JP6110209B2 - Ｘ線発生用ターゲット及びｘ線発生装置 - Google Patents

Description

本発明は、Ｘ線発生装置に用いられるＸ線発生用ターゲット及びそれを備えるＸ線発生装置に関する。

Ｘ線発生用ターゲットとして、基板と、基板に埋設されたターゲット部と、を備えるものが知られている（例えば、特許文献１参照）。特許文献１に記載されたＸ線発生用ターゲットでは、ベリリウム又はカーボン等の軽元素からなる基板に、タングステン又はモリブデンからなる単一の柱状の金属ワイヤが埋設されている。

特開２００４−０２８８４５号公報

Ｘ線焦点径のさらなる微小化の要望に応えるためには、ターゲット部のサイズをさらに微小化することが必要となる。一方、ターゲット部をより微小なサイズ（例えば、ナノメートルサイズ）とした際には、集束された電子ビームを確実にターゲット部に入射させるために、ターゲットにおけるターゲット部の位置を特定する必要がある。そのため、例えばターゲット上で電子ビームを走査し、その情報を用いてターゲット部の位置を特定することが考えられる。しかしながら、ターゲット部は微小なため、走査によって得られる信号量（信号変化量）も微小であり、必要な情報を得るには、微小な信号（信号変化）を確実に検出する必要があった。また、そのためには、走査の速度を落とす必要があった。このように、ターゲットの位置の特定は容易ではなく、また特定するまでに時間を要していた。

本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、ターゲット部を迅速且つ的確に特定できるＸ線発生用ターゲット及びＸ線発生装置を提供することを目的とする。

本発明に係るＸ線発生用ターゲットは、絶縁材料からなり、互いに対向する第１主面及び第２主面を有すると共に第１及び第２主面の対向方向に延びる孔部が形成されている基板と、金属材料からなり、孔部に埋設されたターゲット部と、を備えるＸ線発生用ターゲットであって、金属材料からなり、第１主面側に位置し且つ対向方向から見てターゲット部と重ならないように離間して配置された目印部を備え、対向方向から見て、目印部の表面積はターゲット部の表面積よりも大きく、対向方向における目印部の長さ寸法は、ターゲット部の長さ寸法よりも小さいことを特徴とする。

このＸ線発生用ターゲットでは、基板の第１主面側に目印部が配置されており、目印部の表面積は、ターゲット部の表面積よりも大きい。これにより、目印部の位置情報を確実に発生させることができる。更に、目印部は、第１及び第２主面の対向方向から見てターゲット部と重ならないように離間すると共に、対向方向における目印部の長さ寸法（厚さ）は、ターゲット部の長さ寸法（厚さ）よりも小さいため、目印部とターゲット部とでは、入射した電子ビームによって示す特性に違いが生じる。よって、目印部とターゲット部とが確実に識別可能とされている。これにより、Ｘ線発生用ターゲットでは、検出し易くターゲット部との識別が可能な目印部を基準としてターゲット部の位置を特定可能であるため、ターゲット部を迅速且つ的確に特定できる。

一実施形態においては、目印部は、ターゲット部の周囲に配置されていてもよい。これにより、Ｘ線発生用ターゲットでは、より迅速且つ正確にターゲット部を特定することができる。

一実施形態においては、目印部は、ターゲット部を取り囲んでいてもよい。これにより、Ｘ線発生用ターゲットでは、より迅速且つ正確にターゲット部を特定することができる。

一実施形態においては、ターゲット部の周囲に複数配置されていてもよい。これにより、Ｘ線発生用ターゲットでは、より迅速且つ正確にターゲット部を特定することができる。

本発明に係るＸ線発生装置は、上記のＸ線発生用ターゲットと、Ｘ線発生用ターゲットのターゲット部に入射する電子ビームを発生する電子銃と、電子ビームを集束させる集束部と、電子ビームをＸ線発生用ターゲット上で走査させる走査部と、集束部及び走査部を制御する制御部と、を備え、目印部は、走査部による電子ビームの走査領域内で、且つ、集束部によりターゲット部に集束された電子ビームの集束領域外に配置されていることを特徴とする。

このＸ線発生装置では、Ｘ線発生用ターゲットの目印部は、走査部による電子ビームの走査領域内で、且つ、集束部によりターゲット部に集束された電子ビームの集束領域外に配置されている。これにより、Ｘ線発生装置では、走査のときには電子ビームを確実に目印部に照射しつつ、ターゲット部に集束された電子ビームが照射されたときには目印部に電子ビームが照射されない。したがって、Ｘ線発生装置では、ターゲット部から発生するＸ線に目印部が影響を及ぼすことを抑制できる。

