JP2000252096A - X-ray generator - Google Patents
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明はＸ線発生装置に関す
る。特にこの発明はターゲット物質にレーザ光パルスを
照射してプラズマを発生させ、このプラズマを利用して
Ｘ線を発生させる装置に関する。更に詳しくはプラズマ
と共に発生する微粒子がＸ線用光学装置やＸ線に照射さ
れる物質（試料）等に到達しないように工夫されたＸ線
発生装置に関する。[0001] The present invention relates to an X-ray generator. In particular, the present invention relates to an apparatus that generates a plasma by irradiating a target material with a laser light pulse and generates X-rays using the plasma. More specifically, the present invention relates to an X-ray generation device designed so that fine particles generated together with plasma do not reach an X-ray optical device or a substance (sample) irradiated with X-rays.
【０００２】[0002]
【従来の技術】上記型式のＸ線発生装置が特開平８−０
１７３７１号公報に示されている。この公報に記載の装
置は、レーザ光に照射されるとプラズマを発生するター
ゲット物質と、そのターゲット物質を照射するレーザ光
パルスの発生装置と、そのレーザ光パルスを前記ターゲ
ット物質に照射する光学装置を有する。ターゲット物質
がレーザ光パルスに照射されるとプラズマが発生し、こ
のプラズマによってＸ線が発生する。発生したＸ線の
内、特定方向に進むＸ線は必要に応じてＸ線用光学装置
に入射され、最終的にはＸ線を照射したい物資に照射さ
れる。2. Description of the Related Art An X-ray generator of the above type is disclosed in
No. 17371. The apparatus described in this publication includes a target material that generates plasma when irradiated with laser light, a laser light pulse generator that irradiates the target material, and an optical device that irradiates the target material with the laser light pulse. Having. When the target material is irradiated with the laser light pulse, plasma is generated, and the plasma generates X-rays. Of the generated X-rays, X-rays traveling in a specific direction are incident on an X-ray optical device as necessary, and finally irradiated on a material to be irradiated with X-rays.
【０００３】ターゲット物質がレーザ光パルスに照射さ
れると、ターゲット物質からプラズマが発生すると同時
に電気的に中性な微粒子（通常デブリスと称される）が
発生する。この微粒子の一部はＸ線用光学装置、Ｘ線用
検出装置やＸ線照射試料等の方向に飛散し、Ｘ線用光学
装置等を汚染したり、損傷を与えたりする。When a target material is irradiated with a laser light pulse, plasma is generated from the target material and, at the same time, electrically neutral fine particles (generally called debris) are generated. Some of the fine particles scatter in the direction of the X-ray optical device, X-ray detection device, X-ray irradiation sample, etc., and contaminate or damage the X-ray optical device.
【０００４】そこで、前記公報記載の技術では、Ｘ線と
同じ方向に進む微粒子の飛散方向を曲げることで上記の
問題を解決する。具体的にはＸ線と共に発生した微粒子
に紫外光を照射して微粒子を帯電させる。この帯電した
微粒子に電場と磁場を作用させて微粒子の進行方向に直
角方向への電磁力を発生させて、微粒子の飛散方向を曲
げる。これによって、Ｘ線とともにＸ線用光学装置やＸ
線照射試料等に向けて飛散する微粒子の飛散方向が曲げ
られ、Ｘ線は必要として微粒子を不要とする領域に、Ｘ
線は入射されて微粒子は飛散しない状態を実現できる。Therefore, the technique described in the above publication solves the above-mentioned problem by bending the scattering direction of the fine particles traveling in the same direction as the X-ray. Specifically, the fine particles generated together with the X-rays are irradiated with ultraviolet light to charge the fine particles. An electric field and a magnetic field act on the charged fine particles to generate an electromagnetic force in a direction perpendicular to the traveling direction of the fine particles, thereby bending the scattering direction of the fine particles. This allows X-ray optics and X-ray
The scattering direction of the fine particles scattered toward the sample irradiated with X-rays is bent.
A state can be realized in which the line is incident and the fine particles do not scatter.
