JP2002139758A - Device for shortening light wavelength - Google Patents

Device for shortening light wavelength

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JP2002139758A
JP2002139758A JP2000332580A JP2000332580A JP2002139758A JP 2002139758 A JP2002139758 A JP 2002139758A JP 2000332580 A JP2000332580 A JP 2000332580A JP 2000332580 A JP2000332580 A JP 2000332580A JP 2002139758 A JP2002139758 A JP 2002139758A
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Japan
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electron beam
laser
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wavelength
electron
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JP2000332580A
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Japanese (ja)
Inventor
Hiroki Hane
博樹 羽根
Takayoshi Mamine
隆義 眞峯
Yuji Kaneda
有史 金田
Hideaki Ogaki
英明 大垣
Hiroyuki Toyokawa
弘之 豊川
Tomohisa Misumi
智久 三角
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National Institute of Advanced Industrial Science and Technology AIST
Sony Corp
Original Assignee
National Institute of Advanced Industrial Science and Technology AIST
Sony Corp
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Publication date
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    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03FPHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F7/00Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/70Microphotolithographic exposure; Apparatus therefor
    • G03F7/70008Production of exposure light, i.e. light sources

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a device for shortening light wavelength in which the variation of wavelength of light does not occur even if energy of an electron beam from an electron beam source is varied, or/also, a shortened wavelength of light can be easily changed. SOLUTION: This device is provided with an electron beam source 10, a laser beam source 20, and a vacuum chamber 30, electrons in an electron beam which are emitted from the electron beam source 10 and moving at relativistic speed is collided with photons in a laser beam emitted from the laser beam source 20 in the vacuum chamber 30, energy of electrons is given to photons of the laser beam. A device for shortening light wavelength to shorten scattered light wavelength is provided with angle varying means 21, 22 for changing a collision angle of the laser beam and the electron beam before collision of electrons and photons, in order to change wavelength of scattered light.

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、所謂、逆コンプト
ン散乱あるいはレーザコンプトン散乱を応用した光短波
長化装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an optical wavelength shortening apparatus using so-called inverse Compton scattering or laser Compton scattering.

【0002】[0002]

【従来の技術】半導体装置のデザインルールは微細化の
一途を辿り、256MビットのDRAMにおいては0.
25μmルール、1GビットのDRAMにおいては0.
18μmルール、4GビットのDRAMにおいては0.
13μmルールになると予想されている。このようにデ
ザインルールが微細化するに従い、所謂リソグラフィ技
術における光源が大きな問題の1つとなってきている。
2. Description of the Related Art The design rule of a semiconductor device is steadily miniaturized.
25 μm rule, 0 .0 in 1 Gbit DRAM.
In the case of the 18 μm rule and a 4 Gbit DRAM, the memory capacity is set to 0.
It is expected that the rule will be 13 μm. As the design rule becomes finer, the light source in the so-called lithography technique has become one of the major problems.

【0003】即ち、半導体装置を製造するために用いら
れる半導体露光装置においては、レジスト材料の露光
(感光)に用いる露光光の波長をλ、レンズの開口数を
NAとしたとき、解像度は、レイリーの式 kλ/NA
で表わされる。尚、kは定数である。このレイリーの
式から、デザインルールが小さくなるに従い、波長λの
短い露光光源を使用しないと、十分なる解像度を得るこ
とができないことが明白である。従って、〜0.15μ
mルールにおいてはKrFエキシマレーザ(λ=248
nm)、0.13〜0.10μmルールにおいてはAr
Fエキシマレーザ(λ=193nm)を用いる必要があ
るとされている。
That is, in a semiconductor exposure apparatus used for manufacturing a semiconductor device, when the wavelength of exposure light used for exposing (photosensitizing) a resist material is λ and the numerical aperture of a lens is NA, the resolution is Rayleigh. Equation of kλ / NA
Is represented by Here, k is a constant. It is clear from this Rayleigh equation that as the design rule becomes smaller, a sufficient resolution cannot be obtained unless an exposure light source having a short wavelength λ is used. Therefore, ~ 0.15μ
In the m rule, a KrF excimer laser (λ = 248
nm), Ar in the 0.13-0.10 μm rule
It is said that it is necessary to use an F excimer laser (λ = 193 nm).

【0004】このようなデザインルールの微細化に伴
い、短波長の露光光を得るために、電子ビームを使用し
たリソグラフィ技術や、シンクロトロン放射を応用した
X線ビームによるリソグラフィ技術が検討されている。
ところが、電子ビームを使用したリソグラフィ技術は、
少量多品種の半導体装置の製造に適するものの、スルー
プットが低く、半導体装置の大量生産には不向きであ
る。また、シンクロトロン放射を応用したX線ビームに
よるリソグラフィ技術においては、X線源として大規模
で複雑な装置が必要とされ、半導体装置の製造コストの
上昇が免れないといった問題がある。従って、従来の技
術の延長である光(レーザ)を用いた基本的にリソグラ
フィ技術によって、半導体装置のデザインルールの微細
化に対処できるならば、かかる技術が最も好ましい技術
であると云える。しかしながら、デザインルールの変更
に応じて、所望の波長を有する新規のレーザを開発する
ことは非常に困難であるばかりか、露光光の短波長化と
レーザ開発の歩みを共にする必要があり、極めて開発効
率が悪いといえる。
With the miniaturization of such design rules, lithography technology using an electron beam and lithography technology using an X-ray beam using synchrotron radiation are being studied in order to obtain exposure light of a short wavelength. .
However, lithography technology using electron beams
Although it is suitable for the manufacture of various types of semiconductor devices in small quantities, it has low throughput and is not suitable for mass production of semiconductor devices. Further, the lithography technique using an X-ray beam to which synchrotron radiation is applied has a problem that a large-scale and complicated apparatus is required as an X-ray source, and an increase in manufacturing cost of a semiconductor device is unavoidable. Therefore, if lithography technology using light (laser), which is an extension of the conventional technology, can cope with miniaturization of the design rule of a semiconductor device, such technology can be said to be the most preferable technology. However, it is very difficult to develop a new laser having a desired wavelength in response to a change in design rules, and it is necessary to shorten the wavelength of exposure light and develop a laser together. It can be said that development efficiency is poor.

【0005】物質によって散乱されたX線のなかに、そ
の波長が入射X線の波長より長い方にずれたものが含ま
れるコンプトン散乱現象は古くから知られた現象であ
る。かかるコンプトン散乱においては、静止した電子に
X線が衝突して散乱し、X線の有するエネルギーを電子
が受け取ると共に、X線自体のエネルギーは減少する。
一方、相対論的速度で運動する電子による光の散乱によ
って電子の有するエネルギーを光子に与え、散乱された
光を短波長化する逆コンプトン効果も古くから知られて
いる。例えば、E. Feenberg and H. Primakoff, Phys.
Rev. 73, (1948)449 あるいは、R.H. Milburn, Phys. R
ev. Lett. 10 (1963) 75 や F.R. Arutyunian and V.A.
Tumanian, Phys. Lett. 4 (1963) 176、「エネルギー
可変偏極単色γ線の発生−逆コンプトン散乱の応用」、
大垣 英明及び野口 勉、日本物理学会誌、Vol.50, N
o.5 (1995) pp381-386 を参照のこと。
The Compton scattering phenomenon, which includes X-rays scattered by a substance whose wavelength is shifted to a longer wavelength than the wavelength of incident X-rays, has been known for a long time. In such Compton scattering, X-rays impinge on stationary electrons and are scattered. The electrons receive the energy of the X-rays and the energy of the X-rays themselves decreases.
On the other hand, the inverse Compton effect, in which the energy of electrons is given to photons by the scattering of light by electrons moving at a relativistic velocity and the wavelength of the scattered light is shortened, has been known for a long time. For example, E. Feenberg and H. Primakoff, Phys.
Rev. 73, (1948) 449 or RH Milburn, Phys. R
ev. Lett. 10 (1963) 75 and FR Arutyunian and VA
Tumanian, Phys. Lett. 4 (1963) 176, "Generation of energy-variable polarized monochromatic γ-rays-application of inverse Compton scattering",
Hideaki Ogaki and Tsutomu Noguchi, Journal of the Physical Society of Japan, Vol.50, N
o.5 (1995) See pp381-386.

【0006】また、雑誌「パリティ」Vol.12, No.01, 1
997-01 の第47頁に掲載された「ニュースダイジェス
ト」によれば、ローレンス・バークレー国立研究所材料
科学部門のシェーンラインらのチームは、赤外レーザの
パルスを線型加速器から引き出した電子ビームに直角に
当て、電子ビームの方向に散乱してくるピコ秒以下の極
短X線パルスを観測したと報告されている。即ち、シェ
ーンラインらの実験では、テラワット級のレーザパルス
を曲率半径75cmの鏡で直径30μmのスポットに絞
り、線型加速器から取り出したエネルギー50MeV、
ビーム厚み約90μmの電子線に直角に当てる。その結
果、電子ビームの方向に、エネルギー30eV(波長
0.04nm)、パルス0.3p秒の指向性のよいX線
パルスが観測されたと報告されている。尚、X線の強さ
は、光子数にして1パルス当たり約5×104個であ
る。更には、1995年には、海軍研究所で0.6Me
Vの電子ビームと出力1TWのレーザ光とを正面衝突さ
せ、レーザ光の後方散乱としてエネルギー20eVの輻
射が得られたと報告されている。
[0006] Also, the magazine "Parity" Vol.12, No.01, 1
According to the News Digest on page 47 of 997-01, Shaneline et al.'S team at the Lawrence Berkeley National Laboratory's Materials Science Division converted infrared laser pulses into an electron beam extracted from a linear accelerator. It is reported that an extremely short X-ray pulse of sub-picosecond scattered in the direction of the electron beam was observed at right angles. That is, in the experiment of Shaneline et al., A laser pulse of the terawatt class was focused on a spot having a diameter of 30 μm with a mirror having a radius of curvature of 75 cm, and the energy extracted from the linear accelerator was 50 MeV.
The beam is applied at right angles to an electron beam having a beam thickness of about 90 μm. As a result, it is reported that an X-ray pulse with good directivity of 30 eV (wavelength 0.04 nm) and pulse of 0.3 psec was observed in the direction of the electron beam. The X-ray intensity is about 5 × 10 4 per pulse in terms of the number of photons. Further, in 1995, the Navy Research Institute
It is reported that a V electron beam and a laser beam having an output of 1 TW collide head-on, and radiation having an energy of 20 eV was obtained as back scattering of the laser beam.

