸ線遮蔽体を備える、真空エンクロージャ内部に配置された装置の断面図である。
【図4】開示された技術の第２の例によるＸ線遮蔽体を備える、真空エンクロージャ内部に配置された装置の断面図である。
【図5】開示された技術による第１の例示的な方法のフローチャートである。
【図6A】開示された技術による第１の例示的なＸ線遮蔽体の図である。
【図6B】開示された技術による第１の例示的なＸ線遮蔽体の図である。
【図6C】開示された技術による第１の例示的なＸ線遮蔽体の図である。
【図6D】開示された技術による第１の例示的なＸ線遮蔽体の図である。
【図7】開示された技術による第２の例示的な方法のフローチャートである。
【図8】開示された技術によるＸ線遮蔽体を組み込んだ装置のブロック図である。
【図9】開示された技術による第３の例示的な方法のフローチャートである。
【図10A】開示された技術による第２の例示的なＸ線遮蔽体の図である。
【図10B】開示された技術による第２の例示的なＸ線遮蔽体の図である。
【図11】開示された技術による第３の例示的なＸ線遮蔽体の図である。
【図12A】開示された技術による第４の例示的なＸ線遮蔽体の図である。
【図12B】開示された技術による第４の例示的なＸ線遮蔽体の図である。
【図12C】開示された技術による第４の例示的なＸ線遮蔽体の図である。
【図13】開示された技術による第５の例示的なＸ線遮蔽体の図である。
【図14A】開示された技術による第６の例示的なＸ線遮蔽体の図である。
【図14B】開示された技術による第６の例示的なＸ線遮蔽体の図である。
【図14C】開示された技術による第６の例示的なＸ線遮蔽体の図である。
【図14D】開示された技術による第６の例示的なＸ線遮蔽体の図である。
【図15】開示された非線形光学デバイスに関連する説明された実施形態、技法、及び技術が実装され得る、好適なコンピューティング環境の一般化された例を示す。
【発明を実施するための形態】
【0017】
序論
Ｘ線遮蔽は、人員の安全上の理由から、Ｘ線発生機器の周囲でよく用いられる。Ｘ線は、電子顕微鏡（例えば、ＴＥＭ及びＳＥＭ）、集束イオンビームマシン、他の分析機器（例えば、電子散乱、Ｘ線回折、又は同様の技法を実行する）、又は高エネルギー粒子ビームが材料に作用する他の機器で発生し得る。
Ｘ線遮蔽は、人員の安全上の理由から、Ｘ線発生機器の周囲でよく用いられる。Ｘ線は、電子顕微鏡（例えば、ＴＥＭ及びＳＥＭ）、集束イオンビームマシン、他の分析機器（例えば、電子散乱、Ｘ線回折、又は同様の技法を実行する）、又は高エネルギー粒子ビームが材料に作用する他の機器で発生し得る。
【0018】
電子顕微鏡では、迷走電子がアパーチャプレート又は顕微鏡カラムの壁に衝突することによるＸ線の発生は、慎重な設計によって制御又は最小限に抑えることができる。しかし、サンプルへの電子ビームの入射は、電子顕微鏡動作の基本的な側面であり、なくすことはできない。更に、電子顕微鏡は一般的に６０ｋｅＶを超えるビーム電圧で使用され、その結果、多量のＸ線が生成され得る。同様の考慮事項は、他の粒子ビーム機器にも当てはまる。
【0019】
したがって、電子顕微鏡による画像化のためにサンプルが通常設置されるサンプルチャンバの中心は、多量のＸ線発生場所を表す。特に透過型電子顕微鏡（ＴＥＭ）の場合、電子顕微鏡のサンプルチャンバは密集している可能性がある。いくつかの方向においては、サンプルチャンバの外部の場所は、Ｘ線遮蔽体を設置するのが実際的である限り近くてもよく、そのような遮蔽体は真空適合性を考慮せずに配置することができる。ただし、サンプルチャンバ（及び電子ビームチャネル全体）は超高真空下に維持される可能性があり、そのために、カプラと呼ばれるパイプセクションを使用して、サンプルチャンバを真空ポンプに接続することができる。真空コンダクタンスを最大化するために、カプラは広い断面を持ち得、一般にガスの流れを妨げないようにすることができる。したがって、カプラは、Ｘ線の明確な退出経路を提示することもできる。真空ポンプ及びカプラの寸法のために、カプラの外部に設けられたＸ線遮蔽体はかさばり、重くなる可能性があり、カプラの内部又はカプラとサンプルチャンバの中心のＸ線発生場所との間にＸ線遮蔽体を設けることが望ましい場合がある。
【0020】
このような内部のＸ線遮蔽体の位置決めは、ステンレス鋼遮蔽体の場合は簡単であり得る（真空コンダクタンスの低下を考慮する必要がある）。ただし、ステンレス鋼のＸ線に対する阻止能は比較的低い。典型的な電子ビーム条件及び遮蔽体によるＸ線減衰の典型的な要件の下では、遮蔽に必要なステンレス鋼の厚さは約２０ｃｍである場合がある。原子番号が小さいアルミニウムは、更に多くの厚さ（約４０ｃｍ）を必要とする場合がある。
【0021】
一方、鉛は阻止能に優れており、わずか１．５ｃｍの厚さで十分な遮蔽を提供できる。しかし、鉛はガス排出しやすく、露出した鉛表面はＵＨＶシステム内では望ましくない場合がある。更に、鉛構造に適用される真空対応コーティング（一般に、金属コーティング）は、傷を受けやすい場合がある。すなわち、鉛上に傷のない密封コーティングを達成することは困難であり得る。更に、コーティングされた構造に実際に漏れがないかどうかを検査することが困難な場合がある。
【0022】
開示された技術は、中空シェルの漏れ検査を行い、その後Ｘ線遮蔽材を充填することにより、これらの問題を解決する。結果として得られるＸ線遮蔽体は、超高真空システム内の好適な場所ならどこにでも配置することができる。シェル材（ステンレス鋼又はアルミニウムなどの低Ｚ型真空対応材料であり得る）のみが真空にさらされ、遮蔽体の防漏性は保証され得る。したがって、ステンレス鋼及び鉛のそれぞれの利点を有利に組み合わせることができ、コンパクトなＸ線遮蔽体をポンプカプラ内又はＵＨＶエンクロージャ内のいずれかの他の利用可能な位置に配置することができる。
【0023】
ポンプカプラによる真空コンダクタンスを維持するために、細長いツイスト構造などの複雑な形状を使用できる。このような形状のシェルは、付加的な機械加工を用いて都合よく製造することができるが、これは必須ではない。例えば、シェルのセクションは、積層造形に加えて、又はその代わりに、板金、押出形材、又は鋳物を形成し、セクションを一緒に溶接することによって製造することができる。
【0024】
以下のセクションでは、開示された技術の恩恵を受けることができる代表的なＴＥＭについての簡単な説明を提供する。
【0025】
例示的な電子顕微鏡
図１Ａ～１Ｂは、電子顕微鏡の一部の断面図１０１～１０２であり、本明細書に記載の開示された技術の例のための背景を提供する。例示の目的で、図１Ａ～１Ｂは一般的なＴＥＭ構成を示しているが、開示の技術は他の機器にも同様に適用することができる。
図１Ａ～１Ｂは、電子顕微鏡の一部の断面図１０１～１０２であり、本明細書に記載の開示された技術の例のための背景を提供する。例示の目的で、図１Ａ～１Ｂは一般的なＴＥＭ構成を示しているが、開示の技術は他の機器にも同様に適用することができる。
【0026】
図１Ａは、カラム軸１０５を通る垂直断面である。サンプルチャンバ１１０は、コンデンサ電子光学系１２２と対物電子光学系１２８との間に位置し得る。光学系１２２、１２８及びサンプルチャンバ１１０は、電子顕微鏡の電子カラムの一部を画定し、その中で電子ビームをチャネル１２５を通して誘導することができる。
【0027】
磁極片１２４、１２６は、それらの間に磁場を作り出す。通常の動作では、サンプルは、カラム軸１０５に沿って磁極片１２４、１２６の中間に保持することができる。サンプルに電子ビームが入射すると、Ｘ線が発生し得る。したがって、楕円１１５はＸ線発生場所を示す。
【0028】
サンプルチャンバ１１０を含む電子カラムの内部は、動作中、超高真空に維持することができる。したがって、真空ポンプ１４０は、吸気口１３２及び排気口１３４を有するポンプカプラ１３０によってサンプルチャンバ１１０に接合され得る。電子顕微鏡の真空エンクロージャは、サンプルチャンバ１１０の壁の全て又は一部、カプラ１３０、ポンプ１４０の一部、及び電子チャネル１２５に沿ったサンプルチャンバ１１０の上方又は下方の追加の構成要素を含む。サンプルチャンバ１１０及びＸ線発生場所１１５を含む真空エンクロージャの内部空間は、超高真空下にあり得るが、外部環境１０３は、１気圧の室内環境であり得る。
【0029】
図１Ｂは、対称軸１１２、１１４及び８つのポートを有する一般的な八角形構成を示す、サンプルチャンバ１１０の中央平面を通る水平断面である。いくつかの例では、２つの対向するポート１８１、１８５はサンプルローダ及びサンプルマニピュレータ用に使用され得、一方、他のポート１８２～１８４、１８６～１８７は、コールドフィンガ、計装アクセス、若しくは補助ツール用に様々に使用される場合があり、又は使用されない場合がある。通常の動作では、各ポート１８１～１８７は、関連する機器への真空気密接続を提供する場合があり、又は単純に密封される場合がある。サンプルチャンバ１１０のチャネル１８０は、吸気口１３２でポンプカプラ１３０に結合することができる。例示を明確にするために、フランジ、ガスケット、又は他の結合の詳細は、図１Ａ～１Ｂから省略されている。対称軸１１２、１１４の交点は、カラム軸１０５上にあり得る。
【0030】
用語
