JPH09245989A

JPH09245989A - Ｘ線発生装置

Info

Publication number: JPH09245989A
Application number: JP8056591A
Authority: JP
Inventors: Hiroyuki Kondo; 洋行近藤; Noriaki Kamitaka; 典明神高
Original assignee: Nikon Corp
Current assignee: Nikon Corp
Priority date: 1996-03-13
Filing date: 1996-03-13
Publication date: 1997-09-19

Abstract

(57)【要約】【課題】清浄光学面への飛散粒子の付着、堆積を防止
して、その結果、長時間安定して使用できるＸ線発生装
置を提供すること。【解決手段】減圧された真空容器１０１内の標的部材
１０４に励起エネルギービーム１０３を照射してプラズ
マ１０５を形成させ、該プラズマ１０５からＸ線１０７
を取り出すＸ線発生装置であり、前記標的部材１０４及
び／または前記プラズマ１０５から放出される飛散粒子
を阻止するためのバッファガスを用いるＸ線発生装置に
おいて、前記標的部材１０４の全体または一部を磁性材
料により構成し、かつ、前記Ｘ線１０７を取り出す範囲
に相当する立体角領域に隣接または近接させて、前記標
的部材１０４及び／または前記プラズマ１０５から放出
される飛散粒子を阻止するための飛散粒子阻止部材１０
８と、該飛散粒子阻止部材１０８よりも前記立体角領域
側に位置する、全体または一部が磁化された部材１０
９、磁石または電磁石を設けたことを特徴とするＸ線発
生装置。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、Ｘ線顕微鏡、Ｘ線
分析装置、Ｘ線露光装置などのＸ線装置に用いて好適な
Ｘ線発生装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】レーザー光（励起エネルギービームの一
例）を減圧された真空容器内に置かれた標的部材に集光
して照射すると、標的部材は急速にプラズマ化し、この
プラズマから非常に輝度の高いＸ線が輻射（放出）され
る（Ｘ線を発生する）ことが知られている（例えば、こ
のようなＸ線発生源はＬＰＸ：Laser-Plasma X-raysour
ce と呼ばれる）。

【０００３】Ｘ線の発生と共に、前記プラズマからは高
速の電子やイオン等の飛散粒子が、また前記標的部材か
らは部材材料の飛散粒子（例えば、ガス化した材料、イ
オン化した材料、材料小片など）が放出されて真空容器
内に飛散する（以下、これらをまとめて飛散粒子と呼
ぶ）。このような飛散粒子は、清浄光学面（例えば、Ｘ
線光学素子）に衝突して、これらを破損したり、或いは
付着、堆積して機能や特性を低下させたり変化させるの
で、大きな問題であった。

【０００４】この問題を解決するために従来の方法で
は、Ｘ線源と清浄光学面との間に、Ｘ線透過性の高い物
質（例えば、Ｂｅ）からなる薄膜（以下、飛散粒子阻止
用薄膜またはＸ線取り出しフィルターと呼ぶ）を設置し
て遮蔽することにより、飛散粒子が清浄光学面に到達し
ないようにしていた。なお、清浄光学面には、例えば、
レーザー光を真空容器内に導入するための窓（光学部材
の一例）、レーザー光を集光するためのレンズ（集光素
子が真空容器内に置かれている場合）、プラズマから輻
射されたＸ線を反射するためのミラー、プラズマから輻
射されるＸ線を透過させ、可視光をカットするためのフ
ィルター（以上、光学素子の一例）などがある。

【０００５】前記問題を解決するためのその他の方法で
は、真空容器内にＸ線に対する透過率の高い低原子番号
のガス（例えば、Ｈｅガス）を充填することにより、或
いは該ガスのガス流を形成することにより、飛散粒子に
ガス分子を衝突させて飛散粒子の阻止を図っていた（特
開昭63-292553 参照）。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】飛散粒子阻止用薄膜の
設置により、清浄光学面への飛散粒子の付着、堆積は防
げるが、そのかわり、飛散粒子阻止用薄膜上に飛散粒子
が付着、堆積するので、飛散粒子阻止用薄膜のＸ線透過
率が次第に低下する（Ｘ線取り出し方向における使用Ｘ
線強度が低下する）という問題点がある。

【０００７】また、真空容器内にＸ線に対する透過率の
高い低原子番号のガス（バッファガス）を充填すること
により、或いは該ガスのガス流を形成することにより、
飛散粒子の阻止を図る方法では、必ずしも飛散粒子を有
効に阻止できるわけではないという問題点がある。例え
ば、標的部材がタンタルである場合に、十分に排気され
た（圧力１０Ｐａ以下）真空容器内では、飛散粒子は標
的部材表面の法線方向に多く分布する。そして、真空容
器内に飛散粒子阻止用のバッファガスを導入すると、飛
散粒子が多く放出される方向については、ガス分子によ
る散乱のために飛散粒子は減少するが、散乱した飛散粒
子はガス導入前には飛散粒子の放出が少なかった方向に
も飛散する。