【0007】[0007]

【発明が解決しようとする課題】これらの文献に開示さ
れた技術は、専ら、原子核の構造の研究や化学反応、相
転移、表面過程の研究に関するものであり、得られるX
線の強さも上記の程度で十分なる研究が可能である。ま
た、これらの文献によれば、電子線源として大掛かりな
装置が必要とされる。然るに、リソグラフィ工程におい
ては、出来るだけ簡素な装置であることが要求される。
しかも、電子線源からの電子ビームのエネルギーに変動
が存在する場合、かかる変動が、短波長化された光の波
長の変動となって表れてしまう。
The techniques disclosed in these documents relate exclusively to the study of the structure of the nucleus and to the study of chemical reactions, phase transitions and surface processes.
It is possible to conduct research with sufficient line strength. Further, according to these documents, a large-scale device is required as an electron beam source. However, in the lithography process, it is required that the apparatus be as simple as possible.
In addition, when there is a variation in the energy of the electron beam from the electron beam source, such variation appears as a variation in the wavelength of the light whose wavelength has been shortened.

【0008】金属プラズマの冷却及び高励起イオンの再
結合過程において発生したX線を線源とするレーザ誘起
プラズマX線源をX線縮小露光の光源として用いる技術
が、K. Tanaka, et el., "Laser plasma X-ray source
and its application to lithograph", SPIE, vol. 114
0, pp. 350, 1898 から知られている。このレーザ誘起
プラズマX線源においては、冷却した金属イオンあるい
は金属粒子が光学素子や検出器等に付着してしまうた
め、レーザ誘起プラズマX線源を頻繁に保守する必要が
ある。このような問題を解決するための手段として、金
属ターゲットの代わりに、不活性ガスを冷凍し、固化さ
せたターゲットを用いる方法が、G.D. Kubiak, K.D. Kr
enz and K.W. Berger, "Cryogence Pallet Laser Plasm
a Source Target", OSA, Proc. on EUVL, vol. 23(199
4), pp. 248-254 から知られている。しかしながら、こ
の方法では、ターゲットを極低温に冷凍する必要があ
る。また、これらの方法にあっては、発生するX線源の
波長はターゲットの種類に依存するため、波長を変更す
る場合にはターゲットを交換する必要があるといった問
題がある。
A technique using a laser-induced plasma X-ray source, which uses X-rays generated in the process of cooling the metal plasma and recombination of highly excited ions, as a light source for X-ray reduction exposure is disclosed in K. Tanaka, et al. , "Laser plasma X-ray source
and its application to lithograph ", SPIE, vol. 114
0, pp. 350, 1898. In this laser-induced plasma X-ray source, it is necessary to frequently maintain the laser-induced plasma X-ray source because cooled metal ions or metal particles adhere to optical elements, detectors, and the like. As a means for solving such a problem, a method using an inert gas frozen and solidified target instead of a metal target is known as GD Kubiak, KD Kr.
enz and KW Berger, "Cryogence Pallet Laser Plasm
a Source Target ", OSA, Proc. on EUVL, vol. 23 (199
4), pp. 248-254. However, this method requires that the target be frozen to cryogenic temperatures. Further, in these methods, since the wavelength of the generated X-ray source depends on the type of the target, there is a problem that the target needs to be replaced when the wavelength is changed.

【0009】特開平10−290053号公報、あるい
は、特開平10−326928号公報には、電子線源と
レーザ光源と真空チャンバーとを備え、電子線源から射
出された相対論的速度で運動する電子ビーム中の電子と
レーザ光源から射出されたレーザビーム中の光子とを真
空チャンバー内で衝突させて、電子の有するエネルギー
をレーザビームの光子に与え、散乱光を短波長化する光
短波長化装置が開示されているが、これらの特許公開公
報に開示された光短波長化装置においても、電子線源か
らの電子ビームのエネルギーに変動が存在する場合、か
かる変動が、短波長化された光の波長の変動となって表
れてしまうといった問題、あるいは又、短波長化された
光の波長を容易に変更することは困難であるいった問題
を有する。
Japanese Patent Application Laid-Open No. 10-290053 or Japanese Patent Application Laid-Open No. 10-326928 has an electron beam source, a laser light source, and a vacuum chamber, and moves at a relativistic speed emitted from the electron beam source. Shortening the wavelength of light by colliding electrons in the electron beam with photons in the laser beam emitted from the laser light source in a vacuum chamber, giving the energy of the electrons to the photons of the laser beam, and shortening the wavelength of scattered light. Although an apparatus is disclosed, even in the optical wavelength shortening apparatus disclosed in these patent publications, when there is a fluctuation in the energy of the electron beam from the electron beam source, such fluctuation is shortened. There is a problem that the change appears as a change in the wavelength of light, or it is difficult to easily change the wavelength of light whose wavelength has been shortened.

【0010】従って、本発明の目的は、電子線源からの
電子ビームのエネルギーが変動したとしても、かかる変
動が、短波長化された光の波長の変動となって表れるこ
とがなく、あるいは又、短波長化された光の波長を容易
に変更することができ、しかも、所望の波長を有する電
磁波(紫外線や軟X線等)を容易に得ることを可能にす
る光短波長化装置を提供することにある。
Therefore, an object of the present invention is that even if the energy of the electron beam from the electron beam source fluctuates, such fluctuation does not appear as a fluctuation in the wavelength of the light whose wavelength has been shortened, or The present invention provides an optical wavelength shortening device that can easily change the wavelength of light whose wavelength has been shortened and can easily obtain an electromagnetic wave (ultraviolet ray, soft X-ray, or the like) having a desired wavelength. Is to do.

【0011】[0011]

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めの本発明の第1の態様に係る光短波長化装置は、電子
線源とレーザ光源と真空チャンバーとを備え、電子線源
から射出された相対論的速度で運動する電子ビーム中の
電子とレーザ光源から射出されたレーザビーム中の光子
とを真空チャンバー内で衝突させて、電子の有するエネ
ルギーをレーザビームの光子に与え、散乱光を短波長化
する光短波長化装置であって、散乱光の波長を変更する
ために、電子と光子の衝突の前に、レーザビームと電子
ビームとの衝突角度を変更するための角度変更手段を備
えていることを特徴とする。
According to a first aspect of the present invention, there is provided an optical wavelength shortening apparatus comprising an electron beam source, a laser light source, and a vacuum chamber. The electrons in the electron beam moving at the relativistic velocity collide with the photons in the laser beam emitted from the laser light source in a vacuum chamber, and the energy of the electrons is given to the photons of the laser beam and scattered. An optical wavelength shortening device for shortening light, wherein an angle change is performed to change a collision angle between a laser beam and an electron beam before a collision between an electron and a photon in order to change a wavelength of scattered light. Means is provided.

【0012】レーザビーム中の光子と衝突する際の電子
ビーム中の電子のエネルギーをE、電子ビーム中の電子
と衝突する前のレーザビームの光子の波長をλL、散乱
光の波長をλ、βを[電子の速度/光の速度]、光子の
散乱角をθ、電子ビームとレーザビームとの衝突角度を
θL、hをプランク定数とすれば、相対論的効果を考慮
した逆コンプトン散乱あるいはレーザコンプトン散乱に
おけるエネルギー保存則及び運動量保存則に基づき、散
乱光の波長λは、以下の式(1)のとおりとなる。
The energy of the electrons in the electron beam when colliding with the photons in the laser beam is E, the wavelength of the photons of the laser beam before colliding with the electrons in the electron beam is λ L , the wavelength of the scattered light is λ, If β is [electron speed / light speed], photon scattering angle is θ, collision angle between electron beam and laser beam is θ L , and h is Planck constant, inverse Compton scattering considering relativistic effect Alternatively, based on the law of conservation of energy and the law of conservation of momentum in laser Compton scattering, the wavelength λ of the scattered light is given by the following equation (1).

【0013】 [数1] λ=[λL(1−βcosθ)+(hc/E){1−cos(θL−θ)}]/( 1−βcosθL) (1)[Equation 1] λ = [λ L (1−β cos θ) + (hc / E) {1−cos (θ L −θ)}] / (1−β cos θ L ) (1)

【0014】式(1)から明らかなように、レーザビー
ム中の光子と衝突する際の電子ビーム中の電子のエネル
ギーEが変動すると(言い換えれば、電子線源から射出
された電子ビーム中の電子の有するエネルギーが変動す
ると)、散乱光の波長λも変動する。本発明の第1の態
様に係る光短波長化装置においては、角度変更手段を備
えているが故に、このような電子のエネルギーEの変動
が生じたとしても、散乱光(紫外線や軟X線等)の波長
λを一定に保持することが可能となる。尚、電子ビーム
とレーザビームの衝突角度θLは、所望の散乱光の波長
λが得られる限りにおいて、式(1)を満足する限り、
任意の角度とすることができる。
As is apparent from the equation (1), when the energy E of the electrons in the electron beam when colliding with the photons in the laser beam fluctuates (in other words, the electrons in the electron beam emitted from the electron beam source change). Of the scattered light varies). Since the optical wavelength shortening device according to the first aspect of the present invention includes the angle changing means, even if such a change in the electron energy E occurs, the scattered light (ultraviolet light or soft X-ray Etc.) can be kept constant. Note that the collision angle θ L between the electron beam and the laser beam is as long as the desired λ of the scattered light is obtained, as long as the expression (1) is satisfied.
Any angle can be used.

