JP2897005B1

JP2897005B1 - レーザプラズマ光源及びこれを用いた輻射線発生方法

Info

Publication number: JP2897005B1
Application number: JP6425698A
Authority: JP
Inventors: 敏尚富江
Original assignee: 工業技術院長; 敏尚富江
Priority date: 1998-02-27
Filing date: 1998-02-27
Publication date: 1999-05-31
Anticipated expiration: 2018-02-27
Also published as: JPH11250842A

Abstract

【要約】【目的】固体ターゲットを用い、デブリの少ない、変
換効率の高いレーザプラズマ光源を得る。【構成】固体ターゲット11に窪み12を設ける。窪みの
内壁をアブレーション用パルスレーザ13によりアブレー
ションする。窪み12内の空間中にて気化物質14の高密度
化部分15ができるのを待って加熱用パルスレーザ17を照
射し、当該高密度化部分15を高温プラズマ18とし、輻射
線19の発生を図る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、特に極端紫外領域
からＸ線波長領域以上に及ぶ極く短い波長領域の強力光
源を得るに適したレーザプラズマ光源と、そこからの輻
射線発生方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】Ｘ線顕微鏡法、Ｘ線計測等、種々の分野
で必要となる極端紫外領域、Ｘ線領域における高輝度で
しかも小型な光源として、従来からも、パルスレーザを
固体に照射して輻射線を発生させるレーザープラズマ光
源が好まれている。しかし、これにも一つの大きな欠点
があって、プラズマが大量のデブリ（固体飛散物）を発
生するということがある。特に、発散光源であるプラズ
マ光源を有効に利用するべく、広い角度に渡る極端紫外
光、Ｘ線を集光するために、反射鏡等の光学素子が用い
られることがあるが、その際、デブリがあると、用いた
光学素子に損傷や汚染が生じ易い。

【０００３】にもかかわらず、次世紀のリソグラフィ技
術として技術開発が求められている縮小Ｘ線リソグラフ
ィ技術においても、やはりこうしたレーザプラズマ光源
が注目されている。ところが、この技術への応用を可能
ならしめるには、10⁹ショット以上の連続運転後も多層膜
反射鏡の反射率低下が数％以下になるような、極めて厳
しいデブリ抑制を実現せねばならない。具体的に言え
ば、例えばレーザのパルスエネルギが1JでＸ線への変換
効率が 1％の時、光学面に付着するデブリの総量は10pg
/sterad/shot程度以下でなくてはならない。

【０００４】もっとも、これまでにも多くのデブリ抑制
策が試みられては来た。まず、本件発明者等により、デ
ブリの定量的評価がなされた（T.Tomie et al., Proc.
SPIE831(1987)224)。また、プラズマの発生をHeガス中で
行えばプラズマから10cmの距離に到達するデブリ量が二
桁近く減衰できるという実験結果が報告され、併せて固
体ターゲットの薄膜化による減少化も提案された。しか
し、これらの手法だけでは、縮小リソグラフィにおける
厳しい要求より数桁も大きなデブリ量に留まるのみだっ
た。

【０００５】これに対し、Xe等の希ガスを冷却したクラ
イオターゲットを用いれば、光学表面への付着率が低い
だろうから、問題なくなるだろうという提案が Mochizu
ki等によりなされた（T.Mochizuki et al.,Proc. SPIE
773(1987)246)。このアイデアは、米国カリフォルニア州
所在のSandia研究所でG.D.Lubiak等により実験が試みら
れ、固化した希ガスをペレット化して打ち込む方式が開
発された(G.D.Lubiaket al.,Tech.Digest Extreme Ultr
aviolet Lithography (Monterey,1994 Sep.)TuD1 pp.82
-84)。