【０００８】そのため、飛散粒子を阻止するためにバッ
ファガスを使用すると、飛散粒子の放出方向の分布が均
一化される。このことは、飛散粒子の放出が少ない方向
については、飛散粒子の放出が多い方向と比較してガス
導入の効果が小さいか、むしろ逆効果となることを示し
ている。Ｘ線の取り出しは、飛散粒子の放出が少ない方
向において行うのが一般的であり、飛散粒子の放出が少
ないＸ線の取り出し方向について、ガス導入の効果が小
さいか、むしろ逆効果となることは大きな問題点であ
る。

【０００９】特に、プラズマ近傍に飛散粒子の放出量の
方向分布を制御する飛散粒子制御部材であり、前記Ｘ線
を取り出す方向への飛散粒子の放出量を低減させる飛散
粒子制御部材を設ける場合に、Ｘ線の取り出し方向につ
いて、ガス導入の効果が小さいか、むしろ逆効果となる
ことは大きな問題点である。本発明は、かかる問題点に
鑑みてなされたものであり、清浄光学面への飛散粒子の
付着、堆積を防止して、その結果、長時間安定して使用
できるＸ線発生装置を提供することを目的とする。

【００１０】

【課題を解決する為の手段】そのため、本発明は第一に
「減圧された真空容器内の標的部材に励起エネルギービ
ームを照射してプラズマを形成させ、該プラズマからＸ
線を取り出すＸ線発生装置であり、前記標的部材及び／
または前記プラズマから放出される飛散粒子を阻止する
ためのバッファガスを用いるＸ線発生装置において、前
記標的部材の全体または一部を磁性材料により構成し、
かつ、前記Ｘ線を取り出す範囲に相当する立体角領域に
隣接または近接させて、前記標的部材及び／または前記
プラズマから放出される飛散粒子を阻止するための飛散
粒子阻止部材と、該飛散粒子阻止部材よりも前記立体角
領域側に位置する、全体または一部が磁化された部材、
磁石または電磁石を設けたことを特徴とするＸ線発生装
置（請求項１）」を提供する。

【００１１】また、本発明は第二に「減圧された真空容
器内の標的部材に励起エネルギービームを照射してプラ
ズマを形成させ、該プラズマからＸ線を取り出すＸ線発
生装置であり、前記標的部材及び／または前記プラズマ
から放出される飛散粒子を阻止するためのバッファガス
を用いるＸ線発生装置において、前記標的部材の全体ま
たは一部を磁性材料により構成し、かつ、前記励起エネ
ルギービームが通過する領域に隣接または近接させて、
前記標的部材及び／または前記プラズマから放出される
飛散粒子を阻止するための飛散粒子阻止部材と、該飛散
粒子阻止部材よりも前記励起エネルギービーム通過領域
側に位置する、全体または一部が磁化された部材、磁石
または電磁石を設けたことを特徴とするＸ線発生装置
（請求項２）」を提供する。

【００１２】また、本発明は第三に「減圧された真空容
器内の標的部材に励起エネルギービームを照射してプラ
ズマを形成させ、該プラズマからＸ線を取り出すＸ線発
生装置であり、前記標的部材及び／または前記プラズマ
から放出される飛散粒子を阻止するためのバッファガス
を用いるＸ線発生装置において、前記標的部材の全体ま
たは一部を磁性材料により構成し、かつ、前記Ｘ線を取
り出す範囲に相当する立体角領域に隣接または近接させ
て、或いは、前記励起エネルギービームが通過する領域
に隣接または近接させて、前記標的部材及び／または前
記プラズマから放出される飛散粒子を阻止するための飛
散粒子阻止部材であり、全体または一部が磁化された部
材、磁石または電磁石を備えた飛散粒子阻止部材を設け
たことを特徴とするＸ線発生装置（請求項３）」を提供
する。

【００１３】また、本発明は第四に「前記飛散粒子阻止
部材は、前記立体角領域または前記励起エネルギービー
ム通過領域内に配置された光学素子または光学部材に飛
散粒子が衝突、付着または堆積するのを防止するための
ダクト状の部材であり、前記光学素子または光学部材を
取り囲んで設けられている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４）」を提供する。

【００１４】また、本発明は第五に「前記飛散粒子阻止
部材は、バッフルを有するダクト状の部材であることを
特徴とする請求項４記載のＸ線発生装置（請求項５）」
を提供する。また、本発明は第六に「前記ダクト内にガ
スを導入するためのガス導入機構が設けられ、前記飛散
粒子阻止部材はガス導入口を有することを特徴とする請
求項４または５記載のＸ線発生装置（請求項６）」を提
供する。

【００１５】また、本発明は第七に「前記飛散粒子阻止
部材、全体もしくは一部が磁化された部材、磁石または
電磁石の少なくとも一部を被覆し、取り外し可能な被覆
部材を設けたことを特徴とする請求項１〜６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「前記飛散粒子の放出量の方向分布を制御する部材
であり、前記Ｘ線を取り出す方向への飛散粒子放出量を
低減させる飛散粒子制御部材を設けたことを特徴とする
請求項１〜７記載のＸ線発生装置（請求項８）」を提供
する。

