JP2000091095A - X-ray generating device - Google Patents

X-ray generating device

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JP2000091095A
JP2000091095A JP10259055A JP25905598A JP2000091095A JP 2000091095 A JP2000091095 A JP 2000091095A JP 10259055 A JP10259055 A JP 10259055A JP 25905598 A JP25905598 A JP 25905598A JP 2000091095 A JP2000091095 A JP 2000091095A
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JP
Japan
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target material
liquid
target
container
nozzle
Prior art date
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Pending
Application number
JP10259055A
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Japanese (ja)
Inventor
Hiroyuki Kondo
洋行 近藤
Noriaki Kamitaka
典明 神高
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Nikon Corp
Original Assignee
Nikon Corp
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Publication date
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  • Plasma Technology (AREA)
  • Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
  • X-Ray Techniques (AREA)
  • Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an LPX generating no breakdown and degradation of an X-ray optical element by particles dispersed from a target even in the case of generating the strong X-ray for a long time. SOLUTION: A target material 101 in a liquefied target reservoir 100 is injected from a nozzle 103 through a pipeline 102 and a feed through. The liquid column 122 of the target material injected from the nozzle 103 is irradiated with the laser beam so as to form plasma to generate X-ray. After the target material passes through a variable aperture 107 and a pipe 110, the target material is accumulated in a container 111. Thereafter, the target material is returned to the liquefied target material reservoir 100 for circulation through a container 113 after the pressure equalizing operation using each valve. The target material injected from the nozzle 103 can be continuously injected or intermittently injected.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【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線機器に使用される
X線源として用いるのに好適なX線発生装置に関するも
のであり、さらに詳しくは、レーザー光を標的材料上に
照射することにより、当該標的材料をプラズマ化し、当
該プラズマよりX線を発生させるX線発生装置(以下で
は、レーザープラズマX線源、LPXと呼ぶ)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 as an X-ray source used in X-ray equipment such as an X-ray microscope, an X-ray analyzer, and an X-ray exposure apparatus. More specifically, an X-ray generator (hereinafter, referred to as a laser plasma X-ray source, LPX) that irradiates a target material with laser light to convert the target material into plasma and generate X-rays from the plasma. ).

【0002】[0002]

【従来の技術】LPXは高輝度でありながら小型である
ことから、実験室サイズのX線装置(例えば、X線顕微
鏡やX線分析装置など)用の光源として注目されてい
る。また、近年ではX線縮小露光装置用の光源としても
注目されている。
2. Description of the Related Art Since LPX is small in spite of high brightness, it is attracting attention as a light source for a laboratory-sized X-ray apparatus (for example, an X-ray microscope or an X-ray analyzer). In recent years, it has also attracted attention as a light source for an X-ray reduction exposure apparatus.

【0003】しかしながら、LPXを実用化するにあた
っては、プラズマやプラズマ近傍の標的材料から放出さ
れる飛散粒子が問題となる。飛散粒子の形状はイオン、
原子やクラスター状の極めて小さく軽い粒子のものか
ら、直径数μm〜数10μm程度にまで及ぶ熔融された液
滴状のものまで様々である。液滴状の大きく重たい飛散
粒子は、X線光学素子に衝突すると光学素子を破損しさ
せてしまう。また、原子状の小さな飛散粒子はX線光学
素子上に付着堆積し、次第にその性能(反射率や透過
率)を低下させてしまう。
However, in putting LPX to practical use, scattered particles emitted from plasma or a target material near the plasma pose a problem. The shape of the flying particles is ion,
They range from extremely small and light particles in the form of atoms and clusters to molten droplets ranging in diameter from several μm to several tens μm. Large and heavy scattered particles in the form of droplets damage the optical element when colliding with the X-ray optical element. In addition, small atomic scattered particles adhere to and accumulate on the X-ray optical element, and their performance (reflectance and transmittance) gradually decreases.

【0004】原子状の小さく軽い飛散粒子に対しては、
真空容器内にバッファガスを封入し、X線光学素子の周
囲をカバーで覆うことにより、光学素子上に付着・堆積
する量を著しく低減できる(特開平7−127600
号)が、質量の大きな液滴状の飛散粒子がX線光学素子
に衝突することは、従来技術では阻止しきれなかった。
すなわち、このような液滴状の飛散粒子に対しては機械
的にシャッターで遮断するなどの方式が取られている
が、液滴状飛散粒子の速度はその重さなどにより分布を
持つため、完全には除去することができない。
[0004] For atomic small and light flying particles,
By enclosing a buffer gas in a vacuum vessel and covering the periphery of the X-ray optical element with a cover, the amount of the X-ray optical element that adheres and deposits on the optical element can be significantly reduced (Japanese Patent Laid-Open No. 7-127600).
However, the collision of the scattered particles in the form of droplets having a large mass with the X-ray optical element could not be completely prevented by the conventional technology.
That is, such a droplet-like scattered particles are mechanically shut off by a shutter or the like, but since the velocity of the droplet-like scattered particles has a distribution due to its weight, etc., It cannot be completely removed.

【0005】また、このような粒径の大きな飛散粒子を
除去するため、直径10cm程度の円盤状のターゲット材料
を高速(40,000回転/分。円盤の接線方向の速度は約20
0m/sec)で回転させ、その円周近傍にレーザー光を照射
することにより、レーザー照射点近傍から放出された飛
散粒子の方向を、円盤の慣性力により回転方向に集中さ
せる試みが行われていた(L. A. Shmaenok et al., Pro
ceedings of the Conf. On Applications of Laser Pla
sma Radiation II, SPIE 2523, 12-14 July 1995)。
Further, in order to remove such scattered particles having a large particle diameter, a disk-shaped target material having a diameter of about 10 cm is applied at a high speed (40,000 revolutions / minute.
At 0 m / sec), by irradiating a laser beam near the circumference, the direction of the scattered particles emitted from near the laser irradiation point is concentrated in the rotation direction by the inertia force of the disk. (LA Shmaenok et al., Pro
ceedings of the Conf.On Applications of Laser Pla
sma Radiation II, SPIE 2523, 12-14 July 1995).

【0006】しかしながら、この方法では、円盤の大き
さに限りがあるため、所定のショット数を照射した後に
はターゲットを交換しなくてならないという問題点があ
った。ターゲットを交換するには、真空容器の真空状態
を破らなくてはならいため、LPXを使用している装置
の運転を中断する必要があり、効率を著しく低下させ
る。
However, this method has a problem in that the target must be replaced after irradiating a predetermined number of shots because the size of the disk is limited. In order to replace the target, it is necessary to break the vacuum state of the vacuum container, so that it is necessary to interrupt the operation of the apparatus using LPX, which significantly lowers the efficiency.

【0007】また、ターゲット材料を常温で液体の物質
(例えば、アルコールなど)として、ピエゾ素子で振動
されているノズルから噴出させ、10μm程度の微小液滴
列を作り、この液滴にレーザー光を照射する方法も行わ
れている。この方式は、ターゲットの連続供給が容易
にできる、ターゲット材料の大きさが小さいため、レ
ーザー光を照射された液滴すべてが瞬間的に蒸発するの
で、粒径の大きな飛散粒子が少ない、という特長がある
が、ノズル振動機構が複雑である、液滴とレーザー
光との同期をとることが難しく、安定してX線を発生さ
せにくい、という欠点がある。
Further, a target material is ejected from a nozzle vibrated by a piezo element as a liquid material (for example, alcohol) at room temperature to form a row of fine droplets of about 10 μm, and a laser beam is applied to the droplets. Irradiation methods have also been used. This method can easily supply the target continuously, and because the size of the target material is small, all the droplets irradiated with the laser beam evaporate instantaneously, so there are few scattered particles with a large particle size. However, there are drawbacks in that the nozzle vibration mechanism is complicated, that it is difficult to synchronize the droplet with the laser beam, and that it is difficult to generate stable X-rays.

【0008】液滴とレーザー光との同期をとることが困
難であるという問題を解決するため、ノズル出口から液
滴が生成されるまでの液柱部分にレーザーを照射する試
みも行われているが(L. Malmqvist et al., Rev. Sci.
Instrum. 67, 4150 (1996))、一般にこの液柱部分の長
さはノズル出口から数mm程度しかない。このため、プラ
ズマ生成位置とノズル先端までの距離が近くなり、プラ
ズマから放出されたターゲット材料のイオンや原子など
がノズルに衝突し、ノズル先端部を削り取る。そして、
この削り取られた物質がX線光学素子上に付着し、素子
の性能劣化を招いてしまう。
In order to solve the problem that it is difficult to synchronize a droplet and a laser beam, an attempt has been made to irradiate a laser beam to a liquid column portion from a nozzle outlet until a droplet is generated. (L. Malmqvist et al., Rev. Sci.
Instrum. 67, 4150 (1996)), the length of this liquid column is generally only a few mm from the nozzle outlet. For this reason, the distance between the plasma generation position and the tip of the nozzle becomes short, and ions or atoms of the target material released from the plasma collide with the nozzle, thereby shaving the tip of the nozzle. And
The shaved substance adheres to the X-ray optical element, causing deterioration of the element performance.

【0009】常温でガスであるキセノン(Xe)を冷却
し、直径100μm程度のペレット状に固化させたもの
を、真空容器内に打ち出し、これにレーザー光を照射す
る試みも行われている。このとき、レーザー光の照射に
より、ペレットの一部は急激に加熱されて気化するが、
大部分はプラズマの膨張による衝撃波により粉々に砕
け、固体の小片として周囲に飛散していく。気化したキ
セノンガスは、光学素子上に付着しないので、素子の劣
化に結びつくことはないが、固体上の小片が光学素子に
衝突し、致命的なダメージを与えることがある。
Attempts have been made to cool xenon (Xe), which is a gas at normal temperature, to solidify the gas into a pellet having a diameter of about 100 μm into a vacuum vessel and irradiate it with a laser beam. At this time, part of the pellet is rapidly heated and vaporized by the irradiation of the laser beam,
Most of them are shattered by shock waves due to the expansion of the plasma, and scatter around as small solid pieces. Since the vaporized xenon gas does not adhere to the optical element, it does not lead to deterioration of the element, but small particles on a solid collide with the optical element and may cause fatal damage.

【0010】また、常温で気体であるキセノン(Xe)を
ノズルから吹き出し、これにレーザー光を照射する試み
も行われている。しかし、ターゲット材料に気体を使用
しているため、物質密度が固体や液体の場合に比べて小
さいことに加え、真空中に放出された気体は急激に周囲
に拡散するため、ターゲット物質の密度はノズルからの
距離が離れるに従い急激に減少する。このため、X線強
度を上げようとすると密度の高いノズル近傍にレーザー
光を集光する必要がある。すると、プラズマ生成位置と
ノズル先端の距離が短くなり、上述のようにノズルを削
る結果となり、X線光学素子の性能を劣化させる。
Attempts have also been made to blow xenon (Xe), which is a gas at room temperature, from a nozzle and irradiate the nozzle with laser light. However, since the gas is used as the target material, the substance density is smaller than that of a solid or liquid, and the gas released into the vacuum diffuses rapidly to the surroundings. It decreases rapidly as the distance from the nozzle increases. For this reason, in order to increase the X-ray intensity, it is necessary to condense laser light near a nozzle having a high density. Then, the distance between the plasma generation position and the tip of the nozzle becomes short, resulting in the shaving of the nozzle as described above, which deteriorates the performance of the X-ray optical element.