【０００５】[0005]
【発明が解決しようとする課題】上記の従来技術の場
合、プラズマを発生させるレーザ光パルス発生装置と、
微粒子を帯電させる紫外光パルス発生装置が必要とさ
れ、さらにこれら２つの装置から同一タイミングでレー
ザ光パルスと紫外光パルスを発生させる装置を必要とす
る。二つの光源装置を同期運転させて同一タイミングで
レーザ光パルスと紫外光パルスを発生させることは容易
でなく、実際には、プラズマと共に発生した微粒子が電
場と磁場を通過したあとに微粒子を帯電させる紫外光が
照射されたり、微粒子が発生する前に紫外光が照射され
たりする。また厳密にいうと、プラズマと共に発生した
微粒子は一定の時間後に帯電用紫外光の照射領域に到達
するために、この到達の際に帯電用紫外光パルスを照射
することが好ましい。即ちレーザ光パルスの照射タイミ
ングと帯電用紫外光パルスの照射タイミングの間にわず
かな時間差を設けることが好ましいところ、これが実際
には難しい。In the case of the above prior art, a laser light pulse generating device for generating plasma,
An ultraviolet light pulse generator for charging the fine particles is required, and a device for generating a laser light pulse and an ultraviolet light pulse at the same timing from these two devices is required. It is not easy to operate two light source devices synchronously to generate a laser light pulse and an ultraviolet light pulse at the same timing, and in fact, the fine particles generated together with the plasma charge the fine particles after passing through an electric field and a magnetic field. Ultraviolet light is irradiated, or ultraviolet light is irradiated before fine particles are generated. Strictly speaking, since the fine particles generated together with the plasma reach the irradiation region of the charging ultraviolet light after a certain time, it is preferable to irradiate the charging ultraviolet light pulse at this time. That is, although it is preferable to provide a slight time difference between the irradiation timing of the laser light pulse and the irradiation timing of the charging ultraviolet light pulse, this is actually difficult.
【０００６】[0006]
【課題を解決するための手段】そこで本発明では、一つ
の光源装置から、プラズマ発生用のレーザ光パルスと帯
電用のレーザ光パルスの両方を得ることによって、二つ
の光源装置の動作タイミングを調整する必要性ないし困
難性を解決する。Accordingly, in the present invention, the operation timing of two light source devices is adjusted by obtaining both a laser light pulse for generating plasma and a laser light pulse for charging from one light source device. Solve the need or difficulty to do so.
【０００７】この発明のＸ線発生装置は、レーザ光に照
射されるとプラズマを発生するターゲット物質と、その
プラズマから発生するＸ線の経路を挟んで配置された一
対の電極と、その一対の電極間に電圧を印可する電圧発
生装置と、レーザ光パルス発生装置と、そのレーザ光パ
ルス発生装置で発生したレーザ光パルスを分岐する装置
と、分岐された一方のレーザ光パルスを前記ターゲット
物質に照射する第１光学装置と、分岐された他方のレー
ザ光パルスを前記一対の電極と前記ターゲット物質の間
の領域に照射する第２光学装置とを有する。According to the X-ray generator of the present invention, a target material that generates plasma when irradiated with a laser beam, a pair of electrodes arranged with a path of X-rays generated from the plasma interposed therebetween, A voltage generator for applying a voltage between the electrodes, a laser light pulse generator, a device for branching a laser light pulse generated by the laser light pulse generator, and one of the branched laser light pulses to the target material. There is a first optical device for irradiating, and a second optical device for irradiating the other branched laser light pulse to a region between the pair of electrodes and the target material.
【０００８】この装置によると、１台のレーザ光パルス
発生装置から発生するレーザ光パルスの一部によってプ
ラズマが発生し、残部で帯電される。このために２台の
光源装置の動作タイミングを調整する必要がない。According to this apparatus, plasma is generated by a part of the laser light pulse generated from one laser light pulse generator, and the remaining part is charged. Therefore, it is not necessary to adjust the operation timing of the two light source devices.
【０００９】このとき、帯電用のレーザ光パルスの光路
に、レーザ光パルスの時間幅を増大させる光学装置が組
み込まれていることが好ましい。これによるとプラズマ
発生用レーザ光パルスがターゲット物質に短時間に集中
的に照射されるのに対し、帯電用のレーザ光パルスが相
対的に持続的に照射されることになり、ある程度の時間
幅を持って帯電用のレーザ光パルスの照射領域を通過す
る微粒子群を帯電させることが可能になる。At this time, it is preferable that an optical device for increasing the time width of the laser light pulse is incorporated in the optical path of the laser light pulse for charging. According to this, while the laser light pulse for plasma generation is intensively irradiated on the target material in a short time, the laser light pulse for charging is relatively continuously irradiated, and a certain time width is obtained. It is possible to charge the fine particles passing through the irradiation area of the charging laser light pulse.
【００１０】更に、帯電用のレーザ光パルスの光路に、
レーザ光パルスを遅延させる光学装置が組み込まれてい
ることが好ましい。これによるとプラズマと共に発生し
た微粒子が帯電用のレーザ光パルスの照射領域を通過す
るタイミングに合わせて帯電用のレーザ光パルスが微粒
子を照射することが可能になり、帯電用のレーザ光パル
スが効率的に用いられる。Further, in the optical path of the charging laser light pulse,
Preferably, an optical device for delaying the laser light pulse is incorporated. According to this, the laser light pulse for charging can irradiate the fine particles with the timing at which the fine particles generated together with the plasma pass through the irradiation area of the laser light pulse for charging, and the laser light pulse for charging can be efficiently used. It is commonly used.