本発明によれば、ターゲット部を迅速且つ的確に特定できる。

第１実施形態に係るＸ線発生装置を示す概略構成図である。 ターゲットを基板の第１主面側から見た図である。 図２におけるＩＩＩ−ＩＩＩ線での断面構成を示す図である。 他の形態に係るターゲットの断面構成を示す図である。 他の形態に係るターゲットを基板の第１主面側から見た図である。 第２実施形態に係るターゲットを第１主面側から見た図である。 図６におけるＶＩＩ−ＶＩＩ線での断面構成を示す図である。 他の形態に係るターゲットの断面構成を示す図である。 他の形態に係るターゲットを基板の主面側から見た図である。 他の形態に係るターゲットを基板の主面側から見た図である。 第３実施形態に係るターゲットを基板の主面側から見た図である。 図１１におけるＸＩＩ−ＸＩＩ線での断面構成を示す図である。 他の形態に係るターゲットの断面構成を示す図である。 他の形態に係るターゲットを基板の第１主面側から見た図である。 第４実施形態に係るターゲットを基板の第１主面側から見た図である。 図１５におけるＸＶＩ−ＸＶＩ線での断面構成を示す図である。 他の形態に係るターゲットの断面構成を示す図である。 他の形態に係るターゲットを基板の第１主面側から見た図である。

以下、添付図面を参照して、本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。なお、図面の説明において同一又は相当要素には同一符号を付し、重複する説明は省略する。

［第１実施形態］
図１を参照して、本実施形態に係るＸ線発生装置の構成について説明する。図１は、第１実施形態に係るＸ線発生装置を示す概略構成図である。

Ｘ線発生装置１は、開放型であり、使い捨てに供される密封型と異なり、真空状態を任意に作り出すことができ、ターゲット（Ｘ線発生用ターゲット）Ｔや電子銃部３のカソード等の交換を可能にしている。Ｘ線発生装置１は、動作時に真空状態になり、導電性材料、例えばステンレスからなる円筒形状の筒状部５を有している。筒状部５は、下側に位置する電子銃収容部５ａと上側に位置するターゲット保持部５ｂとからなり、ターゲット保持部５ｂはヒンジ（不図示）を介して電子銃収容部５ａに取り付けられている。従って、ターゲット保持部５ｂが、ヒンジを介して横倒しになるように回動することで、電子銃収容部５ａの上部を開放させることができ、電子銃収容部５ａ内に収容されている電子銃部３（カソード）へのアクセスを可能にする。

ターゲット保持部５ｂ内には、集束レンズとして機能する筒状のコイル部（集束部）７と、偏向コイルとして機能する筒状のコイル部（走査部）９が設けられると共に、コイル部７，９の中心を通るよう、筒状部５の長手方向に電子通路１１が延在している。電子通路１１はコイル部７，９で包囲される。ターゲット保持部５ｂの下端にはディスク板１３が蓋をするように固定され、ディスク板１３の中心には、電子通路１１の下端側に一致させる電子導入孔１３ａが形成されている。

ターゲット保持部５ｂの上端は円錐台に形成され、頂部には、電子通路１１の上端側に位置してＸ線出射窓を形成する透過型のターゲットＴが装着されている。ターゲットＴは、接地させた状態で電子通路１１の上端部を真空封止するように、図示しない着脱構造によって着脱自在に固定されているため、消耗品であるターゲットＴの交換も可能になる。

電子銃収容部５ａには真空ポンプ１７が固定され、真空ポンプ１７は筒状部５内を高真空状態にするためのものである。すなわち、Ｘ線発生装置１が真空ポンプ１７を装備することによって、ターゲットＴやカソード等の交換が可能になっている。

筒状部５の基端側には、電子銃部３との一体化が図られたモールド電源部１９が固定されている。モールド電源部１９は、電気絶縁性の樹脂（例えば、エポキシ樹脂）でモールド成形させたものであると共に、金属製のケース内に収容されている。

モールド電源部１９内には、高電圧（例えば、−数十ｋＶ以下）を発生させるようなトランスを構成させた高圧発生部（不図示）が封入されている。モールド電源部１９は、下側に位置して直方体形状をなすブロック状の電源本体部１９ａと、電源本体部１９ａから上方に向けて電子銃収容部５ａ内に突出する円柱状のネック部１９ｂとからなる。高圧発生部は、電源本体部１９ａ内に電気絶縁性の樹脂によって封入されている。ネック部１９ｂの先端部には、電子通路１１を挟むように、ターゲットＴに対峙させるよう配置させた電子銃部３が装着されている。モールド電源部１９の電源本体部１９ａ内には、高圧発生部に電気的に接続させた電子放出制御部（不図示）が封入されている。電子放出制御部は、電子銃部３に接続されており、電子の放出のタイミングや管電流などを制御している。

続いて、ターゲットＴについて説明する。図２は、ターゲットを基板の第１主面側から見た図である。図３は、図２におけるＩＩＩ−ＩＩＩでの断面構成を示す図である。なお、以降のターゲットＴ１，Ｔ２，Ｔ３においては、図示を容易にするため、図示上における各構成の大きさや離間距離等は、実際の数値条件と必ずしも適合しない。すなわち、各図において、各構成の寸法比率は実際のものとは異なる場合があり、実際の構成と必ずしも一致していない。

図２及び図３に示すように、ターゲットＴは、基板２１と、ターゲット部２３と、導電層２５と、目印部２７と、を有しており、Ｘ線出射窓を兼ねた透過型ターゲットとなっている。基板２１は、電子入射によるＸ線の発生が少なく、Ｘ線透過性及び放熱性に優れた電気的な絶縁材料、例えばダイヤモンドからなり、互いに対向する平面部である第１及び第２主面２１ａ，２１ｂを有した平板状部材である。第１主面２１ａが電子入射側の面、第２主面２１ｂがＸ線出射側の面であって、第１及び第２主面２１ａ，２１ｂの対向方向Ａに沿った方向における基板２１の厚みは、例えば３００μｍ程度に設定されている。