【００１６】また、本発明は第九に「前記飛散粒子阻止
部材を冷却する冷却機構を設けたことを特徴とする請求
項１〜８記載のＸ線発生装置（請求項９）」を提供す
る。

【００１７】

【発明の実施の形態】本発明のＸ線発生装置では、前記
標的部材及び／または前記プラズマから放出される飛散
粒子を阻止するためのバッファガスを用いており（真空
容器内に導入している）、また前記標的部材の全体また
は一部を磁性材料により構成し、さらに「(1) Ｘ線を取
り出す範囲に相当する立体角領域に隣接または近接させ
て、飛散粒子を阻止するための飛散粒子阻止部材と、該
飛散粒子阻止部材よりも前記立体角領域側に位置する、
全体または一部が磁化された部材、磁石または電磁石と
を設けている」か、或いは「(2) 励起エネルギービーム
が通過する領域に隣接または近接させて、飛散粒子を阻
止するための飛散粒子阻止部材と、該飛散粒子阻止部材
よりも前記励起エネルギービーム通過領域側に位置す
る、全体または一部が磁化された部材、磁石または電磁
石とを設けている」か、或いは「(3) 前記Ｘ線を取り出
す範囲に相当する立体角領域に隣接または近接させて、
或いは、前記励起エネルギービームが通過する領域に隣
接または近接させて、前記標的部材及び／または前記プ
ラズマから放出される飛散粒子を阻止するための飛散粒
子阻止部材であり、全体または一部が磁化された部材、
磁石または電磁石を備えた飛散粒子阻止部材を設けてい
る」。

【００１８】Ｘ線を取り出す範囲に相当する立体角領域
に隣接または近接させて設けられた飛散粒子阻止部材に
より飛散粒子の前記立体角領域内への進入を阻止するこ
とで、該立体角領域内に配置された清浄光学面（例え
ば、Ｂｅ膜や窒化シリコン膜を用いたＸ線取り出し用窓
やレーザー導入窓などの光学部材、Ｘ線反射ミラーやレ
ーザー集光レンズ等の光学素子）への飛散粒子の付着、
堆積を防止することができる。

【００１９】或いは、励起エネルギービームが通過する
領域に隣接または近接させて設けられた飛散粒子阻止部
材により飛散粒子の前記通過領域内への進入を阻止する
ことで、該通過領域内に配置された清浄光学面への飛散
粒子の付着、堆積を防止することができる。ここで、Ｘ
線取り出し方向以外の空間に放出された飛散粒子が真空
容器内に充填されたバッファガス分子との衝突により散
乱されて真空容器内に拡散したとしても、前記清浄光学
面を飛散粒子阻止部材で囲うことにより、拡散された飛
散粒子の前記清浄光学面への付着、堆積を防止すること
ができる。

【００２０】また、飛散粒子阻止部材で囲われた空間
（以下、遮蔽空間と呼ぶ場合がある）内に進入した飛散
粒子は、遮蔽空間内のガス分子との多数回にわたる衝突
により、その初期のエネルギーを失い、ガス分子と同程
度の速度で遮蔽空間内を運動（浮遊）するようになる。
この遮蔽空間に浮遊している飛散粒子の速度は遅く、そ
の運動方向はランダムになる。

【００２１】例えば、プラズマから放出された直後の飛
散粒子の速度は１０⁶〜１０⁷ｃｍ／ｓｅｃ程度である
が、真空容器内にＫｒガスを0.05Ｔｏｒｒ充填した場合
には、Ｋｒ分子との数回から１０回程度の衝突により、
常温のＫｒ気体の運動速度と同程度の１０⁴ｃｍ／ｓｅ
ｃ程度にまで減速され、しかもその運動方向は全くラン
ダムとなる。

【００２２】つまり、プラズマから１ｃｍ程度の距離の
ところでは、すでにＫｒ分子と同程度の速度で、ランダ
ムに運動していることになる。前述したように本発明で
は、標的部材の全体または一部を磁性材料により構成
し、さらに、飛散粒子阻止部材よりも前記立体角領域側
または通過領域側に位置する、全体または一部が磁化さ
れた部材、磁石または電磁石とを設けているか、或い
は、全体または一部が磁化された部材、磁石または電磁
石を備えた飛散粒子阻止部材を前記立体角領域または通
過領域に隣接または近接させて設けている。

【００２３】即ち、本発明のＸ線発生装置では、標的部
材に例えば磁性体（例えば、鉄、ニッケル、コバルトな
ど）または、これら磁性体を含む物質（例えばステンレ
スなど）を使用している。また、本発明のＸ線発生装置
では、飛散粒子阻止部材よりも前記立体角領域側または
通過領域側（例えば、前記遮蔽空間内）に、少なくとも
１（一つ）以上の、全体または一部が磁化された部材
（例えば、ネオジ（Ｎｄ−Ｆｅ−Ｂ）磁石、サマリウム
・コバルト（Ｓｍ−Ｃｏ）磁石、フェライト磁石などを
有する部材）、磁石（例えば、前記磁石）または電磁石
を設けている。

