JPH05242999A - シンクロトロン放射光発生装置 - Google Patents
シンクロトロン放射光発生装置Info
- Publication number
- JPH05242999A JPH05242999A JP4371592A JP4371592A JPH05242999A JP H05242999 A JPH05242999 A JP H05242999A JP 4371592 A JP4371592 A JP 4371592A JP 4371592 A JP4371592 A JP 4371592A JP H05242999 A JPH05242999 A JP H05242999A
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- Japan
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- synchrotron radiation
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- electron
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- electrons
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 電子の軌道を偏向することによりシンクロト
ロン放射光を発生させるシンクロトロン放射光発生装置
に関し、広範囲の面積に高輝度のシントロクロン放射光
の照射を行なうことを目的とする。 【構成】 偏向部11をヘリカルアンジュレータ11a
と偏向電磁石11bとより構成し、電子eをヘリカルア
ンジュレータ11aで螺旋運動させつつ、偏向電磁石1
1bで偏向させることによりシンクロトロン放射光Lを
得る。
ロン放射光を発生させるシンクロトロン放射光発生装置
に関し、広範囲の面積に高輝度のシントロクロン放射光
の照射を行なうことを目的とする。 【構成】 偏向部11をヘリカルアンジュレータ11a
と偏向電磁石11bとより構成し、電子eをヘリカルア
ンジュレータ11aで螺旋運動させつつ、偏向電磁石1
1bで偏向させることによりシンクロトロン放射光Lを
得る。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明はシンクロトロン放射光発
生装置に係り、特に、電子の軌道を偏向することにより
放射光を発生させるシンクロトロン放射光発生装置に関
する。
生装置に係り、特に、電子の軌道を偏向することにより
放射光を発生させるシンクロトロン放射光発生装置に関
する。
【0002】近年、LSIの高密度化に伴ってパターン
の細密化が要求されている。
の細密化が要求されている。
【0003】例えば、紫外線を用いたリソグラフィ技術
においてはパターン寸法が0.3 μm以下になると光の回
折により解像度が限界となり、それ以下のパターン寸法
が転写できない。また、電子ビームを用いた場合、0.3
μm 以下のパターン寸法でも転写し得るが、偏向範囲が
狭く、走査しなければならないため、ウェハ、マスクを
移動させる必要があり、露光に時間がかかってしまう。
においてはパターン寸法が0.3 μm以下になると光の回
折により解像度が限界となり、それ以下のパターン寸法
が転写できない。また、電子ビームを用いた場合、0.3
μm 以下のパターン寸法でも転写し得るが、偏向範囲が
狭く、走査しなければならないため、ウェハ、マスクを
移動させる必要があり、露光に時間がかかってしまう。
【0004】このため、0.3 μm 以下のパターン寸法を
短時間で行なう方法として回折の少ないX線を用いたリ
ソグラフィ技術が注目されている。
短時間で行なう方法として回折の少ないX線を用いたリ
ソグラフィ技術が注目されている。
【0005】
【従来の技術】図5はX線リソグラフィの概略構成図を
示す。同図中、1はX線線源、2はマスク、3はウェハ
を示す。
示す。同図中、1はX線線源、2はマスク、3はウェハ
を示す。
【0006】X線線源1から照射されたX線はマスク2
により所定のパターンとされレジストが塗布されたウェ
ハ3上に照射される。このマスク2を介して照射された
X線によりウェハ3上に所定のパターンが形成される。
により所定のパターンとされレジストが塗布されたウェ
ハ3上に照射される。このマスク2を介して照射された
X線によりウェハ3上に所定のパターンが形成される。
【0007】X線線源1としては電子線励起型線源やシ
ンクロトロン放射光光源などが用いられていた。
ンクロトロン放射光光源などが用いられていた。
【0008】しかし、電子線励起型光源は電子線をX線
ターゲットに照射することにより、X線ターゲットを構
