JPS61227353A - Plasma X-ray generator - Google Patents
Plasma X-ray generatorInfo
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- JPS61227353A JPS61227353A JP60066465A JP6646585A JPS61227353A JP S61227353 A JPS61227353 A JP S61227353A JP 60066465 A JP60066465 A JP 60066465A JP 6646585 A JP6646585 A JP 6646585A JP S61227353 A JPS61227353 A JP S61227353A
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- plasma
- axis
- electrodes
- cylindrical
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-
- H—ELECTRICITY
- H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H05G—X-RAY TECHNIQUE
- H05G2/00—Apparatus or processes specially adapted for producing X-rays, not involving X-ray tubes, e.g. involving generation of a plasma
- H05G2/001—Production of X-ray radiation generated from plasma
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Plasma & Fusion (AREA)
- Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
- Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (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。(57) [Summary] This bulletin contains application data before electronic filing, so abstract data is not recorded.
Description
【発明の詳細な説明】
〔発明の利用分野〕
本発明は、パルス放電によって高温高密度のプラズマを
形成して軟ＸＳを発生するプラズマＸ線源に係り、特に
プラズマフォーカスＸａ源の改良に関するものである。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Field of Application of the Invention] The present invention relates to a plasma X-ray source that generates soft XS by forming high-temperature, high-density plasma by pulse discharge, and particularly relates to an improvement of a plasma focused Xa source. It is.
このプラズマＸ線源は、サブミクロ／のＩＣを製造する
ｘｍ露光装置の線源などに適している。This plasma X-ray source is suitable as a radiation source for an xm exposure apparatus for manufacturing submicro/ICs.
プラズマフォーカスは、２本の円筒電極を同軸状に配置
して一端をガラスなどの絶縁物で絶縁して固定し、放電
容器に収納し、気体を充填し、充電したコンデンサから
パルス電圧を円筒電極間に印加して気体をプラズマ化し
、プラズマを電極間の空間を走行させて電極の先端にフ
ォーカスし、ピンチ効果によってプラズマを圧縮して高
温高密度のプラズマのホットスポットを形成し、高輝度
のＸ線を放射する。Plasma focus consists of two cylindrical electrodes arranged coaxially, one end of which is insulated and fixed with an insulating material such as glass, housed in a discharge vessel, filled with gas, and pulsed voltage is applied from a charged capacitor to the cylindrical electrodes. The plasma is applied between the electrodes to turn the gas into plasma, the plasma travels through the space between the electrodes and is focused on the tip of the electrode, and the pinch effect compresses the plasma to form a hot spot of high-temperature, high-density plasma. Emits X-rays.
゛ そして、このようなプラズマフォーカスそのものに
ついては、ジエイ・ダブリュー・マザー著メソッド・オ
プ・イクスペリメンタル・フイズイツクス、デンス・プ
ラズマ・フォーカス、第９Ｂ％。゛ And regarding such plasma focus itself, please refer to Method Op Experimental Physics, Dense Plasma Focus, No. 9B% by G.W. Mather.
ページ１８７．１９７１年アカデミツク・プレス発行（
Ｊ、Ｗ、 Ｍａｔｈｅｒ Ｈ１）ｅｎｓｅ Ｐｌａｓｍ
ａ Ｆｏｃｕｓ 。Page 187. Published by Academic Press in 1971 (
J, W, Mather H1)ense Plasm
a Focus.
Ｍｅｔｈｏｄｓ ｏｆ Ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌ ｐ
ｈｙｓｉｃｓ、 Ｖｏ１９Ｂ、 ｐｐ、１８７ （１
９７１） Ａｃａｄｅｍｉｃ Ｐｒｅｓｓ ）に詳しく
記載されている。Methods of Experimental
hysics, Vo19B, pp, 187 (1
971) Academic Press).
プラズマフォーカスは、構造が単純で、強い軟Ｘ線を発
生できるというすぐれた特徴があるが、この装置には、
放電ごとに線源の位置が変動するという、露光用Ｘ線源
にとっては重大な問題点がある。Plasma focus has the excellent features of a simple structure and the ability to generate strong soft X-rays, but this device has
A serious problem with exposure X-ray sources is that the position of the source changes with each discharge.
本発明の目的は、プラズマフォーカスあるいはこれに類
似したプラズマＸ線源において、Ｘ線を放射するホット
スポットの位置の軸からの変動を少なくし得る手段を備
えたプラズマＸ線発生装置を提供することにある。An object of the present invention is to provide a plasma X-ray generator equipped with a means for reducing deviation from the axis of the position of a hot spot that emits X-rays in a plasma focus or a similar plasma X-ray source. It is in.
上記の目的を達成するために、本発明では、プラズマフ
ォーカスの外側の円筒電極の長さを、内側の円筒電極よ
り延長し、フォーカスによって高温高密度のプラズマが
形成される空間を外側の円筒電極で取囲む構造セするこ
とによって、高密度のプラズマの線条が中心の軸から変
位すると、軸に向って戻そうとする強い復元力をプラズ
マに作用させるようにしたものである。In order to achieve the above object, in the present invention, the length of the outer cylindrical electrode of the plasma focus is extended than the inner cylindrical electrode, and the space where high temperature and high density plasma is formed by the focus is By having a structure surrounding the plasma, when a line of high-density plasma is displaced from the central axis, a strong restoring force is applied to the plasma to return it toward the axis.
