JP2001100000A

JP2001100000A - Ｘ線発生用ターゲット及びｘ線発生装置

Info

Publication number: JP2001100000A
Application number: JP27430199A
Authority: JP
Inventors: Yasuhiko Nishimura; 靖彦西村; Akira Mase; 晃間瀬; Kyoji Matsubara; 享治松原; Hirozumi Azuma; 博純東
Original assignee: Toyota Motor Corp; Toyota Central R&D Labs Inc; Toyota Macs Inc
Current assignee: Toyota Motor Corp; Toyota Central R&D Labs Inc; Toyota Macs Inc
Priority date: 1999-09-28
Filing date: 1999-09-28
Publication date: 2001-04-13

Abstract

(57)【要約】【課題】ターゲットからの飛散粒子及び浮遊粒子の発生
を抑制する。【解決手段】高分子フィルムと、高分子フィルムに分散
保持された微粒子状の金属粒子とからターゲット４を構
成した。高分子フィルムに励起用エネルギービームを照
射しても、照射位置の周囲はガス化するだけで飛散粒子
は発生しない。また金属粒子の一粒一粒は全体が容易に
プラズマ化してＸ線を発生し、一粒の一部がプラズマ化
して残部が飛散粒子となるような場合はほとんど生じな
い。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、レーザープラズマ
軟Ｘ線、Ｘ線レーザーなどを発生させるＸ線発生装置
と、そのＸ線発生装置に用いられるターゲットに関す
る。本発明のＸ線発生装置から取り出されるＸ線は、Ｘ
線光電子分光、Ｘ線回折分光、ナノ構造解析、Ｘ線顕微
鏡などに利用できる。

【０００２】

【従来の技術】近年、真空容器内に配置された所定のタ
ーゲットにレーザービームを照射してＸ線を発生させる
Ｘ線発生装置が知られている。例えばターゲットとして
平板状あるいは円柱状の固体金属を用い、このターゲッ
トの表面にレーザービームを集光させることによって高
密度レーザープラズマを生成し、この自由膨張したプラ
ズマ中から発生するＸ線をＸ線光学系を介して外部へ導
く構造のものが知られている。

【０００３】また近年、１０〜１００ＭＷ／ｃｍ²以上
の強度をもつ高エネルギーのレーザー光が開発され、こ
のレーザー光を励起用に用いてレーザープラズマ軟Ｘ線
を発生させる装置が提案され（特開平7-128500号公報な
ど）、Ｘ線リソグラフィやＸ線顕微鏡などへの応用が期
待されている。

【０００４】しかしこのようなＸ線発生装置では、過熱
による不具合を回避するために数１０分以上の間隔をあ
けて間欠的に励起用レーザー光の照射を行っているのが
現状である。これでは連続的に軟Ｘ線を取り出すことが
困難であるが、近年、特開平7-94296号公報に開示され
ているように、波形制御されたパルス列の固体レーザー
を用いることにより、１Ｈｚ又は１０Ｈｚの繰り返しで
レーザープラズマ軟Ｘ線を発生させることができるよう
になっている。

【０００５】そして米国特許4,700,371 号などには、波
形制御されたパルス列の固体レーザーとテープ形状のタ
ーゲットを用いることにより、真空容器を常圧に戻すこ
となく高頻度で繰り返してレーザープラズマ軟Ｘ線を発
生させることが提案されている。

【０００６】ところが励起用レーザー光を用いたＸ線発
生装置では、ターゲットから燃焼分解物や破砕物からな
る飛散粒子がＸ線と同時に放出され、広範囲の領域に飛
散する。また１０ＭＷ／ｃｍ²以上の高エネルギーの励
起用レーザー光の場合は、飛散粒子の速度が特に大きく
なり、一層広範囲に飛散する。そしてこの飛散粒子がＸ
線光学系に付着すると、装置から取り出されるＸ線量が
減少したり、Ｘ線光学系の要素を劣化させる場合があ
る。またレーザー光学系に飛散粒子が付着すると、励起
用レーザー光の利用効率が低減する。さらにテープ形状
のターゲットを用いるなどして、長時間繰り返してレー
ザープラズマ軟Ｘ線を発生させる場合には、短時間の間
に多量の飛散粒子が爆発的に発生してＸ線光学系やレー
ザー光学系に付着するという問題がある。

