JPH09320793A - X-ray generator and X-ray device - Google Patents
X-ray generator and X-ray deviceInfo
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 X線強度変動を解消または抑制し、X線強度
を安定化させたプラズマX線源を用いたX線発生装置を
提供すること。
【解決手段】 減圧された真空容器内の標的部材に励起
エネルギービームを照射してプラズマを形成し、該プラ
ズマからX線を取り出すX線発生装置において、前記プ
ラズマ103形成のための励起エネルギービーム102
照射を行う前に、該励起エネルギービーム102の前記
標的部材111への照射予定位置に、或いは該照射予定
位置を含む領域に、前記プラズマ103形成のための励
起エネルギービーム102照射よりも低エネルギーまた
は低エネルギー密度の励起エネルギービーム101照射
を予め行う機構を設けたことを特徴とするX線発生装
置。
(57) An object of the present invention is to provide an X-ray generator using a plasma X-ray source that eliminates or suppresses X-ray intensity fluctuations and stabilizes the X-ray intensity. In a X-ray generator for generating plasma by irradiating a target member in a depressurized vacuum container with an excitation energy beam and extracting X-rays from the plasma, the excitation energy beam for forming the plasma 103.
Before irradiation, the excitation energy beam 102 has a lower energy than the irradiation of the excitation energy beam 102 for forming the plasma 103 at a planned irradiation position of the target member 111 or an area including the planned irradiation position. An X-ray generator characterized in that a mechanism for previously irradiating a low energy density excitation energy beam 101 is provided.
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、X線顕微鏡、X線
分析装置、X線露光装置などのX線装置に用いて好適な
X線発生装置と、該X線発生装置を備えた前記X線装置
に関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an X-ray generator suitable for use in an X-ray apparatus such as an X-ray microscope, an X-ray analyzer, an X-ray exposure apparatus, and the X-ray generator equipped with the X-ray generator. The present invention relates to a line device.
【0002】[0002]
【従来の技術】X線顕微鏡、X線露光装置、X線分析装
置などのX線装置のX線源として一般に用いられている
X線発生装置には、シンクロトロン放射光の他に、粒子
線を標的(ターゲット)部材に衝突させてX線を発生さ
せるX線管や、標的部材を放電や励起エネルギービーム
(例えば、レーザー)照射によりプラズマ化させてX線
を発生させるプラズマX線源(例えば、レーザープラズ
マX線源)等がある。2. Description of the Related Art X-ray generators generally used as X-ray sources for X-ray apparatuses such as X-ray microscopes, X-ray exposure apparatuses, and X-ray analysis apparatuses include particle beams in addition to synchrotron radiation. X-ray tube for generating X-rays by colliding the target member with a target member, or a plasma X-ray source for generating X-rays by converting the target member into plasma by discharge or irradiation of an excitation energy beam (for example, laser) (for example, , Laser plasma X-ray source) and the like.
【0003】このうち、プラズマX線源においては、励
起エネルギービーム(例えば、レーザー光)を減圧され
た真空容器内に置かれた標的部材に集光して照射する
と、標的部材は急速にプラズマ化し、このプラズマから
非常に輝度の高いX線が輻射(放出)される。このプラ
ズマX線源は、前記X線管よりも高輝度のX線を発生可
能であり、しかも前記シンクロトロン放射光よりも極め
て小型化できるX線発生装置のX線源として期待されて
いる。Of these, in a plasma X-ray source, when an excitation energy beam (for example, a laser beam) is focused on a target member placed in a depressurized vacuum container and irradiated, the target member is rapidly turned into plasma. X-rays with extremely high brightness are radiated (emitted) from this plasma. This plasma X-ray source is expected as an X-ray source of an X-ray generator capable of generating X-rays having a higher brightness than the X-ray tube, and being much smaller than the synchrotron radiation.
【0004】一般にX線源は、その強度に対する安定性
が求められ、前記のプラズマをX線源として用いる場合
にも、X線強度は安定していた方が好ましい。例えば、
X線顕微鏡では、観察試料を照明するX線の強度が一定
であることが像観察の上で好ましく、X線分析装置で
は、正確な分析を行う上で照射するX線の強度が一定で
あることが望まれる。Generally, an X-ray source is required to have stability with respect to its intensity, and it is preferable that the X-ray intensity is stable even when the above plasma is used as the X-ray source. For example,
In the X-ray microscope, it is preferable that the intensity of the X-rays that illuminate the observation sample be constant from the viewpoint of image observation, and in the X-ray analyzer, the intensity of the X-rays that are irradiated to perform accurate analysis is constant. Is desired.
【0005】さらに、X線露光装置により微細加工をお
こなう場合には、X線露光量を一定に保持しないと加工
の信頼性が低下するので、X線強度が一定であることが
好ましい。現在のところ、X線源からのX線強度を制御
する方法として、プラズマを励起するエネルギービーム
の強度を制御する方法が用いられている。Further, when fine processing is performed by an X-ray exposure apparatus, it is preferable that the X-ray intensity is constant because the reliability of the processing decreases unless the X-ray exposure amount is kept constant. At present, a method of controlling the intensity of an energy beam for exciting plasma is used as a method of controlling the intensity of X-rays from an X-ray source.
【0006】また、X線の照射量を問題とする場合に
は、実際に発生したX線量を検出器で検出し、X線量を
モニターしながらX線照射量が所定値となるように、X
線強度(即ち、励起エネルギービームの強度)、照射時
間及び照射回数を制御して照射を行っている。When the dose of X-rays is a problem, the X-ray dose actually generated is detected by a detector, and the X-ray dose becomes a predetermined value while monitoring the X-ray dose.
