JP2596636B2 - バルブ付きx線取り出し窓 - Google Patents

バルブ付きx線取り出し窓

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    • G03FPHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F7/00Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/70Microphotolithographic exposure; Apparatus therefor
    • G03F7/708Construction of apparatus, e.g. environment aspects, hygiene aspects or materials
    • G03F7/70808Construction details, e.g. housing, load-lock, seals or windows for passing light in or out of apparatus

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、高密度集積回路の製造、材料等の分析にシ
ンクロトロン放射光を利用する際に、X線取り出し系ビ
ームラインに挿入するX線取り出し窓に関するものであ
る。
〔従来の技術〕
最近、高出力のX線が得られるX線発生装置として放
射光が注目され、集積回路の製造、材料等の分析に幅広
く利用されようとしている。放射光を利用する場合、X
線を取り出すX線取り出し窓が必要である。
第4図は、X線露光に使用される従来のX線取り出し
系の一例である。1は真空を遮断するゲートバルブ、2
は第1のX線取り出し窓、6はヘリウム室、3はヘリウ
ム室6を排気するための真空保持用ゲートバルブ、5は
ゲートバルブ1と第1のX線取り出し窓2との間の真空
室、4は真空室5を排気するための予備排気用ゲートバ
ルブ、7はヘリウムを投入するヘリウム導入口、8はヘ
リウムの排気口、9は最初に真空室5とヘリウム室6を
排気するための真空排気口、10は非常に薄い膜でできた
第2のX線取り出し窓、11は真空室5の排気ポートであ
る。
ゲートバルブ1の上流は、図示しないX線反射ミラ
ー、光アブソーバーを通ってシンクロトロン放射光の蓄
積リングに接続されており、10-9Torr以上の超高真空と
なっている。また、第1のX線取り出し窓2の下流はヘ
リウム室6、第2のX線取り出し窓10から構成され、こ
れらのX線取り出し系を通ってシンクロトロン放射光を
大気中に取り出している。真空室5にはゲートバルブ1
と第1のX線取り出し窓2、排気ポート11等が取り付け
られ、比較的大きくなっている。さらに、真空室5の真
空排気時に第1のX線取り出し窓2に瞬間的な力が働く
ため、バイパス(第4図の予備排気用ゲートバルブ4が
設けてあるバイパス)を設けてヘリウム室6と同時に真
空排気し、真空排気後にヘリウムを微量ずつヘリウム室
6に導入する方法がとられており、構造が複雑となって
いる。
これらのX線取り出し系を立ち上げるためには、ま
ず、真空を遮断するゲートバルブ1を閉じ、予備排気用
ゲートバルブ4を開いて、真空室5とヘリウム室6を排
気口9から真空排気する。このとき、薄い第2のX線取
り出し窓10を保護するため、真空保持用ゲートバルブ3
は閉じておく。このようにして、第1のX線取り出し窓
2に急激な排気による力がかからないようにして、真空
室5とヘリウム室6を排気する。真空室5の真空度は蓄
積リング等の真空度を劣化させないため、10-9Torrに近
い真空度まで排気する必要がある。真空室5を10-9Torr
代の真空とするため、真空室5を100℃から200℃でベー
キングする。このベーキングには数日を要する。高真空
となったところで予備排気用ゲートバルブ4を閉じ、第
1のX線取り出し窓2より下流にX線透過率の高いヘリ
ウムをヘリウム導入口7より投入する。1気圧となった
ところで真空保持用ゲートバルブ3を開いて、ヘリウム
を第2のX線取り出し窓10まで導入する。第2のX線取
り出し窓10の近傍にはヘリウムの排気口8があり、第2
のX線取り出し窓近傍の空気をヘリウムに置換する。
〔発明が解決しようとする課題〕
このように、従来のX線取り出し系では、ゲートバル
ブ1と第1のX線取り出し窓2との間に真空室5があ
り、X線取り出し系の長さが長くなると共に、第1のX
