JP3100006B2 - 放射光発生装置 - Google Patents
放射光発生装置Info
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、放射光発生装置に係
り、特に、シンクロトロンのような加速器で加速された
電子ビームを電子蓄積リングのビームダクト内で周行さ
せて、電子ビームの軌道の外方へ放射光を発生させる放
射光発生装置に関する。
り、特に、シンクロトロンのような加速器で加速された
電子ビームを電子蓄積リングのビームダクト内で周行さ
せて、電子ビームの軌道の外方へ放射光を発生させる放
射光発生装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】半導体装置へのより高い高集積度化の要
求に伴い、超ＬＳＩの製造における微細加工を実現する
ものの一つとしてＸ線リソグラフィー技術が検討されて
いる。そして、近年、Ｘ線リソグラフィー用の強力なＸ
線源としてシンクロトロン放射光（ＳＯＲ光）が注目さ
れている。
求に伴い、超ＬＳＩの製造における微細加工を実現する
ものの一つとしてＸ線リソグラフィー技術が検討されて
いる。そして、近年、Ｘ線リソグラフィー用の強力なＸ
線源としてシンクロトロン放射光（ＳＯＲ光）が注目さ
れている。
【０００３】このシンクロトロン放射光を発生させるシ
ンクロトロン放射光発生装置は、半導体の露光を行う際
の露光条件を揃える必要があるために、できるだけ一定
の強度を有する放射光を発生することが要求される。
ンクロトロン放射光発生装置は、半導体の露光を行う際
の露光条件を揃える必要があるために、できるだけ一定
の強度を有する放射光を発生することが要求される。
【０００４】一般的なシンクロトロン放射光発生装置の
概略構成を図３に示す。図３において、入射用電子加速
器１で加速された電子ビームは電子ビーム輸送部２で輸
送され、分岐用磁石３によって分岐させられて各電子蓄
積リング４へ導かれる。各電子蓄積リング４に導かれた
電子ビームは、偏向磁石５により偏向され、真空ビーム
ダクト６のリング１１の中心軌道の近傍を通る所定のビ
ーム閉軌道７を描くように、高周波加速空洞によって加
速制御される。電子ビームが周回運動を行う結果、ＳＯ
Ｒ光８が放射される。ＳＯＲ光８はビームライン９を通
って電子蓄積リング４から取り出される。ビームライン
９にはＳＯＲ光８の強度を検出する放射光モニター１０
が設けられている。また、電子蓄積リング４中の電子ビ
ームの強度はビーム電流モニター１３によって検出され
る。符号１４は制御部であって、放射光モニター１０や
ビーム電流モニター１１による検出結果に基づき入射用
電子加速器１や分岐用磁石３を制御する。
概略構成を図３に示す。図３において、入射用電子加速
器１で加速された電子ビームは電子ビーム輸送部２で輸
送され、分岐用磁石３によって分岐させられて各電子蓄
積リング４へ導かれる。各電子蓄積リング４に導かれた
電子ビームは、偏向磁石５により偏向され、真空ビーム
ダクト６のリング１１の中心軌道の近傍を通る所定のビ
ーム閉軌道７を描くように、高周波加速空洞によって加
速制御される。電子ビームが周回運動を行う結果、ＳＯ
Ｒ光８が放射される。ＳＯＲ光８はビームライン９を通
って電子蓄積リング４から取り出される。ビームライン
９にはＳＯＲ光８の強度を検出する放射光モニター１０
が設けられている。また、電子蓄積リング４中の電子ビ
ームの強度はビーム電流モニター１３によって検出され
る。符号１４は制御部であって、放射光モニター１０や
ビーム電流モニター１１による検出結果に基づき入射用
電子加速器１や分岐用磁石３を制御する。
【０００５】シンクロトロン放射光発生装置において
は、残留ガスによる散乱によって、蓄積された電子ビー
ムの電子ビーム電流が減少する。このため、残留ガスに
よる電子ビームの散乱を抑制する必要があり、放射光発
