JPH0770356B2 - 軟ｘ線を発生する装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明はＸ線発生装置に係り、更に詳細にいえば、ガス
ジエツトＺ−ピンチの現象を利用して電気的入力をＸ線
に変換するそのような装置に係るものである。

従来の技術 現在の集積回路は紫外光線平版装置を使用して製造す
る。そのような装置では、回路パターンを決めこのパタ
ーンに従いマスクを作る。マスクはパターンに従う透明
部分と不透明部分とを有する薄い板である。マスクを紫
外光線で照射すると、ホトレジスト被覆を有するシリコ
ンウエーハに像が投影される。露出したか露出しないレ
ジスト（使用するレジストプロセス如何により）を除去
する化学処理によりマスクを複製する浮彫りパターンを
形成する。その後のエツチング，ドーピングまたは金属
化工程によりウエーハに所望の電気的特性を与え残りの
レジストを取除きその結果１レベルの集積回路を形成す
ることになる。

発明が解決しようとする問題点 市販の紫外光線平版装置はしばしば1.5−２ミクロン程
度のパターン解像度を示す。そのようなレベルの解像度
は256Kランダム−アクセス記憶装置の如き集積回路の生
産には十分であるが、更に大きいスケールの集積回路に
対しては、もし製品を小形におさえるとすればミクロン
以下のパターン解像度を生じる平版装置が必要である。
脈動プラズマ源を組み込んだＸ線平版装置は所望の更に
微細な解像度を生じる。この装置はガスジエツトＺ−ピ
ンチの現像を使用して電気的入力をＸ線に変換する。こ
のＸ線発生方法では、ガス噴流（窒素，クリプトンまた
はアルゴンの如き）をノズルを使用して膨張させそれと
協調してこの膨張するガスを通してキヤパシタバンクか
ら敏速に放電する。高電流放電はプラズマを敏速に圧縮
する。すなわち、Ｚ−ピンチ現象を生じる強力な磁界を
生じる。その結果比較的に長い波長を有し、従つて、侵
透力が低い（一般に軟Ｘ線として知られている）非常に
強い望ましいＸ線源である密度の高い高温のプラズマと
なる。これまで、ガスジエツトＺ−ピンチ装置が熱核融
合実験に使用された。この装置は反覆的応用とは異なり
単安定用に使用された。

Ｘ線平版印刷の如き分野用の反覆脈動プラズマＸ線源を
商業的に応用するには耐用寿命が長く信頼度の高い装置
が必要である。従来技術の高電力高電圧脈動装置は高電
流放電を行う単一レールギヤツプスイツチかそのような
スイツチの列かいづれかを使用する火花ギヤツプスイツ
チを使用していた。不幸にして、これらスイツチは高電
流で作用させると寿命が短かく（100万シヨツト以下）
であり、従つて、維持管理が簡単で寿命が長い反覆脈動
装置には実用的でない。これらスイツチの他の１つの欠
点はそれがスイツチアークにより強い音響振動を生じる
ということである。この振動は高度に正確に位置決めを
必要とする非常に安定した条件を必要とするＸ線アライ
ナの如き装置の部品の作用に悪影響を及ぼす。火花ギヤ
ツプスイツチの別の欠点はこのスイツチが過度の電気的
雑音を生じこの雑音が近接して位置決めされることのあ
るマイクロプロセツサと電子的機器とを破壊する電流を
生じる。

放電ガスレーザーへの高電圧パルスの幅を短縮し立上が
り時間を短縮するため可飽和インダクタが提案された。
そのようなスイツチの構造と作用とに関する更に詳細は
米国特許第4,275,317号を参照のこと。

問題点を解決するための手段 本発明のいくつかの面のうちには、軟Ｘ線用で特にＸ線
平版印刷装置に使用する改良された装置を提供すること
があることは認められよう。本発明の装置は騒音を立て
るレールギヤツプスイツチの使用を避けガスジエツトＺ
−ピンチを使用することによりＸ線を生じる。本発明の
装置はガス噴流を短時間供給する弁を使用し、この弁は
ソレノイドプランジヤに取付けたアクチユエータからの
硬い衝撃によりその閉位置から動かされ非常に敏速に開
くことになる。本発明の装置はまた放電用の真空室を一
部分形成する絶縁体を含む伝送線と、絶縁体に屑が多量
にたまるのを防止してフラツシオーバを防止し、ガスを
敏速に圧送し高速度で反覆的に脈動して作用できるよう
にする放電用の真空室とを含んでいる。更にまた、本発
明の装置はＸ線発生の好ましくない副成物を装置の出力
から取除く新規なフイルタ装置も含んでいる。本発明の
装置は作用に信頼が置け、耐用寿命が長く比較的に容易
に経済的に製造できる。

