JPS6394543A - プラズマｘ線発生装置 - Google Patents
プラズマｘ線発生装置Info
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- JPS6394543A JPS6394543A JP61239195A JP23919586A JPS6394543A JP S6394543 A JPS6394543 A JP S6394543A JP 61239195 A JP61239195 A JP 61239195A JP 23919586 A JP23919586 A JP 23919586A JP S6394543 A JPS6394543 A JP S6394543A
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Landscapes
- X-Ray Techniques (AREA)
- Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)
- Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
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。
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〕
本発明は、パルス放電によって高温のプラズマを形成し
て軟Ｘ線を発生するプラズマＸ線発生装置に関するもの
で、例えば、サブミクロンの集積回路（ｒ ｃ）を製造
するＸ線露光装置などのＸ線源として使用される。
て軟Ｘ線を発生するプラズマＸ線発生装置に関するもの
で、例えば、サブミクロンの集積回路（ｒ ｃ）を製造
するＸ線露光装置などのＸ線源として使用される。
プラズマフォーカスは、２本の円筒状電極の一方端を絶
縁物で絶縁し、他方端は開放のまま、同軸状に配置し、
これらを放電容器に収納して気体を充填し、充電したコ
ンデンサからパルス電圧を上記円筒状電極間に印加して
気体をプラズマ化し、プラズマを電極の先端に集束し、
ピンチ効果により圧縮して高温高密度のプラズマを発生
する装置である。プラズマフォーカスの動作は、例えば
特開昭６１−６６３５０号公報に記載されている。
縁物で絶縁し、他方端は開放のまま、同軸状に配置し、
これらを放電容器に収納して気体を充填し、充電したコ
ンデンサからパルス電圧を上記円筒状電極間に印加して
気体をプラズマ化し、プラズマを電極の先端に集束し、
ピンチ効果により圧縮して高温高密度のプラズマを発生
する装置である。プラズマフォーカスの動作は、例えば
特開昭６１−６６３５０号公報に記載されている。
従来、プラズマフォーカスは、水素、重水素などの気体
を充填して、核融合反応を起こす高温のプラズマを発生
する目的に使用されることが多かった。しかし、プラズ
マフォーカスで形成されるプラズマの電子温度と電子密
度は、ネオン、アルゴン、クリプトン、キセノンなどの
気体から、数乃至ｌＯ数オングストロームの特性Ｘ線を
発生するにも好適である。このために、ＩＣ製造時のり
ソグラフィに使用する高輝度のＸ線を、ネオン、アルゴ
ン、クリプトン、キセノンなどの気体を充填したプラズ
マフォーカスによって発生する試みが近年行われるよう
になった。
を充填して、核融合反応を起こす高温のプラズマを発生
する目的に使用されることが多かった。しかし、プラズ
マフォーカスで形成されるプラズマの電子温度と電子密
度は、ネオン、アルゴン、クリプトン、キセノンなどの
気体から、数乃至ｌＯ数オングストロームの特性Ｘ線を
発生するにも好適である。このために、ＩＣ製造時のり
ソグラフィに使用する高輝度のＸ線を、ネオン、アルゴ
ン、クリプトン、キセノンなどの気体を充填したプラズ
マフォーカスによって発生する試みが近年行われるよう
になった。
ＩＣを製造するＸ線露光装はの線源としてプラズマフォ
ーカスを使用するとなると、従来とは異なる新しい間圧
、例えば短い周期で著るしく多い回数の放電を繰返さね
ばならないことから放電管の寿命が短かすぎるという問