生装置内の圧力を非常に低くする必要がある。通常、シ
ンクロトロン放射光発生装置のビームダクト内は、排気
ポンプの排気速度を大きくすることなどにより超高真空
になっている。
は、残留ガスによる散乱によって、蓄積された電子ビー
ムの電子ビーム電流が減少する。このため、残留ガスに
よる電子ビームの散乱を抑制する必要があり、放射光発
生装置内の圧力を非常に低くする必要がある。通常、シ
ンクロトロン放射光発生装置のビームダクト内は、排気
ポンプの排気速度を大きくすることなどにより超高真空
になっている。
【０００６】図４（ａ）に従来のシンクロトロン放射光
発生装置のビームダクト６の断面を示す。通常は零電位
にあるビームダクト６中に電子ビーム２が蓄積されてい
る。放射光発生装置の電子ビームを偏向する偏向部付近
では、放射光８はシンクロトロンリング１１の外周方向
へ放射される。
発生装置のビームダクト６の断面を示す。通常は零電位
にあるビームダクト６中に電子ビーム２が蓄積されてい
る。放射光発生装置の電子ビームを偏向する偏向部付近
では、放射光８はシンクロトロンリング１１の外周方向
へ放射される。
【０００７】ビームダクト６の内部で生成したイオン２
１や正に帯電したダストなどは、電子ビーム２０による
負のポテンシャルによって捕獲され、イオントラッピン
グあるいはダストトラッピングと呼ばれる現象が発生す
る。このため、ビームダクト６の内部を超高真空にした
としても、電子ビーム中の不純物粒子の密度はイオン２
１などの捕獲により等価的に増加する。
１や正に帯電したダストなどは、電子ビーム２０による
負のポテンシャルによって捕獲され、イオントラッピン
グあるいはダストトラッピングと呼ばれる現象が発生す
る。このため、ビームダクト６の内部を超高真空にした
としても、電子ビーム中の不純物粒子の密度はイオン２
１などの捕獲により等価的に増加する。
【０００８】このように、ビームダクト６の内部を超高
真空にしても、電子ビーム２０は、ビームダクト６内の
内壁等から発生したダストやイオントラッピングにより
電子ビーム内に捕獲されたイオン２１によって散乱、衝
突され、電子ビーム電流は徐々に減少する。
真空にしても、電子ビーム２０は、ビームダクト６内の
内壁等から発生したダストやイオントラッピングにより
電子ビーム内に捕獲されたイオン２１によって散乱、衝
突され、電子ビーム電流は徐々に減少する。
【０００９】従来は、このような電子ビーム電流の減少
を抑制するため、図４（ａ）に示すように、ビームダク
ト６の一部の範囲にイオン除去電極２２を配設し、この
電極６に負の電圧を印加してトラップしたイオン５を取
り除いていた。この場合のポテンシャルＶのｙ方向の分
布Ｖ（ｙ）を図４（ｂ）に、ｘ方向の分布Ｖ（ｘ）を図
４（ｃ）に示す。図４（ｂ）、（ｃ）において、符号
ａ、ｂ、ｃは各々電子ビーム２０によるポテンシャル、
イオン除去電極２２によるポテンシャル、これらを合成
したポテンシャルＶを示す。
を抑制するため、図４（ａ）に示すように、ビームダク
ト６の一部の範囲にイオン除去電極２２を配設し、この
電極６に負の電圧を印加してトラップしたイオン５を取
り除いていた。この場合のポテンシャルＶのｙ方向の分
布Ｖ（ｙ）を図４（ｂ）に、ｘ方向の分布Ｖ（ｘ）を図
４（ｃ）に示す。図４（ｂ）、（ｃ）において、符号
ａ、ｂ、ｃは各々電子ビーム２０によるポテンシャル、
イオン除去電極２２によるポテンシャル、これらを合成
したポテンシャルＶを示す。
【００１０】これらの正のイオン５が生成される過程と
しては、電子ビームがビームダクト６の壁に衝突して残
留ガスが脱離される場合、残留ガスに放射光８が照射さ
れ残留ガスが光刺激脱離される場合、光刺激脱離により
生じた電子が残留ガスと衝突して残留ガスが電子衝撃脱
離される場合、ビームダクト６の壁に吸着した吸着ガス
に放射光が照射されてイオンが生成される場合等があ
る。そして、これらの過程で生成されたイオンは当初、