本発明のその他の面と特徴とは以上の説明により一部は
明らかで一部は以下の説明と前記特許請求の範囲とに指
摘してある。

簡単にいえば、本発明の装置は短期間ガスの噴流を供給
する弁装置と高電流パルスを発生する磁気的パルス圧縮
給電装置とを含んでいる。本発明のＸ線発生装置はまた
給電装置に接続されそれから電力パルスを伝送しガスの
噴流を通し放電する伝送線も含んである。給電装置はい
くつかの直列の可飽和インダクタ磁気スイツチと複数の
分路キヤパシタとを含んでいる。ガスの噴流と電力パル
スとを同期的に供給すると、高電流放電がプラズマとプ
ラズマを半径方向に圧縮し軟Ｘ線の強い供給源である密
度の高い高温のプラズマとする強い磁界とを生じる。

実施例 各図において対応する符号は対応する部品を示す。

図面を参照すると、軟Ｘ線を生じる本発明の装置の１つ
の好ましい具体例が第１図に符号12で総体的に示してあ
る。装置12は高電流敏速立上がり時間の電力パルスを発
生する磁気的パルス圧縮給電装置13（第２図に詳細に示
してある）と、ガスの噴流を短時間発生する敏速応答弁
装置20（第５図と第６図とに詳細に示してある）とを含
んでいる。第10図が示唆する如く、ガス噴流の発生と同
期的に給電装置13のキヤパシタを放電すると、高電流の
電力パルスがガス内を流れてガスジエツトＺ−ピンチに
より軟Ｘ線を発生する。装置12はまた電力パルスをガス
に供給するため給電装置13に接続する伝送線14（第８図
と第９図とに詳細に示してある）とＸ線発生の好ましく
ない副成物が窓16に達するのを防止するフイルタ装置15
（第11図に詳細に示してある）とを含み、装置12の軟Ｘ
線出力がこの窓16を通過して対物17を照射する。最後
に、装置12は対物を窓に並べた後に弁と給電装置との作
用を整合する同期化手段を含んでいる。第２図に示して
あるように、対物位置センサーが対物を検知し弁ソレノ
イド22の付勢を制御する。弁は弁体センサー90を有し、
このセンサーは弁がガスの噴流を放出したことを検出し
て給電装置13の始動スイツチS4の作用を制御する。

磁気的パルス圧縮給電装置 第２図を参照すると、磁気的パルス圧縮給電装置13は直
列の可飽和磁気スイツチS1〜S3とそれと同数の分路キヤ
パシタバンクC1−C3とを含み、各スイツチとそのそれぞ
れのキヤパシタバンクとがパルス圧縮段を形成し、C1,S
1とC2,S2とは中間のパルス圧縮段を形成しまたC3,S3（S
3はガス噴流により形成した負荷に導体18により接続さ
れている）は最終すなわちピーキングパルス圧縮段を形
成している。給電装置は更にまたキヤパシタC0として示
したエネルギー貯蔵装置に充電する標準の高電圧直流給
電装置19と給電装置19を第１の磁気的パルス圧縮段に接
続するイグニトロンまたはサイロトロンで形成した始動
スイツチS4とを含んでいる。

透磁材を含む可飽和インダクタ磁気スイツチの作用原理
は、透磁材の飽和限界まではスイツチが高インダクタン
スを示すということである。しかしながら、磁界が十分
に強くなると、透磁材は飽和に達し透磁率をエアコアイ
ンダクタの透磁率にまで降下させる。磁気スイツチの非
直線的インダクタンス特性が第３図に示してあり、この
特性は磁束密度（Ｂ）に対し磁化力磁界強さ（Ｈ）を作
図する結果角がするどいヒステリシスループを示す。

電力パルス圧縮が第４図に示してある。第４図の曲線が
測定尺度通りでなく説明の目的にすぎないことを注目す
る必要がある。当業者には明らかな如く、キヤパシタは
順次に電圧定格が高くなつて行きキヤパシタタンスが順
次に低くなつて行く（従つて、キヤパシタは順次に充電
が速くなつて行く）。また、可飽和インダクタスイッチ
S1−S3は、順次速く飽和するようにその構成が変化す
る。すなわち、キャパシタC1で充電された電気エネルギ
ーを可飽和インダクタスイッチS1を介してキャパシタC2
に、また該キャパシタC2で充電された電気エネルギを可
飽和インダクタスイッチS2を介してキャパシタC3に移送
する際に、可飽和インダクタスイッチS1−S3が順次速く
飽和するようにしてある。エネルギー貯蔵装置C0に充電
後始動スイツチS4を弁体位置センサーから信号を受ける
ことにより導通状態にすると、長く低振幅のパルスがキ
ヤパシタC1を充電する。キヤパシタC1が時間の１関数と
して電荷を集積するに従い、このキヤパシタにわたる電
圧が電流がスイツチS1を流れるに従い上昇する。キヤパ
シタC1がほとんど充電されると磁気的スイツチS1が電流
により飽和されキヤパシタC1のエネルギーがキヤパシタ
C2に適当に移されるようにする。連鎖の終りに短時間で
立上がり時間が速く高い振幅の電流パルスが発生するよ
うにパルス移動時間を減少しパルスエネルギーをほぼ保
持してこのプロセスが段階から段階に続く。３つのパル
ス圧縮段が示してあるが、必要な段数は特定のプラズマ
源を好適な効率にするため変わることができる。