題が生じる。本発明は、プラズマフォーカスの寿命にと
って最も深刻な問題である円筒電極間を絶縁している絶
縁物の破損の問題を解決しようとするものである。
ーカスを使用するとなると、従来とは異なる新しい間圧
、例えば短い周期で著るしく多い回数の放電を繰返さね
ばならないことから放電管の寿命が短かすぎるという問
題が生じる。本発明は、プラズマフォーカスの寿命にと
って最も深刻な問題である円筒電極間を絶縁している絶
縁物の破損の問題を解決しようとするものである。
この絶縁物は、通常、プラズマフォーカスの内側電極の
根元を囲むように配置されており、電極間に電圧が印加
されると、はじめに沿面放電を起こしてプラズマのシー
トを形成し、以後に続くプラズマのシートの運動のトリ
ガーとなるものである。絶縁物の表面に均一なプラズマ
のシートを形成することが、強いフォーカスを起こし、
強いＸ線を発生するために必要である。このような絶縁
物として、従来、パイレックスガラスが良いとされて使
用されてきた。従来のように、水素、重水素などの熱伝
導率の高い気体を用いて、比較的長い間隔を置いて放電
が行われる場合には、パイレックスガラスで支障はない
が、ネオン、アルゴン、クリプトン、キセノンなどの重
い、熱伝導率の低いガスを低い圧力に充填して、毎秒数
回という高い頻度で放電を繰返す場合には、パイレック
スガラスの破損がしばしば起こり、放電管の寿命、信頼
性を下げ、実用化を妨げる原因となる。さらに、絶縁物
の表面の状態が変化すると、沿面放電の状況が変化し、
それにひき続くプラズマの運動、プラズマのフォーカス
の状況を変化させ、発生するＸ線の強度、線源の位置の
変動をひき起こす原因となる。このために、絶縁性にす
ぐれ、機械的強度が強く、安定な材料が求められる。
根元を囲むように配置されており、電極間に電圧が印加
されると、はじめに沿面放電を起こしてプラズマのシー
トを形成し、以後に続くプラズマのシートの運動のトリ
ガーとなるものである。絶縁物の表面に均一なプラズマ
のシートを形成することが、強いフォーカスを起こし、
強いＸ線を発生するために必要である。このような絶縁
物として、従来、パイレックスガラスが良いとされて使
用されてきた。従来のように、水素、重水素などの熱伝
導率の高い気体を用いて、比較的長い間隔を置いて放電
が行われる場合には、パイレックスガラスで支障はない
が、ネオン、アルゴン、クリプトン、キセノンなどの重
い、熱伝導率の低いガスを低い圧力に充填して、毎秒数
回という高い頻度で放電を繰返す場合には、パイレック
スガラスの破損がしばしば起こり、放電管の寿命、信頼
性を下げ、実用化を妨げる原因となる。さらに、絶縁物
の表面の状態が変化すると、沿面放電の状況が変化し、
それにひき続くプラズマの運動、プラズマのフォーカス
の状況を変化させ、発生するＸ線の強度、線源の位置の
変動をひき起こす原因となる。このために、絶縁性にす
ぐれ、機械的強度が強く、安定な材料が求められる。
本発明の目的は、放電管の寿命にとって大きな影響をも
つ、プラズマフォーカスの円筒電極間を絶縁している絶
縁物の破損の問題を解決し、安定で寿命の長い軟Ｘ線源
を実現できるプラズマＸ線発生装置を提供することにあ
る。
つ、プラズマフォーカスの円筒電極間を絶縁している絶
縁物の破損の問題を解決し、安定で寿命の長い軟Ｘ線源
を実現できるプラズマＸ線発生装置を提供することにあ
る。
上記目的は、プラズマフォーカスの同軸電極間を絶縁し
、電圧の印加とともに沿面放電によってプラズマの運動
のトリガーとなる絶縁物に磁器を使用することによって
、達成される。
、電圧の印加とともに沿面放電によってプラズマの運動
のトリガーとなる絶縁物に磁器を使用することによって
、達成される。
プラズマフォーカスの絶縁物は、沿面放電によって一様
なプラズマのシートを形成するために、絶縁抵抗、誘″
Ｉｉ！率、表面の一様性、表面の安定性などにすぐれて
いることが必要である。さらに、リングラフィに使用す
るという特殊な目的を考慮すると、これらに機械的強度
、高温に対する安定性などの条件が加わる。
なプラズマのシートを形成するために、絶縁抵抗、誘″
Ｉｉ！率、表面の一様性、表面の安定性などにすぐれて