【0011】[0011]

【発明が解決しようとする課題】以上説明したように、
従来の技術においては、ターゲット材料やノズルの飛散
粒子がX線光学素子に衝突したり付着することを防止し
ながら、強度のX線を長期間に亙って発生させるLPX
は実用化されていなかった。
As described above,
In the prior art, an LPX that generates intense X-rays for a long period of time while preventing scattered particles of a target material and nozzles from colliding or adhering to an X-ray optical element is known.
Had not been put to practical use.

【0012】本発明はこのような事情に鑑みてなされた
もので、強度のX線を長期間に亙って発生させることが
でき、しかも、長時間に亘ってX線を発生し続けても、
ターゲットからの飛散粒子によりX線光学素子の破損や
劣化が発生しないLPXを提供することを課題とする。
また、ノズルの構成を単純化し、かつ、ターゲットとレ
ーザー光照射との同期のとりやすいLPXを提供するこ
とを課題とする。
The present invention has been made in view of such circumstances, and it is possible to generate X-rays of high intensity for a long period of time, and even if X-rays are continuously generated for a long period of time. ,
An object of the present invention is to provide an LPX in which X-ray optical elements are not damaged or deteriorated due to particles scattered from a target.
Another object of the present invention is to provide an LPX that simplifies the configuration of a nozzle and facilitates synchronization between a target and laser light irradiation.

【0013】[0013]

【課題を解決するための手段】前記課題を解決するため
の第1の手段は、真空に排気された容器の中に置かれた
標的材料にレーザー光を照射することにより、当該標的
材料をプラズマ化し、当該プラズマよりX線を発生させ
るX線発生装置であって、前記標的材料の形態が液状で
あり、吐出口より連続的又は間欠的に吐出されることを
特徴とするX線発生装置(請求項1)である。
A first means for solving the above-mentioned problem is to irradiate a target material placed in a container evacuated to vacuum with a laser beam, so that the target material is plasma-treated. An X-ray generation device for generating X-rays from the plasma, wherein the target material is in a liquid form and is continuously or intermittently discharged from a discharge port. Claim 1).

【0014】本手段においては、標的材料を液体状とす
ることにより、標的物質の密度が気体よりも高く固体密
度に近いため高密度のプラズマを生成でき、X線強度を
高くすることができる。また、標的材料の補給が容易に
なり、長時間安定して連続的にLPXを使用することが
できる。さらに、本手段においては、液状標的を連続的
あるいは間欠的に噴出するため、従来の液滴状標的に比
べて、標的とレーザー照射の同期が取りやすく、的確に
標的に照射することができる。加えて、本手段において
は、吐出口とレーザー光照射位置を離すことができるた
め、プラズマから放出されたイオンや原子などにより吐
出口やその周辺部材が削られ、これらが飛散粒子となり
光学素子上に付着・堆積して光学素子の性能を劣化させ
ることが少ない。なお、標的材料は常温で液状であって
もよいし、加熱・冷却することにより液状となる物であ
ってもよい。
In the present means, since the target material is in a liquid state, the density of the target substance is higher than the gas and close to the solid density, so that high-density plasma can be generated and the X-ray intensity can be increased. Further, replenishment of the target material is facilitated, and LPX can be used stably and continuously for a long time. Furthermore, in this means, since the liquid target is ejected continuously or intermittently, the target and the laser irradiation can be easily synchronized with each other as compared with the conventional droplet target, and the target can be accurately irradiated. In addition, in this means, since the discharge port can be separated from the laser beam irradiation position, the discharge port and its peripheral members are shaved by ions and atoms emitted from the plasma, and these become scattered particles and become scattered particles on the optical element. Is less likely to adhere to and accumulate on the optical element to degrade the performance of the optical element. The target material may be liquid at room temperature, or may be liquid after heating and cooling.

【0015】ここにおいて、「間欠的」とは、レーザー
の照射時間に対応する程度の時間のみ液状標的が噴出さ
れている程度の断続性を示す。これに対し、従来の液的
列は、レーザーの照射間隔より遙かに短い間隔で液的列
が放出されており、本手段における「間欠的に」放出さ
れていることにはならない。間欠的に標的物質を吐出す
る方法としては、たとえば、電磁バルブの開閉により、
吐出を制御する方法がある。この場合、レーザーの照射
直前に電磁バルブを開とし、レーザー照射終了後に電磁
バルブを閉とすればよい。
Here, "intermittently" indicates intermittentness such that the liquid target is ejected only for a time corresponding to the laser irradiation time. In contrast, the conventional liquid train emits the liquid train at a much shorter interval than the laser irradiation interval, and does not mean that the means is "intermittently" emitted. As a method of intermittently discharging the target substance, for example, by opening and closing an electromagnetic valve,
There is a method of controlling ejection. In this case, the electromagnetic valve may be opened just before the laser irradiation, and closed after the laser irradiation.

【0016】標的材料として、蒸気圧の高い物質が使用
される場合、連続的に標的材料を吐出すると、レーザー
を照射されない標的物質すなわち無駄に吐出されている
標的物質が蒸発し、真空容器内の圧力が上がってしまっ
て好ましくない。よって、このような場合には、標的物
質を間欠的に吐出することが特に重要である。
When a substance having a high vapor pressure is used as the target material, if the target material is continuously discharged, the target material not irradiated with the laser, that is, the target material discharged wastefully, evaporates, and the target material in the vacuum vessel is evaporated. The pressure rises, which is not desirable. Therefore, in such a case, it is particularly important to discharge the target substance intermittently.

【0017】前記課題を解決するための第2の手段は、
真空に排気された容器の中に置かれた標的材料にレーザ
ー光を照射することにより、当該標的材料をプラズマ化
し、当該プラズマよりX線を発生させるX線発生装置で
あって、前記標的材料の形態が粉末状であり、この粉末
状の標的材料が溶液中に拡散され、当該混濁液が吐出口
より連続的又は間欠的に吐出されることを特徴とするX
線発生装置(請求項2)である。
A second means for solving the above-mentioned problems is as follows:
An X-ray generator that irradiates a target material placed in a container that has been evacuated to vacuum with a laser beam to convert the target material into plasma and generate X-rays from the plasma. X is characterized in that the form is powdery, and the powdery target material is diffused in the solution, and the turbid liquid is continuously or intermittently discharged from the discharge port.
A line generator (claim 2).

【0018】本手段は、形状をテープ状とできないよう
な標的材料に対して好適である。標的材料を連続的に使
用する最も簡単な方法は、標的物質の形状をテープ状と
することである。テープ状の標的材料を巻取りながらレ
ーザー光を照射すれば、長時間X線を発生させ続けるこ
とができる。また、テープ状とすることにより、標的材
料の厚さが薄くなる(たとえば数μm〜数十μm)の
で、飛散粒子の大部分が標的裏面方向に突抜けてしまう
ため、標的表面方向(レーザー光照射方向)へ放射され
る飛散粒子量を減らすことができるというメリットもあ
る。
This measure is suitable for a target material whose shape cannot be made into a tape shape. The simplest way to use the target material continuously is to tape the shape of the target substance. By irradiating a laser beam while winding the tape-shaped target material, X-rays can be continuously generated for a long time. Further, since the target material becomes thinner (for example, several μm to several tens μm) by being formed in a tape shape, most of the scattered particles penetrate in the direction of the target back surface, so that the target surface direction (laser There is also an advantage that the amount of scattered particles radiated in the (irradiation direction) can be reduced.

【0019】しかしながら、標的材料の種類によって
は、テープ状に形成することが困難な物もある。たとえ
ば窒化ホウ素(BN)や、B4C、SiC、ZrO2等の
セラミックスやSiO2等がこのような標的材料であ
る。しかし、このような材料を粉末状にすることは容易
である。よって、これらの材料を粉末化し、粉末状の標
的部材を溶液中に拡散(混合)し、この混濁液を吐出口
より連続的又は間欠的に吐出させて、この液柱にレーザ
ー光を照射すれば、粉末状の標的材料をプラズマ化で
き、標的材料からのX線を利用することができる。
However, depending on the type of target material, it is difficult to form a tape. For example, boron nitride (BN), ceramics such as B 4 C, SiC, ZrO 2 , and SiO 2 are such target materials. However, it is easy to powder such a material. Therefore, these materials are powdered, the powdery target member is diffused (mixed) into the solution, and the turbid liquid is continuously or intermittently discharged from the discharge port to irradiate the liquid column with laser light. In this case, the powdery target material can be turned into plasma, and X-rays from the target material can be used.

【0020】溶液としては、水、アルコール、オイル等
の有機物の液体、アンモニア等の無機物の液体など、液
相のものであればどのようなものでも適宜選択して使用
できる。また、粉末状の標的部材の大きさは、吐出口よ
りも小さければよく、おおむね数十nm〜数十μm程度で
あることが好ましい。
As the solution, any liquid-phase solution such as water, an organic liquid such as alcohol and oil, and an inorganic liquid such as ammonia can be appropriately selected and used. The size of the powdery target member may be smaller than the discharge port, and is preferably about several tens nm to several tens μm.

【0021】レーザー光の照射により、溶液もプラズマ
化するため、溶液物質からもX線が放出されるが、これ
らのX線は、フィルターや多層膜ミラーを用いることに
より、容易に取除くことができる。たとえば、溶液とし
て有機系の拡散ポンプオイル(アルキル系オイル)を用
い、粉末状の標的材料としてBNを用いて、Bイオンか
ら放出されるライマンα線(波長4.8nm)を利用する場
合を考える。このBN混濁液にレーザー光を照射する
と、溶液である拡散ポンプオイルより、C、O、N等の
イオンからのX線が、BNより、B及びNイオンからの
X線が放出される。このとき、X線フィルターとして炭
素の薄膜(たとえば厚さ2μm)を用いると、炭素のK
吸収端である波長4.5nmより短波長のX線は大きく減衰
し、吸収端より長波長のX線のみが透過する。C、O、
N等のイオンからのX線は、いずれも4.5nmより短波長
なので、炭素フィルターによりカットされ、結果的にB
のライマンα線を取出すことができる。本手段において
も、「間欠的」という意味は、前記第1の手段と同じで
ある。
Since the solution is turned into plasma by irradiation with laser light, X-rays are also emitted from the solution substance. These X-rays can be easily removed by using a filter or a multilayer mirror. it can. For example, consider a case in which an organic diffusion pump oil (alkyl-based oil) is used as a solution, BN is used as a powdery target material, and Lyman α-rays (wavelength 4.8 nm) emitted from B ions are used. When the BN turbid liquid is irradiated with laser light, X-rays from ions such as C, O, and N are emitted from diffusion pump oil, which is a solution, and X-rays from B and N ions are emitted from BN. At this time, if a carbon thin film (for example, a thickness of 2 μm) is used as the X-ray filter, the carbon K
X-rays having a wavelength shorter than 4.5 nm, which is the absorption edge, are greatly attenuated, and only X-rays having a wavelength longer than the absorption edge are transmitted. C, O,
Since X-rays from ions such as N are all shorter than 4.5 nm, they are cut by a carbon filter,
Lyman α ray can be extracted. Also in this means, the meaning of "intermittent" is the same as in the first means.