弁 弁装置20（第５図と第６図とに詳細に示してある）はコ
イル24と往復動するプランジヤ26とを有するソレノイド
22を備えている。プランジヤは第５図に示した前進位置
と第６図に示した後退位置との間を可動である。プラン
ジヤの位置はコイル24の付勢状態により制御する。コイ
ルを付勢するとプランジヤを後退させる消勢すると戻し
ばね27の作用でプランジヤを前進位置に運動させる。弁
装置20にはまたソレノイドに制御されてガスの流れを切
り換える弁組合わせ体28と弁組合わせ体から出るガスを
加速し作形する超音波ノズル30とを含んでいる。

弁組合わせ体28はガス入口々孔36とガス出口々孔38とを
有する室すなわち充満空間34を形成するハウジング32を
含んでいて、ガス出口々孔38はハウジングの端部壁40に
形成されている。好ましいのは端部壁の内面46に設けた
環状溝44に保持された弾性のO-リングにより形成された
弁座42が出口々孔を包囲している。ハウジングには軸受
壁48が取付けてあり、室34が端部壁と軸受壁との間に延
びている。軸受壁には孔50が設けてあり、この孔には焼
結青銅の如き摩擦が低い丈夫で耐摩寿命の長い物質で作
ることが好ましい円筒形の軸受52が保持されている。

弁56のステムすなわちシヤフト54が軸受孔を貫通して延
び、この弁56は弁座42に選択的に係合して弁組合わせ体
からのガスの出力を制御する拡大した頭部58を有してい
る。弁は弁の頭部が弁座に係合してガスの流出を阻止す
る第５図に示した閉位置と弁の頭部が弁座から離れてガ
スを流出させる第６図に示した開位置との間を可動であ
る。反覆して脈動するＸ線源に利用する本発明の装置12
に使用できるガスには窒素，クリプトンおよびアルゴン
がある。プラズマ放電機械においてそのようなガスに長
時間さらすと軸受は汚染すなわち腐蝕することになる。
軸受52を室34から隔離するため、弾性のベロー形シール
60を使用しこのシールは両端が軸受壁48と弁の頭部58と
の向かい合つた表面にそれぞれ係止されている。この弾
性のシールは弁をその閉位置に押圧する戻しばねとして
も機能するので２重の目的を果する。

弁ステム54は孔62を有する円筒形である。弁装置20は更
にまた好ましいのはねじによりソレノイドプランジヤ26
に取付けたアクチユエータ64を含んでいる。アクチユエ
ータは弁ステムの孔内に延び拡大した末端66で終つてい
る。ステムにねじ受けされ衝撃面70を有するナツト68の
形式の衝合手段が末端66が通るのを防止するため弁ステ
ムの孔を閉じている。アクチユエータの末端66は第５図
に示した如く弁が閉じコイルが消勢した状態では衝撃面
70に干渉関係に向かい合いプランジヤ26の運動距離より
短かい距離プランジヤから間隔をあけられるハンマー面
72を有している。従つて、コイル24を付勢すると激しい
衝撃により弁56を開位置に向け運動させることになる。

更に詳細にいえば、弁は衝撃面76に向かい合う位置決め
面74を有し、コイル24を消勢するとアクチユエータの末
端はアクチユエータのハンマー面72が衝撃面から所定の
距離に位置決めされるよう位置決め面に接触する係合面
76を有している。弁ステムはまたその外面でストツパナ
ツト78をねじ受けしていて、このナツトは支持壁82に支
持された衝合板80に係合でき、この支持壁82にはソレノ
イドハウジング84と弁組合わせ体とが共に取付けてあ
る。この支持壁にはアクチユエータ64が妨害もなく通過
できる寸法にした中心窓86が設けてある。円筒形の弁ハ
ウジング延長部88が軸受壁48と支持壁82とを互いに接続
していて弁の位置を表示する出力を出すセンサー90（延
長部の窓を貫通している）を支持している。弁の作用に
従い給電装置13の作用を整合するため制御器が受ける出
力を出すため光フアイバーの位置センサーを使用するこ
とが好ましい。