線取り出し窓2のベリリウムを交換する場合、真空室5
を規定の真空度まで到達させるため数日を要する等の問
題がある。
本発明は、これらの課題を解決するためになされたも
ので、その目的は、X線取り出し系の長さを短くし、構
造を簡略化するとともに、X線取り出し窓交換時の交換
時間を短縮化させることにある。
〔課題を解決するための手段〕
上記目的を達成するために、本発明は、X線を低真空
または大気圧に取り出すX線取り出し窓系において、真
空を遮断する第1の隔壁とX線取り出し窓を持つ第2の
隔壁があり、各々の上記隔壁が独立したバルブ開閉用駆
動部を有する一体構造であり、さらに、上記第2の隔壁
には上記X線取り出し窓を保持するX線取り出し窓保持
部とX線取り出し窓取り替え部を有することを特徴とす
る。
〔作用〕
本発明では、それぞれ開閉可能で、非常に狭い間隙を
隔てて配置した第1の隔壁とX線取り出し窓を持つ第2
の隔壁とによりバルブ付きX線取り出し窓を構成したの
で、従来の装置と比較してX線取り出し系の長さを短く
することができ、予備排気バルブとバイパス排気系が不
要となり、X線取り出し系が簡素化されるとともに、真
空室の排気に要する時間を非常に短くすることができ
る。
〔実施例〕
第1図(a)は、本発明の一実施例のX線取り出し窓
部の側面図、第1図(b)は、その正面図、第2図は、
X線取り出し系に第1図のX線取り出し窓を設置した場
合の構成図である。第4図と同様の部材には同一の符号
を付し、説明を省略する。第2図において、13は真空を
遮断する第1の隔壁、16はX線取り出し窓、14はX線取
り出し窓16を持つ第2の隔壁、15はX線取り出し窓保持
部、11は非常に狭い間隙を隔てて接近して配置された第
1の隔壁13と第2の隔壁14とから構成されるバルブ付き
X線取り出し窓、18は第1の隔壁13と第2の隔壁14との
間のミニ真空室、20はヘリウム室6の圧力を測定する圧
力計、21はシーケンサ、19は第1隔壁13の開閉用圧空
(圧縮空気)駆動部、12は第2の隔壁14の開閉用駆動用
ハンドル、第1図(a)において17はX線取り出し窓取
り替え部である。
第1の隔壁13の上流は、図示しないX線反射ミラー、
光アブソーバ等を通ってシンクロトロン放射光の蓄積リ
ングに接続されており、10-9Torrの超高真空となってい
る。また、X線取り出し窓16の下流にはヘリウム室6、
第2のX線取り出し窓10があり、これらを介して大気中
にX線を取り出している。
バルブ付きX線取り出し窓11を動作させるためには、
第2図において、まず、圧空駆動部19を動作させて第1
の隔壁13を閉じ、さらに真空保持用ゲートバルブ3を閉
じる。次に、駆動用ハンドル12を回転し、第2の隔壁14
を開いてミニ真空室18とヘリウム室6を排気口9から真
空排気する。このとき、真空保持用ゲートバルブ3は閉
じているため、薄い第2のX線取り出し窓10は保護され
る。真空度が10-6Torr代となったところで、第2の隔壁
14を閉じて、第1の隔壁13を開く。このとき、ミニ真空
室18内は10-6Torr代の比較的低い真空度であるが、ミニ
真空室18の体積は2ないし3cc程度と非常に小さく、さ
らに、上流のX線反射ミラーを収納するミラーチャンバ
の体積が桁違いに大きいため、真空度の劣化はほとんど
なく、蓄積リングに影響を及ぼすことはない。次に、第
2の隔壁14より下流にX線透過率の高いヘリウムを、ヘ
リウム導入口7から投入する。1気圧となったところで
真空保持用ゲートバルブ3を開いて、ヘリウムを第2の
X線取り出し窓10まで導入する。第2のX線取り出し窓
10の近傍にはヘリウムの排気口8があり、第2のX線取
り出し窓10の近傍の空気をヘリウムに置換する。このよ
うに、バルブ付きX線取り出し窓11では、面間隔aがた
かだか100mm程度であり、ゲートバルブを合わせ持って
いるため、第4図に示した従来の装置のようにゲートバ
ルブをX線取り出し窓の上流に設置する必要がなく、X
線取り出し系の長さを短くできるとともに、真空排気に
要する時間が数十分程度と短縮できる。また、第1図
(a)に示すように、X線取り出し窓取り替え部17で
は、を構成するベリリウム(X線取り出し窓には一般に
X線透過率の高いベリリウムが使用されている。)がX
線照射により劣化し、X線取り出し窓16を交換する場合
に使用する。まず、第1の隔壁13と真空保持用ゲートバ
ルブ3(第2図)を閉じておき、駆動用ハンドル12を回
転して第2の隔壁14を矢印b方向に開く。すると、X線
取り出し窓16は窓取り替え部17の位置に来るため、この
