JP2001357997A - レーザプラズマｘ線発生装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 安定したクライオターゲット層を連続的に供
給し、安定した高平均出力のパルスＸ線を連続して繰り
返し発生させ。 【解決手段】 極低温に保持した回転体の表面に、希ガ
ス等を接触させ、冷却し、固体化して堆積させてクライ
オターゲット層を形成させ、その表面にパルスレーザ光
を集光照射してパルスＸ線を発生させるレーザプラズマ
発生装置において、回転体を回転方向および軸方向への
移動を制御して、空間的に固定された集光照射点を回転
体表面に対し所定の軌跡を描いて移動させ、かつ、回転
体軸方向移動の反転の前後で集光照射の周方向ピッチが
周方向に半ピッチ分（Ｐｘ／２）ずれ、反転時にクレー
タＣを集光照射しないようにして、修復時間を確保す
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この出願の発明は、高尖頭パ
ワーを有し所定の周波数で繰り返し出力されるパルスレ
ーザ光を、固体標的物質をターゲットとして集光照射す
ることにより、高温高密度プラズマを生成し、該高温高
密度プラズマからパルスＸ線を連続的に繰り返し発生さ
せるレーザプラズマＸ線発生装置に関し、特に、化学的
に不活性で室温でガス状のターゲット材を液体窒素等に
より極低温に冷却された回転体の表面に接触させ、冷却
することにより回転体表面に固定化して堆積したクライ
オターゲット層をターゲットとするレーザプラズマＸ線
発生装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】レーザプラズマＸ線発生装置は、高尖頭
パワーを有し所定の周波数で繰り返し出力されるパルス
レーザ光を直径１００μｍ以下の点に集光して、固定標
的物質（固体ターゲット材）上に照射することにより、
高温高密度プラズマが生成され、このプラズマから高輝
度のパルスＸ線（レーザプラズマＸ線）が放射されるよ
うにしたものであって、その発生したＸ線は、Ｘ線リソ
グラフィーやＸ線顕微鏡等の光源として利用される。そ
して、このレーザプラズマＸ線発生装置において、パル
スレーザ光集光照射のターゲットとして、化学的に不活
性で室温ではガス状の物質、例えばクリプトン、キセノ
ン、アルゴン等の希ガスを冷却して液体化または固体化
して供給し、クライオターゲット層を形成するようにし
たものが従来から知られている。そして、そのように希
ガスを冷却し、液体化または固体化したものをターゲッ
ト材（クライオターゲット材）としてパルスレーザ光の
集光照射点へ連続的に供給移送する手段として、無端ベ
ルトを用いることが、特開平１−６３４９号公報（特許
番号第２６１４４５７号）に開示されているように従来
から提案されている。

【０００３】すなわち、特開平１−６３４９号公報（特
許番号第２６１４４５７号）に開示されたレーザプラズ
マＸ線発生装置は、図８に示すように、真空チャンバー
１の内部に、連続駆動により一方向に一定速度で移動す
る回転無端ベルト２を備えたベルトコンベア３が設けら
れ、真空チャンバー１の外部に、液体化または固体化し
たクライオターゲット材４を供給するターゲット材供給
装置５が設けられて、ターゲット材供給装置５から液体
化または固体化したクライオターゲット材４が供給路６
を介して回転無端ベルト２に連続供給され、その供給さ
れたクライオターゲット材４が回転無端ベルト２の表面
に付着し、クライオターゲット層７を形成して移送さ
れ、一方、真空チャンバー１の側壁に設けられた入射口
８から、レーザ集光レンズ９を通してパルスレーザ発生
装置１０からのパルスレーザ光１１が入射されて、回転
無端ベルト２の表面に位置する空間的に固定された集光
照射点１２に集光し、パルスレーザ光１１の集光照射点
１２においてクライオターゲット層７のクライオターゲ
ット材をプラズマ化して、パルスＸ線１３を放射させ、
そのパルスＸ線１３がＸ線射出口１４を介して外部に取
り出され、また、回転無端ベルト２が連続移動し、その
ベルト表面にターゲット材が連続供給されることによっ
て、パルスレーザ光１１の集光照射点１２でのプラズマ
化によってクレータが発生したクライオターゲット層７
が復旧するよう構成されている。

【０００４】しかしながら、前述の連続移動する回転無
端ベルトの表面にクライオターゲット材を供給してクラ
イオターゲット層を形成し、パルスレーザ光の集光照射
点へ連続供給するレーザプラズマＸ線発生装置では、回
転無端ベルト表面へのクライオターゲット材の付着が不
安定で、クライオターゲット層を確実に形成できない場
合がある。また、回転無端ベルト上に供給路を介してク
ライオターゲット材を供給する方法では、パルスレーザ
光の集光照射点でプラズマ化によってクライオターゲッ
ト層の表面に発生したクレータを回転無端ベルトの１回
転では修復できない場合があり、その場合に、修復でき
ていないクレータの位置を再びパルスレーザ光が集光照
射することがあって、連続的に高平均出力のレーザパル
スＸ線を得ることができなかったり、回転無端ベルトを
損傷させてしまうことになる。

【０００５】そこで、発明者望月は、前述の連続移動す
る回転無端ベルトを備えたベルトコンベアを用いて、そ
の回転無端ベルトの表面にクライオターゲット材を供給
して形成したクライオターゲット層をパルスレーザ光の
集光照射点へ連続供給するレーザプラズマＸ線発生装置
とは別に、ベルトコンベアの代わりに極低温に保たれた
円筒形を有する回転体の表面に、化学的に不活性で室温
でガス状の希ガス等のターゲット材を接触させ、凝縮さ
せ、固体化させてクライオターゲット層を形成し、その
回転体表面のクライオターゲット層を、回転体の回転方
向および軸方向への移動によってパルスレーザ光の集光
照射点に対して面方向へ移動させることにより、固体化
したターゲット材（クライオターゲット材）をパルスレ
ーザ光の集光照射点に連続的に供給する方法を、Proc.
SPIE Vol.3886 (1999)において提示した。この方法の場
合、クライオターゲット材の付着が安定し、クライオタ
ーゲット層の確実な形成が可能である。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、回転無
端ベルト式のベルトコンベアの代わりに極低温に保たれ
た回転体を使用する方法では、円筒形を有する回転体の
軸方向移動の反転により、回転体表面上での集光照射点
の移動の軌跡が交差すると、反転前後の集光照射点の位
置が重なることがあって、そうした場合に、特に反転直
後すなわち前記軌跡の回転体軸方向両端近傍では、反転
前の集光照射点におけるプラズマ生成でクライオターゲ
ット層表面に発生したクレータが修復される前に、その
修復できていないクレータを再びパルスレーザ光が集光
照射してしまう。つまり、クレータの穴は、連続的に供
給されるターゲット材によって少しずつ修復されるが、
回転体の軸方向移動の反転直後に、反転前のプラズマ生
成で発生したクレータを再びパルスレーザ光が集光照射
することになると、その反転前にできたクレータの穴を
修復する時間的な余裕がなく、クレータが残った箇所を
再びパルスレーザ光が集光照射してしまう。しかし、Pr
oc. SPIE Vol.3886 (1999)にはそのような場合を回避す
る手段までは提示していない。