ターゲット部２３は、基板２１の第１主面２１ａ側に位置している。ターゲット部２３は、基板２１において対向方向Ａに延びる孔部、具体的には第１主面２１ａ側から有底状に形成された孔部Ｈに埋設されている。ターゲット部２３は、基板２１とは異なる材料からなる金属（例えば、タングステン、金、白金等）によって円柱状に形成されており、例えば対向方向Ａから見た第１主面２１ａ側の端面である電子入射面の外径（直径）Ｄ１が１００ｎｍ〜２μｍ程度、対向方向Ａに沿った方向の長さ（厚さ）Ｌ１が５００ｎｍ〜４μｍ程度とされている。本実施形態では、ターゲット部２３の金属としてタングステンを採用し、ターゲット部２３の外径Ｄ１を例えば５００ｎｍ、長さＬ１を例えば１μｍとしている。

導電層２５は、基板２１の第１主面２１ａ側に形成されており、電子ビームＥＢによる第１主面２１ａの帯電を抑制すると共に、電子ビームＥＢに対して第１主面２１ａを保護する。導電層２５は、例えば、遷移元素（より好ましくは第一遷移元素）を含む導電性材料からなり、例えばチタンやクロム、及びそれらの導電性化合物からなる導電性薄膜であって、ここではチタン薄膜とする。導電層２５の対向方向Ａに沿った方向の長さ（厚さ）は、例えば５０ｎｍ程度であり、ターゲット部２３の長さＬ１よりも小さい。導電層２５は、例えば、第１主面２１ａ上に物理蒸着（ＰＶＤ）等の蒸着によって形成する。また、導電層２５として、不純物（例えば、ボロン等）をドープしたダイヤモンドを用いてもよく、この場合、マイクロ波プラズマＣＶＤ法により、ダイヤモンド粒子を生成及び成長させてダイヤモンド層を形成し、形成したダイヤモンド層にボロンをドーピングして形成する。なお、本実施形態においては、導電層２５はターゲット部２３の電子入射面を露出するように形成されているが、覆うように形成してもよい。

目印部２７は、基板２１の第１主面２１ａ側に位置し、導電層２５上に配置されている。目印部２７は、ターゲット部２３の位置を特定する際、基準となる位置情報を発生させる部分である。目印部２７は、基板２１の第１及び第２主面２１，２１ｂの対向方向Ａから見て、ターゲット部２３と重ならないように離間して配置されている。目印部２７は、ターゲット部２３の中心をその中心とする仮想円Ｓの円周上に複数（ここでは４つ）配置されている。

目印部２７は、ターゲット部２３を挟んで対向する位置にそれぞれ配置されている。仮想円周上で隣り合う目印部２７同士は、等間隔とされている。一対の目印部２７の対向方向は、互いに略直交している。目印部２７とターゲット部２３との離間距離ｄ（目印部２７とターゲット部２３において対向する外縁同士間における最短距離）は、それぞれ、例えば１０〜５０μｍ程度である。なお、ターゲット部２３の外径Ｄ１が離間距離ｄと比較して十分に小さい場合には、仮想円Ｓの半径を離間距離ｄとして近似することもできる。目印部２７は、基板２１とは異なる材料からなる金属（例えば、タングステン、金、白金等）によって円盤状に形成されている。本実施形態では、目印部２７の金属として、ターゲット部２３と同様に、タングステンを採用している。

目印部２７は、例えば対向方向Ａから見た外径（直径）Ｄ２が３〜１０μｍ程度、対向方向Ａに沿った方向の長さ（厚さ）Ｌが５０〜５００ｎｍ程度の扁平な円柱状である。本実施形態では、目印部２７の外径Ｄ２を例えば５μｍ、長さＬ２を例えば２００ｎｍとしている。目印部２７の外径Ｄ２は、ターゲット部２３の外径Ｄ１よりも大きい（Ｄ２＞Ｄ１）。すなわち、目印部２７の表面積（電子入射方向から見た面積）は、ターゲット部２３の表面積よりも大きい。目印部２７の長さＬ２は、ターゲット部２３の長さＬ１よりも短く（Ｌ２＜Ｌ１）、また、導電層２５の対向方向Ａに沿った方向の長さよりは大きい。

再び、図１を参照する。Ｘ線発生装置１は、反射電子検出部としての反射電子検出器３１と、制御部としてのコントローラ３３と、ターゲット部２３の機械的な移動機構となるＸＹステージ３４と、を備えている。反射電子検出器３１は、図示しない経路を介して、又は電子通路１１中における、ターゲットＴに向かう電子ビームＥＢに対して互いに影響を受けないような位置に、ターゲット部２３を臨むようにターゲット保持部５ｂの上端側に配置されており、ターゲットＴで反射された電子（反射電子）を検出する。また、吸収電子検出部として、電流検出器３２を備えていてもよい。電流検出器３２は、ターゲットＴに電気的に接続され、ターゲットＴに吸収された電子ビームＥＢの量を示す吸収電流を検出し、その情報を制御部であるコントローラ３３に出力する。なお、電流検出部を別途設けることなく、コントローラ３３が電流検出部を備えていてもよい。また、反射電子検出部と吸収電子検出部とを、両方備えていてもよいし、いずれか一方のみでもよい。また、制御部としては、単一のコントローラ３３でＸ線発生装置１に関する制御を行ってもよいし、複数のコントローラ３３を備え、それらの協働によってＸ線発生装置１に関する制御を行ってもよい。