【０００６】さらに、希ガスペレット方式における、タ
ーゲットを連続的に供給する工学的な問題を解決する手
法として、スエーデン国ルンド市所在のLund大学では、
液的ターゲットが提案された。高速振動するノズルから
アルコールを吹き出させて、直径10μm のアルコール液
滴を1MHzの超高繰り返しで発生した。これを、パルス幅
70ps、パルスエネルギー70mJ、波長 0.5μm のレーザで
照射したときの、波長3nm のＸ線への変換効率は 1％程
度であった。縮小リソグラフィで求められる長波長Ｘ線
の発生は、パルス幅8ns、パルスエネルギ700mJ、波長 1μ
m のレーザ照射で試みられ、波長13nmのＸ線への変換効
率が 0.1％程度を得た（L.Malmqvist etal.,OSA TOPS o
n Extreme Ultraviolet Lithography, 1996, Vol.4, ed
s. G.D.Kubiak and D.R.Kania (Opt.Soc.Am.,Washingto
n DC,1996)pp.72-74)。ターゲット近傍に於いたガラス
板に付着した量から、デブリの量は6pg/sterad/pulseと
見積もられた（L.Rymell and H.M.Hertz,Rev.Sci.Instr
um.66(1995)4916)。ただ、アルコール液滴は酸素と炭素
から構成されており、これらは波長領域 2〜3nm で高い
変換効率を持っているものの、他の波長領域のＸ線の発
生には有効な元素ではない。

【０００７】一方、Sandia研究所ではまた、Xeガスを噴
射ノズルから吹き出させる方式も開発した（G.D.Kubiak
et al., OSA TOPS on Extreme Ultraviolet Lithograp
hy,1996,Vol.4,eds. G.D.Kubiak and D.R.Kania(Opt.So
c.Am.,Washington DC,1996)pp.66-71)。その報告による
と、希ガスが光学面へ付着、蓄積する率は極めて低く
て、多層膜へ付着した物質はジェットノズルおよびその
冷却ヨークの材料のみであり、その量も、17pg/shotと極
めて少なかったということである。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】確かに、上述の液滴方
式ないしガスジェット方式によれば、光学面への付着で
評価したデブリ量に関しては、固体ターゲットを用いる
方式に比し、三桁もの抑制が実現したことになる。しか
し、Ｘ線への変換効率は、固体ターゲット方式におけ
る、金の固体ターゲットで得られた値の半分の 0.5％で
しかない。励起レーザの負担軽減および実現性の観点か
らすると、変換効率はこの数倍程度に大きいことが望ま
れている。

【０００９】また、この種の光源の応用の如何によって
は様々な波長の発生が必要になり、一方、プラズマから
発生されるＸ線の波長のピークおよびバンド幅は元素に
より異なるので、結局、プラズマ光源の最適化のために
は、様々な元素をプラズマ化できることが望ましい。と
ころが、ガスジェット方式の場合は材料がXe,Ar,N₂等に
限られてしまう。Sandia研究所のXeガスジェット光源か
らのＸ線波長は、製作が最も容易な多層膜であるMo/Si
が利用できる13nmからずれた11.5nmであることが分かっ
てきた。このＸ線波長を有効に利用するため、新たな多
層膜の開発に迫られている。Lund大学の液滴方式に於い
ても、使用可能な元素は酸素、炭素、窒素などに制限さ
れる。

【００１０】さらに、縮小リソグラフィにおいては、光
学系の波面収差を小さくすることが大きな課題になって
おり、波面収差の小さな領域を用いるリングフィールド
照明の採用が必須と考えられている。リングフィールド
照明のためには、レーザビームの偏向によりＸ線源の位
置を円弧状で高速に掃引する方法が有力である。しか
し、ガスジェット方式や液滴方式においては、噴射位置
も同時に高速掃引する必要が生じ、それは容易でない。

【００１１】加えて、液滴方式あるいはガスジェット方
式によると、光学面に付着するデブリの量に関してはか
なりの軽減化が実現されるとは言うが、除去すべき液体
の量や、気化され、排気されねばならない気体の量は却
って増加している。例えば液滴方式の場合、1kHzで照射
できたとして、1MHzの超高繰り返しで発生される液滴列
の中の 0.1％しか利用できない。そのため、排気系の負
担を軽減するには、液滴列を蒸発させないで回収するよ
うな工夫が必要である。希ガスジェット方式の場合に
も、数百μm の吹き出し領域を作り出すのにノズルから
のガスの吹き出し時間は 1μs 以下で十分であるが、通
常のプラズマ電磁弁のシャッタ速度は 100μs 以上であ
り、100倍以上もの不要なガスの吹き出しが行われること
になる。こうしたことから、希ガスジェット方式は、デ
ブリ問題をガスの排気速度問題にすり替えるに過ぎず、
本質的解決をもたらすものではないとの見方もある。