【００２４】或いは、本発明のＸ線発生装置では、少な
くとも１（一つ）以上の、全体または一部が磁化された
部材（例えば、ネオジ（Ｎｄ−Ｆｅ−Ｂ）磁石、サマリ
ウム・コバルト（Ｓｍ−Ｃｏ）磁石、フェライト磁石な
どを有する部材）、磁石（例えば、前記磁石）または電
磁石を備えた飛散粒子阻止部材を前記立体角領域または
通過領域に隣接または近接させて設けている。

【００２５】そのため、前記遮蔽空間内をランダム運動
する（浮遊する）磁性材料からなる飛散粒子は、やが
て、全体または一部が磁化された部材、磁石、または電
磁石の磁力に引き寄せられて付着、集積される。即ち、
遮蔽空間内に浮遊する飛散粒子量は激減し、清浄光学面
への飛散粒子の付着、堆積量を著しく低減できる。この
とき、飛散粒子は全体が磁性材料でなくても良く、少な
くとも磁性材料を含んでいれば、前記磁力に引き寄せら
れて付着、集積される。

【００２６】従って、本発明のＸ線発生装置によれば、
清浄光学面への飛散粒子の付着、堆積を防止する効果が
大きく、その結果、長時間安定して装置を使用できる。
全体または一部が磁化された部材、磁石、または電磁石
を設ける位置は、Ｘ線を取り出す範囲に相当する立体角
領域に隣接または近接する位置か、或いは励起エネルギ
ービームが通過する領域に隣接または近接する位置であ
るが、場合によっては前記領域内部に設けてもよい。

【００２７】本発明にかかる飛散粒子阻止部材は、前記
立体角領域または前記励起エネルギービーム通過領域内
に配置された光学素子または光学部材に飛散粒子が衝
突、付着または堆積するのを防止するためのダクト状の
部材であり、前記光学素子または光学部材を取り囲んで
設けられていることが好ましい（請求項４）。かかる構
成にすると、真空容器内に飛散粒子を阻止するためのバ
ッファガスを導入する場合においても、前記立体角領域
または前記励起エネルギービーム通過領域以外の空間に
放出された飛散粒子がバッファガス分子との衝突により
散乱されて真空容器内に拡散したとしても、前記清浄光
学面を取り囲んで設けられたダクト状の飛散粒子阻止部
材により飛散粒子の前記領域内への進入を的確に阻止す
ることができる。

【００２８】さらに、本発明にかかる飛散粒子阻止部材
は、バッフルを有する（特に内側が好ましい）ダクト状
の部材であることが好ましい（請求項５）。かかる構成
にすると、飛散粒子阻止部材の表面面積が増大するの
で、飛散粒子を付着または吸着させる効果が向上する。
本発明にかかる飛散粒子阻止部材は、前記ダクト内にガ
スを導入するためのガス導入機構が設けられ、該飛散粒
子阻止部材はガス導入口を有することが好ましい（請求
項６）。

【００２９】かかる構成にすると、前記光学素子が配置
されたダクト内部から真空容器内へのガス流を形成し
て、ダクト内に浮遊している飛散粒子をダクト外へ排除
することができるので、清浄光学面への飛散粒子の付
着、堆積を防止する効果がさらに増大する。かかるガス
としては、例えば、Ｋｒ、Ｈｅ、Ｏ₂、Ｎ₂などが使用
できる。

【００３０】本発明においては、前記飛散粒子阻止部
材、全体もしくは一部が磁化された部材、磁石または電
磁石の少なくとも一部を被覆し、取り外し可能な被覆部
材を設けることが好ましい（請求項７）。Ｘ線発生装置
において、Ｘ線発生運転を長時間続けていると、次第に
遮蔽空間内に置かれた、前記飛散粒子阻止部材、全体も
しくは一部が磁化された部材、磁石または電磁石に飛散
粒子が付着、堆積するようになる。

【００３１】そのような状況下では、僅かな振動などに
より、堆積した飛散粒子が剥がれ落ち、遮蔽空間内に再
び浮遊する危険性がある。このため、一定時間Ｘ線源を
運転した後に、収集された飛散粒子を真空容器から取り
出して、遮蔽空間内を清浄な状態に戻すことが好まし
い。そこで、請求項７にかかる取り外し可能な被覆部材
を設けて、この部材上に飛散粒子を堆積させる。そし
て、一定期間使用した後に、この被覆部材を取り外して
新しい被覆部材と交換することにより、再び前記立体角
領域内または前記励起エネルギービーム通過領域内を清
浄な状態に戻すことができる。

【００３２】また、電磁石を用いている場合には、電磁
石に流れている電流を遮断することにより、容易に集積
された飛散粒子を排除することができる。しかしなが
ら、前記飛散粒子阻止部材、全体もしくは一部が磁化さ
れた部材、磁石または電磁石が固定されているなどし
て、容易に交換することができない場合には、それらの
上に前記被覆部材（例えば、紙やプラスティックシート
など）を置き、この部材を交換するようにすると良い。