いることが必要である。さらに、リングラフィに使用す
るという特殊な目的を考慮すると、これらに機械的強度
、高温に対する安定性などの条件が加わる。
従来、一般に用いられてきたパイレックスガラスは、表
面の一様性についてはすぐれているが、機械的強度、高
温に対する安定性に関して、充分であるとは言えない。
面の一様性についてはすぐれているが、機械的強度、高
温に対する安定性に関して、充分であるとは言えない。
一方、磁器については、表面の一様性に関してガラスよ
り劣ると考えられたが、近年の磁器の製造技術の進歩に
よって、上記の条件をほぼ満足する磁器を得ることがで
き、ガラスより総合的に良い結果が得られることが実験
によって確かめられた。
り劣ると考えられたが、近年の磁器の製造技術の進歩に
よって、上記の条件をほぼ満足する磁器を得ることがで
き、ガラスより総合的に良い結果が得られることが実験
によって確かめられた。
以下、本発明の一実施例を、第１図に示した、プラズマ
フォーカス放電管の断面図を用いて説明する。同図にお
いて、円筒状の内側電極１と外側電極２とが同軸状に配
置され、両電極は、本実施例に係わる高純度磁器から成
る絶縁体３によって絶縁されている。絶縁体３は複数個
の０リング５によって両電極の間に固定されている。両
電極は、放電容器４に収められ、ネオン、アルゴン、ク
リプトン、キセノンなどの気体が０．１〜１トルの圧力
に充填されている。両電極間には、充電されたコンデン
サ６が、スパークギャップスイッチ９を介して接続され
、このスイッチ９が作動すると１０〜４０キロボルトの
電圧が印加される。電圧が印加されると、はじめに絶縁
体３の表面に沿面放電が起こり、リング状のプラズマが
形成される。このプラズマは磁束と電流によるローレン
ツ力を受けて、内側電極１と外側電極２にはさまれた放
電空間８を軸方向に沿って運動し、電極の開放端を過ぎ
るとプラズマ中を流れる電流の作る磁界の圧力によって
ピンチし、内側電極１の先端の軸上に、高密度に圧縮さ
れた高温のプラズマを形成して、軟Ｘ線を放射する。本
実施例では、電極材料は無酸素銅で、内側電極１の外径
は３ｃｍ、外側電極２の内径は７．５ＣＩ１１であり、
放電空間の底部から開放端までの距離は１８釧である。
フォーカス放電管の断面図を用いて説明する。同図にお
いて、円筒状の内側電極１と外側電極２とが同軸状に配
置され、両電極は、本実施例に係わる高純度磁器から成
る絶縁体３によって絶縁されている。絶縁体３は複数個
の０リング５によって両電極の間に固定されている。両
電極は、放電容器４に収められ、ネオン、アルゴン、ク
リプトン、キセノンなどの気体が０．１〜１トルの圧力
に充填されている。両電極間には、充電されたコンデン
サ６が、スパークギャップスイッチ９を介して接続され
、このスイッチ９が作動すると１０〜４０キロボルトの
電圧が印加される。電圧が印加されると、はじめに絶縁
体３の表面に沿面放電が起こり、リング状のプラズマが
形成される。このプラズマは磁束と電流によるローレン
ツ力を受けて、内側電極１と外側電極２にはさまれた放
電空間８を軸方向に沿って運動し、電極の開放端を過ぎ
るとプラズマ中を流れる電流の作る磁界の圧力によって
ピンチし、内側電極１の先端の軸上に、高密度に圧縮さ
れた高温のプラズマを形成して、軟Ｘ線を放射する。本
実施例では、電極材料は無酸素銅で、内側電極１の外径
は３ｃｍ、外側電極２の内径は７．５ＣＩ１１であり、
放電空間の底部から開放端までの距離は１８釧である。
絶縁体３は、高純度、微細結晶からなるアルミナ（Ａ＋
１２０３）磁器製で、放電空間８にさらされている円筒
部分の内径、外径はそれぞれ３■、５ａｎである。軸方
向に沿った沿面距離は約４■であり、絶縁体３の先端部
は、内側電極１と鋭角をなすように、丸い形状にしであ
る。
１２０３）磁器製で、放電空間８にさらされている円筒
部分の内径、外径はそれぞれ３■、５ａｎである。軸方
向に沿った沿面距離は約４■であり、絶縁体３の先端部
は、内側電極１と鋭角をなすように、丸い形状にしであ
る。
Ｘ線強度が強いプラズマを内側電極先端の中心軸上に安
定に形成するためには、常に、はじめの沿面放電におい