【0022】前記課題を解決するための第3の手段は、
前記第1の手段又は第2の手段であって、標的材料の噴
出速度が少なくとも50m/sec以上であることを特徴とす
るもの(請求項3)である。
A third means for solving the above-mentioned problem is:
The first means or the second means, wherein the ejection speed of the target material is at least 50 m / sec or more (Claim 3).

【0023】粒径の大きな飛散粒子の放出速度は、レー
ザー光照射条件や標的材料にもよるが、102〜103m/se
c程度であるため、液状標的の噴出速度を50m/sec以上
とすれば、飛散粒子の放出方向は液状標的の下流側に向
きを変えることになる。従って、液状標的上流側では液
滴状の飛散粒子は減少するので、この位置にX線光学素
子を配置すればこれら飛散粒子による光学素子への損傷
を低減することができる。
The emission speed of the scattered particles having a large particle diameter is 102 to 103 m / se depending on the laser irradiation conditions and the target material.
Since it is about c, if the ejection speed of the liquid target is set to 50 m / sec or more, the emission direction of the scattered particles changes to the downstream side of the liquid target. Therefore, the droplet-like scattered particles are reduced on the upstream side of the liquid target, and if the X-ray optical element is arranged at this position, damage to the optical element by these scattered particles can be reduced.

【0024】前記課題を解決するための第4の手段は、
前記第1の手段から第3の手段のいずれかであって、液
状標的又は混濁液が、溶解された液相の金属であること
を特徴とするもの(請求項4)である。
A fourth means for solving the above-mentioned problem is:
Any of the first to third means, wherein the liquid target or the turbid liquid is a dissolved liquid-phase metal (Claim 4).

【0025】本手段においては、液状標的又は混濁液と
して、例えば、亜鉛や鉛、錫のように常温では固体であ
り、加熱することにより液状となるものを使用する。亜
鉛であれば419.58℃以上、鉛であれば327.5℃以上、錫
であれば231.97℃以上に加熱すると液体状にすることが
できる。このようにすることにより、これらの標的材料
を(たとえば円盤状の)固体として用いたときよりも、
長時間使用できるようになる。
In the present means, a liquid target or a turbid liquid which is solid at room temperature, such as zinc, lead or tin, and becomes liquid when heated is used. When heated to 419.58 ° C. or higher for zinc, 327.5 ° C. or higher for lead, and 231.97 ° C. or higher for tin, it can be made liquid. This allows these target materials to be used more than when they are used as solids (eg discs).
You can use it for a long time.

【0026】前記課題を解決するための第5の手段は、
前記第4の手段であって、熔融された液相の金属が、錫
(Sn)あるいは錫(Sn)を含む材料であることを特徴と
するもの(請求項5)である。
A fifth means for solving the above problem is as follows.
The fourth means is characterized in that the molten liquid phase metal is tin (Sn) or a material containing tin (Sn) (claim 5).

【0027】錫(Sn)は波長13nm付近にスペクトルのピ
ークがあるため、錫を含む物質は13nmの波長を用いる軟
X線縮小リソグラフィー用のX線源の標的材料に適して
いる。また、錫は融点が比較的低く(231.97℃)容易に
液体状にすることができる。また、飽和蒸気圧が低いた
め真空中でも蒸発しにくいので、光学素子上に付着・堆
積することもない。例えば液体状となっている560℃付
近であっても、その飽和蒸気圧は約10-11Torr程度であ
り、LPXとして使用される典型的な真空度(数Torr〜
10-6Torr)に比べて十分低い。
Since tin (Sn) has a spectrum peak near a wavelength of 13 nm, a substance containing tin is suitable as a target material of an X-ray source for soft X-ray reduction lithography using a wavelength of 13 nm. Further, tin has a relatively low melting point (231.97 ° C.) and can be easily made into a liquid state. Further, since the vapor pressure is low and the vapor pressure is low even under vacuum due to the low saturated vapor pressure, there is no adhesion or deposition on the optical element. For example, even at a temperature of around 560 ° C., which is in a liquid state, the saturated vapor pressure is about 10 −11 Torr, and the typical vacuum degree used for LPX (several Torr to
10 -6 Torr).

【0028】また、本手段においては、熔融された液相
の金属材料は、錫を含む合金や化合物であってもよい。
例えば、ハンダは錫と鉛の合金であるが、その融点はSn
60%、Pb 40%の場合、183℃と純粋の錫の場合よりも
低く、液状にしやすい。また、錫と同様に、鉛の蒸気圧
も約260℃においても10-11Torrと非常に低いため光学素
子上に付着・堆積することがない。
In this means, the molten liquid metal material may be an alloy or a compound containing tin.
For example, solder is an alloy of tin and lead, whose melting point is Sn
In the case of 60% and 40% of Pb, the temperature is 183 ° C, which is lower than that of pure tin, and it is easily liquid. Also, like tin, lead has a very low vapor pressure of 10 −11 Torr even at about 260 ° C., so that it does not adhere or deposit on the optical element.

【0029】前記課題を解決するための第6の手段は、
前記第1の手段から第3の手段のいずれかであって、液
状標的又は混濁液が、冷却された液化ガスであることを
特徴とするもの(請求項6)である。
A sixth means for solving the above-mentioned problem is:
Any of the first to third means, wherein the liquid target or the turbid liquid is a cooled liquefied gas (Claim 6).

【0030】たとえば、N2、CO2、Kr、Xeなどは常温
では気体であるが、冷却することにより液状にすること
ができる。N2の場合には-209.86℃〜-195.8℃の間であ
れば液状となり、CO2の場合には-56.6℃〜-78.5℃、K
rの場合には-156.6℃〜-153.4℃、Xeの場合には-111.9
℃〜-108.1℃であれば液体となる。このような液体状の
標的材料を用いると、前例に示した冷却して固体のペレ
ット状にしたときに問題となる破片が生ぜず、光学素子
に損傷を与えない。
For example, N 2 , CO 2 , Kr, Xe, etc. are gases at room temperature, but can be made liquid by cooling. It becomes liquid if between -209.86 ℃ ~-195.8 ℃ in the case of N 2, in the case of CO 2 is -56.6 ℃ ~-78.5 ℃, K
-156.6 ° C to -153.4 ° C for r, -111.9 for Xe
If it is between ℃ and -108.1 ℃, it becomes liquid. The use of such a liquid target material does not cause debris, which is a problem when cooled into a solid pellet as described above, and does not damage the optical element.

【0031】前記課題を解決するための第7の手段は、
前記第6の手段であって、冷却された液化ガスが、希ガ
ス又は希ガスを含むガスであることを特徴とするもの
(請求項7)である。
A seventh means for solving the above-mentioned problem is as follows.
The sixth means is characterized in that the cooled liquefied gas is a rare gas or a gas containing a rare gas (claim 7).

【0032】液化ガスとして希ガス(Ne、Ar、Kr、Xe、
Rn)などを用いれば、レーザー照射された部分は気化
し、光学素子に使われている物質とも化学反応しないの
で、光学素子上に付着・堆積することがない。
Noble gases (Ne, Ar, Kr, Xe,
If Rn) or the like is used, the portion irradiated with the laser is vaporized and does not chemically react with the substance used in the optical element, so that it does not adhere to or accumulate on the optical element.

【0033】前記課題を解決するための第8の手段は、
前記第1の手段から第7の手段のいずれかであって、標
的材料として使用される液相の物質又は混濁液を循環使
用するための循環機構を具備したことを特徴とするもの
(請求項8)である。
Eighth means for solving the above-mentioned problem is:
Any one of the first to seventh means, further comprising a circulating mechanism for circulating a liquid substance or a turbid liquid used as a target material. 8).

【0034】標的材料や、粉末の標的材料を含む混濁液
を循環して使用するようにすれば、標的材料や混濁液を
外部から供給する必要がないので連続的に使用すること
ができ、装置の使用効率を大幅に上げることができる。
特に標的材料や混濁液が高価な場合には、装置のランニ
ングコストを削減することができる。標的材料や混濁液
の循環は液相のまま行ってもよいし、途中で固体あるい
は気体にして循環するようにしてもよい。途中で固体あ
るいは気体にして循環するようにすると、常温で固体あ
るいは気体の物質を使用する場合に都合がよい。たとえ
ば錫などのように加熱して液状にしている場合には、液
状のまま循環させようとすると、配管系を高温に維持す
ると共に、循環ポンプなどすべてを高温仕様ものにする
必要があるので、構成が複雑になりコストアップにもつ
ながる。このような場合には、一度固体にもどしてから
輸送し、標的として使用する前に加熱して溶融するよう
にすれば、循環系は単純になり、信頼性が上がると共に
コストも下げることができる。
By circulating and using a turbid liquid containing a target material or a powdered target material, the target material or turbid liquid need not be supplied from the outside, so that it can be used continuously. Use efficiency can be greatly increased.
Especially when the target material or the turbid liquid is expensive, the running cost of the apparatus can be reduced. Circulation of the target material or the turbid liquid may be performed in the liquid phase, or may be circulated as a solid or gas in the middle. It is convenient to use a solid or gaseous substance at room temperature if the solid or gaseous substance is circulated on the way. For example, if the material is heated and liquid, such as tin, if it is to be circulated in the liquid state, it is necessary to maintain the piping system at a high temperature and to make all the circulating pumps etc. high temperature specifications. The structure becomes complicated and leads to an increase in cost. In such a case, if the material is returned to a solid and then transported, and then heated and melted before being used as a target, the circulation system is simplified, reliability is increased, and costs can be reduced. .

【0035】[0035]

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態の例を
図を用いて説明する。図1は、本発明の第1の実施の形
態を示す概略図である。図1において、100は液化標
的溜まり、101は標的材料、102は配管、103は
ノズル、104はXステージ、105はYステージ、1
06はZステージ、107は可変アパーチャー、108
はXステージ、109はYステージ、110はパイプ、
111は容器、112はバルブ、113は容器、11
4、115、116はバルブ、117はレンズ、118
は窓、119は真空容器、120はレーザー光、121
はリークバルブ、122は標的材料の液柱である。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a schematic diagram showing a first embodiment of the present invention. In FIG. 1, 100 is a liquefied target reservoir, 101 is a target material, 102 is a pipe, 103 is a nozzle, 104 is an X stage, 105 is a Y stage, 1
06 is a Z stage, 107 is a variable aperture, 108
Is the X stage, 109 is the Y stage, 110 is the pipe,
111 is a container, 112 is a valve, 113 is a container, 11
4, 115, 116 are valves, 117 is a lens, 118
Is a window, 119 is a vacuum vessel, 120 is a laser beam, 121
Is a leak valve, and 122 is a liquid column of the target material.

