JPS61104548A - プラズマｘ線発生装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の利用分野〕 本発明は、同軸電極を備えた放電管におけるパルス放電
によって高温命高密度のプラズマを形成して軟Ｘ線を発
生するプラズマＸ線発生装置に係わり、とくに、サブミ
クロンパターンの集積回路を製造するに好適なＸ線露光
装置などのＸ線源に関するものである。

〔発明の背景〕

プラズマフォーカスは、円筒電極を同軸状に配設した放
電管に、重水素などの気体を充填し、充電したコンデン
サからパルス電圧を印加して、気体をプラズマ化し、プ
ラズマを電極の間の空間で加速して、電極の先端にフォ
ーカスし、高温・高密度のプラズマのスポットを形成し
て、中性子を発生する線源として研究が行われてきた。

しかし、プラズマフォーカスで形成される高温・高密度
のプラズマからは、強い軟Ｘ線が放射されるので、近年
は、サブミクロンパターンの集積回路を製造するＸ線露
光装置のＸ線源として注目されている。

プラズマフォーカスは、構造と動作が単純で、Ｘ線源の
輝度が高いために、すぐれた露光用Ｘ線源となる可能性
を秘めているが、スポットの位置が放電ごとに変動する
という問題が存在している。

プラズマフォーカスでは、スポットが円筒電極の軸上に
形成されると期待されるわけであるが、実　際には軸か
らはずれることがしばしばあり、軸上に発生しても、軸
上の位置がプラズマの不安定性によって変動する。この
様子は、たとえば、Ｗ、　Ｈ，Ｂｏｓｔｉｃｋ、　Ｖ、
　Ｎａｒｄｉ　ａｎｄ　Ｗ　Ｐｒ１ｏｒ：Ｘ−ｒａｙｆ
ｉｎｅ　５ｔｒｕｃｔｕｒｅ　ｏｆ　ｄｅｎｓｅ　ｐｌ
ａｓｍａ　ｉｎ　ａｃｏａｘｉａｌ　ａｃｃｅｌｅｒａ
ｔｏｒ、　Ｊ、　ｐｌａｓｍａ　ｐｈｙｓｉｃｓ。

ｖｏｔ８．　ｐｔｔ、　Ｉ）Ｉ）７（１９７２）を見れ
ば明らかである。

〔発明の目的〕

したがって本発明の目的は、同軸状に配置された円筒電
極を有するプラズマＸ線源、たとえばプラズマフォーカ
スによるＸ線源において、線源の位置、すなわちプラズ
マがピンチして高温・高密度となり軟Ｘ線を放射するい
わゆるホットスポットが形成される位置の変動を少なく
したプラズマＸ線発生装置を提供することにある。

〔発明の概要〕

プラズマフォーカスにおいて、Ｘ線源の位置は、プラズ
マ自身の電流が作る磁界の分布によって決っているが、
非軸対称な電流の分布によって、しばしば中心の軸から
のずれが生ずる。そこで本発明では、補助電極を設ける
ことによって積極的に線源の位置の軸からの、あるいは
軸上の変動範囲を狭めようとするものである。このため
に、本発明では、内側の円筒電極に対向して近接し、か
つ軸を共通にもつ補助電極を設け、これを外側の円筒電
極と同電位に保つことによって、プラズマが電極のない
空間に出てからフォーカスする軸と軸上の位置を、中心
電極と補助電極とによって決るより狭い空間に限定する
ようにしたものである。

〔発明の実施例〕

以下、本発明を第１図に示す実施例を用いて説明する。

この図は、本発明を実施したプラズマフォーカス放電管
の断面構成図である。この放電管には陽極である内側円
筒電極１と、陰極である外側円筒電極２とが同軸状に配
置され、両電極１゜２は、ガラス絶縁物３によって絶縁
されている。

