具有可移隔板的声延迟线

本发明涉及一种声延迟线，特别涉及一种沿射束线提供的声延迟线。

图9表示使用同步加速器辐射的一般x射线曝光系统示意图，该示意图示 出了同步加速器50在超高真空中的水平面上圆形地移动电子束。同步加速器 以正切圆轨道的方向产生辐射。来自同步加速器50的辐射光52引入真空导管 53。围绕该真空导管53安装的是真空活门阀65，高速真空活门阀66，并且， 如果必要的话，用于阻断辐射光未表示的阻断活门，未表示的真空泵等。反射 镜盒54连接在真空导管53的下游位置上。

x射线反射镜55以相对于89到88度的入射角的入射光成1到2度角设置 在反射镜盒54中。x射线反射镜55的反射角呈平面的、圆柱面的、环面的等。 反射平面的表面通常涂复有金、铂等。x射线反射镜55下游大约反射入射光的 60到70％，并除去不适合于x射线曝光的短波长分量(硬性x射线)。x射线反 射镜55由驱动器56在围绕通过反射基准点0和垂直于辐射光52的中心光轴 的轴的水平面上旋转。虽然光52是以水平面全向辐射的，在垂直平面上，它 仅具有lmrad(毫拉德)的扩散。通过旋转x射线反射镜55，反射光以垂直方向 扫描，以伎曝光范围可被加宽。

另一个真空导管57连接在反射镜盒54的下游位置。这个真空导管57由 射束线大直径外部管单元63部分地或整个地构成。射束线大直径外部管单元63 的内侧由隔板64分成几个到几十个部分。矩形或圆孔形成在每个隔板64的中 心区域，由此确定了声延迟线。当气体从声延迟线的一端引入其内侧时，每个 隔板64起流量阻尼器。该气体暂时收集在由隔板64划分的每个部分中，和降 低沿声延迟线的轴方向的气体流入速度。在真空导管57的下游端，作为辐射 光输出端口的铍薄膜59被提供成弯曲到法兰盘58。真空的了传感头67安装在 靠近铍薄膜59处的真空导管57上。铍薄膜59大约是30μm厚度，将提供 真空中的辐射光传送到大气中的功能和去除不适合于x射线曝光的较长波长 分量(在真空中的紫外线)的滤波功能。用真空计的传感头67测量的压力数 据送到监测输入压力数据的控制器80和当它超过预定值时，关闭活门阀65 和66。

通过铍薄膜59传送大气的辐射光穿过x射线掩膜60，和曝露涂复在膜 片61的表面上的保护层(光敏材料)，由此，在x射线掩膜上得出的图案传 送到保护层上。铍薄膜59的外表面曝露到大气，减少空气压力，或氦气易 于发送x一射线。在x射线掩膜60和膜片61之间的距离是10到20μm。膜 片61是通过x射线分挡器62的可移平板保持。膜片的曝光位置每当进行曝 光时进行改变，就能连续邻近曝光。

铍薄膜59可以通过温度升高或通过x射线的吸收引起膜的变坏，或通 过操作者的不妥当的操作而破裂。当铍薄膜59破裂时，外部大气(空气或氦 气)流进真空导管57，并降低了射束线的真空度，同步加速器50的内侧的真 空度也降低和运行该系统是变成可能的。为了避免这种偶然性，射束线大直 径外部单元63提供一个声延迟线，真空计的传感头67设置在铍薄膜59的 附近，和在射束线的下游位置上，使用高速真空活门阀66和虽然不能高速 运行而具有完全密封性能的活门阀65。当铍薄膜破裂时，由真空计的传感头 67测量的压力值上升，以致于控制器80检测降低的真空度和关闭高速真空 活门阀66和同时关闭活门阀65，由此保护了上游真空系统。