「積層造形」（場合によっては「３Ｄプリンティング」）という用語は、層ごとの材料堆積を用いてオブジェクトを作製するプロセスを指し、オブジェクトの形状は、事前に形成された金型ではなく、コンピュータによって指示された材料の堆積によって定義される。つまり、追加の材料層を堆積させる基部として基板を使用することはできるが、積層造形では金型を使用せずに形状を作製する。
「積層造形」（場合によっては「３Ｄプリンティング」）という用語は、層ごとの材料堆積を用いてオブジェクトを作製するプロセスを指し、オブジェクトの形状は、事前に形成された金型ではなく、コンピュータによって指示された材料の堆積によって定義される。つまり、追加の材料層を堆積させる基部として基板を使用することはできるが、積層造形では金型を使用せずに形状を作製する。
【0031】
「原子番号」（Ｚ）という用語は、元素物質の１つの原子核内の陽子の数を指す。複数の元素の組成（例えば、合金、化合物、混合物、又は別の材料が散在する若しくは別の材料内に散在する１つの材料の複合体）の場合、「平均原子番号」Ｚａｖｇは次のように定義できる。
式中、下付きのｉは原子番号Ｚｉを有する組成物中のそれぞれの元素を表し、ｆｉは元素ｉの原子に属する組成物中の陽子の割合である。つまり、Σｉｆｉ＝１である。ｋ及び１／ｋは正の指数であり、ｋ＝１は単純な平均原子番号を表し、一方ｋ＝２．９４はカーン平均原子番号を表し、「有効原子番号」と呼ばれることもある。元素物質の場合、平均原子番号は単にその元素の原子番号である。原子番号は整数だが、平均原子番号は整数である必要はない。低Ｚ材料の平均原子番号は１４以下である。いくつかの例では、アルミニウム（Ｚ＝１３）をＸ線遮蔽体のシェルを覆う低Ｚクラッディングとして使用できる。高Ｚ材料の平均原子番号は５０以上である。
【数1】
【0032】
Ｘ線又はＸ線遮蔽の文脈において、「ブロック」という用語は、吸収又は非弾性散乱をもたらすＸ線遮蔽体と相互作用するＸ線を指す。非弾性散乱は、各々が入射Ｘ線よりも低いエネルギーを持つ１つ以上の光子が発生して、元のＸ線が消滅するプロセスである。相互作用のない入射Ｘ線は、遮蔽体を通って「通過」すると言える。通過には、弾性散乱が含まれる場合がある。ブロックという用語は、装置の通常の動作に付随する場合がある。例示すると、所与のＸ線遮蔽体は、１０ｋｅＶの電子ビームによって発生したＸ線の９９％をブロックするか（一方、他の１％を通過させる）、１００ｋｅＶのビームによって発生したＸ線の９０％をブロックするか（一方、他の１０％を通過させる）、又は１ＭｅＶのビームによって発生したＸ線の５０％ブロックすることができる（一方、他の５０％を通過させる）。
【0033】
「ボトル」という用語は、コンテナの内部をその外部に結合する少なくとも１つのポートを有する、密封可能なコンテナを指す。少なくとも１つのポートが閉鎖している場合、ボトルはボトルのままである。「真空ボトル」は、（例えば、ポートを通して）排気してボトルの内部を真空に保つことができるボトルであり、個別のオブジェクトが任意選択で真空中に位置し得る。「逆真空ボトル」とは、ボトルの外部の真空から密封して材料を保持することができるボトルである。ボトルは多岐にわたる形状のうちのいずれかとすることができ、円筒の形状又はポートにつながる細い首の形状に限定されない。本明細書で対象とするいくつかのボトルは、１つ、２つ、又はそれ以上のポートを備える、ねじれた又はらせん形状を有することができる。
【0034】
「チャンバ」という用語は、エンクロージャ内の空間又は容積を指す。１つ以上のポートが存在しても、エンクロージャがチャンバを画定することを除外するものではない。「サンプルチャンバ」とは、電子顕微鏡又は他の分析機器内にあることが多いチャンバであり、通常の動作下における分析のためにサンプルをその中に設置することができる。
【0035】
「電子顕微鏡」は、サンプルに電子ビームを照射し、その結果生じる粒子又は電磁放射を使用して画像を形成するタイプの分析機器である。走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）は、電子ビームが入射するサンプル表面からの反射粒子、二次粒子、若しくは後方散乱粒子、又は放射に基づいてサンプル表面を画像化する。ＳＥＭによって検出されるビーム相互作用は、この表面又はその近くで発生するため、ＳＥＭは任意の厚さのサンプルで動作することができる。一方、透過型電子顕微鏡（ＴＥＭ）は、透過電子（散乱電子を含む）に基づいてサンプル表面を画像化する。ＴＥＭは厚さ約１０～１５０ｎｍのサンプルで動作し、サンプルは、機械的サポート及び熱伝導率のためのグリッドに取り付けられ得、次に、グリッドはサンプルホルダに保持され得る。ＴＥＭは５０００万倍を超えるまでの倍率を提供できるが、ＳＥＭの倍率は通常は約２００万倍が限度である。本開示では、透過電子からの画像化を実行する走査型透過電子顕微鏡（ＳＴＥＭ）をＴＥＭとみなす。電子顕微鏡内の電子ビームは、電子銃において発生され得、一連のステージを介してサンプルチャンバに向かって加速、集束、又は操縦され得る。一般的に、電子銃、中間ステージ、サンプルチャンバ、及び終了段階の画像化ステージは、「電子顕微鏡カラム」又は単に「カラム」と呼ばれる柱状構造として配列することができる。カラムの長手方向軸を「カラム軸」と呼ぶ。
【0036】
「エンクロージャ」という用語は、内部空間（例えば、チャンバ）を画定する構造を指す。本明細書に記載されたいくつかのエンクロージャは密封されているが、これは必須ではなく、他のエンクロージャは１つ以上のポートを有し、内部空間と外部空間の間で物質が自由に移動することを可能にし得る。特に、記載されたいくつかのエンクロージャは、最初は開放されているが、その後一時的に閉鎖されるか（例えば、漏れ検査のために）、又は恒久的に閉鎖される（例えば、エンクロージャを使用し始める前）、ポートを持つことができる。
【0037】
チャンバ（又はシェル）に適用される「充填」という用語は、チャンバ（又はシェルの内部空間）の容積の少なくとも５０％が、Ｘ線遮蔽材などの充填材料によって占められていることを意味すると理解される。
【0038】
「流体」という用語は、取り囲んでいるエンクロージャの形状をとることができる液相又は気相の物質を指す。流体は均質であり得るか、又は、不均質であり得る。
【0039】
エンクロージャの文脈における「隔離された」という用語は、２つの空間を接続する明確な経路がない２つの空間を指す。ポートが開放されていないエンクロージャは、その内部容積を外部空間から隔離するのに役立ち得る。エンクロージャ内に漏れが存在しても、空間が隔離されていることを除外するものではない。
【0040】
名詞としての「漏れ」という用語は、エンクロージャの壁を通り抜ける意図しない経路を指す。動詞として、この用語は漏れを通過させる行為を指す。壁を通り抜ける経路は、その漏れ速度が１０－３ｍｂａｒ・ｌ／ｓと所定の漏れ速度閾値（１０－１２ｍｂａｒ・ｌ／ｓなど）との間である場合、漏れとみなすことができる。
【0041】
「漏れ速度」という用語は、所与の圧力差の下で材料が表面を通過する速度を指し、一般的にはｍｂａｒ・ｌｉｔｅｒ／ｓｅｃｏｎｄ（短縮してｍｂａｒ・ｌ／ｓ）のような単位で測定される。空気は、薄い壁にある直径１０μｍの穴を、１気圧の圧力差で約１０－２ｍｂａｒ・ｌ／ｓで通過できる。超高真空システムについて本明細書で対象とする漏れ速度は、１０００ｍｂａｒ（１気圧）の圧力差で２５℃のＨｅガスの場合、１０－３～１０－１２ｍｂａｒ・ｌ／ｓの範囲であり得る。
【0042】
「ポート」という用語は、エンクロージャ中の肉眼で見える開口部を指す。一般的に、ポートは０．１ｍｍ～１０ｃｍ、場合によっては１ｍｍ～１ｃｍの範囲の横断空間範囲を持つことができるが、これは必須ではない。ポートは円形にすることができるが、これは必須ではなく、正方形、楕円形、細長いスロット形状、又は他の形状のポートも使用できる。「ポンピングポート」は、真空ポンプに結合された真空エンクロージャのポートである。
【0043】
「ポンプカプラ」という用語は、真空エンクロージャのメインチャンバを真空ポンプに結合する真空エンクロージャのセクションを指す。真空エンクロージャ内のポンピングポートとメインチャンバとの間の境界領域は、ポンプカプラの「吸気口」と呼ばれる。ポンプカプラと真空ポンプとの間の境界は、真空エンクロージャのポンピングポートであり得、ポンプカプラの「排気口」と呼ばれることもある。すなわち、メインチャンバから真空ポンプによって引き出された流体原子又は分子は、メインチャンバから吸気口を通過してポンプカプラに入り、そこから排気口を通って真空ポンプに入ることができる。
【0044】
「樹脂」という用語は、粘性流体を指す。樹脂は、Ｘ線遮蔽材の粒子などの懸濁粒子を保持する媒体として機能する場合、「担持した」と呼ばれる。一部の樹脂は、エポキシ樹脂又は剛性固体に硬化する他の硬化性樹脂であり得るが、これは必須ではない。他の樹脂は、粘性流体の性質を永続的に保ち得る。
【0045】
「剛性」という用語は、通常の使用下で一定の形状を有するエンクロージャ又は他の固体オブジェクトを指す。例示すると、ガラス瓶は剛性なのに対し、一般的なビニール袋はそうではない。振動、熱膨張、エンクロージャの内部と外部との圧力差の変化、又は同様の影響による微細な形状の変形は、オブジェクトが剛性であるとみなされることを除外するものではない。