【００１２】このように、これまで種々提案された方法
も、光学面への付着で評価したデブリ量の抑制の観点だ
けから見れば優れているとは言え、変換効率、波長可変
性、Ｘ線源位置の掃引性等、他の重要な仕様をも総合的
に勘案すると満足なものとは言えず、実用化には二の足
を踏む。

【００１３】そこで本発明者は、改めて固体ターゲット
を見直した。固体ターゲットは、上述の希ガス、液滴、
ガスジェットの方式とは異なり、材料元素の選択幅が広
いので、様々な波長のＸ線に対し、その発生に最適な材
料が使用できる。また、レーザビームの高速偏向による
Ｘ線源位置の高速掃引が可能である。そこで逆に、唯一
の欠点と思える多量のデブリの発生を抑止し得れば、こ
れは極めて満足な輻射線源となる。本発明は、まさしく
この点を追求したものである。

【００１４】

【課題を解決するための手段】本発明者は、その研究の
過程で、固体をターゲットとする従来のプラズマ光源に
おいては、極端紫外光やＸ線等、短波長領域の輻射線を
発生する高温プラズマ部分以外に、そうした輻射線を発
生しない、相対的に低温で超高密度な領域が存在するこ
とに着目した。この低温超高密度領域は、輻射線を発生
するほどに温度は高くはないが、レーザで与えられたエ
ネルギをある程度の割合で蓄えており、レーザ照射後に
次々とデブリを発生させる熱源になる。そこで、この低
温超高密度領域を作らずに高温プラズマのみを生成でき
ればデブリ量を減少し得る筈であるし、プラズマ加熱効
率も改善できる筈である。さらに、本発明者は、プラズ
マに与えられたエネルギのかなりの割合が、プラズマの
流体運動に変換されることにも注目した。従って、プラ
ズマを加速することなく加熱できれば、輻射線への変換
効率の大幅な改善ができる筈である。

【００１５】本発明はこのような知見の下に成されたも
ので、不必要な低温高密度領域の発生の抑制と、加速を
抑制したプラズマ加熱を、プラズマ生成のための質量を
固体から剥ぎ取るアブレーション過程と、その物質を高
密度プラズマ化する加熱過程とに分離することで実現し
た。

【００１６】すなわち、本発明では、まず、固体ターゲ
ットに窪みを設ける。その上で、当該窪みの内壁の表層
部分を気化させるため、この窪みに向けてアブレーショ
ン用レーザを照射するアブレーション用レーザ源と、こ
れにより気化した物質が窪み内の特定領域にて高密度化
した部分を高温プラズマ化するため、この高密度化部分
に加熱用レーザを照射する加熱用レーザ源とを設ける。
このような原理的装置構成は、以下に述べるような、極
めて有効な輻射線発生方法に適用できる。つまり、上記
の窪みにまずはアブレーション用レーザ、特に好ましく
はパルスレーザを照射し、窪みの内壁面の表層部分をア
ブレーションさせる。すると、当該窪みの凹面構造によ
り、気化した剥離膨張物質は窪み内空間の特定の領域に
向けて圧縮される。そこで次に、このようにアブレーシ
ョンされ、窪み内壁面から離れて窪み内の空間中で圧縮
された気化物質に加熱用レーザ、これも好ましくはパル
スレーザを照射して高温プラズマ化し、輻射線の発生を
図る。こうすることで、デブリの少ない良質な輻射線を
発生させることができる。ここで、光源特性の最適化の
ために、剥離用（アブレーション用）と加熱用のレーザ
は、一般には波長、パルス幅、照射強度が互いに異なる
ように設定する。さらに、より望ましくは、加熱用のレ
ーザの照射タイミングは剥離用レーザのそれに対して遅
らせる。

