JPH01227338A - Ｘ線管装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［発明の目的］ （産業上の利用分野） 本発明は、Ｘ線リソグラフィーのＸ線源などとして使用
されるのに適したＸ線管装置に関する。

（従来の技術） 一般にＸ線リソグラフィーに使用するＸ線源として、シ
ンクロトロン放射光源やプラズマＸ線源などが研究され
ている。このうち、シンクロトロン放射光源は、得られ
るＸ線の指向性が高く、リソグラフィーの光源などとし
て適しているが、装置が大型であることや連続運転上に
問題があることから実用には至っていない。また、プラ
ズマＸ線源は、装置が小型で、連続運転の可能性が高い
ことから有望視され、開発が進められているが、Ｘ線発
生の安定性や指向性がよくないことからこれも実用化さ
れていない。

これらの技術に対して、従来から用いられているＸ線管
は、Ｘ線強度を低くして用いれば連続運転ができるだけ
でなく、パルス運転にすると、連続運転の数１０倍から
数１００倍のＸ線を発生できることが知られている。

しかしながら、Ｘ線管のこれまでの用途は、主に医療用
、或いは検査装置用であることから、Ｘ線強度を高くす
るよりもＸ線強度低くして大面積を照射できるように開
発されていたため、Ｘ線リソグラフィーへの応用やパル
スレーザの予備電離への適用（参考文献：　ＩＥＥＥ　
Ｊ、　、Ｑｕａｎｔｕｍ、　Ｅｌｅｃｔｒ。

ｎ、　ＱＥ−２０，ＮＯ，３（１９８４）　ｐｌ、）と
いった、比較的Ｘ線強度が高く、発生するＸ線の指向性
が問題にされる用途には適していなかった。この点を以
下に説明する。

第２図は、前記のような従来のＸ線管の断面図を示す図
である。第２図において、陽極基体１と陰極２とは対向
配置され、真空外囲器３で真空に気密保持されている。

陰極２には、外部電源で加熱する陰極フィラメント４が
配設されている。陽極基体１には、陰極２に対向する表
面上に、タングステンなどの質量の大きい金属からなる
陽極ターゲット５が配設され、また、陽極ターゲット５
に対応して、Ｘ線を透過するＸ線放射窓６が設けられて
いる。

このように構成された第２図のＸ線管の動作を次に説明
する。

まず、外部電源で陰極フィラメント４を加熱しておき、
図示していない高電圧パルスより高電圧パルスを陰極２
に印加すると、電子ビーム７が発生して陽極ターゲット
５に衝突し、Ｘ線８が発生する。通常電子ビーム７はあ
る発散角を持って陽極ターゲット５に衝突する。また、
電子ビーム７が陽極ターゲット５に衝突して発生するＸ
線８は電子ビーム７のエネルギーの関数の発散角で放射
される。このため、Ｘ線放射窓６から発生するＸ線８は
電子ビーム７の発散角と陽極ターゲット５から放射され
るＸ線８の発散角の両方の効果で平行ビームとはならず
、Ｘ線管固有の発散角を持って放射される。

（発明が解決しようとする課題） 上記のように、従来から主に衣料用或いは検査装置用と
して使用されてきたＸ線管においては、放射されるＸ線
が発散角を持って放射されるため、平行度やＸ線強度を
高く要求されるＸ線リソグラフィーやパルスレーザの予
備電離などの実用には適さない。

本発明は、このような欠点を除去するために提案された
ものであり、その課題は、Ｘ線管から発生するＸ線の平
行度を高め、指向性を向上することにより、Ｘ線リソグ
ラフィーやパルスレーザの予備電離などの実用に適した
Ｘ線管装置を提供することである。

［発明の構成］ （課題を解決するための手段） 本発明のＸ線管装置は、陽極基体と陰極とを対向配置し
、陽極基体の陰極に対向する表面に陽極ターゲットを固
着する装置において、前記陽極ターゲットの陰極に対向
する面を曲面としたことを構成の特徴としている。