【００１１】[0011]
【発明の実施の形態】以下この発明を具現化した一形態
を図１から図３を参照して説明する。図１において、２
はレーザ光パルス発生装置であり、４は減圧チャンバで
あり、６はレーザ光パルスの入射窓であり、２４はＸ線
出力用の射出窓であり、２６はＸ線用光学装置であり、
２８はＸ線を照射する試料である。１２は円柱形状のタ
ーゲット物質であり、１４はモータである。モータ１４
によってターゲット物質１２は回転しつつ上方に引き上
げられる。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS One embodiment of the present invention will be described below with reference to FIGS. In FIG. 1, 2
Is a laser light pulse generator, 4 is a decompression chamber, 6 is a laser light pulse entrance window, 24 is an X-ray output exit window, 26 is an X-ray optical device,
Reference numeral 28 denotes a sample to be irradiated with X-rays. Numeral 12 denotes a cylindrical target material, and numeral 14 denotes a motor. Motor 14
As a result, the target material 12 is pulled upward while rotating.
【００１２】入射窓６とターゲット物資１２を結ぶ直線
上に、ビームスプリッタ８と集光レンズ１０が配置され
ている。ビームスプリッタ８を透過したレーザ光パルス
１ａは集光レンズ１０で集光されてターゲット物質１２
表面で焦点を結ぶ。このレーザ光パルス１ｂのエネルギ
密度は十分に高く、ターゲット物質１２からプラズマが
発生する。このプラズマによってＸ線が発生する。発生
したＸ線の一部は射出窓２４から取り出され、取り出さ
れたＸ線はＸ線用光学装置２６を経て測定用試料２８に
照射される。ターゲット物質１２からはプラズマと共に
微粒子が発生する。A beam splitter 8 and a condenser lens 10 are arranged on a straight line connecting the entrance window 6 and the target material 12. The laser light pulse 1a transmitted through the beam splitter 8 is condensed by the condensing lens 10 and
Focus on the surface. The energy density of the laser light pulse 1 b is sufficiently high, and plasma is generated from the target material 12. X-rays are generated by this plasma. A part of the generated X-rays is taken out from the exit window 24, and the taken-out X-rays are irradiated to the measurement sample 28 via the X-ray optical device 26. Fine particles are generated from the target material 12 together with the plasma.
【００１３】この微粒子が射出窓２４に到達すると、Ｘ
線を発生させる毎に射出窓２４が汚れていき、利用可能
なＸ線の強度が経時的に低下してしまう。この装置で
は、ターゲット物質１２から飛散する微粒子が射出窓２
４に到達しないようにする工夫が盛り込まれている。When the fine particles reach the exit window 24, X
Each time a line is generated, the emission window 24 becomes dirty, and the intensity of available X-rays decreases over time. In this device, fine particles scattered from the target material 12 are emitted from the exit window 2.
There are some tricks to avoid reaching 4.
【００１４】１６はレンズ群であり、ビームスプリッタ
８で分岐されたレーザ光パルス１ｃが入射され、入射さ
れたレーザ光パルス１ｃのビーム径を縮小する。径が縮
小されたレーザ光パルス１ｄは垂直からわずかに傾いた
角度で全反射ミラー２０に入射される。全反射ミラー２
０の反射面側には一部を透過して大部分を反射する一部
透過ミラー１８が全反射ミラー２０と平行に配置されて
いる。一部透過ミラー１８の透過側には曲面式の全反射
ミラー２２が配置されており、後記するように、入射す
る複数の光ビームを一点に向けて反射する。この反射共
通点３４は、プラズマ発生用ビーム１ｂの照射点１１の
近傍であり、かつ、照射点１１と射出窓２４を結ぶ直線
上にある。A lens group 16 receives the laser light pulse 1c split by the beam splitter 8, and reduces the beam diameter of the incident laser light pulse 1c. The laser light pulse 1d having a reduced diameter is incident on the total reflection mirror 20 at an angle slightly inclined from the vertical. Total reflection mirror 2
A partially transmitting mirror 18 that transmits part of the light and reflects most of the light is disposed in parallel with the total reflection mirror 20 on the side of the reflection surface 0. A curved total reflection mirror 22 is disposed on the transmission side of the partial transmission mirror 18, and reflects a plurality of incident light beams toward one point as described later. The reflection common point 34 is near the irradiation point 11 of the plasma generating beam 1b and is on a straight line connecting the irradiation point 11 and the emission window 24.
