JPH02299200A - シンクロトロン放射光発生装置 - 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】 〔概　要〕 Ｘ線リソグラフィのＸ線源として使用するシンクロトロ
ン放射光を放射する装置に係り、特に同一蓄積リングに
電子と陽電子とを同時に蓄積して両者の放射光を取出せ
るようにしたシンクロトロン放射光発生装置に関し、 蓄積リングに周回荷電粒子として電子と陽電子を蓄積し
、それぞれのからのシンクロトロン放射光を同時に取出
すことを可能としたシンクロトロン放射光発生装置を提
供することを目的とし、高周波加速空洞と偏向電磁石と
四極電磁石とにより荷電粒子を環状ダクト内で周回させ
てシンクロトロン放射光を発生させる装置であって、荷
電粒子は互いに逆方向に周回する電子と陽電子とからな
り、周回軌道の屈曲部に電子と陽電子のそれぞれからの
シンクロトロン放射光を取出す一対のビームラインを設
けた構成を有する。

〔産業上の利用分野〕

本発明は、Ｘ線リソグラフィのＸ線源として使用するシ
ンクロトロン放射光（ＳＲ）を放射する装置に係り、特
に同一蓄積リングに電子と陽電子とを同時に蓄積して両
者の放射光を取出せるようにしたシンクロトロン放射光
発生装置に関する。

近時、半導体集積回路の高密度化に伴い、バターニング
の微細化がサブミクロンの領域に入っテキており、Ｘ線
を光源としたＸ線露光技術が脚光を浴びている。すなわ
ちＸ線は従来の紫外線に比べて桁違いに短波長であり微
細で高精度のパターンを形成できるからである。

シンクロトロン放射光は強度が高く平行性が極めて良い
ことから上記Ｘ線源として最適であるため、電子蓄積リ
ングを用いたシンクロトロン放射光発生装置の開発が種
々行われている。

〔従来の技術〕

第２図により、電子蓄積リングを用いた従来のシンクロ
トロン放射光発生装置の概要を説明する。

電子蓄積リングは第２図に示す如く超高真空の環状ダク
ｌ−１と、その周りに配設された偏向電磁石２、四極電
磁石３、高周波加速空洞４を有し、直線加速器等で構成
された入射加速器５で予備的に加速された電子は電子ビ
ームを形成し、環状ダクト１と入射ビームライン９とが
接続されてなる入射部６から環状ダクト１に入射される
。

電子ビームは複数個の偏向電磁石２で軌道を曲げられな
がら環状ダクト１内を周回し、その間複数個の四極電磁
石３によって集束され高周波空洞４によって加速される
。電子ビームは偏向電磁石２で曲げられたときに軌道屈
曲部の接線方向にシンクロトロン放射光７を出射するの
で、これを環状ダクト１の屈曲部に設けられたビームラ
イン８を介して環状ダクト１の外部へ取り出し、パター
ン露光などの半導体製造工程における各種処理に用いる
ようになっている。

〔発明が解決しようとする課題〕

上記のシンクロトロン放射光光源用の電子蓄積リングは
荷電粒子として電子を蓄積するものであるが、電子と質
量が同じて電子と逆掻性の同一電荷を有する陽電子を荷
電粒子として用いても、上記と同様にシンクロトロン放
射光を発生させることができる。

ところで環状のビームダクトに同一エネルギをもつ電子
と陽電子のビームを反対向きに送り込んで、磁界の力で
ビームダクト中を周回させる装置は、電子・陽電子蓄積
装置として知られている。

即ち、電子と陽電子は同じ質量で、同一大きさで逆符号
の電荷−ｅと＋ｅをもつので、エネルギ（速度）が同じ
なら、共通の集束系や偏向系を用いて同一軌道を逆向き
に周回させることができるからである。

しかし電子と陽電子を同時に蓄積するこの種の蓄積リン
グは電子・陽電子の衝突実験用等に準備されたもので二
種類の荷電粒子からのシンクロトロン放射光を利用でき
る構造にはなっていなかった。

同一蓄積リング内を周回している電子と陽電子のそれぞ
れから放射光を取り出すことができれば、光源を倍増で
きるので極めて効率がよい。

本発明は上記事情に鑑みて創出されたもので、同一の荷
電粒子蓄積リング内に周回荷電粒子として電子と陽電子
を蓄積し、それぞれのからのシンクロトロン放射光を同
時に取出すことを可能としたシンクロトロン放射光発生
装置を提供することを目的とする。

〔課題を解決するための手段〕

上記目的を達成するため、本発明のシンクロトロン放射
光発生装置は、高周波加速空洞と偏向電磁石と四極電磁
石とにより荷電粒子を環状ダクト内で周回させてシンク
ロトロン放射光を発生させる装置であって、荷電粒子は
互いに逆方向に周回する電子と陽電子とからなり、周回
軌道の屈曲部に電子と陽電子のそれぞれからのシンクロ
トロン放射光を取出す一対のビームラインを設けた構成
を有する。

