JPH0917595A - Ｘ線発生装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 従来よりも高強度のＸ線を輻射するプラズマ
を発生させるための励起エネルギービーム照射を行う前
に、複数回の励起エネルギービーム照射により標的に空
孔を形成する必要がなく、その結果、高繰り返しに高強
度のＸ線を発生させることができるＸ線発生装置を提供
すること。 【構成】 励起エネルギービーム３０２を標的部材３０
１に集光して照射することでプラズマ３０４を生成さ
せ、該プラズマ３０４から輻射されるＸ線を取り出すＸ
線発生装置において、前記標的部材３０１は、厚さが相
対的に大きくて標的部材全体の自立機能を果たす第１形
状部分Ａと、厚さが相対的に小さくて前記励起エネルギ
ービーム照射によるプラズマ発生機能を果たす第２形状
部分Ｂと、を有することを特徴とするＸ線発生装置。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、Ｘ線顕微鏡、Ｘ線露光
装置、Ｘ線分析装置などに使用されるＸ線発生装置に関
するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来のＸ線発生装置の標的部材には、表
面が平坦な板状、円筒状、またはテープ状の形状をした
標的物質が用いられてきた。標的部材または標的物質
（以下、標的と略称する場合がある）の表面に作られた
空孔内にレーザー光を照射し、プラズマを空孔内に閉じ
込めることにより、Ｘ線の強度が増加することがナゲル
氏等により報告されている( Appl. Optics, 23(9), p14
28, 1 May 1984 ) 。

【０００３】また、フォーサイス氏の発明による特公平
４ー２９１７９（優先権主張 1984年11月8 日）では、
標的表面の空孔は、Ｘ線を発生させるための主レーザー
照射を行う前に、いくつかのパルスレーザー光を照射す
ることにより形成される。そして、ある深さの空孔が形
成された後、Ｘ線を発生させるための主レーザーを空孔
に照射することでＸ線を発生させる様になっており、標
的材料の移動手段を備えている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】前記の特公平４ー２９
１７９では、１ショットのＸ線を発生させる前に、レー
ザー照射により標的にプラズマを閉じ込めるための空孔
を形成する必要がある。そして、標的に空孔を形成する
際には、その度に複数回のレーザ照射を行う必要があ
り、本来Ｘ線を輻射するプラズマを発生させるためのレ
ーザ照射を効率的に行うことができない。

【０００５】即ち、特公平４ー２９１７９では、レーザ
照射により標的に空孔を形成しないと、Ｘ線を輻射する
プラズマを発生させるためのレーザ（主レーザー）照射
を行うことができないので、高繰り返しにＸ線を発生さ
せることができない。さらに、特公平４ー２９１７９で
は、標的の駆動手段について述べてはいるが、空孔をレ
ーザー照射位置に合わせる手段、及び空孔がレーザー照
射位置に合致したときにレーザー光を発振させる同期手
段がない。即ち、特公平４ー２９１７９では、レーザ照
射により標的に空孔をあけてから同一位置に主レーザー
を照射するので、前記の手段は必要がないのである。

【０００６】また、従来用いられている平坦な表面を有
するテープ状の標的では、レーザーを照射すると、テー
プ状標的に空孔とその回りのバリが形成される。このバ
リが形成されると、テープ状標的とレーザー光が交差す
る位置、すなわちプラズマが生成される位置が変動する
という問題点があった。また、このバリによって、テー
プ状標的をリールに巻き取った後の巻き取り径が、バリ
がない場合の数倍の大きさになるという問題点もあっ
た。

【０００７】さらに、テープ状標的をリールに巻き取っ
たときに、先のレーザー照射により形成されたバリによ
り、バリがない平坦な部分にしわが発生するため、幅広
のテープ状標的を使用し、テープ状標的を複数回、往復
走行させて使用する場合には、このしわによりプラズマ
生成位置が変動するという問題点もあった。本発明は、
かかる問題点に鑑みてなされたものであり、従来よりも
高強度のＸ線を輻射するプラズマを発生させるための励
起エネルギービーム照射を行う前に、複数回の励起エネ
ルギービーム照射により標的に空孔を形成する必要がな
く、その結果、高繰り返しに高強度のＸ線を発生させる
ことができるＸ線発生装置を提供することを目的とす
る。

【０００８】また、本発明は、標的部材を巻き取り可能
な形状にして使用する場合に、励起エネルギービーム照
射により形成されるバリが、巻き取り径の増大や標的の
平坦部分でのしわの発生によるプラズマ生成位置の変動
を引き起こすことがないＸ線発生装置を提供することを
目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】そのため、本発明は第一
に「励起エネルギービームを標的部材に集光して照射す
ることでプラズマを生成させ、該プラズマから輻射され
るＸ線を取り出すＸ線発生装置において、前記標的部材
は、厚さが相対的に大きくて標的部材全体の自立機能を
果たす第１形状部分と、厚さが相対的に小さくて前記励
起エネルギービーム照射によるプラズマ発生機能を果た
す第２形状部分と、を有することを特徴とするＸ線発生
装置（請求項１）」を提供する。