はじめに、本発明の原理について述べる。 First, the principle of the present invention will be described.
いま、電流工が流れている長さｔのプラズマの線条が、
内半径「の円筒容器の中心の軸からδの距離にあるとす
ると、プラズマの線条に働く、軸に向う力Ｆは、
で与えられる。ここに、μ０は真空中の透磁率である。Now, the plasma line of length t through which the electrician is flowing is
Assuming that the center of a cylindrical container with an inner radius is at a distance δ from the axis, the force F acting on the plasma line toward the axis is given by where μ0 is the magnetic permeability in vacuum.
したがって、軸から変位したプラズマが軸に向って復元
する力を増加するには、円筒容器の半径ｒを減少するこ
とが有効である。Therefore, in order to increase the force with which the plasma displaced from the axis is restored toward the axis, it is effective to reduce the radius r of the cylindrical container.
しかるに、従来のプラズマフォーカスでは、二本の円筒
電極の長さはほぼ等しく、プラズマが電極の先端を通過
すると、上式における半径ｒの値は放電容器の内半径に
近い値になってしまう。本発明によれば、外側の円筒電
極を内側の円筒電極より延長し、プラズマがピンチを起
す空間を取囲む構造にすることによって、半径ｒの値を
外側電極の内半径に等しくするのである。However, in conventional plasma focusing, the lengths of the two cylindrical electrodes are approximately equal, and when the plasma passes through the tip of the electrode, the value of the radius r in the above equation becomes a value close to the inner radius of the discharge vessel. According to the present invention, the value of the radius r is made equal to the inner radius of the outer electrode by extending the outer cylindrical electrode from the inner cylindrical electrode and surrounding the space where the plasma pinches.
次に、本発明を５ｇ１図に示す実施例を用いて説明する
。この図は、本発明を実施したプラズマフォーカス放電
管の断面図である。この放電管には円筒状の陽極１とこ
れを取囲む陰極２とが同軸状に配置してあり、両電極は
ガラス３によって絶縁されている。これらは放電容器４
に収められ、内部には、ネオン、アルゴム、クリプトン
などの気体が０．１〜１トル充填しである。両電極間に
は充電されたコンデンサ５が放電スイッチ６を介して接
続されている。放電スイッチ６が作動すると、高電圧が
電極１，２間に印加され、はじめにガラス３の沿面で絶
縁破壊が起り、プラズマが発生する。プラズマは、電極
１，２間の電界と電極を流れる電流によって作られる環
状の磁界から軸に平行な力を受けて電極に沿って運動し
、陽極１の先端を過ぎると磁界の圧力を受けてピンチし
、陽極１の先端の軸の近傍に高温高密度のプラズマのホ
ットスポットを形成して軟Ｘ線を放射する、本発明を実
施した第１図に示す放電管では、陰極２の電極の長さが
、陽極１の長さよりも長く陽極１の先端の空間を取囲む
構造になっている。各電極１，２の寸法は、陽極１の直
径が５０１１１１、長さが２００園、陰極２の内径が１
００ｍ、長さが２２５ｍｍであり、陰極２が陽極１より
２５謹先に張出している。プラズマのホットスポットは
、軸に沿って陽極１の先端から０〜２０ｍの範囲に形成
されるから、本実施例の構造によれば、ホットスポット
が形成される空間を陰極２が取囲んでおり、ホットスポ
ットが軸からずれるに比例して軸に向う強い復元力が作
用することになる１本実施例の放電容器４の内径は１６
０ｍである。ホットスポットが軸からずれたときに働く
復元力の大きさは、内径の二乗に反比例するから、本発
明を実施したことによって、プラズマに働く復元力の大
きさは、約２．５倍になる。復元力が等しいところでプ
ラズマの軸からの変位が平衡するとすれば、本発明を実
施することによって、ホットスポットの軸からの変動は
、２．５分の１に低減される。Next, the present invention will be explained using an example shown in Fig. 5g1. This figure is a sectional view of a plasma focus discharge tube in which the present invention is implemented. In this discharge tube, a cylindrical anode 1 and a cathode 2 surrounding it are arranged coaxially, and both electrodes are insulated by a glass 3. These are discharge vessel 4
The inside is filled with 0.1 to 1 torr of gas such as neon, aluminum, or krypton. A charged capacitor 5 is connected between the two electrodes via a discharge switch 6. When the discharge switch 6 is activated, a high voltage is applied between the electrodes 1 and 2, and dielectric breakdown first occurs along the surface of the glass 3, generating plasma. The plasma moves along the electrodes under the force parallel to the axis from the annular magnetic field created by the electric field between electrodes 1 and 2 and the current flowing through the electrodes, and when it passes the tip of the anode 1, it receives pressure from the magnetic field. In the discharge tube shown in FIG. 1 in which the present invention is implemented, a hot spot of high-temperature, high-density plasma is formed near the axis of the tip of the anode 1 by pinching, and soft X-rays are emitted. It has a structure in which the length is longer than the length of the anode 1 and surrounds the space at the tip of the anode 1. The dimensions of each electrode 1 and 2 are that the diameter of anode 1 is 501111 mm, the length is 200 mm, and the inner diameter of cathode 2 is 1 mm.
