JP3371442B2

JP3371442B2 - レーザプラズマｘ線源及びｘ線の発生方法及びｘ線露光装置

Info

Publication number: JP3371442B2
Application number: JP09282992A
Authority: JP
Inventors: 洋行近藤
Original assignee: Nikon Corp
Current assignee: Nikon Corp
Priority date: 1992-04-13
Filing date: 1992-04-13
Publication date: 2003-01-27
Anticipated expiration: 2018-01-27
Also published as: JPH05290993A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、Ｘ線顕微鏡、Ｘ線露光
装置およびＸ線分析装置等で用いられるＸ線源に関する
ものである。

【０００２】

【従来の技術】従来からＸ線源として、レーザプラズマ
Ｘ線源が知られている。このレーザプラズマＸ線源は、
真空容器内に設置された標的物質にレーザ光（一般には
パルスレーザ光）を照射してこの標的物質をプラズマ化
し、このプラズマからＸ線を発生させる構成となってい
る。ところで、レーザ光が照射された標的物質はプラズ
マを発生させるとともに材料自身が飛散するため、標的
物質の同一箇所に何回もレーザ光を照射すると該標的物
質に穴が開いてしまう。そこで、この標的物質を帯状に
形成して巻取り可能とし、２つのリールの一方から他方
へ巻き取ることで順次標的物質におけるレーザ光の照射
位置を変化させることが可能なレーザプラズマＸ線源が
提案されている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】レーザプラズマＸ線源
においては、発明したＸ線が大気（特に窒素）に吸収さ
れるのを防ぐため、標的物質を真空中に設置してＸ線を
発生させていた。従って、使いきった標的物質を交換す
る際は、一旦真空容器内を大気に開放させて標的物質を
交換した後、再びこの真空容器内を真空に排気する必要
があった。しかし、この作業は真空にするための排気に
時間を要するため効率が悪かった。また、標的物質の交
換作業中は発生したＸ線を使用するシステム（例えば、
Ｘ線露光装置やＸ線分析装置など）全体が停止してしま
う。そのため、レーザプラズマＸ線源においては、標的
物質を交換する頻度が少ない方が望ましい。ところが、
前述の帯状の標的物質を巻取り可能に構成したレーザプ
ラズマＸ線源においては、標的物質の巻取り方向が一方
向のみに設定されていた。そのため、この標的物質の交
換回数を減らそうとすると、標的物質を長く形成させる
ことになるが、この場合、リールに巻き取られた標的物
質の径が大きくなってしまうため装置全体が大型化して
しまうという問題が生じる。

【０００４】本発明は、このような問題を解決すること
を目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記目的のために、標的
物質が帯状に形成された帯状標的にレーザ光を照射して
該標的物質をプラズマ化し、該プラズマからＸ線を発生
させるレーザプラズマＸ線源において、前記帯状標的を
任意の方向に巻き取ることができる帯状標的の巻き取り
機構と、前記帯状標的の巻き取り方向とほぼ直交する方
向に前記帯状標的を移動させる標的の直交方向移動機構
を有することにした。（請求項１）

【０００６】

【作用】本発明では、帯状に形成された標的物質の幅を
十分広く（例えば３mm程度以上）し、この標的物質を一
方のリールに巻取りながらレーザ光を照射してＸ線を発
生させていく。そして、標的物質の巻取りが完了した時
は、巻取り方向に垂直な方向にこの標的物質を移動させ
た後、それまでと逆方向に巻き取りながら前述と同様に
レーザ光を照射してＸ線を発生させる。従って、１つの
標的物質を複数回往復移動させて使用することができる
ため、標的物質の交換頻度は減少する。

【０００７】

【実施例】図１は、本発明の一実施例を示す概略構成図
である。帯状に形成された標的物質からなる帯状標的１
は、２つのリール２、３にそれぞれ一端が固定されてい
るとともに、これらリール２、３に巻取り可能な状態で
設置されている。帯状標的１の幅は３mm程度以上とし
た。リール２、３にはそれぞれモータ４、５が接続され
ており、これらのモータでリールを回転させることで帯
状標的１を巻き取ることができる。帯状標的１は矢印Ｕ
で示すように、リール２からリール３、またはリール３
からリール２、のどちらの方向に対しても巻き取ること
ができるように構成され、リール２からリール３（また
はリール３からリール２）に巻き取られる途中で、図示
していない光源から出射したレーザ光８を照射されるよ
うになっている。リール２とリール３は、基板６上に設
置されている。また、基板６は、帯状標的１の巻取り方
向と直交する方向（図中矢印Ｓで示す）に移動できるよ
うに構成された移動手段７に取り付けられている。さら
に、帯状標的１にレーザ光が照射される位置が常に所望
の位置となるように、帯状標的１を案内する押さえ板
９、１０を備えている。ここで、この押さえ板９、１０
について説明する。