【０００７】回転体の軸方向移動の１往復で見れば、そ
の間のパルスレーザ光の集光照射点に移動の軌跡は図９
の（ａ）に示すように交差する。そのため、図９の
（ｂ）に示すように、反転前後の集光照射点の位置が重
なる場合があって、反転直後すなわち前記軌跡の回転体
軸方向両端近傍では、修復できていないクレータの箇所
にパルスレーザ光が集光照射されることになって、回転
体表面が損傷する可能性や、高平均出力のレーザプラズ
マＸ線が連続的に得られなくなる可能性がある。

【０００８】このように、回転無端ベルト式のベルトコ
ンベアの代わりに極低温に保たれた回転体を使用する場
合においても、安定した高平均出力のレーザプラズマＸ
線を連続的に繰り返し発生させることができないという
問題が残るのである。

【０００９】よって、レーザプラズマＸ線発生装置にお
いて、安定したクライオターゲット層の形成を可能とす
るとともに、パルスレーザ光の集光照射によるプラズマ
化によって発生したクレータが修復される時間を確保し
て、パルスレーザ光の集光照射点に常に新しいクライオ
ターゲット層表面を供給し、安定した高平均出力のレー
ザプラズマＸ線を連続的に繰り返し発生させることがで
きるようにすることが課題である。この出願の発明はこ
うした課題を解決するを目的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】この出願の発明は、レー
ザプラズマＸ線発生のためのパルスレーザ光集光照射の
ターゲットとして希ガス等の化学的に不活性で室温でガ
ス状のターゲット材を冷却して凝縮しクライオターゲッ
ト層として連続供給する手段として、従来の回転無端ベ
ルトを用いたベルトコンベアの代わりに、極低温に保た
れた円筒形を有する回転体を用いて、その極低温の回転
体の表面に希ガス等のターゲット材を接触させ、冷却
し、固体化して回転体の表面にクライオターゲット層を
接触させ、回転体を回転方向および軸方向へ移動させる
ことにより、集光照射点にターゲット材を連続供給する
方法を採用して、安定したクライオターゲット層を形成
し、かつ、その方法において、パルスレーザ光の集光照
射によるプラズマ化によって発生したクレータが修復さ
れる時間を確保して、パルスレーザ光の集光照射点に常
に新しいクライオターゲット層表面を供給し、安定した
高平均出力のレーザプラズマＸ線を連続的に繰り返し発
生させることができるようにする手段を見い出したもの
である。

【００１１】すなわち、請求項１に係る発明のレーザプ
ラズマＸ線発生装置は、化学的に不活性で室温でガス状
のターゲット材を、液体窒素等により極低温に冷却され
た円筒形状を有する回転体の表面に接触させ、冷却する
ことにより、固体化して前記回転体の表面に堆積したク
ライオターゲット層を形成し、該クライオターゲット層
の表面に、高尖頭パワーを有し所定の周波数で繰り返し
出力されるパルスレーザ光を集光照射するとともに、前
記回転体の回転方向または軸方向への移動あるいはそれ
ら２方向への移動の組み合わせにより、空間的に固定さ
れたパルスレーザ光の集光照射点に対して前記クライオ
ターゲット層を有する回転体表面を面方向へ移動させ
て、該回転体表面上で前記集光照射点を所定の軌跡を描
くように移動させ、前記パルスレーザ光の集光照射によ
り高温高密度プラズマを生成し、該高温高密度プラズマ
からパルスＸ線を連続的に繰り返し発生させるレーザプ
ラズマＸ線発生装置において、前記集光照射点の移動の
軌跡の回転体軸方向両端近傍で、前記回転体の軸方向移
動の反転時に、パルスレーザ光が、前回以前のプラズマ
生成により発生しクライオターゲット層表面に残されて
その後修復できていないクレータを集光照射しないよう
に、前記回転体の回転方向および軸方向の移動を制御す
ることを特徴とする。

【００１２】このように回転体の回転方向および軸方向
の移動を制御することにより、集光照射点の移動の軌跡
の回転体軸方向両端近傍において反転前の集光照射点に
おけるプラズマ生成でクライオターゲット層表面に発生
し、反転直後で修復時間がとれていないクレータを、レ
ーザプラズマ光が集光照射するのを防止することがで
き、クレータが修復される時間を確保して、パルスレー
ザ光の集光照射点に常に新しいクライオターゲット層表
面を供給し、安定した高平均出力のレーザプラズマＸ線
を連続的に繰り返し発生させるようにできる。

【００１３】請求項２に係る発明のレーザプラズマＸ線
発生装置は、請求項１に係る前記レーザプラズマＸ線発
生装置において、前記回転体の軸方向移動の速度を該回
転体表面の周方向移動の速度より遅くし、前記集光照射
点の移動の軌跡を回転体軸方向にスパイラルを描く軌跡
として、前記回転体の軸方向移動の反転時に、前記軌跡
上のパルスレーザ光の集光照射の周方向ピッチを反転前
のピッチに対し前記回転体表面の周方向に半ピッチ分ず
らすことにより、少なくとも該回転体の軸方向移動の１
往復の間はパルスレーザ光が前回以前のプラズマ生成に
よるクレータの発生箇所を集光照射せず、クレータを修
復する時間として確保できるようにしたことを特徴とす
る。

【００１４】この場合、集光照射点の移動の軌跡は回転
体軸方向にスパイラルを描く軌跡となり、回転体軸方向
移動の反転前後で集光照射点の移動の軌跡が交差する
が、回転体軸方向移動の反転時に、パルスレーザ光の集
光照射の周方向ピッチが反転前のピッチに対し回転体表
面の周方向に半ピッチ分ずらされるため、回転体軸方向
移動の１往復の間はパルスレーザ光がクレータ箇所を集
光照射しない。よって、、クレータを修復する時間を十
分に確保できる。

【００１５】請求項３に係る発明のレーザプラズマＸ線
発生装置は、請求項２に係る前記レーザプラズマＸ線発
生装置において、前記回転体の軸方向移動の反転時に、
前記軌跡上のパルスレーザ光の集光照射の所定ショット
分について前記回転体の回転速度を速くまたは遅くする
ことにより、前記パルスレーザ光の集光照射のピッチを
反転前のピッチに対し前記回転体表面の周方向に半ピッ
チ分ずらすことを特徴とする。

【００１６】このようにして回転体の軸方向移動の反転
時に回転体の回転速度を速くまたは遅くすることによ
り、パルスレーザ光の集光照射のピッチを反転前のピッ
チに対し周方向に半ピッチ分ずらすことができる。

【００１７】また、請求項４に係る発明のレーザプラズ
マＸ線発生装置は、請求項１に係る前記レーザプラズマ
Ｘ線発生装置において、前記回転体の軸方向移動の速度
を該回転体表面の周方向移動の速度より速くし、前記集
光照射点の移動の軌跡を回転体１回転の間には交差せず
周方向に連続して繰り返す波形の軌跡として、少なくと
も該回転体１回転の間はパルスレーザ光が前回以前のプ
ラズマ生成によるクレータの発生箇所を集光照射せず、
クレータを修復する時間として確保できるようにしたこ
とを特徴とする。

