JPH0760649B2 - X線発生装置 - Google Patents

X線発生装置

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JPH0760649B2
JPH0760649B2 JP60263546A JP26354685A JPH0760649B2 JP H0760649 B2 JPH0760649 B2 JP H0760649B2 JP 60263546 A JP60263546 A JP 60263546A JP 26354685 A JP26354685 A JP 26354685A JP H0760649 B2 JPH0760649 B2 JP H0760649B2
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voltage
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紀彦 二宮
育夫 岡田
保直 斉藤
秀雄 吉原
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Nichicon Capacitor Ltd
Nippon Telegraph and Telephone Corp
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Nippon Telegraph and Telephone Corp
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Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は高温、高密度プラズマの収束により生じるX線
発生装置に関するもので、高圧電極と低圧電極の間にパ
ルス状の大電流を流してアークプラズマを生成させ、そ
の後自己磁場との相互作用によりプラズマを急速に収束
させてプラズマの振る舞いによりX線を発生するもの
で、物性研究や超LSIなどの製造時に使用することがで
きる。
従来の技術 従来、この種のX線発生装置は通常パルス電源より電荷
を低インピーダンス回路でプラズマ生成室の放電電極へ
供給することから、その電流は数百kAにも達し、そのプ
ラズマは電磁作用によって2mmφ以下にも達する極度な
ピンチ効果を示し、プラズマ温度は1keV、密度は1018cm
-3以上にも達しさせることが可能で、そのプラズマの振
る舞いによりきわめて短時間ながらX線を放出する。
このX線を光源として利用する方法は、ウエハー上に塗
布された高分子膜をマスクを介して露光するいわゆるLS
Iのパターン転写の製造設備として用いられたりする例
がある。
発明が解決しようとする問題点 従来、この種のX線発生装置はエネルギー供給源である
パルス電源とX線を放出するプラズマ生成室と放電電極
とが一対に造られているため、製造設備として使用する
場合、その回転効率が悪く、かつ量産化にいたっては数
十台という多くの装置を必要とする欠点があった。
問題点を解決するための手段 本発明は上記の欠点を除去したX線発生装置を提供しよ
うとするものである。
すなわち、1つのパルス電源に対して複数のプラズマ生
成室もしくは複数の放電電極を設けて安定に放電させて
複数のX線源を生成し、製造設備としての生産効率の向
上とエネルギーの有効活用をはかろうとするものであ
る。
実施例 以下、本発明を図面に示す実施例について詳細に説明す
る。
第1図は本発明のX線発生装置に使用するプラズマ生成
室の一実施例を示すが、説明を容易にするために第2図
により動作説明を行う。(イ)はZピンチ法、(ロ)は
プラズマフォーカス法と表現される原理図である。
放電電極3は絶縁物6を介して高圧電極4と低圧電極5
により同軸形に構成され、例えばパルス電源として用い
られるコンデンサ1とスイッチ2に接続されている。
まず第2図(イ)のZピンチ法を説明すると、図示しな
い直流電源より電荷を供給されたコンデンサ1はスイッ
チ2を閉じると、コンデンサ1より高圧電極4と低圧電
極5の間に電圧が印加され、構造上最も電界強度を強く
しているプラズマ生成部10aでアーク放電を生じて電流
7が流れる。電流7が徐々に増加して100kA以上に達す
ると自己磁場によるピンチ効果によって、アークプラズ
マは急速に収束されて2mmφ以下にも達するピンチプラ
ズマ8が生成され、プラズマの相互作用により強いX線
9を発生する。その後自己磁場圧力はプラズマ圧力に負
けて徐々に崩壊していく。
次に第2図(ロ)のプラズマフォーカス法を説明する
と、第2図(イ)のZピンチ法と同様であるが、プラズ
マ生成過程が相違している。図示しない直流電源より電
荷を供給されたコンデンサ1はスイッチ2を閉じるとコ
ンデンサ1より高圧電極4と低圧電極5の間に電圧が印
加されると、絶縁物6のプラズマ生成部10a附近の沿面
部でアーク放電が生じて電流7が流れる。電流7の増加
とともに電流の作る自己磁場とプラズマとの相互作用に
より、プラズマは電磁力によって徐々に外側(図では下
部方向)へ押しやられ、いずれ強力な自己磁場によるピ
ンチ効果により高圧電極4の外側でピンチプラズマ8を
生じて強力なX線9を放出する。
上記のようにZピンチ法、プラズマフォーカス法を用い
て生成されたX線は、種々の用途に使用されるが、通常
目的とする波長を得るためには、真空チエンバー内に放
電電極3を配置して選択されたガスをプラズマ生成部へ
供給する手段が取られている。
第1図に示す本発明のX線発生装置の一実施例について
説明すると、2つのX線発生源を1個のプラズマ生成室
10に配置したもので、符号は第2図と同一相当部分につ
いては同一符号を付するとともにその説明を省略する。
絶縁物6を介してフランジ4aと高圧電極4が、フランジ
5aと低圧電極5が、フランジ11aとX線取り出し窓12を
気密に保持したチエンバー11が、それぞれ図示しないパ
ッキンと導電性ボルトにより気密に締付固定され、かつ
電気的に接続されている。一方パルス電源回路は等価回
路で示したが、コンデンサ1とスイッチ2は放電電極3A
のフランジ4aを介して高圧電極4と放電電極3Bのフラン
ジ5aを介して低圧電極5に接続される。また放電電極3A
の低圧電極5はフランジ5aを介して放電電極3Bのフラン
ジ4aと接続され、高圧電極4とも接続されたことにな
る。すなわち、スイッチ2を介してコンデンサ1は両放
電電極3A、3Bと直列に接続されたことになる。
次に動作を説明すると、図示しない直流電源より電荷を
供給されたコンデンサ1は図示しない外的要因により投