00 m, the length is 225 mm, and the cathode 2 extends 25 mm beyond the anode 1. Since a plasma hot spot is formed in a range of 0 to 20 m from the tip of the anode 1 along the axis, according to the structure of this embodiment, the cathode 2 surrounds the space where the hot spot is formed. , a strong restoring force toward the axis acts in proportion to the displacement of the hot spot from the axis.The inner diameter of the discharge vessel 4 in this embodiment is 16.
It is 0m. The magnitude of the restoring force that acts when the hot spot deviates from the axis is inversely proportional to the square of the inner diameter, so by implementing the present invention, the magnitude of the restoring force that acts on the plasma becomes approximately 2.5 times as large. . Assuming that the off-axis displacement of the plasma is balanced at equal restoring forces, by implementing the present invention the off-axis variation of the hot spot is reduced by a factor of 2.5.
以上にのべたごとく、本発明によれば、同軸状の電極を
構成要素とするプラズマＸ線源において外側の電極を内
側の電極より長くして、内側の電極の先端の空間を外側
の電極で取囲む構造にして高温高密度のプラズマから形
成されるＸａを放射するホットスポットの位置の軸から
の変動を減少することが可能になる。本発明を実施する
と、内側１を極の先端は、横から見ることはできないが
、先端の軸の近傍のプラズマの発光を調べるために外側
の電極の一部にスリットを設けるなどの変形を行っても
、本発明の主旨を損なうものではない。As described above, according to the present invention, in a plasma X-ray source that includes coaxial electrodes, the outer electrode is made longer than the inner electrode, and the space at the tip of the inner electrode is filled with the outer electrode. With the surrounding structure, it is possible to reduce variations from the axis of the position of the Xa-emitting hot spot formed from high-temperature, high-density plasma. When the present invention is implemented, the tip of the inner electrode 1 cannot be seen from the side, but in order to examine the plasma emission near the axis of the tip, modifications such as providing a slit in a part of the outer electrode are made. However, this does not detract from the spirit of the present invention.
また、本発明による外側電極の断面の形状は、直線状に
張り出すものに限られず、内側に向って絞り、プラズマ
に働く復元力を増加するための変形された構造も本発明
の主旨に沿うものである。Further, the cross-sectional shape of the outer electrode according to the present invention is not limited to one that extends linearly, but a modified structure that constricts inward to increase the restoring force acting on the plasma is also in line with the gist of the present invention. It is something.
、＠１図は、本発明の一実施例を示すプラズマフォーカ
スｘｍａの放電管の断面図である。
１・・・円筒状の陽極、２・・・１に同軸状に配置され
た陰極、３・・・ガラスの絶縁物、４・・・放電容器、
５・・・冨 １ 図, @1 is a sectional view of a plasma focus xma discharge tube showing an embodiment of the present invention. 1... Cylindrical anode, 2... Cathode arranged coaxially with 1, 3... Glass insulator, 4... Discharge vessel,
5...Tomi 1 Figure
Claims (1)
れた放電管に気体を充填し、上記円筒電極に充電したコ
ンデンサからパルス電圧を印加して気体をプラズマ化し
、上記プラズマを上記円筒電極の先端にフォーカスして
高温高密度のプラズマを形成し、Ｘ線を発生するプラズ
マＸ線発生装置において、上記外側の円筒電極の長さが
上記内側の円筒電極の長さより長くしてなることを特徴
とするプラズマＸ線発生装置。1. A discharge tube in which at least two cylindrical electrodes are arranged coaxially on the inner and outer sides is filled with gas, a pulse voltage is applied to the cylindrical electrodes from a charged capacitor to turn the gas into plasma, and the plasma is turned into plasma. In a plasma X-ray generator that focuses on the tip of a cylindrical electrode to form high-temperature, high-density plasma and generates X-rays, the length of the outer cylindrical electrode is longer than the length of the inner cylindrical electrode. A plasma X-ray generator characterized by the following.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60066465A JPS61227353A (en) | 1985-04-01 | 1985-04-01 | Plasma X-ray generator |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60066465A JPS61227353A (en) | 1985-04-01 | 1985-04-01 | Plasma X-ray generator |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61227353A true JPS61227353A (en) | 1986-10-09 |
Family
ID=13316556
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60066465A Pending JPS61227353A (en) | 1985-04-01 | 1985-04-01 | Plasma X-ray generator |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS61227353A (en) |
-
1985
- 1985-04-01 JP JP60066465A patent/JPS61227353A/en active Pending
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