【0036】液化標的溜まり100内には液体状の標的
材料101が入れられている。ここでは標的材料として
水(H2O)が用いられている。液化標的溜まり100
は加圧装置(この場合には高圧空気ボンベ)に接続され
ており、標的材料101は、数気圧〜100気圧程度の
圧力で圧縮されている。これにより標的材料101は配
管102を通り、フィードスルーを通過した後、ノズル
103より噴出する。ノズル103から噴出されてでき
た標的材料の液柱122にレーザー光を照射しプラズマ
を生成してX線を発生させる。
A liquid target material 101 is contained in the liquefied target reservoir 100. Here, water (H 2 O) is used as the target material. Liquefaction target reservoir 100
Is connected to a pressurizing device (in this case, a high-pressure air cylinder), and the target material 101 is compressed at a pressure of several to 100 atm. As a result, the target material 101 passes through the pipe 102, passes through the feed-through, and is ejected from the nozzle 103. The liquid column 122 of the target material ejected from the nozzle 103 is irradiated with a laser beam to generate plasma to generate X-rays.

【0037】フィードスルーはXステージ104、Yス
テージ105、Zステージ106に取り付けられてお
り、ノズル103の位置を調整し、所定の位置にプラズ
マを生成できるようにしている。標的材料は可変アパー
チャー107及びパイプ110を通過した後、容器11
1内に蓄積される。容器111内は真空排気装置(図示
せず)により、標的材料の飽和蒸気圧程度まで減圧され
ている。可変アパーチャー107はXステージ108及
びYステージ109に取り付けられている。
The feedthrough is attached to the X stage 104, the Y stage 105, and the Z stage 106, and adjusts the position of the nozzle 103 so that plasma can be generated at a predetermined position. After the target material has passed through the variable aperture 107 and the pipe 110, the container 11
1 is stored. The inside of the container 111 is evacuated by a vacuum exhaust device (not shown) to about the saturated vapor pressure of the target material. The variable aperture 107 is attached to the X stage 108 and the Y stage 109.

【0038】始め、可変アパーチャー107の開口は最
大に開かれており、ノズル103の位置が決定した後
に、Xステージ108及びYステージ109により可変
アパーチャーの中心に標的材料が通過するようにし、可
変アパーチャーの開口の径を標的材料の液柱122の径
よりもわずかに大きくなるまで徐々に絞る。このように
することにより、真空容器119と容器111との間で
差動排気が行えるようになる。
First, the opening of the variable aperture 107 is opened to the maximum, and after the position of the nozzle 103 is determined, the target material passes through the center of the variable aperture by the X stage 108 and the Y stage 109, and the variable aperture 107 is opened. Is gradually reduced until the diameter of the opening becomes slightly larger than the diameter of the liquid column 122 of the target material. By doing so, differential evacuation between the vacuum vessel 119 and the vessel 111 can be performed.

【0039】容器111内に標的材料が所定の量だけ蓄
積されてきたら、バルブ115を徐々に開け、容器11
3内を排気する。このとき、バルブ112、114、1
16は閉じられている。容器113内の圧力が容器11
1と同じになったときバルブ112を開けて容器111
内に溜まった標的材料を容器113へ流入させる。その
後、バルブ112及び115を閉じ、バルブ116を徐
々に開け、容器113と液化標的溜まり100内の圧力
が同じになったときにバルブ114を開けて容器113
内の標的材料を液化標的溜まり100へ流入させる。標
的材料がすべて移動し終わったら、バルブ116、11
4を閉じ、リークバルブ121を開けて容器113内の
圧力を大気圧まで減圧したのち、リークバルブ121を
閉じる。以上のようにすることにより、標的材料のレー
ザー光照射位置への供給を中断することなく、連続的に
標的材料を循環させることができる。
When a predetermined amount of the target material is accumulated in the container 111, the valve 115 is gradually opened, and the container 11
3 is evacuated. At this time, the valves 112, 114, 1
16 is closed. When the pressure in the container 113 is
When it becomes the same as 1, the valve 112 is opened and the container 111 is opened.
The target material accumulated inside is flowed into the container 113. Thereafter, the valves 112 and 115 are closed, the valve 116 is gradually opened, and when the pressure in the container 113 and the liquefaction target reservoir 100 become the same, the valve 114 is opened and the container 113 is opened.
The target material therein flows into the liquefied target reservoir 100. When all the target material has been moved, the valves 116, 11
After closing the leak valve 121 and opening the leak valve 121 to reduce the pressure in the container 113 to the atmospheric pressure, the leak valve 121 is closed. As described above, the target material can be continuously circulated without interrupting the supply of the target material to the laser beam irradiation position.

【0040】ここで標的材料として使用している水は比
較的飽和蒸気圧が高いのでプラズマから発生したX線が
真空容器内の蒸気により吸収され、減衰してしまう可能
性がある。そのため、できるだけ飽和蒸気圧が低くなる
ように標的材料を冷却している。液化標的溜まり10
0、配管102、ノズル103、容器111は冷却装置
により約1℃に冷却されている。1℃の水の飽和蒸気圧
は約5Torrである。標的材料を冷却することにより容器
111内の圧力は5Torr程度まで、真空容器119内の
圧力は5Torrあるいは、容器111との差動排気ができ
ている場合にはそれ以下の圧力まで減圧することができ
る。
Since the water used as the target material has a relatively high saturated vapor pressure, X-rays generated from the plasma may be absorbed and attenuated by the vapor in the vacuum vessel. Therefore, the target material is cooled so that the saturated vapor pressure is as low as possible. Liquefaction target pool 10
The piping 102, the nozzle 103, and the container 111 are cooled to about 1 ° C. by a cooling device. The saturated vapor pressure of 1 ° C. water is about 5 Torr. By cooling the target material, the pressure in the vessel 111 can be reduced to about 5 Torr, and the pressure in the vacuum vessel 119 can be reduced to 5 Torr, or to a lower pressure if differential evacuation with the vessel 111 is possible. it can.

【0041】真空容器119内の圧力をさらに下げたい
場合には標的材料の液柱122部を、レーザー光入射
用、レーザー光出射用及びX線取り出し用の開口を設け
た部材で覆えば良い。レーザー光出射用の開口はノズル
位置調整時に標的材料に当たらなかったレーザー光が部
材に当たるのを防ぐために設けられており、これは必要
がなければ無くてもよい。
When it is desired to further reduce the pressure in the vacuum vessel 119, the liquid column 122 of the target material may be covered with a member provided with openings for laser beam incidence, laser beam emission, and X-ray extraction. The opening for emitting laser light is provided to prevent laser light that did not hit the target material at the time of nozzle position adjustment from hitting the member, and may be omitted if unnecessary.

【0042】図2(a)、(b)にこの実施の形態のノズ
ル近傍の様子の例を示す。図2において、123は透過
レーザー光、124a、124bは部材、125はレー
ザー光入射開口、126はX線取り出し開口、127は
レーザー出射開口であり、その他の符号は、図1と同じ
物を示す。
FIGS. 2A and 2B show an example of a state near the nozzle of this embodiment. In FIG. 2, reference numeral 123 denotes a transmitted laser beam, reference numerals 124a and 124b denote members, reference numeral 125 denotes a laser light entrance opening, reference numeral 126 denotes an X-ray extraction opening, reference numeral 127 denotes a laser emission opening, and other reference numerals denote the same components as those in FIG. .

【0043】レーザー光入射開口125、X線取り出し
開口126及びレーザー出射開口127を設けた部材1
24aで液柱122の周りを覆っている。ノズル103
と部材124aの間は密着しており、部材124aと可
変アパーチャー107の間は極僅かな隙間があいてお
り、可変アパーチャーの位置をX、Yステージ108、
109(図1)により変化できるようになっている。この
ようにすれば液柱122部から真空容器119内へ蒸発
する量を低減できるので、真空容器119内の圧力を低
下させることができる。もし、必要であれば、部材12
4a内を排気装置により排気するようにしてもよい。
A member 1 provided with a laser light entrance opening 125, an X-ray extraction opening 126, and a laser emission opening 127
24a covers the periphery of the liquid column 122. Nozzle 103
And the member 124a are in close contact with each other, there is a very small gap between the member 124a and the variable aperture 107, and the position of the variable aperture is set to the X, Y stage 108,
109 (FIG. 1). By doing so, the amount of evaporation from the liquid column 122 into the vacuum vessel 119 can be reduced, so that the pressure inside the vacuum vessel 119 can be reduced. If necessary, member 12
The inside of 4a may be exhausted by an exhaust device.

【0044】図2(b)に示す例においては、図2
(a)と同様に液柱122の周囲を部材124bで覆っ
ており、部材124bの内部を排気(排気装置は図示し
ていない)できるようになっている。
In the example shown in FIG.
As in (a), the periphery of the liquid column 122 is covered with a member 124b, and the inside of the member 124b can be evacuated (an exhaust device is not shown).

【0045】これらの実施の形態でノズル103の開口
の径が200μm、背圧35気圧のとき、標的材料の流速は
約64m/secが得られる。また、ノズル開口径が100μ
m、背圧が100気圧の場合には、標的材料の流速は約150
m/secとなる。このようにすると標的物質の流速は50m/s
ecを越えるので、先に述べたように慣性力により粒径の
大きな飛散粒子の飛び出し方向を下流側に変えることが
できる。
In these embodiments, when the diameter of the opening of the nozzle 103 is 200 μm and the back pressure is 35 atm, the flow rate of the target material is about 64 m / sec. Also, the nozzle opening diameter is 100μ
m, when the back pressure is 100 atm, the target material flow rate is about 150
m / sec. In this way, the flow velocity of the target substance is 50 m / s
Since ec exceeds ec, as described above, the flying direction of the scattered particles having a large particle diameter can be changed to the downstream side by the inertial force.

【0046】また、上述の実施の形態では液体の状態で
回収し、循環させているが、以下の実施の形態で述べる
ように、一旦、固体あるは気体の状態にして回収、循環
させてもよい。上述の実施の形態では標的物質として水
を用いているが、これに限るものではない。水は常温で
液体であるが、例えば錫やクリプトンなどのように、加
熱あるいは冷却することにより液体となる物質であって
もよい。加熱することにより液体となる物質の場合には
容器、配管ノズル、容器、容器を液化する温度に加熱し
ておけばよい。また、冷却して液化する物質の場合には
容器、配管ノズル、容器、容器を液化する温度に冷却し
ておけばよい。
In the above-described embodiment, the liquid is recovered and circulated in a liquid state. However, as described in the following embodiments, the liquid may be recovered and circulated once in a solid or gaseous state. Good. Although water is used as the target substance in the above embodiment, the present invention is not limited to this. Water is a liquid at room temperature, but may be a substance that becomes liquid when heated or cooled, such as tin or krypton. In the case of a substance that becomes a liquid by heating, the container, the piping nozzle, the container, and the container may be heated to a temperature at which they are liquefied. In the case of a substance which is cooled and liquefied, the container, the piping nozzle, the container, and the container may be cooled to a temperature at which they are liquefied.