【００１８】この場合、回転体の軸方向移動の速度を回
転体表面の周方向速度より速くすることにより、集光照
射点の移動の軌跡を回転体１回転の間には交差せず周方
向に連続して繰り返す波形の軌跡として、少なくとも回
転体１回転の間はパルスレーザ光が前回以前のプラズマ
生成によるクレータの発生箇所を集光照射しないように
でき、クレータ修復時間を確保できる。

【００１９】請求項５に係る発明のレーザプラズマＸ線
発生装置は、請求項４に係る前記レーザプラズマＸ線発
生装置において、前記回転体を回転方向および軸方向へ
同時に移動させて、前記集光照射点の移動の軌跡を、前
記回転体表面の周方向に対し傾斜して波形に連続する正
弦波または三角波の軌跡としたことを特徴とする。

【００２０】回転体１回転の間には交差せず周方向に連
続して繰り返す前記波形の軌跡は、このような正弦波ま
たは三角波の軌跡であってよい。

【００２１】請求項５に係る前記レーザプラズマＸ線発
生装置において、前記回転体の軸方向移動範囲は、前記
集光照射点の移動の軌跡の回転体軸方向両端でパルスレ
ーザ光が集光照射されるよう設定するのがよい。

【００２２】パルスレーザ光の集光照射点の移動の軌跡
を正弦波または三角波とするよう回転体の軸方向および
回転方向の移動を制御する場合に、パルスレーザ光の集
光照射のタイミングとの関係において、前記集光照射点
の移動の軌跡の回転体軸方向両端でパルスレーザ光が集
光照射されるよう、回転体の軸方向移動範囲を設定する
のがよい。クレータの修復時間を長くとるためには、回
転体の回転速度を遅くする方がよいが、回転速度を遅く
すると、集光照射点の移動の軌跡の傾き（回転体周方向
に対する傾き）が大きくなって、回転体の軸方向移動の
反転時に、反転前後のクレータ位置が重なってしまう。
そこで、そうした反転前後のクレータ位置が重ならない
範囲で、集光照射点移動の軌跡の傾き（回転体周方向に
対する傾き）を大きくするが、その場合、前述のように
集光照射点の移動の軌跡の回転体軸方向両端でパルスレ
ーザ光が集光照射されるよう、回転体の軸方向移動範囲
を設定することにより、反転前後のクレータ位置が重な
らないようにするために必要な集光照射点移動軌跡の傾
き（回転体周方向に対する傾き）を最大にでき、したが
って、回転体の回転速度を可及的に遅くして、クレータ
の修復時間を十分に確保するようにできる。

【００２３】また、請求項６に係る発明のレーザプラズ
マＸ線発生装置は、請求項４に係る前記レーザプラズマ
Ｘ線発生装置において、前記回転体を回転方向への移動
を停止して軸方向一側へ向け所定移動範囲の一端まで移
動させた後、パルスレーザ光集光照射の１ショット分に
ついて、軸方向への移動を停止して回転方向へ移動さ
せ、次いで、回転方向への移動を停止して軸方向他側へ
向け前記所定移動範囲の他端まで移動させる動作を繰り
返して、前記集光照射点の移動の軌跡を前記回転体の軸
方向に平行で、該軌跡の回転体軸方向両端でパルスレー
ザ光集光照射の１ショット分前記回転体表面の周方向に
移動し反転して連続する矩形波の軌跡としたことを特徴
とする。

【００２４】回転体１回転の間には交差せず周方向に連
続して繰り返す前記波形の軌跡は、このような矩形波の
軌跡であってよい。

【００２５】請求項７に係る発明のレーザプラズマＸ線
発生装置は、請求項１乃至６のいずれか一つに記載のレ
ーザプラズマＸ線発生装置において、前記回転体を回転
方向および軸方向へ移動させる駆動機構と、プラズマ生
成により発生してクライオターゲット層表面に残された
クレータの位置を検出する検出器と、その検出信号に基
づくクレータの位置座標とパルスレーザ光の集光照射点
の位置座標を比較して、パルスレーザ光の集光照射点が
前記回転体表面上で所定の軌跡を描くように前記駆動機
構を制御し前記回転体の移動位置を制御する位置制御装
置を備えたことを特徴とする。

【００２６】この場合、クライオターゲット層表面に前
回以前のパルスレーザ光の集光照射によるプラズマ生成
により発生した後修復されずに残っているクレータの位
置を検出し、その検出信号に基づく位置座標とパルスレ
ーザ光の集光照射点の位置座標を比較して、パルスレー
ザ光の集光照射点が回転体表面上で所定の軌跡を描くよ
うに回転体の回転方向および軸方向の移動位置を制御す
る。これにより、修復されずに残っているクレータをパ
ルスレーザ光が再び集光照射するのを確実に防止でき
る。

【００２７】請求項８に係る発明のレーザプラズマＸ線
発生装置は、請求項７記載のレーザプラズマＸ線発生装
置において、前記検出器が、前回以前のプラズマ生成に
より発生しクライオターゲット層表面に残されたクレー
タ個所の画像を検出する光学画像検出器であることを特
徴とする。

【００２８】クライオターゲット層表面に残されたクレ
ータの位置を検出する検出器は、例えばこのような光学
画像検出器であってよい。

【００２９】請求項９に係る発明のレーザプラズマＸ線
発生装置は、請求項１乃至８のいずれか一つに記載のレ
ーザプラズマＸ線発生装置において、パルスレーザ光の
集光照射を前記回転体の移動に同期させる同期制御装置
を備えたことを特徴とする。

【００３０】こうした同期制御装置を設けることによ
り、光学画像検出器等の検出器からのデータを同期制御
装置に送り、解析して、回転体の移動に伴ってパルスレ
ーザ光の照射を同期させるようにでき、そうすること
で、修復されずに残っているクレータをパルスレーザ光
が再び集光照射するのをより確実に防止できる。

【００３１】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態を図面に
基づいて説明する。

【００３２】（実施の形態１）図１〜図５は本発明の実
施の形態１を示す。図１はレーザプラズマＸ線発生装置
の横断面で示す概略構成図、図２はレーザプラズマＸ線
発生装置の縦断面で示す概略構成図、図３はパルスレー
ザ光の集光照射点の移動の軸方向半往復分の軌跡を例示
する回転体表面の展開図（ａ）、（ｂ）、図４はパルス
レーザ光の集光照射点の移動の軸方向１往復分の軌跡を
示す回転体表面の展開図（ａ）、Ａ部詳細図（ｂ）、図
５は光学画像検出器等によるクレータ位置検出の説明図
である。