て、絶縁体３の表面に、軸対称で一様なプラズマのシー
トを形成することが必要である。そのために、絶縁体３
の表面は、平滑で、均質で、絶縁抵抗が高く、誘電率が
高くなければならない。さらに、放電時の激しい熱的お
よび機械的衝撃に耐えるものである必要がある。
定に形成するためには、常に、はじめの沿面放電におい
て、絶縁体３の表面に、軸対称で一様なプラズマのシー
トを形成することが必要である。そのために、絶縁体３
の表面は、平滑で、均質で、絶縁抵抗が高く、誘電率が
高くなければならない。さらに、放電時の激しい熱的お
よび機械的衝撃に耐えるものである必要がある。
本実施例では、前述のように、絶縁体３の材質として、
機械的強度の大きい高純度アルミナを用い、さらに、円
筒部の厚さを１０とし、電極と接する部分は、複数個の
Ｏリング５を緩衝材として設置して、激しい放電による
機械的衝撃に対する対策を施すことにより、放電管の寿
命を飛詔的にのばすことができた。すなわち、パイレッ
クスガラスによる絶縁体では１０３シヨツト前後で破損
するのに対して、本実施例では５Ｘ１０’ショット以上
で破損することなしに放電可能となった。また、多数回
の連続放電により電極や絶縁体の温度は１００℃以上に
加熱されることになるが、高純度アルミナの高い耐熱ｗ
Ｉ撃性および高熱伝導率も、放電管の長寿命化の原因で
ある。従来、初期放電を起こしやすくするために、高電
界が電極間にががるように、２〜５ｍｍの厚さの円筒部
を持ったパイレックスガラスが用いられていたが、本実
施例のように、１０の厚さでも沿面放電を良好に起こす
ことが確認された。また、Ｘ線出力のばらつきを、標準
偏差σと平均値マとの比で比較すると、パイレックスガ
ラスの場合が３０〜４０％、高純度アルミナの場合が１
０〜２０％となり、本実施例の高純度ア ・ルミナの方
がパイレックスガラスより優れていることが確認された
。
機械的強度の大きい高純度アルミナを用い、さらに、円
筒部の厚さを１０とし、電極と接する部分は、複数個の
Ｏリング５を緩衝材として設置して、激しい放電による
機械的衝撃に対する対策を施すことにより、放電管の寿
命を飛詔的にのばすことができた。すなわち、パイレッ
クスガラスによる絶縁体では１０３シヨツト前後で破損
するのに対して、本実施例では５Ｘ１０’ショット以上
で破損することなしに放電可能となった。また、多数回
の連続放電により電極や絶縁体の温度は１００℃以上に
加熱されることになるが、高純度アルミナの高い耐熱ｗ
Ｉ撃性および高熱伝導率も、放電管の長寿命化の原因で
ある。従来、初期放電を起こしやすくするために、高電
界が電極間にががるように、２〜５ｍｍの厚さの円筒部
を持ったパイレックスガラスが用いられていたが、本実
施例のように、１０の厚さでも沿面放電を良好に起こす
ことが確認された。また、Ｘ線出力のばらつきを、標準
偏差σと平均値マとの比で比較すると、パイレックスガ
ラスの場合が３０〜４０％、高純度アルミナの場合が１
０〜２０％となり、本実施例の高純度ア ・ルミナの方
がパイレックスガラスより優れていることが確認された
。
本実施例では、絶縁体３として高純度アルミナ磁器を用
いたが、フォルステライト（主成分＝２ＭｇＯ・５ｉｎ
２）、ムライト（主成分：３ＡＩｌ、Ｏ，・２ＳｉＯ２
）等の高純度磁器を用いてもよい。
いたが、フォルステライト（主成分＝２ＭｇＯ・５ｉｎ
２）、ムライト（主成分：３ＡＩｌ、Ｏ，・２ＳｉＯ２
）等の高純度磁器を用いてもよい。
このように、プラズマフォーカスをＸＵＡ源と考えた場
合には、電極間を絶縁し、はじめに沿面放電を起こす絶
縁物として、従来のガラスに代って、高純度磁器を使用
することによって、安定で寿命の長い線源を実現するこ
とができる。
合には、電極間を絶縁し、はじめに沿面放電を起こす絶
縁物として、従来のガラスに代って、高純度磁器を使用
することによって、安定で寿命の長い線源を実現するこ
とができる。
以上に述べたように、本発明によれば、プラズマフォー
カスＸ線発生装置において、同軸の電極を絶縁する絶縁
物として磁器を使用することによって、リソグラフィの
ように高い頻度でおびただしい回数の放電を繰返す用途