入されたスイッチ2の動作により、放電電極3Aと放電電
極3Bに電圧を印加する。
この印加された電圧によっていずれかの放電電極のプラ
ズマ生成部10aでアーク放電が生じると、その分だけ回
路インピーダンスは低下するため、印加された全電圧は
他の放電電極へ課電されることになり、直ちに同様にア
ーク放電を生じて電流7が増加しはじめる。その電流7
が数百kAにも達すると、自己磁場による磁場圧力でそれ
ぞれのプラズマは強力なピンチ作用を生じ、2mmφ以下
にも達するピンチプラズマ8が生成され、X線9が透過
性良好な材料で作られたX線取り出し窓12を介して外部
へ放出される。すなわち、1つのパルス電源の働きによ
って2ヶ所よりX線9を取り出すことができる。
さて、複数個のX線を取り出す場合、常に上述のように
良好であるとは限らない。
すなわち、コンデンサ1と2つの放電電極3A、3Bが直列
に接続されているため、放電電極3A、3Bそれぞれには当
初1/2の電圧しか印加されず、さらに放電電極の数を増
した場合、その分担電圧は低下し、アーク放電に必要な
電圧に達しなく動作しない。この減少が複数運転の致命
的な欠点である。
この欠点を解決するために第1図に示すように放電電極
3Aと放電電極3Bのそれぞれに並列にインピーダンス13と
インピーダンス14を接続し、それぞれのインピーダンス
値に差を設ける。例えばインピーダンス13が5Ωとする
ならばインピーダンス14は5Ωより大きな値例えば50Ω
としておけば良い。
上述のインピーダンスを接続した場合についての動作を
説明すると、スイッチ2を通じてコンデンサの電荷を放
電すると、放電電極3Aと放電電極3Bは当初開放状態のた
めに非常に高いインピーダンス値を示し、この両放電電
極3A、3Bに印加される分担電圧はインピーダンス13とイ
ンピーダンス14のインピーダンス比となり、印加電圧の
50/50が放電電極3Bに印加され、アーク放電が生じる。
放電が生じるとインピーダンスは急激に低下し、インピ
ーダンス14より充分小さな値となるため、これ以後コン
デンサ1よりの印加電圧の殆どがインピーダンス13に印
加されて同様にアーク放電を生じる。従って、放電系と
しては簡単で安定な動作をすることが可能になった。
第1図に示す実施例では2つのX線を取り出した場合に
ついて記述したが、3つ以上の数になってもインピーダ
ンス値にそれぞれ差を持たせれば良く、その効果はあ
る。また第1図に示す実施例では1個のプラズマ生成室
10に2つの放電電極3A、3Bを設けたが、チエンバー11を
2つに分離してそれぞれの放電電極とペアーで配置して
もよい。
第3図は本発明のX線発生装置に使用するプラズマ生成
室の他の実施例で、周側面の4方向よりX線を取り出し
た場合で、第4図はその等価回路を示す。
第3図において、チエンバー11にX線取り出し窓12に気
密に設けてプラズマ生成室10を形成し、このプラズマ生
成室10に次に記述する各種部品を収納する。
17、18、19、20、21、22は各種形状の電極で、絶縁物6
や絶縁物23を介してそれぞれ独立に絶縁された状態で固
定されている。電極18は放電電極3Aの低圧電極と放電電
極3Bの高圧電極を兼ねたもので電気的に接続されてい
る。電極19は放電電極3Bの低圧電極と放電電極3Cの高圧
電極を兼ね電気的に接続されている。電極20は放電電極
3Cの低圧電極と放電電極3Dの高圧電極を兼ね電気的に接
続されている。電極17は放電電極3Aの高圧電極として、
電極21は放電電極3Dの低圧電極として働く。
さて、電気的接続であるが、電極17から電極21までは各
放電電極を直列接続したことになる。そして電極21と電
極22は電気的に接続される。スイッチ2を介してコンデ
ンサ1は電極17と電極22に接続される。インピーダンス
13、14、15、16はそれぞれ電極17と18、18と19、19と2
0、17と22に接続、すなわち放電電極3A、3B、3C、3Dに
それぞれ並列に接続され、そのインピーダンス値には差
を設けて徐々に小さくした値を設定する。この等価回路
を第4図に示す。
次に動作を説明すると、コンデンサの電荷の放電によっ
て印加される電圧は、インピーダンス13、14、15、16の
インピーダンス比に従って電圧分担される。この場合イ
ンピーダンス13の値が最も大きくしてあるため、放電電
極3Aに殆どの電圧が印加されてアーク放電が生じ、急速
にインピーダンスが低下する。これによって次のインピ
ーダンス14に殆ど電圧が印加され、放電電極3Bに殆どの
電圧が印加されてアーク放電が生じ、インピーダンスは
急激に低下する。以下同様にしてすべての放電電極はア
ーク放電を生じ、電流増加によってピンチプラズマ8を
生じてプラズマの相互作用により4ヶ所でX線9を発生
することができる。
発明の効果 本発明のX線発生装置は1つのパルス電源より複数のX
線を安定に、しかも周側面より取り出すことができるの
で、生産効率や研究効率の向上、各種設備などを配置す
る上で空間を有効に活用でき、また従来1つのパルス電
源に対し1つのX線をとり出すのに比べてX線量当りの
価格は安く経済性に富み、また1つのチエンバーより複
数のX線を取り出すことができるために占有面積の縮小
化ができるなどの効果があり、工業的ならびに実用的価
値大なるものである。
なお、本発明ではX線の発生について記述したが、プラ
ズマの振る舞いにより放出する各種電磁波の発生方法と
しても有効で、本方法を適用することができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明のX線発生装置に使用するプラズマ生成
室の一実施例の説明用断面図、第2図はX線発生の原理
を説明するためのプラズマ生成室の断面図で、(イ)は
Zピンチ法、(ロ)はプラズマフォーカス法、第3図は
本発明のX線発生装置に使用するプラズマ生成室の他の
実施例の説明用横断面図、第4図は第3図の等価回路図
である。 1:コンデンサ、2:スイッチ、3:3A、3B、3C、3D:放電電
極、4:高圧電極、5:低圧電極、6:絶縁物、7:電流、8:ピ
ンチプラズマ、9:X線、10:プラズマ生成室、10a:プラズ
マ生成部、11:チエンバー、12:X線取り出し窓、13、1
4、15、16:インピーダンス、17、18、19、20、21、22:
電極、23:絶縁物
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 吉原 秀雄 神奈川県厚木市森の里若宮3番1号 日本 電信電話株式会社厚木電気通信研究所内 審査官 小松 徹三 (56)参考文献 特開 昭58−119200(JP,A) 実開 昭59−187100(JP,U)