【００１７】本発明ではまた、固体ターゲット上に設け
た窪みの中心、あるいは中心を外れた壁面に当該固体タ
ーゲットを貫通し、窪みに連通する孔を穿ち、この貫通
孔を抜けて来る輻射線を利用する構成も提案する。

【００１８】さらに本発明では、固体ターゲットに平面
的に見て円弧状その他の形状に沿って複数個の窪みを設
けることも提案し、レーザビームの高速掃引偏向により
これらの窪みを個々に照射することで、リングフィール
ド照明等も可能にする。

【００１９】加えて、本発明では、プラズマから発生す
る物質を不要物として除去に努めるだけではなく、逆に
その有効利用をも考える。すなわち、この種の光源では
既述の通り、発生させた輻射線を反射鏡手段により集光
することが良く行われ、その際、当該反射鏡手段として
異なる種類の金属ないし半導体の多層膜構造から成る多
層膜反射鏡が用いられることがある。このような事情の
下で、本発明では、発生したデブリを適当なる支持基材
上への当該多層膜の各膜を堆積、作製する物質として用
いることも提案する。従ってまた、固体ターゲットは互
いに材料の異なるものを複数用いる構成も提案できる。
ただ、プラズマから放出される粒子は飛行速度に依って
は多層膜上に堆積するのでなく、逆に多層膜を削るスパ
ッタ作用を持つので、その作用を利用することも可能で
ある。

【００２０】

【発明の実施の形態】図１には本発明の一実施形態が示
されている。固体ターゲット11には本発明に従い、適当
なる幾何形状、この場合は半球状の窪み12が穿たれてい
る。こうした形状の固体ターゲット11に対し、本発明で
はまず、図１(A) に模式的に示すように、公知既存のも
ので良い適当なるアブレーション用レーザ源（これ自体
は図示せず）からアブレーション用レーザ13を窪み12に
向けて照射し、窪み12の内壁の極く表層部分のみを気化
させるように図る。そのためには、当該アブレーション
用レーザ13は極く短時間、強力なエネルギを発生するパ
ルスレーザであることが望ましく、例えば、固体ターゲ
ット11に半径0.1mm の半球状の窪み12を穿った場合、波
長 1μm、パルス幅1ps、パルスエネルギ0.5mJ、ピークパワ
ー500MW の極短パルスレーザ13を用いることができる。
もちろん、これは一例であり、ターゲットの材料、窪み
の半径ないし大きさ（容積)、アブレーションレーザの波
長等によって最適値は異なり、レーザパルス幅にして
も、もっと短いフェムト秒オーダが適当なこともある
し、逆にもう少し長目のサブナノ秒程度が適当なことも
ある。

【００２１】アブレーション用パルスレーザ13が照射さ
れると、図１(B) に示すように、窪み12の内壁の極く表
層の物質の温度が瞬時に気化温度以上になり、矢印16で
模式的に示すように、当該気化した表層物質14は真空側
へ膨張を開始する。ここで重要なことは、従来のプラズ
マ光源では本発明と異なり、そもそも本発明では当初の
アブレーション過程に過ぎないこの段階ですでにＸ線の
発生を目論んでいたことで、実際、上に例記した本発明
における場合よりも大きなＸ線エネルギを得るために、
アブレーションの目的のためには高過ぎる強度で、か
つ、10ns前後という長すぎるパルス幅のレーザ照射を行
っていた。そのために、不必要に多くの物質をアブレー
ションさせてしまっていた。

【００２２】これに対し本発明では、表面の極く表層の
みを気化温度以上にし、必要最小限の物質を固体から剥
ぎ取った後は、固体ターゲット11の温度を再び気化温度
以下に下げる。つまり、気化物質14を加熱し、高温プラ
ズマが生成されるようにすると、そこから輻射線（ここ
では簡単のため、以下、Ｘ線で代表する）が放射される
が、固体ターゲット11の表面から気化物質14が十分離れ
ない中にプラズマ加熱を行った場合、高温プラズマから
の熱伝導により固体ターゲット11自体が再加熱されてし
まい、デブリの発生源を作ってしまう。これを防ぐに
は、アブレーション物質14が固体ターゲット11の壁面か
ら十分な距離飛行した後に、プラズマ加熱を行う必要が
あるため、本発明ではそのように図っているのである。