【０００７】そのため従来のＸ線発生装置では、数十か
ら数千回の励起用レーザー照射毎に真空容器を常圧に戻
し、Ｘ線光学系やレーザー光学系に付着した飛散粒子を
除去している。したがって長時間連続してＸ線を取り出
すことが困難であり、作業性及び生産性が低いという問
題があった。

【０００８】そこで特開平4-112498号公報、特開平8-19
4100号公報には、ターゲットとＸ線光学系との間に高分
子フィルムを介在させ、高分子フィルムを通してＸ線を
Ｘ線光学系へ照射する構成の装置が開示されている。ま
た特開平10-26699号公報には、励起用レーザー入射窓へ
の飛散粒子の付着を阻止するために高分子フィルムを用
いることが提案されている。このようにすれば、飛散粒
子は高分子フィルムに付着して捕捉されるので、飛散粒
子がＸ線光学系やレーザー光学系に付着するのが防止さ
れ、上記不具合を解決することができる。

【０００９】また特開平10-55899号公報には、微粒子状
の金属を励起用レーザー照射位置へ噴射・回収すること
で連続的に軟Ｘ線を発生する方法が開示され、特開平10
−221499号公報には微粒子状の金属を含むガスを噴射・
回収する装置を用いて軟Ｘ線を発生させる方法が開示さ
れている。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】ところが高分子フィル
ムによって飛散粒子をシールドする方法では、真空容器
内を漂う浮遊粒子を完全にシールドすることは困難であ
り、Ｘ線リソグラフィやＸ線光電子分光などに用いられ
るＸ線光学素子やＸ線集光光学系に浮遊粒子が侵入する
場合がある。

【００１１】また微粒子状の金属を噴射してターゲット
とする方法では、飛散粒子の発生は軽減できるものの、
高輝度軟Ｘ線を発生させることが困難であったり、噴射
と励起用レーザーとを同期させることが困難であるなど
の問題がある。

【００１２】本発明はこのような事情に鑑みてなされた
ものであり、飛散粒子及び浮遊粒子の発生を抑制するこ
とを主たる目的とする。また本発明のもう一つの目的
は、飛散粒子及び浮遊粒子の発生を抑制しつつ連続的に
Ｘ線を発生させることができ、かつ励起用レーザーと同
期してターゲットを容易に供給できるＸ線発生装置を提
供することにある。

【００１３】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決する本発
明のＸ線発生用ターゲットの特徴は、Ｘ線発生装置内に
配置されエネルギービームの照射によりＸ線を発生する
ターゲットであって、高分子フィルムと、高分子フィル
ムに分散保持された微粒子状の金属粒子とを備えたこと
にある。

【００１４】本発明のＸ線発生用ターゲットにおいて、
高分子フィルムは炭素、水素、酸素及び窒素から選ばれ
る少なくとも一種の元素から構成されていることが望ま
しく、厚さは１０μｍ以上であることが望ましい。

【００１５】また本発明のＸ線発生用ターゲットにおい
て、金属粒子の粒子径は０．１〜８０μｍであり、高分
子フィルムの厚さ方向に５〜１０μｍの厚さとなるよう
に保持されていることが望ましい。

【００１６】そして本発明のＸ線発生装置の特徴は、真
空容器と、真空容器内に配置されたターゲットと、ター
ゲットにエネルギービームを照射するビーム照射手段
と、真空容器に連通して設けられターゲットから発生し
たＸ線を導くＸ線光学系と、よりなるＸ線発生装置にお
いて、ターゲットは上記したＸ線発生用ターゲットであ
り、ターゲットをエネルギービームの照射位置に連続的
又は間欠的に供給するターゲット駆動装置をもつことに
ある。

【００１７】

【発明の実施の形態】特開平10-55899号公報などに記載
されている方法によれば、金属微粒子をエネルギービー
ムの照射位置へ噴射することにより、飛散粒子や浮遊粒
子の発生を抑制することができる。しかしこの方法で
は、ビームが照射されなかった金属微粒子の回収手段が
必要となる。そこで本発明者らは、金属微粒子を基板テ
ープ材に保持した状態で供給することを想起し、さらに
ビームが照射されても飛散粒子や浮遊粒子を発生しない
気体化しやすい軽元素からなる基板テープを用いること
を想起した。そして鋭意研究の結果、本発明を完成した
ものである。