【００３３】実施の形態１は、請求項１、２および３、
特に請求項３に関し、また、請求項７〜９に関係するも
のである。この実施の形態１において、レーザプラズマ
Ｘ線発生装置は、図１および図２に示すように、真空チ
ャンバー２０の内部に、化学的に不活性で室温でガス状
のターゲット材（以下、ターゲットガスという）を移送
するターゲットガス供給路２１とパルスレーザ光の集光
照射口２２とターゲットガス供給口２３とを備えた密封
カバー２４が配置され、その密封カバー２４の内側に円
筒形を有する回転体２５が回転方向および軸方向移動可
能に設置されている。なお、図示の例は、縦型で、真空
チャンバー２０に対し回転体２５を上下方向に配置した
装置であるが、同様の構造で回転体２５を横に倒した横
型の装置でもあってもよい。

【００３４】前記密封カバー２４は、ガス密度を高める
ためにターゲットガスを後述するクライオターゲット層
の周囲に閉じ込めるためのカバーで、クライオ化カバー
ともいう。

【００３５】回転体２５は内部が空洞で、回転方向およ
び軸方向へ駆動するための回転体シャフト部２５ａと、
クライオターゲット層を形成させる回転体ドラム部２５
ｂとで構成されている。そして、回転体２５の内部に
は、回転体シャフト部２５ａを貫通して回転体ドラム部
２５ｂの内部に達するよう冷却物質移送管２６が設置さ
れている。

【００３６】前記回転体シャフト部２５ａは真空チャン
バー２０の壁部を貫通して外部へ延設される。そして、
その貫通部分には、Ｏリング、磁性流体などの真空シー
ル部２７が設けられている。

【００３７】そして、回転体２５の回転シャフト部２５
ａは、真空シール部２７と接触するため熱伝導の悪い材
料で作られている。また、回転体ドラム部２５ｂは液体
窒素、ヘリウムガス等の冷却物質で内部から冷却して外
表面を極低温に保つため、熱伝導の良い材料で作られて
いる。

【００３８】また、前記回転体２５を回転方向または軸
方向へ移動させるための駆動装置として、あるいは回転
方向および軸方向の移動を組み合わせた駆動を行う駆動
装置として、回転方向駆動装置２８と軸方向駆動装置２
９が設置され、回転体シャフト部２５ａにそれぞれ連結
されている。

【００３９】真空チャンバー２０の側方には、高尖頭パ
ワーを有する所定周波数のパルスレーザ光を発生するパ
ルスレーザ光発生装置３０が設置されている。このパル
スレーザ光発生装置３０から出力されるパルスレーザ光
３３は、真空チャンバー２０の側壁に設けられた入射口
３１から、レーザ集光レンズ３２を通して入射され、回
転体ドラム部２５ｂの外表面近傍に位置する空間的に固
定された集光照射点３４に集光する。

【００４０】パルスレーザ光の集光照射口２２は、パル
スレーザ光３３の集光照射とそれにより発生するＸ線の
射出のための必要最低限の大きさの穴で形成されたもの
である。

【００４１】また、密封カバー２４と回転体ドラム部２
５ｂとの間隔は、回転体ドラム部２５ｂの外表面に形成
するクライオターゲット層３５が必要な厚みとなるよう
に設定されるものである。

【００４２】また、回転体２５は、空間的に固定された
集光照射点３４が、回転体ドラム部２５ｂの外表面に形
成されるクライオターゲット層３５の表面において一定
深さに保たれるよう、回転体ドラム２５ｂで挟んで回転
体シャフト部２５ａ側と先端側（図示の例では下端）が
それぞれ単数個または複数個の軸受３６、３７により支
承される。これら軸受３６、３７は、スラスト用、ラジ
アル用、またはスラスト用とラジアル用を組合わせた軸
受、あるいは、スラスト用とラジアル用を組合せたもの
と同等の性能を有する軸受である。

【００４３】このレーザプラズマＸ線発生装置には、ま
た、パルスレーザ光３３の集光照射によるプラズマ化に
よりクライオターゲット層３５の表面に発生したクレー
タを検出する光学画像検出器３８と、その検出信号に基
づくクレータの位置座標とパルスレーザ光３３の集光照
射点３４の位置座標を比較して、パルスレーザ光３３の
集光照射点３４が回転体ドラム部２５ｂの外表面上で所
定の軌跡を描くように回転方向駆動装置２８および軸方
向駆動装置２９を制御し回転体２５の移動位置を制御す
る位置制御装置３９が設けられ、また、パルスレーザ光
３３の集光照射を回転体２５の移動に同期させる同期制
御装置４０が設けられている。

【００４４】また、真空チャンバー２０には真空装置４
１が接続され、密封カバー２４にはターゲットガス供給
路２１を介してターゲットガス供給装置４２が接続され
ている。

【００４５】図１において、４３はパルスＸ線集光鏡、
４４はＸ線射出口である。パルスレーザ光３３の集光照
射によるプラズマ生成により発生したパルスＸ線４５
は、図１に示されるようにパルスＸ線集光鏡４３で集光
反射し、Ｘ線射出口４４から真空チャンバー２０の外部
に取り出される。

【００４６】こうした構成のレーザプラズマＸ線発生装
置において、液体窒素などの冷却物質を冷却物質移送管
２６を通して、回転体２５の内部に導入し、回転体ドラ
ム部２５ｂを極低温に冷却する。そして、化学的に不活
性で室温でガス状のターゲット材である希ガス（クリプ
トン、キセノン、アルゴン等）等のターゲットガスをタ
ーゲットガス供給路２１を通して、ターゲットガス供給
口２３より、回転体２５と密封カバー２４の間に流し込
み、そのターゲットガスを回転体ドラム部２５ｂの外表
面に接触させることにより冷却し、回転体ドラム部２５
ｂの外表面上に固体化して堆積させ、クライオターゲッ
ト層３５を形成させる。

【００４７】そして、回転体２５の回転方向または軸方
向への移動あるいはそれら２方向への移動の組み合わせ
により、空間的に固定されたパルスレーザ光３３の集光
照射点３４に対して、クライオターゲット層３５を有す
る回転体表面を面方向へ移動させて、該回転体表面上で
前記集光照射点３４を所定の軌跡を描くように移動さ
せ、パルスレーザ光３３の集光照射によるプラズマ生成
によって発生したクレータが修復できないうちに、その
修復できていないクレータをパルスレーザ光３３が再び
集光照射しないよう、常に新しいクライオターゲット層
表面をパルスレーザ光３３の集光照射点３４に供給す
る。

【００４８】そのため、前記回転方向駆動装置２８およ
び軸方向駆動装置２９による回転体２５の回転方向への
移動速度すなわち回転速度と軸方向への移動速度を、位
置制御手段３９により制御する。なお、その位置制御手
段による回転速度および軸方向移動速度の制御は、図示
しない測定装置により、回転体２５の実際の回転速度お
よび軸方向移動速度を測定して、設定速度との偏差に基
づいてフィードバック制御するものである。

【００４９】この実施の形態１は、回転体２５を回転方
向および軸方向に同時に移動させ、且つ、回転体２５の
軸方向移動の速度を回転体表面の周方向移動の速度すな
わち周速より遅くしたものである。この場合、パルスレ
ーザ光３３の集光照射点３４の移動の軌跡は、図３の
（ａ）あるいは（ｂ）に示すように、回転体軸方向にス
パイラルを描く軌跡となる。