Irradiation is performed by controlling the line intensity (that is, the intensity of the excitation energy beam), the irradiation time and the number of times of irradiation.
【0007】[0007]
【発明が解決しようとする課題】前記プラズマX線源に
おいて、エネルギービームを照射する標的部材の厚さ
は、厚くても薄くても大差がなく、例えば、タンタルを
標的部材として用いた場合、標的部材の厚さが100μ
mでも1μmでも輻射されるX線の強度は略同じであ
る。In the plasma X-ray source, there is no great difference in the thickness of the target member for irradiating the energy beam, whether it is thick or thin. For example, when tantalum is used as the target member, The thickness of the member is 100μ
The intensity of the radiated X-rays is substantially the same whether m or 1 μm.
【0008】このことは、「標的部材表面または表層
(タンタルの場合には、最表面からの厚さが1μm以下
の層)の部分がプラズマの形成、ひいてはX線の輻射に
関与していること」と、「表面または表層のわずかな汚
れ、不純物等の存在が形成されるプラズマ及び輻射され
るX線強度に影響を与えて変動させること」を示してい
る。This means that "the surface of the target member or the surface layer (in the case of tantalum, the layer having a thickness of 1 μm or less from the outermost surface) is involved in the formation of plasma and, in turn, the emission of X-rays. "," Slight contamination on the surface or surface layer, the presence of impurities, etc. affect the plasma to be formed and the intensity of radiated X-rays to change them. "
【0009】しかしながら、標的部材表面の汚れなどに
よるX線強度変動の程度は、現在のところ実際にX線を
発生させてみなければわからず、言い換えると、発生す
るX線の強度はある程度の範囲でしか予測できず、実際
に発生させてみるまでは不確定な要素を含んでいる。そ
のため、前記プラズマを励起するエネルギービームの強
度を制御して行うX線強度の制御方法では、X線強度変
動を解決することができないという問題点があった。However, the extent of fluctuations in X-ray intensity due to dirt on the surface of the target member cannot be known at present until X-rays are actually generated. In other words, the intensity of X-rays generated is within a certain range. It can only be predicted and contains uncertainties until it is actually generated. Therefore, the method of controlling the X-ray intensity, which is performed by controlling the intensity of the energy beam that excites the plasma, cannot solve the X-ray intensity fluctuation.
【0010】そして、プラズマX線源にX線強度変動が
あるために、従来のプラズマX線源をX線発生装置とし
た場合、X線顕微鏡では、像観察が困難となり、またX
線分析装置では、正確な分析を行うことが困難であると
いう問題点があった。さらに、X線露光装置により微細
加工をおこなう場合には、X線露光量を一定に保持する
ためには、実際に発生したX線量を検出器で検出し、か
つX線量をモニターしながらX線照射量が所定値となる
ように、X線強度(即ち、励起エネルギービームの強
度)、照射時間及び照射回数を制御して照射を行うとい
う煩雑な制御が必要であるという問題点があった。When the conventional plasma X-ray source is used as an X-ray generator, it becomes difficult to observe an image with an X-ray microscope because the plasma X-ray source varies in X-ray intensity.
The line analyzer has a problem that it is difficult to perform accurate analysis. Further, in the case of performing fine processing with an X-ray exposure apparatus, in order to keep the X-ray exposure amount constant, the X-ray amount actually generated is detected by a detector, and the X-ray amount is monitored while monitoring the X-ray dose. There has been a problem that complicated control is required to perform irradiation by controlling the X-ray intensity (that is, the intensity of the excitation energy beam), the irradiation time and the number of times of irradiation so that the irradiation amount becomes a predetermined value.
【0011】しかも、かかる煩雑な制御を行ったとして
も、プラズマX線源に強度変動があり発生するX線強度
を正確に予測できないために、必ずしも照射量が所定値
となるとは限らないという問題点があった。本発明は、
かかる問題点に鑑みてなされたものであり、X線強度変
動を解消または抑制し、X線強度を安定化させたプラズ
マX線源を用いたX線発生装置を提供することを目的と
する。Further, even if such complicated control is performed, the amount of irradiation does not always reach a predetermined value because the intensity of X-rays generated in the plasma X-ray source varies and the intensity of the generated X-rays cannot be accurately predicted. There was a point. The present invention
The present invention has been made in view of the above problems, and an object thereof is to provide an X-ray generator using a plasma X-ray source in which fluctuations in X-ray intensity are eliminated or suppressed and the X-ray intensity is stabilized.
【0012】また、本発明は、X線強度が安定化され、
またX線強度の高精度調節が可能なプラズマX線源を有
するX線発生装置を備えたX線顕微鏡、X線分析装置、
X線露光装置などのX線装置であり、像観察が容易なX
線顕微鏡、容易に正確な分析ができるX線分析装置、X
線露光量を容易に一定保持できるX線露光装置などのX
線装置を提供することを目的とする。Further, according to the present invention, the X-ray intensity is stabilized,
Further, an X-ray microscope equipped with an X-ray generator having a plasma X-ray source capable of highly accurately adjusting the X-ray intensity, an X-ray analyzer,
It is an X-ray device such as an X-ray exposure device, and X for easy image observation.
X-ray microscope, X-ray analyzer for easy and accurate analysis, X
X such as X-ray exposure equipment that can easily maintain a constant dose of X-ray
It is intended to provide a wire device.