コントローラ３３は、Ｘ線発生装置１に関する各種の制御を行い、例えばモールド電源部１９の高圧発生部及び電子放出制御部を制御する。これにより、電子銃部３とターゲットＴ（ターゲット部２３）との間に所定の電流・電圧が印加され、電子銃部３から電子ビームＥＢが出射する。電子銃部３から出射された電子ビームＥＢは、コントローラ３３により制御されたコイル部７にて適切に集束されて、ターゲットＴに入射してターゲットＴ上に集束領域を形成する。この集束領域は、電子ビームＥＢのターゲットＴ上における照射野Ｅであって、電子ビームＥＢがターゲットＴ上に入射した際に電子入射形跡の生じる領域とほぼ等しい。そして、照射野Ｅは、図２に示すように対向方向Ａに沿った、ターゲットＴに垂直な方向（電子入射方向）から見て、その範囲内にターゲット部２３が含まれると共に、その外縁はターゲット部２３と目印部２７との離間領域内に含まれている。離間領域の外縁は、上述したターゲット部２３の中心と同心な仮想円Ｓと等しいため、照射野Ｅの外径（直径）ＥＤは、ターゲット部２３の外径Ｄ１よりも大きく、仮想円Ｓの外径（直径）ＳＤよりも小さくされている（Ｄ１＜ＥＤ＜ＳＤ）。なお、照射野Ｅの外径ＥＤは、例えば１０〜３０μｍ程度である。

このように、目印部２７は、集束領域である照射野Ｅの領域外に配置されているため、目印部２７によるノイズ成分が抑制された状態で所望の焦点径を持ったＸ線ＸＲを取り出すことができる。換言すれば、ターゲット部２３へ電子ビームＥＢを照射してＸ線を取り出す際には、コントローラ３３はコイル部７を、確実にターゲット部２３を含みつつ、目印部２７を含まないような照射野Ｅとなるように制御することで、目印部２７によるノイズ成分が抑制された状態で所望の焦点径を持ったＸ線ＸＲを取り出すことができる。

また、コントローラ３３は、反射電子検出器３１が検出する反射電子（電流検出器３２が検出する吸収電子）の強度をリアルタイムに監視し、ターゲットＴからの反射電子（吸収電子）の強度とターゲットＴにおいて設定された位置情報に基づいて、コイル部９を制御する。このとき、コイル部９は、電子銃部３からの電子ビームＥＢを、電子ビームＥＢの照射野ＥがターゲットＴ上で二次元的に走査するように偏向する。コイル部９により走査される電子ビームＥＢのターゲット上の走査領域（範囲）は、例えば１００〜１５０μｍ程度であり、ターゲット部２３及び目印部２７は走査領域内に1組以上、好ましくは複数組配置される。また、電子ビームＥＢのターゲット上への入射領域をさらに大きく移動させたい場合には、コントローラ３３の制御に基づき、ＸＹステージ３４によってターゲット部２３自体をターゲット保持部５ｂに対して移動させてもよい。このように、コイル部９による電子ビームＥＢの偏向と、ＸＹステージ３４によるターゲット部２３自体の移動とを組み合わせることで、ターゲット部２３をより広範囲に活用することができる。

電子ビームＥＢを物質に照射した時、物質の原子番号に依存する量の反射電子が放出される（原子番号が大きいほど、多くの反射電子を放出する）。本実施形態では、ダイヤモンドからなる基板２１に、タングステンからなるターゲット部２３と、タングステンからなる目印部２７とを配置しているので、より多くの反射電子を検出した場所をターゲット部２３又は目印部２７と判定することができる。そこで、コントローラ３３は、より多くの反射電子を得られるように電子ビームＥＢの偏向を制御する。

一方で、電子ビームＥＢを物質に照射した時には、物質の原子番号に依存する量の電子の吸収も生じる。すなわち、原子番号が大きいほど吸収電流値は小さく、原子番号が小さいほど吸収電流値は大きい。本実施形態では、ダイヤモンドからなる基板２１に、タングステンからなるターゲット部２３と、タングステンからなる目印部２７とを設けているので、吸収電流値が小さい場所をターゲット部２３又は目印部２７と判定することができる。そこで、コントローラ３３は、吸収電流値がより小さくなるように電子ビームＥＢの偏向を制御する。なお、本実施形態においては、吸収電流はターゲット電流と等しい。