【００１５】図２はミラー群１８、２０、２２の機能を
説明する図である。全反射ミラー２０に入射された光ビ
ームは垂直からわずかな角度を持って反射される（１ｅ
１）。この光ビーム１ｅ１は、大部分が反射されて（１
ｆ１）一部が透過される（１ｇ１）。反射された光ビー
ム１ｆ１は全反射ミラー２０にわずかな角度を持って入
射され、入射された光ビームはわずかな角度を持って反
射される（１ｅ２）。この光ビーム１ｅ２は、大部分が
反射されて（１ｆ２）一部が透過される（１ｇ２）。こ
れが何度も繰り返される結果、曲面式の全反射ミラー２
２に複数の光ビーム１ｇ１，１ｇ２・・・が入射され
る。図２に示される例では１１本の光ビームが曲面式の
全反射ミラー２２に入射される様が図示されているが、
実際にはもっと多くの回数反射した後に曲面式の全反射
ミラー２２に入射されるものも存在する。曲面式の全反
射ミラー２２は複数の光ビーム１ｇ１，１ｇ２・・・の
全部を共通点３４に向けて反射する。この共通点３４
は、プラズマ発生用ビーム１ｂの照射点１１の近傍であ
り、かつ、照射点１１と射出窓２４を結ぶ直線上にあ
る。なお、各光ビーム１ｇ１，１ｇ２・・・はそれぞれ
が径を有する。このために、共通点３４において一定の
径を有する照射領域３６を有する。この照射領域３６は
プラズマ発生用ビーム１ｂの照射点１１から射出窓２４
に向けて拡がる範囲２５の全部を過不足なく被う関係に
置かれている。即ち、プラズマ発生用ビーム１ｂの照射
点１１から照射窓２４に向けて直線的に飛散する微粒子
の全部が光ビーム群３２の照射領域範囲３６を通り、か
つそれ以外の微粒子には光ビーム群３２が無駄に使われ
ない関係に置かれている。微粒子に光ビーム群３２が照
射されると、光電子効果によって微粒子から電子が放出
されて微粒子は正に帯電する。即ち、各ビーム群３２
（１ｇ１，１ｇ２・・・）は微粒子を帯電させる。FIG. 2 is a diagram for explaining the functions of the mirror groups 18, 20, and 22. The light beam incident on the total reflection mirror 20 is reflected at a slight angle from the vertical (1e).
1). This light beam 1e1 is mostly reflected (1
f1) Partially transmitted (1g1). The reflected light beam 1f1 is incident on the total reflection mirror 20 at a slight angle, and the incident light beam is reflected at a slight angle (1e2). The light beam 1e2 is mostly reflected (1f2) and partially transmitted (1g2). This is repeated many times, resulting in a curved total reflection mirror 2
2 are incident on a plurality of light beams 1g1, 1g2,. In the example shown in FIG. 2, it is shown that eleven light beams are incident on the curved total reflection mirror 22.
Actually, there is a mirror which is reflected by the curved surface type total reflection mirror 22 after being reflected more times. The curved total reflection mirror 22 reflects all of the plurality of light beams 1g1, 1g2,. This common point 34
Is near the irradiation point 11 of the plasma generating beam 1b and is on a straight line connecting the irradiation point 11 and the exit window 24. Each of the light beams 1g1, 1g2,... Has a diameter. For this purpose, the common point 34 has an irradiation area 36 having a constant diameter. The irradiation area 36 extends from the irradiation point 11 of the plasma generating beam 1b to the exit window 24.
Is placed so as to cover the entire range 25 extending toward the right. That is, all of the fine particles scattered linearly from the irradiation point 11 of the plasma generating beam 1b toward the irradiation window 24 pass through the irradiation area range 36 of the light beam group 32, and the other fine particles include the light beam group 32. Is placed in a relationship that is not wasted. When the fine particles are irradiated with the light beam group 32, electrons are emitted from the fine particles by the photoelectron effect, and the fine particles are positively charged. That is, each beam group 32
(1g1, 1g2 ...) charges the fine particles.
【００１６】ミラー群１８、２０、２２に入射される光
が連続光でなく、光パルスであることから、曲面ミラー
２２で反射されて照射領域３６に到達する光ビーム群１
ｇ１，１ｇ２・・・は、時間差を持って到達することに
なる。即ち、反射回数が多いほど遅れて到達する。この
ことはプラズマ発生用のレーザ光パルス１ｂとの間にも
成立し、反射回数の最も少ないプラズマ発生用のレーザ
光パルス１ｂがまずターゲット物質１２の照射点１１に
到達し、次に、曲面ミラー２２で反射されたレーザ光パ
ルス１ｇ１，１ｇ２・・・が次々に照射領域３６に到達
する。この様子が図３に示され、横軸が時間経過を示
し、縦軸がレーザ光パルスの強度を示している。時間差
Ｔ１はプラズマ発生用のレーザ光パルス１ｂによって発
生した微粒子の内の最高速の微粒子が帯電用のレーザ光
パルス群３２の照射領域３６に到達する時間差に設定さ
れ、時間差Ｔ２は最低速の微粒子が照射領域３６に到達
する時間差に設定されている。帯電用レーザ光パルス群
１ｇ１，１ｇ２・・・は照射時間の間に時間間隔がな
い。即ち、無照射時間なく、次々に照射される関係に設
定されている。Since the light incident on the mirror groups 18, 20, 22 is not a continuous light but an optical pulse, the light beam group 1 which is reflected by the curved mirror 22 and reaches the irradiation area 36
g1, 1g2,... arrive with a time difference. That is, the larger the number of reflections, the later it arrives. This is also established between the laser light pulse 1b for plasma generation and the laser light pulse 1b for plasma generation having the least number of reflections reaches the irradiation point 11 of the target material 12 first, and then the curved mirror The laser light pulses 1g1, 1g2,... Reflected by the laser light 22 reach the irradiation area 36 one after another. This situation is shown in FIG. 3, in which the horizontal axis represents the passage of time and the vertical axis represents the intensity of the laser light pulse. The time difference T1 is set to a time difference in which the highest-speed fine particles among the fine particles generated by the plasma generating laser light pulse 1b reach the irradiation region 36 of the charging laser light pulse group 32, and the time difference T2 is the lowest-speed fine particles. Is set to the time difference of reaching the irradiation area 36. The charging laser light pulse groups 1g1, 1g2,... Have no time intervals between irradiation times. That is, the relationship is set so that irradiation is performed one after another without any non-irradiation time.