【００１０】また、本発明は第二に「前記第２形状部分
は、一方の表面側が平面形状であり、他方の表面側が凹
形状であることを特徴とする請求項１記載のＸ線発生装
置（請求項２）」を提供する。また、本発明は第三に
「前記第２形状部分は、一方の表面側及び他方の表面側
ともに凹形状であることを特徴とする請求項１記載のＸ
線発生装置（請求項３）」を提供する。

【００１１】また、本発明は第四に「前記第２形状部分
の平面形状箇所に前記励起エネルギービームが照射され
るように、その光路を設定したことを特徴とする請求項
１または２記載のＸ線発生装置（請求項４）」を提供す
る。また、本発明は第五に「前記第２形状部分の凹形状
箇所に前記励起エネルギービームが照射されるように、
その光路を設定したことを特徴とする請求項１〜３記載
のＸ線発生装置（請求項５）」を提供する。

【００１２】また、本発明は第六に「前記標的部材は、
前記励起エネルギービームを照射すると、所望のＸ線を
輻射するプラズマを発生する標的物質からなる第１部材
と、該第１部材に接合された部材であり該第１部材を支
持するための一または二以上の第２部材と、を有するこ
とを特徴とする請求項１〜５記載のＸ線発生装置（請求
項６）」を提供する。

【００１３】また、本発明は第七に「前記第１部材は、
テープ状または薄板状の形状を有し、前記第２部材は、
複数の空孔を備えたテープ状または薄板状の形状を有す
ることを特徴とする請求項６記載のＸ線発生装置（請求
項７）」を提供する。また、本発明は第八に、「前記第
１部材は、前記複数の第２部材により挟持されているこ
とを特徴とする請求項７記載のＸ線発生装置（請求項
８）」を提供する。

【００１４】また、本発明は第九に「前記一つの第２部
材、または前記複数の第２部材のうちの少なくとも一つ
の第２部材が、タンタル、タングステン、ジルコニウ
ム、モリブデン、チタン、鉄、銅、ニッケル、アルミニ
ウム、これらの合金、有機材料、またはセラミックスか
らなることを特徴とする請求項６〜８記載のＸ線発生装
置（請求項９）」を提供する。

【００１５】また、本発明は第十に「前記標的部材の第
２形状部分を前記励起エネルギービームの集光位置に移
動及び／または設置する制御系であり、前記標的部材を
移動させる駆動系と、前記第２形状部分が前記集光位置
に到達したことを検出する検出系とを有する制御系をさ
らに備えたことを特徴とする請求項１〜９記載のＸ線発
生装置（請求項10）」を提供する。

【００１６】また、本発明は第十一に「前記検出系は、
Ｈｅ−Ｎｅレーザーまたは半導体レーザー、集光光学
系、及び光検出器を有することを特徴とする請求項10記
載のＸ線発生装置（請求項11）」を提供する。

【００１７】

【作用】本発明のＸ線発生装置では、標的部材が、厚さ
が相対的に大きくて標的部材全体の自立機能を果たす第
１形状部分Ａと、厚さが相対的に小さくて前記励起エネ
ルギービーム照射によるプラズマ発生機能を果たす第２
形状部分Ｂを有するように構成することで、励起エネル
ギービーム（例えば、レーザー）４０２等の照射により
発生するプラズマ４０４等を閉じ込めことができる空間
４０３等、もしくは励起エネルギービーム３０２等照射
により形成されるバリ３０５が標的部材３０１等の表面
にはみ出さないように閉じ込めることができる空間３０
３等、またはその両空間を構成上、第２形状部分Ｂに隣
接して設けることができる。

【００１８】かかる空間は、例えば、前記第２形状部分
を、一方の表面側が平面形状であり、他方の表面側が凹
形状であるように構成することで、凹形状部分に隣接し
て設けることができる（請求項２）。また、かかる空間
は、例えば、前記第２形状部分を、一方の表面側及び他
方の表面側ともに凹形状であるように構成することで、
凹形状部分に隣接して設けることができる（請求項
３）。

【００１９】本発明によれば、励起エネルギービーム
（例えば、レーザー）の照射により発生するプラズマを
閉じ込めことができる空間を構成上、第２形状部分に隣
接して設けることができるので、前記空間を形成するた
めの余分な励起エネルギービーム照射を行う必要がな
く、高繰り返しの動作（Ｘ線取り出し）が可能である。
また、前記空間に隣接する第２形状部分の標的物質に励
起エネルギービームを照射して、発生するプラズマを第
２形状部分に隣接する空間に閉じ込めることによるＸ線
量増加の効果もある。なお、標的部材を巻き取り可能な
形状（例えば、テープ状）とすれば、長時間動作が可能
となる。

【００２０】さらに、本発明によれば、励起エネルギー
ビーム照射により形成されるバリが標的部材の表面には
み出さないように閉じ込めることができる空間を構成
上、第２形状部分に隣接して設けることができるので、
標的部材を巻き取り可能な形状（例えば、テープ状）と
した場合に、発生したバリが巻き取り径の増大や標的の
平坦部分でのしわの発生によるプラズマ生成位置の変動
を引き起こすという問題を解消することができる。