弁組合わせ体は更にまた弁ハウジング32の軸線方向に延
びている部分と弁の頭部58との間に配置したプラグ部分
94を有する体積エツクスクルーダ92を含んでいる。エツ
クスクルーダはまた軸受壁48に可調節にねじ受けされた
シヤフト96を有している。シヤフト96の端部に設けたつ
まみ98を回わすことにより、作業員はプラグ部分94とハ
ウジングの端部壁46との間の間隔を変えて弁が開くと排
出されるガスの体積を調節できる。ブラグ部分94と弁の
頭部58との間の比較的に狭い空間がプラグ部分の前面に
あるガスに加えて多量のガスが弁が開いている短い時間
中に排出するのを防止する狭搾部を形成するということ
が理解できよう。他方、この狭い通路は弁の作用サイク
ルの比較的に長い閉じた部分中プラグ部分の前方のスペ
ースにガスを再び満たすに十分な大きさを有している。
ガス圧を調節できることと併せてストツパナツト78と体
積エツクスクルーダとを可調節にすると広範囲のガス出
力パルスを選択できるようにする。

ノズル組合わせ体30はハウジングの端部壁40に支持され
ガス出口々孔38にまで延びている充満空間部分100を有
している。第７図に詳細に示してあるように、ノズル組
合わせ体は第５図と第６図とに示した周辺の装着フラン
ジ102を含み、このフランジはノズルの軸線のまわりに
均一に間隔をあけガスの流出を加速する複数の個別の超
音波ノズル104（好ましいのは６つのノズル）を形成し
ている。

弁組合わせ体28の多くの部品は真ちゆうかアルミニウム
で作つてあるが、弁とアクチユエータとは耐摩寿命が長
く衝撃抵抗を有するチタニウムで作ることが好ましい。
プランジヤ26とアクチユエータ64との合わせた質量は弁
26の質量より僅かに小さいことが好ましい。プランジヤ
とアクチユエータとから弁への運動量輸送は音響弛緩時
間、すなわち、ハンマー面が当ると衝撃面に形成される
圧力波がナツト68の長さは沿い運動するに要する時間内
に生じる。プランジヤとアクチユエータとの合わせた約
75gの質量に対しては、運動量輸送は約60マイクロ秒で
生じる。これら条件の下で充満空間の圧力が約50気圧で
あると、弁は約200ミクロ秒でその開位置にまで約0.2cm
運動する。約2cm直径のシールに対しては、出口々孔38
にガスを供給する有効な出口孔は1.25cm（2cm〔直径〕
×3.14〔pi〕×0.2cm）の弁の運動１である。これがた
め約３×10⁵トルl/秒となる。

弁装置20の作用は次の如くである。ソレノイドコイル24
を電気的に付勢するとプランジヤ26は第５図に示した前
進位置から遠ざかり運動する。ナツト68の衝合面70とア
クチユエータのハンマー面72との間のスペースはアクチ
ユエータ66とプランジヤ26とのから動きを表わす。プラ
ンジヤとアクチユエータとがこの距離を運動するに従い
これらは加速する。コイルは衝撃の直前に消勢すること
が好ましい。衝突する物体の復位係数が１と仮定する
（衝撃がほとんど弾性的）と、プランジヤとアクチユエ
ータとの運動量は全部が弁に輸送されその理由はこれら
部品が等しい質量を有するよう選択されているからであ
る。

これにより弁56が第６図に示した開位置に非常に敏速に
運動することになる。弁56が開位置に運動するに従い、
弾性的ベローシール60が圧縮されるにつれポテンシヤル
エネルギーがこのシールに集まり弁56を減速することに
なる。ストツパナツト78が衝合板80に当ると弁56がある
程度はずむことがある。しかしながら、弁がその閉位置
に比較的敏速に戻る主要因はベローシールの強力なばね
特性である。その間に、戻しばね27はプランジヤ26とア
クチユエータ64とをその第５図に示した前進位置に戻
す。従つて、弁装置は次の作用サイクルを行う位置にあ
る。

市販の直流ソレノイドが精密な軸受面を形成し100万回
以上もの作用を行うようその機械的寿命を延ばすため摩
擦の低い被覆を有している。これら磁石のコイルは数千
巻きのワイヤを有し1,000ボルト以下で作用し僅か数ア
ンペアの電流しか食わない。毎秒10回作用できる直流ソ
レノイドは本発明の敏速な弁組合わせ体に使用するのに
平均200ワツト以下の電力しか必要としない。