【0046】
動詞としての「密封する」という用語は、エンクロージャのポートを閉鎖する行為を指す。ポートは、例えば、ポート上にキャップを溶接することによって閉鎖することができる。エンクロージャの全てのポートが密封されている場合、エンクロージャの内部容積を外部空間から隔離できる。
【0047】
「シェル」という用語は、薄壁のエンクロージャを指す。シェルは剛性であり得るが、これは必須ではない。ベローズ構造は、ステンレス鋼製であろうと別の材料であろうと、柔軟性のあるシェルとすることができる。開示された例のいくつかのシェルは、３０μｍ～３ｍｍ、１００μｍ～１ｍｍ、又は約０．３ｍｍの範囲の壁厚を有し得る。壁厚は、シェルの異なる部分間で異なっていてもよい。例示すると、厚さの中央値が０．３ｍｍのシェルは、厚さ約１ｍｍの基部セクション及び厚さ約３ｍｍのフランジセクションを有し得る。
【0048】
「真空」という用語は、１０－３ｍｂａｒ未満の流体圧力を有するチャンバの状態を指す。「超高真空」（ＵＨＶ）とは、１０－９ｍｂａｒ未満の圧力を指す。１ｍｂａｒは、約１０２Ｐａ、１０２Ｎ／ｍ２、すなわち０．７５ｔｏｒｒである。
【0049】
「真空コンダクタンス」という用語は、真空中の２つの平面間の質量流量を平面間の圧力差で割ったものを指す。例示すると、２つの平面は、ポンプカプラの吸気口及び排気口であり得る。分子流の条件下においては、ポンプカプラを通過する質量流は、吸気口と排気口との圧力差に比例し得る。一般に、ポンプカプラ内のオブジェクト（例えば、Ｘ線遮蔽体）の存在、ポンプカプラの湾曲、断面の不均一性、又は表面の粗さにより、ポンプカプラの真空コンダクタンスは、同じ又は類似の寸法のストレートスムースボアの空のポンプカプラよりも低くなる可能性がある。
【0050】
「真空エンクロージャ」という用語は、真空下ではない環境からエンクロージャ内部の真空を隔離するように構成された構造を指す。いくつかの例では、環境は空気であり得るが、これは必須ではなく、他のガス又は液体環境を用いることができる。あるいは、真空エンクロージャの外部の環境は、エンクロージャ内部よりも高圧の真空にすることができる。真空エンクロージャは、１つ以上のシェル、他の構造、ポート、又はガスケットを任意の組み合わせで組み合わせて形成することができる。
【0051】
「真空ポンプ」という用語は、真空ポンプに結合された真空エンクロージャの内部空間から流体原子又は分子を引き出すように動作可能な装置を指す。ＵＨＶシステムに見られる真空ポンプには、ターボ分子ポンプ、クライオポンプ、イオンポンプ、又はゲッタが含まれ得、機械式、拡散、又は他のタイプの粗引きポンプによって補助され得る。
【0052】
「溶接」という用語は、２つの固体オブジェクトを接合するプロセスを指し、このプロセスでは、両方のオブジェクトの材料が接合部の近傍で一時的に加熱又は液化される。金属オブジェクトの場合、加熱は、例えば、溶接トーチを使用して液化を伴ってもよく、又、加熱は、超音波溶接における音響エネルギーを使用して、液化を伴わずに実行されてもよい。ポリマーなどの非金属の場合、加熱又は液化は、音響エネルギー又は溶媒を用いて実行することができる。タングステン不活性ガス（ＴＩＧ）溶接又は金属不活性ガス（ＭＩＧ）溶接などの一部の一般的な溶接プロセスでは、溶加材を使用することができる。レーザ溶接又は超音波溶接などの他の溶接プロセスでは、溶加材を省略できる。
【0053】
「内」という用語は、完全に内部に含まれていることを意味する。このように、革新的なＸ線遮蔽体は、真空エンクロージャ内に配置でき、真空エンクロージャから取り外すことができる。Ｘ線遮蔽体を取り外した後、Ｘ線遮蔽体の有無にかかわらず、真空エンクロージャを再密封して完全な状態で同じ構成で真空にすることができる。
【0054】
「Ｘ線」という用語は、約１０ｐｍ～１０ｎｍの範囲の波長又は約１００ｅＶ～１００ｋｅＶの範囲の光子エネルギーを有する電磁放射を指す。Ｘ線は、高エネルギー粒子ビームと静止材料との相互作用によって発生することがよくあるが、これは必須ではない。Ｘ線はまた、高エネルギーの光子（例えば、ガンマ線又は他のＸ線）と物質との相互作用によって、又は放射性崩壊によって発生することもある。いくつかの開示された例では、Ｘ線は電子顕微鏡内で、例えば、電子ビームがサンプルに入射する場所で生じる場合がある。Ｘ線は、集束イオンビームをサンプルに入射させることによっても発生し得る。
【0055】
「Ｘ線発生場所」という用語は、装置の通常の動作下でＸ線が発生すると予想される装置内の位置を指す。例えば、電子顕微鏡内のサンプルステージ又はサンプルチャンバは、Ｘ線発生場所になり得る。電子ビームが通過するアパーチャを画定するプレート又はブロックもまた、Ｘ線発生場所になり得る。したがって、Ｘ線発生場所は、装置のスイッチが切られているとき、又はサンプルが存在しないとき、装置内に存在する。
【0056】
「Ｘ線遮蔽体」（又は単に「遮蔽体」）という用語は、Ｘ線遮蔽材を組み込み、一部のＸ線をブロックするように構成されたデバイスを指す。ブロックされたＸ線は、Ｘ線遮蔽体に関連する装置の通常の動作中に発生する可能性がある。
【0057】
「Ｘ線遮蔽材」という用語は、少なくとも３０、又は３０～１００の範囲の平均原子番号の材料を指す。本開示で対象とするいくつかのＸ線遮蔽材には、鉛（原子番号Ｚ＝８２）、タングステン（Ｚ＝７４）、又はスズ（Ｚ＝５０）が含まれる。アンチモン（Ｚ＝５１）、タンタル（Ｚ＝７３）、ビスマス（Ｚ＝８３）、又は劣化ウラン（Ｚ＝９２）もまた使用することができる。ステンレス鋼（Ｚａｖｇ＝２９）又はアルミニウム（Ｚ＝１３）などの一般的な構造材料は、本明細書ではＸ線遮蔽材とはみなされない。
【0058】
例示的なＸ線遮蔽体の配置
図２は、真空エンクロージャの外部に配置されたＸ線遮蔽を図示する断面図２００である。図２は、図１Ａのものとほぼ同様の代表的な電子顕微鏡を示している。Ｘ線発生場所２１５は、カラム軸２０５に沿ってサンプルエンクロージャ２１０内に位置し、サンプルエンクロージャ２１０は、ポンプカプラ２３０を介してポンプ２４０に結合されており、図１Ａ～１Ｂに関連して説明したものと同様の構成である。図示の装置は、やはり図１Ａのものと同様の電子光学系２２２、２２８及び磁極片２２４、２２６を含む。
図２は、真空エンクロージャの外部に配置されたＸ線遮蔽を図示する断面図２００である。図２は、図１Ａのものとほぼ同様の代表的な電子顕微鏡を示している。Ｘ線発生場所２１５は、カラム軸２０５に沿ってサンプルエンクロージャ２１０内に位置し、サンプルエンクロージャ２１０は、ポンプカプラ２３０を介してポンプ２４０に結合されており、図１Ａ～１Ｂに関連して説明したものと同様の構成である。図示の装置は、やはり図１Ａのものと同様の電子光学系２２２、２２８及び磁極片２２４、２２６を含む。
【0059】
図２において、Ｘ線遮蔽体２５０は、従来の配列で真空エンクロージャの外部（２０３）に設けられている。遮蔽体２５０は内部の真空空間内にないため、真空適合性を提供する必要はない。しかしながら、遮蔽体２５０は、ポンプカプラ２３０を取り囲み、ポンプカプラ２３０よりも大きく、遮蔽体２５０の質量は相当なものとなり得る。
【0060】
図３は、Ｘ線遮蔽体が真空エンクロージャ内部に配置された装置の断面図３００である。特に、革新的なＸ線遮蔽体３５０は、真空エンクロージャ内、例えば、サンプルチャンバ３１０内及びＸ線発生場所３１５の近傍に設置することができる。軸３０５を有する電子カラムに沿った構成要素３２２、３２４、３２６、３２８、並びにポンピングポート構成要素のカプラ３３０及びポンプ３４０を含む、図３の他の構成要素は、概して、図１Ａに関連して説明された同様の番号が付けられた構成要素と同様であり、これ以上は説明しない。
【0061】
図４は、別のＸ線遮蔽体が真空エンクロージャ内に配置された装置の断面図４００である。特に、革新的なＸ線遮蔽体４５０は、真空エンクロージャ内、例えば、ポンプカプラ４３０内に設置することができる。軸４０５を有する電子カラムに沿った構成要素４１０、４２２、４２４、４２６、４２８、及びポンプ４４０を含む、図４の他の構成要素は、概して、図１Ａに関連して説明された同様の番号が付けられた構成要素と同様であり、これ以上は説明しない。
【0062】
開示された方法の多数の変形及び拡張を実装することができる。いくつかの例では、Ｘ線遮蔽体は、部分的にサンプルチャンバ３１０内に、かつ部分的にポンプカプラ３３０内に、すなわち、吸気口３３２にまたがって設置され得る。他の例では、複数のＸ線遮蔽体を、サンプルチャンバ３１０、ポンプカプラ３３０の間、又は他の（例えば、図１Ｂの１８１～１８７と同様の）ポートに近接して様々に配設された、真空エンクロージャ内に配置することができる。更なる例では、Ｘ線遮蔽体の組み合わせを、真空エンクロージャの内部（３５０又は４５０に類似）及び真空エンクロージャの外部（２５０に類似）に配置することができる。革新的なＸ線遮蔽体３５０、４５０について示された形状は単なる例示であり、革新的なＸ線遮蔽体は、所与の用途の幾何学的又は機能的な制約に適合するように、広範囲の形状又はサイズで作製することができる。