【0013】[0013]
【課題を解決するための手段】そのため、本発明は第一
に「減圧された真空容器内の標的部材に励起エネルギー
ビームを照射してプラズマを形成し、該プラズマからX
線を取り出すX線発生装置において、前記プラズマ形成
のための励起エネルギービーム照射を行う前に、該励起
エネルギービームの前記標的部材への照射予定位置に、
或いは該照射予定位置を含む領域に、前記プラズマ形成
のための励起エネルギービーム照射よりも低エネルギー
または低エネルギー密度の励起エネルギービーム照射を
予め行う機構を設けたことを特徴とするX線発生装置
(請求項1)」を提供する。Therefore, the present invention firstly provides a method in which a target member in a decompressed vacuum vessel is irradiated with an excitation energy beam to form a plasma, and X-rays are generated from the plasma.
In the X-ray generator for extracting the radiation, before the irradiation of the excitation energy beam for forming the plasma, the irradiation target position of the excitation energy beam to the target member,
Alternatively, an X-ray generator characterized in that a mechanism for performing irradiation with an excitation energy beam having a lower energy or a lower energy density than the excitation energy beam irradiation for forming the plasma is provided in an area including the irradiation planned position ( Claim 1) "is provided.
【0014】また、本発明は第二に「前記標的部材への
前記低エネルギーまたは低エネルギー密度の励起エネル
ギービームは、前記標的部材の表面または表層に存在す
る、汚れ、不純物、または前記プラズマから取り出すX
線の強度を変動させる物質を除去するエネルギーまたは
エネルギー密度を有することを特徴とする請求項1記載
のX線発生装置(請求項2)」を提供する。The present invention secondly provides that "the low energy or low energy density excitation energy beam to the target member is extracted from dirt, impurities, or the plasma existing on the surface or surface of the target member. X
An X-ray generator (claim 2) according to claim 1, characterized in that it has an energy or energy density that removes substances that vary the intensity of the rays.
【0015】また、本発明は第三に「前記プラズマ形成
のための励起エネルギービームと前記低エネルギーまた
は低エネルギー密度の励起エネルギービームとが同一の
励起エネルギービーム源から出射されるようにしたこと
を特徴とする請求項1または2記載のX線発生装置(請
求項3)」を提供する。また、本発明は第四に「前記励
起エネルギービームの照射面積を変更する機構をさらに
設けたことを特徴とする請求項1〜3記載のX線発生装
置(請求項4)」を提供する。The third aspect of the present invention is that "the excitation energy beam for forming the plasma and the low energy or low energy density excitation energy beam are emitted from the same excitation energy beam source. An X-ray generator (claim 3) according to claim 1 or 2 is provided. A fourth aspect of the present invention provides an "X-ray generator (claim 4) according to any one of claims 1 to 3, further comprising a mechanism for changing an irradiation area of the excitation energy beam.
【0016】また、本発明は第五に「前記励起エネルギ
ービームの照射位置または照射領域を変更する機構をさ
らに設けたことを特徴とする請求項1〜4記載のX線発
生装置(請求項5)」を提供する。また、本発明は第六
に「前記プラズマから取り出すX線の強度を検出するX
線強度検出機構をさらに設けたことを特徴とする請求項
1〜5記載のX線発生装置(請求項6)」を提供する。In a fifth aspect of the present invention, an X-ray generator according to any one of claims 1 to 4, further comprising: a mechanism for changing an irradiation position or an irradiation region of the excitation energy beam. )"I will provide a. The sixth aspect of the present invention is "X for detecting the intensity of X-rays extracted from the plasma.
An X-ray generator (claim 6) according to claims 1 to 5, characterized in that a line intensity detection mechanism is further provided.
【0017】また、本発明は第七に「請求項1〜6記載
のX線発生装置を備えたX線顕微鏡、X線分析装置、X
線露光装置などのX線装置(請求項7)」を提供する。In a seventh aspect of the present invention, "an X-ray microscope equipped with the X-ray generator according to any one of claims 1 to 6, an X-ray analyzer, and an X-ray analyzer.
An X-ray device such as a line exposure device (claim 7) is provided.
【0018】[0018]
【発明の実施の形態】本発明のプラズマX線源を用いた
X線発生装置では、プラズマ形成のための励起エネルギ
ービーム照射を標的部材に対して行う前に、該励起エネ
ルギービームの前記標的部材への照射予定位置に、或い
は該照射予定位置を含む領域に、前記プラズマ形成のた
めの励起エネルギービーム照射よりも低エネルギーまた
は低エネルギー密度の励起エネルギービーム照射を予め
行う機構を設けている。BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION In an X-ray generator using a plasma X-ray source according to the present invention, the target member of the excitation energy beam is irradiated before the target member is irradiated with the excitation energy beam for plasma formation. A mechanism for performing irradiation with an excitation energy beam having a lower energy or a lower energy density than the excitation energy beam irradiation for forming the plasma is provided in advance at a planned irradiation position or a region including the planned irradiation position.
【0019】例えば、図1に示すように、減圧された真
空容器内で矢印の方向に移動するターゲット材(標的部
材の一例)111の表面に、プラズマは発生させない
が、レーザーアブレーションが起こる程度の強度密度に
なるように集光したパルスレーザー光(プラズマ形成の
ための励起エネルギービーム照射よりも低エネルギー密
度の励起エネルギービームの一例)101を照射する。For example, as shown in FIG. 1, plasma is not generated on the surface of a target material (an example of a target member) 111 that moves in the direction of the arrow in a depressurized vacuum container, but laser ablation does not occur. A pulsed laser light (an example of an excitation energy beam having a lower energy density than irradiation of an excitation energy beam for plasma formation) 101 focused so as to have an intensity density is emitted.