【0047】本実施の形態においては、標的材料に比較
的蒸気圧の高い水を用いているが、常温で蒸気圧の低い
物質を用いれば、上述のように差動排気系を使用しなく
てもよいので、装置の構成がより簡単になる。このよう
な材料として、拡散ポンプ用のオイルや、ロータリーポ
ンプ用のオイル等がある。
In this embodiment, water having a relatively high vapor pressure is used as the target material. However, if a substance having a low vapor pressure at room temperature is used, the differential pumping system is not used as described above. Therefore, the configuration of the apparatus becomes simpler. Such materials include oil for diffusion pumps and oil for rotary pumps.

【0048】本発明の第2の実施の形態の概略を図3に
示す。図3において、300は液化標的溜まり、301
は標的材料、302は配管、303はノズル、304は
Xステージ、305はYステージ、306はZステー
ジ、307はパイプ、308はモータ、309はプロペ
ラ、310は螺旋状フィン、311は容器、312はバ
ルブ、313は容器、314、315、316はバル
ブ、317はレンズ、318は窓、319は真空容器、
320はレーザー光、321はリークバルブ、322は
標的材料の液柱である。
FIG. 3 schematically shows a second embodiment of the present invention. In FIG. 3, reference numeral 300 denotes a liquefaction target pool,
Is a target material, 302 is a pipe, 303 is a nozzle, 304 is an X stage, 305 is a Y stage, 306 is a Z stage, 307 is a pipe, 308 is a motor, 309 is a propeller, 310 is a spiral fin, 311 is a container, 312 Is a valve, 313 is a container, 314, 315, 316 is a valve, 317 is a lens, 318 is a window, 319 is a vacuum container,
320 is a laser beam, 321 is a leak valve, and 322 is a liquid column of the target material.

【0049】本実施の形態では、標的材料としてSnが用
いられている。第1の実施の形態においては、加熱ある
いは冷却して液体となる物質であっても液体の状態のま
ま循環させていたが、本実施の形態では一度固体にして
から循環させている。このようにすることにより、加熱
あるいは冷却する部分が少なくなるため、装置構成が容
易になる。本実施の形態では、装置構成は図1に示した
第1の実施の形態とほぼ同じなので、異なるところのみ
を詳しく説明する。
In the present embodiment, Sn is used as the target material. In the first embodiment, even a substance that becomes a liquid by heating or cooling is circulated in a liquid state. However, in the present embodiment, the substance is circulated after being solidified once. By doing so, the portion to be heated or cooled is reduced, so that the device configuration is simplified. In the present embodiment, since the device configuration is almost the same as that of the first embodiment shown in FIG. 1, only different points will be described in detail.

【0050】液化標的溜まり300の中に標的材料30
1であるSnが入れられており、液化標的溜まり300は
Snが液化する温度まで加熱されている(例えば300
℃)。配管302及びノズル303も同様にSnが液化す
る温度まで加熱されている。液化したSnは圧縮窒素によ
り加圧され、配管302を通りノズル303より液体の
まま噴出される。真空容器319内に噴出されたSnの液
柱322にレーザー光320が照射されX線が輻射され
る。
The target material 30 is stored in the liquefied target pool 300.
The Sn which is 1 is put, and the liquefaction target pool 300
It is heated to a temperature at which Sn liquefies (for example, 300
° C). The pipe 302 and the nozzle 303 are also heated to a temperature at which Sn liquefies. The liquefied Sn is pressurized by the compressed nitrogen, and is ejected as a liquid from the nozzle 303 through the pipe 302. The laser beam 320 is applied to the Sn liquid column 322 ejected into the vacuum vessel 319, and X-rays are emitted.

【0051】液状のSnはパイプ307を通り容器311
内に入るが、モーター308により回転しているプロペ
ラ309に当たることにより飛び散り、容器311の内
壁や、容器内311に取り付けられている螺旋状のフィ
ン310に衝突する。容器311及びフィン310は冷
却水などによりSnの融点よりも十分に低温(例えば10
℃)に冷却されているので、容器311内壁やフィン3
10に衝突したSnの液滴はすぐさま冷却され、固体の粒
子となる。この固体の粒子はフィン310の上を転がり
ながら落下し、容器311の底に溜まる。Snの粒子が所
定の量だけ溜まったならば、バルブ315を開けて容器
313内を排気し、真空容器319とほぼ同じ圧力にな
るようにする。その後、バルブ312を開けて容器31
1に溜まっていたSnの粒子を容器313内に落下させ
る。
The liquid Sn passes through the pipe 307 and the container 311
However, when the propeller 309 is rotated by the motor 308, it scatters and collides with the inner wall of the container 311 or the spiral fin 310 attached to the container 311. The temperature of the container 311 and the fin 310 is sufficiently lower than the melting point of Sn (for example, 10
° C), the inner wall of the container 311 and the fin 3
The Sn droplets that collided with 10 are immediately cooled and become solid particles. The solid particles fall while rolling on the fins 310 and collect at the bottom of the container 311. When a predetermined amount of Sn particles have accumulated, the valve 315 is opened and the inside of the container 313 is evacuated so that the pressure becomes substantially the same as that of the vacuum container 319. Thereafter, the valve 312 is opened and the container 31 is opened.
The particles of Sn accumulated in 1 are dropped into the container 313.

【0052】その後、バルブ312、315を閉め、バ
ルブ316を徐々に開けて容器313と液化標的溜まり
300内の圧力を同じにした後、バルブ314を開けて
Snの粒子を容器313から液化標的溜まり300へ落下
させる。Snがすべて移動し終わったら、バルブ314、
316を閉じ、リークバルブ321を開けて容器313
内の圧力を大気圧まで減圧した後、リークバルブ321
を閉じる。液化標的溜まり300内に落下したSn粒子は
加熱されて液体状になり、再びノズル303より噴出さ
れる。
Thereafter, the valves 312 and 315 are closed, the valve 316 is gradually opened to make the pressure in the container 313 and the liquefaction target reservoir 300 the same, and then the valve 314 is opened.
The Sn particles are dropped from the container 313 to the liquefied target reservoir 300. When all the Sn has moved, the valve 314,
316 is closed, the leak valve 321 is opened, and the container 313 is opened.
After the internal pressure is reduced to atmospheric pressure, the leak valve 321
Close. The Sn particles that have fallen into the liquefied target pool 300 are heated to be in a liquid state, and are ejected from the nozzle 303 again.

【0053】先に述べたように300℃程度の液体のSnは
飽和蒸気圧が低く、また、容器311内には固体のSnが
貯蔵されるため液体のSnに比べて蒸気圧はさらに低くな
る。このため、第1の実施の形態のように真空容器31
9と容器311の間にアパーチャーを入れて差動排気す
る必要がないので、装置の構成がより単純になる。
As described above, liquid Sn of about 300 ° C. has a low saturated vapor pressure, and since solid Sn is stored in the container 311, the vapor pressure is further lower than that of liquid Sn. . For this reason, as in the first embodiment, the vacuum container 31
Since there is no need to insert an aperture between 9 and the container 311 to perform differential evacuation, the configuration of the apparatus becomes simpler.

【0054】図4に本発明の第3の実施の形態の概要を
示す。図4において、400は液化標的溜まり、401
は標的材料、403はノズル、404はXステージ、4
05はYステージ、406はZステージ、407はパイ
プ、408はモータ、409はプロペラ、410は螺旋
状フィン、411は容器、412はバルブ、413は容
器、414、415はバルブ、416はリークバルブ、
417はベルトコンベア、418は受け皿、419、4
20、421はバルブ、422はリークバルブ、423
はレンズ、424は窓、425はレーザー光、426は
標的材料の液柱、427は真空容器、428は容器であ
る。
FIG. 4 shows an outline of a third embodiment of the present invention. In FIG. 4, reference numeral 400 denotes a liquefied target pool,
Is the target material, 403 is the nozzle, 404 is the X stage, 4
05 is a Y stage, 406 is a Z stage, 407 is a pipe, 408 is a motor, 409 is a propeller, 410 is a spiral fin, 411 is a container, 412 is a valve, 413 is a container, 414 and 415 are valves, and 416 is a leak valve. ,
417 is a belt conveyor, 418 is a tray, 419, 4
20, 421 are valves, 422 is a leak valve, 423
Denotes a lens, 424 denotes a window, 425 denotes a laser beam, 426 denotes a liquid column of a target material, 427 denotes a vacuum container, and 428 denotes a container.

【0055】図3に示す第2の実施の形態では、固化し
た標的材料を落下させることにより液化標的材料溜まり
300へ移動させていたが、本実施の形態では、ベルト
コンベア417により液化標的溜まり400へ運搬して
いる。このようにすることにより、液化標的溜まり30
0をノズル403の近傍に配置できるので、第2の実施
の形態のように液化標的溜まりからノズルまでの長い配
管を加熱しなくてもよくなる。
In the second embodiment shown in FIG. 3, the solidified target material is dropped and moved to the liquefied target material pool 300, but in this embodiment, the liquefied target pool 400 is moved by the belt conveyor 417. Transported to By doing so, the liquefied target reservoir 30
Since 0 can be arranged near the nozzle 403, it is not necessary to heat a long pipe from the liquefaction target reservoir to the nozzle as in the second embodiment.

【0056】本実施の形態では、第2の実施の形態と同
様に、標的材料としてSnを用いている。Snは300℃程度
に加熱され、液化した状態で液化標的溜まり400に蓄
えられている。液化したSn401は圧縮窒素により加圧
され、同じく300℃程度に加熱されているノズル403
より液体のまま噴出される。真空容器427内に噴出さ
れたSnの液柱426にレーザー光425が照射されX線
が輻射される。液状のSnはパイプ407を通り容器41
1内に入り、第2の実施の形態と同様に固化され、Snの
粒子として容器411内に蓄積される。
In this embodiment, Sn is used as a target material, as in the second embodiment. The Sn is heated to about 300 ° C. and stored in the liquefied target reservoir 400 in a liquefied state. The liquefied Sn 401 is pressurized by compressed nitrogen, and the nozzle 403 is also heated to about 300 ° C.
It is jetted out as more liquid. The laser beam 425 is applied to the Sn liquid column 426 ejected into the vacuum vessel 427, and X-rays are emitted. The liquid Sn passes through the pipe 407 and the container 41
1 and solidified in the same manner as in the second embodiment, and accumulated in the container 411 as Sn particles.

【0057】所定の量のSn粒子が蓄積されたら、バルブ
414を開けて容器413内を真空容器427内と同程
度の圧力まで排気し、その後バルブ412を開けてSnの
粒子を容器413に落下させる。
When a predetermined amount of Sn particles is accumulated, the valve 414 is opened and the inside of the container 413 is evacuated to the same pressure as the inside of the vacuum container 427, and then the valve 412 is opened to drop the Sn particles into the container 413. Let it.

