JPH0754960Y2 - Ｓｏｒ光装置におけるｓｏｒ光出射用窓装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この考案は、SOR光（シンクロトロン放射光）装置にお
いて、SOR光を出射するための窓装置に関し、SOR光取り
出しラインにベローズを介挿して窓装置を揺動させる場
合に、ベローズの破損による真空破壊を防止したもので
ある。

〔従来の技術〕

近年、シンクロトロン装置は、SOR光装置として、超々L
SI回路の作成、医療分野における診断、分子解析、構造
解析等様々な分野への適用が期待されている。

SOR光装置の概要を第２図に示す。SOR光装置１におい
て、電子発生装置（電子銃等）10で発生した電子ビーム
は直線加速器（ライナック）12で光速近くに加速され、
ビーム輸送部14の偏向電磁石16で偏向されて、インフレ
クタ18を介してシンクロトロンの蓄積リング22内に入射
される。蓄積リング22に入射された電子ビームは高周波
加速空洞21でエネルギを与えられながら収束電磁石23で
収束され、偏向電磁石24で偏向されて真空ダクト22内を
周回し続ける。偏向電磁石24で偏向される時に発生する
SOR光29は光取り出しライン26を通して出射されて、例
えば、露光装置28に送られて超々LSI回路作成用の光源
等として利用される。従来における光取り出しライン26
の構造を第３図に示す。光取り出しライン26の途中に
は、斜入射ミラー30が配設されている。斜入射ミラー30
は、無酸素銅,SiC,Au,Pt等の平面鏡で構成され、SOR光2
9を反射して光取り出しライン26端部の窓32から出射さ
せる。

斜入射ミラー30は軸34を支点として、上下方向に揺動自
在に支持されている。斜入射ミラー30の端部にはミラー
揺動機構36のロッド38が取り付けられている。ロッド38
はモータ40で駆動されるカム42の回転により上下方向に
動作し、斜入射ミラー30を上下方向に揺動して、SOR光2
9を上下方向に揺動させる。

蓄積リング22（第２図）から出射されたSOR光29は本来
垂直方向の広がりが小さいが、この斜入射ミラー30の揺
動により垂直方向に拡大されて、LSI露光用の露光面積
が確保される。

SOR光29の出射用窓32は、内部の高真空と外部の低真空
を遮断しながらSOR光29を出射する働きを有するもの
で、SOR光29の透過率が高くかつ機械的強度が強いベリ
リウム等の薄板が使用される。

従来に窓32は、第４図に示すように、全露光範囲に対応
した面積を有するものが用いられていた。

前記従来の窓32では、全露光範囲に対応する面積を有す
るため、機械的強度を確保するためには板厚を厚くしな
ければならず、SOR光29の透過率が低く、出射光強度が
十分に得られなかった。

そこで、従来装置におけるこのような欠点を解決して、
板厚を薄くしても機械的強度が十分確保されるようにし
て、SOR光の透過率を向上させて出射光強度を高めた窓
装置として、本出願人の出願に係る平成２年９月10日付
特許願（発明の名称「SOR光装置におけるSOR光出射用窓
装置」に添付の明細書に記載の窓装置が提案されてい
る。

これは光取り出しラインの端部にベローズを介して窓部
を介して窓部を上下方向に揺動自在に取り付けて、SOR
光の揺動に同期して窓部を揺動するようにしたものであ
る。これによれば、窓は全露光範囲よりも狭い面積で済
むので、板厚を薄くしても機械的強度を確保でき、SOR
光の透過率を高めて出射強度を高めることができる。

第５図は、上記明細書中に一実施例として記載された窓
装置である。光取り出しライン26の途中には、斜入斜ミ
ラー30が配設されている。斜入射ミラー30は、無酸素
銅,SiC,Au,Pt等の平面鏡で構成され、SOR光29を反射し
て光取り出しライン26端部の窓44の方向に導く。

斜入射ミラー30は軸34を支点として、上下方向の揺動自
在に支持されている。斜入射ミラー30の端部にはミラー
揺動機構36のロッド38が取り付けられている。ロッド38
はモータ40で駆動されるカム42の回転により上下方向に
動作し、斜入斜ミラー30を上下方向に揺動して、SOR光2
9を上下方向に揺動させて上下方向の必要な露光面積を
確保する。

光取り出しライン26の端部には円筒状のベローズ46を介
して窓部48が取り付けられている。窓部48には、窓部揺
動機構52のロッド54が取り付けられている。ロッド54は
モータ56で駆動されるカム58の回転により上下方向に動
作し、窓部48をベローズ46を介して上下方向に揺動せ
る。