成する原子を励起させ、X線ターゲットより発散X線を
放射させるもので、指向性が悪く、線源が有限の大きさ
を持つことにより、解像度を左右する半影ボケを生じ、
また、発散X線を用いることにより、転写パターンの重
ね合わせ精度に影響を与えるランアウト及びランアウト
誤差が大きくなってしまう。
ターゲットに照射することにより、X線ターゲットを構
成する原子を励起させ、X線ターゲットより発散X線を
放射させるもので、指向性が悪く、線源が有限の大きさ
を持つことにより、解像度を左右する半影ボケを生じ、
また、発散X線を用いることにより、転写パターンの重
ね合わせ精度に影響を与えるランアウト及びランアウト
誤差が大きくなってしまう。
【0009】このため、指向性の高いシンクロトロン放
射光を用いたX線光源が注目されている。
射光を用いたX線光源が注目されている。
【0010】図6はシンクロトロン放射光発生装置の概
略図を示す。
略図を示す。
【0011】シンクロトロン放射光発生装置4は、入射
器5と連通する超高真空の電子蓄積リングの真空ダクト
6の所定位置に複数の偏向部7が設けられており、所定
の偏向部7よりシンクロトロン放射光を放射するビーム
ライン8が連通している。ある偏向部7間には3個の四
極電磁石9が複数組で設けられ、該四極電磁石9が設け
られていない偏向部7間の一箇所に電子又は陽電子の粒
子を高周波の電界により加速する高周波加速空洞10が
設けられている。
器5と連通する超高真空の電子蓄積リングの真空ダクト
6の所定位置に複数の偏向部7が設けられており、所定
の偏向部7よりシンクロトロン放射光を放射するビーム
ライン8が連通している。ある偏向部7間には3個の四
極電磁石9が複数組で設けられ、該四極電磁石9が設け
られていない偏向部7間の一箇所に電子又は陽電子の粒
子を高周波の電界により加速する高周波加速空洞10が
設けられている。
【0012】入射器5から入射された電子eは偏向部7
で偏向され四極電磁石9により集束され、また加速空洞
10により加速されつつ、真空ダクト6内を安定に周回
する。
で偏向され四極電磁石9により集束され、また加速空洞
10により加速されつつ、真空ダクト6内を安定に周回
する。
【0013】シンクロトロン放射光L’は真空ダクト6
内を周回する電子eが偏向部7により偏向されることに
よりビームライン8より出力される。
内を周回する電子eが偏向部7により偏向されることに
よりビームライン8より出力される。
【0014】従来のシンクロトロン放射光発生装置では
偏向部7は直線的に運動する電子を単に偏向するだけで
あった。
偏向部7は直線的に運動する電子を単に偏向するだけで
あった。
【0015】このため、電子偏向時に発生するシンクロ
トロン放射光L’は図7に示すように偏向部7から10
〔m〕先で垂直方向に0.01〔m〕程度の拡がりしか
もたないものであった。
トロン放射光L’は図7に示すように偏向部7から10
〔m〕先で垂直方向に0.01〔m〕程度の拡がりしか
もたないものであった。
【0016】
【発明が解決しようとする課題】しかるに、従来のシン
クロトロン放射光発生装置では、図7に示すように光源
から10〔m〕離れた位置でシンクロトロン放射光L’
の拡がりが垂直方向で1〔cm〕となり、非常に指向性が
高い。
クロトロン放射光発生装置では、図7に示すように光源
から10〔m〕離れた位置でシンクロトロン放射光L’
の拡がりが垂直方向で1〔cm〕となり、非常に指向性が
高い。
【0017】このため、広範囲の面積のリソグラフィを
行なおうとすると、鏡などで放射光の光軸を走査する
か、マスク及びウェハを同時に走査する必要があるた
め、効率よくリソグラフィを行なうことが困難である等
の問題点があった。
行なおうとすると、鏡などで放射光の光軸を走査する
か、マスク及びウェハを同時に走査する必要があるた
め、効率よくリソグラフィを行なうことが困難である等
の問題点があった。
【0018】本発明は上記の点に鑑みてなされたもの
で、広範囲の面積に高輝度の放射光の照射が行なえるシ
ンクロトロン放射光発生装置を提供することを目的とす
る。
で、広範囲の面積に高輝度の放射光の照射が行なえるシ
ンクロトロン放射光発生装置を提供することを目的とす
る。
【0019】
【課題を解決するための手段】本発明は電子の軌道を偏
向させることによりシンクロトロン放射光を発生させる
シンクロトロン放射光発生装置において、前記電子が前
記軌道を中心に螺旋運動する磁界を発生する回転磁界発
生手段と、前記電子を偏向する偏向磁界発生手段とから
なる磁界発生手段を前記電子の軌道上に連続して配置し
てなる。
向させることによりシンクロトロン放射光を発生させる
シンクロトロン放射光発生装置において、前記電子が前
記軌道を中心に螺旋運動する磁界を発生する回転磁界発
生手段と、前記電子を偏向する偏向磁界発生手段とから
