JPH1026699A - デブリシールド - Google Patents
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- JPH1026699A JPH1026699A JP18325596A JP18325596A JPH1026699A JP H1026699 A JPH1026699 A JP H1026699A JP 18325596 A JP18325596 A JP 18325596A JP 18325596 A JP18325596 A JP 18325596A JP H1026699 A JPH1026699 A JP H1026699A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】高エネルギーのレーザー光を用いたＸ線レーザ
ー発生装置において、レーザー光の長時間の安定照射を
可能とするデブリシールドを提供する。 【解決手段】レーザー光を透過し１０〜１００μｍの膜
厚の高分子膜からなるデブリシールドとする。高分子膜
はレーザー光をよく透過し、かつデブリによる損傷もほ
とんどない。
ー発生装置において、レーザー光の長時間の安定照射を
可能とするデブリシールドを提供する。 【解決手段】レーザー光を透過し１０〜１００μｍの膜
厚の高分子膜からなるデブリシールドとする。高分子膜
はレーザー光をよく透過し、かつデブリによる損傷もほ
とんどない。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、高エネルギーのレ
ーザー光の照射によりＸ線レーザーを発生させるＸ線レ
ーザーの発生装置に用いられ、少なくともレーザー光入
射窓をデブリの付着から保護するデブリシールドに関す
る。
ーザー光の照射によりＸ線レーザーを発生させるＸ線レ
ーザーの発生装置に用いられ、少なくともレーザー光入
射窓をデブリの付着から保護するデブリシールドに関す
る。
【０００２】
【従来の技術】近年、各種分野においてレーザー光が利
用されている。例えば特開昭６１−２６２１８７号公報
には、レーザー光によるプラスチックのマーキング方法
が開示され、特開平４−２２４６７２号公報にはレーザ
ー光を利用した蒸着装置が開示されている。
用されている。例えば特開昭６１−２６２１８７号公報
には、レーザー光によるプラスチックのマーキング方法
が開示され、特開平４−２２４６７２号公報にはレーザ
ー光を利用した蒸着装置が開示されている。
【０００３】ところで、レーザー光を用いて何らかの処
理を行う場合には、レーザー光を収束させる集光レンズ
が必要となり、蒸着などを行う場合にはレーザー光入射
窓をもつ真空槽が必要となる。そしてレーザー光を用い
た処理を行う場合には、被処理材の燃焼や分解が生じ、
それによる燃焼分解物や破砕物が飛散する（以下、これ
をデブリという）。
理を行う場合には、レーザー光を収束させる集光レンズ
が必要となり、蒸着などを行う場合にはレーザー光入射
窓をもつ真空槽が必要となる。そしてレーザー光を用い
た処理を行う場合には、被処理材の燃焼や分解が生じ、
それによる燃焼分解物や破砕物が飛散する（以下、これ
をデブリという）。
【０００４】ところが、このデブリが集光レンズやレー
ザー光入射窓に付着して蓄積すると、レーザー光の透過
率が低下して処理効率が低下し、ついには処理が困難と
なる。したがって定期的に集光レンズやレーザー光入射
窓に付着したデブリを除去する必要が生じるが、蒸着な
どの場合には真空槽を一旦常圧に戻して除去しなければ
ならず、その間は生産できないため、工数が多大となる
とともに生産性が低いという不具合がある。
ザー光入射窓に付着して蓄積すると、レーザー光の透過
率が低下して処理効率が低下し、ついには処理が困難と
なる。したがって定期的に集光レンズやレーザー光入射
窓に付着したデブリを除去する必要が生じるが、蒸着な
どの場合には真空槽を一旦常圧に戻して除去しなければ
ならず、その間は生産できないため、工数が多大となる
とともに生産性が低いという不具合がある。
【０００５】そこで特開昭６１−２６２１８７号公報に
は、集光レンズと被処理材との間に透明なプラスチック
フィルムを配置し、そのプラスチックフィルムを連続的
に移動させながら低エネルギーのレーザー光を照射する
マーキング方法が開示されている。このようにすれば、
プラスチックフィルムにより集光レンズにデブリが付着
するのが阻止される。またプラスチックフィルムにはデ
ブリが付着するが、プラスチックフィルムは連続的に移
動しているため、付着したデブリによりレーザー光の透
過が妨げられることがない。
は、集光レンズと被処理材との間に透明なプラスチック
フィルムを配置し、そのプラスチックフィルムを連続的
に移動させながら低エネルギーのレーザー光を照射する
マーキング方法が開示されている。このようにすれば、
プラスチックフィルムにより集光レンズにデブリが付着
するのが阻止される。またプラスチックフィルムにはデ
ブリが付着するが、プラスチックフィルムは連続的に移
動しているため、付着したデブリによりレーザー光の透
過が妨げられることがない。
【０００６】また特開平４−２２４６７２号公報には、
レーザー光入射窓とターゲットとの間に通過穴をもつ回
転板を配置し、回転板を回転させながら通過穴を通して
ターゲットにレーザー光を照射するレーザー蒸着装置が
開示されている。このようにすれば、通過穴はターゲッ