窓部48のフランジには窓板50が取り付けられ、窓板50の
中央部には窓44が取り付けられている。窓44はベリリウ
ム等の薄板で構成され、内部の高真空と外部の低真空を
遮断した状態でSOR光29を出射する。

窓44は、第６図に正面図で示すように、上下方向の幅が
SOR光29の揺動範囲（つまり、全露光範囲）より狭く形
成されている。したがって、窓44は面積が従来のもの
（第４図）よりも小さいので、薄く形成しても十分な機
械的強度が確保され、SOR光の透過率を高めることがで
きる。

ミラー揺動機構36のカム42の回転位置は、パルスエンコ
ーダ等の位置検出器60で検出される。また、窓部揺動機
構52のカム58の回転位置は、パルスエンコーダ等の位置
検出62で検出される。

揺動制御手段64は、位置検出器60、62の検出に基づき、
サーボアンプ66,68を介してモータ40,56を同期駆動する
ことにより、斜入射ミラー30および窓部48を連動させ
る。これにより、SOR光29の位置に窓44が移動して、SOR
光29が出射される。

このようにして、全露光面積よりも小さい窓44を使用し
て、SOR光29を全露光面積分出射させることができる。
したがって、窓44の板厚を薄くしても機械的強度が十分
に確保され、SOR光29の透過率を高めて出射強度を高め
ることができる。

〔考案が解決しようとする課題〕

筒状のベローズは軸方向の伸縮には強いが、径方向の揺
動には比較的弱い。このため、前記第５図のような窓部
48の揺動構造では、繰り返し揺動していると、ベローズ
46が破損して、光取り出しライン26の真空破壊につなが
るおそれがあった。

この考案は、前記従来の技術における問題点を解決し
て、SOR光取り出しラインにベローズを介挿して窓装置
を揺動させる場合に、ベローズの破損による真空破壊を
防止したSOR光装置におけるSOR光出射用窓装置を提供し
ようとするものである。

〔課題を解決するための手段〕

この考案は、SOR光装置の光取り出しラインの端部に設
けられて、この光取り出しラインを真空封止した状態で
窓からSOR光を出射させる窓装置であって、前記窓より
も光源寄りの位置に径の異なる複数の筒状のベローズを
同心状に配した多重ベローズで構成された部分を有し、
この多重ベローズはその最内周のベローズ内を前記SOR
光が通過するように配設され、かつ最内周のベローズと
最外周のベロースとの間に前記光取り出しライン内より
も圧力が高くかつ最外周のベローズの外側よりも圧力が
低く設定された空間層を有し、さらにこの空間層の圧力
を検出する圧力検出器を具備してなるものである。

〔作用〕

この考案によれば、多重ベローズのうち内周側のベロー
ズが破損すると、上記空気層の気体が漏れ出るので、圧
力検出器の検出圧力は低下する。また、外周側のベロー
ズが破損すると、その外側から上記空気層に気体が浸入
するので、圧力検出器の検出圧力は上昇する。したがっ
て、圧力検出器の検出圧力によりいずれのベローズが破
損したかがわかり、全部のベローズが破損する以前に多
重ベローズを修理または交換することにより、光取り出
しラインの真空破壊を防止することができる。

なお、前記多重ベローズよりも光源寄りの位置に光取り
出しラインを遮断するゲートバルブを設け、このゲート
バルブと前記多重ベローズとの間を着脱自在に構成すれ
ば、真空破壊を生じることなく多重ベローズを交換する
ことができる。

〔実施例〕

この考案の実施例を以下説明する。

（実施例１） この考案の一実施例を第１図に示す。ここでは２重ベロ
ーズを用いた場合について示している。

光取り出しライン26の途中には、斜入射ミラー30が配設
されている。斜入斜ミラー30は、無酸素銅、SiC,Au,Pt
等の平面鏡または曲面鏡で構成され、SOR光29を反射し
て光取り出しライン26端部の窓44の方向に導く。

斜入射ミラー30は軸34を支点として、上下方向に揺動自
在に支持されている。斜入射ミラー30の端部にはミラー
揺動機構36のロッド38が取り付けられている。ロッド38
はモータ40で駆動されるカム42の回転により上下方向に
動作し、斜入射ミラー30を上下方向に揺動して、SOR光2
9を上下方向に揺動させて上下方向の必要な露光面積を
確保する。