【0058】その後、バルブ412、414を閉め、リ
ークバルブ416を開けて容器413内を大気圧に戻し
た後、バルブ415を開けて容器413内にあるSn粒子
をベルトコンベアー417に移す。Sn粒子はベルトコン
ベアー417により受け皿418に移される。受け皿4
18にある程度溜まったら、バルブ419を開けてSn粒
子を容器428内に流し込む。(このとき、容器428
内は大気圧になっている。) その後、バルブ419を締めて、バルブ421を徐々に
開け容器428と液化標的溜まり400内の圧力が同じ
になるようにする。そして、バルブ420を開けてSn粒
子を液化標的溜まり400に落下させて液化し、再び標
的材料として用いる。
Thereafter, the valves 412 and 414 are closed, the leak valve 416 is opened to return the inside of the container 413 to the atmospheric pressure, and then the valve 415 is opened to transfer the Sn particles in the container 413 to the belt conveyor 417. The Sn particles are transferred to a tray 418 by a belt conveyor 417. Saucer 4
When some amount has accumulated in 18, the valve 419 is opened and the Sn particles are poured into the container 428. (At this time, the container 428
Inside is at atmospheric pressure. Thereafter, the valve 419 is closed, and the valve 421 is gradually opened so that the pressure in the container 428 and the pressure in the liquefaction target reservoir 400 become equal. Then, the valve 420 is opened to drop the Sn particles into the liquefied target reservoir 400 to be liquefied and used again as the target material.

【0059】このようにすると液化標的溜まり400を
真空容器427の近くに置くことができ、液化標的溜ま
り400と真空容器427のフィードスルーまでの配管
の長さを短くすることができる。このため、加熱しなく
てはならない部材を近くにまとめることができるので、
装置の構成が容易になる。
In this way, the liquefied target reservoir 400 can be placed near the vacuum container 427, and the length of the pipe from the liquefied target reservoir 400 to the feedthrough of the vacuum container 427 can be shortened. For this reason, members that need to be heated can be grouped close together,
The configuration of the device becomes easy.

【0060】本実施の形態では、大気中に置かれたベル
トコンベアー417により固化した標的材料を輸送して
いるが、この輸送は真空中で行ってもよい。第2、第3
の実施の形態では標的材料としてSnを用いていたが、こ
れに限らずどのような物質であってもよく、SnやZn等の
単一の元素であってもよいし、ハンダなどの合金や化合
物であってもよい。第2、第3の実施の形態では加熱す
ることにより液体となる標的物質を用いていたが、冷却
することにより液体となる物質であってもよい。
In the present embodiment, the solidified target material is transported by the belt conveyor 417 placed in the atmosphere, but this transport may be performed in a vacuum. Second, third
In the embodiment of the present invention, Sn was used as the target material.However, the present invention is not limited to this, and may be any substance, a single element such as Sn or Zn, or an alloy such as solder. It may be a compound. In the second and third embodiments, a target substance that becomes liquid by heating is used, but a substance that becomes liquid by cooling may be used.

【0061】図5に本発明の第4の実施の形態の概要を
示す。図5において、500は液化標的溜まり、501
は標的材料、502は配管、503はノズル、504は
Xステージ、505はYステージ、506はZステー
ジ、507はパイプ、508はモータ、509はプロペ
ラ、510は螺旋状フィン、511は容器、512はバ
ルブ、513は容器、514、515、516はバル
ブ、517はレンズ、518は窓、519は真空容器、
520はレーザー光、521はリークバルブ、522は
標的材料の液柱である。
FIG. 5 shows an outline of a fourth embodiment of the present invention. In FIG. 5, reference numeral 500 denotes a liquefaction target pool;
Is a target material, 502 is a pipe, 503 is a nozzle, 504 is an X stage, 505 is a Y stage, 506 is a Z stage, 507 is a pipe, 508 is a motor, 509 is a propeller, 510 is a spiral fin, 511 is a container, 512 Is a valve, 513 is a container, 514, 515, 516 is a valve, 517 is a lens, 518 is a window, 519 is a vacuum container,
520 is a laser beam, 521 is a leak valve, and 522 is a liquid column of the target material.

【0062】本実施の形態では、標的材料としてKr(ク
リプトン)を用いている。液化標的溜まり500にはKr
が導入されいる。液化標的溜まり500は冷却装置(不
図示)により、Krが液化する-156.6℃〜-153.4℃になる
ように制御され、Krは液体の状態で液化標的溜まり50
0内に貯蔵されている。配管502及びノズル503も
同様にKrが液化する温度まで冷却されている。液化した
Krは圧縮窒素により加圧され、配管502を通りノズル
503より液体のまま噴出される。真空容器519内に
噴出されたKrの液柱522にレーザー光520が照射さ
れ、X線が輻射される。
In the present embodiment, Kr (krypton) is used as the target material. Kr in liquefaction target pool 500
Has been introduced. The liquefied target reservoir 500 is controlled by a cooling device (not shown) so that Kr is liquefied at -156.6 ° C. to -153.4 ° C., and Kr is in a liquid state and the liquefied target reservoir 50 is in a liquid state.
Stored in 0. The pipe 502 and the nozzle 503 are similarly cooled to a temperature at which Kr is liquefied. Liquefied
Kr is pressurized by compressed nitrogen, and is jetted out of the nozzle 503 as a liquid through the pipe 502. The laser beam 520 is applied to the Kr liquid column 522 ejected into the vacuum vessel 519, and X-rays are emitted.

【0063】液状のKrはパイプ507を通り容器511
内に入るが、モーター508により回転しているプロペ
ラ509に当たることにより飛び散り容器511の内壁
や容器内に取り付けられている螺旋状のフィン510に
衝突する。容器511及びフィン510は液体窒素など
によりKrの融点よりも十分に低温(例えば-209℃)に冷
却されているので、容器511内壁やフィン510に衝
突したKrの液滴はすぐさま冷却され、固体の粒子とな
る。
The liquid Kr passes through the pipe 507 and the container 511
However, when the propeller 509 is rotated by the motor 508, the propeller 509 scatters and collides with the inner wall of the container 511 or the spiral fin 510 attached to the container. Since the container 511 and the fins 510 are cooled to a temperature sufficiently lower than the melting point of Kr (for example, −209 ° C.) by liquid nitrogen or the like, the droplets of Kr colliding with the inner wall of the container 511 and the fins 510 are immediately cooled, and Particles.

【0064】この固体の粒子はフィンの上を転がりなが
ら落下し、容器511の底に溜まる。Krの粒子が所定の
量だけ溜まったならば、バルブ515を開けて容器51
3内を排気し、真空容器519とほぼ同じ圧力になるよ
うにする。その後、バルブ512を開けて容器511に
溜まっていたKrの粒子を容器513内に落下させる。容
器513も容器511同様に液体窒素などによりKrの融
点よりも十分に低温(例えば-209℃)に冷却されてい
る。
The solid particles fall while rolling on the fins, and collect at the bottom of the container 511. When a predetermined amount of Kr particles has accumulated, the valve 515 is opened and the container 51 is opened.
3 is evacuated so that the pressure becomes substantially the same as that of the vacuum vessel 519. After that, the valve 512 is opened, and the Kr particles stored in the container 511 are dropped into the container 513. The container 513 is also cooled to a temperature sufficiently lower than the melting point of Kr (for example, −209 ° C.) by liquid nitrogen or the like, similarly to the container 511.

【0065】その後、バルブ512、515を閉め、バ
ルブ516を徐々に開けて容器513と液化標的溜まり
500内の圧力を同じにした後、バルブ514を開けて
Krの粒子を容器513から液化標的溜まり500へ落下
させる。Krがすべて移動し終わったら、バルブ514、
516を閉じ、リークバルブ521を開けて容器513
内の圧力を大気圧程度まで減圧したのち、リークバルブ
521を閉じる。液化標的溜まり500内に落下したKr
粒子は液体状になり、再びノズル503より噴出され
る。
Then, the valves 512 and 515 are closed, the valve 516 is gradually opened to make the pressure in the container 513 and the liquefaction target reservoir 500 equal, and then the valve 514 is opened.
The Kr particles are dropped from the container 513 to the liquefied target reservoir 500. When all the Kr has been moved, the valve 514,
516 is closed, the leak valve 521 is opened, and the container 513 is opened.
After the internal pressure is reduced to about atmospheric pressure, the leak valve 521 is closed. Kr dropped into liquefied target pool 500
The particles become liquid and are ejected from the nozzle 503 again.

【0066】もし、容器511あるいは容器513内で
貯蔵されているKr粒子が互いにくっつきあい、大きな固
まりとなってしまった場合には何らかの撹拌、粉砕機構
により粒子状あるいは粒塊状にしてから、次段の容器へ
の移動を行えばよい。第4の実施の形態では、回収した
標的材料(Kr)を固化した状態で液化標的溜まり500
へ循環させているが、気体の状態で循環させてもよい。
If the Kr particles stored in the container 511 or 513 adhere to each other and form a large lump, the Kr particles are formed into particles or agglomerates by a certain stirring or pulverizing mechanism, and then the next step. May be moved to the container. In the fourth embodiment, a liquefied target pool 500 is formed in a state where the collected target material (Kr) is solidified.
Although it is circulated, it may be circulated in a gaseous state.

【0067】図6に、本発明の第5の実施の形態の概要
を示す。図6において、600は液化標的溜まり、60
1は標的材料、602は配管、603はノズル、604
はXステージ、605はYステージ、606はZステー
ジ、607はパイプ、608はモータ、609はプロペ
ラ、610は螺旋状フィン、611は容器、612はバ
ルブ、613は容器、614、615はバルブ、616
は真空容器、617はレーザー光、618はレンズ、6
19は窓、622は標的材料の液柱である。
FIG. 6 shows an outline of a fifth embodiment of the present invention. In FIG. 6, reference numeral 600 denotes a liquefaction target pool,
1 is a target material, 602 is a pipe, 603 is a nozzle, 604
Is an X stage, 605 is a Y stage, 606 is a Z stage, 607 is a pipe, 608 is a motor, 609 is a propeller, 610 is a spiral fin, 611 is a container, 612 is a valve, 613 is a container, 613 and 615 are valves, 616
Is a vacuum vessel, 617 is a laser beam, 618 is a lens, 6
19 is a window, and 622 is a liquid column of the target material.

【0068】本実施の形態においても、標的材料として
Kr(クリプトン)を用いている。液化標的溜まり600
にはKrが導入されいる。液化標的溜まり600は冷却装
置(不図示)により、Krが液化する-156.6℃〜-153.4℃
になるように制御され、Krは液体の状態で液化標的溜ま
り内に貯蔵されている。ノズル603も同様にKrが液化
する温度まで冷却されている。液化したKrは圧縮窒素に
より加圧され、ノズル603より液体のまま噴出され
る。真空容器616内に噴出されたKrの液柱622にレ
ーザー光617が照射されX線が輻射される。液状のKr
はパイプ607を通り容器611内に入るが、モーター
608により回転しているプロペラ609に当たること
により飛び散り、容器611の内壁や容器内に取り付け
られている螺旋状のフィン610に衝突する。
Also in this embodiment, the target material
Kr (krypton) is used. Liquefaction target pool 600
Has introduced Kr. The liquefied target pool 600 is liquefied by Kr by a cooling device (not shown).
Kr is stored in the liquefied target reservoir in a liquid state. The nozzle 603 is also cooled to a temperature at which Kr is liquefied. The liquefied Kr is pressurized by the compressed nitrogen, and is ejected from the nozzle 603 as a liquid. The laser beam 617 is applied to the Kr liquid column 622 ejected into the vacuum vessel 616, and X-rays are emitted. Liquid Kr
Enters the container 611 through the pipe 607, but scatters by hitting the propeller 609 rotating by the motor 608, and collides with the spiral fin 610 attached to the inner wall of the container 611 or the container.