【０００８】レーザプラズマＸ線源では、一般に標的物
質に照射されるレーザ光の強度によって発生するＸ線の
波長およびレーザ光からＸ線への変換効率が異なるた
め、あらかじめ所望するＸ線の波長に応じて標的物質上
でのレーザ光強度を設定しておくことが望ましい。レー
ザ光は集光されて帯状標的１に照射されるが、その時の
レーザ光の強度はその光軸方向で異なる。そこで、本実
施例においては所望の波長または波長域を有するＸ線を
最も効率よく発生させることができる帯状標的１上での
レーザ光８の強度と、その時のレーザ光８が照射される
帯状標的１の位置とを設定して最適レーザ光照射条件と
した。そして、押さえ板９、１０によって、帯状標的１
が前記最適レーザ光照射条件を満たす位置からずれない
ように（例えば、帯状標的１が常にレーザ光８の集光点
上に位置するようにする）した。図２は、帯状標的１に
レーザ光８が照射される状態を示す概略断面図である。
帯状標的１は、レーザ光８が通過するためのスリット９
ａを有する押さえ板９と、前記標的１から飛散した飛散
粒子１３を通過させるためのスリット１０ａを有する押
さえ板１０とで挟み込まれている。スリット９ａおよび
１０ａは、帯状標的１の全幅をカバーするように形成し
ておく。押さえ板１０は、基板６に設置された支持部材
１２に支持されているバネ等の弾性部材１１により、矢
印Ｕ方向への標的１の移動に影響を与えないように適当
な圧力で押さえ板９に押し付けられている。その結果、
帯状標的１の矢印Ｔ方向に対する位置は、押さえ板９、
１０の位置によって決定されるため、帯状標的１を交換
してもずれる恐れがない。従って、常に最適レーザ光照
射条件の下でＸ線を発生させることができる。交換時
は、弾性部材１１を支持部材１２側に押し付けること
で、帯状標的１を着脱すればよい。なお、これら押さえ
板９、１０の位置を矢印Ｔ方向に移動させる手段を設け
て、これにより標的１上でのレーザ光８の強度を変化さ
せるようにしてもよい。また、スリット１０ａを設けて
飛散粒子１３をレーザ光８の入射側とは反対の方向に飛
散できるようにしてあるので、レーザ光８の入射側に飛
散する粒子１３の量を少なくできる。そのため、飛散粒
子１３によるＸ線光学系の汚れを抑えることが可能とな
る。また、この飛散粒子１３を溜めておくフィルタ等を
押さえ板１０の後方に設置して、帯状標的１を交換する
際に同時に交換するようにしてもよい。この場合、標的
やリールに飛散粒子１３が付着するのを防ぐことができ
る。

【０００９】次に、本実施例によりＸ線を発生させる過
程を説明する。一方のリール（ここではリール２とす
る）に巻き取られている帯状標的１は、モータ５を駆動
してリール３を回転させることにより、このリール３に
連続して巻き取られていく。この時、モータ４は、標的
１を送り出す方向にリール２を回転させるように駆動し
てもよいし、駆動させずに単にリール２の回転に任せる
ようにしてもよい。標的１は巻き取られていく途中で押
さえ板９、１０の間を通過していく。この時、スリット
９ａを通過したレーザ光８が帯状標的１を照射してプラ
ズマを生成し、このプラズマからＸ線を発生させる。発
生したＸ線はＸ線光学系（図示せず）によって取り出さ
れ使用される。

【００１０】帯状標的１がリール３に全て巻き取られた
ならば、移動手段７により、基板６とこの基板６に設置
されたリール２、３およびモータ４、５とを、少なくと
もレーザ光８の照射によって形成された穴を避ける程度
矢印Ｓ方向に移動させる。この移動が済むと、今度はモ
ータ４を駆動してリール３からリール２に帯状標的１を
巻き取っていく。この時、モータ５は、標的１を送り出
す方向に駆動してもよいし、駆動させずに単にリール３
の回転に任せるようにしてもよい。帯状標的１は、巻き
取られていく途中で前述のようにレーザ光８を照射され
てプラズマを生成し、このプラズマからＸ線を発生させ
る。以下、このような往復動作を帯状標的１の幅を使い
きるまで繰り返す。