【0063】
第１の例示的な方法
図５は、Ｘ線遮蔽体を作製するための第１の例示的な方法のフローチャート５００である。この方法では、シェルが作製され、漏れ検査され、充填され、かつ密封されて、超高真空エンクロージャ内での配置に適したＸ線遮蔽体を得る。
図５は、Ｘ線遮蔽体を作製するための第１の例示的な方法のフローチャート５００である。この方法では、シェルが作製され、漏れ検査され、充填され、かつ密封されて、超高真空エンクロージャ内での配置に適したＸ線遮蔽体を得る。
【0064】
プロセスブロック５１０で、シェルを作製することができる。シェルはチャンバを画定することができ、かつ１つ以上のポートを有することができる。ブロック５２０で、シェルを検査して、シェルに漏れがないことを確認することができる。次いで、ブロック５３０で、検査されたシェルにＸ線遮蔽材を充填することができ、ブロック５４０で、シェルのポートを密封することができる。
【0065】
開示された方法の多数の変形及び拡張を実装することができる。ブロック５１０での作製は積層造形によって実行することができ、直接金属レーザ焼結（ＤＭＬＳ）、選択的レーザ溶融（ＳＬＭ）、電子ビーム溶融（ＥＢＭ）、又は結合剤噴射（ＢＪ）のうちの１つ以上を含むことができる。
【0066】
シェルは剛性とすることができる。シェル材は、ステンレス鋼を含む場合がある。シェルは、約０．３ｍｍ、又は０．０５～２．０ｍｍ、又は０．１～１．０ｍｍの範囲の壁厚の中央値を有し得る。
【0067】
漏れ検査の前に、シェル内部のチャンバをシェルの外部の環境から一時的に隔離することができる。例えば、１つのポートをキャップで密封し、別のポートをヘリウム漏れ検出器に結合させることができる。一時的な隔離は、漏れ検査５２０の間維持することができ、その後元に戻すことができ、それによって、プロセスブロック５３０でシェルを充填するためにポートを使用することができる。
【0068】
漏れ検査５２０は、所定の漏れ速度閾値に対して実行することができ、これは、測定漏れ速度が閾値を超えると検査に不合格となり、一方、測定漏れ速度が閾値未満であると検査に合格することを意味する。所定の漏れ速度閾値は、ヘリウム漏れ検出器の限界感度、又は限界感度よりも高い別の漏れ速度値とすることができる。例示すると、漏れ検出器の感度は１０－９ｍｂａｒ・ｌ／ｓであり得、所定の閾値は１０－７ｍｂａｒ・ｌ／ｓであり得る。よって、１０－８ｍｂａｒ・ｌ／ｓの漏れ速度が検出されたシェルは、漏れ検査に合格することができ、漏れがないとみなすことができる。別の例示として、所定の閾値は、本漏れ検出器の感度に等しくすることができ、その結果、何らかの漏れが検出されるとシェルは漏れ検査に不合格となり、漏れ検査に合格するにはいかなる検出可能な漏れもないことが必要である。
【0069】
いくつかの例では、充填５３０中に第１のポートを使用してＸ線遮蔽材をチャンバ内に導入することができ、第２のポートを使用して、チャンバが充填されるときにチャンバから排される既存の流体（例えば、空気）を排出することができる。他の例では、第２のポートをポンプに接続して、充填前にチャンバを排気することによって閉じ込められたエアポケットを回避し、ボイドのないＸ線遮蔽体を確保することができる。更なる例では、充填機能又は排出機能のいずれかのために、１つ以上のポートを使用することができる。更に、充填５３０は、単一のポートを使用して実行することができる。単一のポートは２つのバルブに接続され得、一方のバルブはポンプによるチャンバ排気用に開放され、他方のバルブは供給リザーバからの充填用に開放される。あるいは、単一のポートは、ポートに挿入された供給チューブを介して充填するため、かつ供給チューブによってブロックされていないポートの一部を介して排される流体を排出するために、同時に使用することができる。
【0070】
Ｘ線遮蔽材は、鉛などの高Ｚ金属を少なくとも５０重量％含むことができる。ブロック５３０における充填することは、金属を溶融状態でチャンバ内に導入することを含み得る。Ｘ線遮蔽材は、樹脂内に懸濁された金属粉末の形態であり得る。
【0071】
ブロック５４０における密封することは、シェルの１つ以上のポートの各々にそれぞれのキャップを溶接することを含み得る。
【0072】
シェルは平均原子番号Ｚ１を有し得、この方法は、平均原子番号Ｚ２＜Ｚ１の別の材料でシェルをクラッディングすることに拡張することができる。
【0073】
Ｘ線放出を低減するための例示的な手順
いくつかの例では、開示された技術を適用して、電子顕微鏡又は他のＸ線発生機器からのＸ線放出を低減することができる。電子顕微鏡又は他の機器は、真空エンクロージャ内に位置するＸ線発生場所を有し得る。Ｘ線遮蔽体は、図５若しくは図７の、それぞれの図に示すような方法によって、又は本明細書に記載の変形若しくは拡張のいずれかを任意の組み合わせで使用して製造することができる。次に、真空エンクロージャの内部容積内にＸ線遮蔽体を固定することができる。いくつかの例では、Ｘ線遮蔽体は、例えば、Ｘ線発生場所と真空ポンプとの間の経路に沿ってポンプカプラ内に位置決めすることができ、ポンプカプラの吸気口を通りＸ線遮蔽体の長手方向軸に平行に放出されるＸ線の、第１の閾値の割合よりも多くをブロックするように配向することができる。様々な例では、第１の閾値の割合は、５０％、８０％、９０％、９５％、９８％、又は９９％であり得る。
いくつかの例では、開示された技術を適用して、電子顕微鏡又は他のＸ線発生機器からのＸ線放出を低減することができる。電子顕微鏡又は他の機器は、真空エンクロージャ内に位置するＸ線発生場所を有し得る。Ｘ線遮蔽体は、図５若しくは図７の、それぞれの図に示すような方法によって、又は本明細書に記載の変形若しくは拡張のいずれかを任意の組み合わせで使用して製造することができる。次に、真空エンクロージャの内部容積内にＸ線遮蔽体を固定することができる。いくつかの例では、Ｘ線遮蔽体は、例えば、Ｘ線発生場所と真空ポンプとの間の経路に沿ってポンプカプラ内に位置決めすることができ、ポンプカプラの吸気口を通りＸ線遮蔽体の長手方向軸に平行に放出されるＸ線の、第１の閾値の割合よりも多くをブロックするように配向することができる。様々な例では、第１の閾値の割合は、５０％、８０％、９０％、９５％、９８％、又は９９％であり得る。
【0074】
例示的なＸ線遮蔽体
図６Ａ～６Ｄは、開示された技術による第１の例示的なＸ線遮蔽体のビュー６０１～６０４である。ビュー６０１～６０２は、Ｘ線遮蔽体の切り欠き図である。例示を明確にするために、Ｘ線遮蔽材はビュー６０１～６０２から省略されているが、以下に説明される。
図６Ａ～６Ｄは、開示された技術による第１の例示的なＸ線遮蔽体のビュー６０１～６０４である。ビュー６０１～６０２は、Ｘ線遮蔽体の切り欠き図である。例示を明確にするために、Ｘ線遮蔽材はビュー６０１～６０２から省略されているが、以下に説明される。
【0075】
図６Ａは、壁６１２を有する湾曲したねじれた表面を有し、チャンバ６２０を画定するシェル６１０を示している。また、シェル６１０の一部は、基部６１４及び取り付けフランジ６１６である。いくつかの例では、少なくとも壁６１２は、積層造形技法を用いて作製することができる。様々な例では、基部６１４及びフランジ６１６の一方又は両方を、例えば、壁６１２と同じプロセス動作で積層造形によって作製することもでき、基部６１４及びフランジ６１６のうちの一方が、壁６１２が積層造形される基部として提供され得るか、又は、基部６１４及びフランジ６１６の一方若しくは両方を、壁６１２とは別個に作製し、別個のプロセス動作で壁６１２に接合することができる。したがって、基部６１６、壁６１２、及びフランジ６１４は、同じ材料又は異なる材料の任意の組み合わせで形成することができる。いくつかの例では、基部６１６、壁６１２、及びフランジ６１４は全てステンレス鋼とすることができる。図６Ａでは、チャンバ６２０は、本Ｘ線遮蔽体の構造をよりよく図示するために、中空で示されている。使用のために配置されるとき、チャンバ６２０はＸ線遮蔽材で充填することができる。ＸＹＺ座標軸６０８もまた示されている。
【0076】
図６Ｂは、フランジ６１６の中央平面を通る別のビュー６０２であり、キャップ６３２によって（一時的又は恒久的に）密封されたポート６２２の構造を示している。概して、キャップ６３２は完成したＸ線遮蔽体の一部とみなすことができるが、シェル６１０の一部とみなすことはできない。図６Ｂにおいて、破線６０９は、キャップ６３２の方向（図６Ａに示す座標軸６０８のＺ方向）におけるシェル６１０の最も遠い範囲を示している。
【0077】
図６Ｃ～６Ｄは、ポンプカプラ６３０内に位置決めされたＸ線遮蔽体６５０（切り欠き図ではなく、Ｘ線遮蔽材で充填されている）を示す、ポンプカプラ６３０の半透明の切り欠き図６０３～６０４である。フランジ６３６は、ポンプカプラ６３０の一部とみなすことができる。
【0078】
図示のように細長いねじれた形状のシェル６１０は、（図３～４のＸ線遮蔽体３５０、４５０と同様に）ポンプカプラ内又はその近くで有利に使用することができる。一方では、６０８のＺ軸の周りのねじれた形状の方位角曲線は、Ｚ軸に平行かつシェル６１０の横断範囲内のＸ線の大部分をブロックする。他方では、シェル６１０の狭い横断プロファイル及び穏やかな螺旋状の曲線は、関連するポンプカプラを通る分子流に対して低インピーダンスを提供する。