【００２３】ただ、気化物質14が従来の固体ターゲット
におけるように、平面状の固体壁からただ単に膨張した
とすると、プラズマ密度は急激に低下し、ここに加熱用
レーザを照射しても、そのエネルギは殆ど吸収されな
い。これに対し、本発明で固体ターゲット11に窪み12を
設けたことの効果が極めて有効に働く。すなわち、固体
ターゲット11から剥ぎ取られた気化物質14は、窪み12内
の空間にて当該窪み形状の持つ言わばレンズ効果のよう
な効果にて、図１(B) 中の矢印15で模式的に示すように
空間中の特定の領域部分、この場合は当該空間の中心部
に向けて移行するため、そこに高密度化部分15が形成さ
れる。もっとも、このような密度圧縮効果は、窪み12の
形状が必ずしもここで想定した半球状であることには限
らず、円柱状、角柱状、円錐状、角錐状、あるいはそれ
らに近似した形状でも得られるし、また、断面形状が半
円、長方形、三角形、およびそれらに近似した形状を持
つ直線形状でも良い。窪み12の直径の最適値も、アブレ
ーション用パルスレーザ13及び後述の加熱用パルスレー
ザ17のパルス幅、パルスエネルギにより異なるが、一般
には数十μm から 1mm程度に適当な範囲がある。

【００２４】本発明では次に、気化物質14が窪み12を満
たし、中心付近の密度が高くなって高密度化部分15が生
成するのを待って加熱を行う。換言すると、アブレーシ
ョン用パルスレーザ13の照射後、適当なる遅延時間を置
いて、図示しない適当なる加熱用レーザ源から加熱用パ
ルスレーザ17の照射を行う。例えば、窪み12の幾何的パ
ラメータやアブレーション用パルスレーザ13に関し既述
した種々の条件に応ずる場合、当該アブレーション用パ
ルスレーザ13の照射後3ns には、図１(B) で示すよう
に、窪み12の空間の殆どが固体密度の三桁程度低い密度
の低温ガス14で満たされる。このガス14は理想的にはほ
ぼ中性であり、多くの場合は若干程度電離している。そ
こでこのガス14を、図１(C) に示すように、例えば波長
1μm、パルス幅1ns、パルスエネルギ50mJ、ピークパワー
50MWの加熱用パルスレーザ17で照射する。すると、窪み
12内の空間中にある高密度化部分15は加熱用パルスレー
ザ17のエネルギを吸収し、100eV程度の高温プラズマ18に
なり、波長60nm程度にスペクトルピークを持つＸ線19が
放射される。

【００２５】このように、本発明によると、固体ターゲ
ット11の内壁から十分に離れた所で高温プラズマ18を発
生させ得るので、固体ターゲット11への熱伝導損失は小
さく抑えることができ、また、十分に加速膨張した後に
気化物質14を加熱するので、加熱用パルスレーザ17によ
る加熱中のプラズマ18は殆ど加速されず、プラズマ運動
エネルギへの損失も抑制でき、結局、Ｘ線への変換効率
が大幅に向上する。これがもし、従来の方法によったと
すると、本発明と同程度の輻射量を得るのに、おそらく
は10倍程度以上もの入力エネルギを必要とする。

【００２６】なお、加熱用パルスレーザ17による加熱
で、最初は窪み12の空間中心付近の温度が上昇するが、
レーザパルス幅が長すぎると、時間の経過と共に高温領
域が広がって固体ターゲット11の壁面にまで達し、遂に
は固体ターゲット11の壁面近傍でレーザが吸収されるよ
うになる。これにより固体ターゲット11の壁面温度が上
昇するとデブリ発生が不必要に増大するため、デブリの
発生の抑制のために、加熱用パルスレーザ17のパルス幅
は長過ぎない方が良い。もっとも、これも窪み12の半径
の如何や形状の如何によって変えるべきもので、サブナ
ノ秒から数ナノ秒のパルス幅に適当な範囲のあることも
考えられる。