【００２１】例えば、前記第２形状部分Ｂを、一方の表
面側が平面形状であり、他方の表面側が凹形状であるよ
うに構成することで、前記空間３０３を凹形状部分に隣
接して設けた場合に、前記空間３０３に隣接する標的物
質の平面形状部分（凹形状部分の反対表面側）に励起エ
ネルギービーム３０２を照射すれば、即ち、第２形状部
分Ｂの平面形状箇所に記励起エネルギービーム３０２が
照射されるように、その光路を設定すれば（請求項
４）、発生するバリ３０５が空間３０３に納まって標的
部材３０１の表面より外に出ることがないので、前述の
ようなプラズマ３０４生成位置の変動や巻き取り径の増
加が起こらない。

【００２２】また、例えば、前記第２形状部分Ｂを、一
方の表面側及び他方の表面側のそれぞれが対向して凹形
状となるように構成することで、前記空間５０３ａ，５
０３ｂを各凹形状部分に設けた場合に、一方の空間５０
３ａに隣接する標的物質の隣接面に励起エネルギービー
ム５０２を照射すれば、即ち、第２形状部分Ｂの凹形状
箇所に励起エネルギービーム５０２が照射されるよう
に、その光路を設定すれば（請求項５）、一方の空間５
０３ａに発生するプラズマ５０４を閉じ込めてＸ線量を
増加させることができるとともに、励起エネルギービー
ム５０２の照射により発生したバリを他方の空間５０３
ｂに納めて、バリによるプラズマ位置の変動を防止でき
る。

【００２３】励起エネルギービーム照射によりＸ線を輻
射するプラズマを発生させるためには、標的物質の厚さ
は、数μｍ／１０〜数μｍ程度あれば十分であるが、単
一の標的物質からなり平坦な表面を有するテープ状の標
的部材では、標的部材が安定に走行する（巻き取られ
る）ための十分な機械的強度を得るために、従来は数十
ミクロン程度の厚さとしていた。

【００２４】このような厚い標的部材を使用すると、プ
ラズマ及びその周辺から飛散粒子（イオン，原子，微粒
子など）が多量に放出され、Ｘ線光学素子に損傷を与え
たり、Ｘ線光学素子性能（反射率等）の低下を招くな
ど、問題があった。本発明によれば、励起エネルギービ
ームが照射される、空間に隣接する標的物質の厚さをＸ
線発生に必要な最低の厚さ（数μｍ／１０〜数μｍ程
度）にすることができるので、飛散粒子低減に効果があ
る。

【００２５】本発明にかかる標的部材は、励起エネルギ
ービーム６０２等を照射すると、所望のＸ線を輻射する
プラズマ６０４等を発生する標的物質６０１等からなる
第１部材と、該第１部材に接合された部材であり該第１
部材を支持するための一または二以上の第２部材６０５
等と、を有するように構成することが好ましい（請求項
６）。

【００２６】また、本発明にかかる第１部材は、テープ
状または薄板状の形状を有し、第２部材は、複数の空孔
を有するテープ状または薄板状の形状を有するように構
成することが好ましい（請求項７）。さらに、本発明に
かかる第１部材は、複数の第２部材により挟持されてい
ることが好ましい（請求項８）。

【００２７】標的部材をかかる構成にすることにより、
所望のＸ線を輻射するプラズマを発生する標的物質（第
１部材）と、支持部材（第２部材）の材料を別々に選ぶ
ことができるので、それぞれの機能に最適な材料を選ぶ
ことができる。例えば、必要としている波長のＸ線を輻
射するプラズマを効率よく発生させる標的物質が低融点
・軟質材料であり、該材料単一で標的部材を構成する場
合に、標的部材に励起エネルギービームを照射すると、
発生するプラズマ及びその周辺から多量の飛散粒子（イ
オン，原子，微粒子など）が放出され、Ｘ線光学素子等
に損傷を与えたり、Ｘ線光学素子性能（反射率など）を
低下させる。

【００２８】一方、本発明（請求項６〜８）にかかる標
的部材は、所望のＸ線を輻射するプラズマを発生する標
的物質（第１部材）と、支持部材（第２部材）の材料を
別々に選ぶことができる。そのため、低融点・軟質材料
を標的物質（第１部材）に用いるときにも、その支持部
材（第２部材）には高融点・硬質材料を用いることがで
きる励起エネルギービームを支持部材側から照射するこ
とにより、生成されたプラズマを支持基板に設けた開孔
内に閉じ込めることができるので、Ｘ線量の増強ができ
るだけでなく、飛散粒子の横方向への放出を低減するこ
とができ、飛散粒子の放出を標的部材の法線方向に集中
させることができる。