【００１８】すなわち本発明のＸ線発生用ターゲット
は、高分子フィルムと、高分子フィルムに分散保持され
た微粒子状の金属粒子とから構成されている。高分子フ
ィルムにエネルギービームが照射されると、そのエネル
ギーによってプラズマ化されるだけでなく、ある種類の
高分子フィルムでは、照射位置の周囲はガス化するだけ
で飛散粒子は発生しないことが明らかとなった。

【００１９】一方、微粒子状の金属粒子にエネルギービ
ームが照射されると、レーザー光の集光サイズ以下であ
る金属粒子の一粒一粒は全体が容易にプラズマ化してＸ
線を発生する。すなわち金属粒子は微粒子であるため、
一粒の一部がプラズマ化して残部が飛散粒子となるよう
な場合はほとんど生じない。したがって金属粒子からの
飛散粒子や浮遊粒子の発生も抑制されている。したがっ
て本発明のＸ線発生用ターゲットを用いることにより、
飛散粒子及び浮遊粒子の発生を大幅に抑制することがで
きる。

【００２０】そしてエネルギービームが照射されなかっ
た部分に存在していた金属粒子は、高分子フィルムに保
持された状態で残るため、真空容器内を汚染することな
く、交換・回収がきわめて容易である。

【００２１】高分子フィルムの材質としては、エネルギ
ービームが照射されたときに容易にガス化するものが望
ましく、炭素、水素、酸素及び窒素から選ばれる元素か
ら構成されたものが望ましい。このような高分子フィル
ムを用いれば、エネルギービームが照射されたときにＣ
Ｏ、ＣＯ₂、Ｈ₂Ｏ、Ｎ₂などとなって容易にガス化
し、飛散粒子及び浮遊粒子が生じない。このような高分
子フィルムとしては、ポリエチレン、ポリプロピレン、
ポリイミド、パリレンなどが例示される。

【００２２】この高分子フィルムの厚さは、１０μｍ以
上であることが望ましい。厚さが１０μｍ未満である
と、エネルギービームの照射位置の周囲が広範囲にわた
って破断するため、後述のターゲット駆動装置を用いて
連続的又は間欠的にターゲットを供給することが困難と
なる。１０μｍ以上の厚さであれば、エネルギービーム
の照射位置が溶融するだけで、その周囲の破断を防止す
ることができる。なお厚さの上限は制限されないが、タ
ーゲット駆動装置による供給のし易さ、製造のし易さな
どを考慮すると、数百μｍ以下とするのが好ましい。

【００２３】微粒子状の金属粒子の材質としては種々の
金属を用いることができ、金属の種類によって発生する
Ｘ線のスペクトルが異なる。したがって目的とするＸ線
のスペクトルに応じて、アルミニウム、マグネシウム、
銅、シリコン、チタンなど種々の金属を用いることがで
きる。

【００２４】微粒子状の金属粒子の粒子径は０．１〜８
０μｍであり、高分子フィルムの厚さ方向に５〜１０μ
ｍの厚さとなるように保持されていることが望ましい。
粒子径が０．１μｍ未満であると発生するＸ線の強度が
小さくなり、８０μｍを超えるとプラズマ化しなかった
部分がエネルギービームのエネルギーによって溶融し金
属粒子どうしが融合して部分的に粒子径が１００μｍ以
上の粗大粒子が生成するため、飛散粒子や浮遊粒子が発
生するようになる。

【００２５】また金属粒子が高分子フィルムの厚さ方向
に５μｍ未満となるように保持されていると、金属量が
少なすぎて発生するＸ線の強度が小さく、１０μｍを超
える厚さとなるように保持されていると、金属量が過剰
となって飛散粒子や浮遊粒子が発生するようになる。

【００２６】また金属粒子の形状は、箔状、球状、不定
形など特に制限されない。そして金属粒子は高分子フィ
ルム全体に分散保持してもよいし、表面のみに保持する
こともできる。高分子フィルム表面に保持するのであれ
ば金属粒子は箔状とするのが望ましく、高分子フィルム
中に保持するのであれば球状とするのが特に望ましい。