【００１７】プラズマ発生用のレーザ光パルス１ｂの照
射位置１１で発生して射出窓２４に向けて移動する間に
帯電用レーザ光パルス群３２に照射されて帯電した微粒
子群のその後の進行経路を挟む位置に一対の電極２３
ａ，２３ｂが設置されている。この電極２３ａ，２３ｂ
間には電圧発生装置３０からの電圧が印加されている。
即ち、帯電用レーザ光パルス群３２に照射されて帯電し
た微粒子群は、一対の電極２３ａ，２３ｂ間に形成され
ている電場に突入する。このために、帯電にした微粒子
に電場が影響して射出窓２４に向けて進行する微粒子を
マイナス電極２３ｂに引きつける力が作用する。この結
果、射出窓２４に向けて飛散する微粒子の飛散方向が曲
げられて（矢印Ｘ参照）、射出窓２４に到達しない。こ
のようにして、射出窓２４が汚染ないし損傷から守られ
る。なおＸ線は電極間電場によって曲げられずに射出窓
２４に至り、Ｘ線用光学装置２６を経て試料２８に照射
される。While traveling toward the emission window 24 after being generated at the irradiation position 11 of the laser light pulse 1b for plasma generation, the subsequent traveling path of the charged fine particle group irradiated with the charging laser light pulse group 32 is described. A pair of electrodes 23 is sandwiched between
a and 23b are provided. These electrodes 23a, 23b
The voltage from the voltage generator 30 is applied between them.
That is, the group of fine particles irradiated and charged to the charging laser light pulse group 32 enters an electric field formed between the pair of electrodes 23a and 23b. For this reason, the electric field affects the charged fine particles, and a force acts to attract the fine particles that travel toward the emission window 24 to the minus electrode 23b. As a result, the scattering direction of the fine particles scattered toward the emission window 24 is bent (see arrow X) and does not reach the emission window 24. In this way, the exit window 24 is protected from contamination or damage. The X-ray reaches the exit window 24 without being bent by the electric field between the electrodes, and is irradiated on the sample 28 through the X-ray optical device 26.
【００１８】以上の説明から明らかなとおり、この実施
の形態の場合、Ｘ線発生装置Ｙは、レーザ光に照射され
るとプラズマを発生するターゲット物質１２と、そのプ
ラズマから発生するＸ線の経路を挟んで配置された一対
の電極２３ａ，２３ｂと、その一対の電極２３ａ、２３
ｂ間に電圧を印可する電圧発生装置３０と、レーザ光パ
ルス発生装置２と、そのレーザ光パルス発生装置２で発
生したレーザ光パルスを分岐する装置（ビームスプリッ
タ８）とを備えている。分岐された一方のレーザ光パル
ス１ａは、集光レンズ１０からなる第１光学装置に入射
されて、前記ターゲット物質１２を照射する。他方のレ
ーザ光パルス１ｃはレンズ群１６とミラー群１８、２
０、２２からなる第２光学装置に入力されて、ターゲッ
ト物質１２と一対の電極２３ａ，２３ｂの間に位置する
領域３６を照射する。第２光学装置は、入射されるレー
ザ光パルスの時間幅Ｔ３をＴ４に増大させ、また、入射
されるレーザ光パルスを時間Ｔ１からＴ２だけ遅延させ
る。As is apparent from the above description, in the case of this embodiment, the X-ray generator Y includes the target material 12 which generates plasma when irradiated with laser light, and the path of X-ray generated from the plasma. , A pair of electrodes 23a, 23b, and a pair of electrodes 23a, 23
A voltage generator 30 for applying a voltage between b, a laser light pulse generator 2, and a device (beam splitter 8) for splitting a laser light pulse generated by the laser light pulse generator 2 are provided. One of the branched laser light pulses 1a is incident on a first optical device including a condenser lens 10, and irradiates the target material 12. The other laser light pulse 1c includes a lens group 16 and mirror groups 18, 2
The light is input to a second optical device composed of 0 and 22 to irradiate an area 36 located between the target material 12 and the pair of electrodes 23a and 23b. The second optical device increases the time width T3 of the incident laser light pulse to T4, and delays the incident laser light pulse from time T1 by T2.