【0015】尚、電子と光子とが衝突する衝突領域の長
さLは、電子ビームの直径とレーザビームの直径の内の
大きい方をDとしたとき、0<θL<πのとき、L=1
/sinθL となる。短波長化された光子の収率は、D
に反比例し、Lに比例する。従って、θLの値は、π
(=180度)に近いことが、短波長化された光子の収
率向上といった観点から好ましい。即ち、入射する電子
ビームとレーザビームが略正面から衝突する、所謂ヘッ
ドオン衝突となるようにシステムを構成することが好ま
しい。
The length L of the collision area where the electron and the photon collide with each other is as follows: when the larger of the electron beam diameter and the laser beam diameter is D, 0 <θ L <π; = 1
/ Sin θ L. The yield of shortened photons is D
And inversely proportional to L. Therefore, the value of θ L is π
(= 180 degrees) is preferable from the viewpoint of improving the yield of photons having a shorter wavelength. That is, it is preferable to configure the system so that the incident electron beam and the laser beam collide substantially from the front, so-called head-on collision.

【0016】あるいは又、例えば、半導体装置の製造に
おけるリソグラフィ工程において本発明の第1の態様に
係る光短波長化装置を光源(エネルギー源)として使用
するとき、半導体装置の仕様によっては、光源から射出
される光の波長を変更する必要がある場合がある。具体
的には、例えば、半導体装置の製造において、或る層の
露光を、他の層の露光よりも短い波長を有する光源を用
いて行う必要がある場合がある。このような場合、本発
明の第1の態様に係る光短波長化装置においては、角度
変更手段を備えているが故に、容易に、所望の波長を有
する散乱光(紫外線や軟X線等)を得ることが可能とな
る。
Alternatively, for example, when the optical wavelength shortening device according to the first aspect of the present invention is used as a light source (energy source) in a lithography process in the manufacture of a semiconductor device, depending on the specifications of the semiconductor device, the light source may be changed from a light source. It may be necessary to change the wavelength of the emitted light. Specifically, for example, in the manufacture of a semiconductor device, it may be necessary to perform exposure of a certain layer using a light source having a shorter wavelength than that of another layer. In such a case, the optical wavelength shortening device according to the first aspect of the present invention easily includes scattered light (such as ultraviolet light and soft X-ray) having a desired wavelength because the device has an angle changing means. Can be obtained.

【0017】本発明の第1の態様に係る光短波長化装置
において、前記角度変更手段は、真空チャンバー内に配
設された、反射鏡及び反射鏡角度変更手段から成り、反
射鏡は、電子と光子とが衝突する衝突領域と、レーザ光
源との間において、衝突領域に入射する電子ビームと衝
突することがないように配設されている構成とすること
ができる。この場合、衝突領域から射出された散乱光と
衝突することがないように配設された第2の反射鏡を真
空チャンバー内に更に備えている構成とすることもでき
る。尚、衝突領域を頂点とする半頂角(1/γ)[ここ
で、γは、衝突後の電子の有するエネルギーに対応した
ローレンツ因子]を有する円錐形の空間の外側に反射鏡
あるいは第2の反射鏡(以下、反射鏡等と呼ぶ場合があ
る)が配設されていることが好ましい。尚、ローレンツ
因子とは、特殊相対性理論のローレンツ変換因子におい
て現れる因子[γ=(1−β2-1/2]を意味する。所
望に応じて、更に、第3、第4・・・の反射鏡を配設し
てもよい。このように反射鏡等を配設することによっ
て、反射鏡等に損傷が発生することを確実に防止でき、
しかも、電子ビームや散乱光がこれらの反射鏡等に衝突
することによって電子ビームや散乱光にロスが生じるこ
とを確実に防止できる。尚、真空チャンバー内における
電子ビームの位置及び形状をビームモニター(Desmarqu
est, 酸化クロムを含むアルミナから構成されている)
によって観察し、反射鏡等を真空チャンバー内の最適な
位置に配置すればよい。尚、場合によっては、反射鏡及
び/又は第2の反射鏡を真空チャンバーの外側に配設し
てもよい。
In the optical wavelength shortening apparatus according to the first aspect of the present invention, the angle changing means includes a reflecting mirror and a reflecting mirror angle changing means disposed in a vacuum chamber, and the reflecting mirror is an electronic device. Between the laser light source and the collision region where the laser beam and the photon collide with each other, so as not to collide with the electron beam incident on the collision region. In this case, a configuration may be adopted in which a second reflecting mirror disposed so as not to collide with the scattered light emitted from the collision area is further provided in the vacuum chamber. The half mirror angle (1 / γ) having the collision area as the apex (where γ is the Lorentz factor corresponding to the energy of the electrons after the collision) has a reflecting mirror or a second mirror outside the conical space. It is preferable that a reflecting mirror (hereinafter, sometimes referred to as a reflecting mirror or the like) is provided. The Lorentz factor means a factor [γ = (1−β 2 ) −1/2 ] that appears in the Lorentz transformation factor of the special relativity. If desired, third, fourth,... Reflecting mirrors may be further provided. By arranging the reflecting mirror and the like in this manner, it is possible to reliably prevent damage to the reflecting mirror and the like,
Moreover, it is possible to reliably prevent the loss of the electron beam or the scattered light due to the collision of the electron beam or the scattered light with these reflecting mirrors. Note that the position and shape of the electron beam in the vacuum chamber can be monitored using a beam monitor (Desmarqu
est, composed of alumina containing chromium oxide)
, And a reflecting mirror or the like may be arranged at an optimal position in the vacuum chamber. In some cases, the reflecting mirror and / or the second reflecting mirror may be provided outside the vacuum chamber.

【0018】反射鏡角度変更手段として、例えば圧電素
子等から成るアクチュエータ、あるいは、反射鏡等を載
置し、回動し得る台座と、回動機構(例えば、ステッピ
ングモータ)の組合せを例示することができる。具体的
には、例えば、圧電素子等から成るアクチュエータを反
射鏡等の裏面に取り付け、アクチュエータを制御するこ
とで、あるいは又、反射鏡等を回動し得る台座に載置
し、かかる台座を例えばステッピングモータによって回
動させることで、レーザビームと電子ビームとの衝突角
度θLを容易に変更することができる。
As the reflecting mirror angle changing means, there is exemplified a combination of an actuator made of, for example, a piezoelectric element, or a pedestal on which a reflecting mirror or the like is mounted and which can rotate, and a rotating mechanism (for example, a stepping motor). Can be. Specifically, for example, an actuator composed of a piezoelectric element or the like is attached to the back surface of a reflecting mirror or the like, and the actuator is controlled, or the reflecting mirror or the like is mounted on a rotatable pedestal. By rotating the stepping motor, the collision angle θ L between the laser beam and the electron beam can be easily changed.

【0019】あるいは又、本発明の第1の態様に係る光
短波長化装置において、前記角度変更手段は、電磁石か
ら成り、電磁石は、電子と光子とが衝突する衝突領域
と、電子線源との間に備えられている構成とすることが
できる。尚、かかる電磁石は、真空チャンバーの外側に
配設してもよいし、内側に配設してもよい。電磁石の数
は、電子ビームの軌道を適切に変更できる数とすればよ
く、1個以上であればよい。電磁石によって形成される
磁界の強さを制御することで、電子ビームを偏向させる
ことができる結果、レーザビームと電子ビームとの衝突
角度θLを容易に変更することができる。
Alternatively, in the optical wavelength shortening apparatus according to the first aspect of the present invention, the angle changing means includes an electromagnet, and the electromagnet includes a collision region where electrons and photons collide, and an electron beam source. The configuration may be provided between them. In addition, such an electromagnet may be provided outside the vacuum chamber or may be provided inside. The number of electromagnets may be a number that can appropriately change the trajectory of the electron beam, and may be one or more. By controlling the strength of the magnetic field formed by the electromagnet, the electron beam can be deflected. As a result, the collision angle θ L between the laser beam and the electron beam can be easily changed.

【0020】本発明の第1の態様に係る光短波長化装置
において、電子線源から射出された電子ビームの有する
エネルギー(E)は1×107eV(10MeV)以下
であることが好ましい。電子ビームの有するエネルギー
(E)をこのような上限値とすることによって、使用す
る電子線源の小型化を図ることができるし、実用的な波
長範囲内の散乱光波長(λ)を得ることができる。この
場合、電子線源から射出された電子ビームの有するエネ
ルギー(E)は1×105eV(0.1MeV)以上で
あることが好ましい。電子線源から射出された電子ビー
ムの有するエネルギー(E)が1×105eV未満で
は、逆コンプトン散乱による光の短波長化の効果が小さ
く、しかも、電子ビーム中の電子間の散乱によって電子
ビームを所望のサイズに絞り難い場合がある。
In the optical wavelength shortening apparatus according to the first aspect of the present invention, the energy (E) of the electron beam emitted from the electron beam source is preferably 1 × 10 7 eV (10 MeV) or less. By setting the energy (E) of the electron beam to such an upper limit, the size of the electron beam source to be used can be reduced, and a scattered light wavelength (λ) within a practical wavelength range can be obtained. Can be. In this case, the energy (E) of the electron beam emitted from the electron beam source is preferably 1 × 10 5 eV (0.1 MeV) or more. When the energy (E) of the electron beam emitted from the electron beam source is less than 1 × 10 5 eV, the effect of shortening the wavelength of light by inverse Compton scattering is small, and moreover, the scattering between electrons in the electron beam causes electrons to be generated. It may be difficult to narrow the beam to the desired size.

【0021】本発明の第1の態様に係る光短波長化装置
においては、所望に応じて、衝突領域において、電子ビ
ームとレーザビームを複数回、衝突させてもよい。この
場合、衝突領域を、少なくとも部分的に高反射面で仕切
られた体積物、あるいは又、光導波路の端面に反射部を
設け若しくは環状に光導波路を接続することによって光
波を3次元的に閉じ込める装置である光共振器とするこ
とが好ましく、ファブリ・ペロ共振器で代表される一対
の平行な平面鏡や一対の対向する凹面鏡(例えば共焦点
ファブリ・ペロ共振器)、凹面鏡と平面鏡の組み合わ
せ、3つ以上の反射鏡から成るリング共振器等を例示す
ることができる。尚、一対の対向する凹面鏡から構成さ
れた光共振器においては、ビームウェストの領域でレー
ザビームと電子ビームとを衝突させることが好ましい。
In the optical wavelength shortening apparatus according to the first aspect of the present invention, the electron beam and the laser beam may collide with each other a plurality of times in the collision area, if desired. In this case, the collision area is at least partially partitioned by a highly reflective surface, or a reflecting portion is provided on the end face of the optical waveguide or the optical waveguide is connected in a ring shape to confine the light wave three-dimensionally. It is preferable to use an optical resonator as a device, and a pair of parallel plane mirrors represented by a Fabry-Perot resonator, a pair of concave mirrors facing each other (for example, a confocal Fabry-Perot resonator), a combination of a concave mirror and a plane mirror, A ring resonator including one or more reflecting mirrors can be exemplified. In an optical resonator constituted by a pair of opposed concave mirrors, it is preferable that a laser beam and an electron beam collide in a beam waist region.