トからのデブリが回転板に届くまでに光路から外れるた
め、デブリが通過穴を通過してレーザー光入射窓に付着
することがなく、長時間連続的に照射することが可能と
なる。
レーザー光入射窓とターゲットとの間に通過穴をもつ回
転板を配置し、回転板を回転させながら通過穴を通して
ターゲットにレーザー光を照射するレーザー蒸着装置が
開示されている。このようにすれば、通過穴はターゲッ
トからのデブリが回転板に届くまでに光路から外れるた
め、デブリが通過穴を通過してレーザー光入射窓に付着
することがなく、長時間連続的に照射することが可能と
なる。
【０００７】ところで近年、１００ＭＷ／ｃｍ2 以上の
強度をもつ高エネルギーのレーザー光が開発され、この
レーザー光を用いてＸ線レーザーを発生させる装置が提
案されている（特開平７−１２８５００号公報など）。
このようなＸ線レーザー発生装置は大型となり、過熱に
よる不具合を回避するために数１０分以上の間隔をあけ
てレーザー光の照射を行っているのが現状である。
強度をもつ高エネルギーのレーザー光が開発され、この
レーザー光を用いてＸ線レーザーを発生させる装置が提
案されている（特開平７−１２８５００号公報など）。
このようなＸ線レーザー発生装置は大型となり、過熱に
よる不具合を回避するために数１０分以上の間隔をあけ
てレーザー光の照射を行っているのが現状である。
【０００８】これでは連続的な照射ができないが、近
年、特開平７−９４２９６号公報に開示されているよう
に、波形制御されたパルス列の固体レーザーを用いるこ
とにより、１Ｈｚ又は１０Ｈｚの繰り返しでＸ線レーザ
ーを発生させることができるようになっている。
年、特開平７−９４２９６号公報に開示されているよう
に、波形制御されたパルス列の固体レーザーを用いるこ
とにより、１Ｈｚ又は１０Ｈｚの繰り返しでＸ線レーザ
ーを発生させることができるようになっている。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】ところが繰り返してＸ
線レーザーを発生させた場合には、前記したようにデブ
リによるレーザー光入射窓の汚染が生じるため、Ｘ線レ
ーザー発生装置においてもその対策が必要となってい
る。しかしながらＸ線レーザー発生装置においては、上
記したように１００ＭＷ／ｃｍ2 以上の強度をもつ高エ
ネルギーのレーザー光を用いているために、特開昭６１
−２６２１８７号公報に開示されたようなプラスチック
フィルムを配置しても、レーザー光によりプラスチック
フィルムに燃焼や分解が起こることが懸念される。
線レーザーを発生させた場合には、前記したようにデブ
リによるレーザー光入射窓の汚染が生じるため、Ｘ線レ
ーザー発生装置においてもその対策が必要となってい
る。しかしながらＸ線レーザー発生装置においては、上
記したように１００ＭＷ／ｃｍ2 以上の強度をもつ高エ
ネルギーのレーザー光を用いているために、特開昭６１
−２６２１８７号公報に開示されたようなプラスチック
フィルムを配置しても、レーザー光によりプラスチック
フィルムに燃焼や分解が起こることが懸念される。
【００１０】また、１００ＭＷ／ｃｍ2 以上の強度をも
つ高エネルギーのレーザー光の照射によるターゲットか
らのデブリは飛散速度がきわめて大きい。したがって特
開平４−２２４６７２号公報に開示のように通過穴をも
つ回転板を配置しても、デブリが通過穴を通過してレー
ザー入射窓に付着することを防止することが困難であっ
た。
つ高エネルギーのレーザー光の照射によるターゲットか
らのデブリは飛散速度がきわめて大きい。したがって特
開平４−２２４６７２号公報に開示のように通過穴をも
つ回転板を配置しても、デブリが通過穴を通過してレー
ザー入射窓に付着することを防止することが困難であっ
た。
【００１１】そのため従来のＸ線レーザー発生装置で
は、数百から数万回のレーザー照射毎に装置を常圧に戻
し、レーザー光入射窓や内部に配置した光学素子に付着
したデブリを除去している。そのため長時間の連続照射
が困難となっている。本発明はこのような事情に鑑みて
なされたものであり、高エネルギーのレーザー光を用い
たＸ線レーザー発生装置において、レーザー光の長時間
の安定照射を可能とするデブリシールドを提供すること
を目的とする。
は、数百から数万回のレーザー照射毎に装置を常圧に戻
し、レーザー光入射窓や内部に配置した光学素子に付着
したデブリを除去している。そのため長時間の連続照射
が困難となっている。本発明はこのような事情に鑑みて
なされたものであり、高エネルギーのレーザー光を用い
たＸ線レーザー発生装置において、レーザー光の長時間
の安定照射を可能とするデブリシールドを提供すること
を目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決する請求
項１に記載のデブリシールドの特徴は、真空槽と、真空
槽に設けられたレーザー光入射窓と、真空槽内に配置さ
れたターゲットと、真空槽外部に配置されレーザー光入
射窓を介してターゲットに高エネルギーのレーザー光を
照射することによりＸ線レーザーを発生させるレーザー
光源と、を備えてなるＸ線レーザーの発生装置のレーザ
ー光入射窓とターゲットの間にレーザー光の光軸に対し
て交差する方向へ移動可能に設けられ、ターゲットから
飛散するデブリが少なくともレーザー光入射窓へ付着す
るのを抑止するデブリシールドであって、レーザー光を
透過し１０〜１００μｍの膜厚の高分子膜からなること