【００５０】この場合、パルスレーザ光の集光照射点の
移動の軌跡は図３の（ａ）あるいは（ｂ）に示すとお
り、回転体軸方向（図３の（ａ）および（ｂ）において
上下の方向）にスパイラルを描く。そして、所定周波数
のパルスレーザ光が出力され、回転体表面のクライオタ
ーゲット層がプラズマ化することによって、一定ピッチ
でクレータＣが発生する。このクレータＣは、図３の
（ａ）ように回転体軸方向に整列する場合もあり、図３
の（ｂ）のように少しずつ円周方向にずれを生じる場合
もある。

【００５１】そして、これらの場合において、パルスレ
ーザ光の周波数をｆ（Ｈｚ）、回転体の半径をｒ（ｍ
ｍ）、回転体表面におけるパルスレーザ光の集光照射点
の周方向の間隔をＰｘ（ｍｍ）、回転体１回転毎のパル
スレーザ光の集光照射点の回転体軸方向の間隔をＰｙ
（ｍｍ）、回転体２５の回転方向の移動速度をＭｘ（ｒ
ｐｍ）、回転体２５の軸方向移動速度をＭｙ（ｍｍ／ｓ
ｅｃ）とすると、それら各要素には次のような制限があ
る。

【００５２】すなわち、実際の試験結果によれば、パル
スレーザ光の集光照射によるプラズマ化によってできる
クレータは、通常、φ０．６ｍｍ±０．１の大きさであ
る。そこで、前記クレータの径は、０．６ｍｍ±０．１
と仮定する。

【００５３】この場合、回転体表面におけるパルスレー
ザ光の集光照射点の周方向の間隔（以下、集光照射点の
周方向の間隔という）Ｐｘは、 Ｐｘ＝Ｍｘ×２πｒ／（ｆ×６０） である。但し、パルスレーザ光の集光照射点が前回の集
光照射でできたクレータと重ならないように、Ｐｘ＞
０．７ｍｍとする必要がある。

【００５４】また、回転体１回転毎のパルスレーザ光の
集光照射点の回転体軸方向の間隔（以下、集光照射点の
軸方向の間隔という）Ｐｙは、 Ｐｙ＝Ｍｙ×２πｒ／（Ｐｘ×ｆ） である。但し、パルスレーザ光の集光照射点が前回の集
光照射でできたクレータと重ならないように、Ｐｙ＞
０．７ｍｍとする必要がある。

【００５５】また、回転体２５の回転方向の移動速度
（以下、回転速度という）Ｍｘと、軸方向の移動速度Ｍ
ｙは、 Ｍｘ＝Ｐｘ×ｆ×６０／２πｒ Ｍｙ＝Ｐｘ×Ｐｙ×ｆ／２πｒ より決まる。但し、Ｍｘ、Ｍｙは、機械的な最高速度お
よび最低速度によって可能速度範囲が決まる。

【００５６】これらの式より、Ｐｘ、Ｐｙ、Ｍｘ、Ｍｙ
がそれぞれの制限範囲となるよう、パルスレーザ光の周
波数ｆ、回転体２５の半径ｒの値を決める。つまり、Ｐ
ｘ＞０．７ｍｍ、Ｐｙ＞０．７ｍｍとなるように、ｆ、
ｒ、Ｍｘ、Ｍｙの値を決め、且つ、ＭｘおよびＭｙの値
が可能速度範囲となるようにｆ、ｒの値を設定する。

【００５７】ここで、パルスレーザ光の周波数ｆは、レ
ーザプラズマＸ線発生装置として実用上必要な性能を得
るために、３００Ｈｚ以上が必要である。但し、その値
には、パルスレーザ光発生装置の性能によって決まる上
限値がある。

【００５８】そして、集光照射点の周方向および軸方向
の間隔Ｐｘ、Ｐｙ、回転体２５の回転速度Ｍｘおよび軸
方向の移動速度Ｍｙが変わらないとして、パルスレーザ
光の周波数ｆを大きくする場合には、回転体の半径ｒは
大きくする必要があり、回転体２５の回転速度Ｍｘを遅
くする場合にも、回転体２５の半径ｒは大きくする必要
がある。

【００５９】こうして上記各要素の値を設定することに
より、図３の（ａ）ようにクレータＣが回転体軸方向に
整列し、回転体２５の軸方向移動の一端から他端までの
半往復では、前回以前にできたクレータＣをパルスレー
ザ光が再び集光照射することがないようにできる。ま
た、式の立て方によっては図３の（ｂ）のようにクレー
タＣが少しずつ円周方向にずれる場合もあるが、その場
合においても、やはり回転体２５の軸方向移動の一端か
ら他端までの半往復では、前回以前にできたクレータＣ
をパルスレーザ光が再び集光照射することがないように
できる。

【００６０】但し、それだけでは、回転体２５の軸方向
移動の１往復で見れば、集光照射点３４の移動の軌跡が
交差するため、軸方向移動の反転の前後の集光照射点３
４の位置が重なる場合があり、反転直後すなわち前記軌
跡の回転体軸方向両端近傍では、修復できていないクレ
ータの箇所にパルスレーザ光が集光照射される可能性が
ある。

【００６１】そこで、この実施の形態１では、回転体２
５の軸方向移動の反転時に、パルスレーザ光３３の集光
照射的の移動の軌跡上において、パルスレーザ光３３の
集光照射のピッチが反転前のピッチに対し回転体２５の
表面の周方向に半ピッチ分（Ｐｘ／２）ずれるように、
所定時間だけ回転体２５の軸方向移動を停止し、その停
止の間の回転体２５の回転速度を速くまたは遅くするよ
うにしている。

【００６２】すなわち、回転体２５の軸方向移動の反転
時に、図４の（ａ）に示すように、回転体２５が軸方向
移動の反転後、周方向にπｒだけ回転（半回転）する時
間より長くない所定の時間だけ回転体２５の軸方向への
移動を停止し、その停止の間の回転体２５の回転速度を
速くまたは遅くする。停止時間は前述のように半回転分
以内とする必要がある。

【００６３】この場合、図４の（ｂ）に示すように、パ
ルスレーザ光３３の集光照射のピッチを反転前のピッチ
に対し周方向に半ピッチ分（Ｐｘ／２）ずらすことがで
き、回転体２５の軸方向移動の１往復の間は、パルスレ
ーザ光３３が前回以前のプラズマ生成によるクレータＣ
の発生箇所を集光照射せず、クレータＣを修復する時間
として確保できる。そして、回転体２５が軸方向に１往
復した後は、再び同じ軌跡を通り、同じ位置で集光照射
することになるが、前回のクレータＣは既に修復されて
おり、新たなクライオターゲット層３５が供給されるこ
とになるため、安定した高平均出力のレーザプラズマＸ
線の連続的な発生が可能である。