【0079】
シェル６１０の図示の形状は単なる例示である。いくつかの例では、シェル６１０の方位角ねじれは、フランジ６１６から基部６１４まで約１９５°、又は１８０°～２１０°の範囲であり得る。他の例では、様々な横断プロファイル及び方位角曲線を用いることができる。十字形の横断面を有する（つまり、４つのアームを有する）シェルは、わずか約１００°の方位角ねじれ、又は９０°～１１０°の範囲で作製することができる。あるいは、シェルは、フランジから基部までＺ軸を中心に約３９０°回転する単一のベーン（例えば、ビュー６０２に対してポート６２２付近からエッジ６２７まで延在する）で作製することができる。更なる例では、シェル６１０の曲面は、一組の平面によって近似させることができる。
【0080】
第２の例示的な方法
図７は、開示された技術による第２の例示的な方法のフローチャート７００である。この方法は、図５で説明した変形又は拡張のいくつかを組み込んでいる。プロセスブロック７１０では、積層造形によって剛性シェルを作製することができる。シェルはチャンバを画定することができ、１つ以上のポートを有し得る。プロセスブロック７２０では、ブロック７３０での漏れ検査を容易にするために、シェルの内部と外部とを一時的に互いに隔離することができる。ブロック７２０では、ポートをキャッピングして封鎖すること、又はポートをＨｅ漏れ検出器に結合することによる、任意の組み合わせで実行することができる。ブロック７３０で、シェルを検査して、シェルに所定の漏れ速度閾値までの漏れがないことを確認することができる。
図７は、開示された技術による第２の例示的な方法のフローチャート７００である。この方法は、図５で説明した変形又は拡張のいくつかを組み込んでいる。プロセスブロック７１０では、積層造形によって剛性シェルを作製することができる。シェルはチャンバを画定することができ、１つ以上のポートを有し得る。プロセスブロック７２０では、ブロック７３０での漏れ検査を容易にするために、シェルの内部と外部とを一時的に互いに隔離することができる。ブロック７２０では、ポートをキャッピングして封鎖すること、又はポートをＨｅ漏れ検出器に結合することによる、任意の組み合わせで実行することができる。ブロック７３０で、シェルを検査して、シェルに所定の漏れ速度閾値までの漏れがないことを確認することができる。
【0081】
シェルに漏れがないことが確認されると、任意選択のプロセスブロック７４０で、低Ｚクラッディングを漏れ検査された（かつ漏れのない）シェルの外部に適用することができる。ブロック７５０で、検査されたシェルにＸ線遮蔽材を充填することができる。いくつかの例では、ブロック７５０は、溶融金属（例えば、溶融鉛又は溶融スズ）をシェルの内部チャンバに注入することによって、ブロック７５２を用いて実行することができる。他の例では、ブロック７５４を用いてブロック７５０を実行することができる。液体中の粒子状金属を、シェルの内部チャンバに注入することができる。いくつかの例では、粒子状金属は、鉛又はタングステンなどの金属の粒子又は粉末であり得る。
【0082】
充填されると、シェルはブロック７６０において密封され得る。いくつかの例では、ブロック７６２を用いて、充填されたシェルの各ポート上にキャップを溶接することにより、ブロック７６０を実行することができる。他の技法もまた用いることができる。別の例として、シェルポートをチューブとして作製することができ、チューブを圧着してポートを閉鎖し、次に閉鎖されたポートを溶接して密封することができる。ブロック７６０の後、Ｘ線遮蔽体の作製を完了することができる。
【0083】
ブロック７７０では、作製されたＸ線遮蔽体を真空エンクロージャの内部容積内に固定することができる。ブロック７８０では、内部にＸ線遮蔽体を備えた真空エンクロージャを超高真空までポンピングすることができる。このように、外部に超高真空を有し、内部に真空非対応の可能性がある材料（鉛又は樹脂など）を有するＸ線遮蔽体は、本明細書に記載の逆真空ボトルとみなすことができる。
【0084】
この方法の変形では、ブロック７４０は、後で、例えば、プロセスブロック７５０と７６０との間、又はブロック７６０と７７０との間で実行することができる。
【0085】
例示的な装置
図８は、Ｘ線遮蔽体を組み込んだ装置８００のブロック図である。装置８００は、Ｘ線発生場所８１５が存在する真空エンクロージャ８０２を有する。Ｘ線遮蔽体８５０はまた、真空エンクロージャ８０２内に位置し得、Ｘ線遮蔽材８５４を包有する逆真空ボトル８５２を含み得る。
図８は、Ｘ線遮蔽体を組み込んだ装置８００のブロック図である。装置８００は、Ｘ線発生場所８１５が存在する真空エンクロージャ８０２を有する。Ｘ線遮蔽体８５０はまた、真空エンクロージャ８０２内に位置し得、Ｘ線遮蔽材８５４を包有する逆真空ボトル８５２を含み得る。
【0086】
いくつかの例では、装置８００は、カラム軸を有する電子顕微鏡であり得る。装置８００は、ポンプカプラ（図１Ａの１３０と同様）を含むことができる。Ｘ線遮蔽体８５０は、Ｘ線発生場所８２０からポンプカプラの吸気口を通って放出されるＸ線の少なくとも８０％をブロックするように配向され、ポンプカプラ内に、位置決めされ得る。更なる例では、ポンプカプラ内に位置決めされたＸ線遮蔽体８３０は、ポンプカプラの真空コンダクタンスを最大で２０％減少させることができる。真空エンクロージャ８０２内の圧力は、１０－９ｍｂａｒ未満に保持することができる。Ｘ線遮蔽材８５４は、鉛であるか、又は少なくとも５０重量％の鉛を含むことができる。逆真空ボトル８５２は、ステンレス鋼を組み込むことができる。追加の例では、逆真空ボトル８５２は、１４以下の平均原子番号の低Ｚ材料でクラッディングすることができる。Ｘ線遮蔽体８５０は、ねじれた細長い部材を組み込むことができる。
【0087】
第３の方法例
図９は、開示された技術による第３の例示的な方法のフローチャート９００である。プロセスブロック９１０では、Ｘ線遮蔽材を包有する逆真空ボトルを電子顕微鏡の真空エンクロージャ内部に設置することができる。次に、プロセスブロック９２０では、真空エンクロージャを１０－９ｍｂａｒ以下の圧力までポンピングして下げることができる。
図９は、開示された技術による第３の例示的な方法のフローチャート９００である。プロセスブロック９１０では、Ｘ線遮蔽材を包有する逆真空ボトルを電子顕微鏡の真空エンクロージャ内部に設置することができる。次に、プロセスブロック９２０では、真空エンクロージャを１０－９ｍｂａｒ以下の圧力までポンピングして下げることができる。
【0088】
いくつかの例では、真空エンクロージャはポンプカプラを含むことができ、ブロック９１０において、逆真空ボトルをポンプカプラ内に固定することができる。
【0089】
追加の例示的なＸ線遮蔽体
図１０Ａ～１０Ｂは、開示された技術による第２の例示的なＸ線遮蔽体のビュー１００１～１００２である。図６Ａ～６Ｄの例とは対照的に、本遮蔽体１０５０は、２つのポート１０２２を有する。図１０Ａ～１０Ｂは両方とも、シェル１０１０を示している（例えば、５１０と同様のプロセスブロックで作製される）。ポートキャップ及びＸ線遮蔽材は、例示を明確にするために、図１０Ａ～１０Ｂから省略されている。
図１０Ａ～１０Ｂは、開示された技術による第２の例示的なＸ線遮蔽体のビュー１００１～１００２である。図６Ａ～６Ｄの例とは対照的に、本遮蔽体１０５０は、２つのポート１０２２を有する。図１０Ａ～１０Ｂは両方とも、シェル１０１０を示している（例えば、５１０と同様のプロセスブロックで作製される）。ポートキャップ及びＸ線遮蔽材は、例示を明確にするために、図１０Ａ～１０Ｂから省略されている。
【0090】
図１０Ａは、遮蔽体１０５０の斜視図である。図１０Ｂは、基部１０１４からフランジ１０１６まで細長いねじれた形状で配列された、壁１０１２及びチャンバ１０２０を示す切り欠き図である。示された形状は例示であり、他の形状を使用することができる。ＸＹＺ座標軸１００８もまた示されている。
【0091】
図１１は、第３の例示的なＸ線遮蔽体１１５０の形状を示す概念図１１００である。本明細書に開示された他の例と同様に、遮蔽体１１５０は、チャンバ１１２０を取り囲むシェル１１１０を有する。シェル１１１０の壁１１１２は実線で示されている。図示を簡略化するために、エンドキャップ、ポート、フランジ、又は充填遮蔽材は、図１１から省略されている。遮蔽体１１５０は、長手方向軸１１０５から離れたところよりも長手方向軸１１０５の近くで薄い横断面を有する。軸１１０５から離れて遮蔽材を再分配することにより、軸１１０５から離れた、又は発散するＸ線に対する遮蔽を改善することができ、わずかな利益しか提供しない軸上の余分な遮蔽材を除去することができる。したがって、図示の構成は、所与の質量のＸ線遮蔽材の遮蔽効果を改善することができる。遮蔽体１１５０は、約２７０°の方位角ねじれを有するように示されているが、これは必須ではなく、図示の概念は、他のねじれ又は他の形状の遮蔽体に適用することができる。
【0092】