【００２９】従って、Ｘ線の取り出し方向を標的部材の
法線方向を除く方向とすることにより、飛散粒子の影響
を大幅に低減できる。また、所望のＸ線を輻射するプラ
ズマを発生する標的物質（第１部材）の厚さをＸ線発生
に必要な最低の厚さ（数μｍ／１０〜数μｍ程度）にし
ても、標的部材の機械的強度は支持部材（第２部材）に
より確保できる。

【００３０】そのため、標的部材を安定に走行させるこ
とができ、しかもＸ線発生用の標的物質（第１部材）の
厚さを薄くできるので、飛散粒子低減に効果がある。ま
た、Ｘ線発生用の標的物質（第１部材）と支持部材（第
２部材）を構成する物質との物理的、化学的性質の差を
利用して空孔（空間）の加工を容易にすることができ
る。

【００３１】例えば、標的物質（第１部材）にエッチン
グされにくい物質を、支持部材（第２部材）にエッチン
グされやすい物質を使うことにより、エッチング用液に
入れておくだけで、支持部材（第２部材）のみに空孔を
形成することができる。本発明にかかる第２部材（単数
または複数）のうちの少なくとも一つの第２部材は、タ
ンタル、タングステン、ジルコニウム、モリブデン、チ
タン、鉄、銅、ニッケル、アルミニウム、これらの合
金、有機膜、またはセラミックスからなるように構成す
ることが好ましい（請求項９）。

【００３２】また、本発明にかかるＸ線発生装置は、標
的部材の第２形状部分を励起エネルギービームの集光位
置に移動及び／または設置する制御系であり、標的部材
を移動させる駆動系と、第２形状部分が集光位置に到達
したことを検出する検出系とを有する制御系をさらに備
えていることが好ましい（請求項10）。また、本発明に
かかる検出系は、Ｈｅ−Ｎｅレーザーまたは半導体レー
ザー、集光光学系及び光検出器を有するように構成する
ことが好ましい（請求項11）。

【００３３】以下、本発明を実施例により更に詳細に説
明するが、本発明はこれらの例に限定されるものではな
い。

【００３４】

【実施例】図１はテープ状の標的部材を用いた本実施例
のＸ線発生装置を示す概略構成図であり、図２はテープ
状標的部材を巻き取り移動させるための駆動部を示す概
略斜視図である。テープ状標的部材１０４（２０１）及
びその駆動装置２０４、２０５は真空容器１０１内に置
かれており、励起エネルギービームの一例であるレーザ
ー光１０２（２０８）は、集光用レンズ１０３によりテ
ープ状標的部材１０４（２０１）上に集光される。

【００３５】真空容器１０１内は、レーザー光１０２
（２０８）が標的に達する前にブレークダウン（気中放
電）しないように、また、プラズマから発生したＸ線が
真空容器内のガスにより著しく減衰しないように、十分
な真空度まで排気装置（図示せず）により排気されてい
る（例えば数Torr以下）。テープ状標的部材２０１（１
０４）は、初めリール２０２（１０６）に巻き取られて
おり、駆動装置２０５（ここではモーター）により、リ
ール２０３（１０５）へ巻き取られる。この途中でレー
ザー光２０８（１０２）がテープ状標的部材２０１（１
０４）上に照射されプラズマを生成させる。

【００３６】テープ状標的部材２０１（１０４）は、プ
ラズマ発生位置が変動しないように、テープ押さえ板２
０９，２１０により保持されている。テープ状標的部材
２０１（１０４）は、リール２０２（１０６）からリー
ル２０３（１０５）へ巻き取られた後、駆動装置（図示
せず）によりＡ方向（テープ状標的部材の移動方向にた
いして直角方向）に、リール等が乗っている基板２０６
を移動させた後、再びリール２０３（１０５）からリー
ル２０２（１０６）へ駆動装置２０４（ここではモータ
ー）により巻き取られる。

【００３７】この様に複数回、往復走行させながらＸ線
を発生することにより、長時間Ｘ線を発生させ続けるこ
とができる。 〔実施例１〕図３ａ、ｂは本実施例のテープ状標的部材
３０１（２０１、１０４）の一部における断面を示して
いる。

【００３８】図３ａに示したように、標的部材３０１
は、厚さが相対的に大きくて標的部材全体の自立機能を
果たす第１形状部分Ａと、厚さが相対的に小さくて励起
エネルギービーム照射によるプラズマ発生機能を果たす
第２形状部分Ｂと、を有する。また、第２形状部分Ｂ
は、一方の表面側が平面形状であり、他方の表面側が凹
形状（空間３０３が隣接する）であり、レーザー光３０
２が照射される部分の標的部材の厚さが薄くなってい
る。

【００３９】本実施例では、空孔（空間）３０３がテー
プ状標的部材の全体にわたって予め複数形成されてお
り、レーザー光３０２は図に示すように空孔部分３０３
の裏面側から照射される。レーザー光３０２が照射され
た標的部材の部分は、プラズマ３０４化してＸ線を発生
させるとともに、大部分の飛散粒子は衝撃波などにより
空孔３０３方向に吹き飛ばされる。