従つて、弁装置20はガスジエツトＺ−ピンチを使用して
電気的入力をＸ線に変えるため装置12に使用するのに非
常に適している。弁は非常に大きなガス出力を出し弁組
合わせ体は200マイクロ秒以下で開く。弁組合わせ体は
各作用サイクル毎に放出できるガスの量を選択できるよ
う可調節で、弁装置は高い反覆速度で長期間にわたり作
用させることができる。更にまた、弁装置は弁が敏速な
開閉時に合わせて弁位置センサーにより弁組合わせ体の
作用を装置12の他の部品、特に給電装置13の作用と非常
に厳密に同期化する能力を示すことが理解できよう。従
つて、弁装置はガスを通し高電流を放電に対するガス放
出時間の遅れを極減する。このガス放出時間の遅れはＸ
線発生に無益であるばかりでなくまた後記するＸ線発生
装置に関係した真空系統を過負荷にする。

伝送線 伝送線14（第８図と第９図とに詳細に示してある）は弁
装置20からのガスの噴流を通し放電するため電力パルス
を伝送するため磁気的パルス圧縮給電装置13に接続され
ている。送電線14は一般的形成の円形板である第１の導
体122とこれもまた円板の形成で第１の導体122に近接し
ているがそれから間隔をあけそれと平行な第２の導体12
4とを含んでいる（第９図）。第１の導体122は弁装置20
のノズル30を収容する中心孔126を有している。ノズル3
0はインゼクタとして機能し以下にインゼクタと呼称す
る。第２の導体はインゼクタにおおいかぶさりインゼク
タからの短い時間のガスの噴流により構成する負荷用の
アノードとして作用する。リング状の絶縁体134が導体1
22,124間に延び負荷用の真空室136を部分的に形成す
る。導体122は給電装置の負側が正側に接続され他方導
体124は給電装置13の反対側に接続されている。

第１図を参照すると、伝送線14を組み入れたＸ線発生装
置12は絶縁体134により一部分が形成されインゼクタ30
を収容した真空室136を含んでいる。Ｘ線発生装置12の
主要部品は壁138を有するきれいな室内に位置決めさ
れ、１つまたはそれ以上の数の真空ポンプ140がきれい
な室の外部に位置決めされマニホルド142により真空室1
36に接続されている。第10図が示唆する如く、弁装置20
が開くのと同期して給電装置13の敏速放電キヤパシタバ
ンクが放電すると、高電流がプラズマを形成するガスの
膨張する噴流（窒素，クリプトンまたはアルゴン）を通
り流れる。電流が流れるに従い、プラズマを半径方向に
圧縮する強い方位磁界を形成する。敏速な圧縮中プラズ
マの粒子により大きい運動エネルギーが得られる。この
エネルギーはプラズマの軸線にプラズマがなじむに従い
熱化される。更に、望ましくない熱いガス，電荷粒子
（主として、電子），紫外線放射物およびガス状か非ガ
ス状の屑が生じる。

第８図と第９図とに詳細に示した伝送線14の特定の構造
について説明すると、第１の導体122は固体または液状
の屑を収容するためインゼクタ30を包囲する坑すなわち
屑落し穴152を支持している。坑152はインゼクタ30を収
容する中心開口155を有する床153を含んである。床153
とインゼクタ30との間に真空密のシールを形成するため
種々の物質を床とインゼクタとの間に使用できる。更に
また、落し穴152は導体122と床153との間を接続する環
状の側壁156を有している。第１の導体122はまた第２の
導体124に向け延び同心の環状に並べたデフレクタ157A,
157B,157Cも有していて、各デフレクタはインゼクタ30
に向いている第１の表面158A,158B,158Cをそれぞれ有し
ている。第２の導体124は平行に間隔をあけた複数の直
立部162を有していて、各直立部は半径方向に内方に向
けた柱164を支持している。直立部162と柱164とは気体
の負荷を通る電流用の通路を形成する電極手段132を構
成している。インゼクタ30の１つの超音波ノズル104を
各柱164の末端に並べることが好ましい。

第８図と第９図に詳細に示してあるように、第２の導体
124は環状に並べたよろい板166A,166B,166Cを含み、各
よろい板の位置は対応する流れデフレクタに位置に調和
している。各よろい板は下部168と対応する下部に少な
くとも部分的におおいかぶさる上方のシールド部分170
とから成り、シールド部分は中間部分171により導体124
の下部の主要部分に接続されている。各よろい板はガス
の噴流を通しての放電の結果による熱いガスを排出する
孔172を形成している。各よろい板がその対応する流れ
デフレクタと共にノズルを形成していることが判ろう。
流れデフレクタの第１の表面158と対応するよろい板166
の中間部分171との向かい合う部分間のスペースはイン
ゼクタ30の軸線に垂直でインゼクタに近接して配置した
対応する第１および第２の導体表面169,173間のスペー
スより狭い。更にまた、第１の表面158が伝送線の導体
間から孔172を通り熱いガスを指向させる流れ案内とし
て機能することが理解できよう。よろい板とデフレクタ
との組合わせは互い違いにして導体間のインゼクタの軸
線から引いたどの半径方向線もこの組合わせの１つまた
はそれ以上の組合わせに交差してガスを一層有効に噴出
するようにすることが好ましい。