にある。
項１に記載のデブリシールドの特徴は、真空槽と、真空
槽に設けられたレーザー光入射窓と、真空槽内に配置さ
れたターゲットと、真空槽外部に配置されレーザー光入
射窓を介してターゲットに高エネルギーのレーザー光を
照射することによりＸ線レーザーを発生させるレーザー
光源と、を備えてなるＸ線レーザーの発生装置のレーザ
ー光入射窓とターゲットの間にレーザー光の光軸に対し
て交差する方向へ移動可能に設けられ、ターゲットから
飛散するデブリが少なくともレーザー光入射窓へ付着す
るのを抑止するデブリシールドであって、レーザー光を
透過し１０〜１００μｍの膜厚の高分子膜からなること
にある。
【００１３】また請求項２に記載のデブリシールドの特
徴は、請求項１にいう高エネルギーのレーザー光強度は
１００ＭＷ／ｃｍ2 以上であることにある。さらに請求
項３に記載のデブリシールドの特徴は、請求項１又は請
求項２において、高分子膜はポリエチレンであることに
ある。
徴は、請求項１にいう高エネルギーのレーザー光強度は
１００ＭＷ／ｃｍ2 以上であることにある。さらに請求
項３に記載のデブリシールドの特徴は、請求項１又は請
求項２において、高分子膜はポリエチレンであることに
ある。
【００１４】
【発明の実施の形態】本発明者らは、デブリシールドと
して使用できそうな各種材質を選択して試験検討した結
果、意外にも高分子膜が最適であることを見出した。つ
まり従来は、Ｘ線レーザーを発生させるためには高エネ
ルギーのレーザー光の照射が必要であるから、ターゲッ
トから飛散するデブリも高温・高速となり、高分子膜で
は耐熱性や強度に不足するため使用は困難であろうと考
えられていた。しかしながら、その考えに反して、高分
子膜がきわめて良好な結果を示したのである。
して使用できそうな各種材質を選択して試験検討した結
果、意外にも高分子膜が最適であることを見出した。つ
まり従来は、Ｘ線レーザーを発生させるためには高エネ
ルギーのレーザー光の照射が必要であるから、ターゲッ
トから飛散するデブリも高温・高速となり、高分子膜で
は耐熱性や強度に不足するため使用は困難であろうと考
えられていた。しかしながら、その考えに反して、高分
子膜がきわめて良好な結果を示したのである。
【００１５】高分子膜の種類としてはレーザー光を透過
するものが用いられ、ポリエチレン、ポリ塩化ビニリデ
ン、ポリイミド、ポリプロピレン、ナイロンなどが例示
される。なかでも特にレーザー光を吸収しにくく、透過
性に優れているポリエチレンを用いるのが特に好まし
い。高分子膜は、膜厚が１０〜１００μｍのものを用い
ることが必要となる。高分子膜の膜厚が１０μｍより薄
いと、デブリによる損傷が大きく耐久性に劣り、１００
μｍを超えるとレーザー光の透過率が８５％以下となっ
て照射効率が低下する。
するものが用いられ、ポリエチレン、ポリ塩化ビニリデ
ン、ポリイミド、ポリプロピレン、ナイロンなどが例示
される。なかでも特にレーザー光を吸収しにくく、透過
性に優れているポリエチレンを用いるのが特に好まし
い。高分子膜は、膜厚が１０〜１００μｍのものを用い
ることが必要となる。高分子膜の膜厚が１０μｍより薄
いと、デブリによる損傷が大きく耐久性に劣り、１００
μｍを超えるとレーザー光の透過率が８５％以下となっ
て照射効率が低下する。
【００１６】デブリシールドとしての高分子膜の移動速
度は、レーザーの運転の繰り返し率が１Ｈｚでレーザー
光を照射した場合、５ｍｍ／分以上とすることが望まし
い。移動速度が５ｍｍ／分より遅くなるとデブリの付着
量が多くなり、レーザー光の透過量が急激に低下するの
で好ましくない。また、レーザーの運転の繰り返し率が
１Ｈｚより高くなるにつれ、該移動速度はさらに速くす
る必要がある。
度は、レーザーの運転の繰り返し率が１Ｈｚでレーザー
光を照射した場合、５ｍｍ／分以上とすることが望まし
い。移動速度が５ｍｍ／分より遅くなるとデブリの付着
量が多くなり、レーザー光の透過量が急激に低下するの
で好ましくない。また、レーザーの運転の繰り返し率が
１Ｈｚより高くなるにつれ、該移動速度はさらに速くす
る必要がある。
【００１７】すなわち本発明のデブリシールドをもつＸ
線レーザー発生装置では、レーザー光の照射によりター
ゲットから飛散したデブリは、デブリシールドに遮られ
るためレーザー光入射窓に付着するのが阻止される。ま
たデブリシールドにはデブリが付着するが、デブリシー
ルドはレーザー光の光軸に対して交差する方向へ移動可
能とされている。したがってデブリシールドを移動させ
ることにより、デブリが付着していない又は付着量の少
ない新しい表面を次々と光路に位置させることができる
ので、付着したデブリによりレーザー光入射窓から入射
されるレーザー光のターゲットへの照射が妨げられるの
が防止され、ターゲットへの長時間で連続的な照射が可
能となる。
線レーザー発生装置では、レーザー光の照射によりター
ゲットから飛散したデブリは、デブリシールドに遮られ
るためレーザー光入射窓に付着するのが阻止される。ま
たデブリシールドにはデブリが付着するが、デブリシー
ルドはレーザー光の光軸に対して交差する方向へ移動可
能とされている。したがってデブリシールドを移動させ
ることにより、デブリが付着していない又は付着量の少
ない新しい表面を次々と光路に位置させることができる
ので、付着したデブリによりレーザー光入射窓から入射
されるレーザー光のターゲットへの照射が妨げられるの
が防止され、ターゲットへの長時間で連続的な照射が可