なる磁界発生手段を前記電子の軌道上に連続して配置し
てなる。
【0020】または、電子軌道を偏向させることにより
シンクロトロン放射光を発生させるシンクロトロン放射
光発生装置において、前記電子が前記軌道を中心に回転
運動する磁界を発生する回転磁界発生手段を前記電子を
偏向させ湾曲させた構成としてなる。
シンクロトロン放射光を発生させるシンクロトロン放射
光発生装置において、前記電子が前記軌道を中心に回転
運動する磁界を発生する回転磁界発生手段を前記電子を
偏向させ湾曲させた構成としてなる。
【0021】
【作用】電子は回転磁界発生部で発生される回転磁界に
より電子の軌道を中心とした螺旋運動が付与される。
より電子の軌道を中心とした螺旋運動が付与される。
【0022】また、螺旋運動が付与された電子は続いて
偏向磁界発生部で発生される磁界により偏向される。
偏向磁界発生部で発生される磁界により偏向される。
【0023】螺旋運動された電子からは円環状の輝度の
強い放射光が得られる。
強い放射光が得られる。
【0024】また、螺旋運動された電子は偏向磁界発生
部により偏向されるため、円環状の放射光は放射光の円
環の中心部を埋めつつ、偏向方向に連続して拡がる。
部により偏向されるため、円環状の放射光は放射光の円
環の中心部を埋めつつ、偏向方向に連続して拡がる。
【0025】このため、高輝度、つまり単位面積当たり
の光子密度の大きいシンクロトロン放射光を大面積に照
射できる。
の光子密度の大きいシンクロトロン放射光を大面積に照
射できる。
【0026】
【実施例】本実施例のシンクロトロン放射光発生装置は
上述した図5と略同一構成で、偏向部7にその特徴を有
する。
上述した図5と略同一構成で、偏向部7にその特徴を有
する。
【0027】このため、偏向部7以外の説明は省略す
る。
る。
【0028】図1は本発明の第1実施例の偏向部の構成
図を示す。磁界発生手段である偏向部11は回転磁界発
生部であるヘリカルアンジュレータ11a及び偏向磁界
発生部である偏向電磁石11bよりなる。
図を示す。磁界発生手段である偏向部11は回転磁界発
生部であるヘリカルアンジュレータ11a及び偏向磁界
発生部である偏向電磁石11bよりなる。
【0029】ヘリカルアンジュレータ11aは真空ダク
ト6を包囲するように配置された複数の電磁石11
a-1,11a-2より構成されている。真空ダクト6の上
下の電磁石11a-1は互いに隣り合う電磁石では極性が
異なり、かつ、上下互いに対向する電磁石の極性が異な
るように配置される。また、左右の電磁石11a-2も同
様で互いに隣り合う電磁石では極性が異なり、かつ、左
右で互いに対向する電磁石も極性が異なり、さらに上下
の電磁石とは位相が90°ズレるように配置されてい
る。
ト6を包囲するように配置された複数の電磁石11
a-1,11a-2より構成されている。真空ダクト6の上
下の電磁石11a-1は互いに隣り合う電磁石では極性が
異なり、かつ、上下互いに対向する電磁石の極性が異な
るように配置される。また、左右の電磁石11a-2も同
様で互いに隣り合う電磁石では極性が異なり、かつ、左
右で互いに対向する電磁石も極性が異なり、さらに上下
の電磁石とは位相が90°ズレるように配置されてい
る。
【0030】ヘリカルアンジュレータ11aは電磁石1
1a-1,11a-2により電子eに電子eの軌道を中心と
して螺旋運動させる。
1a-1,11a-2により電子eに電子eの軌道を中心と
して螺旋運動させる。
【0031】ヘリカルアンジュレータ11aにより螺旋
運動させられた電子eは図2に示すような円環状のシン
クロトロン放射光(X線)Lを放射する。
運動させられた電子eは図2に示すような円環状のシン
クロトロン放射光(X線)Lを放射する。
【0032】なお、一般にヘリカルアンジュレータ11
aにより螺旋運動させた電子から得られる円環状のシン
クロトロン放射光Lは平面型のアンジュレータにより単
に電子eを偏向させることにより得られるシンクロトロ
ン放射光L’より放射輝度が高く、単位面積当たりの光
子密度の大きな放射光が得られることが知られている。
例えばエネルギー2.5 〔GeV〕のシンクロトロン放
射発生リングにおいて、同期長aが0.16〔m〕,最
小間隔が垂直方向にb=0.03〔m〕,水平方向にc
=0.11〔m〕,最高磁場が垂直方向にd=1
〔T〕,水平方向にe=0.2 〔T〕のヘリカルアンジュ
レータを用いると10〔m〕先では垂直方向の直径が
0.06〔m〕,水平方向の直径が0.012〔m〕の
図2に示すような楕円の環状の放射光が得られる。
aにより螺旋運動させた電子から得られる円環状のシン
クロトロン放射光Lは平面型のアンジュレータにより単
に電子eを偏向させることにより得られるシンクロトロ
ン放射光L’より放射輝度が高く、単位面積当たりの光