响应于传感器信号完全关闭高速活门阀66所化的时间一般为几十ms， 和进入气体的分子的速度是500(空气)到1500(氦气)m／s。假设射束线的长 度为10m，气体以7到20ms到达高速活门阀66。声延迟线暂时收集大多数进 入大直径空间的气体和延迟进到高速活门阀的气体的到达。然而，当曝光面 积变得大时，形成在声延迟线的隔板64上的通孔尺寸也变大。因此在足够 时间期间，变成难于收集气体。

本发明的目的是提供一种声延迟线，当在射束线的输出口破坏真空状态 时，能够延迟气体传送到上游。

根据本发明的一个方面，提供一种声延迟线包括：真空导管，用于限定其 中x射线沿真空导管的轴向传送的内部空间；多个第一隔板，设置在真空导管 中，每个第一隔板在其中心区域上形成有第一通孔，通过真空导管传送的x 射线穿过第一通孔，多个第一隔板以轴向划分真空导管的内部空间和限定多 个分隔空间；多个第二隔板，每个对应于每个第一隔板设置，每个第二隔板设 置在相对于第一隔板相应一个的某个空隙处，每个第二隔板在其中心区域形成 有第二通孔，通过真空导管传送的x射线穿过第二通孔，第二通孔的孔区小于 第一通孔的孔区；把第二隔板连在一起和固定第二隔板的相对位置的支撑构 件；支撑构件驱动装置，用于把支撑构件支撑在真空导管的内部空间和驱动支 撑构件，以根据传送真空导管内部空间的x射线的通量的中心轴的摆动移动第 二隔板；和薄膜，用于密封真空导管的输出端和传送x射线。

第一隔板和其相应的第二隔板相互靠近设置在其间预定的间隙。因此，两 个相邻相隔空间经第二通孔基本上相互联通。第二通孔的孔区是小于第一隔板 的第一通孔的孔区。即第二隔板的设置能够增加在相隔空间之间通过的气体的 流阻，以致于可保持声延迟线的高性能。

图1是根据本发明的一个实施例的声延迟线的示意剖面图。

图2表示图1所示的声延迟线的部分区域的部件剖面图。

图3取图2所示的点划线A-A的剖面图。

图4取图2所示的点划线B-B的剖面图。

图5是根据本发明的另一个实施例的声延迟线的示意剖面图。

图6表示图5所示的声延迟线的部分区域的部件的剖面图。

图7是取图6所示的点划线C-C的剖面图。

图8是图6所示的声延迟线的滚轮安装的透视图。

图9是使用同轴加速器辐射，传统x射线系统的示意剖面图。

图10是图1所示的声延迟线的改型的示意剖面图。

图1是根据本发明的一个实施例的射束线的声延迟线的示意剖面图。例如， 这个声延迟线被使用代替图9所示的x射线曝光系统的真空导管57。在图9所 示的反射镜盒54的下游，真空导管57被连接在连接射束线大直径外部管单元 1的下游。内部管2安装在大直径外部管单元1的内部。内部管2用作辐射光 的光径的包络。辐射光输出机架3耦合到在其下游侧的内部管2的尖头。安装 在大直径外管单元1的下游端的法兰盘5和辐射光输出机架3都用真空波纹管 4密封。驱动器61和62都安装在相反端部的大直径外部管单元1的下壁上。 驱动器61和62以垂直方向驱动内部管2，同时支撑它。内部管2与反射镜的 枢轴转动同步驱动(图9)以建立辐射光的光径。

多个隔板7以预定的节距沿轴向设置在大直径外部管单元1的内侧。这些 隔板7在板的中心区形成有孔7’，具有一定尺寸的孔7’不会阻碍内部管2的上 ／下运动。这些并列隔板7都用耦合螺栓8连在一起。多个隔板9在相对于隔 板7的位置形成在内管2的处圆周。每对隔板7和9最好是设置在1mm或更小 的间隙上。隔板7和9将大直径外部管单元1的内部空间划分成多个隔开的空 间。多个孔2’形成在内部管2的上和下壁上，以使每个分隔空间与内管2的内 空间相连通，虽然这些孔2’的数目，尺寸和形状是任选的，最好是设置在一个 分隔空间10中的孔2’的总孔区大于在垂直于管2的中心轴的横截面中的内管2 的孔区，和更优选的是设置前者比后者大10倍。大直径外部管单元1在通常 中心分隔空间10处经在大直径外部管单元1的壁上形成的真空排出口D抽真 空的。