ビームダクト６の側壁６ａの近傍の領域２３に存在す
る。
しては、電子ビームがビームダクト６の壁に衝突して残
留ガスが脱離される場合、残留ガスに放射光８が照射さ
れ残留ガスが光刺激脱離される場合、光刺激脱離により
生じた電子が残留ガスと衝突して残留ガスが電子衝撃脱
離される場合、ビームダクト６の壁に吸着した吸着ガス
に放射光が照射されてイオンが生成される場合等があ
る。そして、これらの過程で生成されたイオンは当初、
ビームダクト６の側壁６ａの近傍の領域２３に存在す
る。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】このようなイオン除去
電極２２を配設した場合、図４（ｂ）、（ｃ）に示すよ
うなポテンシャルＶの分布が形成されていたため、当初
は領域２３に存在していたイオン２１は容易に領域２３
から電子ビーム２０の軌道へ移動する。そして、最終的
に電子ビーム２０のポテンシャルにトラップされる。こ
の結果、電子ビーム２０軌道内にイオン２１が残ってし
まい、イオン２１の生成頻度やイオン２１の除去速度に
応じて残留ガスのイオン２１が電子ビーム２０の軌道内
に残る。また、領域２３の近傍の正に帯電したダストも
電子ビーム２０にトラップされる。このため、電子ビー
ム２０の電子ビーム電流が減少し、電子ビームの寿命が
短くなるという問題点があった。
電極２２を配設した場合、図４（ｂ）、（ｃ）に示すよ
うなポテンシャルＶの分布が形成されていたため、当初
は領域２３に存在していたイオン２１は容易に領域２３
から電子ビーム２０の軌道へ移動する。そして、最終的
に電子ビーム２０のポテンシャルにトラップされる。こ
の結果、電子ビーム２０軌道内にイオン２１が残ってし
まい、イオン２１の生成頻度やイオン２１の除去速度に
応じて残留ガスのイオン２１が電子ビーム２０の軌道内
に残る。また、領域２３の近傍の正に帯電したダストも
電子ビーム２０にトラップされる。このため、電子ビー
ム２０の電子ビーム電流が減少し、電子ビームの寿命が
短くなるという問題点があった。
【００１２】そこで、本発明の目的は、上記従来技術の
有する問題を解消し、電子ビームの軌道内に捕獲された
イオンによって電子ビームが散乱、衝突されることによ
る電子ビーム電流の減少を防ぎ、電子ビームの寿命を長
くすることができる放射光発生装置を提供することであ
る。
有する問題を解消し、電子ビームの軌道内に捕獲された
イオンによって電子ビームが散乱、衝突されることによ
る電子ビーム電流の減少を防ぎ、電子ビームの寿命を長
くすることができる放射光発生装置を提供することであ
る。
【００１３】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明による放射光発生装置は、電子ビ−ムを電子
蓄積リングのビームダクト内で周行させて、電子ビーム
の軌道の外方へ放射光を発生させる放射光発生装置にお
いて、電子ビームの軌道の外方にある前記ビームダクト
内の位置に電極を配設し、この電極に正電圧を印加可能
に構成したことを特徴とする。
に、本発明による放射光発生装置は、電子ビ−ムを電子
蓄積リングのビームダクト内で周行させて、電子ビーム
の軌道の外方へ放射光を発生させる放射光発生装置にお
いて、電子ビームの軌道の外方にある前記ビームダクト
内の位置に電極を配設し、この電極に正電圧を印加可能
に構成したことを特徴とする。
【００１４】
【作用】電子ビームの軌道の外方にあるビームダクト内
の位置に電極を配設し、この電極に正電圧を印加できる
ようにしたので、電子ビームの軌道の外方にあるビーム
ダクト内の位置に正のポテンシャルが形成される。放射
光の照射や光刺激脱離あるいは電子衝撃脱離によってイ
オンビームダクト内の側壁近傍に生成されたイオンに対
して、この電極による正のポテンシャルはバリアとな
る。イオンビームダクト内の側壁近傍に存在する正に帯
