JPS63141300A

JPS63141300A - シンクロトロン加速装置

Info

Publication number: JPS63141300A
Application number: JP61287129A
Authority: JP
Inventors: 宗博小笠原
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1986-12-02
Filing date: 1986-12-02
Publication date: 1988-06-13
Also published as: DE3744930C2; DE3740888A1; DE3740888C2; US4794340A

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】［発明の目的］（産業上の利用分野）本発明は、シンクロトロン加速装置に係り。

特に、大電流の荷電粒子を低エネルギから高エネルギま
で安定に加速、蓄積できるようにしたシンクロトロン加
速装置に関する。

（従来の技術）周知のように、半導体集積回路の製造には露光技術が不
可欠である。現在は、専ら紫外線露光方式が採用されて
いる。しかし、紫外線による露光技術は、現在、原理的
に限界に近付いており。

したがって集積度も限界に近付いている。このようなこ
とから、最近では原理的により微細な転写が可能である
Ｘ線露光技術が注目されている。

ところで、このようなＸ線露光技術を確立するにはＸ線
発生装置を必要とする。このＸ線発生装置としては従来
種々のものが提案されている。その中に、シンクロトロ
ン加速装置を利用したちのがある。このシンクロトロン
加速装置を利用したものは、電子の軌道が磁場によって
曲げられるときに発生するシンクロトロン軌道放射光の
中に含まれている軟Ｘ線を取り出すようにしている。シ
ンクロトロン軌道放射光によるＸ線は２強力で平行性が
よいためＸ線露光用として理想的なものと言える。

ところで、シンクロトロン加速装置は、高周波加速空洞
で荷電粒子を加速するとともに必要に応じて加速空洞内
に存在する寄生モードを加速空洞に設けられた寄生モー
ド減衰用アンテナで減衰させるようにしている。そして
、寄生モード減衰用アンテナは９通常、固定状態に設け
られている。

しかしながら１上記のように構成された従来のシンクロ
トロン加速装置にあっては次のような問題があった。す
なわち、大電流、低エネルギの電子を加速しようとする
場合には寄生モード減衰用アンテナで寄生モードを大幅
に減衰させることが望ましく、また高エネルギの電子を
加速する場合には電子自身による減衰があるため寄生モ
ード減衰用アンテナによる減衰はそれ程必要とせず、む
しろ寄生モード減衰用アンテナによって基本波モードの
減衰が起きないことが望まれる。しかし。

従来のシンクロトロン加速装置にあっては、寄生モード
減衰用アンテナを固定する方式を採用しているので、製
作時に低エネルギ電子の加速時における寄生モードを大
幅に減衰させるようにアンテナの結合度を設定しておく
と、高エネルギ電子の加速時に基本波モードの減衰が大
きくなり、また逆に高エネルギ電子の加速時に基本波モ
ードの減衰が起きないようにアンテナの結合度を設定し
ておくと、低エネルギ電子の加速時に寄生モードを減衰
させることが困難となり、結局、大電流の荷電粒子を低
エネルギから高エネルギまで安定に加速できない問題が
あった。

（発明が解決しよとする問題点）上述の如く、従来の装置にあっては、大電流の荷電粒子
を低エネルギから高エネルギまで加速することが困難で
あった。

そこで本発明は、上述した問題点を解消できるシンクロ
トロン加速装置を提供することを目的としている。

［発明の構成］（問題点を解決するための手段）本発明に係るシンクロトロン加速装置では。

寄生モード減衰用アンテナを外部から位置可変に支持す
る支持手段を設けている。

（作用）外部から操作することによって、寄生モード減衰用アン
テナの加速空洞への挿入口または向きを変えることによ
って、結合するモードとの結合度を自由に変えることが
可能となる。

（実施例）以下１図面を参照しながら実施例を説明する。

第１図は本発明の一実施例に係るシンクロトロン加速装
置を組み込んでなるリソグラフィ用Ｓ　ＯＲ（ｓｙｎｃ
ｈｒｏｔｏｒｏｎ　ｏｒｂｌ、ｔａｌ　ｒａｄｉａｔｉ
ｏｎ　）の主要部の概略構成を示すものである。