【００１９】この実施の形態において、帯電用レーザ光
パルス群３２の照射領域３６をプラズマ発生用レーザ光
パルス１ｂの照射点１１に近づけることが好ましく、近
づける程、微粒子が空間的にも時間的にも分散しない内
に帯電用のレーザ光パルス群３２が微粒子を照射して効
率的に帯電させる。極端に近づけると、微粒子が発生す
る時とその微粒子が帯電用のレーザ光パルス群３２の照
射領域３６に到達する時との間の時間差が実質的に無視
できるようになり、第２光学装置に遅延機能が不必要に
なる。当然に帯電用のレーザ光パルス群の照射領域３６
を微粒子が通過する時間幅も短くなり、帯電用レーザ光
パルス群３２の時間幅を増大させる機能も不必要とな
る。In this embodiment, it is preferable that the irradiation area 36 of the charging laser light pulse group 32 be closer to the irradiation point 11 of the plasma generation laser light pulse 1b. The laser beam pulse group 32 for charging irradiates the fine particles to efficiently charge the particles without dispersing the particles. When the distance is extremely close, the time difference between the time when the fine particles are generated and the time when the fine particles reach the irradiation area 36 of the charging laser light pulse group 32 becomes substantially negligible. The delay function becomes unnecessary. Naturally, the irradiation area 36 of the charging laser light pulse group
The time width for the fine particles to pass through is also shortened, and the function of increasing the time width of the charging laser light pulse group 32 becomes unnecessary.
【００２０】この実施の形態では、試料２８とＸ線用光
学装置２６をチャンバ４の外部においている。これに代
えて、Ｘ線用光学装置２６、あるいはＸ線用光学装置２
６と試料２８の両者をチャンバ４内に収容しても良い。
この場合には、微粒子が飛散しないように保護した領域
を勘案して、帯電用レーザ光パルスの照射位置、照射領
域を決め、一対の電極の配置位置と、電場強度を決定す
る。In this embodiment, the sample 28 and the X-ray optical device 26 are provided outside the chamber 4. Instead, the X-ray optical device 26 or the X-ray optical device 2
Both the sample 6 and the sample 28 may be housed in the chamber 4.
In this case, the irradiation position and irradiation region of the charging laser light pulse are determined in consideration of the region protected from scattering of the fine particles, and the arrangement position of the pair of electrodes and the electric field intensity are determined.
【００２１】なお、用いるレーザ光パルス発生装置２の
波長は、微粒子から電子を放出させて正に帯電させる現
象を効率的に引き起こす波長が好ましい。ターゲット物
質１２からプラズマを発生させる現象は波長によらず、
広い波長帯で発生するためである。It is preferable that the wavelength of the laser light pulse generator 2 used is a wavelength that effectively causes a phenomenon that electrons are emitted from the fine particles and positively charged. The phenomenon of generating plasma from the target material 12 does not depend on the wavelength,
This is because it occurs in a wide wavelength band.
【００２２】この実施の形態では、円柱形状のターゲッ
ト物質１２をモータ１４で回転させると同時に引き上げ
ながらプラズマ発生用のレーザ光パルス１ｂを照射する
ためにターゲット物質上で照射点１１が螺旋状に移動
し、ターゲット物質１２の使用寿命が長い。その上に、
上記のようにして微粒子が射出窓２４に堆積しないよう
にしているために、長時間に亘ってメイテナンスするこ
となく、使用し続けることができる。In this embodiment, the irradiation point 11 spirally moves on the target material 12 in order to irradiate the laser light pulse 1b for plasma generation while rotating the columnar target material 12 with the motor 14 and simultaneously raising the same. In addition, the service life of the target material 12 is long. in addition,
Since the fine particles are prevented from accumulating on the emission window 24 as described above, the use can be continued without maintenance for a long time.
【００２３】この実施の形態では、帯電した微粒子に電
場を作用させて飛散方向を曲げる。電場の他に磁場をも
作用させて磁場中を進行する帯電粒子に働く力をも利用
して進行方向を曲げても良い。In this embodiment, the scattering direction is bent by applying an electric field to the charged fine particles. The traveling direction may be bent by using a force acting on the charged particles traveling in the magnetic field by applying a magnetic field in addition to the electric field.