【００４０】最終的には、レーザー照射部周辺には、図
３ｂに示すようにバリ３０５ができるが、バリ３０５は
空孔３０３部内に納まり、テープ状標的部材３０１の表
面には出てこない。または、プラズマの吹き出し圧力や
衝撃波等により、空孔３０３に隣接する標的材料（バ
リ）がすべて吹き飛び、バリはテープ状標的部材３０１
の表面には出てこない。

【００４１】従って、テープ状標的部材３０１を往復走
行させて使用する場合に、以前にレーザー照射した部分
にできたバリにより、標的保持位置が変動してＸ線発生
位置が変動するといった問題が起こらない。さらに、バ
リ３０５がテープ表面に出てこないので、レーザー照射
後、巻き取ったテープ状標的部材の巻き取り径が、レー
ザー照射する前の巻き取り径の数倍に大きくなるといっ
た問題も起こらない。

【００４２】しかも、Ｘ線発生に寄与する標的物質の厚
みは、数ミクロンから数１０ミクロンであるから、この
ようにレーザー照射部の標的部材の厚さを薄くしてもＸ
線量が低下するという問題は発生しない。一般に、テー
プ状標的部材３０１の最大厚さは、巻き取り駆動時に部
材３０１が切れずに巻き取ることができる厚さであれば
よい。具体的には、数十ミクロン程度である。

【００４３】また、空孔部３０３が隣接する標的部材の
薄肉部分の厚さは、数μｍ／１０〜数μｍ程度あればよ
い。また、空孔３０３の径は、レーザー光３０２の集光
スポット径よりも大きければよい。具体的には数十ミク
ロンから１ｍｍ程度の大きさである。 〔実施例２〕図４は本実施例のテープ状標的部材４０１
の一部における断面を示している。

【００４４】図４に示したように、標的部材４０１は、
厚さが相対的に大きくて標的部材全体の自立機能を果た
す第１形状部分Ａと、厚さが相対的に小さくて励起エネ
ルギービーム照射によるプラズマ発生機能を果たす第２
形状部分Ｂと、を有する。また、第２形状部分Ｂは、一
方の表面側が平面形状であり、他方の表面側が凹形状
（空間４０３が隣接する）であり、レーザー光４０２が
照射される部分の標的部材の厚さが薄くなっている。

【００４５】本実施例でも、空孔（空間）４０３がテー
プ状標的部材の全体にわたって予め複数形成されてお
り、また空孔４０３側からレーザー光４０２を照射する
ので、生成されたプラズマ４０４が空孔４０３内に閉じ
込められる。そのため、プラズマ４０４の温度低下が抑
制されて発生するＸ線量が増加する。本実施例では、空
孔４０３が予めテープ状標的部材４０１に設けられてい
るので、従来例のように空孔を形成するためにレーザー
光を照射する必要がない。そのため、Ｘ線を高繰り返し
に発生させることができる。

【００４６】また、不必要にレーザー光を照射しないの
で、飛散粒子量を低減することができ、Ｘ線透過フィル
ター等の透過率の低下を抑制することができる。この場
合の空孔４０３の深さは、プラズマ４０４を閉じ込める
のに十分な深さがあればよい。具体的には数十ミクロン
から１ｍｍ程度である。また、空孔４０３の径はレーザ
ー光の集光スポット径よりも大きければよい。具体的に
は数十ミクロンから１ｍｍ程度の大きさである。

【００４７】〔実施例３〕図５は本実施例のテープ状標
的部材５０１の一部における断面を示している。図５に
示したように、標的部材５０１は、厚さが相対的に大き
くて標的部材全体の自立機能を果たす第１形状部分Ａ
と、厚さが相対的に小さくて励起エネルギービーム照射
によるプラズマ発生機能を果たす第２形状部分Ｂと、を
有する。

【００４８】前記第２形状部分は、一方の表面側及び他
方の表面側ともに凹形状であり、レーザー光５０２が照
射される部分の標的部材の厚さが薄くなっている。即
ち、本実施例のテープ状標的部材５０１では、部材５０
１のレーザー光５０２が入射する部分及びその裏面部分
に空孔５０３ａ、５０３ｂを設けている。空孔５０３ａ
部分にレーザー光５０２を照射すると、プラズマ５０４
の閉じ込め効果によりＸ線量が増加するという効果があ
ると共に、レーザー５０２照射により形成されたバリが
裏面部分の空孔部５０３ｂ内に納まるので、或いは、バ
リがすべて吹き飛ばされるので、バリが部材５０１の表
面に出てくることがない。

【００４９】〔実施例４〕図６は本実施例のテープ状標
的部材の一部における断面を示している。本実施例で
は、テープ状標的部材が２つの部材、即ち、励起エネル
ギービームを照射すると、所望のＸ線を輻射するプラズ
マを発生する標的物質６０１からなる第１部材と、該第
１部材に接合された部材であり該第１部材を支持するた
めの第２部材（支持部材）６０５と、から構成されてい
る。