【００６４】但し、クレータＣの径を、０．６±０．１
ｍｍと仮定すると、Ｐｘ＞１．４ｍｍ、Ｐｙ＞０．７ｍ
ｍに設定する必要がある。

【００６５】また、この実施の形態１の位置制御によれ
ば、回転体２５の回転方向への移動の制御において、急
激な変速の必要を無くすることができる。

【００６６】回転体２５の回転方向および軸方向への移
動の速度制御は、前述のように、位置制御手段３９によ
る回転方向駆動装置２８および軸方向駆動装置２９の制
御によって行う。そして、その際に、プラズマ生成によ
り発生してクライオターゲット層表面に残されたクレー
タＣの位置を光学画像検出器３８により検出し、その検
出信号に基づくクレータＣの位置座標とパルスレーザ光
３３の集光照射点３４の位置座標を比較して、パルスレ
ーザ光３３の集光照射点３４が回転体表面上で所定の軌
跡を描くように回転方向駆動装置２８および軸方向駆動
装置２９を制御する。

【００６７】また、その回転体２５の移動に同期させて
パルスレーザ光３３を集光照射するよう、光学画像検出
器３８からのデータを位置制御装置３９を介して同期制
御装置４０に送り、そのデータを解析して、同期制御装
置４０によりパルスレーザ光発生装置３０を制御する。

【００６８】光学画像検出器３８によるクレータＣの位
置の検出では、例えば図５に示すように、パルスレーザ
光３３の集光照射により発生するクレータについて、図
中Ａが最新のパルスレーザ光の集光照射点３４である場
合に、その直前の数個のクレータの中心の周方向移動の
間隔Ｐｘ２と、軸方向移動の間隔Ｐｙ３等の情報を検出
する。

【００６９】なお、光学画像検出器３８は、図示の位置
（真空チャンバー２０の外部）に限らず、例えば真空チ
ャンバー２０内の密封カバー２４に、パルスレーザ光３
３の集光照射点３４に対し回転体２５の回転方向後方に
おいてクライオターゲット層３５に臨むよう設置するこ
ともできる。

【００７０】（実施の形態２）図６は本発明の実施の形
態２におけるパルスレーザ光の集光照射点の移動の軌跡
を示す回転体表面の部分展開図（ａ）、（ｂ）である。
前記実施の形態１の説明で使用した図１、図２および図
５は、この実施の形態２にも共通する。

【００７１】実施の形態２は、請求項１、４および５、
特に請求項５に関し、また、請求項７〜９に関係するも
のであって、この場合もレーザプラズマＸ線発生装置の
基本的な構成および動作は前述の実施の形態１のものと
同様である。

【００７２】この実施の形態２では、回転体２５を回転
方向および軸方向へやはり同時に移動させる。但し、こ
の場合は、回転体２５の軸方向移動の速度を回転体表面
の周方向移動の速度すなわち周速より速くしている。こ
の場合のパルスレーザ光３３の集光照射点３４の移動の
軌跡は、図６に示すように、回転体２５の１回転の間に
は交差せず、回転体表面の周方向に対し傾斜して波形に
連続する正弦波または三角波の軌跡である。そして、そ
のため、少なくとも回転体２５の１回転の間はパルスレ
ーザ光３３が前回以前のプラズマ生成によるクレータＣ
の発生箇所を集光照射しないようにでき、クレータＣを
修復する時間として確保できる。

【００７３】この実施の形態２でも、やはり前述と同様
のＰｘ、Ｐｙ２、Ｍｘ、Ｍｙの関係式から、クレータの
径を、０．６±０．１ｍｍと仮定して、Ｐｘ＞０．７ｍ
ｍ、Ｐｙ２＞０．７ｍｍとなるように、ｆ、ｒ、Ｍｘ、
Ｍｙの値を決め、且つ、ＭｘおよびＭｙの値が可能速度
範囲でｆが３００Ｈｚ以上になるように、ｆ、ｒの値を
設定する。

【００７４】この場合、回転体２５は連続的に回転する
ことにより、回転体２５が１回転する間にできる波の数
だけクレータＣの発生箇所と照射位置が重なる可能性が
あるが、前述のように少なくとも回転体２５の１回転の
間はクレータＣの修復時間として確保できるため、クラ
イオターゲット層３５の連続供給に問題がなく、安定し
た高平均出力のレーザプラズマＸ線を連続して発生させ
ることができる。

【００７５】そして、この実施の形態３の具体的態様と
しては、一例として、図６の（ａ）に示すように、回転
体２５の軸方向移動範囲すなわち集光照射点３４の移動
の軌跡の回転体軸方向の幅Ｌが、その集光照射点の移動
の軌跡の回転体軸方向両端でパルスレーザ光３３が集光
照射されない設定となる場合、つまり、集光照射点の移
動の軌跡の回転体軸方向両端にクレータＣが発生しない
場合があり、また、他の例として、図６の（ｂ）に示す
ように、回転体２５の軸方向移動範囲すなわち集光照射
点３４の移動の軌跡の回転体軸方向の幅Ｌが、その集光
照射点の移動の軌跡の回転体軸方向両端でパルスレーザ
光３３が集光照射される設定となる場合、つまり、集光
照射点の移動の軌跡の回転体軸方向両端にクレータＣが
発生する場合とがある。

【００７６】そのうち、前者すなわち図６の（ａ）の場
合は、回転体２５の軸方向移動の反転時に、反転前後の
クレータ位置が重ならないようにするためには、例えば
クレータＣの径を０．６±０．１ｍｍと仮定して、集光
照射点の周方向の間隔Ｐｘを０．７ｍｍ以上、回転体軸
方向の間隔Ｐｙ２を０．７ｍｍ以上とする必要があるた
め、集光照射点の移動の軌跡の角度（回転体周方向に対
する角度）は例えば４５゜となって、周方向の繰り返し
のピッチａが長くなり、回転体２５の回転速度が遅くな
って、クレータ修復時間が十分に取れない。

【００７７】それに対し、後者すなわち図６の（ｂ）の
場合は、クレータＣの径を０．６±０．１ｍｍと仮定し
て、回転体２５の軸方向移動の反転時に、反転前後のク
レータ位置が重ならないようにするためには、集光照射
点の周方向の間隔Ｐｘを０．３５ｍｍ以上、回転体軸方
向の間隔Ｐｙ２を０．７ｍｍ以上とすればよく、その場
合に集光照射点の移動の軌跡の角度（回転体周方向に対
する角度）は例えば約６３゜とすることができ、周方向
の繰り返しのピッチａが短かくできる。そのため、回転
体２５の回転速度を遅くでき、クレータ修復時間を十分
に確保するようにできる。

【００７８】（実施の形態３）図７は本発明の実施の形
態３におけるパルスレーザ光の集光照射点の移動の軌跡
を示す回転体表面の展開図（ａ）およびＡ部詳細図
（ｂ）である。前記実施の形態１の説明で使用した図
１、図２および図４は、この実施の形態３にも共通す
る。

【００７９】実施の形態３は、請求項１、４および６、
特に請求項６に関し、また、請求項７〜９に関係するも
のであって、この場合もレーザプラズマＸ線発生装置の
基本的な構成および動作は前述の実施の形態１のものと
同様である。