【0022】上記の目的を達成するための本発明の第2
の態様に係る光短波長化装置は、電子線源とレーザ光源
と真空チャンバーとを備え、電子線源から射出された相
対論的速度で運動する電子ビーム中の電子とレーザ光源
から射出されたレーザビーム中の光子とを真空チャンバ
ー内で衝突させて、電子の有するエネルギーをレーザビ
ームの光子に与え、散乱光を短波長化する光短波長化装
置であって、電子線源から射出された電子ビームの有す
るエネルギーは1×107eV(10MeV)以下であ
ることを特徴とする。
The second object of the present invention for achieving the above object.
The optical wavelength shortening device according to the aspect includes an electron beam source, a laser light source, and a vacuum chamber, and the electrons in the electron beam moving at a relativistic speed emitted from the electron beam source and emitted from the laser light source. A light wavelength shortening device that collides photons in a laser beam in a vacuum chamber to apply energy of electrons to photons of the laser beam, thereby shortening the wavelength of scattered light, and is emitted from an electron beam source. The electron beam has an energy of 1 × 10 7 eV (10 MeV) or less.

【0023】本発明の第2の態様に係る光短波長化装置
にあっては、電子ビームの有するエネルギーをこのよう
な上限値とすることによって、使用する電子線源の小型
化を図ることができるし、実用的な波長範囲内の散乱光
の波長を得ることができる。この場合、電子線源から射
出された電子ビームの有するエネルギーは1×105
V以上であることが好ましい。
In the optical wavelength shortening apparatus according to the second aspect of the present invention, the size of the electron beam source used can be reduced by setting the energy of the electron beam to such an upper limit. It is possible to obtain a scattered light wavelength within a practical wavelength range. In this case, the energy of the electron beam emitted from the electron beam source is 1 × 10 5 e.
It is preferably at least V.

【0024】尚、本発明の第1の態様あるいは第2の態
様に係る光短波長化装置(以下、単に、本発明の光短波
長化装置と呼ぶ場合がある)においては、衝突する電子
ビームとレーザビームの断面積の内、大きな方の断面積
をA(単位:cm2)としたとき、1×10-6≦A≦1
×10-1を満足することが好ましい。ここで、衝突する
電子ビームの断面積とレーザビームの断面積の内、どち
らの断面積の方が大きな断面積となるかは、光短波長化
装置の設計によって決定される。
In the optical wavelength shortening device according to the first or second aspect of the present invention (hereinafter, sometimes simply referred to as the optical wavelength shortening device of the present invention), the collimated electron beam is used. Where A (unit: cm 2 ) is the larger cross-sectional area of the laser beam and the cross-sectional area of the laser beam, 1 × 10 −6 ≦ A ≦ 1
It is preferable to satisfy × 10 −1 . Here, which one of the cross-sectional area of the colliding electron beam and the cross-sectional area of the laser beam becomes larger is determined by the design of the optical wavelength shortening device.

【0025】本発明の光短波長化装置においては、電子
線源を電子線形加速器及び集束レンズ系から構成しても
よいが、装置の小型化・簡素化といった観点からは、電
子銃とバンチャーと集束レンズ系(四極磁石等の電磁レ
ンズ系)とから構成することが好ましい。ここで、バン
チャーとは、電子のバンチ化を図る装置である。尚、電
子銃とバンチャーとの間にプレバンチャーを配設しても
よい。あるいは又、電子線源を、例えば、透過型電子顕
微鏡における電子線源と同様の電子線源を応用すること
ができる。即ち、電子線源を、電子銃と集束レンズ系
(四極磁石等の電磁レンズ系)から構成することもでき
る。あるいは又、レーザによる光電子放出等によって放
出された電子が既にバンチ化されている場合には、電子
ビームを直接、高周波あるいは静電界によって加速する
ことも可能である。電子銃として、例えば、ヘアピン型
のタングステン線の熱陰極(あるいはポイントカソード
型の熱陰極やランタンヘキサボライドLaB6熱陰極)
と、ウェーネルト電極と、接地電位の陽極とから構成さ
れた熱電子放出型電子銃を挙げることができる。あるい
は又、陰極チップと、第1陽極(引き出し電極)と、第
2陽極とから構成された電界放出型電子銃を挙げること
ができる。更には、ショットキ放出型電子銃を用いるこ
ともできる。電子線形加速器(リニアック)としては、
進行波型線形加速器や定在波型線形加速器、あるいは誘
導型線形加速器、高電圧整流型加速器(例えば、コック
クロフト−ウォルトン型加速器)、バンデグラフ型加速
器、共振変圧器型加速器等を用いることができる。進行
波型線形加速器として円盤装荷導波管形式を挙げること
ができ、定在波型線形加速器としてアルバレ型、総合空
洞型、高周波四重極型を挙げることができる。また、電
子線形加速器には、バンチャーが備えられていてもよ
い。
In the optical wavelength shortening device of the present invention, the electron beam source may be constituted by an electron linear accelerator and a focusing lens system. However, from the viewpoint of miniaturization and simplification of the device, the electron gun and the buncher are used. It is preferable to form a focusing lens system (electromagnetic lens system such as a quadrupole magnet). Here, the buncher is a device for bunching electrons. Note that a pre-buncher may be provided between the electron gun and the buncher. Alternatively, for example, an electron beam source similar to an electron beam source in a transmission electron microscope can be applied. That is, the electron beam source may be constituted by an electron gun and a focusing lens system (an electromagnetic lens system such as a quadrupole magnet). Alternatively, when electrons emitted by photoelectron emission by a laser or the like have already been bunched, the electron beam can be directly accelerated by a high frequency or an electrostatic field. As an electron gun, for example, a hot cathode of a hairpin type tungsten wire (or a point cathode type hot cathode or a lanthanum hexaboride LaB 6 hot cathode)
And a thermionic electron gun composed of a Wehnelt electrode and a ground potential anode. Alternatively, a field emission type electron gun including a cathode chip, a first anode (extraction electrode), and a second anode can be used. Further, a Schottky emission type electron gun can be used. As an electron linear accelerator (Linac),
A traveling wave type linear accelerator, a standing wave type linear accelerator, an induction type linear accelerator, a high voltage rectifier type accelerator (for example, a Cockcroft-Walton type accelerator), a bandeograph type accelerator, a resonance transformer type accelerator, or the like can be used. The traveling wave type linear accelerator may be a disk-loaded waveguide type, and the standing wave type linear accelerator may be an Alvaret type, a general cavity type, or a high frequency quadrupole type. Further, the electron linear accelerator may be provided with a buncher.

【0026】レーザ光源としては、連続発振型のレーザ
光源とすることもできるが、高効率・高出力で短いパル
ス幅でレーザを射出することができるQスイッチレーザ
を用いることが望ましく、具体的には、Nd:YAGレ
ーザやチタンサファイアレーザ等の固体レーザ、炭酸ガ
スレーザ、XeClエキシマレーザ、KrFエキシマレ
ーザ、ArFエキシマレーザ等の気体レーザを挙げるこ
とができる。レーザ光源としては、出力(P)が0.1
mJ/cm2以上であり、しかも、波長が、例えば10
0nm以上であって、ビームの直径(d)が1mm以下
であって、繰り返し周波数(f)の高いもの、即ち、P
f/dの値が大きいレーザ光源を用いることが好まし
い。
As the laser light source, a continuous wave laser light source can be used. However, it is desirable to use a Q-switch laser capable of emitting a laser with high efficiency and high output and a short pulse width. Examples thereof include a solid-state laser such as an Nd: YAG laser and a titanium sapphire laser, a gas laser such as a carbon dioxide laser, a XeCl excimer laser, a KrF excimer laser, and an ArF excimer laser. As the laser light source, the output (P) is 0.1
mJ / cm 2 or more, and the wavelength is, for example, 10
0 nm or more, the beam diameter (d) is 1 mm or less, and the repetition frequency (f) is high, that is, P
It is preferable to use a laser light source having a large value of f / d.