【００５０】また、前記第１部材は、テープ状の形状を
有し、前記第２部材は、複数の空孔を備えたテープ状の
形状を有し、レーザー光６０２が照射される第１部材部
分の裏面に空孔６０３（第２部材６０５側にのみ開口し
ている）が設けられている。標的物質６０１には１μｍ
厚のタンタルを、第２部材６０５には５０μｍ厚の銅を
用い、レーザー光６０２は標的物質（タンタル）６０１
側から照射される。

【００５１】タンタルの場合、１μｍの厚みがあれば、
板状の標的を用いたときと同じＸ線量を発生することが
できる。しかも、厚みが１μｍと非常に薄いので、レー
ザー照射によりできるバリは、空孔６０３内に納まり、
第２部材６０５の表面より外側に出てくることはない。
また、この様に複数の部材により標的部材を構成する
と、空孔を設けやすくなる。例えば、第２部材６０５に
エッチングされやすい物質を、標的物質６０１にエッチ
ングされにくい物質を用いれば、標的物質６０１に到達
したところで自然にエッチングが停止して、第２部材６
０５側にのみ開口した空孔６０３が形成される。

【００５２】この例では標的部材を２種類の物質により
構成したが、さらに多くの物質により構成しても良い。
例えば、標的物質６０１と第２部材６０５の間にエッチ
ング停止用の物質（例えば金など）層を設けてもよい。
前記複数の物質を接合または積層する方法としては、例
えば蒸着、スパッタ、メッキ、接着など、任意の方法が
使用できる。

【００５３】〔実施例５〕図７は本実施例のテープ状標
的部材の一部における断面を示している。本実施例では
実施例４と同様に、テープ状標的部材が２つの部材、即
ち、励起エネルギービームを照射すると、所望のＸ線を
輻射するプラズマを発生する標的物質７０１からなる第
１部材と、該第１部材に接合された部材であり該第１部
材を支持するための第２部材（支持部材）７０５と、か
ら構成されている。

【００５４】また、前記第１部材は、テープ状の形状を
有し、前記第２部材７０５は、複数の空孔を備えたテー
プ状の形状を有し、第２部材７０５側にのみ開口した空
孔７０３が設けられている。標的物質７０１には２μｍ
厚の錫を、第２部材７０５には５０μｍ厚のタンタルを
用い、レーザー光７０２は第２部材７０５側から照射さ
れる。

【００５５】レーザー光７０２を第２部材７０５側から
照射すると、プラズマ７０３の閉じ込め効果によりＸ線
量が増加する。さらに、第２部材７０５の空孔７０３の
壁により標的物質７０１からの飛散粒子が横方向へ広が
るのを制限し、飛散粒子の角度分布を標的部材の法線方
向に集中させることができる。

【００５６】従って、Ｘ線の取り出し方向を標的部材の
法線方向から大きな角度（例えば４５°〜６０°）とす
れば、プラズマからの飛散粒子量を大幅に低減すること
ができる。この効果は、第２部材７０５の材料として硬
度の高い材料や高融点材料を用いると特に顕著であり、
例えば、タンタル（Ｔａ）、タングステン（Ｗ）、ジル
コニウム（Ｚｒ）、モリブデン（Ｍｏ）、チタン（Ｔ
ｉ）、鉄（Ｆｅ）、銅（Ｃｕ）、ニッケル（Ｎｉ）、若
しくはこれらの合金、またはセラミックスなどが好まし
い。

【００５７】また、プラズマを閉じ込めるために第２部
材の厚さが厚くなる場合には、前記のような材料では巻
き取りが難しくなる。そのような場合には、有機材料
（例えばポリエチレン、ポリイミド、ポリカーボネート
など）を用いればよい。前記複数の物質を接合または積
層する方法としては、例えば蒸着、スパッタ、メッキ、
接着など、任意の方法が使用できる。

【００５８】〔実施例６〕図８は本実施例のテープ状標
的部材の一部における断面を示している。本実施例で
は、標的部材は、励起エネルギービーム８０２を照射す
ると、所望のＸ線を輻射するプラズマ８０４を発生する
標的物質８０１からなる第１部材と、該第１部材に接合
された部材であり該第１部材を支持するための二つの第
２部材８０５と、から構成されている。

【００５９】また、前記第１部材は、テープ状の形状を
有し、前記第２部材は、複数の空孔を備えたテープ状の
形状を有する。そして、第１部材は、二つの第２部材８
０５により挟持され、第２部材８０５側にのみ開口した
空孔８０３がそれぞれ設けられている。標的物質８０１
には２μｍ厚の金を、第２部材８０５には２５μｍ厚の
タンタルを用いる。また、レーザー光８０２はどちらか
一方の第２部材８０５側から照射される。

【００６０】レーザー光８０２をどちらか一方の第２部
材８０５側から照射すると、プラズマ８０３の閉じ込め
効果によりＸ線量が増加するとともに、バリも標的部材
の表面に現れることはない。また、標的部材を複数の部
材により構成しているので、前述のように空孔の加工も
容易になる。