【0020】その後、ターゲット材111を移動させ、
ターゲット材表面の前記レーザー光101が照射された
部分が励起レーザー光(プラズマ形成のための励起エネ
ルギービームの一例)102の集光位置に来るようにし
た後、励起レーザー光102を発振させてプラズマ10
3を発生させると、常にレーザーアブレーションにより
表面の汚れが除去された部分にプラズマが発生する。Then, the target material 111 is moved,
The part of the surface of the target material irradiated with the laser light 101 is made to come to the focus position of the excitation laser light (an example of the excitation energy beam for plasma formation) 102, and then the excitation laser light 102 is oscillated to generate plasma. 10
When No. 3 is generated, plasma is always generated in a portion where surface dirt is removed by laser ablation.
【0021】即ち、本発明の一例である図1のX線発生
装置では、プラズマ102が常に、レーザーアブレーシ
ョンにより汚れが除去されたターゲット材表面部分にお
いて生成されるため、発生するプラズマ103は汚れの
影響を受けない。そのため、図1のX線発生装置では、
同じエネルギーのレーザー光で複数回プラズマを励起し
た場合、汚れを取り除かない場合と比べると安定した均
一な強度のX線を得ることができる。That is, in the X-ray generator of FIG. 1 which is an example of the present invention, the plasma 102 is always generated on the surface portion of the target material from which the stain has been removed by laser ablation, so that the generated plasma 103 generates the stain. Not affected. Therefore, in the X-ray generator of FIG.
When the plasma is excited a plurality of times with the laser light of the same energy, stable and uniform X-ray intensity can be obtained as compared with the case where the stain is not removed.
【0022】ところで、励起レーザー光の強度を制御す
ることにより、取り出す(発生させる)X線の強度を制
御しようとする場合、ターゲット材表面の汚れの影響が
除去できなければ、高い精度でX線強度を制御すること
はできない。そこで、図1のX線発生装置のように、レ
ーザーアブレーションによりターゲット表面の汚れをあ
らかじめ除去すれば、発生するX線の強度を励起レーザ
ーの強度により精度良く調節できる。By the way, when the intensity of the X-ray to be extracted (generated) is controlled by controlling the intensity of the excitation laser beam, the X-ray can be highly accurately measured unless the influence of contamination on the surface of the target material can be eliminated. It is not possible to control the intensity. Therefore, if the dirt on the target surface is previously removed by laser ablation as in the X-ray generator shown in FIG. 1, the intensity of the X-ray generated can be adjusted with high precision by the intensity of the excitation laser.
【0023】このように、本発明のX線装置によれば、
プラズマ形成のための励起エネルギービーム照射よりも
低エネルギーまたは低エネルギー密度の励起エネルギー
ビーム照射を予め行う機構により標的部材表面の汚れを
除去することで、X線強度の変動を解消または抑制し、
X線強度を安定化させることができる。そして、X線強
度の調節を高い精度で行うことができる。Thus, according to the X-ray apparatus of the present invention,
By removing dirt on the surface of the target member by a mechanism that pre-irradiates the excitation energy beam with a lower energy or lower energy density than the irradiation with the excitation energy beam for plasma formation, the fluctuation of the X-ray intensity is eliminated or suppressed,
The X-ray intensity can be stabilized. Then, the X-ray intensity can be adjusted with high accuracy.
【0024】本発明にかかる前記標的部材への前記低エ
ネルギーまたは低エネルギー密度の励起エネルギービー
ム照射は、前記標的部材の表面または表層に存在する、
汚れ、不純物、または前記プラズマから取り出すX線の
強度を変動させる物質を除去するエネルギーまたはエネ
ルギー密度を有することが好ましい(請求項2)。かか
る構成にすることにより、プラズマから取り出すX線の
強度をさらに安定化させることができる。Irradiation of the low energy or low energy density excitation energy beam to the target member according to the present invention is present on the surface or surface layer of the target member.
It is preferable to have energy or energy density for removing dirt, impurities, or substances that change the intensity of X-rays extracted from the plasma (claim 2). With such a structure, the intensity of X-rays extracted from the plasma can be further stabilized.
【0025】本発明のX線発生装置は、前記プラズマ形
成のための励起エネルギービームと前記低エネルギーま
たは低エネルギー密度の励起エネルギービームとが同一
の励起エネルギービーム源から出射されるようにする
と、装置を小型化、低価格化できるので好ましい(請求
項3)。本発明のX線発生装置では、前記励起エネルギ
ービームの照射面積を変更する機構をさらに設けること
が好ましい(請求項4)。In the X-ray generator of the present invention, when the excitation energy beam for forming the plasma and the low energy or low energy density excitation energy beam are emitted from the same excitation energy beam source, Is preferable because it can be downsized and the price can be reduced (Claim 3). In the X-ray generator of the present invention, it is preferable that a mechanism for changing the irradiation area of the excitation energy beam is further provided (Claim 4).
【0026】かかる構成にすることにより、異なる材料
の標的部材を目的に合わせてそれぞれ使用する場合で
も、各材料の標的部材に照射する励起エネルギービーム
が、(1) プラズマを形成できる程度の強度密度となるよ
うに、(2) 標的部材表面の汚れを除去できる程度の強度
密度となるように、或いは(3) 標的部材の表面または表
層に存在する、汚れ、不純物、または前記プラズマから
取り出すX線の強度を変動させる物質を除去できる程度
の強度密度となるように、それぞれ照射面積を調整する
ことができる。With this structure, even when the target members made of different materials are used according to the purpose, the excitation energy beam irradiating the target members made of the respective materials (1) has an intensity density enough to form plasma. So that (2) the intensity density is such that dirt on the surface of the target member can be removed, or (3) dirt, impurities, or X-rays extracted from the plasma present on the surface or surface of the target member. The irradiation area can be adjusted so that the intensity density is such that a substance that changes the intensity of can be removed.