ターゲット部２３の特定方法について、より詳細に説明する。コントローラ３３は、コイル部９を制御し、電子ビームＥＢをターゲットＴ上で走査させて、反射電子検出器３１が検出する反射電子（電流検出器３２が検出する吸収電子）の強度を監視する。ターゲットＴにおいて、目印部２７は、ターゲット部２３よりも表面積が大きいため、ターゲット部２３と比較して、電子ビームＥＢの照射野Ｅに入った際の反射電子（吸収電子）の強度（強度変化）が大きい。そのため、ターゲットＴにおける目印部２７の位置情報がターゲット部２３と比較して確実に取得され得る。

コントローラ３３は、目印部２７の位置情報を取得すると、目印部２７が配置されている位置がターゲット部２３を中心とする仮想円円周上であるとし、その仮想円の中心を求める。コントローラ３３は、仮想円の中心を求めると、その中心の位置情報とターゲットＴにおいて設定されているターゲット部２３の位置情報、及び、反射電子（吸収電子）の強度に基づいて、ターゲット部２３の位置を特定する。コントローラ３３は、ターゲット部２３に電子ビームＥＢの照射野が位置するように、コイル部９を制御する。または、目印部２７の位置情報からターゲット部２３の位置を予測し、目印部２７を起点に速度を落として精密に再走査を行うことで、ターゲット部２３の位置を特定してもよい。以上のように、Ｘ線発生装置１では、ターゲットＴにおいてターゲット部２３の位置が特定され、ターゲット部２３に電子ビームＥＢを照射して所望の焦点径を持ったＸ線を発生させる。

また、本実施形態では、ターゲット部２３及び目印部２７を共にタングステンとしているが、目印部２７の対向方向Ａにおける長さ（厚み）は、ターゲット部２３の対向方向Ａにおける長さ（厚み）よりも短い。そのため、目印部２７の反射電子（吸収電子）の強度は、ターゲット部２３の反射電子（吸収電子）の強度よりも小さい。これにより、ターゲット部２３及び目印部２７を同じ材料によって形成しても、両者を区別することができる。

以上説明したように、本実施形態では、ターゲットＴにおいてターゲット部２３を中心とする仮想円Ｓの円周上に複数の目印部２７が配置されている。目印部２７の表面積は、ターゲット部２３の表面積よりも大きい。これにより、Ｘ線発生装置１では、ターゲットＴにおいて、基板２１とは異なる物質の位置情報である目印部２７の位置情報を確実に得ることができる。更に、目印部２７は、対向方向Ａから見てターゲット部２３と重ならないように離間すると共に、目印部２７の対向方向Ａにおける長さは、ターゲット部２３の対向方向Ａにおける長さよりも短いため、目印部２７の反射電子（吸収電子）の強度は、ターゲット部２３の反射電子（吸収電子）の強度と異なり、ターゲット部２３よりも低いという特性の違いを示す。これにより、Ｘ線発生装置１では、目印部２７とターゲット部２３とを識別することができる。そして、Ｘ線発生装置１では、目印部２７を基準としてターゲット部２３の位置を特定できる。したがって、Ｘ線発生装置１では、ターゲットＴにおいて検出し易く、ターゲット部２３との識別が可能な目印部２７を備えているため、ターゲットＴにおいてターゲット部２３を迅速且つ的確に特定できる。

本実施形態では、目印部２７の長さＬ２は、ターゲット部２３の長さＬ１よりも短い。目印部２７とターゲット部２３とが互いに同じ原子番号の材質である場合、目印部２７とターゲット部２３との厚みを同等とすると、放出される反射電子量（吸収される電子量）が同等となるため、目印部２７とターゲット部２３とを識別し難くなる場合がある。そして、誤って目印部２７に照射することで発生したＸ線を用いた場合、目印部２７はターゲット部２３と比較して表面積が大きいために、発生するＸ線の焦点径が異なり、所望のＸ線照射条件を満たさない状態で使用することになる。そのため、目印部２７は、ターゲット部２３と厚みを異ならせる必要がある。

また、目印部２７の厚みを大きくする（例えば、ターゲット部２３と同等程度になるように５００ｎｍよりも大きくする）と、以下のような不具合も生じる。すなわち、目印部２７では、例えば４０ｋｅＶ程度の電子ビームＥＢが照射されると、そのうちの０．３％はＸ線に変換され、９９．７％は熱に変換される。ここで、目印部２７が、基板２１と底面のみで接触している場合、熱を外部に放出し難い。そのため、目印部２７は、その厚みが大きい場合、電子ビームＥＢの照射による熱が蓄熱され、熱による破壊が生じ得る。つまり、上述したように所望のＸ線照射条件を満たさない上に、ターゲットＴの破損も生じ得るため、例えば所望の検査結果が得られない上に、ターゲットＴが使用不可能になってしまう可能性がある。対して、本実施形態では、目印部２７の厚みをターゲット部２３よりも小さくしているため、目印部２７とターゲット部２３とを確実に識別しつつ、目印部２７の熱による破損を防止しているので、所望のＸ線照射条件を安定して得ることができる。

本実施形態では、電子ビームＥＢの照射野が、目印部２７とターゲット部２３との離間領域内に含まれている。すなわち、目印部２７は、所望のＸ線を得るためにターゲット部２３に電子ビームＥＢが照射されたときの集束領域外に配置されている。これにより、Ｘ線発生装置１では、ターゲット部２３に電子ビームＥＢが照射されたときには目印部２７に電子ビームＥＢが照射されない。したがって、Ｘ線発生装置１では、目印部２７がＸ線に影響を及ぼすことを抑制できる。

