JPS62200698A - 荷電粒子装置 - 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】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、荷電粒子装置に関するものであり、更に詳
しくは、電子ビームのような荷電粒子から成るビームを
加速したり、あるいは蓄積して、偏向部から発生する放
射光を利用する荷電粒子装置に関するものである。

〔従来の技術〕

第４図は従来の荷電粒子装置の一例を示す平面図である
。１は荷電粒子を蓄積する蓄積リングである。２は荷電
粒子を蓄積リング１に導くための入射部ビームラインで
ある。３は荷電粒子を偏向して平衡軌道４を形成するた
めの偏向電磁石である。５は荷電粒子を偏向する際に発
生する放射光（シンクロトロン放射光（Ｓ　ＯＲ；　５
ｙｎｃｈｒｏｔｒｏｎｏｒｂｉｔａｌ　ｒａｄｉａｔｉ
ｏｎ　）とも呼ばれる）を外部に取り出してシソグラフ
ィなどに利用するための放射光ビームラインである。６
は荷電粒子を集束させる四極電磁石である。７は荷電粒
子の通路である真空ドーナツツである。８は放射光を放
出することによる荷電粒子のエネルギ損失を補ない所定
のエネルギに加速するための高周波空洞である。９は荷
電粒子を入射部ビームライン２から真空ドーナツラフ内
に入射させるための入射部である。

第４図に示すように入射部９内には、荷電粒子をパルス
的に偏向させるセプタムマグネットｌｉ＜ある。また、
入射部ビームライン２と真空ドーナッツ７とはカプトン
膜１１により真空遮蔽されており、異なる真空度である
。１２は真空ドーナッツ７へ入射された直後の荷電粒子
の軌道であるバンプ軌道である。

第５図に上記荷電粒子装置の各部の代表的な真空度を示
した。１１は上述のように入射部ビームライン２　　（
１０−６ｍ　ｂａｒ　）と真空ドーナツツ７（１０−９
ｍ　ｂａｒ　）とを遮蔽するカプトン膜、１３は真空ド
ーナッツ７の超高真空（１０９ｍ　ｂａｒ　）を遮蔽す
るシリコン薄膜である。１４は大気圧と入射部ビームラ
インと同圧の部分（１０−６ｍ　ｂａｒ　）とを遮蔽す
るベリリウムの薄膜である。

次に動作について説明する。

入射部ビームライン２から入射された荷電粒子は、セプ
タムマグネット９によりパルス的に偏向されて真空ドー
ナツラフ内に入射される。その後荷電粒子は、過渡的な
軌道であるバンプ軌道１２を経たのち、偏向電磁石３と
四極電磁石６との配置により定まった平衡軌道４に入り
、この軌道に沿って長時間回転し続ける。通常、入射部
ビームライン２と真空ドーナッツ７とは同一平面内とな
る配置をとる。たとえば、入射部ビームライン２′内の
荷電粒子が水平方向に進行して入射される場合には、セ
プタムマグネット１０によって荷電粒子は水平方向の偏
向を受け、最終的に、水平な平衡軌道４に沿って回転す
る。平衡軌道４に沿って回転する荷電粒子が、偏向電磁
石３の磁界により偏向を受ける際に、制動放射により電
磁波を軌道接線方向に水平に放射する。これが放射光で
ある。

放射光は偏向電磁石３中の荷電粒子の軌道上の任意の位
置から得ることができるので、通常、放射光ビームライ
ン５は多数段けられ、装置の利用効率をできる限り改善
している。

真空ドーナッツ７への１回の荷電粒子の入射により、で
きる限り長時間放射光を発生することが装置の効率を上
げる上で望ましい。そのため、真空ドーナッツ７は１０
−９　ｍ　ｂａｒ程度の超高真空に保たれており、真空
度の劣化による荷電粒子のエネルギー損失を極力抑制し
ている。また放射光をとり出す際にも、遮蔽物によるエ
ネルギーの損失が極力小さくなるように薄膜による真空
遮蔽を行っている。薄膜間の差圧が大きくなると、股が
破れるおそれがあるため、多段の薄膜としている。

〔発明が解決しようとする問題点〕

従来の荷電粒子装置は以上のように構成されているので
、入射部ビームラインと交わる配置となる放射光ビーム
ラインが存在することになる。これら２種のビームライ
ンが交わると予想される位置については入射部ビームラ
インが放射光をさえぎるため放射光ビームラインが設置
できなかった。

そのために、放射光の利用率を著しく低下させてしまう
問題点があった。

この発明は上記のような問題点を解消するためになされ
たもので、入射部ビームラインと放射光ビームラインと
が交差した場合にも放射光が利用でき、放射光の利用効
率を飛ｔｕｆｔ的に向上できる荷電粒子装置を得ること
を目的とする。