【００２４】[0024]
【実験例】下記装置を用いて実験した。 ・レーザ光パルス発生装置２は、ＡｒＦエキシマレー
ザ、波長１９３nm、エネルギー２００mJ、パルス幅１７
ns、周期２００Hzを使用。 ・ビームスプリッタ８は、５０％を透過して、５０％を
反射するものを使用。 ・集光レンズ１０は、ターゲット物質１２上でビーム径
を５０μm に集光。 ・ターゲット物質１２は、Ａｌを使用。なお、ターゲッ
ト物質１２はレーザ光に照射されるとプラズマを発生す
る物質が一般的に使用でき、Ａｌの他にＣ，Ｓｉ，Ｆ
ｅ，Ｃｕ，Ａｕ，Ｐｂ等が使用可能。 ・レンズ群１６は、ビーム径を１ｍｍに絞るものを使
用。 ・全反射ミラー２０は、誘電体多層膜全反射ミラー（反
射率９９．９％、長さ６ｍ）を使用。 ・一部透過ミラー１８は、誘電体多層膜一部透過ミラー
（反射率９９．８５％、透過率０．０５％、長さ６ｍ）
を使用。 ・帯電用レーザ光パルス群３２は、誘電体多層膜全反射
ミラー２０で最低１回反射したものから最大６００回反
射したものまでを利用。各パルス幅が１７nsであり、そ
れが６００回繰り返されることで、約１０μs のパルス
幅に変換されている。各パルスが毎回１６．６nsだけ遅
れて領域３６に到達するようにミラー１８，２０間の距
離が設定されている。各パルスの遅れ時間１６．６nsは
各パルスのパルス幅１７nsよりわずかに小さく、約１０
μs の連続照射時間の間に無照射時間帯が存在しない。
６００回の照射エネルギ１００mJ、波長１９３nm。 ・照射領域３６におけるビーム径は１mm。これは照射点
１１から射出窓２４に向けて飛散する微粒子の全範囲を
照射できる大きさである。 ・電極間に印可する電圧は１０００ボルト。 ・電極間距離は１cm。 ・電極の長さ１０cm。 以上によって実験した結果、Ｘ線が射出窓２４から取り
出され、微粒子が射出窓２４に到達するのを防止できる
ことが確認された。[Experimental example] An experiment was conducted using the following apparatus. The laser light pulse generator 2 is an ArF excimer laser, a wavelength of 193 nm, an energy of 200 mJ, and a pulse width of 17
ns, using a period of 200 Hz. A beam splitter 8 that transmits 50% and reflects 50% is used. The condensing lens 10 condenses the beam diameter on the target material 12 to 50 μm. -The target material 12 uses Al. As the target material 12, a material that generates plasma when irradiated with a laser beam can be generally used. In addition to Al, C, Si, F
e, Cu, Au, Pb, etc. can be used. The lens group 16 uses a beam diameter of 1 mm. -As the total reflection mirror 20, a dielectric multilayer film total reflection mirror (reflectance 99.9%, length 6m) is used. The partial transmission mirror 18 is a dielectric multilayer partial transmission mirror (reflectivity 99.85%, transmittance 0.05%, length 6 m)
use. The charging laser light pulse group 32 uses a laser beam reflected by the dielectric multilayer film total reflection mirror 20 at least once to 600 times. Each pulse width is 17 ns, and the pulse width is converted to about 10 μs by repeating 600 times. The distance between the mirrors 18 and 20 is set such that each pulse reaches the region 36 with a delay of 16.6 ns each time. The delay time of 16.6 ns for each pulse is slightly smaller than the pulse width of 17 ns for each pulse, about 10 ns.
There is no non-irradiation time period between μs continuous irradiation times.
Irradiation energy of 600 times 100 mJ, wavelength 193 nm. The beam diameter in the irradiation area 36 is 1 mm. This is a size capable of irradiating the entire range of the fine particles scattered from the irradiation point 11 toward the emission window 24. -The voltage applied between the electrodes is 1000 volts.・ The distance between electrodes is 1cm. -The length of the electrode is 10 cm. As a result of the experiment described above, it was confirmed that X-rays were extracted from the exit window 24 and that particles could be prevented from reaching the exit window 24.
【００２５】[0025]
【発明の効果】本発明によると、プラズマ発生用のレー
ザ光パルスと帯電用のレーザ光パルスが同一のレーザ光
パルス発生装置から得られるために、両光パルスの照射
時間を調整するのに特別な装置を必要とせず、確実に
「微粒子の発生→帯電」という現象を得ることができ、
微粒子から保護したい領域に微粒子が飛散する現象を確
実に禁止できる。このために、Ｘ線用のフィルタ、Ｘ線
用の光学装置、Ｘ線用の検出装置、Ｘ線照射用の試料等
を最適位置に配置した上で、これらに微粒子が付着ない
し衝突することを禁止でき、好ましいＸ線利用装置が実
現可能となる。According to the present invention, the laser light pulse for plasma generation and the laser light pulse for charging can be obtained from the same laser light pulse generator, so that the irradiation time of both light pulses is specially adjusted. Without the need for simple equipment, it is possible to reliably obtain the phenomenon of "fine particle generation → electrification",
The phenomenon in which the fine particles are scattered in the region to be protected from the fine particles can be surely prohibited. For this purpose, an X-ray filter, an X-ray optical device, an X-ray detection device, a sample for X-ray irradiation, etc. are arranged at optimal positions, and it is necessary to prevent particles from adhering or colliding with them. It can be prohibited and a preferable X-ray utilization device can be realized.