（作用） 以上のような構成を有する本発明においては、陰極にて
発生する電子ビームが陽極ターゲットに衝突してＸ線が
発生する際、陽極ターゲットの表面が曲面であるため、
発生するＸ線の放射方向を、陽極ターゲットの曲面の曲
率で制御できる。従って、電子ビームのエネルギーに合
せて陽極ターゲットの曲面の曲率を調整することにより
、平行なＸ線ビーム束を得ることができる。

（実施例） 以下本発明の一実施例を第１図に基づいて具体的に説明
する。なお、第２図に示した従来技術と同一部分には同
一符号を付す。

本実施例は、第１図の断面図に示すように、陽極基体１
と陰極２とを対向配置し、真空外囲器３で真空に気密保
持し、陰極２は、外部電源で加熱する陰極フィラメント
４を有している。これらの構成は、第２図に示した従来
技術と同一とされている。

そして、本実施例においては、陽極基体１の、陰極２に
対向する表面上に配設する陽極ターゲット９の表面に凹
面状の曲率を持たせている。この場合、陽極ターゲット
９の表面の曲率は、同ターゲットに衝突する電子ビーム
のエネルギーに合せて調整されている。また、陽極ター
ゲット９の材質は、従来通りタングステンなどの質量の
大きい金属としている。なお、陽極ターゲット５に対応
して、Ｘ線を透過するＸ線放射窓６の構成は従来と同様
としている。

以上のように構成された本実施例のＸ線管の作用は次の
とおりである。

まず、外部電源にて陰極フィラメント４を加熱しておき
、図示していない高電圧パルス電源より、高電圧パルス
を陰極２に印加すると、電子ビーム７が発生して曲面状
陽極ターゲット９に衝突し、Ｘ線８が発生する。この時
、通常電子ビーム７は、ある発散角を持って陽極ターゲ
ットに衝突する。

そして、この電子ビーム７が陽極ターゲットに衝突して
発生するＸ線８は、電子ビーム７のエネルギーの関数の
発散角で放射される。この場合、第２図に示す従来技術
においては、陽極ターゲット５の表面が平面であるため
、電子ビーム７とＸ線８との両方の発散角の効果により
、Ｘ線放射窓６から放射されるＸ線の発散角が大きくな
る問題があったが、本実施例において、陽極ターゲット
９の表面の曲率は、電子ビーム７のエネルギーに合せて
調整しであるため、衝突した電子ビーム７の発散角をＸ
線８の発散角で相殺する形で、陽極ターゲット９から放
射されるＸ線の放射方向を揃え、平行度を高めることが
できる。

なお、本発明は、前記実施例に限定されるものではなく
、例えば、陽極ターゲットに形成する曲率は電子ビーム
のエネルギーに応じて適宜選択可能である。

［発明の効果］ 以上説明したように、本発明によれば、陽極ターゲット
の形状を変更するという簡単な構成の改良にて、Ｘ線管
から発生するＸ線の平行度を従来よりも大幅に向上でき
るため、指向性に優れ、Ｘ線リソグラフィーやパルスレ
ーザの予備電離などに最適なＸ線管装置を提供すること
ができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明のＸ線管装置の一実施例を示す断面図、
第２図は従来のＸ線管装置を示す断面図である。 １・・・陽極基体、２・・・陰極、３・・・真空外囲器
、４・・・陰極フィラメント、５，９・・・陽極ターゲ
ット、６・・・Ｘ線放射窓、７・・・電子ビーム、８・
・・Ｘ線。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 陽極基体と陰極とが対向配置されて真空に気密保持され
   、前記陰極には、陰極を加熱する陰極フィラメントが配
   置され、前記陽極基体には、陰極に対向する表面に陽極
   ターゲットが固着され、且つ陽極ターゲットに対応して
   Ｘ線放射窓が設けられたＸ線管装置において、 前記陽極ターゲットの陰極に対向する面が曲面であるこ
   とを特徴とするＸ線管装置。