参照图2到4将对本实施例的射束线的详细结构予以描述。图2是取射束 线的中心轴的射束线的垂直剖面图，和图3和4是取图2所示的各自的点划线 A-A和B-B的剖面图。

用于内管2的每个驱动器61和62构成为：具有内部线性导向轴承12的 轴承罩13：在其一端具有分支的导向轴15；固定到轴承罩13的线性传动装置 16；用于连接传动装置16的可移部分的连接板；和真空波纹管18。真空波纹 管18连接在导向轴15的一端和轴承罩13之间，以保持大直径外管单元1的 内侧的真空度。驱动器61和62的轴承罩13安装在大直径外管单元1的下壁 提供的法兰盘111和112上。连接板19固定到内管2的分支14。每个连接板19 和相应的分支14用销子20连在一起。

辐射光输出机架3具有盘状形状，和配合辐射光通量的截面部分的矩形或 弧形。窗口形成在中心区的机架3中。该窗口是用焊接或钎焊到输出机架3的 铍薄膜21密封的。输出机架3经真空波纹管4和法兰盘3’和5’连接到大直径 外管单元1的法兰盘5。如图3和4所示，内管2的横截面具有复盖辐射光通 量的形状。如图2所示，内管2的一端安装在辐射光输出机架3的法兰盘3上， 和其另一端从大直径外管单元伸入下游真空导管5中。驱动器61和62驱动以 垂直方向的内管2和接收由在加到辐射光输出机架3的大气压力和在大直径外 管单元1中的真空压力之间的压差产生的水平方向的力。驱动器61和62用从 同步装置81提供的信号驱动，同步装置81与图9所示的驱动器56同步工作。

如图4所示，为便于组装起见，大直径外管单元1的每个板7分成上、下 片，用螺钉通过连接板22连在一起。在内管2和隔板9整体组装以后，它们 被组装在大直径外管单元1中。直空计的传感头23安装在法兰盘5上。传感 头23测量大直径外管单元1中的真空度和将测量的数据送到控制器80(图9)。 控制器80监测的真空计中的变化，和当铍薄膜破裂时，它运行来启动在下游 位置上的高速活门阀66和活门阀65(图9)。因此，可以防止气体进入同步加 速器的内侧。构成声延迟线的大直径外管单元的尺寸大约是400mm的外直径和 2m的长度。

在图1所示的大直径外管单元1中，两个相邻分隔空间10经形成在内管2 的上、下壁和经内管2的内部空间相互联通。如果在一个分隔空间10中孔2’ 的总的孔区是内管2的内部空间的横截面区的10倍或更大。可到在内管2的 内空间和其分隔空间10之间流动气体的阻力与加到通过内管2的内空间沿其 轴向流动的气体的阻力比较是足够小的。因此，图1所示的结构可考虑为基本 上等效于两个相邻分隔空间10经具有内管2的内部空间的横截面的孔相互联 通的结构。

如果内管2没有使用，隔板9不能安装，以伎两个相邻隔板10经孔7’相 互联通。内管2的内部空间的横截面小于孔7’区域。因此，以轴向方向流动的 气体的阻力增加，和以其轴向方向流入大直径外管单元1的气体的传送速度可 能降低。