絶縁体134の付近で第１および第２の導体は絞り領域174
を形成する。絞り領域における第１および第２の導体間
のスペースは流れデフレークタ表面158と対応するよろ
い板166の中間部分171との向かい合つた部分間のスペー
スから更に狭くなつていて、導体124の絞り領域を形成
する部分には屑片を含んでいるガスを更に排出するいく
つかの孔176が設けてある。導体122,124はアルミニウム
または真ちゆうの如き丈夫で良導体である金属で構成す
ることが好ましい。絶縁体134は1cm当り少なくとも10KV
の絶縁耐力を有していることが好ましい。絶縁体134の
外部で導体間のスペースには絶縁対力の高い液体または
固体を満たす。

伝送線14の作用は次の如くである。インゼクタ30からガ
スを噴出することと同期して給電装置13により高電力の
直流パルスを供給すると、電流は導体124,ガスおよびイ
ンゼクタ30を順次に流れ導体122を経て給電装置13に戻
される。その結果としてのガスジエツトＺ−ピンチによ
り、Ｘ線が副成物たる熱いガス、荷電粒子、紫外線およ
び、たとえば、伝送線とインゼクタとの金属材料が表面
除去される結果による気体状または非気体状の屑と共に
発生する。液状か固体かもしくは両方の形態の可成りの
量の屑はインゼクタ30を取り巻いている落し穴中に落下
し他方勢いガスとそれに運ばれた屑とは加速されて流れ
デフレクタ157とそれに対応するよろい板166とにより形
成したノズルにより伝送線から排出される。第１および
第２の導体が形成した絞り領域174が絶縁体134に向かう
熱いガスの流れを制限しそれにより更にまた熱いガスの
大部分が孔172により排出されるように機能する。孔172
におおいかぶさるよろい板のシールド部分170が可成り
の量のガスとそれに運ばれた屑とが導体間のスペースに
戻るのを防止する。絞り領域174を形成する第２の導体1
24の部分に設けたリリーフ孔176が存在していることに
より更にガスを排出する。

第１および第２の導体が形成したノズルは熱いガスと粒
子とを排出するばかりでなく伝送線を敏速に真空にして
この線が、たとえば、約10ヘルツでの脈動作用を行える
ようにもする。従つて、伝送線路14は絶縁体134をほぼ
屑がなく作用できるようにする一方絶縁体134が長時間
信頼して作用するに十分低い電気的応力を有している。
更にまた、伝送線路は高速の反覆的に脈動作用が可能と
なるよう導体間からガスを敏速に圧送できるようにす
る。

フイルタ装置 第11図を参照すると、フイルタ装置15はＸ線発生の副産
物である望ましくない熱いガス、荷電粒子および紫外線
が窓16に到達するのを防止する。フイルタ装置15は熱い
ガスを拡散してそれを窓から遠ざかるよう指向させるバ
ツフル232,234,236と、電荷した粒子（主として電子）
を偏向させる磁界を生じる磁石装置238と、対物17に当
たるＸ線放射物から紫外線放射物を吸収する紫外線吸収
装置240とを含んでいる。

窓16は機械的強度が高いベリリウムの薄いシートで形成
することが好ましくまた原子数が低くＸ線に対する伝送
特性がすぐれているので窓16を紫外線放射物から保護す
る紫外線吸収装置240は送給スプール260のまわりに巻い
たプリアミドの如き紫外線吸収プラスチツクフイルムの
長く薄いストリツプを含んでいる。このフイルムの先端
は取上げスプール262により保持され、これらスプール
はフイルムの一部分がＸ線源から直線通路において窓16
を横切り延びるよう位置決めしてある。Ｘ線の発生した
後毎にフイルムを前進させて新鮮なフイルム部分（未照
射部分）を窓と並べるようにすると好ましい。送給ロー
ルがそれに巻かれたフイルムが尚早に照射されないよう
にする適当なしやへいを含んでいることが理解できよ
う。Ｘ線発生後スプールを真空室136の壁のシールを貫
通して延びているシヤフトを有する回転駆動手段（図示
せず）により前進させる。そのような回転駆動手段とそ
のシールとは当業界に良く知られているのでこれ以上詳
細には説明しない。

特に、非常に大形の集積回路の製造において平版印刷用
にＸ線発生装置12を使用する際には、軟Ｘ線出力から紫
外線放射物をほぼ取除く必要がある。もしこの放射物を
取除かないと、望ましいミクロン以下のパターン解像は
行えずベリリウムの窓は損傷する。もちろん、フイルム
258は出力から紫外光線をほぼ取除く。しかしながら、
フイルムと窓とは一方ではＸ線発生の副成物たる熱いガ
スと電荷した粒子とから保護する必要がある。このこと
はバツフル232-236と磁石装置238との機能である。