電したダクトに対しても、この電極による正のポテンシ
ャルはバリアとなる。この結果、電子ビームの軌道内に
トラップされるイオンや正に帯電したダストの量を減少
させることができる。
の位置に電極を配設し、この電極に正電圧を印加できる
ようにしたので、電子ビームの軌道の外方にあるビーム
ダクト内の位置に正のポテンシャルが形成される。放射
光の照射や光刺激脱離あるいは電子衝撃脱離によってイ
オンビームダクト内の側壁近傍に生成されたイオンに対
して、この電極による正のポテンシャルはバリアとな
る。イオンビームダクト内の側壁近傍に存在する正に帯
電したダクトに対しても、この電極による正のポテンシ
ャルはバリアとなる。この結果、電子ビームの軌道内に
トラップされるイオンや正に帯電したダストの量を減少
させることができる。
【００１５】
【実施例】本発明による放射光発生装置の実施例を図１
および図２を参照して説明する。なお、本実施例の放射
光発生装置の概略構成は図４に示したものと同じである
ので説明を省略する。
および図２を参照して説明する。なお、本実施例の放射
光発生装置の概略構成は図４に示したものと同じである
ので説明を省略する。
【００１６】図１に、ビームダクト６の内部の断面を示
す。ビームダクト６の内部には、電子ビーム２０の軌道
面が紙面に垂直に形成されている。電子ビーム２０の軌
道の半径方向へ放射光８が放射される。電子ビーム２０
の軌道の外方にあるビームダクト６の内部に一対のイオ
ン除去電極２４ａ、２４ｂが配設されている。イオン除
去電極２４ａ、２４ｂは各々ビームダクト６の上壁６
ｂ、下壁６ｃの近傍にあり、これらの壁と平行な面を有
する。イオン除去電極２４ａ、２４ｂには電源２５によ
って、電子ビームの軌道面と垂直な方向に正電圧を印加
できるようになっている。
す。ビームダクト６の内部には、電子ビーム２０の軌道
面が紙面に垂直に形成されている。電子ビーム２０の軌
道の半径方向へ放射光８が放射される。電子ビーム２０
の軌道の外方にあるビームダクト６の内部に一対のイオ
ン除去電極２４ａ、２４ｂが配設されている。イオン除
去電極２４ａ、２４ｂは各々ビームダクト６の上壁６
ｂ、下壁６ｃの近傍にあり、これらの壁と平行な面を有
する。イオン除去電極２４ａ、２４ｂには電源２５によ
って、電子ビームの軌道面と垂直な方向に正電圧を印加
できるようになっている。
【００１７】図２にビームダクト６内のポテンシャルＶ
を示す。図２（ａ）は電子ビーム２０によるポテンシャ
ルのｘ方向の分布Ｖ（ｘ）を示す。図２（ｂ）における
ａはイオン除去電極２４ａによるポテンシャルのｘ方向
の分布Ｖ（ｘ）を示し、ｂはイオン除去電極２４ｂによ
るポテンシャルのｘ方向の分布Ｖ（ｘ）を示す。図２
（ｃ）はビームダクト６内の全体のポテンシャルＶのｙ
方向の分布Ｖ（ｙ）を示し、ａは電子ビームによる成
分、ｂはイオン除去電極２４ａ、２４ｂによる成分を示
す。図２（ｃ）に示されるように、ポテンシャルＶのイ
オン除去電極２４ａ、２４ｂによる成分ｂは、電子ビー
ムによる成分ａの外方にあり、かつ、側壁６ａの近傍の
領域２４の内方にある。
を示す。図２（ａ）は電子ビーム２０によるポテンシャ
ルのｘ方向の分布Ｖ（ｘ）を示す。図２（ｂ）における
ａはイオン除去電極２４ａによるポテンシャルのｘ方向
の分布Ｖ（ｘ）を示し、ｂはイオン除去電極２４ｂによ
るポテンシャルのｘ方向の分布Ｖ（ｘ）を示す。図２
（ｃ）はビームダクト６内の全体のポテンシャルＶのｙ
方向の分布Ｖ（ｙ）を示し、ａは電子ビームによる成
分、ｂはイオン除去電極２４ａ、２４ｂによる成分を示
す。図２（ｃ）に示されるように、ポテンシャルＶのイ
オン除去電極２４ａ、２４ｂによる成分ｂは、電子ビー
ムによる成分ａの外方にあり、かつ、側壁６ａの近傍の
領域２４の内方にある。
【００１８】次に本実施例の作用について説明する。電
子ビームがビームダクト６の壁に衝突して残留ガスが脱
離される場合、残留ガスに放射光８が照射され残留ガス