【００２７】微粒子状の金属粒子を製造するには、アト
マイズ法、粉砕法、爆砕法などが例示される。アトマイ
ズ法にはガスアトマイズ法、水アトマイズ法、遠心アト
マイズ法があり、溶融金属を真空中や溶液中に吹出した
り、遠心力により飛散させて微粒子状の金属粒子を製造
することができる。粉砕法は目的とする金属とそれより
硬い金属とを容器中に入れて容器ごと回転あるいは振動
させて粉砕する方法であり、また爆砕法は金属片と爆薬
を容器中に入れて爆発させることで微粒子を製造する方
法である。このうちアトマイズ法によれば比較的整った
球状の微粒子を製造することができ、爆砕法によれば比
較的硬質の金属から微粒子状の金属粒子を製造すること
ができる。

【００２８】微粒子状の金属粒子を高分子フィルムに保
持するには、高分子フィルム内に埋設してもよいし、高
分子フィルム表面に付着させることもできる。いずれの
場合も、均一に分散して保持されていることが望まし
い。埋設する場合には、高分子溶液中に金属粒子を混合
してスピンコート法などで成膜する方法、溶融高分子中
に金属粒子を混合してフィルム成形する方法、ラミネー
ト法により２枚の高分子フィルムの間に金属粒子を挟持
する方法などを採用することができる。また高分子フィ
ルムの表面に金属粒子を保持するには、溶融した高分子
フィルムの表面に金属粒子を供給して溶着させる方法、
あるいは接着剤を用いる方法などを採用することができ
る。

【００２９】本発明のＸ線発生装置では、上記した高分
子フィルムと微粒子状の金属粒子とからなるターゲット
を、エネルギービームの照射位置に連続的又は間欠的に
供給するターゲット駆動装置をもつ。このようにすれ
ば、真空容器の真空を解除することなく、長時間連続し
てＸ線を発生させることが可能となる。

【００３０】このターゲット駆動装置は、例えば一対の
リールを用意し、テープ状のターゲットが巻回された一
方のリールから他方のリールに巻き取る構成のものが例
示される。リールの回転駆動を連続的にすれば、ターゲ
ットを照射位置に連続的に供給でき、回転駆動を間欠的
にすれば間欠的に供給することができる。

【００３１】またターゲットを比較的面積の大きなシー
ト状とし、それを回転駆動あるいは平行移動させること
で連続的又は間欠的に供給することもできる。あるいは
円柱状の部材表面にシート状のターゲットを巻き付け、
その部材を回転させてもよい。

【００３２】ビーム照射手段としては、強度が１０ＭＷ
／ｃｍ²以上のレーザー光を照射する装置を利用するこ
とができ、レーザー光の種類としては１００ＭＷ／ｃｍ
²以上のものが特に好ましく、ＹＡＧレーザー、ガラス
レーザー、エキシマレーザー、ＣＯ₂ガスレーザー、チ
タンサファイアレーザー、色素レーザーなどのレーザー
光を利用できる。１００ＭＷ／ｃｍ²以上の強度のレー
ザー光を用いれば、２〜４０ｎｍの波長の軟Ｘ線を効率
よく発生させることができる。

【００３３】また真空容器の真空度は、１０^-10〜１０
^-3Ｐａの範囲が一般的に用いられ、Ｘ線光学系として
は、Ｘ線集光ミラー、Ｘ線分光器、波長選択用フィルタ
などが例示される。

【００３４】

【実施例】以下、試験例及び実施例により本発明をさら
に具体的に説明する。

【００３５】（試験例１：高分子フィルム厚さの検討）
ポリエチレンを有機溶媒に溶解した溶液を用意し、スピ
ンコート法にて成膜して、１μｍ、５μｍ、１０μｍ、
２５μｍ、５０μｍ、７５μｍ、１００μｍ及び１５０
μｍの８種類の厚さのポリエチレンフィルムを調製し
た。そしてそれぞれのポリエチレンフィルムに、１０Ｈ
ｚの繰り返し周波数で数１００ＭＷ／ｃｍ ²の高エネル
ギーの励起用レーザー光を照射し、その状態を観察し
た。