【００３３】本発明においては、前記飛散粒子の放出量
の方向分布を制御する部材であり、前記Ｘ線を取り出す
方向への飛散粒子放出量を低減させる飛散粒子制御部材
を設けることが好ましい（請求項８）。飛散粒子制御部
材（例えば、開口を有する部材や板状部材）を設ける
と、Ｘ線の取り出し方向における飛散粒子阻止効果が増
大するので好ましいＸ線を取り出す方向への飛散粒子放出量が低減するの
は、飛散粒子制御部材に当たって反射された飛散粒子と
の衝突により、及び飛散粒子が飛散粒子制御部材に当た
ることにより削り取られ放出された飛散粒子制御部材の
微粒子との衝突により、Ｘ線取り出し方向に放出された
飛散粒子の軌道が変えられるためである。

【００３４】本発明にかかる飛散粒子制御部材に用いる
材料としては、例えば、タンタル、タングステン、ダイ
ヤモンド、セラミックなどの高融点、又は高硬度の材料
が好ましい。これは、飛散粒子制御部材がプラズマに非
常に近接した位置に配置されるので、プラズマから飛来
するイオンや電子の該部材表面への衝突による該部材材
料の放出を防止するためである。即ち、該部材材料の放
出があると飛散粒子と同様に不都合な付着、堆積が生じ
るので、これを防止するのである。

【００３５】この様に、プラズマ近傍に飛散粒子制御部
材を配置することにより、Ｘ線取り出し方向の標的材料
の飛散粒子量は低下するが、飛散粒子制御部材からなる
飛散粒子が問題となる。そこで、飛散粒子制御部材を磁
性材料（例えば鉄、ニッケル、コバルトなど）または、
これら磁性材料を含む物質（例えばステンレスなど）に
より構成すれば、標的材料の飛散粒子は低減でき（この
時、標的材料は磁性材料でなくても良い）しかも、飛散
粒子制御部材からの飛散粒子（磁性体）も前記の飛散粒
子阻止部材、磁石等の磁気吸着により低減できる。

【００３６】本発明においては、飛散粒子阻止部材を冷
却する冷却機構を設けると、該部材が飛散粒子を吸着し
やすくなって、阻止効果が増大するので好ましい（請求
項９）。或いは、飛散粒子を吸着しやすいように、飛散
粒子阻止部材や前記被覆部材の表面を加工（例えば、つ
や消し加工）することも好ましい。

【００３７】飛散粒子を付着、堆積させる、飛散粒子阻
止部材、被覆部材、全体または一部が磁化された部材、
磁石、または電磁石は、その表面積が大きい方が飛散粒
子を付着、堆積させる効果（飛散粒子阻止効果）が大き
いので、その表面積を大きくすることが好ましい。本発
明にかかるＸ線源は、励起エネルギービーム（例えば、
レーザー光）を点状に集光するＸ線源（例えば、レーザ
ープラズマＸ線源）の他に、レーザー光を線状に集光し
てプラズマを生成し、プラズマ中のイオンの誘導放出を
利用するＸ線レーザーであっても良い。

【００３８】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。

【００３９】

【実施例１】図１は本実施例のＸ線発生装置の概略部分
構成図である。集光レンズにより集光したレーザー光
（励起エネルギービームの一例）１０３を窓１０２を透
過させて、真空容器１０１内に配置された標的部材１０
４上に集光照射することによりプラズマ１０５を生成す
る。

【００４０】このプラズマ１０５から発生したＸ線の一
部１０７を取り出して、可視光カットＸ線透過膜（例え
ばＢｅ膜、Ｘ線光学素子の一例）１１１を透過させた
後、他のＸ線光学素子（例えばＸ線多層膜ミラーなど）
へと導く。真空容器１０１内は、ガス導入口（不図示）
より飛散粒子阻止用のバッファガス（例えばＫｒガス）
が導入されるとともに、真空排気装置（不図示）により
排気されている。ここで、真空容器１０１内のバッファ
ガスは、Ｘ線透過率が十分に高く、かつ、飛散粒子の速
度を十分に減速できる圧力（例えば、0.1 Torr）に制御
されている。

【００４１】Ｘ線透過膜１１１は、前記標的部材１０４
及び／または前記プラズマ１０５からＸ線取り出し方向
以外の方向に放出され、バッファガスにより拡散された
飛散粒子が付着、堆積しないように、ダクト状の飛散粒
子阻止部材１０８により取り囲まれている。また、ダク
ト内空間１１２には、Ｘ線１０７を取り出す範囲に相当
する立体角領域に隣接または近接させて、リング状のサ
マリウムコバルト磁石１０９が複数設けられている。