【0027】尚、本発明の光短波長化装置においては、
電子線源から射出された電子ビームの有するエネルギー
を1×107eV以下とすれば、厚いコンクリートやポ
リエチレン、水での中性子の遮蔽を考慮する必要がなく
なり、主にγ線を遮蔽すればよく、高密度で安価な物
質、例えば、鉄、鉛等から作製された放射線遮蔽材で光
短波長化装置を覆えばよく、光短波長化装置の構造の簡
素化を図ることができる。より具体的には、真空チャン
バーに入射する電子ビームの軌道の接線延長線上から、
真空チャンバーから射出された電子ビームの軌道の接線
延長線上までの領域に位置する光短波長化装置の領域を
少なくとも放射線遮蔽材が覆うように、放射線遮蔽材を
配置することが望ましい。また、真空チャンバーから射
出された電子ビームと短波長化された散乱光を分離する
ために、真空チャンバーから射出された電子ビームの軌
道上に電子ビーム偏向手段(より具体的には、例えば、
電磁石)を配設し、電子ビーム偏向手段によって偏向さ
れた電子ビームを電子ビームダンパー(例えば、ファラ
デーカップや放熱フィンを備えた鉄板や鉛板、水槽から
構成することができる)に衝突させ、電子ビーム中の電
子の有するエネルギーを、例えば熱として失わせること
が好ましい。この場合、電子ビームダンパーを覆うよう
に、更に、放射線遮蔽材を配設することが望ましい。
尚、放射線遮蔽材の全てあるいは一部が光短波長化装置
の構造材を兼ねていてもよく、あるいは又、光短波長化
装置や露光装置の嫌振架台を兼ねていてもよい。一般
に、電子線源から射出された電子ビームの有するエネル
ギーが1×107eV以下にあっては、発生する放射線
の大部分はγ線であり、γ線は大部分が制動放射に基づ
き放出される。即ち、高エネルギーを有する電子が物質
中に入射し、原子核の近傍を通過するとき、原子核のク
ーロン力によって電子は急激にその進行方向が曲げら
れ、接線方向にγ線を放出して、電子はエネルギーを失
う。電子は質量が小さいので、その進行方向が容易に曲
げられ、γ線を放出し易い。
In the optical wavelength shortening apparatus of the present invention,
If the energy of the electron beam emitted from the electron beam source is set to 1 × 10 7 eV or less, it is not necessary to consider the shielding of neutrons with thick concrete, polyethylene, or water. It is only necessary to cover the optical wavelength shortening device with a radiation shielding material made of a high-density and inexpensive substance, for example, iron, lead, or the like, and the structure of the optical wavelength shortening device can be simplified. More specifically, from the tangent extension of the trajectory of the electron beam incident on the vacuum chamber,
It is desirable to dispose the radiation shielding material such that at least the radiation shielding material covers a region of the optical wavelength shortening device located on a tangent extension of the trajectory of the electron beam emitted from the vacuum chamber. Further, in order to separate the electron beam emitted from the vacuum chamber from the scattered light having a reduced wavelength, the electron beam deflecting means (more specifically, for example,
An electromagnet) is provided, and the electron beam deflected by the electron beam deflecting means is made to collide with an electron beam damper (for example, an iron plate or a lead plate provided with a Faraday cup or a radiation fin, or a water tank). Preferably, the energy of the electrons in the beam is lost, for example, as heat. In this case, it is desirable to further provide a radiation shielding material so as to cover the electron beam damper.
In addition, all or a part of the radiation shielding material may also serve as a structural material of the optical wavelength shortening device, or may also serve as an anti-vibration base of the optical wavelength shortening device or the exposure device. Generally, when the energy of an electron beam emitted from an electron beam source is 1 × 10 7 eV or less, most of the generated radiation is gamma rays, and most of the gamma rays are emitted based on bremsstrahlung radiation. You. That is, when an electron having high energy enters a substance and passes near a nucleus, the traveling direction of the electron is sharply bent by the Coulomb force of the nucleus, and the electron emits γ-rays in a tangential direction, and the electrons are emitted. Lose energy. Since the electron has a small mass, its traveling direction is easily bent and γ rays are easily emitted.

【0028】[0028]

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して、発明の実
施の形態に基づき本発明を説明する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, the present invention will be described based on embodiments of the invention with reference to the drawings.

【0029】(実施の形態1)実施の形態1は、本発明
の第1の態様及び第2の態様に係る光短波長化装置に関
する。実施の形態1における光短波長化装置の概念図
(概念的平面図)を図1に示す。この光短波長化装置
は、電子線源10とレーザ光源20と真空チャンバー3
0とを備えている。電子線源10は、熱電子放出型の電
子銃11、プリバンチャー及びバンチャー13、並び
に、集束レンズ系14から構成されている。尚、電子銃
11からはパルス状の電子ビーム[エネルギーEは1×
105eV(0.1MeV)乃至1×107eV(10M
eV)]が射出される。尚、このような低いエネルギー
の電子ビームは、例えば、電子線形加速器(リニアッ
ク)のような大型装置を用いることなく、プリバンチャ
ー及びバンチャー13のみにて得ることが可能である。
また、レーザ光源20は、Qスイッチレーザである、例
えばNd:YAGレーザ(波長λL:1064nm)か
ら構成されている。真空チャンバー30にはレーザビー
ムを入射させるための窓、レーザビームを射出する窓が
設けられているが、これらの窓の図示は省略した。電子
銃11と、プリバンチャー及びバンチャー13との間に
は、電流モニター(コアモニターとも呼ばれる)12が
配置され、更には、速度変調器とも呼ばれるクライスト
ロン15がプリバンチャー及びバンチャー13に取り付
けられ、クライストロン15には検波器16が取り付け
られている。ここで、真空チャンバー30の内部、及
び、電子ビームの通過する通路(図示せず)は、10-5
Pa〜10-6Pa程度の真空度に保持されている。尚、
電子銃11から集束レンズ系14までの長さは2m前後
であり、光短波長化装置全体としては、高々、数m四方
のスペース内に収納することができる。
(Embodiment 1) Embodiment 1 relates to an optical wavelength shortening apparatus according to the first and second aspects of the present invention. FIG. 1 shows a conceptual diagram (conceptual plan view) of the optical wavelength shortening device according to the first embodiment. This optical wavelength shortening device comprises an electron beam source 10, a laser light source 20, a vacuum chamber 3
0. The electron beam source 10 includes a thermionic emission type electron gun 11, a pre-buncher and buncher 13, and a focusing lens system 14. Note that a pulsed electron beam [energy E is 1 ×
10 5 eV (0.1 MeV) to 1 × 10 7 eV (10 M
eV)]. It should be noted that such a low energy electron beam can be obtained only by the pre-buncher and the buncher 13 without using a large-sized device such as an electron linear accelerator (linac).
The laser light source 20 is a Q-switched laser, for example, an Nd: YAG laser (wavelength λ L : 1064 nm). The vacuum chamber 30 is provided with a window through which a laser beam is incident and a window through which the laser beam is emitted, but these windows are not shown. A current monitor (also called a core monitor) 12 is arranged between the electron gun 11 and the pre-buncher and buncher 13, and a klystron 15, also called a speed modulator, is attached to the pre-buncher and buncher 13. A detector 16 is attached to 15. Here, the inside of the vacuum chamber 30 and a passage (not shown) through which the electron beam passes are 10 −5.
The degree of vacuum is maintained at about Pa to 10 -6 Pa. still,
The length from the electron gun 11 to the focusing lens system 14 is about 2 m, and the entire optical wavelength shortening apparatus can be accommodated in a space of several meters square at most.

【0030】そして、光短波長化装置は、散乱光の波長
を変更するために、電子と光子の衝突の前に、レーザビ
ームと電子ビームとの衝突角度を変更するための角度変
更手段を更に備えている。この角度変更手段は、具体的
には、真空チャンバー30内に配設された、反射鏡21
及び反射鏡角度変更手段(具体的には、アクチュエータ
22)から成る。そして、反射鏡21は、電子と光子と
が衝突する衝突領域24(図では円で囲んだ領域で示
す)と、レーザ光源20との間に、衝突領域に入射する
電子ビームと衝突することがないように配設されてい
る。実施の形態1の光短波長化装置においては、衝突領
域24から射出された散乱光と衝突することがないよう
に配設された第2の反射鏡23を更に備えている。光短
波長化装置の構造によっては、第2の反射鏡23は不要
である。ここで、反射鏡21及び第2の反射鏡23は、
衝突領域24を頂点とする半頂角(1/γ)[ここで、
γは、衝突後の電子の有するエネルギーに対応したロー
レンツ因子]を有する円錐形の空間の外側に配設されて
いる。
The optical wavelength shortening apparatus further includes an angle changing means for changing the collision angle between the laser beam and the electron beam before the collision between the electron and the photon in order to change the wavelength of the scattered light. Have. This angle changing means is, specifically, a reflecting mirror 21 provided in the vacuum chamber 30.
And reflecting mirror angle changing means (specifically, the actuator 22). The reflecting mirror 21 may collide with an electron beam incident on the collision region between the collision region 24 (indicated by a circled region in the figure) where the electron and the photon collide with the laser light source 20. It is not arranged. The optical wavelength shortening device of the first embodiment further includes a second reflecting mirror 23 disposed so as not to collide with the scattered light emitted from the collision area 24. Depending on the structure of the optical wavelength shortening device, the second reflecting mirror 23 is unnecessary. Here, the reflecting mirror 21 and the second reflecting mirror 23
Half vertex angle (1 / γ) with the collision area 24 as the vertex [where,
γ is disposed outside a conical space having a Lorentz factor corresponding to the energy of electrons after collision.