能となる。
【００１８】そして、例えばデブリシールドの全面にデ
ブリが付着・蓄積した段階でデブリシールドを交換すれ
ば、改めて長時間の照射が可能となる。このデブリシー
ルドの交換は、真空槽内に多数枚のデブリシールドを設
置することにより、又は真空槽をもう一つ設置し次のデ
ブリシールドを外部からこの真空槽に入れ予備真空引き
を行った後で交換することにより、又はこの両方の手段
を用いることにより、真空槽の真空状態を維持しながら
行うことができる。それ故、レーザー光の照射をほとん
ど停止することなく交換することができ、きわめて長時
間の連続照射が可能となる。
ブリが付着・蓄積した段階でデブリシールドを交換すれ
ば、改めて長時間の照射が可能となる。このデブリシー
ルドの交換は、真空槽内に多数枚のデブリシールドを設
置することにより、又は真空槽をもう一つ設置し次のデ
ブリシールドを外部からこの真空槽に入れ予備真空引き
を行った後で交換することにより、又はこの両方の手段
を用いることにより、真空槽の真空状態を維持しながら
行うことができる。それ故、レーザー光の照射をほとん
ど停止することなく交換することができ、きわめて長時
間の連続照射が可能となる。
【００１９】レーザー光としては、例えば強度が１００
ＭＷ／ｃｍ2 以上のものを利用することができ、ＹＡＧ
レーザー、ガラスレーザー、エキシマレーザー、ＣＯ2
ガスレーザーなどのレーザー光を利用できる。また真空
槽の真空度は、１０-10 〜１０3 Ｐａ以下が一般的に用
いられる。さらにターゲットとしては、レーザープラズ
マ軟Ｘ線を発生させる場合には金属、半導体、高分子材
料、セラミックスなどが用いられ、Ｘ線レーザーを発生
させる場合にも金属、半導体、高分子材料、セラミック
スなどを用いることができる。
ＭＷ／ｃｍ2 以上のものを利用することができ、ＹＡＧ
レーザー、ガラスレーザー、エキシマレーザー、ＣＯ2
ガスレーザーなどのレーザー光を利用できる。また真空
槽の真空度は、１０-10 〜１０3 Ｐａ以下が一般的に用
いられる。さらにターゲットとしては、レーザープラズ
マ軟Ｘ線を発生させる場合には金属、半導体、高分子材
料、セラミックスなどが用いられ、Ｘ線レーザーを発生
させる場合にも金属、半導体、高分子材料、セラミック
スなどを用いることができる。
【００２０】なおデブリシールドの移動は、連続的に行
ってもよいし間欠的に行うこともでき、デブリの発生程
度や照射条件によって種々選択して行うことができる。
ってもよいし間欠的に行うこともでき、デブリの発生程
度や照射条件によって種々選択して行うことができる。
【００２１】
【実施例】以下、実施例により本発明を具体的に説明す
る。 （実施例１）図１に本実施例に用いたレーザーＸ線発生
装置を示す。このレーザーＸ線発生装置は、側壁にレー
ザー光入射窓１０をもつ真空槽１と、真空槽１外部に配
置された集光レンズ２と、真空槽１内部に配置されたタ
ーゲット３、Ｘ線反射鏡４、遮蔽板５及びデブリシール
ド６から構成されている。
る。 （実施例１）図１に本実施例に用いたレーザーＸ線発生
装置を示す。このレーザーＸ線発生装置は、側壁にレー
ザー光入射窓１０をもつ真空槽１と、真空槽１外部に配
置された集光レンズ２と、真空槽１内部に配置されたタ
ーゲット３、Ｘ線反射鏡４、遮蔽板５及びデブリシール
ド６から構成されている。
【００２２】真空槽１には図示しない排気装置が接続さ
れ、真空槽１内を１０-4Ｐａまで減圧可能とされてい
る。またレーザー光入射窓１０は石英ガラスから形成さ
れ、真空槽１の側壁に真円形状に形成されている。真空
槽１内には、ほぼ中央にターゲット３が配置され、ター
ゲット３とレーザー光入射窓１０との間にはロール状に
巻回されたポリエチレンフィルムからなるデブリシール
ド６が、レーザー光路に対して垂直方向に移動自在に配
置されている。またデブリシールド６とターゲット３の
間には、楕円形状の貫通穴５０をもつステンレス製の遮
蔽板５が配置されている。
れ、真空槽１内を１０-4Ｐａまで減圧可能とされてい
る。またレーザー光入射窓１０は石英ガラスから形成さ
れ、真空槽１の側壁に真円形状に形成されている。真空
槽１内には、ほぼ中央にターゲット３が配置され、ター
ゲット３とレーザー光入射窓１０との間にはロール状に
巻回されたポリエチレンフィルムからなるデブリシール
ド６が、レーザー光路に対して垂直方向に移動自在に配
置されている。またデブリシールド６とターゲット３の
間には、楕円形状の貫通穴５０をもつステンレス製の遮
蔽板５が配置されている。
【００２３】デブリシールド６の一端にはモータ６０に
より回転駆動される巻き取りロール６１が配置され、デ
ブリシールド６は巻き取りロール６０に巻き取られるこ
とで所定速度で移動可能とされている。集光レンズ２
は、真空槽１外部でレーザー光入射窓１０と同軸的に配
置されている。そしてターゲット３の中心と、レーザー
光入射窓１０の中心及び集光レンズ２の中心が同一直線
上に位置し、その延長線上に図示しないレーザー光源が
配置されている。またターゲット３近傍にはＸ線反射鏡
４が配置され、発生したＸ線の一部がＸ線反射鏡４で反
射してレーザープラズマを通過することにより、さらに
強度が強められるように構成されている。
より回転駆動される巻き取りロール６１が配置され、デ
ブリシールド６は巻き取りロール６０に巻き取られるこ
とで所定速度で移動可能とされている。集光レンズ２
は、真空槽１外部でレーザー光入射窓１０と同軸的に配