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】一対の高圧電極と低圧電極を有する放電電
    極を複数組直列に接続し、かつパルス電源と接続したこ
    とを特徴とするX線発生装置。
  2. 【請求項2】複数組の放電電極とそれぞれ並列にインピ
    ーダンスを接続し、そのインピーダンス値に差を設けた
    ことを特徴とする特許請求の範囲第1項記載のX線発生
    装置。
  3. 【請求項3】複数組の放電電極を周状に設けたことを特
    徴とする特許請求の範囲第1項または第2項記載のX線
    発生装置。
  4. 【請求項4】複数組の放電電極を同一プラズマ生成室内
    に収納したことを特徴とする特許請求の範囲第1項また
    は第2項あるいは第3項記載のX線発生装置。
JP60263546A 1985-11-21 1985-11-21 X線発生装置 Expired - Lifetime JPH0760649B2 (ja)

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JPS62254349A JPS62254349A (ja) 1987-11-06
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US6030590A (en) 1995-12-26 2000-02-29 Cosmo Research Institute Reduction purification method of nitrogen oxide-containing exhaust gas
JP5098126B2 (ja) * 2001-08-07 2012-12-12 株式会社ニコン X線発生装置、露光装置、露光方法及びデバイス製造方法

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JPS58119200A (ja) * 1982-01-08 1983-07-15 Toshiba Corp X線発生装置
JPS59187100U (ja) * 1983-05-31 1984-12-12 株式会社島津製作所 ステレオx線管装置

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