【0027】また、X線強度変動の抑制効果が小さいこ
とが判ったときに、照射面積を調整することで抑制効果
の増大化を図ることができる。本発明のX線発生装置で
は、前記励起エネルギービームの照射位置または照射領
域を変更する機構をさらに設けることが好ましい(請求
項5)。かかる構成にして、標的部材への照射位置また
は照射領域を変更することで、標的部材を交換すること
なく、繰り返し使用することができる。そして、その結
果、X線発生装置の連続使用時間、またはメンテナンス
フリーの時間を増大することができる。When it is found that the X-ray intensity fluctuation suppressing effect is small, the suppressing effect can be increased by adjusting the irradiation area. In the X-ray generator of the present invention, it is preferable that a mechanism for changing the irradiation position or irradiation region of the excitation energy beam is further provided (Claim 5). With such a configuration, by changing the irradiation position or irradiation area to the target member, it is possible to repeatedly use the target member without exchanging it. As a result, the continuous use time of the X-ray generator or the maintenance-free time can be increased.
【0028】また、X線強度変動の抑制効果が小さいこ
とが判ったときに、照射位置または照射領域を変更する
ことにより、抑制効果の増大化を図ることができる。本
発明のX線発生装置では、前記プラズマから取り出すX
線の強度を検出するX線強度検出機構をさらに設けるこ
とが好ましい(請求項6)。かかる構成にすることによ
り、プラズマから取り出すX線の強度変動があった場合
にその変動をリアルタイムで検知して、標的部材への励
起エネルギービーム照射(プラズマ形成用及び/または
X線の強度変動防止用)にかかる、(1) 照射強度または
その強度密度を調整することにより、(2) 照射面積を変
更することにより、或いは、(3) 照射位置または照射領
域を変更することにより、X線強度の変動を解消または
抑制し、X線強度を確実に安定化させることができる。
そして、X線強度の調節を確実に高い精度で行うことが
できる。Further, when it is found that the X-ray intensity fluctuation suppressing effect is small, the suppressing effect can be increased by changing the irradiation position or irradiation region. In the X-ray generator of the present invention, X extracted from the plasma
It is preferable to further provide an X-ray intensity detection mechanism for detecting the intensity of the rays (claim 6). With such a configuration, when there is a variation in the intensity of the X-rays extracted from the plasma, the variation is detected in real time, and irradiation of the excitation energy beam to the target member (for plasma formation and / or prevention of intensity variation of the X-rays). X-ray intensity by (1) adjusting the irradiation intensity or its intensity density, (2) changing the irradiation area, or (3) changing the irradiation position or irradiation area. Can be eliminated or suppressed, and the X-ray intensity can be reliably stabilized.
Then, the X-ray intensity can be surely adjusted with high accuracy.
【0029】なお、標的部材に照射する励起エネルギー
ビーム(プラズマ形成用及び/またはX線の強度変動防
止用)の強度を検出する励起エネルギービーム検出機構
を設けることが好ましい。かかる励起エネルギービーム
の検出機構を設けると、X線の強度変動の発生が(a) プ
ラズマ形成用の励起エネルギービームの強度低下または
その強度密度の低下によるものか、(b) X線の強度変動
を防止するための励起エネルギービームの強度低下によ
るものか、或いは、(c) X線の強度変動を防止するため
の励起エネルギービームの照射面積、照射位置、または
照射領域が不適切であることによるものか、を区別でき
る。It is preferable to provide an excitation energy beam detection mechanism for detecting the intensity of the excitation energy beam (for plasma formation and / or for preventing X-ray intensity fluctuation) with which the target member is irradiated. If such a mechanism for detecting the excitation energy beam is provided, whether the intensity fluctuation of the X-ray is caused by (a) the intensity reduction of the excitation energy beam for plasma formation or the intensity density thereof, or (b) the intensity variation of the X-ray. To reduce the intensity of the excitation energy beam in order to prevent the above, or (c) the irradiation area, irradiation position, or irradiation region of the excitation energy beam to prevent fluctuations in the intensity of X-rays is inappropriate. It can be distinguished whether it is a thing.
【0030】そして、(a) の場合には、プラズマ形成用
励起エネルギービームの強度またはその強度密度を増大
させることにより、(b) の場合には、X線の強度変動を
防止するための励起エネルギービームの強度またはその
強度密度を増大させることにより、或いは、(c) の場合
には、X線の強度変動を防止するための励起エネルギー
ビームの照射面積、照射位置、または照射領域を変更す
ることにより、X線強度をより確実に安定化させること
ができる。そして、X線強度の調節をより確実に高い精
度で行うことができる。In the case of (a), the intensity of the excitation energy beam for plasma formation or its intensity density is increased, and in the case of (b), the excitation for preventing the intensity fluctuation of X-rays. By increasing the intensity of the energy beam or its intensity density, or, in the case of (c), changing the irradiation area, irradiation position, or irradiation region of the excitation energy beam to prevent X-ray intensity fluctuations. Thereby, the X-ray intensity can be stabilized more reliably. Then, the X-ray intensity can be adjusted more reliably and with high accuracy.