【0031】レーザ光源20から射出されたレーザビー
ムは、周知のレンズ系(図示せず)を通過し、真空チャ
ンバー30内に入射し、反射鏡21、第2の反射鏡23
を経て、真空チャンバー30の外側に配設されたレーザ
ビームダンパー41に到達し、レーザビームダンパー4
1にてそのエネルギーを失う。一方、電子線源10の集
束レンズ系14から射出された電子ビームは、相対論的
速度で運動しながら真空チャンバー30内に入射する。
そして、電子ビーム中の電子とレーザ光源20から射出
されたレーザビーム中の光子とは真空チャンバー30内
で衝突させられる。具体的には、反射鏡21によって反
射されたレーザビームと電子ビームとが衝突する。これ
によって、電子の有するエネルギーがレーザビームの光
子に与えられ、逆コンプトン散乱あるいはレーザコンプ
トン散乱に基づき、散乱光は短波長化される。衝突後、
電子ビームは真空チャンバー30から射出され、真空チ
ャンバーから射出された電子ビームと短波長化された散
乱光を分離するために、真空チャンバーから射出された
電子ビームの軌道上に配設された電子ビーム偏向手段4
2(より具体的には、例えば、電磁石)によって偏向さ
れ、電子ビームダンパー43に衝突し、電子ビーム中の
電子の有するエネルギーが熱として失われる。ここで、
真空チャンバー30に入射するレーザビームにおける光
子の運動量は、真空チャンバー30に入射する電子ビー
ムにおける電子の運動量よりも遙かに小さいので、レー
ザビームと電子ビームとの衝突角度θLに依存すること
なく、散乱光の進行方向は、真空チャンバー30から射
出する電子ビームの進行方向と略一致する。電子ビーム
偏向手段42を通過した散乱光は、露光装置に入射す
る。尚、図1、図4及び図5においては、電子ビームを
実線で示し、レーザビームを点線で示す。また、散乱光
は或る程度の広がり(衝突領域24を頂点とする半頂角
(1/γ)の円錐形状の広がり)を有するが、図1、図
4及び図5においては、散乱光を一点鎖線で示した。
The laser beam emitted from the laser light source 20 passes through a well-known lens system (not shown), enters the vacuum chamber 30, and includes the reflecting mirror 21 and the second reflecting mirror 23.
Through the laser beam damper 41 provided outside the vacuum chamber 30 through the laser beam damper 4.
1 loses its energy. On the other hand, the electron beam emitted from the focusing lens system 14 of the electron beam source 10 enters the vacuum chamber 30 while moving at a relativistic speed.
Then, electrons in the electron beam and photons in the laser beam emitted from the laser light source 20 collide in the vacuum chamber 30. Specifically, the laser beam reflected by the reflecting mirror 21 and the electron beam collide. As a result, the energy of the electrons is given to the photons of the laser beam, and the wavelength of the scattered light is shortened based on inverse Compton scattering or laser Compton scattering. After the collision,
The electron beam is emitted from the vacuum chamber 30 and is arranged on the trajectory of the electron beam emitted from the vacuum chamber in order to separate the electron beam emitted from the vacuum chamber from the scattered light having a reduced wavelength. Deflection means 4
2 (more specifically, for example, an electromagnet), collides with the electron beam damper 43, and loses the energy of the electrons in the electron beam as heat. here,
Since the momentum of photons in the laser beam incident on the vacuum chamber 30 is much smaller than the momentum of electrons on the electron beam incident on the vacuum chamber 30, the photon does not depend on the collision angle θ L between the laser beam and the electron beam. The traveling direction of the scattered light substantially coincides with the traveling direction of the electron beam emitted from the vacuum chamber 30. The scattered light that has passed through the electron beam deflecting means 42 enters the exposure apparatus. In FIGS. 1, 4 and 5, the electron beam is indicated by a solid line, and the laser beam is indicated by a dotted line. Further, the scattered light has a certain degree of spread (a conical shape with a half apex angle (1 / γ) having the collision region 24 as an apex), but in FIG. 1, FIG. 4 and FIG. This is indicated by a dashed line.

【0032】半導体装置の製造でのリソグラフィ工程に
て使用される露光装置の一例の概念図を図2に示す。露
光光源としての光短波長化装置からの散乱光は、散乱光
を整形するための照明光学系50、反射型マスク51、
縮小光学系52を経由して、半導体基板53に入射し、
半導体基板上に形成されたレジスト材料を露光する。
尚、露光装置として、その他、密着露光装置、近接露光
装置、反射型マスクに形成されたパターンを等倍のまま
投影する投影露光装置等の露光装置を用いることもでき
る。これによって、反射型マスクに形成されたパターン
を半導体基板上に形成されたレジスト材料に転写するこ
とができる。
FIG. 2 shows a conceptual diagram of an example of an exposure apparatus used in a lithography step in the manufacture of a semiconductor device. The scattered light from the light wavelength shortening device as an exposure light source includes an illumination optical system 50 for shaping the scattered light, a reflective mask 51,
After entering the semiconductor substrate 53 via the reduction optical system 52,
The resist material formed on the semiconductor substrate is exposed.
In addition, as the exposure apparatus, an exposure apparatus such as a contact exposure apparatus, a proximity exposure apparatus, and a projection exposure apparatus that projects a pattern formed on a reflective mask at the same magnification can be used. Thereby, the pattern formed on the reflective mask can be transferred to the resist material formed on the semiconductor substrate.

【0033】反射鏡21の裏面には、アクチュエータ2
2が取り付けられている。そして、電流モニター12に
よって検出された電子ビームの電流値と、検波器16に
よって検出された高周波のピーク電力とに基づき、レー
ザビーム中の光子と衝突する際の電子ビーム中の電子の
エネルギーEの変動(より具体的には、電子線源10か
ら射出された電子ビーム中の電子の有するエネルギーの
変動ΔE)をモニターする。そして、ΔEに起因した散
乱光の波長の変動Δλを補償するように、式(1)から
得られたΔθLに基づき、アクチュエータ22を作動さ
せて、入射するレーザビームに対して反射鏡21を最適
な角度に微調整する。アクチュエータ22は、例えば、
圧電素子から構成することができる。尚、第2の反射鏡
23にもアクチュエータを取り付け、真空チャンバー3
0からのレーザビームの射出方向が一定となるように制
御してもよい。
On the back surface of the reflecting mirror 21, an actuator 2
2 are installed. Then, based on the current value of the electron beam detected by the current monitor 12 and the high-frequency peak power detected by the detector 16, the energy E of the electron beam in the electron beam when colliding with a photon in the laser beam is determined. The fluctuation (more specifically, the fluctuation ΔE of the energy of the electrons in the electron beam emitted from the electron beam source 10) is monitored. Then, based on Δθ L obtained from the equation (1), the actuator 22 is actuated to compensate the incident laser beam with the reflecting mirror 21 so as to compensate for the wavelength variation Δλ of the scattered light caused by ΔE. Fine-tune to the optimal angle. The actuator 22 is, for example,
It can be composed of a piezoelectric element. An actuator is also attached to the second reflecting mirror 23, and the vacuum chamber 3
Control may be performed so that the emission direction of the laser beam from 0 is constant.

【0034】実施の形態1においては、光短波長化装置
をこのような構成にすることで、電子ビームとレーザビ
ームとの衝突角度θLの補償を行うことができる結果、
電子のエネルギーEの変動が生じたとしても、散乱光
(紫外線や軟X線等)の波長λを一定に保持することが
できる。
In the first embodiment, when the optical wavelength shortening device is configured as described above, the collision angle θ L between the electron beam and the laser beam can be compensated.
Even if the electron energy E fluctuates, the wavelength λ of the scattered light (ultraviolet rays, soft X-rays, etc.) can be kept constant.

【0035】図1に示した光短波長化装置において、試
験のために、電子ビーム偏向手段42を通過した散乱光
(軟X線)をマルチチャンネルプレートにて測定した。
尚、電子ビームとレーザビームとの衝突角度θLを13
5度とした。また、レーザビームのパルスを数ナノ秒、
電子ビームのパルスを1マイクロ秒とした。電子線源1
0から射出された電子ビームの有するエネルギーは6.
5×106eV(6.5MeV)であった。測定結果
を、図3に示す。内、図3の横軸は電子ビームとレーザ
ビームとが衝突したときを0秒とした時間経過(単位:
ナノ秒)を表し、縦軸はマルチチャンネルプレートにて
測定された電圧(単位:ミリボルト)を表す。図3から
も明らかなとおり、電子ビームとレーザビームとが衝突
した直後に、軟X線が発生していることが判る。この軟
X線(散乱光)の波長は、式(1)によれば、1.7n
mである。
In the optical wavelength shortening apparatus shown in FIG. 1, scattered light (soft X-ray) passing through the electron beam deflecting means 42 was measured by a multi-channel plate for a test.
The collision angle θ L between the electron beam and the laser beam is set to 13
5 degrees. Also, the pulse of the laser beam is a few nanoseconds,
The pulse of the electron beam was 1 microsecond. Electron beam source 1
The energy of the electron beam emitted from 0 is 6.
It was 5 × 10 6 eV (6.5 MeV). FIG. 3 shows the measurement results. In FIG. 3, the horizontal axis represents the time elapsed (0 unit) when the collision between the electron beam and the laser beam is 0 seconds (unit:
Nanoseconds), and the vertical axis represents the voltage (unit: millivolt) measured by the multi-channel plate. As is clear from FIG. 3, it is found that soft X-rays are generated immediately after the collision between the electron beam and the laser beam. According to equation (1), the wavelength of this soft X-ray (scattered light) is 1.7 n
m.

【0036】角度変更手段を角度変更用の電磁石から構
成することもでき、この場合には、図4に概念図(概念
的平面図)を示すように、角度変更用の電磁石25を、
電子と光子とが衝突する衝突領域24と、電子線源10
との間、より具体的には、集束レンズ系14と真空チャ
ンバー30との間の電子ビームの軌道上に配置すること
が好ましい。そして、電流モニター12によって検出さ
れた電子ビームの電流値と、検波器16によって検出さ
れる高周波のピーク電力とに基づき、レーザビーム中の
光子と衝突する際の電子ビーム中の電子のエネルギーE
の変動(より具体的には、電子線源10から射出された
電子ビーム中の電子の有するエネルギーの変動ΔE)を
モニターする。そして、ΔEに起因した散乱光の波長の
変動Δλを補償するように、式(1)から得られたΔθ
Lに基づき、角度変更用の電磁石25を作動させて、電
子ビームの軌道を補償する。このような構成によって
も、電子ビームとレーザビームとの衝突角度θLの補償
を行うことができる結果、電子のエネルギーEの変動が
生じたとしても、散乱光(紫外線や軟X線等)の波長λ
を一定に保持することができる。ここで、θLの値をπ
(=180度)に近い値とすれば、電子ビームの軌道変
更に伴う散乱光の軌道変化は微々たるものであるが故
に、露光装置への光路の変化は問題が生じない程度に小
さい。尚、真空チャンバー30から射出された電子ビー
ムの軌道を修正するための電磁石を更に備えていてもよ
い。また、光短波長化装置は、角度変更用の電磁石25
とアクチュエータ22の両方を備えていてもよい。即
ち、図1に示した光短波長化装置と図4に示した光短波
長化装置とを組み合わせてもよい。
The angle changing means may be constituted by an angle changing electromagnet. In this case, as shown in a conceptual diagram (conceptual plan view) in FIG.
A collision region 24 where electrons and photons collide with each other;
And more specifically, on the trajectory of the electron beam between the focusing lens system 14 and the vacuum chamber 30. Then, based on the current value of the electron beam detected by the current monitor 12 and the high-frequency peak power detected by the detector 16, the energy E of the electron in the electron beam when colliding with a photon in the laser beam is determined.
(More specifically, a change ΔE in the energy of electrons in the electron beam emitted from the electron beam source 10) is monitored. Then, Δθ obtained from equation (1) is compensated to compensate for the variation Δλ of the wavelength of the scattered light caused by ΔE.
Based on L , the angle changing electromagnet 25 is operated to compensate for the trajectory of the electron beam. Even with such a configuration, the collision angle θ L between the electron beam and the laser beam can be compensated. As a result, even if the energy E of the electron fluctuates, the scattered light (ultraviolet rays, soft X-rays, etc.) Wavelength λ
Can be kept constant. Here, the value of θ L is π
If the value is close to (= 180 degrees), the change in the trajectory of the scattered light due to the change in the trajectory of the electron beam is insignificant, and the change in the optical path to the exposure apparatus is small enough to cause no problem. Incidentally, an electromagnet for correcting the trajectory of the electron beam emitted from the vacuum chamber 30 may be further provided. Further, the optical wavelength shortening device includes an electromagnet 25 for changing the angle.
And the actuator 22. That is, the optical wavelength shortening device shown in FIG. 1 and the optical wavelength shortening device shown in FIG. 4 may be combined.