が光刺激脱離される場合、光刺激脱離により生じた電子
が残留ガスと衝突して残留ガスが電子衝撃脱離される場
合、ビームダクト６の壁に吸着した吸着ガスに放射光が
照射されてイオンが生成される場合等において、生成さ
れたイオンは、ビームダクト６の側壁６ａの近傍の領域
２３に存在する。ポテンシャルＶの成分ｂがバリアとな
り、領域２３にある正電荷のイオンやダストは、電子ビ
ーム２０の軌道へ移動することが妨げられる。
子ビームがビームダクト６の壁に衝突して残留ガスが脱
離される場合、残留ガスに放射光８が照射され残留ガス
が光刺激脱離される場合、光刺激脱離により生じた電子
が残留ガスと衝突して残留ガスが電子衝撃脱離される場
合、ビームダクト６の壁に吸着した吸着ガスに放射光が
照射されてイオンが生成される場合等において、生成さ
れたイオンは、ビームダクト６の側壁６ａの近傍の領域
２３に存在する。ポテンシャルＶの成分ｂがバリアとな
り、領域２３にある正電荷のイオンやダストは、電子ビ
ーム２０の軌道へ移動することが妨げられる。
【００１９】本実施例の構成によれば、電子ビーム２０
の軌道の外方にあるビームダクト６の内部に一対のイオ
ン除去電極２４ａ、２４ｂを設け、正の電圧を印加した
ので、電子ビーム２０の軌道の外方に正のポテンシャル
が形成される。このポテンシャルによって、領域２３に
ある正電荷のイオンやダストは、電子ビーム２０の軌道
へ移動することが妨げられる。この結果、電子ビーム２
０の軌道内に捕獲される正電荷のイオンやダストの量が
減少し、電子ビームが散乱、衝突されることによる電子
ビーム電流の減少を防ぐことができる。
の軌道の外方にあるビームダクト６の内部に一対のイオ
ン除去電極２４ａ、２４ｂを設け、正の電圧を印加した
ので、電子ビーム２０の軌道の外方に正のポテンシャル
が形成される。このポテンシャルによって、領域２３に
ある正電荷のイオンやダストは、電子ビーム２０の軌道
へ移動することが妨げられる。この結果、電子ビーム２
０の軌道内に捕獲される正電荷のイオンやダストの量が
減少し、電子ビームが散乱、衝突されることによる電子
ビーム電流の減少を防ぐことができる。
【００２０】なお、本実施例においては、イオン除去電
極として一対の電極２４ａ、２４ｂを配置したが、本発
明はこれに限らず、１個の電極でも、また３個以上の電
極であってもよい。
極として一対の電極２４ａ、２４ｂを配置したが、本発
明はこれに限らず、１個の電極でも、また３個以上の電
極であってもよい。
【００２１】また、複数のイオン除去電極を配置した場
合、これらの電極が互いに対向する関係に配置されるか
否かは問わない。
合、これらの電極が互いに対向する関係に配置されるか
否かは問わない。
【００２２】また、本実施例ではイオン除去電極はビー
ムダクト６の上壁６ｂや下壁６ｃに平行に配設したが、
必ずしも平行でなくともよい。
ムダクト６の上壁６ｂや下壁６ｃに平行に配設したが、
必ずしも平行でなくともよい。
【００２３】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
電子ビームの軌道の外方にあるビームダクト内の位置に
電極を配設し、この電極に正電圧を印加できるようにし
たので、電子ビームの軌道の外方に正のポテンシャルを
形成することができ、この電極の外方にある正電荷のイ
オンやダストが電子ビームの軌道へ移動することを妨げ
ることができる。この結果、電子ビームの軌道内に捕獲
される正電荷のイオンやダストの量が減少し、電子ビー
ムが散乱、衝突されることによる電子ビーム電流の減少
を防ぐことができ、放射光発生装置の電子ビームの寿命
を長くすることができる。
電子ビームの軌道の外方にあるビームダクト内の位置に
電極を配設し、この電極に正電圧を印加できるようにし
たので、電子ビームの軌道の外方に正のポテンシャルを
形成することができ、この電極の外方にある正電荷のイ