【００４２】各サマリウムコバルト磁石は、対向磁石の
極が異なるように配置されており、各磁石はスペーサー
１１０により隙間があくように配置されている。この様
に各磁石の間隔を開けることにより、ギャップ間の磁場
が強くなり、磁性体である飛散粒子を集積しやすくな
る。ダクト内空間（遮蔽空間）１１２に入り込んだ飛散
粒子１０６は、遮蔽空間１１２内のガス分子との衝突に
より減速され、遮蔽空間内を浮遊するようになる。磁界
印加領域に入り込んだ磁性体からなる飛散粒子は磁石１
０９に引き寄せられ、磁石１０９上に付着収集される。

【００４３】この様にして、遮蔽空間内に浮遊している
飛散粒子は磁石１０９上に収集されるので、遮蔽空間１
１２内に浮遊している飛散粒子量は激減する。そのた
め、Ｘ線透過膜１１１上への付着、堆積量は著しく低減
され、Ｘ線透過率の低下が抑えられるので、長時間にわ
たってＸ線発生装置を利用することができる。

【００４４】

【実施例２】図２は本実施例のＸ線発生装置の概略部分
構成図である。実施例１と同様に、可視光カットＸ線透
過膜２１０（Ｘ線光学素子の一例）がダクト状の飛散粒
子阻止部材２０８により囲われている。本実施例が実施
例１と異なる点は、飛散粒子阻止部材２０８が磁化され
た磁性材料（例えば磁化された鉄など）により構成さ
れ、また該部材２０８に、その表面積を大きくするた
め、磁化された磁性材料からなるバッフル２０９が取り
付けられていることである。

【００４５】実施例１と同様に、遮蔽空間２１１内に入
り込んだ磁性体からなる飛散粒子２０６はガス分子との
衝突により、その運動エネルギーを失い、遮蔽空間内を
浮遊するようになる。遮蔽空間内を浮遊している飛散粒
子は、やがて飛散粒子阻止部材２０８またはは、それに
取り付けられているバッフル２０９に衝突あるいは近接
し、これら部材上に収集される。

【００４６】従って、遮蔽空間内に浮遊している飛散粒
子量は激減し、Ｘ線透過膜２１０上への付着、堆積量は
著しく低減され、Ｘ線透過率の低下が抑えられるので、
長時間にわたってＸ線発生装置を利用することができ
る。

【００４７】

【実施例３】図３は本実施例のＸ線発生装置の概略部分
構成図である。実施例１と同様に、可視光カットＸ線透
過膜３１１がダクト状の飛散粒子阻止部材３０８により
囲われている。遮蔽空間内３１２内には、リング状の磁
石３０９がスペーサー３１０を介していくつか連結され
ており、遮蔽空間内に浮遊している磁性材料を含む飛散
粒子３０６を収集するようになっている。

【００４８】本実施例が実施例１と異なる点は、遮蔽空
間内３１２へガスを導入するガス導入口３１３を設けて
いることにある。この導入口３１３からガスを導入する
ことにより、遮蔽空間３１２から真空容器内部へのガス
流が形成されるので、遮蔽空間３１２内の飛散粒子は遮
蔽空間３１２内から真空容器内へ排出され、遮蔽空間３
１２内の飛散粒子量は激減する。

【００４９】従って、遮蔽空間内に浮遊している飛散粒
子量は激減し、Ｘ線透過膜（Ｘ線光学素子の一例）３１
１上への付着、堆積量は著しく低減され、Ｘ線透過率の
低下が抑えられるので、長時間にわたってＸ線発生装置
を利用することができる。

【００５０】

【実施例４】図４は本実施例のＸ線発生装置の概略部分
構成図である。実施例２と同様に、可視光カットＸ線透
過膜４１０（Ｘ線光学素子の一例）がダクト状の飛散粒
子阻止部材４０８により囲われており、また該部材４０
８が磁化された磁性材料（例えば磁化された鉄など）に
より構成されている。

【００５１】本実施例が実施例２と異なる点は、阻止部
材４０８内面を取り外し可能なシート（被覆部材の一
例、例えば、紙，テフロンシートなど）４０９で覆うよ
うにしてあることである。遮蔽空間４１１内に入り込ん
だ磁性体を含む飛散粒子４０６は、ガス分子との衝突に
より、その運動エネルギーを失い、遮蔽空間内を浮遊す
るようになる。この浮遊している飛散粒子が、磁化して
いる遮蔽部材４０８に接近すると、飛散粒子は遮蔽部材
側に引き寄せられ、シート４０９上に収集される。

【００５２】長期間にわたってＸ線源を運転し続ける
と、飛散粒子がシート４０９上に多量に堆積するように
なるが、シート４０９を交換するだけで容易に遮蔽空間
４１１内から収集された飛散粒子を取り除くことがで
き、遮蔽空間４１１内を元の清浄な状態に戻すことがで
きる。本実施例では被覆部材としてシートを用いたが、
これは任意の形状、材料でよい。

【００５３】また、本実施例では、被覆部材を遮蔽空間
内に設置したが、阻止部材４０８の外側に、阻止部材を
覆うように配置しても良い。この場合には、遮蔽空間内
の飛散粒子には何も影響を与えないが、真空容器４０１
内に放出された飛散粒子が阻止部材４０８の外側に堆積
したものを、シートを交換することにより容易に取り除
くことができる。