なお、本実施形態においては、ターゲット部２３が基板２１の孔部Ｈに埋設されると共に、目印部２７が対向方向Ａから見てターゲット部２３と重ならないように離間して配置された構造を備えている。このようなターゲット部２３を用いることで、入射する電子ビームＥＢの照射野Ｅではなく、ターゲット部２３の外径Ｄ１を支配的要素として、発生するＸ線の焦点径を決定するとともに、目印部２７からのＸ線の影響を抑制することができる。

一方、同様の構造として、大径なターゲット部に対して、所望の焦点径領域を除いて、その周囲を電子遮蔽物で覆うことで、電子ビームに対して当該焦点径領域のみを露出させた構造（対向方向から見てターゲット部と電子遮蔽部が重なった構造）も考えられる。しかしながら、電子遮蔽物は確実に電子を遮蔽するような材料で構成する必要があることから、電子遮蔽物へ電子ビームＥＢが入射すれば、Ｘ線が発生する可能性が高い。このようなＸ線はノイズ成分になることから望ましくはないが、電子遮蔽物で焦点領域を決めているため、ノイズ成分を抑制するために焦点径領域から電子遮蔽物を離間させることもできない。よって、ターゲット部から所望の焦点径のＸ線を得るためには、結局、電子ビームＥＢの照射野Ｅ自体を焦点径に合わせて微小に絞り込む必要がある。しかしながら、電子ビームＥＢの照射野Ｅの微小化は、電子ビームＥＢを高度に制御する必要があり、ターゲット部の微小化と比較して非常に困難である。よって、当該構造ではＸ線焦点の微小化への対応は不十分であると判断される。

上記実施形態では、導電層２５が基板２１の第１主面２１ａ上に配置され、導電層２５上に目印部２７が配置されている構成を一例に説明したが、導電層２５は、例えば図４に示す構成であってもよい。図４は、他の形態に係るターゲットの断面構成を示す図である。図４に示すように、ターゲットＴでは、導電層２５は、基板２１の第１主面２１ａ及び目印部２７上に配置されている。すなわち、目印部２７は、基板２１の第１主面２１ａ上に直接配置されている。また、ターゲット部２３も導電層２５で覆っても良く、目印部２７は導電層２５に覆われていなくてもよい。

上記実施形態では、ターゲットＴにおいてターゲット部２３が一つ配置された構成を一例に説明したが、ターゲットＴは、複数のターゲット部２３を有していてもよい。図５は、他の形態に係るターゲットを基板の第１主面側から見た図である。図５に示すように、ターゲットＴには、複数のターゲット部２３が配置されており、各ターゲット部２３を中心とする仮想円の円周上に複数（図５（ａ）では４個、図５（ｂ）では３個）の目印部２７が配置されている。目印部２７は、各ターゲット部２３を中心とする仮想円の円周上に位置しており、各ターゲット部２３を近接配置することで、１つの目印部２７が、隣接する複数のターゲット部２３に対する目印部を兼ねるようにすることもできる。

［第２実施形態］
続いて、第２実施形態について説明する。図６は、第２実施形態に係るターゲットを基板の第１主面側から見た図である。図７は、図６におけるＶＩＩ−ＶＩＩ線での断面構成を示す図である。

図６及び図７に示すように、ターゲットＴ１は、基板２１と、ターゲット部２３と、導電層２５と、目印部２７と、を有している。ターゲットＴ１は、基板２１、ターゲット部２３、導電層２５及び目印部２７の構成は第１実施形態と同様であり、ターゲット部２３及び目印部２７の配置が第１実施形態と異なっている。

ターゲット部２３は、ターゲットＴ１に複数配置されている。詳細には、目印部２７は、ターゲット部２３が位置する仮想円の中心に配置されており、ターゲット部２３は、目印部２７を中心とする仮想円の円周上に複数（ここでは６つ）配置されている。仮想円周上で隣り合うターゲット部２３同士は、等間隔とされており、ターゲット部２３同士の間隔は、例えば１０ｕｍ以上である。ターゲット部２３は、目印部２７を挟んで対向する位置にそれぞれ配置されている。一対のターゲット部２３の対向方向は、互いに交差している。ターゲット部２３と目印部２７との離間距離は、それぞれ、例えば１０〜５０μｍ程度である。

上記ターゲットＴ１においてターゲット部２３を特定する場合、コントローラ３３は、目印部２７の位置情報を取得すると、目印部２７を中心として所定の半径を有する仮想円を求める。コントローラ３３は、仮想円を求めると、仮想円の円周上を検索し、円周上の位置情報とターゲットＴ１において設定されているターゲット部２３の位置情報、及び反射電子（吸収電子）の強度に基づいて、ターゲット部２３の位置を特定する。または、目印部２７の位置情報からターゲット部２３の位置を予測し、目印部２７を起点に速度を落として精密に再走査を行うことで、ターゲット部２３の位置を特定してもよい。