窓取り替え部17を開いてX線取り出し窓16を交換する。
従って、ビームラインを外すことなくX線取り出し窓16
のベリリウムを容易に交換することができる。
さらに、第1図において、第1の隔壁13の駆動は圧空
を用いた駆動部19により自動開閉ができるような構造に
なっており、ヘリウム室6の圧力は圧力計20により常に
圧力を感知され、ヘリウム室6の圧力が高くなり、X線
取り出し窓16の破損の危険が生じたときには、圧力計20
の圧力の感知によりシーケンサ21と圧空式バルブ駆動に
より、自動的に第1の隔壁13が閉じるようになってい
る。このようにして、蓄積リングの真空劣化の安全をも
確保している。もちろん、各隔壁13、14の駆動部は手動
でも、自動でも本発明の効果が失われるものではない。
また、X線取出し窓にベリリウムを中心に述べてきた
が、Al、Ti等の金属膜、SiN、SiC等の無機膜、ポリプロ
ピレン、ポリエステル等の有機膜を使用することも可能
である。
第3図は、本発明の他の実施例を示す図で、22は低真
空室である。ここで、第2のX線取り出し窓10は真空と
大気圧を隔てる窓となるため、大気圧に耐えられる厚さ
となっている。
これを動作させるためには、まずバルブ付きX線取り
出し窓11の第1の隔壁13を閉じ、X線取り出し窓16を持
つ第2の隔壁14を開いて排気口9から低真空室22を真空
排気する。10-6Torr程度になったところで第2の隔壁14
を閉じ、第1の隔壁13を開き、低真空室22を常時排気し
続ける。このようにしてX線取り出し系として使用す
る。この場合、第2の隔壁14のX線取り出し窓16には圧
力がほとんどかからないため、X線取り出し窓16の厚さ
としては非常に薄い膜を使用できる。したがって、X線
取り出し系の全X線取り出し窓厚さとしては前記の実施
例と同様の厚さとすることができる。このX線取り出し
系では第2のX線取り出し窓10からわずかな真空のリー
クがあっても低真空室22が常時排気されているため、上
流側の超高真空に悪影響を及ぼすことがない利点があ
る。
もちろん、X線取り出し窓16の厚さを厚くし、大気圧
に耐えられるようして、バルブ付きX線取り出し窓下流
の低真空室22に数十Torrから1気圧のヘリウムを導入し
て使用することも可能である。
以上本発明を上記実施例に基づいて具体的に説明した
が、本発明は上記実施例に限定されるものではなく、そ
の要旨を逸脱しない範囲において種々変更可能であるこ
とは勿論である。
〔発明の効果〕
以上説明したように、本発明では、X線取り出し窓を
バルブ付きにしたことにより、X線取り出し系の長さを
短くすることができ、予備排気バルブとバイパス排気系
が不要となり、X線取り出し系が簡素化されるととも
に、真空室の排気に要する時間を非常に短くすることが
できるため、X線取り出し窓のベリリウムの交換等に要
する時間の短縮を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
第1図(a)、(b)は本発明の一実施例のX線取り出
し窓の詳細図、第2図は、第1図のX線取り出し窓を設
置したX線取り出し系の構成図、第3図は、本発明の他
の実施例を示す図、第4図は従来技術を示す図である。 1……ゲートバルブ 2……第1のX線取り出し窓 3……真空保持用ゲートバルブ 4……予備排気用ゲートバルブ 5……真空室 6……ヘリウム室 7……ヘリウム導入口 8……ヘリウム排気口 9……真空排気口 10……第2のX線取り出し窓 11……バルブ付きX線取り出し窓 12……第2隔壁の駆動用ハンドル 13……第1の隔壁 14……第2の隔壁 15……X線取り出し窓保持部 16……X線取り出し窓 17……X線取り出し窓取り替え部 18……ミニ真空室 19……第1の隔壁の圧空駆動部 20……圧力計 21……シーケンサ 22……低真空室

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】X線を低真空または大気圧に取り出すX線
    取り出し窓系において、真空を遮断する第1の隔壁とX
    線取り出し窓を持つ第2の隔壁があり、各々の上記隔壁
    が独立したバルブ開閉用駆動部を有する一体構造であ
    り、さらに、上記第2の隔壁には上記X線取り出し窓を
    保持するX線取り出し窓保持部とX線取り出し窓取り替
    え部を有することを特徴とするバルブ付きX線取り出し
    窓。
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