【0031】尚、(a) 、(b) 、(c) の各状況に応じて、
X線強度検出機構により検出されるX線強度が回復する
まで、(a) 、(b) 、(c) の各動作を継続することは言う
までもない。X線強度が安定化され、またX線強度の高
精度調節が可能なプラズマX線源を有する本発明にかか
るX線発生装置を備えたX線装置は、例えば像観察が容
易なX線顕微鏡、容易に正確な分析ができるX線分析装
置、X線露光量を容易に一定保持できるX線露光装置な
どのX線装置として各特徴を生かして使用できる(請求
項7)。Incidentally, depending on the respective situations of (a), (b) and (c),
It goes without saying that the operations (a), (b), and (c) are continued until the X-ray intensity detected by the X-ray intensity detection mechanism is recovered. An X-ray apparatus provided with an X-ray generator according to the present invention having a plasma X-ray source capable of stabilizing the X-ray intensity and adjusting the X-ray intensity with high precision is, for example, an X-ray microscope which facilitates image observation. The present invention can be used by making full use of the features of the X-ray analysis apparatus such as an X-ray analysis apparatus capable of easily performing accurate analysis and the X-ray exposure apparatus capable of easily maintaining a constant X-ray exposure amount.
【0032】以下、本発明を実施例によりさらに詳細に
説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるもの
ではない。Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to examples, but the present invention is not limited to these examples.
【0033】[0033]
【実施例】図2に標的部材としてテープ状のタンタルを
用いる本実施例のX線発生装置の概略部分構成図を示
す。YAGレーザー光(プラズマ形成用の励起エネルギ
ービームよりも低エネルギーまたは低エネルギー密度の
励起エネルギービームの一例)201とYAGレーザー
光(プラズマ形成用の励起エネルギービームの一例)2
02とが、それぞれ集光レンズ235により集光されな
がら入射窓232を透過して、真空容器234内に入射
する。EXAMPLE FIG. 2 shows a schematic partial configuration diagram of an X-ray generator of this example using tape-shaped tantalum as a target member. YAG laser light (an example of an excitation energy beam having a lower energy or lower energy density than the excitation energy beam for forming a plasma) 201 and YAG laser light (an example of an excitation energy beam for forming a plasma) 2
02 is transmitted through the entrance window 232 while being condensed by the condenser lens 235, and enters into the vacuum container 234.
【0034】YAGレーザー光201は集光されること
により、タンタルターゲット(標的部材の一例)211
の表面でレーザーアブレーションを起こす程度の強度密
度になっている。そして、このレーザーアブレーション
により標的部材表面の汚れが除去される。また、YAG
レーザー光202は、前記レーザーアブレーションによ
り表面の汚れが除去されたタンタルターゲットの表面に
集光されてプラズマ203を形成する。By collecting the YAG laser light 201, a tantalum target (an example of a target member) 211 is obtained.
The intensity density is such that laser ablation occurs on the surface of. Then, this laser ablation removes stains on the surface of the target member. Also, YAG
The laser beam 202 is focused on the surface of the tantalum target from which the dirt on the surface is removed by the laser ablation to form plasma 203.
【0035】タンタルターゲット211は厚さ15μm
のテープ形状であり、テープ上の同じ位置にレーザー光
が繰り返し集光されることのないように、プラズマ発生
時には、駆動手段(例えば、モーター、不図示)により
リール212及びピンチローラー213を回転させてタ
ンタルテープを移動させている。タンタルテープの移動
速度は、一つのプラズマが生成されてから次のプラズマ
を生成するためのレーザー光が入射するまでに、プラズ
マの発生によりタンタルテープに生ずる孔の直径分以上
にテープが移動する速度であり、かつ、YAGレーザー
光202が集光される位置が、すでにYAGレーザー光
201により照射されたターゲット領域(前記レーザー
アブレーションにより表面の汚れが除去されたターゲッ
ト領域)に含まれるようになる速度である。The tantalum target 211 has a thickness of 15 μm.
When the plasma is generated, the reel 212 and the pinch roller 213 are rotated by a driving unit (for example, a motor, not shown) so that the laser light is not repeatedly focused on the same position on the tape. Moving the tantalum tape. The movement speed of the tantalum tape is the speed at which the tape moves more than the diameter of the hole generated in the tantalum tape due to the generation of plasma from the time when one plasma is generated until the laser light for generating the next plasma is incident. And the speed at which the position where the YAG laser beam 202 is focused is included in the target region already irradiated with the YAG laser beam 201 (the target region where the surface contamination has been removed by the laser ablation). Is.
【0036】タンタルターゲット211上にYAGレー
ザー202は45度の入射角で入射、集光され、生成し
たプラズマ203から発生したX線204は、YAGレ
ーザー202とは反対側の45度の方向に設けられたX
線取り出し窓231からX線光学系へと導かれる。本実
施例では、励起用YAGレーザー202の入射角とX線
204の取り出し角を共に45度にとったが、この角度
に限定されるものではない。The YAG laser 202 is incident on the tantalum target 211 at an incident angle of 45 degrees and condensed, and the X-rays 204 generated from the generated plasma 203 are provided in the direction of 45 degrees on the side opposite to the YAG laser 202. The X
It is guided to the X-ray optical system from the line extraction window 231. In this embodiment, the incident angle of the exciting YAG laser 202 and the extraction angle of the X-ray 204 are both 45 degrees, but the angle is not limited to this angle.