置されている。そしてターゲット３の中心と、レーザー
光入射窓１０の中心及び集光レンズ２の中心が同一直線
上に位置し、その延長線上に図示しないレーザー光源が
配置されている。またターゲット３近傍にはＸ線反射鏡
４が配置され、発生したＸ線の一部がＸ線反射鏡４で反
射してレーザープラズマを通過することにより、さらに
強度が強められるように構成されている。
【００２４】このレーザーＸ線発生装置では、レーザー
光源から発せられ励起された励起レーザー光７が集光レ
ンズ２で線集光され、レーザー光入射窓１０、デブリシ
ールド６及び貫通穴５０を透過してターゲット３に照射
される。励起レーザー光７の照射により、ターゲット３
表面にレーザープラズマが生成し、このレーザープラズ
マからレーザープラズマ軟Ｘ線もしくはＸ線レーザー８
が発生する。このとき同時に発生したデブリが飛散する
が、遮蔽板５及びデブリシールド６の存在により遮蔽さ
れ、レーザー光入射窓１０に付着するのが防止されてい
る。
光源から発せられ励起された励起レーザー光７が集光レ
ンズ２で線集光され、レーザー光入射窓１０、デブリシ
ールド６及び貫通穴５０を透過してターゲット３に照射
される。励起レーザー光７の照射により、ターゲット３
表面にレーザープラズマが生成し、このレーザープラズ
マからレーザープラズマ軟Ｘ線もしくはＸ線レーザー８
が発生する。このとき同時に発生したデブリが飛散する
が、遮蔽板５及びデブリシールド６の存在により遮蔽さ
れ、レーザー光入射窓１０に付着するのが防止されてい
る。
【００２５】デブリシールド６には、飛散したデブリの
一部が遮蔽板５の貫通穴５０を通過して付着する。しか
しデブリシールド６の面積の大部分は遮蔽板５で遮蔽さ
れているため、デブリシールド６の面積の大部分ではデ
ブリの付着が防止されている。そして本実施例のデブリ
シールド６をもつレーザーＸ線発生装置では、照射時あ
るいは照射停止時に巻き取りロール６１が駆動される。
これによりデブリシールド６が移動するため、光路に位
置しデブリが付着した表面が光路から外れるとともに、
デブリの付着しなかった新しい表面が光路に位置する。
そしてレーザー光源から次の励起レーザー光７が発せら
れると、励起レーザー光７はデブリシールド６のデブリ
が付着していない新しい部分を透過し、遮られることな
く円滑にターゲット３に照射される。またデブリシール
ド６にデブリが付着しても、デブリシールド６を移動さ
せることでデブリの付着密度が小さくなり、励起レーザ
ー光の透過に支障が生じない間は連続照射が可能となる
ので、連続的に安定してレーザープラズマ軟Ｘ線もしく
はＸ線レーザーを発生させることができる。
一部が遮蔽板５の貫通穴５０を通過して付着する。しか
しデブリシールド６の面積の大部分は遮蔽板５で遮蔽さ
れているため、デブリシールド６の面積の大部分ではデ
ブリの付着が防止されている。そして本実施例のデブリ
シールド６をもつレーザーＸ線発生装置では、照射時あ
るいは照射停止時に巻き取りロール６１が駆動される。
これによりデブリシールド６が移動するため、光路に位
置しデブリが付着した表面が光路から外れるとともに、
デブリの付着しなかった新しい表面が光路に位置する。
そしてレーザー光源から次の励起レーザー光７が発せら
れると、励起レーザー光７はデブリシールド６のデブリ
が付着していない新しい部分を透過し、遮られることな
く円滑にターゲット３に照射される。またデブリシール
ド６にデブリが付着しても、デブリシールド６を移動さ
せることでデブリの付着密度が小さくなり、励起レーザ
ー光の透過に支障が生じない間は連続照射が可能となる
ので、連続的に安定してレーザープラズマ軟Ｘ線もしく
はＸ線レーザーを発生させることができる。
【００２６】デブリシールド６のほとんど全表面に透過
に支障が生じる量のデブリが付着・蓄積した場合は、デ
ブリシールド６を交換する。このとき交換する新品のデ
ブリシールド６を真空槽１内に配置しておけば、真空状
態を維持したまま交換することができ、交換時のレーザ
ー照射の停止時間をきわめて短くすることができるの
で、生産性の低下を最小限に留めることが可能となる。
に支障が生じる量のデブリが付着・蓄積した場合は、デ
ブリシールド６を交換する。このとき交換する新品のデ
ブリシールド６を真空槽１内に配置しておけば、真空状
態を維持したまま交換することができ、交換時のレーザ
ー照射の停止時間をきわめて短くすることができるの
で、生産性の低下を最小限に留めることが可能となる。
【００２７】すなわち本実施例のデブリシールドをもつ
レーザーＸ線発生装置によれば、励起レーザー光は常に
デブリの付着がないレーザー光入射窓１０と、デブリの
付着がない又は付着量が少ないデブリシールド６を通し
て照射されるため、長時間連続してレーザープラズマ軟
Ｘ線もしくはＸ線レーザーを安定して発生させることが
できる。 ＜試験例＞さて、上記レーザーＸ線発生装置からデブリ
シールド６と遮蔽板５を除いた装置を用い、先ずデブリ
の発生状況を調査した。照射したレーザー光の強度は１
８０ＭＷ／ｃｍ2 であり、ターゲット３上での照射強度
は２×１０5 ＭＷ／ｃｍ2である。ターゲット３として
はアルミニウムを用いた。
レーザーＸ線発生装置によれば、励起レーザー光は常に
デブリの付着がないレーザー光入射窓１０と、デブリの
付着がない又は付着量が少ないデブリシールド６を通し
て照射されるため、長時間連続してレーザープラズマ軟