光取り出しライン26の端部にはゲートバルブ70を介して
フランジ71が形成され、このフランジ71に窓部48が取り
付けられている。

窓部48は両側にフランジ72,74が形成された２重ベロー
ズ76を具えている。左側のフランジ72は光取り出しライ
ン26の端部のフランジ71に連結され、右側のフランジ74
には窓板50が取り付けられている。

２重ベローズ76は径の異なる２つの円筒状のベローズ7
8,80を同心状に配して、それぞれの端部をフランジ72,7
4に気密に取り付けて構成されている。内周側のベロー
ズ78の内周面は光取り出しライン26内に臨み、その中を
SOR光29が通過する。外周側ベローズ80の外周面は大気
に臨んでいる。内周側ベローズ78と外周側ベローズ80の
間には、光取り出しライン26とも大気とも遮断された空
気層82が形成されている。空気層82内は光取り出しライ
ン26の圧力（高真空）よりもわずかに高い圧力に密閉さ
れている。この空気層82にはポート84が連通して設けら
れ、このポート84には圧力検出器として真空計86が接続
されて、空気層82の圧力を常時監視している。

窓板50の中央部には窓44が取り付けられている。窓44は
ベリリウム等の薄板で構成され、内部の高真空と外部の
低真空を遮断した状態でSOR光29を射出する。

窓44は、前記第６図に正面図で示すように、上下方向の
幅がSOR光29の揺動範囲（つまり、全露光範囲）よりも
狭く形成されている。したがって、窓44は面積が従来の
もの（第４図）よりも小さいので、薄く形成しても十分
な機械的強度が確保され、SOR光の透過率を高めること
ができる。

窓48には、窓部揺動機構52のロッド54が取り付けられて
いる。ロッド54はモータ56で駆動されるカム58の回転に
より上下方向に動作し、窓部48を２重ベローズ76を介し
て上下方向に揺動させる。

ミラー揺動機構36のカム42の回転位置は、パルスエンコ
ーダ等の位置検出器60で検出される。また、窓部揺動機
構52のカム58に回転位置は、パルスエンコーダ等の位置
検出器62で検出される。

揺動制御手段64は、位置検出器60,62の検出に基づき、
サーボアンプ66,68を介してモータ40,56を同期駆動する
ことにより、斜入射ミラー30および窓部48を連動させ
る。これにより、SOR光29の位置に窓44が移動して、SOR
光29が出射される。

ミラー揺動機構36および窓部揺動機構52の動作を第７図
に示す。（ａ）のように斜入射ミラー30の右部が上方向
に揺動している時は窓部48も上方向に揺動して、上方向
に揺動しているSOR光29を窓44から出射させる。また、
（ｂ）のように斜入射ミラー30の右部が下方向に揺動し
ている時は窓部48も下方向に揺動して、下方向に揺動し
ているSOR光29を窓44から出射させる。

このようにして、全露光面積よりも小さい窓44を使用し
て、SOR光29を全露光面積分出射させることができる。
したがって、窓44の板厚を薄くしても機械的強度が十分
に確保され、SOR光29の透過率を高めて出射強度を高め
ることができる。

空気層82の圧力はポート84を介して真空計86で常時監視
されている。内周側および外周側のベローズ78,80のい
ずれにも亀裂等の破損が生じていない時は、空気層82内
は光取り出しライン26内の圧力（高真空）よりもわずか
に高い圧力に密閉されているので、この圧力値が真空計
86で検出される。

内周側のベローズ78に破損が生じると、空気層82の気体
が光取り出しライン26内に漏出するので、圧力が低下す
る。また、外周側のベローズ80に破損が生じると、外気
が空気層82内に浸入するので、圧力が上昇する。したが
って、空気層82の圧力が当初の設定値よりも低下したか
または上昇したかにより内外周のベローズ78,80のいず
れが破損したかがわかる。

破損が検出されたら、ゲートバルブ70を閉じて、窓部48
をフランジ71から外して交換する。このようにして、ベ
ローズ78または80に破損が生じても光取り出しライン26
が真空破壊を生じる以前にこれを検知して、修理または
交換することができる。

〔実施例２〕 この考案の他の実施例を第８図に示す。これはベリリウ
ム窓44が大気にさらされていると腐食するため、これを
防止するようにベリリウム窓44の外側にヘリウムガスが
充填されたキャビティを形成したものにこの考案を適用
したものである。他の構成は第１図の実施例と同じであ
る。

第８図において、窓板50の外側には円筒状容器90が取り
付けられ、さらに円筒状容器90の開口端部は窓板92で封
止されて、円筒状容器90内にその外側の大気と遮断され
たキャビティ94を形成している。このキャビティ94内に
は大気圧または大気圧より減圧された不活性ガスとして
Ｘ線透過率の高いヘリウムガス100が配管101から流され
て、ベリリウム窓44を冷却している。