更に詳細にいえば、各バツフルは第11図に示した如く中
心開口264を有するほぼ円錐形であるのが好ましい。バ
ツフルはいくつかの開口264を並べ視線Ｘ線通路を形成
してＸ線源と窓16との間に配置されている。Ｘ線源に最
も近いバツフル232はこれもまたフイルタ装置の他の部
品に当るＸ線の光度を制限するため軟Ｘ線の吸収体であ
る耐火材で作ることが好ましい。この第１のバツフルの
１つの好ましい材料はタングステン合金である。残りの
バツフル234,236は第１のバツフルの下手側に間隔をあ
けてありアルミニウムまたは真ちゆうで作ることが好ま
しい。磁石装置238は電荷した粒子をフイルムと窓とか
ら偏向させるためＸ線通路のまわりに間隔をあけた複数
の永久磁石または電磁石を含むことが好ましい。磁石装
置238は荷電粒子を偏向させる手段を構成する。しかし
ながら、この目的に静電装置も使用できる。

１例として、25ミクロン厚味の延性のベリリウム窓は適
当な機械的強度を有しクリプトンをガスとして使用して
発生した6.9オングストロームの軟Ｘ線の62％を伝送す
る。

フイルタ装置15の作用は次のとおりである。軟Ｘ線をそ
の孔すなわち中心開口264を通過させている間に第１の
バツフル232はその表面に当る軟Ｘ線を吸収すると同時
に拡散膨張する熱いガスをＸ線源と伝送窓16との間の視
線から遠ざかるよう指向させる。第２および第３のバツ
フル234,236もまた通路から窓に向け拡散する熱いガス
を更に取除き窓とフイルムとの上昇する温度を下げる。
磁石266は荷電粒子をフイルム258と窓16とから遠ざかる
よう偏向させる作用を行う。最後に、紫外光線吸収フイ
ルム258は紫外線の約98％を取除き窓の出力を軟Ｘ線に
まで制限する。次いで、軟Ｘ線は対物17にまで進む。Ｘ
線の発生後毎に、送給スプール260と取上げスプール262
とを前進させて犠牲フイルムの新たな部分を窓に並べ
る。

以上の説明に照して、本発明のいくつかの目的が達成さ
れ他の有利な結果も得られることが判る。

本発明の範囲を逸脱することなく種々の変更を行うこと
ができるので、以上の説明は例示的なものであり限定す
るものではないと解釈すべきである。

【図面の簡単な説明】

第１図は軟Ｘ線を発生する本発明の装置の好ましい具体
例の線図、第２図は第１図の装置に含まれた磁気的パル
ス圧縮パルス給電装置の一部ブロツク線図、第３図は第
２図の給電装置に使用した可飽和インダクター磁気スイ
ツチの非直線的インダクタンス特性を示す磁化界の強さ
対磁束強さの作図，第４図は出力パルスが敏速な立上が
り時間を有するようになるまで給電装置の磁気スイツチ
が電流パルスを漸次に圧縮する種々の段階を示す電流対
時間の作図、第５図はある部品を一部分しか示さず弁を
閉じた位置で示す第１図の装置に含まれた弁の縦断面
図、第６図は第５図に似ているが弁が開位置で示した
図、第７図は第６図のほぼ７−７線に沿い切断して示し
た弁に支持されている超音波ノズル組合わせ体の断面
図、第８図は第１図に示した装置に使用した伝送線の横
断面図、第９図は他の部品を露出するためある部品を切
欠いて示した第８図に示す伝送線の平面図、第10図は第
１図に示した装置に使用するガスインゼクタと電極との
断面図、第11図は第１図に示した装置に使用したフイル
タ装置の線図である。 12……Ｘ線発生装置、13……給電装置 14……伝送線、16……窓 20……弁装置、22……ソレノイド 24……コイル、26……プランジヤ 28……弁組合わせ体、32……ハウジング 34……室、36……入口々孔 38……出口々孔、50……孔 52……軸受、54……弁ステム 56……弁閉鎖部材、58……頭部 64……アクチユエータ、66……末端 70……衝撃面、72……ハンマー面 122……第１の導体、124……第２の導体

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ジヨン・チヤールズ・リオルダン アメリカ合衆国カリフオルニア州92006, カールスバツド，ジヤカランダ・アベニユ ー 2610 (56)参考文献 特開 昭60−7723（ＪＰ，Ａ) 特開 昭58−113898（ＪＰ，Ａ) 特開 昭58−113800（ＪＰ，Ａ) 実開 昭58−174849（ＪＰ，Ｕ)