Ｘ線もしくはＸ線レーザーを安定して発生させることが
できる。 ＜試験例＞さて、上記レーザーＸ線発生装置からデブリ
シールド６と遮蔽板５を除いた装置を用い、先ずデブリ
の発生状況を調査した。照射したレーザー光の強度は１
８０ＭＷ／ｃｍ2 であり、ターゲット３上での照射強度
は２×１０5 ＭＷ／ｃｍ2である。ターゲット３として
はアルミニウムを用いた。
【００２８】ターゲット３表面からの距離が６５ｍｍの
位置にシールド板を配置し、それに付着したデブリをＳ
ＥＭで観察した図を図２に示す。図２からわかるよう
に、デブリは大きいものでは３μｍ程度のものが存在し
ている。また、このデブリは図３に示すような分布をも
って付着し、角度依存性があることも明らかとなった。
次にポリオレフィン樹脂、ポリ塩化ビニリデン及びポリ
エチレンの３種類のフィルムをデブリシールド６として
用いた場合の、それぞれのデブリシールド６の透過率を
測定した。なお、レーザー光としては全エネルギー１．
６〜２ジュールのパルス列ＹＡＧレーザー光（波長λ＝
１．０６４μｍ）を照射し、フィルム前後でのレーザー
光のエネルギーを測定することにより透過率を測定し
た。また膜厚と透過率との関係から吸収係数を求めた。
結果を表１に示す。
位置にシールド板を配置し、それに付着したデブリをＳ
ＥＭで観察した図を図２に示す。図２からわかるよう
に、デブリは大きいものでは３μｍ程度のものが存在し
ている。また、このデブリは図３に示すような分布をも
って付着し、角度依存性があることも明らかとなった。
次にポリオレフィン樹脂、ポリ塩化ビニリデン及びポリ
エチレンの３種類のフィルムをデブリシールド６として
用いた場合の、それぞれのデブリシールド６の透過率を
測定した。なお、レーザー光としては全エネルギー１．
６〜２ジュールのパルス列ＹＡＧレーザー光（波長λ＝
１．０６４μｍ）を照射し、フィルム前後でのレーザー
光のエネルギーを測定することにより透過率を測定し
た。また膜厚と透過率との関係から吸収係数を求めた。
結果を表１に示す。
【００２９】
【表１】 表１より、ポリエチレンフィルムが最もＹＡＧレーザー
光を吸収しにくいことがわかる。
光を吸収しにくいことがわかる。
【００３０】また上記３種類のフィルムをデブリシール
ドとして用い、強度１３０ＭＷ／ｃｍ2 のレーザー光を
１０Ｈｚで繰り返し照射したときと、強度１８０ＭＷ／
ｃｍ 2 のレーザー光を１Ｈｚで繰り返し照射したときの
デブリシールドの損傷程度を調査し、結果を表２に示
す。
ドとして用い、強度１３０ＭＷ／ｃｍ2 のレーザー光を
１０Ｈｚで繰り返し照射したときと、強度１８０ＭＷ／
ｃｍ 2 のレーザー光を１Ｈｚで繰り返し照射したときの
デブリシールドの損傷程度を調査し、結果を表２に示
す。
【００３１】
【表２】 表２より、ポリエチレンが優れた特性を有していること
がわかる。
がわかる。
【００３２】なお、ポリ塩化ビニリデンフィルムでは、
１３０ＭＷ／ｃｍ2 のレーザー光を１０Ｈｚで１分間繰
り返して照射すると、図４に示すように円形の蒸発跡も
しくは溶けた跡が観察される。しかしポリエチレンフィ
ルムでは、同じ条件で照射してもそのような損傷は観察
されなかった。さらに、ポリエチレンフィルムを透過し
たレーザー光をターゲットに照射した時のターゲット上
のバーンパターンと、ポリエチレンフィルムを通さずに
レーザー光を直接ターゲットに照射した時のターゲット
上のバーンパターンとの間には差がなく、ポリエチレン
フィルム透過によるレーザー光波面の変化はないと判断
される。
１３０ＭＷ／ｃｍ2 のレーザー光を１０Ｈｚで１分間繰
り返して照射すると、図４に示すように円形の蒸発跡も
しくは溶けた跡が観察される。しかしポリエチレンフィ
ルムでは、同じ条件で照射してもそのような損傷は観察
されなかった。さらに、ポリエチレンフィルムを透過し
たレーザー光をターゲットに照射した時のターゲット上
のバーンパターンと、ポリエチレンフィルムを通さずに
レーザー光を直接ターゲットに照射した時のターゲット
上のバーンパターンとの間には差がなく、ポリエチレン
フィルム透過によるレーザー光波面の変化はないと判断
される。
【００３３】以上のようにポリエチレンが最適であるこ
とが明らかとなったので、図１の装置のデブリシールド
６として各種膜厚のポリエチレンフィルムを用い、透過
レーザー光の状況とデブリによる損傷程度を調査した。
結果を表３に示す。なおレーザー光としては、パルス幅
１００ピコ秒のＹＡＧレーザー装置からのレーザー光を
光路差をもたせることにより１６個のパルス列とし、こ
れらのパルスを増幅することにより発生する全エネルギ
ー１．６〜２．０ジュールのパルス幅レーザー光を用い
た。またデブリシールド６は、移動させずに固定した状
態で実験を行った。
とが明らかとなったので、図１の装置のデブリシールド
６として各種膜厚のポリエチレンフィルムを用い、透過
レーザー光の状況とデブリによる損傷程度を調査した。
結果を表３に示す。なおレーザー光としては、パルス幅
１００ピコ秒のＹＡＧレーザー装置からのレーザー光を
光路差をもたせることにより１６個のパルス列とし、こ
れらのパルスを増幅することにより発生する全エネルギ
ー１．６〜２．０ジュールのパルス幅レーザー光を用い
た。またデブリシールド６は、移動させずに固定した状
態で実験を行った。
【００３４】
【表３】 表３より、ターゲット上での集光状況が良好で透過率が
８５％以上とするためには、膜厚が１００μｍ以下が望