【００３６】その結果、１μｍ及び５μｍの厚さのポリ
エチレンフィルムは、照射箇所の周囲が広範囲に破断し
ていたが、１０μｍ以上のものでは照射箇所が溶融した
だけでその周囲の破断はほとんど認められなかった。し
たがってポリエチレンフィルムの厚さは１０μｍ以上と
することが望ましいことがわかる。

【００３７】（試験例２：金属粒子の量の検討）厚さ１
ｍｍのアルミニウム金属板をターゲットとしてＸ線発生
装置に配置し、繰り返し周波数１０Ｈｚ、エネルギーＥ
＝１Ｊ、パルス幅ｔ＝７ｎｓの励起用レーザー光を点状
に集光照射して高密度レーザープラズマを生成し、軟Ｘ
線を発生させた。このときターゲット上での集光強度は
約４８０ＭＷ／ｃｍ²であった。また照射痕を調査して
１回の照射によってターゲットが剥ぎ取られた量を調べ
た結果、直径約５００μｍ、深さ約１００μｍ相当の量
が剥ぎ取られていた。なお剥ぎ取られた量には、レーザ
ープラズマ軟Ｘ線を発生するに必要な量だけでなく、励
起用レーザー光の熱とプラズマによって溶融した量も含
まれている。

【００３８】そこで厚さ５０μｍのポリエチレンフィル
ム表面に、１μｍ〜５０μｍの間で厚さの異なる種々の
アルミニウム箔を接合してターゲットを調製した。接合
は、ポリエチレンフィルム表面に有機溶剤を滴下して表
面を溶解しその上にアルミニウム箔を重ねて接着するこ
とにより行った。それぞれのターゲットを用い、上記と
同様にして軟Ｘ線を発生させた。その結果、アルミニウ
ム箔の厚さが５μｍ未満では発生する軟Ｘ線の強度が小
さくなったが、５μｍ以上の厚さであればアルミニウム
金属板と同等の強度で軟Ｘ線が発生した。一方、厚さが
厚くなるほど飛散粒子の発生量が多くなる現象も認めら
れ、１０μｍ以下であれば飛散粒子はほとんど発生しな
いことがわかった。

【００３９】したがって１回の励起用レーザー光の照射
でレーザープラズマ軟Ｘ線を発生させるのに必要な量と
して、５〜１０μｍの厚さで金属粒子が含まれていれ
ば、飛散粒子の発生がほとんどなく金属板と同等の軟Ｘ
線を発生できることがわかった。

【００４０】例えば１００ｃｍ×１００ｃｍ×５０μｍ
の大きさのターゲットを形成する場合、金属粒子は全体
として１００ｃｍ×１００ｃｍ×５〜１０μｍの体積を
占めるように高分子フィルムに保持する必要があり、１
０μｍの厚さとなるように保持した場合の金属粒子の量
は、アルミニウム粒子であれば２６．９ｇ、マグネシウ
ム粒子であれば１７．４ｇ、銅粒子であれば８９．６
ｇ、シリコン粒子であれば２３．３ｇとすればよい。

【００４１】（試験例３：金属粒子の粒子径の検討）励
起用レーザー光の集光サイズは、回折限界を考慮すると
約１００μｍオーダーまで集光可能である。一方、高分
子フィルムに保持された金属粒子は、飛散粒子を発生さ
せないようにするには励起用レーザー光の照射によって
完全にプラズマ化することが必要となる。したがって金
属粒子の粒子径は１００μｍ以下とすることが必須であ
る。

【００４２】そこで１００μｍ以下の種々の粒子径のア
ルミニウム粒子を用い、ポリエチレンを有機溶媒に溶解
した溶液中に試験例２で得られた比率となるようにそれ
ぞれ混合して、ドクターブレーズ法にて膜厚５０μｍと
なるように成膜し、電気炉にて８０ｇで２時間保持し成
形した。そしてこれらをそれぞれターゲットとし、試験
例２と同様にして励起用レーザー光を集光照射したとこ
ろ、アルミニウム粒子の粒子径が０．１μｍ未満では発
生する軟Ｘ線の強度が小さく、９０μｍ以上となると金
属粒子にプラズマ化しない部分が生じ、その部分が溶融
して隣接する金属粒子と融合する現象が認められた。こ
のようになると部分的に１００μｍを超える金属粒子が
生成し、飛散粒子の発生の原因となる。