すなわち、このＳＯＲは、電子をある速度まで予備加速
する予備加速器１１と、予備加速された電子を導入して
さらに加速するシンクロトロン加速装置１２と、このシ
ンクロトロン加速装置１２内で放射されたシンクロトロ
ン軌道放射光、つまり軟Ｘ線を転写に利用すべく外部へ
導く案内管１３とで構成されている。

シンクロトロン加速装置１２は、全体としてｌ・−ラス
状で、かつ多角形、たとえば８角形に形成され内部が真
空引きされた加速管１４を備えている。加速管１４の直
線部分の一箇所には電子を加速するための加速空洞１５
が介在させである。また、加速管１４の回りには電子ビ
ームを集束させるための磁石１６が複数配置され、さら
に加速管１４に存在する８個の頂部位置には電子にトー
ラス方向の周回軌道を描かせるための偏向磁場印加装置
１７が設けられている。そして、これら偏向磁場印加装
置１７から磁場が印加されている部分に前述した案内管
１３が接続されている。

前記加速空洞１５は、第２図に示すように、空洞壁２１
の対向する位置に孔２２．２３を有している。そして、
これら孔２２．２３は、それぞれ外側に延びるフランジ
部２４．２５に通じている。

フランジ部２４内には高周波発振器２６に接続された結
合用アンテナ２７が挿入されている。また。

フランジ部２５には、２段構成に形成された支持筒２８
が接続されており、この支持筒２８内には寄生モード減
衰用のループアンテナ２９が進退自在に挿設されている
。ループアンテナ２９は、筒状の外部導体３０内に中心
導体３１を配置するとともに中心導体３１の加速空洞側
に位置する先端部を外部導体３０に接続し、また中心導
体３１の中心部と外部導体３０の中心部との間に絶縁材
３２を気密に挿設し、さらに中心導体３１０図中下端部
と外部導体３０の図中下端部との間に負荷抵抗３３を接
続したものとなっている。そして。

上記のように構成されたループアンテナ２９は。

外部導体３０の外周面と支持筒２５の内周面との間に気
密に接続されたベローズ３４および外部導体３０と支持
筒２５とを摺動自在に接続するブラシ３５とによって図
中大矢印３６で示す方向に進退自在に支持されている。

なお、ベローズ３４は支持機能ばかりか、前記絶縁材３
２とて気密を保持する機能も発揮し、またブラシ３５は
外部導体３０と支持筒２８との間に入ったＴＥＭ波によ
ってベローズ３４が加熱されるの防止している。

そして、ループアンテナ２９の外部に露出している端部
は直線動駆動機構３７に機械的に連結されている。この
直線動駆動機構３７は、前述した高周波発振器２６の出
力が小さいときにはループアンテナ２９を図中上方に向
けて上昇させ、高周波発振器２６の出力の増加に対応さ
せてループアンテナ２９を下方へ後退させるように構成
されている。すなわち、直線動駆動機構３７は、第３図
に示すように高周波発振器２６の出力Ｐｒｆの増加に対
応させてループアンテナ２９の結合度βｅｘを減少させ
るように制御する。なお１図では帯域阻止フィルタを省
略しである。

このような構成であると、予備加速器１１からシンクロ
トロン加速器１２内に電子を導入すると。

この電子は加速空洞１５で・加速力を与えられ、また各
偏向磁場印加装置１７によって偏向されトーラス方向に
周回軌道を描きながら運動する。このとき、偏向磁場印
加装置１７によって偏向を受けると軌道放射光が軌道の
接線方向に放射される。

この軌道放射光は案内管１３によって外部へ導かれて使
用に供される。

ところで、高周波発振器２６の出力が小さいとき、つま
りビームのエネルギが低いとき、直線動駆動機構３７は
ループアンテナ２９の加速空洞１５内への挿入量を増加
させる。このため、ループアンテナ２９とＴ旧１０的な
寄生モードとの結合が大きくなる。この結果、　ＴＭＬ
ＩＯ的な寄生モードの減衰は太き（、ＴＭＩＩＯ的なモ
ードとビームのベータトロン振動との結合に伴う不安定
性の成長が抑制され安定した加速が行われる。これは他
の寄生モードであるＴＭＯＩＩモードやＴＭ１１１モー
ドについても同様である。なお、ループアンテナ２９に
取り入れられた電力は負荷抵抗３３において消費される
。