【００１１】なお、レーザ光８はパルス状に照射しても
よいし、連続して照射してもよい。また、帯状標的１の
巻取りも、ステップ状に行ってもよいし、前述のように
連続して巻き取ってもよい。例えば、レーザ光８をパル
ス状に照射し、この照射と同期させてモータを回転させ
て標的１を巻き取るようにしてもよい。この場合、レー
ザ光８を照射した後、この照射よって形成された穴を避
ける程度帯状標的１を巻き取り、この巻き取り後停止し
ている帯状標的１にレーザ光８を照射してＸ線を発生さ
せる。そして、以下この動作を繰り返していく。

【００１２】また、レーザ光を１回照射しただけでは帯
状標的１に穴が形成されなければ、数回（穴が開くま
で）照射した後この標的１を巻き取るようにしてもよ
い。なお、帯状標的１は、標的物質自身で形成しなくと
も、別の帯状の基材を用意してこの基材の表面に標的物
質からなる薄膜を成膜することで形成させてもよい。こ
のような薄膜は、蒸着またはスパッタリング等の周知の
方法により成膜することができる。

【００１３】また、２つのリールをケースに一括収納し
てカセット状としてもよい。この場合、交換時の取扱い
が容易になるという利点がある。

【００１４】

【発明の効果】本発明によれば、１つの標的物質をＸ線
源に設置したまま長時間使用することができるため、標
的物質の交換回数を減らすことができる。その結果、標
的物質の交換作業に伴う、Ｘ線を使用するシステムの停
止回数を減らすことができる。また、帯状に形成された
標的物質を、レーザ光が透過可能なスリットを有する部
材と、標的物質から飛散する粒子が通過可能なスリット
を有する部材とで挟み込むことで標的物質交換時に標的
の位置がずれるのを防止できる。その結果、常に最適レ
ーザ光照射条件の下でＸ線を発生させることができ、所
望の波長または波長域のＸ線を発生させることができ
る。さらに、この部材に標的物質から飛散する粒子が通
過可能なスリットを設けることで、標的から前方（レー
ザ光が照射される側）に飛散する粒子の量を減らすこと
が可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】は、本発明の一実施例を示す概略構成図であ
る。

【図２】は、図１における押さえ板付近の断面図であ
る。

【符号の説明】

１帯状標的（標的物質）２リール（巻取り手段）３リール（巻取り手段）４モータ（巻取り手段）５モータ（巻取り手段）６基板７移動手段８レーザ光９押さえ板１０押さえ板１１弾性部材１２支持部材１３飛散粒子

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】標的物質が帯状に形成された帯状標的に
レーザ光を照射して該標的物質をプラズマ化し、該プラ
ズマからＸ線を発生させるレーザプラズマＸ線源におい
て、前記帯状標的を任意の方向に巻き取ることができる帯状
標的の巻き取り機構と、前記帯状標的の巻き取り方向とほぼ直交する方向に前記
帯状標的を移動させる標的の直交方向移動機構を有する
ことを特徴とするレーザプラズマＸ線源。
【請求項２】前記帯状標的へのレーザ光の照射方向に
対して反対側に前記帯状標的を支持または前記レーザ光
の照射方向へ押圧する第１押さえ部材を有することを特
徴とする請求項１に記載のレーザプラズマＸ線源。
【請求項３】前記第１押さえ部材は、前記レーザ光の
照射により発生する飛散粒子を通過させる開口部または
スリットを有することを特徴とする請求項２に記載のレ
ーザプラズマＸ線源。
【請求項４】前記開口部または前記スリットにおける
前記レーザ光の照射方向に対して反対側の開口領域に、
前記レーザ光が前記標的に照射されることで発生する飛
散粒子の溜止部材を有することを特徴とする請求項３に
記載のレーザプラズマＸ線源。
【請求項５】前記帯状標的を挟んで前記第１押さえ部
材と対峙する位置に設けられ、前記標的を挟装する第２
押さえ部材を有することを特徴とする請求項２乃至４の
いずれかに記載のレーザプラズマＸ線源。
【請求項６】前記帯状標的は、該帯状標的が収納され
る収納容器を有することを特徴とする請求項１乃至５の
いずれかに記載のレーザプラズマＸ線源。