これらは、放電容器４内に納められ、内部にネオン、ア
ルゴン、クリプトン、キセノンなどの気体が０．１〜Ｉ
１１？充填される。両電極１．２には、充電されたコン
デンサ５が放電スイッチ６を介して接続されている。放
電スイッチ６が作動すると、高電圧パルスが電極１．２
間に加わり、ガラス絶縁物３の沿面で絶縁破壊が生じ、
プラズマが発生する。プラズマは、電極１，２時の電界
と磁界とから力を受けて、電極に沿って運動し、電極の
端を過ぎると磁界の圧力によってピンチし、内側円筒電
極１の先端の軸の近傍に高温ｅ高密度のプラズマのスポ
ットを形成して、軟Ｘ線を放射する。

本発明を実施した第１図では、内側円筒電極１と共通の
軸を持ち、電極１に対向して近接した補助電極７を設け
、これを外側円筒電極２と同電位に保つ構成となる。こ
のような構造にすると、内側円筒電極１と補助電極７と
の間に、軸対称な強い電界が生じ、プラズマが軸上にフ
ォーカスする運動を助けることができる。本実施例では
、補助電極７には、開孔９が設けてあり、Ｘ線を取出す
窓となっている。本発明によって、軟Ｘ線を放射する高
温・高密度のホットスポットは、軸上に発生するために
、軸上にあるとの開孔９を通してＸ線源を見る場合に、
Ｘ線源の径が最も小さく、輝度が最も高いことになる。

開孔９は、Ｘ線源の径を決める絞りとしての機能をもた
せることができる。本実施例では開孔９の周囲を絶縁物
８で構成しているが、このような構造にすると、フォー
カスしたプラズマから飛来する荷電粒子によって絶縁物
８の表面が帯電し、荷電粒子を反射する電界が生じ、荷
電粒子のスパッタによる補助電極７の損傷をへらし、開
孔９を通過す石荷電粒子を減らすのに効果がある。

本実施例において、１０はＸ線露光室であり、開孔９を
通ってＸ線を導入し、ウェハを、露光することが出来る
。この実施例では、電極１の外径が２５ｗ１１１電極２
の内径が６０ｇ＊、補助電極７は、電極１から２５ｗ離
れ、円錐台形状で、直径が２５闘、絶縁物８はセラミッ
クで構成され、開孔９の内径が２ｍ＋である。

本発明を実施しない場合には、線源の位置は、軸から半
径２１以上すれる場合がしばしばあったが、本発明を実
施することによって、半径０．５　ｍ以下にずれを抑制
できるようになった。また、Ｘ線源の軸上の位置も、従
来太幅に変動していだが、本実施例においては、電極１
と補助電極７とにはさまれた、比較的狭い範囲に制限さ
れる。

第１図は本発明の基本的構成を示すもので、同軸円筒電
極や補助電極の形状はこれに限るものでうまでも力＜、
構造的にも図に示すように、外側円筒電極２、放電容器
４、補助電極７、Ｘ線露光室１０などを一体化する必要
はない。

〔発明の効果〕

以上のべた如く、本発明によれば、同軸電極を有するプ
ラズマＸ線源において、内側電極に近接して対向し、共
通の軸をもつ補助電極を設け、かつそれらを外側電極と
同電位に保つことによって、軟Ｘ線を発生するＸ線源の
位置の変動を抑制することができ、従来この方式にとっ
て障害となっていた線源の位置の移動を大幅に低減する
ことが可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の実施例であるプラズマフォーカス放
電管の断面構成図である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、同軸状に配置された内・外側電極を有する放電管内
   に気体を充填し、上記電極間に充電したコンデンサから
   パルス電圧を印加して上記気体をプラズマ化することに
   よつてＸ線を発生させるプラズマＸ線発生装置において
   、上記内側電極に近接して補助電極を設け、上記補助電
   極を上記外側電極と同電位に保つように構成してなるこ
   とを特徴とするプラズマＸ線発生装置。 ２、上記補助電極に開孔を設け、上記開孔を通してＸ線
   を取出すように構成してなることを特徴とする第１項の
   プラズマＸ線発生装置。 ３、上記補助電極の外周を導体で構成し、かつ上記開孔
   の周囲を絶縁物で構成してなることを特徴とする第２項
   のプラズマＸ線発生装置。