【００４３】したがって金属粒子の粒子径は、０．１μ
ｍ〜８０μｍとすることが望ましいことが明らかとなっ
た。

【００４４】（実施例１）ガスアトマイズ法を用い、平
均粒子径１０μｍの球状のアルミニウム粒子を製造し
た。次に、ポリエチレン１００ｇをルイス酸とプロトン
酸と水とアルコールを１：１：２：２の比率で混合した
溶媒１２０ｇに溶解した溶液を調製し、それにこのアル
ミニウム粒子約８０ｇを混合した。そしてドクターブレ
ーズ法にて膜厚５０μｍとなるように成膜し、１０ｃｍ
×１０ｃｍの大きさに裁断してターゲットを調製した。
このターゲット中にはアルミニウム粒子が０．２６９ｇ
含まれ、その厚さは１０μｍに相当する。

【００４５】このターゲットを用い、試験例２と同様に
して励起用レーザー光を集光照射してレーザープラズマ
軟Ｘ線を発生させた。このとき飛散粒子及び浮遊粒子の
発生はほとんど認められなかった。得られたＸ線のスペ
クトルを図１に示す。なおスペクトル観察にあたって、
平面結像型分光器に膜厚０．２μｍの窒化ケイ素を波長
選択フィルタとして用いた。

【００４６】（比較例）膜厚５０μｍのポリエチレンフ
ィルムに蒸着により厚さ１０μｍのアルミニウム膜を形
成したターゲットを用い、実施例１と同様にしてレーザ
ープラズマ軟Ｘ線を発生させた。このときターゲットか
ら飛散粒子が発生したことが認められた。また得られた
Ｘ線のスペクトルを図２に示す。

【００４７】＜評価＞図１及び図２より、実施例１のタ
ーゲットを用いて比較例と同等の強度の軟Ｘ線を発生さ
せることができることが明らかである。すなわち実施例
１のターゲットを用いれば、金属アルミニウムをターゲ
ットとした場合と同等にＸ線を発生させることができ、
しかも飛散粒子及び浮遊粒子の発生を抑制することがで
きる。

【００４８】（実施例２）ところで実施例１で用いたタ
ーゲットでは、使用済みのターゲットを新品のターゲッ
トに交換する場合には、Ｘ線発生装置の真空を常圧に戻
してから交換する必要がある。したがって交換の間はＸ
線発生装置の駆動を停止しなければならず、長時間連続
してＸ線を発生させることはできない。

【００４９】そこで本実施例のＸ線発生装置は、ターゲ
ットをエネルギービームの照射位置に連続的又は間欠的
に供給するターゲット駆動装置を備えている。

【００５０】図３に本実施例のＸ線発生装置を示す。こ
のＸ線発生装置は、一側壁にレーザー入射窓１０を備
え、その側壁と９０度に交差する側壁に分光器接続ポー
ト１１をもつ真空容器１と、真空容器１外部に配置され
た集光レンズ２と、真空容器１内に配置されたターゲッ
ト駆動装置３と、ターゲット駆動装置３に配置されたテ
ープ状のターゲット４と、分光器接続ポート１１に連結
された平面結像型斜入射分光器５と、から構成されてい
る。

【００５１】真空容器１には図示しない排気装置が接続
され、真空容器１内を１０^-4Ｐａまで減圧可能とされて
いる。またレーザー入射窓１０は石英ガラスから形成さ
れ、真空容器１の側壁に真円形状に形成されている。

【００５２】集光レンズ２は、真空容器１外部でレーザ
ー光入射窓１０と同軸的に配置されている。そしてター
ゲット４のターゲット法線と、レーザー入射窓１０の中
心及び集光レンズ２の中心が同一直線（レーザー光軸）
上に位置し、その延長線上に図示しないレーザー光源が
配置されている。このレーザー光源は、１０Ｈｚの繰り
返し周波数で数１００ＭＷ／ｃｍ²の高エネルギーの励
起用レーザー光を照射するものである。