上記実施形態では、導電層２５が基板２１の第１主面２１ａ上に配置され、導電層２５上に目印部２７が配置されている構成を一例に説明したが、導電層２５は、例えば図８に示す構成であってもよい。図８は、他の形態に係るターゲットの断面構成を示す図である。図８に示すように、ターゲットＴ１では、導電層２５は、基板２１の第１主面２１ａ及び目印部２７上に配置されている。すなわち、目印部２７は、基板２１の第１主面２１ａ上に直接配置されている。また、ターゲット部２３も導電層２５で覆っても良く、目印部２７は導電層２５に覆われていなくてもよい。

上記実施形態では、ターゲットＴ１にターゲット部２３及び目印部２７からなるターゲット部が一つ配置された構成を一例に説明したが、ターゲットＴ１において、ターゲット部は複数配置されていてもよい。図９は、他の形態に係るターゲットを基板の第１主面側から見た図である。図９に示すように、ターゲットＴ１は、複数の目印部２７が配置されており、各目印部２７を中心とする仮想円の円周上に複数のターゲット部２３が配置されている。

上記実施形態では、第１及び第２主面２１ａ，２１ｂの対向方向Ａから見たときに、目印部２７が略円形形状を呈する構成を一例に説明したが、目印部２７は他の形状であってもよい。図１０は、他の形態に係るターゲットを基板の第１主面側から見た図である。図１０に示すように、目印部２７は、多角形形状を呈しており、ここでは六角形形状を呈している。目印部２７の頂部（頂点）のそれぞれは、ターゲット部２３が配置されている方向に向いている。言い換えれば、ターゲット部２３は、目印部２７の頂部の延長線上に配置されている。これにより、Ｘ線発生装置１では、目印部２７の位置情報を取得した場合、目印部２７の頂点の方向を走査することにより、ターゲット部２３をより迅速且つ的確に特定できる。

［第３実施形態］
続いて、第３実施形態について説明する。図１１は、第３実施形態に係るターゲットを基板の第１主面側から見た図である。図１２は、図１１におけるＸＩＩ−ＸＩＩでの断面構成を示す図である。

図１１及び図１２に示すように、ターゲットＴ２は、基板２１と、ターゲット部２３と、導電層２５と、目印部３５と、を有している。ターゲットＴ２は、基板２１、ターゲット部２３、導電層２５の構成は第１実施形態と同様であり、目印部３５の構成が第１実施形態と異なっている。

目印部３５は、導電層２５上に配置されている。目印部３５は、基板２１の第１主面２１ａ側の略全面に配置されており、ターゲット部２３を中心とする仮想円に沿って開口部３５ａが形成されている。目印部３５の開口部３５ａは、内径が１０〜５０μｍ程度である。

上記ターゲットＴ２においてターゲット部２３を特定する場合、コントローラ３３は、目印部２７の開口部３５ａを検索し、開口部３５ａのエッジ（開口端）を検出する。コントローラ３３は、開口部３５ａのエッジを検出すると、開口部３５ａの中心を求める。コントローラ３３は、開口部３５ａの中心を求めると、その中心の位置情報とターゲットＴ２において設定されているターゲット部２３の位置情報、及び反射電子（吸収電子）の強度に基づいて、ターゲット部２３の位置を特定する。

上記実施形態では、導電層２５が基板２１の第１主面２１ａ上に配置され、導電層２５上に目印部３５が配置されている構成を一例に説明したが、導電層２５は、例えば図１３に示す構成であってもよい。図１３は、他の形態に係るターゲットの断面構成を示す図である。図１３に示すように、ターゲットＴ２では、導電層２５は、基板２１の第１主面２１ａ、ターゲット部２３及び目印部３５上に配置されている。すなわち、目印部３５は、基板２１の第１主面２１ａ上に直接配置されている。なお、目印部３５が基板２１の第１主面２１ａの略全面を覆っている場合には、導電層２５は開口部３５ａのみを覆っても良く、その際、ターゲット部２３の電子入射面を露出させてもよい。

上記実施形態では、ターゲットＴ２にターゲット部２３が一つ配置された構成を一例に説明したが、ターゲットＴ２において、ターゲット部２３は複数配置されていてもよい。図１４は、他の形態に係るターゲットを基板の第１主面側から見た図である。図１４に示すように、ターゲットＴ２は、複数のターゲット部２３が配置されており、各ターゲット部２３を中心とする仮想円の円周に沿って開口部３５ａが形成されている。

上記実施形態では、開口部３５ａを略円形形状としているが、開口部は多角形形状であってもよい。

［第４実施形態］
続いて、第４実施形態について説明する。図１５は、第４実施形態に係るターゲットを基板の第１主面側から見た図である。図１６は、図１５におけるＸＶＩ−ＸＶＩ線での断面構成を示す図である。

図１５及び図１６に示すように、ターゲットＴ３は、基板２１と、ターゲット部２３と、導電層２５と、目印部３７と、を有している。ターゲットＴ３は、基板２１、ターゲット部２３、及び導電層２５の構成は第１実施形態と同様であり、目印部３７の構成が第１実施形態と異なっている。