ましいことがわかる。しかし膜厚が１０μｍ以下では、
デブリによる損傷が大きくなるため、耐久性に問題があ
る。また膜厚が１０μｍ以下では、巻き取りロール６１
への巻き取りが不均一となり、レーザー光が透過する部
分に皺が生じるという不具合が発生することもわかっ
た。したがってポリエチレンフィルムの膜厚は、１０〜
１００μｍが最適である。
８５％以上とするためには、膜厚が１００μｍ以下が望
ましいことがわかる。しかし膜厚が１０μｍ以下では、
デブリによる損傷が大きくなるため、耐久性に問題があ
る。また膜厚が１０μｍ以下では、巻き取りロール６１
への巻き取りが不均一となり、レーザー光が透過する部
分に皺が生じるという不具合が発生することもわかっ
た。したがってポリエチレンフィルムの膜厚は、１０〜
１００μｍが最適である。
【００３５】さらに、図３に示すデブリ飛散の角度分布
より、デブリシールド６の移動速度を検討した。その結
果、１Ｈｚでレーザー照射した場合、６０秒間の照射で
５ｍｍ幅の領域に極めて多量のデブリが付着し、レーザ
ー光の透過量が急激に低下することが明らかとなった。
したがってデブリシールド６の移動速度は５ｍｍ／分以
上とすることが望ましいことがわかった。
より、デブリシールド６の移動速度を検討した。その結
果、１Ｈｚでレーザー照射した場合、６０秒間の照射で
５ｍｍ幅の領域に極めて多量のデブリが付着し、レーザ
ー光の透過量が急激に低下することが明らかとなった。
したがってデブリシールド６の移動速度は５ｍｍ／分以
上とすることが望ましいことがわかった。
【００３６】
【発明の効果】すなわち本発明のデブリシールドによれ
ば、高い透過率でターゲットへレーザー光を照射できる
とともに、レーザー光入射窓ガラスなどへデブリが付着
するのを長期間防止することができる。したがって長時
間の連続運転が可能となり、生産性が格段に向上する。
ば、高い透過率でターゲットへレーザー光を照射できる
とともに、レーザー光入射窓ガラスなどへデブリが付着
するのを長期間防止することができる。したがって長時
間の連続運転が可能となり、生産性が格段に向上する。
【図１】本発明の一実施例のデブリシールドをもつＸ線
レーザー発生装置の構成を示す説明図である。
レーザー発生装置の構成を示す説明図である。
【図２】ターゲット表面から６５ｍｍ位置におけるデブ
リの粒子構造を示すＳＥＭ写真である。
リの粒子構造を示すＳＥＭ写真である。
【図３】デブリの飛散する角度分布を示す説明図であ
る。
る。
【図４】ポリ塩化ビニリデンフィルムに高エネルギーレ
ーザーを照射した時の損傷部の粒子構造を示す５０倍の
顕微鏡写真である。
ーザーを照射した時の損傷部の粒子構造を示す５０倍の
顕微鏡写真である。
１：真空槽 ２：集光レンズ
３：ターゲット ４：Ｘ線反射鏡 ５：遮蔽板
６：デブリシールド
３：ターゲット ４：Ｘ線反射鏡 ５：遮蔽板
６：デブリシールド
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (71)出願人 396020800 科学技術振興事業団 埼玉県川口市本町４丁目１番８号 (71)出願人 000003207 トヨタ自動車株式会社 愛知県豊田市トヨタ町１番地 (71)出願人 000004260 株式会社デンソー 愛知県刈谷市昭和町１丁目１番地 (71)出願人 000006747 株式会社リコー 東京都大田区中馬込１丁目３番６号 (72)発明者 東 博純 愛知県愛知郡長久手町大字長湫字横道41番 地の１株式会社豊田中央研究所内 (72)発明者 佐田 登志夫 愛知県名古屋市天白区久方二丁目12番地１ 学校法人トヨタ学園 豊田工業大学内 (72)発明者 原 民夫 愛知県名古屋市天白区久方二丁目12番地１ 学校法人トヨタ学園 豊田工業大学内 (72)発明者 山口 直洋 愛知県名古屋市天白区久方二丁目12番地１ 学校法人トヨタ学園 豊田工業大学内 (72)発明者 久田 祥之 愛知県名古屋市天白区久方二丁目12番地１ 学校法人トヨタ学園 豊田工業大学内 (72)発明者 坂田 篤 愛知県豊田市トヨタ町２番地 株式会社ト ヨタマックス内 (72)発明者 西村 靖彦 愛知県豊田市トヨタ町２番地 株式会社ト ヨタマックス内
Claims (3)
- 【請求項１】 真空槽と、該真空槽に設けられたレーザ
ー光入射窓と、該真空槽内に配置されたターゲットと、
該真空槽外部に配置され該レーザー光入射窓を介して該
ターゲットに高エネルギーのレーザー光を照射すること
によりＸ線レーザーを発生させるレーザー光源と、を備
えてなるＸ線レーザーの発生装置の該レーザー光入射窓
と該ターゲットの間に該レーザー光の光軸に対して交差
する方向へ移動可能に設けられ、該ターゲットから飛散
するデブリが少なくとも該レーザー光入射窓へ付着する
のを抑止するデブリシールドであって、 前記レーザー光を透過し１０〜１００μｍの膜厚の高分
子膜からなることを特徴とするデブリシールド。 - 【請求項２】 高エネルギーのレーザー光強度は１００
ＭＷ／ｃｍ2 以上であることを特徴とする請求高記載の
デブリシールド。 - 【請求項３】 高分子膜はポリエチレンであることを特