オンやダストが電子ビームの軌道へ移動することを妨げ
ることができる。この結果、電子ビームの軌道内に捕獲
される正電荷のイオンやダストの量が減少し、電子ビー
ムが散乱、衝突されることによる電子ビーム電流の減少
を防ぐことができ、放射光発生装置の電子ビームの寿命
を長くすることができる。
【図１】本発明による放射光発生装置の一実施例のビー
ムダクトの内部の断面図。
ムダクトの内部の断面図。
【図２】同ビームダクトの内部におけるポテンシャルを
示す図。（ａ）は電子ビームによるポテンシャルのｘ方
向の分布Ｖ（ｘ）、（ｂ）はイオン除去電極２４ａ、２
４ｂによるポテンシャルのｘ方向の分布Ｖ（ｘ）、
（ｃ）はビームダクト６内の全体のポテンシャルＶのｙ
方向の分布Ｖ（ｙ）を示す。
示す図。（ａ）は電子ビームによるポテンシャルのｘ方
向の分布Ｖ（ｘ）、（ｂ）はイオン除去電極２４ａ、２
４ｂによるポテンシャルのｘ方向の分布Ｖ（ｘ）、
（ｃ）はビームダクト６内の全体のポテンシャルＶのｙ
方向の分布Ｖ（ｙ）を示す。
【図３】放射光発生装置の概略構成を示す図。
【図４】従来の放射光発生装置のビームダクトの内部の
断面図（（ａ））、および同ビームダクトの内部におけ
るポテンシャルを示す図（（ｂ）、（ｃ））。
断面図（（ａ））、および同ビームダクトの内部におけ
るポテンシャルを示す図（（ｂ）、（ｃ））。
１ 入射用電子加速器 ２ 電子ビーム輸送部 ３ 分岐用磁石 ４ 電子蓄積リング ５ 偏向磁石 ６ ビームダクト ７ ビーム閉軌道 ８ 放射光 ９ ビームライン １０ 放射光モニター １１ リング １２ 高周波加速空洞 １３ ビーム電流モニター １４ 制御部 ２０ 電子ビーム ２１ イオン ２３ 領域 ２４ａ イオン除去電極 ２４ｂ イオン除去電極
Claims (1)
- 【請求項１】電子ビ−ムを電子蓄積リングのビームダク
ト内で周行させて、電子ビームの軌道の外方へ放射光を
発生させる放射光発生装置において、電子ビームの軌道
の外方にある前記ビームダクト内の位置に電極を配設
し、この電極に正電圧を印加可能に構成したことを特徴
とする放射光発生装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP22427192A JP3100006B2 (ja) | 1992-08-24 | 1992-08-24 | 放射光発生装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP22427192A JP3100006B2 (ja) | 1992-08-24 | 1992-08-24 | 放射光発生装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0668993A JPH0668993A (ja) | 1994-03-11 |
| JP3100006B2 true JP3100006B2 (ja) | 2000-10-16 |
Family
ID=16811159
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP22427192A Expired - Fee Related JP3100006B2 (ja) | 1992-08-24 | 1992-08-24 | 放射光発生装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3100006B2 (ja) |
-
1992
- 1992-08-24 JP JP22427192A patent/JP3100006B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0668993A (ja) | 1994-03-11 |
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