図１２Ａ～１２Ｃは、第４の例示的なＸ線遮蔽体１２５０の形状を示す概念図１２０１～１２０３である。シェル、チャンバ、及びポートなどの機械的詳細は、図示を簡略化するために図１２から省略されており、本明細書に開示されている他の例と同様であり得る。図１２Ａは、長手方向軸１２０５を中心に約３６０°のねじれを有する遮蔽体１２５０の側面図を示している。図１２Ｂは、遮蔽体１２５０の斜視図を示しており、一方、図１２Ｃは、ポンプカプラの一部であり得る円筒形パイプ１２３０の内部に嵌合された遮蔽体１２５０を示す。他の開示された例に対する遮蔽体１２５０の追加のねじれは、より少ないねじれを有する遮蔽体と比較して、例えば、特に軸１２０５から発散する角度を有するＸ線のより大きなパーセンテージをブロックするなど、改善された遮蔽を提供することができる。
【0093】
図１３は、第５の例示的なＸ線遮蔽体１３５０の形状を示す概念図１３００である。遮蔽体１２５０の形状は、軸１２０５を中心に２つの絡み合った螺旋エッジ１２５７を有するが、遮蔽体１３５０は、軸１３０５を中心に１つの螺旋エッジ１３５７と、軸１３０５とほぼ同一線上にある１つの直線エッジ１３５５と、を有する。遮蔽体１２５０と比較して、遮蔽体１３５０は、軸１３０５に平行なＸ線に対して、より低い真空インピーダンスで匹敵する遮蔽効果を提供することができる。遮蔽体１３５０は、軸１３０５を中心に約３９０°のらせん状のねじれを有する。
【0094】
図１４Ａ～１４Ｄは、第６の例示的なＸ線遮蔽体１４５０の形状を示す概念図１４０１～１４０４である。シェル、チャンバ、及びポートなどの機械的詳細は、図示を簡略化するために図１４から省略されており、本明細書に開示されている他の例と同様であり得る。図１４Ａは、細長いねじれ部材１４５３及びスリーブ部材１４５６を有する遮蔽体１４５０の側面断面図を示している。図１４Ｂは遮蔽体１４５０の端面図を示しており、一方、図１４Ｃは遮蔽体１４５０の斜視図を示し、図１４Ｄは遮蔽体１４５０の切り欠き断面図を示している。他の開示された例と同様に、ねじれ部材１４５３内の内部容積１４２０は、Ｘ線遮蔽材で充填することができる。ねじれ部材１４５３は、遮蔽体１２５０と同様に、長手方向軸１４０５を中心に約３６０°のねじれを有する。いくつかの例では、スリーブ１４５６は、ねじれ部材１４５３の内部と同じ又は異なるチャンバを取り囲む二重壁パイプ（例えば、環状の中空シェル）であり得る。このような構成は、軸１４０５に平行なＸ線に対してねじれ部材１４５３によって提供される高レベルの遮蔽と併せて、軸１４０５から発散する角度で放出されるＸ線に対する遮蔽を有利に改善することができる。他の例では、スリーブ１４５６は単一壁パイプであり得、それは遮蔽体１４５０のＸ線遮蔽効果を大幅に増加させない場合があるが、機械的剛性を改善するか、又はポンプカプラ若しくは他の真空エンクロージャ内の遮蔽体１４５０の備え付けを容易にすることができる。
【0095】
一般化されたコンピュータ環境
図１５は、Ｘ線遮蔽体の製造を制御するための説明された例、技法、及び技術が実装され得る、好適なコンピューティングシステム１５００の一般化された例を示している。コンピューティングシステム１５００は、様々な汎用又は専用コンピューティングシステムでイノベーションを実装できるため、本開示の使用又は機能の範囲に関する制限を示唆することを意図しない。コンピューティングシステム１５００は、積層造形プロセス、別の製造プロセス、漏れ検査プロセス、ポンピングプロセス、又は電子顕微鏡若しくは関連する計装の動作を制御することができ、又は、測定データ若しくは動作データを取得、処理、出力、若しくは保存することができる。
図１５は、Ｘ線遮蔽体の製造を制御するための説明された例、技法、及び技術が実装され得る、好適なコンピューティングシステム１５００の一般化された例を示している。コンピューティングシステム１５００は、様々な汎用又は専用コンピューティングシステムでイノベーションを実装できるため、本開示の使用又は機能の範囲に関する制限を示唆することを意図しない。コンピューティングシステム１５００は、積層造形プロセス、別の製造プロセス、漏れ検査プロセス、ポンピングプロセス、又は電子顕微鏡若しくは関連する計装の動作を制御することができ、又は、測定データ若しくは動作データを取得、処理、出力、若しくは保存することができる。
【0096】
図１５を参照すると、コンピューティング環境１５１０は、１つ以上の処理ユニット１５２２及びメモリ１５２４を含む。図１５では、この基本構成１５２０は破線内に含まれている。処理ユニット１５２２は、本明細書で説明されるように、制御又はデータ取得のためなど、コンピュータ実行可能命令を実行することができる。処理ユニット１５２２は、汎用中央処理装置（ＣＰＵ）、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）のプロセッサ、又は任意の他のタイプのプロセッサであり得る。マルチ処理システムでは、複数の処理ユニットがコンピュータ実行可能命令を実行して、処理能力を増加させる。コンピューティング環境１５１０はまた、グラフィックス処理ユニット又は共処理ユニット１５３０を含むことができる。有形メモリ１５２４は、処理ユニット１５２２、１５３０によってアクセス可能な、揮発性メモリ（例えば、レジスタ、キャッシュ、又はＲＡＭ）、不揮発性メモリ（例えば、ＲＯＭ、ＥＥＰＲＯＭ、又はフラッシュメモリ）、又はそれらの何らかの組み合わせであり得る。メモリ１５２４は、処理ユニット１５２２、１５３０による実行に適したコンピュータ実行可能命令の形式で、本明細書で説明される１つ以上のイノベーションを実装するソフトウェア１５８０を格納する。例えば、ソフトウェア１５８０は、積層造形プロセスを制御するためのソフトウェア１５８１、コーティングプロセスを制御するためのソフトウェア１５８２、漏れ検査を制御するためのソフトウェア１５８３、又は他のソフトウェア１５８４を含むことができる。ストレージ１５４０内のソフトウェア１５８０について示す挿入図は、図１５の他の場所のソフトウェア１５８０にも同様に適用可能であり得る。メモリ１５２４はまた、制御パラメータ、較正データ、測定データ、又はデータベースデータを格納することができる。メモリ１５２４はまた、構成データ及び動作データを格納することができる。
【0097】
コンピューティングシステム１５１０は、ストレージ１５４０、入力デバイス１５５０、出力デバイス１５６０、又は通信ポート１５７０のうちの１つ以上などの追加機能を有することができる。バス、コントローラ、又はネットワークなどの相互接続機構（図示せず）は、コンピューティング環境１５１０のコンポーネントを相互接続する。典型的には、オペレーティングシステムソフトウェア（図示せず）は、コンピューティング環境１５１０で実行される他のソフトウェアに対してオペレーティング環境を提供し、コンピューティング環境１５１０のコンポーネントのアクティビティを調整する。
【0098】
有形ストレージ１５４０は、リムーバブル又は非リムーバブルとすることができ、磁気ディスク、磁気テープ若しくはカセット、ＣＤ－ＲＯＭ、ＤＶＤ、又はコンピューティング環境１５１０に非一時的な方法で情報を格納するために使用でき、かつアクセスできる任意の他の媒体を含む。ストレージ１５４０は、本明細書に記載の１つ以上のイノベーションを実装するソフトウェア１５８０の命令（命令及び／又はデータを含む）を格納する。ストレージ１５４０はまた、画像データ、測定データ、参照データ、較正データ、構成データ、又は本明細書で説明される他のデータベース若しくはデータ構造を格納することができる。
【0099】
入力デバイス１５５０は、キーボード、マウス、ペン、タッチスクリーン、若しくはトラックボールなどの機械式、タッチ感知式、若しくは近接感知式の入力デバイス、音声入力デバイス、走査デバイス、又はコンピューティング環境１５１０への入力を提供する別のデバイスであり得る。出力デバイス１５６０は、ディスプレイ、プリンタ、スピーカ、光ディスクライター、又はコンピューティング環境１５１０からの出力を提供する別のデバイスであり得る。入力又は出力はまた、通信ポート１５７０を介して、ネットワーク接続を介してリモートデバイスと通信することができる。
【0100】
通信ポート１５７０は、通信媒体を介した別のコンピューティングエンティティへの通信を可能にする。通信媒体は、コンピュータ実行可能命令、オーディオ若しくはビデオ入力若しくは出力、又は変調されたデータ信号の他のデータなどの情報を伝達する。変調されたデータ信号は、信号内の情報を符号化するような様式で設定又は変更された１つ以上の特性を持つ信号である。限定ではなく一例として、通信媒体は、電気、光、ＲＦ、音響、又は他のキャリアを使用することができる。
【0101】
データ取得システムは、入力デバイス１５５０として、又は通信ポート１５７０に結合されて、コンピューティング環境１５１０に統合することができ、アナログ－デジタル変換器又は計装バスへの接続を含むことができる。計装制御システムは、出力デバイス１５６０として、又は通信ポート１５７０に結合されて、コンピューティング環境１５１０に統合することができ、デジタル－アナログ変換器、スイッチ、又は計装バスへの接続を含むことができる。
【0102】