【００２７】また、アブレーション物質14が窪み12を満
たし、中心付近の密度が高くなるのには、この実施形態
では既述のように 3ns程度を要するので、同じくこの実
施形態では、アブレーション用パルスレーザ13の照射停
止時から加熱用パルスレーザ17の照射開始までの遅延時
間は 3nsに設定した。しかし、これももちろん設計的要
因に属する問題で、窪み半径ないし大きさ、ターゲット
材料、援用レーザ13，17の各強度の如何に応じ、最適な
遅延時間も異なってくる。

【００２８】もっとも、本発明では半球等、窪み12の形
状の如何により、アブレーション物質14の密度圧縮効果
を得るとは言っても、その作用は受動的なものなので、
圧縮効果にも限界がある。そこで、窪み12を満たす気化
物質14の密度がそれ程大きくならなくても十分な吸収が
得られるようにするには、加熱用パルスレーザ17の波長
は一般には長い方が好ましく、0.5μm から上述した 1μ
m 程度に適当な所がある。一方、発生されるＸ線19の波
長は、加熱されて生成される高温プラズマ18の温度に大
きく左右され、より短波長のＸ線を発生させるにはもっ
と高いパワーでの加熱を行うことになる。本実施形態に
おける照射パワーは一例に過ぎない。

【００２９】図２には、本発明の他の実施形態が示され
ている。図１各図に即しこれまで説明して来た所はこの
図２以降の実施形態についても同様に適用できる内容を
含んでおり、それらについての説明は控え、各実施形態
についての特徴部分についてのみ説明する。まずこの図
２に示す実施形態の場合、固体ターゲット11に穿った窪
み12には、固体ターゲット11の肉を貫通し、裏面に抜け
る貫通孔21が設けてある。従って、本図では簡単のた
め、二種のレーザを併記してあるが、本発明の方法に従
いアブレーション用パルスレーザ13で物質をアブレーシ
ョンさせ、適当なる遅延時間後に加熱用パルスレーザ17
の照射で生成した高温プラズマ18から発生するＸ線19の
中、貫通孔21を通じて固体ターゲット11の裏面に抜けて
来るＸ線19を利用することができる。これは、下記の点
で有利である。

【００３０】この種の光源では、アブレーション用パル
スレーザ13および加熱用パルスレーザ17は、図示してい
ないが適当なるレンズ等を用いて集光照射する。そのた
め、高温プラズマ18から発生するＸ線19をレーザ照射側
と同じ側から取り出そうとすると、Ｘ線を利用する角度
が大きく制限される。これに対し、図２に示す実施形態
におけるように、固体ターゲット11に設けた貫通孔21を
抜けて裏面側に出力されてくるＸ線19を利用するなら
ば、物的なレーザ照射系の存在に制限されないＸ線利用
が可能になる。また、発生するデブリは主として表側に
運動するので、その反対側からＸ線を取り出し得ること
は、より一層のデブリ軽減化に繋がる。

【００３１】もちろん、貫通孔21を設ける位置は任意で
ある。図示の場合、半球状の窪み12の最深点から貫通孔
21が裏面に抜けているが、必ずしも窪み12の中心に貫通
孔21が開口している必要はなく、さらには固体ターゲッ
ト11の側面に抜ける貫通孔が設けられていても良い。貫
通孔21の数も任意である。

【００３２】図３は、少し視点を変えた本発明の他の実
施形態を示している。固体ターゲット11には複数の窪み
12が穿たれており、この場合には適当なる曲率の円弧に
沿ってこれ等複数個の窪み12が整列している。このよう
な固体ターゲット11を用いると、一つ一つの窪み12に対
し、アブレーション用パルスレーザ13と加熱用パルスレ
ーザ17とを一ショットごと、あるいは複数ショットごと
に順番に偏向、照射して目的のＸ線を発生させることが
できる。つまり、複数の窪み12の配置を円弧状にするこ
とで、縮小リソグラフィにおいて収差の小さい照明に求
められるリング照明が可能になる。もっとも、窪み12は
飛び飛びに穿たれ、また、Ｘ線を発生するのは各々の窪
み12の中心付近のみであるので、厳密にはＸ線の強度分
布は円弧に沿って一様とはならない。しかし、ターゲッ
ト全体を円弧に沿うように連続的に回転させることで、
円弧に沿って一様な強度分布のＸ線強度を得ることがで
きる。もちろん、連続的なＸ線強度分布を得る方法は、
窪みの配置が図示のように円弧状である場合だけでな
く、直線や任意の形状の曲線状に配置した場合にも適用
できる。