子密度の大きな放射光が得られることが知られている。
例えばエネルギー2.5 〔GeV〕のシンクロトロン放
射発生リングにおいて、同期長aが0.16〔m〕,最
小間隔が垂直方向にb=0.03〔m〕,水平方向にc
=0.11〔m〕,最高磁場が垂直方向にd=1
〔T〕,水平方向にe=0.2 〔T〕のヘリカルアンジュ
レータを用いると10〔m〕先では垂直方向の直径が
0.06〔m〕,水平方向の直径が0.012〔m〕の
図2に示すような楕円の環状の放射光が得られる。
【0033】 放射光の拡がりは図2においてK=0.934 B0 λμ(た
だし、B0 は磁場のピーク値〔T〕,λμは同期長〔c
m〕) γ=1957E(ただし、Eは電子ビームのエネルギー〔G
eV〕)とすると、電子eの軌道を中心として、角度
(K/γ)で拡がり、その放射光は角度(K/γ)を中
心として(1/γ)の角度だけの拡がりを持つものとな
る。
だし、B0 は磁場のピーク値〔T〕,λμは同期長〔c
m〕) γ=1957E(ただし、Eは電子ビームのエネルギー〔G
eV〕)とすると、電子eの軌道を中心として、角度
(K/γ)で拡がり、その放射光は角度(K/γ)を中
心として(1/γ)の角度だけの拡がりを持つものとな
る。
【0034】偏向磁石11bは真空ダクトの上下に互い
に極性の異なる電磁石11b-1,11b-2を配置してな
る。
に極性の異なる電磁石11b-1,11b-2を配置してな
る。
【0035】偏向磁石11bはヘリカルアンジュレータ
11aにより螺旋運動された電子eを偏向させ、その接
線方向に連続的にシンクロトロン放射光Lを放射させ
る。偏向部11で螺旋運動させつつ、偏向された電子e
によりビームライン5からは図3に示すように円環状の
放射光を少しずつ移動させ、円環状の中心部を埋めるよ
うに放射されたシンクロトロン放射光Lが放射される。
11aにより螺旋運動された電子eを偏向させ、その接
線方向に連続的にシンクロトロン放射光Lを放射させ
る。偏向部11で螺旋運動させつつ、偏向された電子e
によりビームライン5からは図3に示すように円環状の
放射光を少しずつ移動させ、円環状の中心部を埋めるよ
うに放射されたシンクロトロン放射光Lが放射される。
【0036】このとき、ヘリカルアンジュレータ11a
と偏向電磁石11bの数やその磁界の強さによりシンク
ロトロン放射光Lの輝度や拡がりを変化させることがで
きる。
と偏向電磁石11bの数やその磁界の強さによりシンク
ロトロン放射光Lの輝度や拡がりを変化させることがで
きる。
【0037】このような構成とすることにより、ヘリカ
ルアンジュレータを用いた放射輝度の高いつまり単位面
積当たりの光子密度の大きなシンクロトロン放射光(X
線)を広範囲に照射できる。
ルアンジュレータを用いた放射輝度の高いつまり単位面
積当たりの光子密度の大きなシンクロトロン放射光(X
線)を広範囲に照射できる。
【0038】このため、パターン寸法0.3 〔μm 〕以下
の超LSIのパターン転写を短時間で、効率良く行なう
ことができる。
の超LSIのパターン転写を短時間で、効率良く行なう
ことができる。
【0039】図4は本発明の第2実施例の要部の構成図
を示す。
を示す。
【0040】本実施例も第1実施例同様、図6で説明し
たシンクロトロン放射光発生装置と略同一で偏向部7だ
けが異なる。このため、偏向部7以外の説明は省略す
る。
たシンクロトロン放射光発生装置と略同一で偏向部7だ
けが異なる。このため、偏向部7以外の説明は省略す
る。
【0041】本実施例は偏向部12は第1実施例で説明
したヘリカルアンジュレータ11aのみで構成し、ヘリ
カルアンジュレータ11aに曲率を付けることにより、
螺旋運動した電子eを偏向させている。
したヘリカルアンジュレータ11aのみで構成し、ヘリ
カルアンジュレータ11aに曲率を付けることにより、
螺旋運動した電子eを偏向させている。
【0042】例えば、エネルギー2.5〔GeV〕のシ
ンクロトロン放射光発生装置4の偏向部12において同
期長0.16〔m〕,最小間隔が垂直方向0.03
〔m〕,水平方向0.11〔m〕,最高磁場が垂直方向
1〔T〕,水平方向0.2 〔T〕のヘリカルアンジュレー
タに約0.04〔rad〕の曲率半径を付けたとする
と、シンクロトロン放射光は10〔m〕先で水平方向に
0.04〔m〕の拡がりとなり、垂直方向に0.06
〔m〕の拡がりとなる。
ンクロトロン放射光発生装置4の偏向部12において同
期長0.16〔m〕,最小間隔が垂直方向0.03
〔m〕,水平方向0.11〔m〕,最高磁場が垂直方向
1〔T〕,水平方向0.2 〔T〕のヘリカルアンジュレー
タに約0.04〔rad〕の曲率半径を付けたとする
と、シンクロトロン放射光は10〔m〕先で水平方向に
0.04〔m〕の拡がりとなり、垂直方向に0.06