【００５３】ターゲット駆動装置３は、図４に拡大して
示すように、基台３０に起動自在に保持された一対のリ
ール３１，３２と、一対のリール３１，３２間に介装さ
れたターゲット４と、図示しないモータとから構成され
ている。ターゲット４は実施例１と同様の構成であり、
ポリエチレンフィルムとアルミニウム粒子からテープ状
に形成されている。そしてターゲット４は一方のリール
３１に巻回され、モータの連続駆動によって一方のリー
ル３１から他方のリール３２に巻き取られるように構成
されている。したがって励起用レーザー光が照射された
部分はリール３２に巻き取られるので、ターゲット４は
常に新しい部分がレーザー光の集光位置３３に位置する
ようになっている。

【００５４】なおターゲット４の送り速度は、前述した
ように１回のレーザー光の照射でターゲットは移動方向
に約５００μｍ剥ぎ取られるのであるから、１０Ｈｚの
繰り返し周波数でレーザー光が照射される場合は５ｍｍ
／秒程度の速度であれば十分である。

【００５５】平面結像型斜入射分光器５は、Ｘ線集光ミ
ラー５０と、スリット５１と、回折格子５２とをもち、
Ｘ線集光ミラー５０で集光されたＸ線がスリット５１を
通過し、回折格子５２を通過することにより得られたス
ペクトルがＸ線ＣＣＤカメラ５３で観察できるように構
成されている。また平面結像型斜入射分光器５内のＸ線
集光ミラー５０はトロイダル反射面を有しており、面に
垂直方向に対してはスリット５１で集光し、面に平行方
向に対してはＸ線ＣＣＤカメラ５３の位置で集光するよ
うに設計されている。

【００５６】このＸ線発生装置によれば、リール３０，
３１の回転駆動を連続的にすれば、ターゲット４を励起
用レーザー光の集光位置に連続的に供給でき、回転駆動
を間欠的にすれば間欠的に供給することができる。した
がって長時間の連続駆動が可能となる。

【００５７】また実施例１と同様のポリエチレンとアル
ミニウム微粒子とからなるフィルム状のターゲット４を
用いているので、金属アルミニウムをターゲットとした
場合と同等にＸ線を発生させることができ、しかも飛散
粒子及び浮遊粒子の発生を抑制することができる。これ
によりレーザー入射窓１０や平面結像型斜入射分光器５
に飛散粒子や浮遊粒子が付着するのが抑制され、長時間
安定してＸ線を発生・利用することができる。

【００５８】なお、この実施例ではターゲット駆動装置
３を横置き型としたが、図５に示すように縦置き型とし
ても同様の作用効果が奏される。

【００５９】（実施例３）実施例２ではターゲット４を
テープ状としたが、本実施例のＸ線発生装置では図６に
示すようにプレート状のターゲット４を用い、ターゲッ
ト駆動装置３の構成が異なること以外は実施例２と同様
の構成である。

【００６０】本実施例のＸ線発生装置におけるターゲッ
ト駆動装置３は、Ｘステージ３４とＹステージ３５とよ
りなるＸ−Ｙステージと、Ｘ−Ｙステージに保持された
プレート状のターゲット４とから構成されている。この
ターゲット４は実施例１と同様のポリエチレンとアルミ
ニウム粒子とからなるフィルム４０がから
形成された平板４１に貼着されて構成されている。そし
てフィルム４０が励起用レーザー光の光軸に垂直となる
ように配置されている。またＸステージ３４とＹステー
ジ３５はそれぞれＸ方向及びＹ方向に移動可能であり、
それぞれＸ方向及びＹ方向に手動で駆動可能となってい
る。そしてターゲット４がＸ−Ｙステージの移動ととも
に移動することで、フィルム４０の各部位がレーザー光
集光部３３に位置するように構成されている。

【００６１】したがって本実施例のＸ線発生装置によれ
ば、レーザー光の照射毎にＸステージ３４とＹステージ
３５を駆動することで、フィルム４０の新しい部位をレ
ーザー光集光部３３に位置させることができる。したが
って真空容器１の真空を解除することなくターゲットの
交換が可能となっているので、繰り返してレーザー光を
照射することができ、高頻度で繰り返してＸ線を発生さ
せることができる。

【００６２】なお本実施例ではフィルム４０を四角形の
平板４１に貼着しているが、図７に示すように円板４２
に貼着してもよい。この場合にはＸステージ３４のみを
用い、円板４２を回転駆動することによりフィルム４０
の新しい部位をレーザー光集光部３３に位置させること
ができる。