【００５４】

【実施例５】図５（ａ）は、本実施例のＸ線発生装置の
概略部分構成図である。構成の殆どは、実施例１と同様
であり、詳しい説明は省略する。実施例１と異なる点
は、プラズマ５０５の近傍にテーパー状の開口が開いた
部材（飛散粒子制御部材の一例）５１３が置かれている
ことである。

【００５５】この飛散粒子制御部材５１３を配置するこ
とにより、プラズマからの飛散粒子放出量の角度分布
は、標的部材５０４の法線方向に集中する。これは、飛
散粒子制御部材に当たって反射された飛散粒子との衝突
により、及び飛散粒子が飛散粒子制御部材に当たること
で削り取られ放出された飛散粒子制御部材の微粒子との
衝突により、Ｘ線取り出し方向に放出された飛散粒子の
軌道が変えられるためである。

【００５６】そのため、遮蔽空間内に入り込む飛散粒子
量は減少するのでＸ線透過膜５１１（Ｘ線光学素子の一
例）上への飛散粒子堆積量は低減される。飛散粒子制御
部材５１３が磁性材料からなるか、或いは磁性材料を含
む場合（例えば、ステンレス使用のには鉄を含んでい
る）には、プラズマからの飛散粒子との衝突により削り
取られた飛散粒子は、遮蔽空間内に置かれた磁石５０９
により付着、収集されるので、Ｘ線透過膜５１１上への
付着量は低減される。

【００５７】飛散粒子制御部材に設けられている開口の
形状は、プラズマからの飛散粒子の角度分布を変えられ
る形状であれば良く、丸穴、長穴など任意で良い。ま
た、第図５（ｂ）に示すように、開口が開いていなくと
も良い。

【００５８】

【実施例６】図６は、本実施例のＸ線発生装置の概略部
分構成図である。実施例１〜５では、飛散粒子阻止部材
は、Ｘ線光学素子を囲むように配置されていたが、必ず
しもその必要はない。本実施例では、プラズマ６０５Ｘ
線源と多層膜Ｘ線反射ミラー６１１（Ｘ線光学素子の１
例）はそれぞれ別の真空容器（６０１と６１３）内に設
置されておりその途中に飛散粒子阻止部材６０８とサマ
リウムコバルト磁石６０９がおかれている。

【００５９】この場合も前述と同様な効果により、磁性
体を含んだ飛散粒子はサマリウムコバルト磁石６０９上
に堆積するため、多層膜Ｘ線反射ミラー６１１上に堆積
する飛散粒子量を低減させることができる。以上の実施
例ではＸ線光学素子への飛散粒子堆積量低減について述
べてきたが、レーザー光用の光学部材や光学素子（導入
窓や集光光学素子など）へも同様に適用することができ
る。

【００６０】全体または一部が磁化された部材、磁石の
形状は線状、メッシュ状、板状、リング状、ブロック状
など、どんな形状でも良い。また、全体または一部が磁
化された部材、磁石を配置する位置は飛散粒子阻止部材
に囲まれた領域内あるいはプラズマＸ線源とＸ線光学素
子又は光学部材の間であればどこにあっても良い。

【００６１】本実施例では導入するガスにＫｒを用いた
が、Ｈｅ、Ｏ₂、Ｎ₂など任意でよい。上で述べた実施
例では浮遊している磁性体からなる飛散粒子を収集する
のに、全体または一部が磁化された部材、磁石を用いた
が、これは電磁石であっても良い。また、飛散粒子遮蔽
部材が電磁石の一部をなしていても良い。

【００６２】上の実施例ではレーザー光の標的部材が板
状であったが、テープ状、ロッド状、微小球状など、任
意の形状であっても良い。上の実施例ではＸ線源とし
て、レーザー光を点状に集光する、いわゆるレーザープ
ラズマＸ線源を用いているが、レーザー光を線状に集光
してプラズマを生成し、プラズマ中のイオンの誘導放出
を利用するＸ線レーザーであっても良い。

【００６３】

【発明の効果】以上説明したように、本発明のＸ線発生
装置によれば、清浄光学面への飛散粒子の付着、堆積を
防止する効果が著しく、その結果、長時間安定して装置
を使用できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】は、実施例１のＸ線発生装置の概略部分構成図
である。