【００６１】前記複数の物質を接合または積層する方法
としては、例えば蒸着、スパッタ、メッキ、接着など、
任意の方法が使用できる。 〔実施例７〕さて、これまで説明した各実施例のよう
に、予め標的部材に空孔が設けられている場合には、空
孔がレーザー光照射位置に到達したときに同期させてレ
ーザー光を照射しなくてはならない。

【００６２】図９は本実施例のテープ状標的部材の一部
における断面と、レーザー光照射位置近傍の断面を示し
ている。標的部材９０１上の空孔９０３がレーザー照射
位置に到達したときに、レーザー光９０２が空孔９０３
部に照射されるようにレーザー装置（図示せず）にトリ
ガーをかけられるようにしたものである。

【００６３】この実施例では、プラズマ９０４生成用の
励起レーザー光９０２の光軸とHe-Ne レーザー光９０６
の光軸とが同軸になるように配置されている。普通の系
では、励起レーザーのアライメントを容易にするため
に、このような配置をとっている。He-Ne レーザー光９
０６は、集光レンズ（図示せず、励起用レーザー光９０
２の集光用レンズを兼用している）によって、標的部材
上におけるプラズマ生成用励起レーザー光の照射位置と
ほぼ同じ位置に集光される。

【００６４】標的部材９０１の近傍には、標的部材９０
１で散乱されたHe-Ne レーザー光を検出するためのフォ
トダイオード９０５が配置されている。テープ状標的部
材９０１が巻き取られ、空孔９０３が励起レーザー光の
照射位置に来たとき、空孔９０３のエッジによりHe-Ne
レーザー光９０６が散乱されてフォトダイオード９０５
の出力が大きくなる。

【００６５】このフォトダイオード９０５の出力は、波
高値判別装置（図示せず）に入力され、フォトダイオー
ド９０５の出力がある所定の閾値を越えた時に、波高値
判別装置からレーザー装置にトリガー信号が出力され、
レーザー装置から励起レーザー光９０２が放出され、標
的部材９０１上の空孔９０３に確実に照射される。レー
ザー装置にトリガーが入力されてからレーザー光が放出
されるまでの遅延時間は一般に短く、その間に標的部材
９０１が移動する距離は極く僅かなので、標的部材９０
１が移動中であっても、確実に空孔９０３内に励起レー
ザー光９０２が照射される。

【００６６】この例のように、テープ状標的部材９０１
を連続的に移動させながら、レーザー光を照射させても
よいが、或いは、空孔９０３がレーザー光照射位置に到
達したことを検出した後に、標的部材９０１の移動を停
止し、それからレーザー光を照射してもよい。この例で
は、空孔位置の検出に真空容器外から導入したＨｅーＮ
ｅレーザー光を用いたが、別途、空孔検出用光源（半導
体レーザーなど）と集光光学系を用意し、集光ビームを
空孔に照射するようにしてもよい。また、この空孔検出
用光源は真空容器外にあってもよいし、真空容器内にあ
ってもよい。

【００６７】ここに示した実施例では、励起用レーザー
光が照射される空孔に、空孔検出用ビームも照射されて
いたが、空孔検出用ビームが照射される空孔は必ずしも
励起用レーザー光が照射される空孔と同じでなくてもよ
い。例えば、励起用レーザー光が照射される空孔の前ま
たは後の空孔に空孔検出用ビームを照射してもよい。

【００６８】この場合には、空孔の開いている位置が等
間隔で、しかも標的部材の移動速度が等速であるなら
ば、励起用レーザー光が照射される空孔の前または後の
空孔を検出することによって、励起用レーザー光が照射
される位置に空孔が到達したことを検出することができ
る。また、空孔とは別に空孔位置に対応するようにマー
カー（例えば穴とか反射膜など）を標的部材上に設けて
これを検出するようにしてもよい。

【００６９】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、 空孔の裏面から励起エネルギービームを照射すると、
照射後に発生するバリが標的部材の表面に出てくること
がなく、巻き取り可能な標的部材を複数回、往復（巻き
取り）させて使用する場合に、プラズマ発生位置が変動
することない。また、レーザー照射後のテープ状標的を
巻き取ったときに巻取径が大きくなることもない。

【００７０】空孔部分に励起エネルギービームを照射
すると、Ｘ線量が増大すると共に、飛散粒子の角度分布
を標的法線方向に集中させることができる。或いは、Ｘ
線量が増大すると共に、飛散粒子の角度分布を標的法線
方向に集中でき、しかもビーム照射後、バリが標的部材
の表面に露出しない。 標的部材を複数の部材（材料）により構成すること
で、前記の効果があるとともに、各部材を構成する
材料の特性を利用して空孔の形成が容易になる。