一方、高周波発振器２６の出力が大きくなると。

つまりビームのエネルギが高くなると、直線動駆動機構
３７はループアンテナ２９の加速空洞１５内への挿入量
を減少させる。この領域ではビーム自身による減衰効果
が大きいので、アンテナによる減衰は小さくてよい。一
方、この領域では加速電圧が高くなるので、　ＴＭＯＩ
Ｏモードの減衰は小さい方がよい。したがって、上記の
ようにループアンテナ２９の挿入量を減少させるとＴＭ
ＯＩＯモードとの結合度を減少させることができるので
、この場合も安定に加速できることになる。

このように、寄生モード減衰用のループアンテナ２９を
外部から位置可変に支持する。いわゆる支持装置で支持
させるようにしている。このため。

ビームのエネルギに応じてループアンテナ２９の結合度
を最適に設定できるので、低エネルギから高エネルギに
至るまで、無駄のない安定した加速を行なわせることが
できる。

第４図は本発明の別の実施例に係るシンクロトロン加速
装置における要部だけを取り出して示すものである。

この実施例では寄生モード減衰用のアンテナとしてロッ
ドアンテナ４１を用い、このロッドアンテナ４１をベロ
ーズ３４で気密に、かつ図中大矢印４２で示すように向
き可変に支持させている。

そして、駆動機構４３で高周波発振器の出力に対応させ
てロッドアンテナ４１の傾きを制御し、第３図に示じた
ように結合度βＯＸを変化させるようにしている。なお
１図中４４はＴＥＮ波侵入防止用の柔軟性に富んだ導電
板を示している。このように、ロッドアンテナ４１を用
いても前記実施例と同様の効果を発揮させることができ
る。

なお１本発明は上記実施例に限定されるものではない。

すなわち、上記実施例では高周波発振器の出力の変化に
連動させて寄生モード減衰用アンテナの位置を変えるよ
うにしているが手動で位置を変えるようにしてもよい。

また、アンテナや負荷抵抗およびその周辺等を冷却する
手段を設けてもよい。

［発明の効果コ以上述べたように９本発明によれば、寄生モード減衰用
アンテナを外部から位置可変に支持するようにしている
ので、ビームのエネルギに応じた結合度に設定でき、こ
れによって低エネルギから高エネルギまで安定した加速
が行なえるシンクロトロン加速装置を提供できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例に係るシンクロトロン加速装
置を組み込んでなるＳＯＲの主要部概略構成図、第２図
は同ＳＯＲの加速空洞およびその周辺の概略構成図、第
３図は寄生モード減衰用アンテナの制御例の一例を説明
するための図、第４図は本発明の他の実施例に係るシン
クロトロン加速装置の局部的概略構成図である。１２・・・シンクロトロン加速装置、１４・・・加速管
。１５・・・加速空洞、１６・・・集束用の磁石、１７・
・・偏向磁場印加装置、２６・・・高周波発振器、２９
・・・ループアンテナ、３４・・・ベローズ１３７・・
・直線動駆動機構、４１・・・ロッドアンテナ、４３・
・・駆動機構。出願人代理人　弁理士　鈴江武彦第１図第２図

Claims

【特許請求の範囲】

（１）高周波加速空洞に寄生モード減衰用アンテナを備
えてなるシンクロトロン加速装置において、前記寄生モ
ード減衰用アンテナを外部から位置可変に支持する支持
手段が設けられてなることを特徴とするシンクロトロン
加速装置。
（２）前記支持手段は、前記寄生モード減衰用アンテナ
の前記高周波加速空洞への挿入度を可変できるものであ
ることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載のシンク
ロトロン加速装置。
（３）前記支持手段は、前記寄生モード減衰用アンテナ
の向きを可変できるものであることを特徴とする特許請
求の範囲第１項記載のシンクロトロン加速装置。
（４）前記寄生モード減衰用アンテナは、ループアンテ
ナもしくはロッドアンテナであることを特徴とする特許
請求の範囲第１項記載のシンクロトロン加速装置。