いくつかの例では、コンピュータシステム１５００は、開示された技術の全部又は一部を実装する命令が実行されるコンピューティングクラウド１５９０も含むことができる。メモリ１５２４、ストレージ１５４０、及びコンピューティングクラウド１５９０の任意の組み合わせを使用して、開示された技術のソフトウェア命令及びデータを格納することができる。
【0103】
本イノベーションは、プログラムモジュールに含まれる命令などのコンピュータ実行可能命令の一般的な文脈で説明することができ、ターゲットの実プロセッサ又は仮想プロセッサ上のコンピューティングシステムで実行される。一般に、プログラムモジュール又はコンポーネントには、特定のタスクを実行するか又は特定のデータタイプを実装するルーチン、プログラム、ライブラリ、オブジェクト、クラス、コンポーネント、データ構造などが含まれる。プログラムモジュールの機能は、様々な実施形態で必要に応じて、プログラムモジュール間で組み合わせるか又は分割することができる。プログラムモジュールのコンピュータ実行可能命令は、ローカル又は分散コンピューティングシステム内で実行できる。
【0104】
「コンピューティングシステム」、「コンピューティング環境」、及び「コンピューティングデバイス」という用語は、本明細書では交換可能に使用される。文脈上明確に別段の指示がない限り、いずれの用語もコンピューティングシステム、コンピューティング環境、又はコンピューティングデバイスのタイプを限定するものではない。一般に、コンピューティングシステム、コンピューティング環境、又はコンピューティングデバイスは、ローカル又は分散型にすることができ、専用ハードウェア及び／又は汎用ハードウェア及び／又は仮想化ハードウェアの任意の組み合わせを、本明細書で説明する機能を実装するソフトウェアとともに含むことができる。
【0105】
一般的な考慮事項
本出願及び特許請求の範囲において使用される、「ａ」、「ａｎ」、及び「ｔｈｅ」という単数形は、文脈上他に明確に指示されない限り、複数形も含む。加えて、「含む」という用語は、「備える」を意味する。更に、「結合された」という用語は、結合された項目間の中間要素の存在を排除するものではない。更に、本明細書で使用される「又は」及び「及び／又は」という用語は、句中の任意の１つの項目又は項目の組み合わせを意味する。
本出願及び特許請求の範囲において使用される、「ａ」、「ａｎ」、及び「ｔｈｅ」という単数形は、文脈上他に明確に指示されない限り、複数形も含む。加えて、「含む」という用語は、「備える」を意味する。更に、「結合された」という用語は、結合された項目間の中間要素の存在を排除するものではない。更に、本明細書で使用される「又は」及び「及び／又は」という用語は、句中の任意の１つの項目又は項目の組み合わせを意味する。
【0106】
本明細書に記載のシステム、方法、及び装置は、いかなる方法によっても限定的なものとして解釈されるべきではない。代わりに、本開示は、単独で、並びに相互の様々な組み合わせ及び部分的な組み合わせにおいて、様々な開示された実施形態の全ての新規かつ非自明な特徴及び態様を対象とする。開示されたシステム、方法、及び装置は、任意の特定の態様若しくは特徴又はそれらの組み合わせに限定されるものではなく、開示されたシステム、方法、及び装置は、任意の１つ以上の特定の利点が存在すべきである、又は問題が解決されるべきであることも必要としない。また、任意の例からの技術は、他の例のうちの任意の１つ以上で記載された技術と組み合わせることができる。いずれの動作理論も説明を容易にするためであるが、開示されたシステム、方法、及び装置は、そのような動作理論に限定されない。
【0107】
開示された方法のいくつかの動作は、便宜的な提示のため、特定の順番で記載されているが、以下に記載される具体的な用語によって特定の順序が要求されない限り、この説明様式が並び替えを包含することを理解されたい。例えば、順次記載される動作は、場合によっては、並び替えられ得るか、又は同時に実行され得る。更に、単純化のために、添付の図は、開示されたシステム、方法、及び装置を、他のシステム、方法、及び装置とともに使用することができる様々な方式を示していない場合がある。加えて、説明は、時に、開示された方法を説明するために、「生成する」、「提供する」、又は「検査する」のような用語を使用する。これらの用語は、実行される実際の動作の高レベルの抽象化である。これらの用語に対応する実際の動作は、特定の実施態様に応じて、様々であり、当業者には容易に認識可能である。
【0108】
いくつかの例では、値、手順、又は装置は、「最低」、「最良」、「最小」などと言及される。そのような記載は、少数又は多くの代替例の中から選択できることを示すことを意図しており、そのような選択は、考慮されていない他の代替例よりも低い、より良い、より少ない、又はそうでなければ好ましいものである必要はないことが理解されよう。
【0109】
本開示の装置又は方法を参照して本明細書に提示される動作理論、科学的原理、又は他の理論的説明は、理解を深めるために提供されたものであり、範囲を限定することを意図したものではない。添付の特許請求の範囲における装置及び方法は、そのような動作理論によって説明される様式で機能する装置及び方法に限定されない。
【0110】
開示された方法のいずれも、有形の非一時的なコンピュータ可読ストレージ媒体などの１つ以上のコンピュータ可読ストレージ媒体に格納されて、コンピューティングデバイス（例えば、タブレット、スマートフォン、又はコンピューティングハードウェアを含む他のモバイルデバイスを含む、任意の利用可能なコンピューティングデバイス）上で実行されるコンピュータ実行可能命令又はコンピュータプログラム製品によって制御されるか、又はコンピュータ実行可能命令又はコンピュータプログラム製品として実装することができる。有形のコンピュータ可読ストレージ媒体は、コンピューティング環境内でアクセスできる任意の利用可能な有形の媒体である（例えば、１つ以上の、ＤＶＤ若しくはＣＤなどの光メディアディスク、揮発性メモリコンポーネント（ＤＲＡＭ若しくはＳＲＡＭなど）、又は不揮発性メモリコンポーネント（フラッシュメモリ若しくはハードドライブなど））。例として、図１５を参照すると、コンピュータ可読ストレージ媒体は、メモリ１５２４及びストレージ１５４０を含む。コンピュータ可読ストレージ媒体又はコンピュータ可読媒体という用語には、信号及び搬送波は含まれない。更に、コンピュータ可読ストレージ媒体又はコンピュータ可読媒体という用語には、通信ポート（例えば、１５７０）は含まれない。
【0111】
開示された技法を実装するためのコンピュータ実行可能命令、及び開示された実施形態の実装中に作成及び使用される任意のデータのいずれも、１つ以上のコンピュータ可読ストレージ媒体に格納することができる。コンピュータ実行可能命令は、例えば、ウェブブラウザ又は他のソフトウェアアプリケーション（リモートコンピューティングアプリケーションなど）を介してアクセス又はダウンロードされる、専用ソフトウェアアプリケーション又はソフトウェアアプリケーションの一部であり得る。そのようなソフトウェアは、例えば、１つ以上のネットワークコンピュータを使用して、単一のローカルコンピュータ（例えば、任意の適切な市販のコンピュータ）上で、又はネットワーク環境（例えば、インターネット、広域ネットワーク、ローカルエリアネットワーク、クライアントサーバネットワーク、クラウドコンピューティングネットワーク、又は他のそのようなネットワークを介する）において、実行することができる。
【0112】
明確にするために、ソフトウェアベースの実装の、ある特定の選択された態様のみが説明されている。当技術分野で周知の他の詳細は省略する。例えば、開示された技術は特定のコンピュータ言語又はプログラムに限定されないことを理解されたい。例えば、開示された技術は、Ａｄｏｂｅ Ｆｌａｓｈ、Ｃ、Ｃ＋＋、Ｃ＃、Ｃｕｒｌ、Ｄａｒｔ、Ｆｏｒｔｒａｎ、Ｊａｖａ、ＪａｖａＳｃｒｉｐｔ、Ｊｕｌｉａ、Ｌｉｓｐ、Ｍａｔｌａｂ、Ｏｃｔａｖｅ、Ｐｅｒｌ、Ｐｙｔｈｏｎ、Ｑｔ、Ｒ、Ｒｕｂｙ、ＳＡＳ、ＳＰＳＳ、ＳＱＬ、ＷｅｂＡｓｓｅｍｂｌｙ、その任意の派生語、若しくは他の適切なプログラミング言語、又はいくつかの例では、ＨＴＭＬ若しくはＸＭＬなどのマークアップ言語で、又は適切な言語、ライブラリ、及びパッケージの任意の組み合わせとともに書かれたソフトウェアによって実装することができる。同様に、開示された技術は、任意の特定のコンピュータ又はハードウェアのタイプに限定されない。適切なコンピュータ及びハードウェアのある特定の詳細は周知であり、本開示で詳細に説明する必要はない。
【0113】
更に、ソフトウェアベースの実施形態のうちのいずれか（例えば、開示された方法のうちのいずれかをコンピュータに実行させるためのコンピュータ実行可能命令を含む）は、適切な通信手段を介して、アップロード、ダウンロード、サイドロード、又はリモートアクセスすることができる。このような適切な通信手段には、例えば、インターネット、ワールドワイドウェブ、イントラネット、ソフトウェアアプリケーション、ケーブル（光ファイバケーブルを含む）、磁気通信、電磁通信（ＲＦ、マイクロ波、赤外線、及び光通信を含む）、電子通信、又は他のそのような通信手段が含まれる。
【0114】