【0037】本実施例では、ターゲット表面の汚れを除
去するために照射するレーザー光をYAGレーザー光と
したが、これに限定するものではなく、エキシマレーザ
ー等、他のレーザー光でもよい。本実施例では、テープ
ターゲットの移動方向を一方向としてレーザーアブレー
ションが行われるターゲット上の位置を1箇所とした
が、テープターゲット211の移動方向を双方向とし、
プラズマ発生位置の左右2箇所のターゲット上で切り替
えてレーザーアブレーションを行うか、或いは、同時に
行うようにしてもよい。In the present embodiment, the laser light applied to remove the dirt on the target surface is the YAG laser light, but the laser light is not limited to this and may be another laser light such as an excimer laser. In the present embodiment, the moving direction of the tape target is one direction and the position on the target where the laser ablation is performed is one position. However, the moving direction of the tape target 211 is bidirectional,
Laser ablation may be performed by switching on the two targets on the left and right of the plasma generation position, or simultaneously.
【0038】本実施例では、アブレーションにより汚れ
を除去するYAGレーザー光201の光源をプラズマを
励起するYAGレーザー光202とは違う光源とした
が、ビームスプリッターまたはミラーにより励起レーザ
ー光202の一部、または全部を取り出してアブレーシ
ョンを行うことで、レーザー光源を一つにすることもで
きる。In this embodiment, the light source of the YAG laser light 201 for removing dirt by ablation is different from the YAG laser light 202 for exciting the plasma, but a part of the excitation laser light 202 is changed by a beam splitter or a mirror. Alternatively, one laser light source can be used by taking out all of them and performing ablation.
【0039】なお、励起レーザー光202の一部、また
は全部を取り出してアブレーションを行う場合には、タ
ーゲット211上における照射面積をプラズマ形成のた
めの照射にかかる照射面積よりも大きくすることで、プ
ラズマ形成時よりも照射のエネルギー密度を低減し、ア
ブレーションが起こる程度のレーザー光強度密度とする
ことができる。When a part or all of the excitation laser beam 202 is extracted and ablated, the irradiation area on the target 211 is made larger than the irradiation area for irradiation for plasma formation. The energy density of irradiation can be reduced more than that at the time of formation, and the laser beam intensity density can be set to a level at which ablation occurs.
【0040】本実施例では、ターゲット形状はテープ状
であるが、この他、円柱状、板状等の形状でもよい。ま
た、本実施例では、真空容器内でターゲットを連続的に
移動させ、レーザーアブレーションによりターゲット表
面を清浄にするためのレーザー光照射位置(真空容器内
位置)と、プラズマを発生させるためのレーザー光照射
位置(真空容器内位置)とは別々となっている。In this embodiment, the target shape is a tape shape, but it may be a cylindrical shape, a plate shape or the like. Further, in the present embodiment, the laser light irradiation position (inside the vacuum container) for moving the target continuously in the vacuum container and cleaning the target surface by laser ablation, and the laser light for generating the plasma. It is separate from the irradiation position (position inside the vacuum container).
【0041】しかし、これに限定されるものではなく、
ターゲットを間欠的に移動させ、アブレーションを行う
レーザー光とプラズマを励起するレーザー光を時間的に
ずらすことにより、アブレーションを行うレーザー光の
照射位置とプラズマを励起するレーザー光の照射位置を
真空容器内の同一位置または領域としてもよい。本実施
例では、標的部材表面のプラズマが生成される部分の汚
れをレーザーアブレーションにより予め取り除くこと
で、X線強度の変動を解消または抑制し、X線強度を安
定化させることができる。そして、X線強度の調節を高
い精度で行うことができる。However, the present invention is not limited to this.
By moving the target intermittently and temporally shifting the laser light for ablation and the laser light for exciting the plasma, the irradiation position of the laser light for ablation and the irradiation position of the laser light for exciting the plasma are inside the vacuum container. May be at the same position or area. In this embodiment, the contamination of the surface of the target member where plasma is generated can be removed in advance by laser ablation, whereby fluctuations in X-ray intensity can be eliminated or suppressed, and X-ray intensity can be stabilized. Then, the X-ray intensity can be adjusted with high accuracy.
【0042】即ち、本実施例のX線発生装置によれば、
励起レーザー光のエネルギーが一定であれば、X線の強
度を一定に保つことが可能であり、また、励起レーザー
のエネルギーを制御することにより発生するX線の強度
も精度よく制御することができる。That is, according to the X-ray generator of this embodiment,
If the energy of the excitation laser light is constant, the intensity of X-rays can be kept constant, and the intensity of X-rays generated by controlling the energy of the excitation laser can also be controlled accurately. .
【0043】[0043]
【発明の効果】以上、説明したように、本発明のX線発
生装置によれば、X線強度の変動を解消または抑制し、
X線強度を安定化させることができる。そして、X線強
度の調節を高い精度で行うことができる。また、本発明
のX線装置によれば、X線強度が安定化され、またX線
強度の高精度調節が可能なプラズマX線源を有するX線
発生装置を備え、像観察が容易なX線顕微鏡、容易に正
確な分析ができるX線分析装置、X線露光量を容易に一
定保持できるX線露光装置などのX線装置として各特徴
を生かすことができる。As described above, according to the X-ray generator of the present invention, fluctuations in X-ray intensity are eliminated or suppressed,
The X-ray intensity can be stabilized. Then, the X-ray intensity can be adjusted with high accuracy. Further, according to the X-ray apparatus of the present invention, the X-ray intensity is stabilized, and the X-ray generator having the plasma X-ray source capable of adjusting the X-ray intensity with high precision is provided, and the X-ray observation facilitates image observation. Each feature can be utilized as an X-ray device such as a line microscope, an X-ray analysis device that can easily and accurately analyze, and an X-ray exposure device that can easily maintain a constant X-ray exposure amount.
