JPH0373093B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、高輝度Ｘ線の発生源として高温高
密度プラズマを生成する高輝度Ｘ線発生用標的に
関するものである。

〔従来の技術〕

高集積回路の微細パターンを形成するリソグラ
フイ技術において、1μｍ以下のパターン寸法を
得る手段として、回折等によつて決まる解像力を
向上させるために波長の短いＸ線を用いるＸ線リ
ソグラフイ技術が有望である。

また新しい高度な機能を有する物質を創製する
際に欠かせない物質の構造解析の分野において
は、ある特定の原子のＸ線の吸収スペクトルの微
細構造を解析することによつて、その周囲の構造
に関する知見を得ることができるEXAFS
（ExtendedX−ray Absorption Fine
Structure：Ｘ線吸収端微細構造）という有力な
手段がある。

この他、Ｘ線顕微鏡等、多くの分野で高輝度Ｘ
線が必要になつている。

上述のＸ線利用分野で必要になつている高輝度
Ｘ線を供給するものとして、軌道放射光施設等各
種Ｘ線源の開発が行われている。それらの中で、
固体標的に高パワーレーザパルス等を照射して高
温高密度プラズマを生成し、それをＸ線源とする
技術がその高輝度性、コンパクト性、安価性の点
で、注目を浴びている。

Ｘ線を発生する領域が大きい場合には、Ｘ線を
分光して用いる時のスペクトル分解能が低下した
り、Ｘ線リソグラフイ技術においては半影が生じ
て微細パターンの描画を妨げる等の不都合が生じ
る。このためＸ線源は十分小さい空間的広がりで
ある必要がある。

また広い固定標的上にレーザ等を小さく絞つて
照射して高温高密度プラズマを生成する時、固定
の照射された部分がプラズマ化して飛散し、その
跡の固体表面上にくぼみが形成される。深いくぼ
みの中でプラズマが生成されると、プラズマから
放射されるＸ線のうち、多くの割合がプラズマの
周囲の固体に吸収され、Ｘ線の利用効率が低減す
る。またＸ線の輻射角度分布に大きな異方性が生
じる。これらの不都合を避けるために、標的上に
くぼみが形成されることを避けることが必要であ
る。

高温高密度プラズマを高輝度Ｘ線源として用い
る際に問題になる上述のＸ線源の大きさの問題、
標的上のくぼみの問題に対して、従来、以下で述
べる対応がされてきた。

例えば、レーザ照射により小さな空間的広がり
のＸ線源を生成する場合には、レーザ装置の高度
な空間制御を行い、平行度の高いレーザビームを
実現し非球面レンズでそれを微小径に集光してい
る。この方法によつて100μｍ程度あるいはそれ
より小さい径のＸ線源が実現されている。

また標的上に形成されるくぼみの問題に対して
は、円筒状固体標的を回転させることによつて、
あるいは平面状標的を平行移動すること等によつ
て、常に新しい表面を用いて照射する方法が行わ
れている。

〔発明が解決しようとする問題点〕

高温高密度プラズマを、例えば、レーザビーム
照射によつて生成する時、その空間的広がりの限
界はレーザビームの平行度でほぼ決定される。し
かし、高度な平行度を実用に供せるレーザ装置で
実現するのは困難で、極めて小さな集光径を実現
するのは困難であるという問題点があつた。

また標的上のくぼみの問題については、直前の
照射により形成されたくぼみの影響は、従来技術
によつて避けることができる。しかし、高温高密
度プラズマ生成中にくぼみが形成され、時間とと
もにくぼみは深くなつていく。くぼみの深くなる
速度は極めて大きく、このプラズマ生成中のくぼ
みの影響は従来技術では解決困難であるという問
題点があつた。

この発明は、上記問題点を解決するためになさ
れたもので、従来技術では実現が困難な程度の小
さな径のＸ線源を実現すること、および高輝度Ｘ
線発生用標的上に形成されるくぼみの問題を解決
することを目的とする。

〔問題点を解決するための手段〕

この発明にかかる高輝度Ｘ線発生用標的は高パ
ワービームの集光径以下の線径を有する細線を町
いたものである。

〔作用〕

小さな径の細線に、それと同程度あるいはそれ
より大きな集光径でレーザ光等の高パワービーム
を照射することにより高温高密度プラズマが生成
され、高輝度Ｘ線源が実現でき、Ｘ線源の径はほ
ぼ細線の径で決定されるため、集光性が良くない
ビームによつても、十分に小さな径のＸ線源が得
られる。また高パワービームの集光径と同程度以
下の径に細線の先端部分のすべてがプラズマ化す
るため、広い固体標的を用いる時のようなくぼみ
は生じない。そのためくぼみによるＸ線利用効率
の低減、Ｘ線輻射角度分布の大きな異方性等の問
題は生じない。

〔実施例〕

図面はこの発明の一実施例を示す概略構成図
で、１はパルス状の高パワーレーザビームであ
り、それを集光レンズ２で細線標的３に細線径と
同程度あるいはそれより大きな集光径に集光す
る。それによつて、ほぼ細線標的３と同等の径の
大きさをもつ高温高密度プラズマ４が生成され、
高輝度Ｘ線５が放射される。なお、Ｌは前記高パ
ワーレーザビーム１の照射する照射軸方向を示
す。

上記実施例では、高パワーレーザビーム１を細
線標的３の照射軸方向Ｌから照射を行つている
が、照射軸方向Ｌに対して任意の角度から照射す
ることも可能である。

また高パワーレーザビーム１と光学的な集光レ
ンズ２の組み合わせ以外に、電子ビーム、イオン
ビーム等種々の高パワービームを用いることも可
能である。

なお、高パワーレーザビーム１を数回照射する
ことにより細線標的３が短くなり、そのままの状
態で次の照射を行うと、Ｘ線源の空間的位置が実
用上支障が出る程度に移動する場合も出てくる。
しかしこれは、細線標的３の先端位置を監視し、
細線標的３の先端が常に一定の位置にくるように
する装置を具備することによつて解決することが
可能である。また細線標的３としては、細線に加
工可能なあらゆる材料を使用することができる。

〔発明の効果〕

以上説明したように、この発明は、高輝度Ｘ線
発生用標的として高パワービームの集光径以下の
線径を有する細線標的を用いるため、集光性の良
くないビームを使用しても、空間的広がりの小さ
いＸ線源を実現することが可能となる。また広い
面積の標的の場合とは異なり、Ｘ線源のプラズマ
の周囲に不用な物質が存在しないため、広い標的
の場合のような問題が発生しない等の利点を有す
る。

【図面の簡単な説明】

図面はこの発明の一実施例を示す概略構成図で
ある。 図中、１は高パワーレーザビーム、２は集光レ
ンズ、３は細線標的、４は高温高密度プラズマ、
５は高輝度Ｘ線、Ｌは照射軸方向である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 高パワービームを集光して固体標的に照射し
   て高温高密度プラズマを生成し、そこから放射さ
   れるＸ線を利用するものにおいて、前記固体標的
   として前記高パワービームの集光径以下の線径を
   有する細線を用いたことを特徴とする高輝度Ｘ線
   発生用標的。