開示された主題の原理が適用され得る多くの可能な実施形態を考慮して、例示された実施形態は、開示された主題の好ましい例にすぎず、特許請求の範囲を限定するものとして解釈されるべきではないことを認識すべきである。むしろ、特許請求される主題の範囲は、以下の特許請求の範囲によって定義される。したがって、私たちはこれらの特許請求の範囲に含まれる全てのものを請求する。
【0115】
更に、本明細書に開示された本発明は、以下に列記された項目のうちの１つ以上によって説明され得るか、又はそれらと一致し得る。
項目１．Ｘ線遮蔽体を製造する方法であって、
チャンバを画定しかつ１つ以上のポートを有する、シェルを作製することと、
シェルを検査して、シェルに漏れがないことを確認することと、
検査されたシェルにＸ線遮蔽材を充填することと、
充填されたシェルの１つ以上のポートを密封することと、を含む、方法。
項目２．シェルが、積層造形プロセスによって作製される、項目１に記載の方法。
項目３．積層造形プロセスが、直接金属レーザ焼結（ＤＭＬＳ）、選択的レーザ溶融（ＳＬＭ）、電子ビーム溶融（ＥＢＭ）、又は結合剤噴射（ＢＪ）を含む、項目２に記載の方法。
項目４．
検査を含む期間中、シェルの周りの環境からチャンバを一時的に隔離することを更に含む、先行項目のいずれかに記載の方法。
項目５．検査することが、１０－７ｍｂａｒ・ｌ／ｓ以下の漏れ速度閾値を有する、先行項目のいずれかに記載の方法。
項目６．シェルが、剛性である、先行項目のいずれかに記載の方法。
項目７．シェルが、ステンレス鋼を含む、先行項目のいずれかに記載の方法。
項目８．シェルが、０．１～１．０ｍｍの範囲の壁厚の中央値を有する、先行項目のいずれかに記載の方法。
項目９．Ｘ線遮蔽材が、金属を含み、充填作業が、溶融状態の金属をチャンバ内に導入することを含む、先行項目のいずれかに記載の方法。
項目１０．Ｘ線遮蔽材が、金属粒子を担持した樹脂を含む、項目１～８のいずれか１項に記載の方法。
項目１１．１つ以上のポートが、充填作業中にＸ線遮蔽材をチャンバ内に導入するために使用される第１のポートと、充填作業中にチャンバから排される流体を排出するために使用される第２のポートと、を含む、先行項目のいずれかに記載の方法。
項目１２．密封することが、１つ以上のポートの各々上にそれぞれのキャップを溶接することを含む、先行項目のいずれかに記載の方法。
項目１３．剛性シェルが、第１の平均原子番号Ｚ１の材料を含み、方法が、
Ｚ１より小さい平均原子番号Ｚ２の別の材料で剛性シェルをクラッディングすることを更に含む、先行項目のいずれかに記載の方法。
項目１４．真空エンクロージャ内に収容された電子顕微鏡からのＸ線放出を低減する方法であって、方法が、
項目１に記載の方法によってＸ線遮蔽体を製造することと、
真空エンクロージャの内部容積内にＸ線遮蔽体を固定することと、を含む、方法。
項目１５．Ｘ線遮蔽体が、電子顕微鏡のポンプカプラ内に固定され、かつポンプカプラの吸気口を通りポンプカプラの長手方向軸に平行に放出されるＸ線の少なくとも８０％をブロックするように配向される、項目１４に記載の方法。
項目１６．装置であって、
真空エンクロージャと、
真空エンクロージャ内に位置決めされているＸ線遮蔽体と、を備え、Ｘ線遮蔽体が、
Ｘ線遮蔽材を包有する逆真空ボトルを備える、装置。
項目１７．装置が、カラム軸を有する電子顕微鏡であり、装置が、
ポンプカプラを更に備え、Ｘ線遮蔽体が、ポンプカプラ内に位置決めされており、かつ真空エンクロージャ内のＸ線発生場所から放出されてポンプカプラの吸気口を通るＸ線の少なくとも８０％をブロックするように配向されている、項目１６に記載の装置。
項目１８．ポンプカプラの真空コンダクタンスが、Ｘ線遮蔽体によって、Ｘ線遮蔽体がない場合と比較して最大２０％減少する、項目１７に記載の装置。
項目１９．真空容器内の圧力が１０－９ｍｂａｒ未満である、項目１６～１８のいずれか１項に記載の装置。
項目２０．Ｘ線遮蔽材が、少なくとも５０重量％の鉛を含む、項目１６～１９のいずれか１項に記載の装置。
項目２１．逆真空ボトルが、ステンレス鋼を含む、項目１６～２０のいずれか１項に記載の装置。
項目２２．ステンレス鋼が、１４以下の平均原子番号の材料でクラッディングされている、項目２１に記載の装置。
項目２３．Ｘ線遮蔽体が、ねじれた細長い部材を含む、項目１６～２２のいずれか１項に記載の装置。
項目２４．方法であって、
電子顕微鏡の真空エンクロージャ内部にＸ線遮蔽材を包有する逆真空ボトルを設置することと、
真空エンクロージャを１０－９ｍｂａｒ未満の圧力までポンピングすることと、を含む、方法。
項目２５．真空容器が、ポンプカプラを備え、設置することが、ポンプカプラ内に逆真空ボトルを固定することを含む、項目２４に記載の方法。
項目１．Ｘ線遮蔽体を製造する方法であって、
チャンバを画定しかつ１つ以上のポートを有する、シェルを作製することと、
シェルを検査して、シェルに漏れがないことを確認することと、
検査されたシェルにＸ線遮蔽材を充填することと、
充填されたシェルの１つ以上のポートを密封することと、を含む、方法。
項目２．シェルが、積層造形プロセスによって作製される、項目１に記載の方法。
項目３．積層造形プロセスが、直接金属レーザ焼結（ＤＭＬＳ）、選択的レーザ溶融（ＳＬＭ）、電子ビーム溶融（ＥＢＭ）、又は結合剤噴射（ＢＪ）を含む、項目２に記載の方法。
項目４．
検査を含む期間中、シェルの周りの環境からチャンバを一時的に隔離することを更に含む、先行項目のいずれかに記載の方法。
項目５．検査することが、１０－７ｍｂａｒ・ｌ／ｓ以下の漏れ速度閾値を有する、先行項目のいずれかに記載の方法。
項目６．シェルが、剛性である、先行項目のいずれかに記載の方法。
項目７．シェルが、ステンレス鋼を含む、先行項目のいずれかに記載の方法。
項目８．シェルが、０．１～１．０ｍｍの範囲の壁厚の中央値を有する、先行項目のいずれかに記載の方法。
項目９．Ｘ線遮蔽材が、金属を含み、充填作業が、溶融状態の金属をチャンバ内に導入することを含む、先行項目のいずれかに記載の方法。
項目１０．Ｘ線遮蔽材が、金属粒子を担持した樹脂を含む、項目１～８のいずれか１項に記載の方法。
項目１１．１つ以上のポートが、充填作業中にＸ線遮蔽材をチャンバ内に導入するために使用される第１のポートと、充填作業中にチャンバから排される流体を排出するために使用される第２のポートと、を含む、先行項目のいずれかに記載の方法。
項目１２．密封することが、１つ以上のポートの各々上にそれぞれのキャップを溶接することを含む、先行項目のいずれかに記載の方法。
項目１３．剛性シェルが、第１の平均原子番号Ｚ１の材料を含み、方法が、
Ｚ１より小さい平均原子番号Ｚ２の別の材料で剛性シェルをクラッディングすることを更に含む、先行項目のいずれかに記載の方法。
項目１４．真空エンクロージャ内に収容された電子顕微鏡からのＸ線放出を低減する方法であって、方法が、
項目１に記載の方法によってＸ線遮蔽体を製造することと、
真空エンクロージャの内部容積内にＸ線遮蔽体を固定することと、を含む、方法。
項目１５．Ｘ線遮蔽体が、電子顕微鏡のポンプカプラ内に固定され、かつポンプカプラの吸気口を通りポンプカプラの長手方向軸に平行に放出されるＸ線の少なくとも８０％をブロックするように配向される、項目１４に記載の方法。
項目１６．装置であって、
真空エンクロージャと、
真空エンクロージャ内に位置決めされているＸ線遮蔽体と、を備え、Ｘ線遮蔽体が、
Ｘ線遮蔽材を包有する逆真空ボトルを備える、装置。
項目１７．装置が、カラム軸を有する電子顕微鏡であり、装置が、
ポンプカプラを更に備え、Ｘ線遮蔽体が、ポンプカプラ内に位置決めされており、かつ真空エンクロージャ内のＸ線発生場所から放出されてポンプカプラの吸気口を通るＸ線の少なくとも８０％をブロックするように配向されている、項目１６に記載の装置。
項目１８．ポンプカプラの真空コンダクタンスが、Ｘ線遮蔽体によって、Ｘ線遮蔽体がない場合と比較して最大２０％減少する、項目１７に記載の装置。
項目１９．真空容器内の圧力が１０－９ｍｂａｒ未満である、項目１６～１８のいずれか１項に記載の装置。
項目２０．Ｘ線遮蔽材が、少なくとも５０重量％の鉛を含む、項目１６～１９のいずれか１項に記載の装置。
項目２１．逆真空ボトルが、ステンレス鋼を含む、項目１６～２０のいずれか１項に記載の装置。
項目２２．ステンレス鋼が、１４以下の平均原子番号の材料でクラッディングされている、項目２１に記載の装置。
項目２３．Ｘ線遮蔽体が、ねじれた細長い部材を含む、項目１６～２２のいずれか１項に記載の装置。
項目２４．方法であって、
電子顕微鏡の真空エンクロージャ内部にＸ線遮蔽材を包有する逆真空ボトルを設置することと、
真空エンクロージャを１０－９ｍｂａｒ未満の圧力までポンピングすることと、を含む、方法。
項目２５．真空容器が、ポンプカプラを備え、設置することが、ポンプカプラ内に逆真空ボトルを固定することを含む、項目２４に記載の方法。
【図1A】
【図1B】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6A】
【図6B】
【図6C】
【図6D】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10A】
【図10B】
【図11】
【図12A】
【図12B】
【図12C】
【図13】
【図14A】
【図14B】
【図14C】
【図14D】
【図15】