【図面の簡単な説明】

【図１】は、実施例のＸ線発生装置の概略構成図であ
る。

【図２】は、テープ状の標的部材を巻き取り移動させる
ための駆動部の概略斜視図である。

【図３】は、実施例１のテープ状標的部材の一部を示す
断面図である。

【図４】は、実施例２のテープ状標的部材の一部を示す
断面図である。

【図５】は、実施例３のテープ状標的部材の一部を示す
断面図である。

【図６】は、実施例４のテープ状標的部材の一部を示す
断面図である。

【図７】は、実施例５のテープ状標的部材の一部を示す
断面図である。

【図８】は、実施例６のテープ状標的部材の一部を示す
断面図である。

【図９】は、実施例７のテープ状標的部材の一部を示す
断面図である。

【主要部分の符号の説明】

１０１・・真空容器、 １０２・・レーザー光（励起エ
ネルギービームの一例） １０３・・レンズ、 １０４・・テープ状標的部材 １０５・・巻取リール、１０６・・巻取リール １０７・・基盤 ２０１・・テープ状標的部材、 ２０２・・巻取リール ２０３・・巻取リール、 ２０４・・モーター ２０５・・モーター、 ２０６・・基盤 ２０７・・ステージ、 ２０８・・レーザー光 ２０９、２１０・・押さえ板、 ３０１・・テープ状標
的部材 ３０２・・レーザー光、 ３０３・・空孔 ３０４・・プラズマ、 ３０５・・バリ ４０１・・テープ状標的部材、 ４０２・・レーザー光 ４０３・・空孔、 ４０４・・プラズマ ５０１・・テープ状標的部材、 ５０２・・レーザー光 ５０３ａ・・空孔、 ５０３ｂ・・空孔 ５０４・・プラズマ ６０１・・標的物質、 ６０２・・レーザー光 ６０３・・空孔、 ６０４・・プラズマ ６０５・・第２部材（支持部材） ７０１・・標的物質、 ７０２・・レーザー光 ７０３・・空孔、 ７０４・・プラズマ ７０５・・第２部材 ８０１・・標的物質、 ８０２・・レーザー光 ８０３・・空孔、 ８０４・・プラズマ ８０５・・第２部材 ９０１・・テープ状標的部材、 ９０２・・レーザー光 ９０３・・空孔、 ９０４・・プラズマ ９０５・・フォトダイオード、 ９０６・・He-Ne レー
ザー光 Ａ・・・・第１形状部分 Ｂ・・・・第２形状部分 以 上

Claims (11)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 励起エネルギービームを標的部材に集光
   して照射することでプラズマを生成させ、該プラズマか
   ら輻射されるＸ線を取り出すＸ線発生装置において、 前記標的部材は、厚さが相対的に大きくて標的部材全体
   の自立機能を果たす第１形状部分と、厚さが相対的に小
   さくて前記励起エネルギービーム照射によるプラズマ発
   生機能を果たす第２形状部分と、を有することを特徴と
   するＸ線発生装置。
2. 【請求項２】 前記第２形状部分は、一方の表面側が平
   面形状であり、他方の表面側が凹形状であることを特徴
   とする請求項１記載のＸ線発生装置。
3. 【請求項３】 前記第２形状部分は、一方の表面側及び
   他方の表面側ともに凹形状であることを特徴とする請求
   項１記載のＸ線発生装置。
4. 【請求項４】 前記第２形状部分の平面形状箇所に前記
   励起エネルギービームが照射されるように、その光路を
   設定したことを特徴とする請求項１または２記載のＸ線
   発生装置。
5. 【請求項５】 前記第２形状部分の凹形状箇所に前記励
   起エネルギービームが照射されるように、その光路を設
   定したことを特徴とする請求項１〜３記載のＸ線発生装
   置。
6. 【請求項６】 前記標的部材は、前記励起エネルギービ
   ームを照射すると、所望のＸ線を輻射するプラズマを発
   生する標的物質からなる第１部材と、該第１部材に接合
   された部材であり該第１部材を支持するための一または
   二以上の第２部材と、を有することを特徴とする請求項
   １〜５記載のＸ線発生装置。
7. 【請求項７】 前記第１部材は、テープ状または薄板状
   の形状を有し、前記第２部材は、複数の空孔を備えたテ
   ープ状または薄板状の形状を有することを特徴とする請
   求項６記載のＸ線発生装置。
8. 【請求項８】 前記第１部材は、前記複数の第２部材に
   より挟持されていることを特徴とする請求項７記載のＸ
   線発生装置。
9. 【請求項９】 前記一つの第２部材、または前記複数の
   第２部材のうちの少なくとも一つの第２部材が、タンタ
   ル、タングステン、ジルコニウム、モリブデン、チタ
   ン、鉄、銅、ニッケル、アルミニウム、これらの合金、
   有機材料、またはセラミックスからなることを特徴とす
   る請求項６〜８記載のＸ線発生装置。
10. 【請求項10】 前記標的部材の第２形状部分を前記励起
    エネルギービームの集光位置に移動及び／または設置す
    る制御系であり、前記標的部材を移動させる駆動系と、
    前記第２形状部分が前記集光位置に到達したことを検出
    する検出系とを有する制御系をさらに備えたことを特徴
    とする請求項１〜９記載のＸ線発生装置。
11. 【請求項11】 前記検出系は、Ｈｅ−Ｎｅレーザーまた
    は半導体レーザー、集光光学系、及び光検出器を有する
    ことを特徴とする請求項10記載のＸ線発生装置。