【００３３】以上は、主に本発明による固体ターゲット
11に対する構造的改良と、アブレーション、加熱処理手
順に関する改良につき述べたが、本発明ではまた、さら
に異なる観点からの発明も開示する。すなわち、デブリ
そのものも使い方によっては有効利用できる，と言う発
想を提示する。例えば、先にも述べたように、この種の
光源からの輻射線は一般に多層膜反射鏡等の光学系を介
し、利用に供される。そして、例えばＸ線多層膜鏡は、
軽元素（例えばSi）から成る層と重い元素（例えばMo）
から成る層を規則的に多数、交互に積層して構成される
ことが多い。

【００３４】そこで、こうした多層膜で用いられる二種
の材料から成る二つの固体ターゲット11を用意し、一定
のショット数ごと、あるいは所定時間ごとにこれら二種
類の（例えばSiとMoの）ターゲットを交換することで、
アブレーション物質そのものを用いてターゲット近傍に
おいた適当なる支持基材（図示せず）上に多層膜を堆
積、形成させることができる。また、必ずしも複数種類
の材料を用いずとも、例えばプラズマ光源のターゲット
材料としてはMoを用い、一定のショット後ないし所定の
時間後にMoが堆積された多層膜反射鏡を取り出し、別の
スパッタ装置でSiをコートし、再びプラズマ光源の集光
鏡として用いる，ということを繰り返す手法を採ること
もできる。

【００３５】さらに、プラズマから放出される粒子は飛
行速度に依っては多層膜上に堆積するのでなく、逆に多
層膜を削るスパッタ作用を持つ。従ってこのような条件
下では、用いた多層膜の反射率は殆ど変化することな
く、多層膜の層数が徐々に減少していく。この場合に
は、層数が減少しすぎて反射率の低下に至る前に、反射
鏡を取り出し、多層膜の層数の積み増しを行えばよい。

【００３６】いずれにしても、このような方法により、
デブリ問題は完全に解決され、むしろ有効利用すら可能
となる。なお、ターゲット材料については、上述のMo，
Siに限らず、W,Cその他、おおよそこの種の分野で用い得
る材料ならば何でも良いし、種類数も二種類以上、もっ
と多くの種類を用いることもできる。また、固体ターゲ
ット11に窪み12を設けるには、それがある程度以上に大
きな場合、例えば半球状の窪みで言えば直径が 500μm
以上に及ぶような場合には、一般に機械加工によるのが
適当である。これに対し、同じ半球状でも、直径が比較
的小さな場合、特に 100μm 以下で良いような場合に
は、レーザ加工による加工が可能である。そして、後者
の場合には、別途に加工専用のエネルギレーザビームを
用いても良いが、本発明にて用いるアブレ−ション用レ
ーザや加熱用レーザを要すればパルス幅等を調整し、加
工用レーザとしても援用することができる。

【００３７】

【発明の効果】本発明によると、輻射線を得るべきプラ
ズマ光源として、唯一、デブリ発生の点で問題のあった
固体ターゲット方式に福音を与え、他の方式に比しても
大いに優れた固体ターゲット方式のプラズマ光源を得る
ことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態の説明図である。

【図２】本発明の他の実施形態の説明図である。

【図３】本発明のさらに他の実施形態における固体ター
ゲットの平面図である。

【符号の説明】

11 固体ターゲット， 12 窪み， 13 アブレーション用パルスレーザ， 14 気化物質， 15 高密度化部分， 17 加熱用パルスレーザ， 18 高温プラズマ， 19 輻射線， 21 貫通孔．

フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) H01J 35/00 H05G 1/00

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】レーザを固体ターゲットに照射して得ら
れるプラズマから輻射線を発生させるレーザプラズマ光
源であって；上記固体ターゲットにあって上記レーザの
照射を受ける部分に設けられた窪みと；該窪みの内壁の
表層部分を気化させるため、該窪みに向けてアブレーシ
ョン用レーザを照射するアブレーション用レーザ源と；
該気化した物質が該窪み内の特定領域にて高密度化した
部分を高温プラズマ化するため、該高密度化部分に加熱
用レーザを照射する加熱用レーザ源と；を有して成るレ
ーザプラズマ光源。
【請求項２】請求項１に記載のレーザプラズマ光源で
あって；上記アブレーション用レーザ及び上記加熱用レ
ーザの少なくとも一方または双方はパルスレーザである
こと；を特徴とするレーザプラズマ光源。
【請求項３】請求項１に記載のレーザプラズマ光源で
あって；上記固体ターゲットには、上記窪みに連通する
貫通孔が穿たれていること；を特徴とするレーザプラズ
マ光源。
【請求項４】請求項１に記載のレーザプラズマ光源で
あって；上記固体ターゲットに設けられた上記窪みは複
数個あること；を特徴とするレーザプラズマ光源。
【請求項５】請求項４に記載のレーザプラズマ光源で
あって；上記複数個の窪みは所定の形状に沿って整列し
ていること；を特徴とするレーザプラズマ光源。
【請求項６】請求項１，２，３，４または５に記載の
レーザプラズマ光源であって；上記固体ターゲットは互
いに材料の異なる複数個あること；を特徴とするレーザ
プラズマ光源。
【請求項７】固体ターゲットを有するレーザプラズマ
光源を用いて輻射線を発生させる方法であって；上記固
体ターゲットに窪みを設け；該窪みに向けてアブレーシ
ョン用レーザを照射し、該窪み内壁の表層部分を気化さ
せた後；該気化した物質が該窪み内にて圧縮するのを待
って加熱用レーザを照射し、該圧縮した気化物質を高温
プラズマ化して輻射線を発生させること；を特徴とする
輻射線発生方法。
【請求項８】請求項７に記載の輻射線発生方法であっ
て；上記アブレーション用レーザ及び上記加熱用レーザ
の少なくとも一方または双方はパルスレーザであるこ
と；を特徴とする輻射線発生方法。
【請求項９】請求項７に記載の輻射線発生方法であっ
て；上記固体ターゲットには複数個の上記窪みを整列さ
せて設け；一つ一つの該窪みに順に上記アブレーション
用レーザ及び上記加熱用レーザを照射して行くこと；を
特徴とする輻射線発生方法。
【請求項１０】請求項９に記載の輻射線発生方法であ
って；上記固体ターゲット自体を移動させながら上記ア
ブレーション用レーザ及び上記加熱用レーザにて上記複
数の窪みを順に照射して行くこと；を特徴とする輻射線
発生方法。
【請求項１１】請求項７に記載の輻射線発生方法であ
って；上記固体ターゲットには上記窪みに連通する貫通
孔を穿ち；該貫通孔を介して抜けて来る輻射線を利用す
ること；を特徴とする輻射線発生方法。
【請求項１２】請求項７に記載の方法であって；上記
アブレーション用レーザの照射により上記固体ターゲッ
トの窪み内壁から気化した物質により、該固体ターゲッ
トの近傍においた支持基材上に該気化した物質の膜を堆
積、形成すること；を特徴とする輻射線発生方法。
【請求項１３】請求項７，８，９，１０，１１または
１２に記載の方法であって；上記固体ターゲットとして
二種以上の異なる材料から成る複数の固体ターゲットを
用い；一定のショット数ごと、あるいは所定時間ごとに
これら複数の固体ターゲットを交換して使用し；上記ア
ブレーション用レーザの照射によりアブレーションされ
た物質により、該固体ターゲットの近傍においた支持基
材上に上記二種以上の材料から成る多層膜を堆積、形成
すること；を特徴とする輻射線発生方法。
【請求項１４】請求項７に記載の方法であって；上記
アブレーション用レーザの照射により上記固体ターゲッ
トの窪み内壁から気化した物質により、該固体ターゲッ
トの近傍においた支持基材上に形成されている膜をスパ
ッタすること；を特徴とする輻射線発生方法。