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】ガスの噴出に同期させて電力パルスを発生
   することによって、高電流放電がプラズマと該プラズマ
   を半径方向に圧縮して軟Ｘ線の強い源である密度の高い
   高温のプラズマにする強い磁界とを生じさせて軟Ｘ線を
   発生する装置（12）にして、 短時間、前記ガスを反覆的に噴出する弁装置（20）と、
   複数の直列の可飽和インダクタ磁気スイッチ（S1−S3）
   および複数の分路キャパシタ（C1−C3）を含み、高電流
   の前記パルスを発生する磁気的パルス圧縮給電装置（1
   3）と、該給電装置からの前記パルスを前記ガスの噴流
   を介して伝送するため前記給電装置に接続された伝送線
   （14）と、前記弁装置と前記給電装置の作用を同期化す
   る手段（90）とを具備してなり、 前記弁装置（20）は、コイル（24）と、後退位置および
   前進位置を有し該コイルの付勢状態によりその位置が制
   御され往復運動するプランジャ（26）とを含むソレノイ
   ド（22）と、前記プランジャによって操作される弁組合
   わせ体（28）とを備え、 前記弁組合わせ体（28）が、ガス入口々孔および弁座
   （42）が取巻いているガス出口々孔とを有する室（34）
   を形成するハウジング（32）と、孔を形成する軸受（5
   2）と、前記室（34）内に配置され、前記弁座（42）に
   選択的に係合して前記ガス出口々孔を閉じる頭部（58）
   を有する弁閉鎖部材（56）および前記頭部（58）から前
   記孔を通り突出している弁ステム（54）とを含み、 前記弁閉鎖部材（56）が、前記頭部（58）が前記弁座
   （42）に係合する閉位置と前記頭部（58）が前記弁座
   （42）から離れる開位置との間で可動であり、 前記弁組合わせ体（28）が、更に前記弁閉鎖部材（56）
   を閉位置に偏倚させる手段（60）を備え、 前記弁ステム（54）が、前記頭部（58）に向いた衝撃面
   （70）を有する衝合手段（68）を支持し、 前記弁装置（20）が、更に前記プランジャ（26）に取付
   けられ、前記衝合手段（68）を越えて延び前記衝撃面
   （70）に向かい合いそれと干渉関係に配置したハンマー
   面（72）を有する末端（66）で終わるアクチュエータ
   （64）を備え、 前記ハンマー面（72）が、前記コイル（24）が消勢され
   ると、前記衝撃面（70）から前記プランジャ（26）の運
   動距離より短い距離間隔をあけられており、それによっ
   て前記コイル（24）が付勢すると、衝撃によって前記弁
   閉鎖部材（56）を敏速に開くようにしてなることを特徴
   とする、軟Ｘ線を発生する装置。
2. 【請求項２】請求の範囲第１項に記載の軟Ｘ線を発生す
   る装置にして、 前記装置（12）は、内部で前記高電流放電が生じる真空
   室（136）を備えることを特徴とする軟Ｘ線を発生する
   装置。
3. 【請求項３】請求の範囲第２項に記載の軟Ｘ線を発生す
   る装置にして、 前記装置（12）は、照射される対物にＸ線を伝達する窓
   （16）を備え、該窓（16）と前記伝送線（14）とが前記
   真空室（136）を部分的に形成することを特徴とする軟
   Ｘ線を発生する装置。
4. 【請求項４】請求の範囲第３項に記載の軟Ｘ線を発生す
   る装置にして、 前記装置（12）は、Ｘ線発生によって生じた望ましくな
   い副産物が前記窓（16）に到達するのを防止するフイル
   タ装置（15）を備えることを特徴とする軟Ｘ線を発生す
   る装置。
5. 【請求項５】請求の範囲第２項に記載の軟Ｘ線を発生す
   る装置にして、 前記伝送線（14）が、ガス噴流により構成された負荷の
   片側と前記給電装置（13）の片側とを電気的に接続する
   第１の導体（122）と、該第１の導体の付近であるが、
   それから間隔をあけて配置され、前記負荷の他の片側と
   前記給電装置の他の片側とを接続する第２の導体（12
   4）と、前記第１の導体と第２の導体との間に延び、前
   記真空室（136）を部分的に形成する絶縁体（134）と、
   前記負荷と前記導体との間に配置され、非気体状の屑を
   受ける手段（152）および前記負荷と前記絶縁体との間
   に配置され前記導体間から気体状の屑を噴出する手段
   （166）とを具備してなることを特徴とする軟Ｘ線を発
   生する装置。
6. 【請求項６】請求の範囲第４項に記載の軟Ｘ線を発生す
   る装置にして、 屑を収集して取り除く前記フィルタ装置（15）が、拡散
   する熱いガスを前記窓（16）から遠ざかるように指向さ
   せるバッフル（232）と、前記Ｘ線源より前記窓を通る
   Ｘ線のビームからの紫外線を吸収する手段（240）とを
   具備してなることを特徴とする軟Ｘ線を発生する装置。