〔問題点を解決するための手段〕

この発明に係る荷電粒子装置は、入射部ビームラインと
、このビームラインに交差すると予想される放射光ビー
ムラインとを互いに交差した状態で設置し、両ビームラ
インを形成するダクトの側壁に孔をあけて両ビームライ
ンを接続し、入射部ビームラインにあけた孔の部分を放
射光が通過できる隔壁でおおい、放射光ビームラインと
、入射部ビームラインとを異なる真空系としたものであ
る。

〔作用〕

この発明においては、入射部ビームラインと放射光ビー
ムラインとが交差している場合にも、従来例のように両
ビームラインが交差していない場合と同様にして、荷電
粒子が蓄積リングに入射され、その後、放射光がほとん
どさえぎられることなく放射される。

Ｃ実施例） 以下ごの発明の一実施例を図について説明する。

第１図において、５ａは入射部ビームライン２と交差す
る放射光ビームライン、２０は両ビームライン５ａ、２
の交差部である。第２図は、第１図の代表的な部分の真
空度を示すもので、各ビームライン中にある真空遮蔽膜
１１，１３．１４は従来で示したものと同じものである
。

次に動作について説明する。

荷電粒子が入射部ビームライン２から真空ドーナッツ７
ヘセプタムマグネソト９によりパル；ζ的に入射される
。真空ドーナツツ７への入射が完了すると、荷電粒子は
入射部ビームライン２の中には存在しない。入射された
荷電粒子が平衡軌道４を何度も回転しながら、偏向電磁
石３中で放射光を発生し、この放射光がビームライン５
，５ａによって、外部にとり出される。入射部ビームラ
イン２と交差する放射光ビームライン５ａの交差部２０
においては、パルス的に入射された荷電粒子は急激に減
少していくので、放射光はごく短時間を経過した後には
、放射光ビームライン５中の放射光と全く同等の特性を
もつようになる。

交差部２０の真空度は、従来の入射部ビームライン２の
真空度である１０−６　ｍ　ｂａｒである。また、放射
光ビームライン５ａの真空度も従来の放射光ビームライ
ン５と全く同一であり、大気圧と超高真空ｌＯ〜９　ｍ
　ｂａｒとの中間部分でその圧力が１Ｏ−６ｒａ　ｂａ
ｒである部分に交差部２０が設けてあり、従来の機能を
全く損なうことなくビームラインの数を飛１Ｍ的に増大
させることができる。

〔発明の効果〕 以上のように、この発明によれば、入射部ビームライン
と放射光ビームラインとが交差しても放射光をとり出せ
る配置としたので、新たなマグネットを設置するなど装
置を複雑化させることなく、また、ｉｌＩ！リング内の
超高真空領域の体積を増大させ真空度低下の要因を増や
すことなく、多数本の放射光ビームラインを設置するこ
とができ、放射光利用効率を著しく高めることができる
効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例による荷電粒子装置を示す
平面図、第２図はその真空系統図、第３図は従来の荷電
粒子装置を示す平面図、第４図はその入射部の平面図、
第５図はその真空系統図である。 ２は入射部ビームライン、１１はカプトン膜、１３はシ
リコン薄膜、■４はベリリウムｌ１ｌｆｆｉ、２０は交
差部である。 なお図中同一符号は同−又は相当部分を示す。

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）入射部ビームラインと、 この入射部ビームラインから入射される荷電粒子を蓄積
   する蓄積リングと、 この蓄積リングから発生する放射光をとり出す放射光ビ
   ームラインとを備えた荷電粒子装置において、 上記入射部ビームラインと放射光ビームラインとを交差
   させ、 該交差部における上記の２つのビームライ ンのいずれか、又は両ビームラインを隔壁で遮蔽し、 上記２つのビームラインを異なる真空系としたことを特
   徴とする荷電粒子装置。
2. （２）上記入射部ビームラインと放射光ビームラインと
   の交差部において、放射光ビームラインの上流側に第１
   の隔壁を設置し、 放射光ビームラインの下流側に第２の隔壁を設置し、 入射部ビームラインと蓄積リングとの間に第３の隔壁を
   設けたことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の荷
   電粒子装置。
3. （３）上記隔壁がシリコン膜、ベリリウム膜、又はカプ
   トン膜からなることを特徴とする特許請求の範囲第２項
   記載の荷電粒子装置。
4. （４）第１の隔壁がシリコンの薄膜、第２の隔壁がベリ
   リウムの薄膜、第３の隔壁がカプトンの薄膜からなるこ
   とを特徴とする特許請求の範囲第２項記載の荷電粒子装
   置。