【0069】容器611及びフィン610は液体窒素な
どによりKrの融点よりも十分に低温(例えば-209℃)に
冷却されているので、容器611内壁やフィン610に
衝突したKrの液滴はすぐさま冷却され、固体の粒子とな
る。この固体の粒子はフィンの上を転がりながら落下
し、容器の底に溜まる。
Since the container 611 and the fins 610 are cooled to a temperature sufficiently lower than the melting point of Kr (for example, -209 ° C.) by liquid nitrogen or the like, the Kr droplet colliding with the inner wall of the container 611 or the fin 610 is immediately cooled. And become solid particles. The solid particles fall while rolling on the fins and collect at the bottom of the container.

【0070】Krの粒子が所定の量だけ溜まったならば、
バルブ614を開けて容器613内を排気し、真空容器
616とほぼ同じ圧力になるようにする。その後、バル
ブ612を開けて容器611に溜まっていたKrの粒子
を容器613内に落下させる。そして、バルブ612、
614を閉めた後、容器613を加熱し容器613に貯
まっている固体Krの粒子を気化させる。
When a predetermined amount of Kr particles accumulate,
The valve 614 is opened to evacuate the inside of the container 613 so that the pressure becomes almost the same as that of the vacuum container 616. After that, the valve 612 is opened, and the Kr particles accumulated in the container 611 are dropped into the container 613. And a valve 612,
After closing 614, the container 613 is heated to vaporize the solid Kr particles stored in the container 613.

【0071】気体となったKrの圧力が液化標的溜まり6
00内を加圧している窒素ガスの圧力よりも高くなった
ら、バルブ615を徐々に開け、気化したKrを液化標的
溜まり600内に流入させる。流入したKrガスは再び冷
却されて液体となり、ノズルより噴出される。
The pressure of the gasified Kr is changed to the liquefaction target pool 6.
When the pressure of the nitrogen gas pressurizing inside 00 becomes higher, the valve 615 is gradually opened to allow the vaporized Kr to flow into the liquefied target reservoir 600. The inflowing Kr gas is cooled again to become a liquid, and is ejected from the nozzle.

【0072】もし、加圧している窒素ガスの圧力が非常
に高く(例えば数10気圧〜100気圧程度)、気化したKr
を窒素ガスの圧力よりも高くすることが難しい場合に
は、気化したKrを液化あるいは固体化させるための容器
を用意し、一旦、液体または固体にしてから液化標的溜
まり600内に導入すればよい。
If the pressure of the pressurized nitrogen gas is very high (for example, about several tens to 100 atm) and the vaporized Kr
When it is difficult to make the pressure higher than the pressure of the nitrogen gas, a container for liquefying or solidifying the vaporized Kr is prepared, and once it is liquid or solid, it may be introduced into the liquefaction target reservoir 600. .

【0073】容器611(あるいは、もし必要なら気化
したKrガスを固体化する容器)内で貯蔵されているKr粒
子が互いにくっつきあい、大きな固まりとなってしまっ
た場合には何らかの撹拌、粉砕機構により粒子状あるい
は粒塊状にしてから、次段の容器への移動を行えばよ
い。
If the Kr particles stored in the container 611 (or the container for solidifying the vaporized Kr gas, if necessary) adhere to each other and form a large lump, some kind of stirring and pulverizing mechanism is used. After the particles are formed into particles or agglomerates, they may be moved to the next-stage container.

【0074】なお、この実施の形態では、圧縮窒素によ
り液化Krを加圧してノズルより噴出させているが、気化
させたKrを用いて液化Krを加圧して噴出させてもよい。
このように、気化した状態で循環させれば液化標的溜ま
りとノズルの距離を近づけられる。このため、液化温度
に制御する部材が液化標的溜まりとノズルとその間の短
い配管だけとなり、第4の実施の形態のように液化標的
溜まりとノズルをつなぐ長い配管を液化温度に制御する
必要がないので、装置構成が簡単となる。
In this embodiment, liquefied Kr is pressurized by compressed nitrogen and jetted from the nozzle. However, liquefied Kr may be jetted by pressurized liquefied Kr using vaporized Kr.
In this way, by circulating in a vaporized state, the distance between the liquefied target reservoir and the nozzle can be reduced. For this reason, the members that control the liquefaction temperature are only the liquefaction target reservoir, the nozzle, and the short piping therebetween, and there is no need to control the long piping connecting the liquefaction target reservoir and the nozzle to the liquefaction temperature as in the fourth embodiment. Therefore, the device configuration is simplified.

【0075】第4、第5の実施の形態においては、標的
材料としてKrを用いたが、Krに限らず、常温で気体であ
り、冷却することにより液体となる物質であればXeやC
2、N2などどんなものでもよい。
In the fourth and fifth embodiments, Kr is used as the target material. However, the material is not limited to Kr, and any substance that is a gas at room temperature and becomes a liquid upon cooling, such as Xe or C
Any material such as O 2 and N 2 may be used.

【0076】上述の実施の形態では、液相の標的材料を
用いていたが、粉末状の標的材料を溶液中に混ぜ、混濁
液としてノズルから噴出させてもよい。この場合、溶液
は常温で液体であってもよいし、加熱又は冷却すること
により液相となるものであってもよい。また、粉末状の
標的材料としては、BN、B4C、SiC、ZrO2等の
セラミックスや、SiO2、又はFe、Cu、Al、S
n等の金属粒子、ラテックス等の有機微粒子等のような
ものであってもよい。
In the above-described embodiment, the target material in the liquid phase is used. However, the target material in the form of a powder may be mixed in a solution and ejected from the nozzle as a turbid liquid. In this case, the solution may be liquid at normal temperature, or may be in a liquid phase by heating or cooling. Examples of the powdery target material include ceramics such as BN, B 4 C, SiC, and ZrO 2 , SiO 2 , or Fe, Cu, Al, S
Metal particles such as n and organic fine particles such as latex may be used.

【0077】以上の各実施の形態においては、レーザー
光の標的材料位置での集光径は任意であるが、標的材料
の液柱部の径と同程度あるいはそれよりも大きくする
と、標的材料の液柱の同径方向にアブレーションが起こ
るため、流れに対して直角方向に粒径の大きな飛散粒子
が放出されることがなくなるので好ましい。また、以上
の各実施の形態では、標的材料を連続的にノズルから噴
出させていたが、間欠的に噴出させてもよい。これはレ
ーザーの発光の繰り返し周波数が低い場合(たとえは数
10Hz以下)に適している。また、以上の各実施の形態で
は、標的材料の加圧装置として高圧ガスが用いられてい
るが、加圧装置は任意でよく、コンプレッサーやポンプ
(例えばギヤーポンプ)などで加圧してもよい。
In each of the embodiments described above, the condensing diameter of the laser beam at the position of the target material is arbitrary. However, when the diameter of the liquid column portion of the target material is substantially equal to or larger than that, the diameter of the target material is reduced. Since ablation occurs in the same radial direction of the liquid column, scattered particles having a large particle diameter are not released in the direction perpendicular to the flow, which is preferable. Further, in each of the above embodiments, the target material is continuously ejected from the nozzle, but may be ejected intermittently. This occurs when the repetition frequency of the laser emission is low (for example,
10Hz or less). Further, in each of the above embodiments, the high-pressure gas is used as the pressurizing device for the target material, but the pressurizing device may be arbitrary, and may be pressurized by a compressor or a pump (for example, a gear pump).

【0078】[0078]

【発明の効果】以上説明したように、本発明のうち請求
項1に係る発明においては、標的材料の形態が液状であ
り、吐出口より連続的又は間欠的に吐出されるので、標
的物質の密度が気体よりも高く固体密度に近いため高密
度のプラズマを生成でき、X線強度を高くすることがで
きる。また、標的材料の補給が容易になり、長時間安定
して連続的にLPXを使用することができる。さらに、
液状標的を連続的あるいは間欠的に噴出するため、標的
とレーザー照射の同期が取りやすく、的確に標的に照射
することができる。加えて、吐出口とレーザー光照射位
置を離すことができるため、プラズマから放出されたイ
オンや原子などにより吐出口やその周辺部材が削られ、
これらが飛散粒子となり光学素子上に付着・堆積して光
学素子の性能を劣化させることが少ない。
As described above, in the first aspect of the present invention, the target material is in a liquid form and is discharged continuously or intermittently from the discharge port. Since the density is higher than the gas and close to the solid density, high-density plasma can be generated, and the X-ray intensity can be increased. Further, replenishment of the target material is facilitated, and LPX can be used stably and continuously for a long time. further,
Since the liquid target is ejected continuously or intermittently, it is easy to synchronize the laser irradiation with the target, and the target can be accurately irradiated. In addition, since the discharge port and the laser beam irradiation position can be separated, the discharge port and its surrounding members are shaved by ions and atoms released from the plasma,
These are less likely to become scattered particles and to adhere and accumulate on the optical element to deteriorate the performance of the optical element.

【0079】請求項2に係る発明においては、テープ状
に加工することができない物質も、粉末状として溶液中
に混ぜ、この混濁液にレーザー光を照射することによ
り、連続して長時間X線を発生させることが可能とな
る。
According to the second aspect of the present invention, a substance which cannot be processed into a tape form is mixed into a solution in the form of a powder, and the turbid liquid is irradiated with a laser beam to continuously perform X-ray irradiation for a long time. Can be generated.

【0080】請求項3に係る発明においては、標的材料
又は混濁液の噴出速度が少なくとも50m/sec以上である
ので、液状標的上流側では液滴状の飛散粒子は減少す
る。よって、この位置にX線光学素子を配置すればこれ
ら飛散粒子による光学素子への損傷を低減することがで
きる。
According to the third aspect of the present invention, since the ejection speed of the target material or the turbid liquid is at least 50 m / sec or more, the droplet-like scattered particles are reduced on the upstream side of the liquid target. Therefore, if the X-ray optical element is arranged at this position, damage to the optical element due to these scattered particles can be reduced.

【0081】請求項4に係る発明においては、溶解され
た液相の金属を標的部材として用いることにより、これ
らを固体として用いるときよりも、長時間に亘って連続
してX線を発生させることができる。
According to the fourth aspect of the present invention, the use of the dissolved liquid-phase metal as the target member allows the X-ray to be continuously generated for a longer time than when these are used as a solid. Can be.