【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]
【図１】装置全体の概観斜視図FIG. 1 is a schematic perspective view of the entire apparatus.
【図２】ミラー群の詳細を示す図FIG. 2 is a diagram showing details of a mirror group;
【図３】プラズマ発生用パルスと帯電用パルス群を示す
図FIG. 3 is a diagram showing a plasma generation pulse and a charging pulse group.
２ レーザ光パルス発生装置 ４ 減圧チャンバ ６ 入射窓 ８ ビームスプリッタ １０ 集光レンズ １１ プラズマ発生用レーザ光パルス照射点 １２ ターゲット物質 １６ レンズ群 １８ 一部透過ミラー ２０ 全反射ミラー ２２ 曲面全反射ミラー ２３ａ，２３ｂ：一対の電極 ２４ 射出窓 ２６ Ｘ線用光学装置 ２８ Ｘ線照射試料 ３０ 電圧発生装置 ３２ 帯電用レーザ光パルス群 ３６ 帯電用レーザパルス群照射領域 Reference Signs List 2 laser light pulse generator 4 decompression chamber 6 entrance window 8 beam splitter 10 focusing lens 11 laser light pulse irradiation point for plasma generation 12 target material 16 lens group 18 partially transmitting mirror 20 total reflection mirror 22 curved total reflection mirror 23a, 23b: a pair of electrodes 24 an emission window 26 an X-ray optical device 28 an X-ray irradiation sample 30 a voltage generator 32 a charging laser light pulse group 36 a charging laser pulse group irradiation area
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 武市 晃洋 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 Ｆターム(参考） 4C092 AA06 AB12 AB21 CD08 ────────────────────────────────────────────────── ─── Continuing on the front page (72) Inventor Akihiro Takeichi 41-cho, Yokomichi, Nagakute-cho, Aichi-gun, Aichi F-1 term in Toyota Central R & D Laboratories, Inc. 4C092 AA06 AB12 AB21 CD08
Claims (3)
するターゲット物質と、そのプラズマから発生するＸ線
の経路を挟んで配置された一対の電極と、その一対の電
極間に電圧を印可する電圧発生装置と、レーザ光パルス
発生装置と、そのレーザ光パルス発生装置で発生したレ
ーザ光パルスを分岐する装置と、分岐された一方のレー
ザ光パルスを前記ターゲット物質に照射する第１光学装
置と、分岐された他方のレーザ光パルスを前記一対の電
極と前記ターゲット物質の間の領域に照射する第２光学
装置とを有するＸ線発生装置。1. A target material that generates plasma when irradiated with a laser beam, a pair of electrodes arranged with a path of an X-ray generated from the plasma therebetween, and a voltage applied between the pair of electrodes. A voltage generator, a laser light pulse generator, a device for branching a laser light pulse generated by the laser light pulse generator, and a first optical device for irradiating the target material with one of the branched laser light pulses. An X-ray generating apparatus, comprising: a second optical device that irradiates a region between the pair of electrodes and the target material with the other branched laser light pulse.
光パルスの時間幅を増大させる光学装置を含む、請求項
１に記載のＸ線発生装置。2. The X-ray generator according to claim 1, wherein the second optical device includes an optical device that increases a time width of an incident laser light pulse.
光パルスを遅延させる光学装置を含む、請求項１又は２
に記載のＸ線発生装置。3. The optical device according to claim 1, wherein the second optical device includes an optical device for delaying an incident laser light pulse.
2. The X-ray generator according to claim 1.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP704098A JP2000252096A (en) | 1998-01-16 | 1998-01-16 | X-ray generator |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP704098A JP2000252096A (en) | 1998-01-16 | 1998-01-16 | X-ray generator |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000252096A true JP2000252096A (en) | 2000-09-14 |
Family
ID=11654945
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP704098A Pending JP2000252096A (en) | 1998-01-16 | 1998-01-16 | X-ray generator |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2000252096A (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009500796A (en) * | 2005-06-29 | 2009-01-08 | サイマー インコーポレイテッド | LPP, EUV light source drive laser system |
| JP2011192989A (en) * | 2010-03-12 | 2011-09-29 | Asml Netherlands Bv | Radiation source apparatus, lithographic apparatus, method of generating and delivering radiation and method for manufacturing device |
-
1998
- 1998-01-16 JP JP704098A patent/JP2000252096A/en active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009500796A (en) * | 2005-06-29 | 2009-01-08 | サイマー インコーポレイテッド | LPP, EUV light source drive laser system |
| JP2011192989A (en) * | 2010-03-12 | 2011-09-29 | Asml Netherlands Bv | Radiation source apparatus, lithographic apparatus, method of generating and delivering radiation and method for manufacturing device |
| US9298110B2 (en) | 2010-03-12 | 2016-03-29 | Asml Netherlands B.V. | Radiation source apparatus, lithographic apparatus, method of generating and delivering radiation and method for manufacturing a device |
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