窓板92の中央部には、Ｘ線マスクメンブレン窓96が設け
られている。Ｘ線マスクメンブレン窓は例えば窒化シリ
コン，窒化ボロン,SiC,ポリイミド等の腐食をしないま
たはしにくいＸ線マスク基板材料で作られ、その厚さは
ヘリウムガスを封止するのに必要な厚さだけあればよ
く、例えば１μｍ程度にすることができる。キャビティ
94を通過してきたSOR光29はＸ線マスクメンブレン窓96
から出射され、大気中に置かれた露光対象（LSI基板
等）に照射されて、露光が行なわれる。

Ｘ線マスクメンブレン窓96は、第６図に示すベリリウム
窓44と同様に、上下方向の幅がSOR光29の揺動範囲（つ
まり、全露光範囲）より狭く形成されている。

SOR光29に同期して斜入斜ミラー30および窓部48を動揺
させることにより、SOR光29の揺動位置に窓44,96が移動
して、SORヒカリ29が出射される。

〔変更例１〕 前記実施例では２重ベローズの場合について述べたが、
３重以上にすることもできる。

〔変更例２〕 第９図に示すように、内周側ベローズ78と外周側ベロー
ズ80との間にこれらが互いに当ってかみ合わないように
円筒状の薄板で構成されるフィン（インナースリーブ）
150を例えば外周側ベローズ80の内周面に一端を固定す
るようにして配置することもできる。

〔考案の効果〕

以上説明したように、この考案によれば、多重ベローズ
のうち内周側のベローズが破損すると、空気層の気体が
漏れ出て、圧力検出器の検出圧力は低下し、また、外周
側のベローズが破損すると、その外側から上記空気層に
気体が浸入して、圧力検出器の検出圧力は上昇ので、圧
力検出器の検出圧力によりいずれのベローズが破損した
かがわかり、全部のベローズが破損される以前に多重ベ
ローズを修理または交換することにより、光取り出しラ
インの真空破壊を防止することができる。

また、前記多重ベローズよりも光源寄りの位置に光取り
出しラインを遮断するゲートバルブを設け、このゲート
バルブと前記多重ベローズとの間を着脱自在に構成すれ
ば、真空破壊を生じることなく多重ベローズを交換する
ことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、この考案の一実施例を示す光取り出しライン
の縦断面図および揺動機構の制御系統を示すブロック図
である。 第２図は、SOR光装置の概要を示す平面図である。 第３図は、従来の光取り出しラインの構造を示す縦断面
図である。 第４図は、第３図の窓32の形状を示す正面図である。 第５図は、従来提案されていた窓部の揺動機構およびそ
の揺動制御系統を示すブロック図である。 第６図は、第１図および第５図の窓44の形状を示す正面
図である。 第７図は、第５図の揺動機構の揺動動作を示す縦断面図
である。 第８図は、この考案の他の実施例を示す光取り出しライ
ンの縦断面図である。 第９図は、この考案の変更例を示す縦断面図である。 １……SOR光装置、26……光取り出しライン、29……SOR
光、30……斜入射ミラー、36……ミラー揺動機構、64…
…揺動制御手段、70……ゲートバルブ、76……２重ベロ
ーズ（多重ベローズ）、78……内周側ベローズ、80……
外周側ベローズ、86……真空計（圧力検出器）。

Claims (2)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】SOR光装置の光取り出しラインの端部に設
   けられて、この光取り出しラインを真空封止した状態で
   窓からSOR光を出射させる窓装置であって、 前記窓よりも光源寄りの位置に径の異なる複数の筒状の
   ベローズを同心状に配した多重ベローズで構成された部
   分を有し、 この多重ベローズはその最内周のベローズ内を前記SOR
   光が通過するように配設され、かつ最内周のベローズと
   最外周のベロースとの間に前記光取り出しライン内より
   も圧力が高くかつ最外周のベローズの外側よりも圧力が
   低く設定された空間層を有し、さらにこの空間層の圧力
   を検出する圧力検出器を具備してなるSOR光装置におけ
   るSOR光出射用窓装置。
2. 【請求項２】前記多重ベローズよりも光源寄りの位置に
   光取り出しラインを遮断するゲートバルブを具え、この
   ゲートバルブと前記多重ベローズとの間が着脱自在に構
   成されていることを特徴とする請求項１記載のSOR光装
   置におけるSOR光出射用窓装置。