徴とする請求項１又は請求項２記載のデブリシールド。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18325596A JPH1026699A (ja) | 1996-07-12 | 1996-07-12 | デブリシールド |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18325596A JPH1026699A (ja) | 1996-07-12 | 1996-07-12 | デブリシールド |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1026699A true JPH1026699A (ja) | 1998-01-27 |
Family
ID=16132477
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP18325596A Pending JPH1026699A (ja) | 1996-07-12 | 1996-07-12 | デブリシールド |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH1026699A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4758370A (en) * | 1987-04-30 | 1988-07-19 | Neutrogena Corp. | Compositions and processes for the continuous production of transparent soap |
| DE10233567A1 (de) * | 2002-07-22 | 2004-02-12 | Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. | Vorrichtung zur Erzeugung eines gepulsten Plasmas innerhalb einer Vakuumkammer mittels eines Festkörpertargets, mit mindestens einer Debris-Blende |
| US8253059B2 (en) * | 2008-05-06 | 2012-08-28 | Semes Co., Ltd. | Apparatus and method of cleaning substrate |
| JP2021072271A (ja) * | 2019-11-01 | 2021-05-06 | 大学共同利用機関法人 高エネルギー加速器研究機構 | 長寿命イオン源 |
-
1996
- 1996-07-12 JP JP18325596A patent/JPH1026699A/ja active Pending
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4758370A (en) * | 1987-04-30 | 1988-07-19 | Neutrogena Corp. | Compositions and processes for the continuous production of transparent soap |
| DE10233567A1 (de) * | 2002-07-22 | 2004-02-12 | Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. | Vorrichtung zur Erzeugung eines gepulsten Plasmas innerhalb einer Vakuumkammer mittels eines Festkörpertargets, mit mindestens einer Debris-Blende |
| DE10233567B4 (de) * | 2002-07-22 | 2004-10-28 | Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. | Vorrichtung zur Erzeugung eines gepulsten Plasmas innerhalb einer Vakuumkammer mit mindestens einer Debris-Blende |
| US8253059B2 (en) * | 2008-05-06 | 2012-08-28 | Semes Co., Ltd. | Apparatus and method of cleaning substrate |
| JP2021072271A (ja) * | 2019-11-01 | 2021-05-06 | 大学共同利用機関法人 高エネルギー加速器研究機構 | 長寿命イオン源 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| RD03 | Notification of appointment of power of attorney |
Effective date: 20031215 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7423 |
|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20040401 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20040423 |
|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20050906 |