に、信頼性の高い、安定な、高効率の軟Ｘ線源を提供す
ることができる。
カスＸ線発生装置において、同軸の電極を絶縁する絶縁
物として磁器を使用することによって、リソグラフィの
ように高い頻度でおびただしい回数の放電を繰返す用途
に、信頼性の高い、安定な、高効率の軟Ｘ線源を提供す
ることができる。
第１図は本発明の一実施例を示す断面図である。
符号の説明
１・・・内偵１電極
２・・・外側電極
３・・・磁器よりなる絶縁体
４・・・放電容器
５・・・Ｏリング
６・・・コンデンサ
７・・・スパークギャップスイッチ
８・・・放電空間
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、絶縁物を介在して同軸状に配置された電極を含む放
電管に気体を充填し、充電したコンデンサから上記電極
間にパルス電圧を印加して絶縁物の表面にプラズマを発
生し、プラズマを電極の先端の近傍にフォーカスして高
温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線発生装置において、前記絶縁物が磁器からなるこ
とを特徴とするプラズマＸ線発生装置。 ２、前記磁器が、アルミナ磁器、フォルステライト磁器
、ムライト磁器のいずれかであることを特徴とする特許
請求の範囲第１項記載のプラズマＸ線発生装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61239195A JPS6394543A (ja) | 1986-10-09 | 1986-10-09 | プラズマｘ線発生装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61239195A JPS6394543A (ja) | 1986-10-09 | 1986-10-09 | プラズマｘ線発生装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6394543A true JPS6394543A (ja) | 1988-04-25 |
Family
ID=17041135
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61239195A Pending JPS6394543A (ja) | 1986-10-09 | 1986-10-09 | プラズマｘ線発生装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6394543A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5249447A (en) * | 1989-02-16 | 1993-10-05 | Toyo Seikan Kaisha Ltd. | Process for preparation of thickness-reduced deep-draw-formed can |
| JP2007268327A (ja) * | 2006-03-30 | 2007-10-18 | Sumitomo Chemical Co Ltd | 気体サイクロン及びそれを用いた触媒前駆体粉末の捕集方法 |
-
1986
- 1986-10-09 JP JP61239195A patent/JPS6394543A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5249447A (en) * | 1989-02-16 | 1993-10-05 | Toyo Seikan Kaisha Ltd. | Process for preparation of thickness-reduced deep-draw-formed can |
| JP2007268327A (ja) * | 2006-03-30 | 2007-10-18 | Sumitomo Chemical Co Ltd | 気体サイクロン及びそれを用いた触媒前駆体粉末の捕集方法 |
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