【００６３】（実施例４）本実施例のＸ線発生装置も、
ターゲット及びターゲット駆動装置の構成が異なること
以外は実施例２と同様の構成である。

【００６４】すなわち図８に示すように、ターゲット駆
動装置３は駆動装置３６と、駆動装置３６に固定された
円柱部材３７とからなる。駆動装置３６の駆動により、
円柱部材３７は中心軸を中心に回転するとともに中心軸
方向（Ｙ方向）に進退可能に構成されている。そして円
柱部材３７の外周表面には、実施例３と同様の構成のフ
ィルム４０が貼着されている。

【００６５】このターゲット駆動装置６によれば、駆動
装置３６の駆動によりターゲット４の任意の部位をレー
ザー光集光部３３に位置させることができる。したがっ
て真空容器１の真空を解除することなくターゲットの交
換が可能となっているので、繰り返してレーザー光を照
射することができ、高頻度で繰り返してＸ線を発生させ
ることができる。

【００６６】

【発明の効果】すなわち本発明のターゲット及びＸ線発
生装置によれば、飛散粒子や浮遊粒子の発生がほとんど
無いので、シールド対策が不要となるとともに、Ｘ線光
学系やレーザー光学系への粒子の付着が生じない。そし
てターゲットをエネルギービームの照射位置に順に供給
するターゲット駆動装置をもつようにすれば、高頻度で
繰り返してレーザープラズマ軟Ｘ線やＸ線レーザーを発
生させることができ、長時間の連続運転が可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施例１で発生したＸ線のスペクトル図であ
る。

【図２】比較例で発生したＸ線のスペクトル図である。

【図３】本発明の一実施例のＸ線発生装置の模式的断面
図である。

【図４】本発明の一実施例のＸ線発生装置に用いたター
ゲット駆動装置の斜視図である。

【図５】本発明の一実施例のＸ線発生装置に用いたター
ゲット駆動装置の他の態様を示す斜視図である。

【図６】本発明の第３の実施例のＸ線発生装置に用いた
ターゲット駆動装置の斜視図である。

【図７】本発明の第３の実施例のＸ線発生装置に用いた
ターゲット駆動装置の他の態様を示す斜視図である。

【図８】本発明の第４の実施例のＸ線発生装置に用いた
ターゲット駆動装置の斜視図である。

【符号の説明】

１：真空容器２：集光レンズ３：
ターゲット駆動装置４：ターゲット５：平面結像型斜入射分光器

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者西村靖彦愛知県豊田市トヨタ町２番地株式会社トヨタマックス内 (72)発明者間瀬晃愛知県豊田市トヨタ町１番地トヨタ自動車株式会社内 (72)発明者松原享治愛知県豊田市トヨタ町１番地トヨタ自動車株式会社内 (72)発明者東博純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 AA20 AB19 AB30 BD05 BD19

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】Ｘ線発生装置内に配置されエネルギービ
ームの照射によりＸ線を発生するターゲットであって、
高分子フィルムと、該高分子フィルムに分散保持された
微粒子状の金属粒子とを備えたことを特徴とするＸ線発
生用ターゲット。
【請求項２】前記高分子フィルムは炭素、水素、酸素
及び窒素から選ばれる少なくとも一種の元素から構成さ
れていることを特徴とする請求項１に記載のＸ線発生用
ターゲット。
【請求項３】前記高分子フィルムの厚さは１０μｍ以
上であることを特徴とする請求項１に記載のＸ線発生用
ターゲット。
【請求項４】前記金属粒子の粒子径は０．１〜８０μ
ｍであり、前記高分子フィルムの厚さ方向に５〜１０μ
ｍの厚さとなるように保持されていることを特徴とする
請求項１に記載のＸ線発生用ターゲット。
【請求項５】真空容器と、該真空容器内に配置された
ターゲットと、該ターゲットにエネルギービームを照射
するビーム照射手段と、該真空容器に連通して設けられ
該ターゲットから発生したＸ線を導くＸ線光学系と、よ
りなるＸ線発生装置において、該ターゲットは請求項１
〜４に記載のＸ線発生用ターゲットであり、該ターゲッ
トを該エネルギービームの照射位置に連続的又は間欠的
に供給するターゲット駆動装置をもつことを特徴とする
Ｘ線発生装置。