【0037】(実施の形態2)実施の形態2の光短波長
化装置は、実施の形態1の光短波長化装置の変形であ
る。実施の形態2の光短波長化装置の概念図(概念的平
面図)を図5に示す。実施の形態2の光短波長化装置
が、図1に示した実施の形態1の光短波長化装置と相違
する点は、電流モニター12、クライストロン15、検
波器16、及び、アクチュエータ22が配設されておら
ず、反射鏡21から射出されるレーザビームの角度を任
意に変更し得る角度変更手段を備えている点、電子ビー
ム偏向手段42を通過した散乱光の進行方向に可動式反
射鏡44が配設されている点にある。尚、角度変更手段
は、例えば、反射鏡21を載置した台座26と、台座を
回動させる回動機構(例えば、図示しないステッピング
モータ)から構成することができる。このような構成に
することによって、電子ビームとレーザビームとの衝突
角度θLを任意の値に変更することができる結果、式
(1)に基づき、散乱光の波長λを変更することができ
る。
(Embodiment 2) The optical wavelength shortening device of the embodiment 2 is a modification of the optical wavelength shortening device of the embodiment 1. FIG. 5 is a conceptual diagram (conceptual plan view) of the optical wavelength shortening device according to the second embodiment. The optical wavelength shortening device according to the second embodiment differs from the optical wavelength shortening device according to the first embodiment shown in FIG. 1 in that a current monitor 12, a klystron 15, a detector 16, and an actuator 22 are arranged. Not provided and provided with angle changing means for arbitrarily changing the angle of the laser beam emitted from the reflecting mirror 21, and a movable reflecting mirror in the traveling direction of the scattered light passing through the electron beam deflecting means 42. 44 is provided. Note that the angle changing means can be composed of, for example, a pedestal 26 on which the reflecting mirror 21 is mounted, and a rotation mechanism (for example, a stepping motor (not shown)) for rotating the pedestal. With such a configuration, the collision angle θ L between the electron beam and the laser beam can be changed to an arbitrary value. As a result, the wavelength λ of the scattered light can be changed based on Expression (1). .

【0038】半導体装置の仕様によっては、光源から射
出される光の波長を変更する必要がある場合があるが、
半導体装置の製造でのリソグラフィ工程における露光光
源として実施の形態2の光短波長化装置を用いることに
よって、このような要請に容易に対処することができ
る。より具体的には、例えば、ArFエキシマレーザ
(λ=193nm)前後の露光波長が要求される場合に
は、可動式反射鏡44を、電子ビーム偏向手段42を通
過した散乱光の進行方向に位置せしめ、可動式反射鏡4
4によって反射された散乱光(例えば、遠紫外線)を第
1の露光装置に入射させる。第1の露光装置は、例え
ば、露光光源以外の構成を、ArFエキシマレーザを露
光光源として用いる露光装置と同様の構成とすればよ
い。具体的には、透過型のレチクルを使用した露光装置
とすればよい。一方、遠紫外線によっても露光が困難で
あり、一層短波長の露光光が要求される場合には、可動
式反射鏡44を、電子ビーム偏向手段42を通過した散
乱光の進行方向から外し、第2の露光装置へと導く。第
2の露光装置は、図2に示したと同様の構成とすればよ
い。
Depending on the specifications of the semiconductor device, it may be necessary to change the wavelength of the light emitted from the light source.
By using the optical wavelength shortening device of the second embodiment as an exposure light source in a lithography step in the manufacture of a semiconductor device, such a demand can be easily met. More specifically, for example, when an exposure wavelength before and after an ArF excimer laser (λ = 193 nm) is required, the movable reflecting mirror 44 is moved in the traveling direction of the scattered light passing through the electron beam deflecting means 42. At least, movable mirror 4
The scattered light (for example, far ultraviolet light) reflected by 4 is incident on the first exposure apparatus. The first exposure apparatus may have a configuration other than the exposure light source, for example, similar to that of an exposure apparatus using an ArF excimer laser as an exposure light source. Specifically, an exposure apparatus using a transmission type reticle may be used. On the other hand, when exposure is difficult even with far ultraviolet light and exposure light of a shorter wavelength is required, the movable reflecting mirror 44 is removed from the traveling direction of the scattered light passing through the electron beam deflecting means 42, and 2 exposure apparatus. The second exposure apparatus may have the same configuration as that shown in FIG.

【0039】尚、図5に示した実施の形態2の光短波長
化装置を、図1に示した実施の形態1の光短波長化装置
と組み合わせることもできるし、図4に示した実施の形
態1の光短波長化装置の変形例と組み合わせることもで
きるし、図1及び図4に示した実施の形態1の光短波長
化装置及びその変形例と組み合わせることもできる。
The optical wavelength shortening device according to the second embodiment shown in FIG. 5 can be combined with the optical wavelength shortening device according to the first embodiment shown in FIG. It can be combined with the modified example of the optical wavelength shortening device of the first embodiment, or can be combined with the optical shortened wavelength device of the first embodiment shown in FIGS. 1 and 4 and its modified example.

【0040】以上、本発明を、発明の実施の形態に基づ
き説明したが、本発明はこれらに限定されるものではな
い。発明の実施の形態にて説明した光短波長化装置にお
ける条件や数値、光短波長化装置の構造は例示であり、
適宜設計変更することができる。例えば、電子線源から
の電子ビームの射出方向を上向きとし、上向きに射出さ
れた電子ビームを電子ビーム偏向手段によって水平方向
に偏向させ、レーザ光源から上向きに射出されたレーザ
ビームと真空チャンバー内で衝突させる構造とすること
によって、光短波長化装置の小型化を図ることができ
る。あるいは又、電子線源からの電子ビームの射出方向
を水平方向とし、水平方向に射出された電子ビームを電
子ビーム偏向手段によって90度に偏向させ、レーザ光
源から水平方向に、且つ、電子線源からの電子ビームの
射出方向と平行に射出されたレーザビームと真空チャン
バー内で衝突させる構造とすることによっても、光短波
長化装置の小型化を図ることができる。角度変更手段の
構成も例示であり、レーザビームの進行方向や、反射鏡
等の角度、電子ビームの軌道を変更できる構成ならば、
如何なる構成とすることもできる。
Although the present invention has been described based on the embodiments of the present invention, the present invention is not limited to these embodiments. Conditions and numerical values in the optical wavelength shortening apparatus described in the embodiment of the invention, the structure of the optical wavelength shortening apparatus is an example,
The design can be changed as appropriate. For example, the emission direction of the electron beam from the electron beam source is directed upward, the upwardly emitted electron beam is horizontally deflected by the electron beam deflecting means, and the laser beam emitted upward from the laser light source and the inside of the vacuum chamber. By adopting a structure in which collision occurs, the size of the optical wavelength shortening device can be reduced. Alternatively, the direction of emission of the electron beam from the electron beam source is set to the horizontal direction, and the electron beam emitted in the horizontal direction is deflected to 90 degrees by the electron beam deflecting means. The size of the optical wavelength shortening device can also be reduced by employing a structure in which the laser beam emitted in parallel with the direction of emission of the electron beam from the laser beam collide in the vacuum chamber. The configuration of the angle changing means is also an example. If the configuration can change the traveling direction of the laser beam, the angle of the reflecting mirror, and the trajectory of the electron beam,
Any configuration is possible.

【0041】図6に概念図(概念的平面図)を示す光短
波長化装置にあっては、電子ビームを偏向するための電
子ビーム偏向手段(偏向用電磁石42,42A)の周辺
及び電子ビームダンパーの周辺に、鉄や鉛から作製され
た放射線遮蔽材60が配置されており、これらの放射線
遮蔽材60が光短波長化装置の構造材を兼ね、しかも、
露光装置の嫌振架台を兼ねている。即ち、露光装置(図
示せず)が放射線遮蔽材60上に配置されている。この
ような構造にすることで、露光装置を含めた光短波長化
装置の床占有面積を縮小することが可能となる。
In the optical wavelength shortening device whose conceptual diagram (conceptual plan view) is shown in FIG. 6, the periphery of electron beam deflecting means (deflecting electromagnets 42 and 42A) for deflecting the electron beam and the electron beam Radiation shielding members 60 made of iron or lead are arranged around the damper, and these radiation shielding members 60 also serve as structural materials of the optical wavelength shortening device.
Also serves as an anti-vibration mount for the exposure apparatus. That is, an exposure device (not shown) is arranged on the radiation shielding member 60. With such a structure, it is possible to reduce the floor occupied area of the optical wavelength shortening apparatus including the exposure apparatus.