〔m〕の拡がりとなる。
【0043】このような構成とすることにより、第1実
施例同様、ヘリカルアンジュレータを用いた放射輝度の
高いつまり単位面積当たりの光子密度の大きなシンクロ
トロン放射光(X線)を大面積で照射できる。
施例同様、ヘリカルアンジュレータを用いた放射輝度の
高いつまり単位面積当たりの光子密度の大きなシンクロ
トロン放射光(X線)を大面積で照射できる。
【0044】このため、パターン寸法0.3 〔μm 〕以下
の超LSIのパターン転写を短時間で、効率良く行なう
ことができる。
の超LSIのパターン転写を短時間で、効率良く行なう
ことができる。
【0045】
【発明の効果】上述の如く、本発明によれば、螺旋運動
された電子を偏向させることにより高輝度のシンクロト
ロン放射光を電子の偏向方向に連続して得ることができ
るため、光子密度の高い放射光を大面積に照射すること
ができる等の特長を有する。
された電子を偏向させることにより高輝度のシンクロト
ロン放射光を電子の偏向方向に連続して得ることができ
るため、光子密度の高い放射光を大面積に照射すること
ができる等の特長を有する。
【図1】本発明の第1実施例の要部の構成図である。
【図2】本発明の第1実施例の動作を説明するための図
である。
である。
【図3】本発明の第1実施例の動作を説明するための図
である。
である。
【図4】本発明の第2実施例の要部の構成図である。
【図5】X線リソグラフィの概略構成図である。
【図6】シンクロトロン放射光発生装置の概略図であ
る。
る。
【図7】従来の一例の動作を説明するための図である。
4 シンクロトロン放射光発生装置 5 入射器 11,12 偏向部 11a ヘリカルアンジュレータ 11b 偏向電磁石 e 電子 l シンクロトロン放射光
Claims (2)
- 【請求項1】 電子(e)の軌道を偏向させることによ
りシンクロトロン放射光を発生させるシンクロトロン放
射光発生装置において、 前記電子(e)が前記軌道を中心に螺旋運動する磁界を
発生する回転磁界発生部(11a)と、 前記電子(e)を偏向させる偏向磁界発生部(11b)
とからなる磁界発生手段(11)とを前記電子(e)の
軌道上に連続して配置したことを特徴とするシンクロト
ロン放射光発生装置。 - 【請求項2】 電子(e)の軌道を偏移させることによ
りシンクロトロン放射光を発生させるシンクロトロン放
射光発生装置において、 前記電子(e)が前記軌道を中心に回転運動する磁界を
発生する回転磁界発生手段(12)を湾曲させることに
より前記電子(e)を偏向させたことを特徴とするシン
クロトロン放射光発生装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4371592A JPH05242999A (ja) | 1992-02-28 | 1992-02-28 | シンクロトロン放射光発生装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4371592A JPH05242999A (ja) | 1992-02-28 | 1992-02-28 | シンクロトロン放射光発生装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05242999A true JPH05242999A (ja) | 1993-09-21 |
Family
ID=12671506
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4371592A Withdrawn JPH05242999A (ja) | 1992-02-28 | 1992-02-28 | シンクロトロン放射光発生装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH05242999A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2014128848A1 (ja) * | 2013-02-20 | 2014-08-28 | 株式会社日立製作所 | 有機薄膜パターン形成装置および形成方法 |
-
1992
- 1992-02-28 JP JP4371592A patent/JPH05242999A/ja not_active Withdrawn
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2014128848A1 (ja) * | 2013-02-20 | 2014-08-28 | 株式会社日立製作所 | 有機薄膜パターン形成装置および形成方法 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 19990518 |