接着，结合图5到8将对另一实施例予以描述。在图1所示的系统中，大 直径外管单元1的内侧用重叠在小间隙上的隔7和9划分成多个分隔空间10， 和每对相邻分隔空间10经形成在内管2的上、下壁上的孔2’和内管2的内空 间连通。因此，当大直径外管单元1的内侧在初始运行级抽空时，在每个分隔 空间从真空排出口D抽空气体和到达预定的真空度要花很长时间。

图5是根据本发明，能够增加抽空速度的大直径外管单元的示意剖面图。 当大直径外管单元1的内侧被抽空时，隔板7由驱动器30驱动，以使它们以 大直径外管单元的轴方向移动和加宽在隔板7和8之间的气体。以这种方法， 就能增加抽空速度。

结合图6到8将对本实施例的大直径外管单元的详细结构予以描述。图6 是取单元1的中心轴的大直径外管单元1的垂直剖面图，和图7是取图6的点 划线C-C的剖面图。

如图6所示，隔板7都用螺栓连在一起。托架31安装在每个隔板7的下 面部分。每个托架31具有旋转地安装的滚轮32。图8表示托架31和滚轮32 的透视图，滚轮32变成与大直径外管单元1的内圆周接触，以轴向方向可移 地支撑隔板。如滚轮32在大直径外管单元1的内园周上滚动时，隔板7能以 轴向移动。

用于移动隔板7的驱动器30具有与第一实施例的内管2的驱动器61和62 相同的结构。具体地，驱动器30被构成为：具有内部线性导向轴承34的轴承 罩35；固定到轴承罩35的线性传动装置36；连接到最外隔板7的连接轴37； 用于真空密封在连接轴37和轴承罩35之间的空间的真空波纹管38；和用于连 接传动装置36和连接轴37的连接板39。驱动器30的轴承罩35安装在大直径 外管单元1的法兰盘5’上。

线性传动装置36具有使隔板的运动在运动冲程的相反端停止的功能和产 生表示射束线的操作状态的电联锁信号的功能。

在操作中，在大直径外管单元1的内侧抽真空以前，线性传动装置被驱动， 以使连接轴移到如图6可见的左面。因此，隔板7向左移动和安装在内管2的 外圆周的相应隔板9的空间被加宽，如图5所示。在该状态，在大直径外管单 元1中的气体从真空排出口D排出，以致于大直径外管单元1的内侧的真空度 在短时间内能够设置到工作值。在大直径外管单元1的内侧的真空度设置到2 作值以后，线性传动装置36再被驱动，使连接轴移到右面，如图5所示的和 设置每个隔板7靠近相应的隔板9。在靠近相应的隔板9设置隔板到如图1所 示的这种程度的状态下，曝光过程开始。

在上面的实施例中，由于用作光束通量的包络的内管2由与x射线反射镜 的上／下扫描同步的驱动器61和62向上和向下摇摆，辐射光输出机架3可做 得很窄。因此，与传统的大口比较，铍薄膜21的强度增加，以致于可防止其 破裂。

即使铍薄膜21破裂，因为从辐射光输出机架3的孔直到上游通道的截面 区做得很小。此外，该气体从其总面积比通道的截面面积较大的孔2进入每个 隔板，以致于能够足够地提供声延迟线的基本功能。因此，可延长到达高速活 门阀所化的时间，和该气体可被防止进入同步加速器50的内侧(图9)。

在图1和5所示的实施例中，可移隔板9由内管2支撑。代替内管2，固 体支撑构件可用于支撑可移隔板9。图10是其中可移隔板9用固体支撑构件2a 支撑的射束线的示意剖面图。支撑构件2a可以是图4所示的内管2的上面部 分、下面部分、或侧面部分。用此装置，可期望与图1所示实施例有相同作用 的优点。

本发明已经结合最佳实施例进行描述，本发明并不仅限于上面实施例。可 以理解为，本专业领域的普通技术人员可以作出各种改型、改进、组合等。

本申请是根据1997年4月4日提出的日本专利申请NO平9-100844，其 整个内容在此引入作为参考。