【００８０】この実施の形態３では、前述の実施の形態
２と同様、回転体２５の軸方向移動の速度が周速より速
い。そして、回転体の回転方向および軸方向への移動が
共に間欠的で、パルスレーザ光３３の集光照射点３４の
移動の軌跡は、図７に示すように、回転体２５の１回転
の間には交差せず周方向に連続して繰り返す矩形波の軌
跡である。つまり、回転体２５を回転方向への移動を停
止して軸方向一側へ向け所定移動範囲の一端まで移動さ
せた後、パルスレーザ光集光照射の１ショット分につい
て、軸方向への移動を停止して回転方向へ移動させ、次
いで、回転方向への移動を停止して軸方向他側へ向け前
記所定移動範囲の他端まで移動させる動作を繰り返し
て、集光照射点３４の移動の軌跡を回転体２５の軸方向
に平行で、該軌跡の回転体軸方向両端でパルスレーザ光
集光照射の１ショット分回転体表面の周方向に移動し反
転して連続する矩形波の軌跡としたものである。

【００８１】この場合も、回転体の軸方向移動の往復回
数Ｌｙ（回／分）は、 Ｌｙ＝（Ｐｙ２×ｆ×６０）／（Ｌ×２） である。

【００８２】この実施の形態３においても、少なくとも
回転体２５の１回転の間はパルスレーザ光３３が前回以
前のプラズマ生成によるクレータＣの発生箇所を集光照
射しないようにでき、また、やはりパルスレーザ光の集
光照射が周方向に密で、回転体２５の１回転に時間がか
かるため、クレータ修復時間が十分とれる。

【００８３】以上、実施の形態１〜３を説明したが、本
発明はこれらに限定されるものではなく、発明の技術的
思想の範囲において適宜構成を変更して実施できること
は勿論である。

【００８４】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、この出
願の発明によれば、下記のように優れた効果が得られ
る。

【００８５】すなわち、請求項１に係る発明によれば、
回転体の回転方向および軸方向の移動を制御することに
より、集光照射点の移動の軌跡の回転体軸方向両端近傍
において反転前の集光照射点におけるプラズマ生成でク
ライオターゲット層表面に発生し、反転直後で修復時間
がとれていないクレータを、レーザプラズマ光が集光照
射するのを防止することができ、クレータが修復される
時間を確保して、パルスレーザ光の集光照射点に常に新
しいクライオターゲット層表面を供給し、安定した高平
均出力のレーザプラズマＸ線を連続的に繰り返し発生さ
せるようにできる。

【００８６】そして、請求項２に係る発明によれば、回
転体軸方向移動の反転時に、パルスレーザ光の集光照射
の周方向ピッチを反転前のピッチに対し回転体表面の周
方向に半ピッチ分ずらすことにより、少なくとも回転体
軸方向移動の１往復の間はパルスレーザ光がクレータ箇
所を集光照射しないようにでき、クレータ修復時間を十
分に確保できる。

【００８７】また、請求項３に係る発明によれば、回転
体の軸方向移動の反転時に、パルスレーザ光の集光照射
の所定ショット分について回転体の回転速度を速くまた
は遅くすることにより、パルスレーザ光の集光照射のピ
ッチを反転前のピッチに対し周方向に半ピッチ分ずら
し、少なくとも回転体軸方向移動の１往復の間はパルス
レーザ光がクレータ箇所を集光照射しないようにでき
て、クレータを修復する時間を確保できる。

【００８８】また、請求項４に係る発明によれば、回転
体の軸方向移動の速度を回転体表面の周方向速度より速
くすることにより、集光照射点の移動の軌跡を回転体１
回転の間には交差せず周方向に連続して繰り返す波形の
軌跡として、少なくとも回転体１回転の間はパルスレー
ザ光が前回以前のプラズマ生成によるクレータの発生箇
所を集光照射しないようにでき、クレータ修復時間を確
保できる。

【００８９】そして、請求項５に係る発明によれば、集
光照射点の移動の軌跡を回転体１回転の間には交差せず
周方向に連続して繰り返す正弦波または三角波の軌跡と
することにより、少なくとも回転体１回転の間はパルス
レーザ光が前回以前のプラズマ生成によるクレータの発
生箇所を集光照射しないようにでき、クレータ修復時間
を確保できる。

【００９０】また、請求項６に係る発明によれば、集光
照射点の移動の軌跡を回転体１回転の間には交差せず周
方向に連続して繰り返す矩形波の軌跡とすることによ
り、少なくとも回転体１回転の間はパルスレーザ光が前
回以前のプラズマ生成によるクレータの発生箇所を集光
照射しないようにでき、しかも、パルスレーザ光の集光
照射が周方向に密で、回転体１回転に時間がかかるた
め、クレータ修復時間が十分とれる。

【００９１】そして、請求項７に係る発明によれば、ク
ライオターゲット層表面に前回以前のパルスレーザ光の
集光照射によるプラズマ生成により発生した後修復され
ずに残っているクレータの位置を検出し、その検出信号
に基づく位置座標とパルスレーザ光の集光照射点の位置
座標を比較して、パルスレーザ光の集光照射点が回転体
表面上で所定の軌跡を描くように回転体の回転方向およ
び軸方向の移動位置を制御することにより、修復されず
に残っているクレータをパルスレーザ光が再び集光照射
するのを確実に防止できる。

【００９２】また、請求項８に係る発明によれば、クラ
イオターゲット層表面に前回以前のパルスレーザ光の集
光照射によるプラズマ生成により発生した後修復されず
に残っているクレータの位置を光学画像により検出で
き、その検出信号に基づく位置座標とパルスレーザ光の
集光照射点の位置座標を比較して、パルスレーザ光の集
光照射点が回転体表面上で所定の軌跡を描くように回転
体の回転方向および軸方向の移動位置を制御することに
より、修復されずに残っているクレータをパルスレーザ
光が再び集光照射するのを確実に防止できる。

【００９３】また、請求項９に係る発明によれば、パル
スレーザ光の集光照射を回転体の移動に同期させる同期
制御装置を設けることにより、光学画像検出器等の検出
器からのデータを同期制御装置に送り、解析して、回転
体の移動に伴ってパルスレーザ光の照射を同期させるよ
うにでき、そうすることで、修復されずに残っているク
レータをパルスレーザ光が再び集光照射するのをより確
実に防止できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態１におけるレーザプラズマ
Ｘ線発生装置の横断面で示す概略構成図である。