【図２】は、実施例２のＸ線発生装置の概略部分構成図
である。

【図３】は、実施例３のＸ線発生装置の概略部分構成図
である。

【図４】は、実施例４のＸ線発生装置の概略部分構成図
である。

【図５】は、実施例５のＸ線発生装置の概略部分構成図
（ａ）と、板状の飛散粒子制御部材を用いた場合のプラ
ズマ近傍の概略図（ｂ）である。

【図６】は、実施例６のＸ線発生装置の概略部分構成図
である。

【符号の説明】

１０１，２０１，３０１，４０１，５０１，６０１…真
空容器１０２，２０２，３０２，４０２，５０２，６０２…レ
ーザー光導入窓（光学部材の一例）１０３，２０３，３０３，４０３，５０３，６０３…レ
ーザー光（励起エネルギービームの一例）１０４，２０４，３０４，４０４，５０４，６０４…標
的部材１０５，２０５，３０５，４０５，５０５，６０５…プ
ラズマ１０６，２０６，３０６，４０６，５０６，６０６…飛
散粒子１０７，２０７，３０７，４０７，５０７，６０７…利
用するＸ線１０８，２０８，３０８，４０８，５０８，６０８…飛
散粒子阻止部材１０９，３０９，５０９，６０９…全体または一部が磁
化された部材２０９…バッフル４０９…シート（被覆部材の一例）１１０，３１０，５１０，６１０…スペーサー２１０，３１１，４１０，５１１…可視光カットＸ線透
過膜（光学素子の一例）６１１…多層膜Ｘ線反射ミラー（光学素子の一例）１１１…可視光カットＸ線透過膜（光学素子の一例）２１１，４１１…遮蔽空間１１２，３１２，５１２，６１２…遮蔽空間３１３…ガス導入口５１３，５１４…飛散粒子制御部材６１３…真空容器以上

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】減圧された真空容器内の標的部材に励起
エネルギービームを照射してプラズマを形成させ、該プ
ラズマからＸ線を取り出すＸ線発生装置であり、前記標
的部材及び／または前記プラズマから放出される飛散粒
子を阻止するためのバッファガスを用いるＸ線発生装置
において、前記標的部材の全体または一部を磁性材料により構成
し、かつ、前記Ｘ線を取り出す範囲に相当する立体角領
域に隣接または近接させて、前記標的部材及び／または
前記プラズマから放出される飛散粒子を阻止するための
飛散粒子阻止部材と、該飛散粒子阻止部材よりも前記立
体角領域側に位置する、全体または一部が磁化された部
材、磁石または電磁石を設けたことを特徴とするＸ線発
生装置。
【請求項２】減圧された真空容器内の標的部材に励起
エネルギービームを照射してプラズマを形成させ、該プ
ラズマからＸ線を取り出すＸ線発生装置であり、前記標
的部材及び／または前記プラズマから放出される飛散粒
子を阻止するためのバッファガスを用いるＸ線発生装置
において、前記標的部材の全体または一部を磁性材料により構成
し、かつ、前記励起エネルギービームが通過する領域に
隣接または近接させて、前記標的部材及び／または前記
プラズマから放出される飛散粒子を阻止するための飛散
粒子阻止部材と、該飛散粒子阻止部材よりも前記励起エ
ネルギービーム通過領域側に位置する、全体または一部
が磁化された部材、磁石または電磁石を設けたことを特
徴とするＸ線発生装置。
【請求項３】減圧された真空容器内の標的部材に励起
エネルギービームを照射してプラズマを形成させ、該プ
ラズマからＸ線を取り出すＸ線発生装置であり、前記標
的部材及び／または前記プラズマから放出される飛散粒
子を阻止するためのバッファガスを用いるＸ線発生装置
において、前記標的部材の全体または一部を磁性材料により構成
し、かつ、前記Ｘ線を取り出す範囲に相当する立体角領
域に隣接または近接させて、或いは、前記励起エネルギ
ービームが通過する領域に隣接または近接させて、前記
標的部材及び／または前記プラズマから放出される飛散
粒子を阻止するための飛散粒子阻止部材であり、全体ま
たは一部が磁化された部材、磁石または電磁石を備えた
飛散粒子阻止部材を設けたことを特徴とするＸ線発生装
置。
【請求項４】前記飛散粒子阻止部材は、前記立体角領
域または前記励起エネルギービーム通過領域内に配置さ
れた光学素子または光学部材に飛散粒子が衝突、付着ま
たは堆積するのを防止するためのダクト状の部材であ
り、前記光学素子または光学部材を取り囲んで設けられ
ている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】前記飛散粒子阻止部材は、バッフルを有
するダクト状の部材であることを特徴とする請求項４記
載のＸ線発生装置。
【請求項６】前記ダクト内にガスを導入するためのガ
ス導入機構が設けられ、前記飛散粒子阻止部材はガス導
入口を有することを特徴とする請求項４または５記載の
Ｘ線発生装置。
【請求項７】前記飛散粒子阻止部材、全体もしくは一
部が磁化された部材、磁石または電磁石の少なくとも一
部を被覆し、取り外し可能な被覆部材を設けたことを特
徴とする請求項１〜６記載のＸ線発生装置。
【請求項８】前記飛散粒子の放出量の方向分布を制御
する部材であり、前記Ｘ線を取り出す方向への飛散粒子
放出量を低減させる飛散粒子制御部材を設けたことを特
徴とする請求項１〜７記載のＸ線発生装置。
【請求項９】前記飛散粒子阻止部材を冷却する冷却機
構を設けたことを特徴とする請求項１〜８記載のＸ線発
生装置。