【図1】は、ターゲット材(標的部材)111表面上に
おけるプラズマ生成用レーザ光102の照射予定位置に
予め、エネルギーまたはエネルギー密度を下げたレーザ
ー光101を照射する構成を有するX線発生装置(一
例)の概略部分構成図である。FIG. 1 is an X-ray generator having a structure in which a laser beam 101 with reduced energy or energy density is previously irradiated onto a target irradiation position of a plasma generation laser beam 102 on a surface of a target material (target member) 111 ( It is a schematic partial block diagram of an example).
【図2】は、実施例のX線発生装置の概略部分構成図で
ある。FIG. 2 is a schematic partial configuration diagram of an X-ray generator according to an embodiment.
101,201 レーザー光(プラズマ形成用の励起エ
ネルギービームよりも低エネルギーまたは低エネルギー
密度の励起エネルギービームの一例) 102,202 励起レーザー光(プラズマ形成用の励
起エネルギービームの一例) 103,203 プラズマ 104,204 X線 111,211 ターゲット材(標的部材の一例) 131,231 X線取り出し窓 212 リール 213 ピンチローラー 232 レーザー光入射窓 234 真空容器 235 集光レンズ 以上101, 201 Laser light (an example of an excitation energy beam having lower energy or energy density lower than that of an excitation energy beam for plasma formation) 102, 202 Excitation laser light (an example of excitation energy beam for plasma formation) 103, 203 Plasma 104 , 204 X-ray 111, 211 Target material (an example of target member) 131, 231 X-ray extraction window 212 reel 213 pinch roller 232 laser light incident window 234 vacuum container 235 condensing lens or more
Claims (7)
エネルギービームを照射してプラズマを形成し、該プラ
ズマからX線を取り出すX線発生装置において、 前記プラズマ形成のための励起エネルギービーム照射を
行う前に、該励起エネルギービームの前記標的部材への
照射予定位置に、或いは該照射予定位置を含む領域に、
前記プラズマ形成のための励起エネルギービーム照射よ
りも低エネルギーまたは低エネルギー密度の励起エネル
ギービーム照射を予め行う機構を設けたことを特徴とす
るX線発生装置。1. An X-ray generator for irradiating an excitation energy beam to a target member in a depressurized vacuum container to form plasma and extracting X-rays from the plasma, wherein the excitation energy beam irradiation for forming the plasma is performed. Before performing, at the planned irradiation position of the excitation energy beam to the target member, or in the region including the irradiation planned position,
An X-ray generator comprising a mechanism for performing irradiation with an excitation energy beam having a lower energy or a lower energy density than the irradiation of the excitation energy beam for forming the plasma.
は低エネルギー密度の励起エネルギービームは、前記標
的部材の表面または表層に存在する、汚れ、不純物、ま
たは前記プラズマから取り出すX線の強度を変動させる
物質を除去するエネルギーまたはエネルギー密度を有す
ることを特徴とする請求項1記載のX線発生装置。2. The low-energy or low-energy-density excitation energy beam on the target member changes the intensity of dirt, impurities, or X-rays extracted from the plasma existing on the surface or surface of the target member. The X-ray generator according to claim 1, having energy or energy density for removing a substance.
ービームと前記低エネルギーまたは低エネルギー密度の
励起エネルギービームとが同一の励起エネルギービーム
源から出射されるようにしたことを特徴とする請求項1
または2記載のX線発生装置。3. The excitation energy beam for forming the plasma and the excitation energy beam having the low energy or low energy density are emitted from the same excitation energy beam source.
Or the X-ray generator described in 2.
変更する機構をさらに設けたことを特徴とする請求項1
〜3記載のX線発生装置。4. The mechanism for changing the irradiation area of the excitation energy beam is further provided.
X-ray generator of statement.
たは照射領域を変更する機構をさらに設けたことを特徴
とする請求項1〜4記載のX線発生装置。5. The X-ray generator according to claim 1, further comprising a mechanism for changing an irradiation position or an irradiation region of the excitation energy beam.
検出するX線強度検出機構をさらに設けたことを特徴と
する請求項1〜5記載のX線発生装置。6. The X-ray generator according to claim 1, further comprising an X-ray intensity detection mechanism for detecting the intensity of X-rays extracted from the plasma.
たX線顕微鏡、X線分析装置、X線露光装置などのX線
装置。7. An X-ray device, such as an X-ray microscope, an X-ray analysis device, and an X-ray exposure device, which is equipped with the X-ray generation device according to claim 1.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8132409A JPH09320793A (en) | 1996-05-27 | 1996-05-27 | X-ray generator and X-ray device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8132409A JPH09320793A (en) | 1996-05-27 | 1996-05-27 | X-ray generator and X-ray device |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09320793A true JPH09320793A (en) | 1997-12-12 |
Family
ID=15080720
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8132409A Pending JPH09320793A (en) | 1996-05-27 | 1996-05-27 | X-ray generator and X-ray device |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH09320793A (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003512192A (en) * | 1999-10-28 | 2003-04-02 | サントル ナショナル デ ラ ルシェルシュ シィアンティフィク (セ.エヌ.エール.エス.) | Nanostructure, its application, and its manufacturing method |
-
1996
- 1996-05-27 JP JP8132409A patent/JPH09320793A/en active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003512192A (en) * | 1999-10-28 | 2003-04-02 | サントル ナショナル デ ラ ルシェルシュ シィアンティフィク (セ.エヌ.エール.エス.) | Nanostructure, its application, and its manufacturing method |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20050222 |
|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20050705 |