【図２】前記実施の形態１におけるレーザプラズマＸ線
発生装置の縦断面で示す概略構成図である。

【図３】前記実施の形態１におけるパルスレーザ光の集
光照射点の移動の軸方向半往復分の軌跡を例示する回転
体表面の展開図（ａ）、（ｂ）である。

【図４】前記実施の形態１におけるパルスレーザ光の集
光照射点の移動の軸方向１往復分の軌跡を示す回転体表
面の展開図（ａ）、Ａ部詳細図（ｂ）である。

【図５】前記実施の形態１における光学画像検出器等に
よるクレータ位置検出の説明図である。

【図６】本発明の実施の形態２におけるパルスレーザ光
の集光照射点の移動の軌跡を示す回転体表面の部分展開
図（ａ）、（ｂ）である。

【図７】本発明の実施の形態３におけるパルスレーザ光
の集光照射点の移動の軌跡を示す回転体表面の展開図
（ａ）およびＡ部詳細図（ｂ）である。

【図８】従来のレーザプラズマＸ線発生装置の縦断面で
示す概略構成図である。

【図９】回転方向および軸方向へ移動する回転体の表面
にターゲット材を供給しクライオターゲット層を形成す
る場合に、パルスレーザ光の集光照射点の移動の軸方向
１往復分の軌跡が交差する状態を示す回転体表面の展開
図（ａ）およびその軌跡の交差点でクレータが重なる様
子を示すＡ部拡大図（ｂ）である。

【符号の説明】 ２０ 真空チャンバー ２１ ターゲットガス供給路 ２２ 集光照射口 ２３ ターゲットガス供給口 ２４ 密封カバー ２５ 回転体 ２６ 冷却物質移送管 ２８ 回転方向駆動装置 ２９ 軸方向駆動装置 ３０ パルスレーザ光発生装置 ３１ 入射口 ３２ レーザ集光レンズ ３３ パルスレーザ光 ３４ 集光照射点 ３５ クライオターゲット層 ３８ 光学画像検出器 ３９ 位置制御装置 ４０ 同期制御装置 ４１ 真空装置 ４２ ターゲットガス供給装置

フロントページの続き (72)発明者 望月 英昭 東京都世田谷区下馬４−21−４、Ａ−２ Ｆターム(参考） 4C092 AA06 AA16 AB12 AB19

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 化学的に不活性で室温でガス状のターゲ
   ット材を、液体窒素等により極低温に冷却された円筒形
   状を有する回転体の表面に接触させ、冷却することによ
   り、固体化して前記回転体の表面に堆積したクライオタ
   ーゲット層を形成し、該クライオターゲット層の表面
   に、高尖頭パワーを有し所定の周波数で繰り返し出力さ
   れるパルスレーザ光を集光照射するとともに、前記回転
   体の回転方向または軸方向への移動あるいはそれら２方
   向への移動の組み合わせにより、空間的に固定されたパ
   ルスレーザ光の集光照射点に対して前記クライオターゲ
   ット層を有する回転体表面を面方向へ移動させて、該回
   転体表面上で前記集光照射点を所定の軌跡を描くように
   移動させ、前記パルスレーザ光の集光照射により高温高
   密度プラズマを生成し、該高温高密度プラズマからパル
   スＸ線を連続的に繰り返し発生させるレーザプラズマＸ
   線発生装置において、 前記集光照射点の移動の軌跡の回転体軸方向両端近傍
   で、前記回転体の軸方向移動の反転時に、パルスレーザ
   光が、前回以前のプラズマ生成により発生しクライオタ
   ーゲット層表面に残されてその後修復できていないクレ
   ータを集光照射しないように、前記回転体の回転方向お
   よび軸方向の移動を制御することを特徴とするレーザプ
   ラズマＸ線発生装置。
2. 【請求項２】 前記回転体の軸方向移動の速度を該回転
   体表面の周方向移動の速度より遅くし、前記集光照射点
   の移動の軌跡を回転体軸方向にスパイラルを描く軌跡と
   して、前記回転体の軸方向移動の反転時に、前記軌跡上
   のパルスレーザ光の集光照射の周方向ピッチを反転前の
   ピッチに対し前記回転体表面の周方向に半ピッチ分ずら
   すことにより、少なくとも該回転体の軸方向移動の１往
   復の間はパルスレーザ光が前回以前のプラズマ生成によ
   るクレータの発生箇所を集光照射せず、クレータを修復
   する時間として確保できるようにしたことを特徴とする
   請求項１記載のレーザプラズマＸ線発生装置。
3. 【請求項３】 前記回転体の軸方向移動の反転時に、前
   記軌跡上のパルスレーザ光の集光照射の所定ピッチ分に
   ついて前記回転体の回転速度を速くまたは遅くすること
   により、前記パルスレーザ光の集光照射のピッチを反転
   前のピッチに対し前記回転体表面の周方向に半ピッチ分
   ずらすことを特徴とする請求項２記載のレーザプラズマ
   Ｘ線発生装置。
4. 【請求項４】 前記回転体の軸方向移動の速度を該回転
   体表面の周方向移動の速度より速くし、前記集光照射点
   の移動の軌跡を回転体１回転の間には交差せず周方向に
   連続して繰り返す波形の軌跡として、少なくとも該回転
   体１回転の間はパルスレーザ光が前回以前のプラズマ生
   成によるクレータの発生箇所を集光照射せず、クレータ
   を修復する時間として確保できるようにしたことを特徴
   とする請求項１記載のレーザプラズマＸ線発生装置。
5. 【請求項５】 前記回転体を回転方向および軸方向へ同
   時に移動させて、前記集光照射点の移動の軌跡を、前記
   回転体表面の周方向に対し傾斜して波形に連続する正弦
   波または三角波の軌跡としたことを特徴とする請求項４
   記載のレーザプラズマＸ線発生装置。
6. 【請求項６】 前記回転体を回転方向への移動を停止し
   て軸方向一側へ向け所定移動範囲の一端まで移動させた
   後、パルスレーザ光集光照射の１ショット分について、
   軸方向への移動を停止して回転方向へ移動させ、次い
   で、回転方向への移動を停止して軸方向他側へ向け前記
   所定移動範囲の他端まで移動させる動作を繰り返して、
   前記集光照射点の移動の軌跡を前記回転体の軸方向に平
   行で、該軌跡の回転体軸方向両端でパルスレーザ光集光
   照射の１ショット分前記回転体表面の周方向に移動し反
   転して連続する矩形波の軌跡としたことを特徴とする請
   求項４記載のレーザプラズマＸ線発生装置。
7. 【請求項７】 前記回転体を回転方向および軸方向へ移
   動させる駆動機構と、プラズマ生成により発生してクラ
   イオターゲット層表面に残されたクレータの位置を検出
   する検出器と、その検出信号に基づくクレータの位置座
   標とパルスレーザ光の集光照射点の位置座標を比較し
   て、パルスレーザ光の集光照射点が前記回転体表面上で
   所定の軌跡を描くように前記駆動機構を制御し前記回転
   体の移動位置を制御する位置制御装置を備えたことを特
   徴とする請求項１乃至６のいずれか一つに記載のレーザ
   プラズマＸ線発生装置。
8. 【請求項８】 前記検出器が、前回以前のプラズマ生成
   により発生しクライオターゲット層表面に残されたクレ
   ータ個所の画像を検出する光学画像検出器であることを
   特徴とする請求項７記載のレーザプラズマＸ線発生装
   置。
9. 【請求項９】 パルスレーザ光の集光照射を前記回転体
   の移動に同期させる同期制御装置を備えたことを特徴と
   する請求項１乃至８のいずれか一つに記載のレーザプラ
   ズマＸ線発生装置。