【0042】[0042]

【発明の効果】本発明においては、高い自由度にて所望
の波長を有する電磁波(紫外線や軟X線)を得ることが
可能であり、しかも、電子線源からの電子ビームのエネ
ルギーが変動したとしても、かかる変動が、短波長化さ
れた光の波長の変動となって表れることがない。あるい
は又、短波長化された光の波長を容易に変更することが
できるので、例えば半導体装置のデザインルールの変更
にあっても容易に露光光の波長の変更を行うことが可能
となる。しかも、装置的には、基本的に左程複雑な構造
ではなく、安価に製造可能であり、コンパクトであるが
故に、X線縮小露光装置の光源として、1つのX線縮小
露光装置に1つの光短波長化装置を組み込むことが可能
である。また、レーザ誘起プラズマX線源のように金属
イオンや粒子等の汚染物質を原理的に生成しないので、
光短波長化装置の保守が容易であり、しかも、装置寿命
が長く、ターゲットを交換する必要もない。
According to the present invention, an electromagnetic wave (ultraviolet ray or soft X-ray) having a desired wavelength can be obtained with a high degree of freedom, and the energy of the electron beam from the electron beam source varies. However, such a change does not appear as a change in the wavelength of the light whose wavelength has been shortened. Alternatively, since the wavelength of the shortened light can be easily changed, the wavelength of the exposure light can be easily changed even when the design rule of the semiconductor device is changed. In addition, since the apparatus is not basically a complicated structure as far as the left, can be manufactured at low cost and is compact, one light source for one X-ray reduction exposure apparatus is used as a light source of the X-ray reduction exposure apparatus. It is possible to incorporate an optical wavelength shortening device. In addition, since contaminants such as metal ions and particles are not generated in principle as in a laser-induced plasma X-ray source,
The maintenance of the optical wavelength shortening device is easy, the lifetime of the device is long, and there is no need to replace the target.

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

【図1】発明の実施の形態1の光短波長化装置の概念図
である。
FIG. 1 is a conceptual diagram of an optical wavelength shortening device according to a first embodiment of the present invention.

【図2】半導体装置の製造におけるリソグラフィ技術に
おける露光装置の一例の概念図である。
FIG. 2 is a conceptual diagram of an example of an exposure apparatus in a lithography technique in manufacturing a semiconductor device.

【図3】図1に示した光短波長化装置において、試験の
ために、電子ビーム偏向手段を通過した散乱光(軟X
線)をマルチチャンネルプレートにて測定した結果を示
すグラフである。
FIG. 3 is a diagram showing a scattered light (soft X ray) that has passed through an electron beam deflecting means for a test in the optical wavelength shortening apparatus shown in FIG.
(Line) is a graph showing the results of measurement with a multi-channel plate.

【図4】発明の実施の形態1の光短波長化装置の変形例
の概念図である。
FIG. 4 is a conceptual diagram of a modified example of the optical wavelength shortening device according to the first embodiment of the present invention.

【図5】発明の実施の形態2の光短波長化装置の概念図
である。
FIG. 5 is a conceptual diagram of an optical wavelength shortening device according to a second embodiment of the present invention.

【図6】本発明の光短波長化装置の変形例の概念図であ
る。
FIG. 6 is a conceptual diagram of a modified example of the optical wavelength shortening device of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

10・・・光短波長化装置、11・・・電子銃、12・
・・電流モニター、13・・・プリバンチャー及びバン
チャー、14・・・集束レンズ系、15・・・クライス
トロン、16・・・検波器、20・・・レーザ光源、2
1・・・反射鏡、22・・・アクチュエータ、23・・
・第2の反射鏡、24・・・衝突領域、25・・・角度
変更用の電磁石、26・・・台座、30・・・真空チャ
ンバー、41・・・レーザビームダンパー、42・・・
電子ビーム偏向手段、43・・・電子ビームダンパー、
44・・・可動式反射鏡、50・・・照明光学系、51
・・・反射型マスク、52・・・縮小光学系、53・・
・半導体基板
10: Optical wavelength shortening device, 11: Electron gun, 12
..Current monitor, 13 ... Pre-buncher and buncher, 14 ... Converging lens system, 15 ... Klystron, 16 ... Detector, 20 ... Laser light source, 2
1 ... reflecting mirror, 22 ... actuator, 23 ...
A second reflecting mirror, 24 a collision area, 25 an electromagnet for changing an angle, 26 a pedestal, 30 a vacuum chamber, 41 a laser beam damper, 42 ...
Electron beam deflecting means, 43 ... electron beam damper,
44 movable mirror, 50 illumination optical system, 51
... Reflection type mask, 52 ... Reduction optical system, 53 ...
・ Semiconductor substrate

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 眞峯 隆義 東京都品川区北品川6丁目7番35号 ソニ ー株式会社内 (72)発明者 金田 有史 東京都品川区北品川6丁目7番35号 ソニ ー株式会社内 (72)発明者 大垣 英明 茨城県つくば市梅園1丁目1番4 工業技 術院電子技術総合研究所内 (72)発明者 豊川 弘之 茨城県つくば市梅園1丁目1番4 工業技 術院電子技術総合研究所内 (72)発明者 三角 智久 茨城県つくば市梅園1丁目1番4 工業技 術院電子技術総合研究所内 Fターム(参考) 2H097 CA17 LA10 2K002 AB12 BA20 5F046 CA03 CA10 CB02 5F072 AB02 AC10 JJ20 QQ01 YY08 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuing on the front page (72) Inventor Takayoshi Shinmine 6-35, Kita-Shinagawa, Shinagawa-ku, Tokyo Inside Sony Corporation (72) Inventor Yuji Kaneda 7-35, Kita-Shinagawa, Shinagawa-ku, Tokyo No. 72 Inside Sony Corporation (72) Inventor Hideaki Ogaki 1-1-4 Umezono, Tsukuba City, Ibaraki Prefecture Within the Institute of Technology, Electronic Technology Research Institute (72) Inventor Hiroyuki Toyokawa 1-4-1 Umezono, Tsukuba City, Ibaraki Prefecture Industrial (72) Inventor: Tomohisa Triangle 1-4-1, Umezono, Tsukuba, Ibaraki Pref. AB02 AC10 JJ20 QQ01 YY08

Claims (8)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】電子線源とレーザ光源と真空チャンバーと
を備え、電子線源から射出された相対論的速度で運動す
る電子ビーム中の電子とレーザ光源から射出されたレー
ザビーム中の光子とを真空チャンバー内で衝突させて、
電子の有するエネルギーをレーザビームの光子に与え、
散乱光を短波長化する光短波長化装置であって、 散乱光の波長を変更するために、電子と光子の衝突の前
に、レーザビームと電子ビームとの衝突角度を変更する
ための角度変更手段を備えていることを特徴とする光短
波長化装置。
1. An electron beam source, a laser light source, and a vacuum chamber, wherein an electron in an electron beam emitted at a relativistic speed emitted from the electron beam source and a photon in a laser beam emitted from the laser light source. In a vacuum chamber,
Giving the energy of the electrons to the photons of the laser beam,
An apparatus for shortening the wavelength of scattered light, comprising: an angle for changing a collision angle between a laser beam and an electron beam before a collision between an electron and a photon in order to change a wavelength of the scattered light. An optical wavelength shortening device comprising a changing unit.
【請求項2】前記角度変更手段は、真空チャンバー内に
配設された、反射鏡及び反射鏡角度変更手段から成り、 該反射鏡は、電子と光子とが衝突する衝突領域と、レー
ザ光源との間において、衝突領域に入射する電子ビーム
と衝突することがないように配設されていることを特徴
とする請求項1に記載の光短波長化装置。
2. The angle changing means comprises a reflecting mirror and a reflecting mirror angle changing means disposed in a vacuum chamber, wherein the reflecting mirror has a collision area where electrons and photons collide, a laser light source, 2. The optical wavelength shortening device according to claim 1, wherein the device is arranged so as not to collide with an electron beam incident on the collision region.
【請求項3】衝突領域から射出された散乱光と衝突する
ことがないように配設された第2の反射鏡を真空チャン
バー内に更に備えていることを特徴とする請求項2に記
載の光短波長化装置。
3. The vacuum chamber according to claim 2, further comprising a second reflecting mirror disposed in the vacuum chamber so as not to collide with the scattered light emitted from the collision area. Optical wavelength shortening device.
【請求項4】前記角度変更手段は、電磁石から成り、 該電磁石は、電子と光子とが衝突する衝突領域と、電子
線源との間に備えられていることを特徴とする請求項1
に記載の光短波長化装置。
4. The angle changing means comprises an electromagnet, wherein the electromagnet is provided between a collision area where electrons and photons collide and an electron beam source.
3. The optical wavelength shortening device according to claim 1.
【請求項5】電子線源から射出された電子ビームの有す
るエネルギーは1×107eV以下であることを特徴と
する請求項1に記載の光短波長化装置。
5. The apparatus according to claim 1, wherein the energy of the electron beam emitted from the electron beam source is 1 × 10 7 eV or less.
【請求項6】電子線源から射出された電子ビームの有す
るエネルギーは1×105eV以上であることを特徴と
する請求項4に記載の光短波長化装置。
6. The optical wavelength shortening apparatus according to claim 4, wherein the energy of the electron beam emitted from the electron beam source is 1 × 10 5 eV or more.
【請求項7】電子線源は、電子銃、バンチャー及び集束
レンズ系から成ることを特徴とする請求項1に記載の光
短波長化装置。
7. The apparatus according to claim 1, wherein the electron beam source comprises an electron gun, a buncher, and a focusing lens system.
【請求項8】電子線源とレーザ光源と真空チャンバーと
を備え、電子線源から射出された相対論的速度で運動す
る電子ビーム中の電子とレーザ光源から射出されたレー
ザビーム中の光子とを真空チャンバー内で衝突させて、
電子の有するエネルギーをレーザビームの光子に与え、
散乱光を短波長化する光短波長化装置であって、 電子線源から射出された電子ビームの有するエネルギー
は1×107eV以下であることを特徴とする光短波長
化装置。
8. An electron beam source, a laser light source, and a vacuum chamber, wherein electrons in the electron beam emitted from the electron beam source and moving at a relativistic speed, and photons in the laser beam emitted from the laser light source, In a vacuum chamber,
Giving the energy of the electrons to the photons of the laser beam,
An apparatus for shortening the wavelength of scattered light, wherein the energy of an electron beam emitted from an electron beam source is 1 × 10 7 eV or less.
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