〔作用〕

電子と陽電子との二種類の荷電粒子からのシンクロトロ
ン放射光を同時に取り出すことができるので、電子また
は陽電子のいずれか一方だけを用いる従来のシンクロト
ロン放射光装置に比べて、一つの蓄積リングで２倍の、
放射光を取り出すことが可能となる。このため同時に利
用できるシンクロトロン放射光光源が倍増し蓄積リング
を効率的に運用することができる。

〔実施例〕

以下添付図により本発明の詳細な説明する。

第１図は本発明のシンクロトロン放射光発生装置を示す
図で、（ａ）は全体の模式平面図、（ｂ）は放射光取出
部を示す構成図である。

図（ａ）において、１は超高真空の環状ダクトで、その
周りには偏向電磁石２、四極電磁石３、高周波加速空洞
４が所定に配置されている。そして環状ダクト１には電
子入射部６ａと陽電子入射部６ｂとが設けられ、直線加
速器等でそれぞれ予備的に加速されて同一のエネルギを
有する電子ビームＡと陽電子ビームＢが、それぞれの入
射ビームラインから互いに逆向きに周回軌道に重畳する
ように同時に環状ダクト１に入射される。

電子入射部６ａからの電子ビームＡ（実線）は複数個の
偏向電磁石２で軌道を曲げられながら環状ダクト１内を
周回し、その間複数個の四極電磁石３によって集束され
高周波空洞４によって加速される。また陽電子入射部６
ｂから電子ビームと逆方向に入射された陽電子ビームＢ
（点線）は、電子と符号反対の同一電荷を有するため同
様に偏向電磁石２と四極電磁石３及び高周波空洞４の作
用を受け、環状ダクト１内で電子ビームとほぼ同一軌道
上を逆方向に周回する。これは速度と質量が同じで逆極
性の同一電荷を有し、互いに逆方向へ同一速度で運動す
る電子と陽電子が、偏向電磁石や四極電磁石で同じ方向
のローレンツ力を受け、また高周波加速空洞で、逆向き
に加速されるからである。

そして図（ｂ）に示すように、偏向電磁石２により周回
軌道が屈曲を受ける部分には、一対のビームライン８ａ
、８ｂが、逆方向に周回する電子ビームＡと陽電子ビー
ムＢのそれぞれの軌道接線方向に沿って環状ダクト１に
接続されて設けられている。

電子ビームＡと陽電子ビームＢは偏向電磁石２で曲げら
れたときにそれぞれ走行方向の接線に沿ったシンクロト
ロン放射光７ａ、７ｂを放射するので一対のビームライ
ン８ａ、８ｂのそれぞれから個別に２系統で取り出すこ
とができる。

このようなビームラインの対を、複数の偏向磁石設置箇
所に設けることによりそれぞれの軌道屈曲部から逆方向
に放射される２本ずつの放射光を取り出せるので従来に
比べて利用可能な放射光が倍増する。

〔発明の効果〕

以上述べたように本発明のシンクロトロン放射光発生装
置によれば、−基の蓄積リングに電子と陽電子とを同時
に蓄積するとともに、再荷電粒子ビームそれぞれからの
シンクロトロン放射光を導出する一対のビームラインを
設けることにより、周回軌道の一屈曲部につき同時に２
つのシンクロトロン放射光を取出すことが可能となるの
で、蓄積リングの利用効率を向上させる効果がある。

【図面の簡単な説明】

図、 第２図は、電子蓄積リングを用いた従来のシンクロトロ
ン放射光発生装置の平面図、 である。 図において、 １−環状ダクト、　　　　　２−偏向電磁石、３・−・
四極電磁石、　　　　　４−・高周波加速空洞、６ａ・
−電子入射部、　　　　６　ｂ−・陽電子入射部、７ａ
・・−電子ビームによるシンクロトロン放射光、７ｂ−
・−陽電子ビームによるシンクロトロン放射光、８ａ、
８ｂ−・ビームライン、 Ａ・−・電子（ビーム）、　　Ｂ−・陽電子（ビーム）
、である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 高周波加速空洞（４）と偏向電磁石（２）と四極電磁石
   （３）とにより荷電粒子を環状ダクト（１）内で周回さ
   せてシンクロトロン放射光を発生させる装置であって、
   荷電粒子は互いに逆方向に周回する電子（Ａ）と陽電子
   （Ｂ）とからなり、周回軌道の屈曲部に電子と陽電子の
   それぞれからのシンクロトロン放射光を取出す一対のビ
   ームライン（８ａ、８ｂ）を設けたことを特徴とするシ
   ンクロトロン放射光発生装置。