【0082】請求項5に係る発明においては、熔融され
た液相の金属材料が、錫(Sn)あるいは錫(Sn)を含む
材料であるので、13nmの波長を用いる軟X線縮小リソグ
ラフィー用のX線源の標的材料に適している。また、錫
は融点が比較的低く容易に液体状にすることができ、ま
た、飽和蒸気圧が低いため真空中でも蒸発しにくいので
光学素子上に付着・堆積することがない。
In the invention according to claim 5, since the molten metal material in the liquid phase is tin (Sn) or a material containing tin (Sn), it is used for soft X-ray reduction lithography using a wavelength of 13 nm. Suitable for target material of X-ray source. Further, tin has a relatively low melting point and can be easily made into a liquid state. Further, since tin has a low saturated vapor pressure, it does not easily evaporate even in a vacuum, so that it does not adhere or deposit on the optical element.

【0083】請求項6に係る発明においては、液状標的
又は混濁液が、冷却された液化ガスであるので、冷却し
て固体のペレット状にしたときに問題となる破片が生ぜ
ず、光学素子に損傷を与えない。
In the invention according to claim 6, since the liquid target or the turbid liquid is a cooled liquefied gas, debris which is a problem when cooled to form solid pellets does not occur, and the optical element is formed on the optical element. Do not damage.

【0084】請求項7に係る発明においては、冷却され
た液化ガスが、希ガス又は希ガスを含むガスであるの
で、レーザー照射された部分は気化し、光学素子に使わ
れている物質とも化学反応しない。よって、光学素子上
に付着・堆積することがない。
According to the seventh aspect of the present invention, since the cooled liquefied gas is a rare gas or a gas containing a rare gas, the laser-irradiated portion is vaporized, and the material used for the optical element is chemically changed. no response. Therefore, there is no adhesion or deposition on the optical element.

【0085】請求項8に係る発明においては、標的材料
として使用される液相の物質又は混濁液を循環使用する
ための循環機構を具備しているので、標的材料を外部か
ら供給する必要がなく、連続的に使用することができ、
装置の使用効率を大幅に上げることができる。
In the invention according to claim 8, since a circulation mechanism for circulating and using a liquid phase substance or a turbid liquid used as a target material is provided, there is no need to supply the target material from the outside. Can be used continuously,
The use efficiency of the device can be greatly increased.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の第1の実施の形態の概略を示す図であ
る。
FIG. 1 is a diagram showing an outline of a first embodiment of the present invention.

【図2】図1に示した実施の形態のノズル付近の構造を
示す図である。
FIG. 2 is a diagram showing a structure near a nozzle of the embodiment shown in FIG. 1;

【図3】本発明の第2の実施の形態の概略を示す図であ
る。
FIG. 3 is a diagram showing an outline of a second embodiment of the present invention.

【図4】本発明の第3の実施の形態の概略を示す図であ
る。
FIG. 4 is a diagram schematically illustrating a third embodiment of the present invention.

【図5】本発明の第4の実施の形態の概略を示す図であ
る。
FIG. 5 is a diagram schematically showing a fourth embodiment of the present invention.

【図6】本発明の第5の実施の形態の概略を示す図であ
る。
FIG. 6 is a diagram schematically showing a fifth embodiment of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

100…液化標的溜まり、101…標的材料、102…
配管、103…ノズル、104…Xステージ、105…
Yステージ、106…Zステージ、107…可変アパー
チャー、108…Xステージ、109…Yステージ、1
10…パイプ、111…容器、112…バルブ、113
…容器、114、115、116…バルブ、117…レ
ンズ、118…窓、119…真空容器、120…レーザ
ー光、121…リークバルブ、122…標的材料の液
柱、123…透過レーザー光、124a、124b…部
材、125…レーザー光入射開口、126…X線取り出
し開口、127…レーザー出射開口、300…液化標的
溜まり、301…標的材料、302…配管、303…ノ
ズル、304…Xステージ、305…Yステージ、30
6…Zステージ、307…パイプ、308…モータ、3
09…プロペラ、310…螺旋状フィン、311…容
器、312…バルブ、313…容器、314、315、
316…バルブ、317…レンズ、318…窓、319
…真空容器、320…レーザー光、321…リークバル
ブ、322…標的材料の液柱、400…液化標的溜ま
り、401…標的材料、403…ノズル、404…Xス
テージ、405…Yステージ、406…Zステージ、4
07…パイプ、408…モータ、409…プロペラ、4
10…螺旋状フィン、411…容器、412…バルブ、
413…容器、414、415…バルブ、416…リー
クバルブ、417…ベルトコンベア、418…受け皿、
419、420、421…バルブ、422…リークバル
ブ、423…レンズ、424…窓、425…レーザー
光、426…標的材料の液柱、427…真空容器、42
8…容器、500…液化標的溜まり、501…標的材
料、502…配管、503…ノズル、504…Xステー
ジ、505…Yステージ、506…Zステージ、507
…パイプ、508…モータ、509…プロペラ、510
…螺旋状フィン、511…容器、512…バルブ、51
3…容器、514、515、516…バルブ、517…
レンズ、518…窓、519…真空容器、520…レー
ザー光、521…リークバルブ、522…標的材料の液
柱、600…液化標的溜まり、601…標的材料、60
2…配管、603…ノズル、604…Xステージ、60
5…Yステージ、606…Zステージ、607…パイ
プ、608…モータ、609…プロペラ、610…螺旋
状フィン、611…容器、612…バルブ、613…容
器、614、615…バルブ、616…真空容器、61
7…レーザー光、618…レンズ、619…窓、622
…標的材料の液柱
100: Liquefied target reservoir, 101: Target material, 102:
Piping, 103 nozzle, 104 X stage, 105
Y stage, 106 ... Z stage, 107 ... variable aperture, 108 ... X stage, 109 ... Y stage, 1
10: pipe, 111: container, 112: valve, 113
... containers, 114, 115, 116 valves, 117 lenses, 118 windows, 119 vacuum vessels, 120 laser beams, 121 leak valves, 122 liquid columns of target material, 123 transmitted laser beams, 124a, Reference numeral 124b: member, 125: laser light entrance opening, 126: X-ray extraction opening, 127: laser emission opening, 300: liquefied target reservoir, 301: target material, 302: pipe, 303: nozzle, 304: X stage, 305: Y stage, 30
6 ... Z stage, 307 ... pipe, 308 ... motor, 3
09 ... propeller, 310 ... spiral fin, 311 ... container, 312 ... valve, 313 ... container, 314, 315,
316: bulb, 317: lens, 318: window, 319
… Vacuum container, 320 laser light, 321 leak valve, 322 liquid column of target material, 400 liquefied target reservoir, 401 target material, 403 nozzle, 404 X stage, 405 Y stage, 406 Z Stage 4,
07 ... pipe, 408 ... motor, 409 ... propeller, 4
10: spiral fin, 411: container, 412: valve,
413: container, 414, 415 ... valve, 416 ... leak valve, 417 ... belt conveyor, 418 ... tray,
419, 420, 421: valve, 422: leak valve, 423: lens, 424: window, 425: laser beam, 426: liquid column of target material, 427: vacuum container, 42
8: Container, 500: Liquefied target reservoir, 501: Target material, 502: Piping, 503: Nozzle, 504: X stage, 505: Y stage, 506: Z stage, 507
... pipe, 508 ... motor, 509 ... propeller, 510
... spiral fins, 511 ... containers, 512 ... valves, 51
3 ... container, 514, 515, 516 ... valve, 517 ...
Lens, 518: Window, 519: Vacuum container, 520: Laser light, 521: Leak valve, 522: Liquid column of target material, 600: Liquefied target reservoir, 601: Target material, 60
2. Piping, 603 nozzle, 604 X stage, 60
5 Y stage, 606 Z stage, 607 pipe, 608 motor, 609 propeller, 610 helical fin, 611 container, 612 valve, 613 container, 614, 615 valve, 616 vacuum container , 61
7 laser light, 618 lens, 619 window, 622
… The liquid column of the target material

Claims (8)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 真空に排気された容器の中に置かれた標
的材料にレーザー光を照射することにより、当該標的材
料をプラズマ化し、当該プラズマよりX線を発生させる
X線発生装置であって、前記標的材料の形態が液状であ
り、吐出口より連続的又は間欠的に吐出されることを特
徴とするX線発生装置。
1. An X-ray generator that irradiates a target material placed in a vacuum-evacuated container with a laser beam to convert the target material into plasma and generate X-rays from the plasma. An X-ray generator, wherein the target material is in a liquid form and is discharged continuously or intermittently from a discharge port.
【請求項2】 真空に排気された容器の中に置かれた標
的材料にレーザー光を照射することにより、当該標的材
料をプラズマ化し、当該プラズマよりX線を発生させる
X線発生装置であって、前記標的材料の形態が粉末状で
あり、この粉末状の標的材料が溶液中に拡散され、当該
混濁液が吐出口より連続的又は間欠的に吐出されること
を特徴とするX線発生装置。
2. An X-ray generating apparatus that irradiates a target material placed in a container evacuated to vacuum with a laser beam to convert the target material into plasma and generate X-rays from the plasma. An X-ray generator, wherein the target material is in the form of a powder, the powdered target material is diffused in a solution, and the turbid liquid is continuously or intermittently discharged from a discharge port. .
【請求項3】 請求項1又は請求項2に記載のX線発生
装置であって、前記標的材料又は前記混濁液の噴出速度
が少なくとも50m/sec以上であることを特徴とするX線
発生装置。
3. The X-ray generator according to claim 1, wherein the jet speed of the target material or the turbid liquid is at least 50 m / sec or more. .
【請求項4】 請求項1から請求項3のうちいずれか1
項に記載のX線発生装置であって、前記液状標的又は前
記混濁液が、溶解された液相の金属であることを特徴と
するX線発生装置。
4. One of claims 1 to 3
Item 8. The X-ray generator according to Item 1, wherein the liquid target or the turbid liquid is a dissolved liquid-phase metal.
【請求項5】 請求項4に記載のX線発生装置であっ
て、前記熔融された液相の金属が、錫(Sn)あるいは錫
(Sn)を含む材料であることを特徴とするX線発生装
置。
5. The X-ray generator according to claim 4, wherein the molten metal in the liquid phase is tin (Sn) or a material containing tin (Sn). Generator.
【請求項6】 請求項1から請求項3のうちいずれか1
項に記載のX線発生装置であって、前記液状標的又は前
記混濁液が、冷却された液化ガスであることを特徴とす
るX線発生装置。
6. One of claims 1 to 3
Item 8. The X-ray generator according to Item 1, wherein the liquid target or the turbid liquid is a cooled liquefied gas.
【請求項7】 請求項6に記載のX線発生装置であっ
て、前記冷却された液化ガスが、希ガス又は希ガスを含
むガスであることを特徴とするX線発生装置。
7. The X-ray generator according to claim 6, wherein the cooled liquefied gas is a rare gas or a gas containing a rare gas.
【請求項8】 請求項1から請求項7のうちいずれか1
項に記載のX線発生装置であって、標的材料として使用
される液相の物質又は前記混濁液を循環使用するための
循環機構を具備したことを特徴とするX線発生装置。
8. One of claims 1 to 7
13. The X-ray generator according to item 12, further comprising a circulation mechanism for circulating and using the liquid phase substance or the turbid liquid used as the target material.
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