目印部３７は、導電層２５上に配置されている。目印部３７は、基板２１の第１主面２１ａ側から見て、矩形の枠状を呈している。つまり、ターゲット部２３は、目印部３７に取り囲まれており、目印部３７の中心に位置している。目印部３７とターゲット部２３との離間距離は、例えば１０〜５０μｍ程度である。目印部３７の幅は、例えば３〜１０μｍである。

上記ターゲットＴ３においてターゲット部２３を特定する場合、コントローラ３３は、目印部３７の位置情報を取得すると、目印部３７の内側のエッジを検出する。コントローラ３３は、目印部３７の内側のエッジを検出すると、目印部３７の中心を求める。コントローラ３３は、目印部３７の中心を求めると、その中心の位置情報とターゲットＴ３において設定されているターゲット部２３の位置情報、及び反射電子（吸収電子）の強度に基づいて、ターゲット部２３の位置を特定する。

上記実施形態では、導電層２５が基板２１の第１主面２１ａ上に配置され、導電層２５上に目印部３７が配置されている構成を一例に説明したが、導電層２５は、例えば図１７に示す構成であってもよい。図１７は、他の形態に係るターゲットの断面構成を示す図である。図１７に示すように、ターゲットＴ３では、導電層２５は、基板２１の第１主面２１ａ、ターゲット部２３及び目印部３７上に配置されている。すなわち、目印部３７は、基板２１の第１主面２１ａ上に直接配置されている。また、ターゲット部２３の電子入射面及び目印部２７は導電層２５に覆われていなくてもよい。

上記実施形態では、ターゲットＴ３にターゲット部２３が一つ配置された構成を一例に説明したが、ターゲットＴ３において、ターゲット部２３は複数配置されていてもよい。図１８は、他の形態に係るターゲットを基板の第１主面側から見た図である。図１８に示すように、ターゲットＴ３は、複数のターゲット部２３が配置されており、各ターゲット部２３を中心として枠状の目印部３７が配置されている。目印部３７は、図１８（ａ）に示すように矩形形状であってもよいし、図１８（ｂ）に示すように円形形状であってもよい。

以上、本発明の好適な実施形態について説明してきたが、本発明は必ずしも上述した実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で様々な変更が可能である。

上記実施形態では、ターゲットの反射電子や吸収電子の強度に基づいて基板、ターゲット部、及び目印部を判定しているが、ターゲットから発生したＸ線の強度やエネルギー帯に基づいてターゲット部、及び目印部を判定してもよい。また、走査時の電子ビームＥＢの径を、Ｘ線発生時の電子ビームＥＢの径よりも大きくしてもよい。この場合、例えばＸ線発生時の状態からデフォーカスすることが考えられ、走査時間の短縮が可能となる。また、走査時の電子ビームＥＢの強度をＸ線発生時よりも小さくしてもよい。この場合、走査時の電子ビームＥＢ照射による熱等の影響を抑制することで、ターゲットＴを保護することができる。また、目印部２７をターゲット部２３と同じく基板２１に埋め込むように形成しても良いし、ターゲット部２３の形状も円柱状に限らず、他の形状であってもよい。

１…Ｘ線発生装置、３…電子銃、７…コイル部（集束部）、９…コイル部（走査部）、２１…基板、２１ａ…第１主面、２１ｂ…第２主面、２３…ターゲット部、２７，３５，３７…目印部、ＥＢ…電子ビーム、Ｈ…孔部、Ｔ１，Ｔ２，Ｔ３…ターゲット。

Claims (5)

1. 絶縁材料からなり、互いに対向する第１主面及び第２主面を有すると共に前記第１及び第２主面の対向方向に延びる孔部が形成されている基板と、
   金属材料からなり、前記孔部に埋設されたターゲット部と、を備えるＸ線発生用ターゲットであって、
   金属材料からなり、前記第１主面側に位置し且つ前記対向方向から見て前記ターゲット部と重ならないように離間して配置された目印部を備え、
   前記対向方向から見て、前記目印部の表面積は前記ターゲット部の表面積よりも大きく、
   前記対向方向における前記目印部の長さ寸法は、前記ターゲット部の長さ寸法よりも小さいことを特徴とするＸ線発生用ターゲット。
2. 前記目印部は、前記ターゲット部の周囲に配置されていることを特徴とする請求項１記載のＸ線発生用ターゲット。
3. 前記目印部は、前記ターゲット部を取り囲んでいることを特徴とする請求項１又は２記載のＸ線発生用ターゲット。
4. 前記目印部は、前記ターゲット部の周囲に複数配置されていることを特徴とする請求項１又は２記載のＸ線発生用ターゲット。
5. 請求項１〜４のいずれか一項記載のＸ線発生用ターゲットと、
   前記Ｘ線発生用ターゲットのターゲット部に入射する電子ビームを発生する電子銃と、
   前記電子ビームを集束させる集束部と、
   前記電子ビームを前記Ｘ線発生用ターゲット上で走査させる走査部と、
   前記集束部及び前記走査部を制御する制御部と、を備え、
   前記目印部は、前記走査部による前記電子ビームの走査領域内で、且つ、前記集束部により前記ターゲット部に集束された前記電子ビームの集束領域外に配置されていることを特徴とするＸ線発生装置。

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