JPH08273892A

JPH08273892A - Ｘ線発生装置

Info

Publication number: JPH08273892A
Application number: JP7070174A
Authority: JP
Inventors: Hiroyuki Kondo; 洋行近藤; Atsushi Kogo; 淳向後
Original assignee: Nikon Corp
Current assignee: Nikon Corp
Priority date: 1995-03-28
Filing date: 1995-03-28
Publication date: 1996-10-18

Abstract

(57)【要約】【目的】テープ状ターゲットの基材フィルム上に形成
された標的材料薄膜層の剥離、飛散を抑制して、Ｘ線光
学素子やフィルターなどの破損及び性能低下を低減する
と共に、安定にテープ状ターゲットを駆動することがで
きるＸ線発生装置を提供すること。【構成】減圧された真空容器内にある巻き取り可能な
標的部材に励起エネルギービームを照射してプラズマを
形成させ、該プラズマからＸ線を取り出すＸ線発生装置
において、前記巻き取り可能な標的部材５の前記励起エ
ネルギービーム６入射側に隣接または近接させて、前記
プラズマを形成させる平行度のよい励起エネルギービー
ムの前記標的部材５上における集光束よりも外側に照射
される発散性励起エネルギービームを遮蔽する遮蔽部材
９を設けたことを特徴とするＸ線発生装置。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、Ｘ線露光装置、Ｘ線顕
微鏡、Ｘ線分析装置などのＸ線装置に用いられるＸ線発
生装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】最近、Ｘ線の性質を利用して行う分析や
微細加工等のための各種装置の開発が行われている。ま
た、これらの装置の光源として用いるＸ線発生装置の開
発も同時に行われている。かかるＸ線発生装置として
は、シンクロトロン放射光光源、粒子線を標的部材（タ
ーゲット）に衝突させてＸ線を発生させるＸ線管、標的
部材（ターゲット）に励起エネルギービーム光を集束さ
せて照射することによりプラズマを形成させ該プラズマ
からＸ線を発生させるプラズマＸ線発生源が用いられて
いる。

【０００３】このプラズマＸ線発生源のなかでも、励起
エネルギービーム光としてパルスレーザー光を使用した
レーザープラズマＸ線源を用いたレーザープラズマＸ線
発生装置が机上型の高輝度Ｘ線発生装置として注目され
ている。レーザープラズマＸ線発生装置は、真空容器内
に配置された標的部材（ターゲット）に、パルス化され
たレーザー光（励起エネルギービームの一例）を照射し
てプラズマを形成させ、このプラズマが形成された領域
（プラズマ領域）から発生するＸ線を取り出すものであ
る。

【０００４】この装置は、例えば図５に示すように、巻
き取り可能なターゲット５’を巻いたリール１１を真空
容器内に設け、該リール１１に巻かれたターゲット５’
を別の巻き取りリール１２に巻き取りながらレーザー光
６を照射していた（特開平５−２９０９９３参照）。巻
き取り可能なターゲット５’が金属材料からなる場合
に、レーザー光６を照射すると、ターゲット５’のレー
ザー光６照射位置に穴があくと同時に、その穴の周辺部
において、バリがレーザー光照射方向と反対方向に形成
される。このように、ターゲット５’上にバリが形成さ
れると、リール１２へのターゲット５’の巻き取りが困
難となる。

【０００５】そこで、これを解決すべく、例えば有機フ
ィルム上に金属等の標的材料からなる薄膜層を真空薄膜
形成法（蒸着法、スパッタリング法など）により形成し
てなるテープ状のターゲットが提案されている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】一般的な励起エネルギ
ービーム（例えば、レーザー）発生装置（真空空間フィ
ルターのようなビームの広がりを抑制する装置を備えて
いないもの）から出射される励起エネルギービーム（例
えば、レーザー）は、ＡＳＥ（Amplified Spont-anous
Emission）光の成分を多く含んでいる。

【０００７】ＡＳＥ光は発散性の光であるため、この様
な光を含んだ励起エネルギービーム（例えば、レーザ
ー）をテープ状のターゲットに集光すると、平行度の良
い励起エネルギービーム（例えば、レーザー）が集光さ
れてできる集光束部分（集光径φ１００μｍ程度）に、
ＡＳＥ光による広い領域のスポット（φ数ｍｍ程度）が
重なり合った様な強度分布となる。

【０００８】平行度の良い励起エネルギービーム（例え
ば、レーザー）が主として集光されたテープ状のターゲ
ットにおける前記集光束部分の光強度は、非常に高い
（１０１０〜１０１３Ｗ／ｃｍ²程度）ので、ターゲッ
ト近傍にプラズマを生成させ、さらにＸ線を輻射できる
ほどまでにプラズマの温度を高くすることができる。し
かしながら、発散性のＡＳＥ光が主として集光された周
辺部分（前記集光束部分の周辺部）の光強度は低いの
で、Ｘ線を輻射させることはできないが、ターゲット
（標的）材料を蒸発させ、吹き出させるには十分な強度
を有する。

【０００９】従って、前記テープ状ターゲットを用いた
場合でも、励起エネルギービーム（例えば、レーザー）
を集光して該ターゲットに照射すると、平行度の良い励
起エネルギービーム（例えば、レーザー）の集光束部分
の周辺部に照射されたＡＳＥ光によって、テープ状ター
ゲットの標的材料薄膜層が前記集光束部分の集光径（例
えばφ１００μｍ程度）よりも広い範囲（例えばφ３ｍ
ｍ程度）で剥離するという問題点があった。

【００１０】また、このほかにも、励起エネルギービー
ム（例えば、レーザー）照射時に発生する衝撃波等の影
響や熱などの影響によっても、この様な剥離が起こる可
能性がある。このようにして剥離した標的材料は、飛散
してＸ線光学素子、試料、フィルター（Ｘ線透過/ 可視
光カットフィルター）等に衝突して破損や性能低下をも
たらすという問題点や、テープ状ターゲットの位置決め
機構や駆動機構に付着して、テープ状ターゲットの巻き
取り駆動を困難にするという問題点があった。

【００１１】本発明は、かかる問題点に鑑みてなされた
ものであり、テープ状ターゲットの基材フィルム上に形
成された標的材料薄膜層の剥離、飛散を抑制して、Ｘ線
光学素子やフィルターなどの破損及び性能低下を低減す
ると共に、安定にテープ状ターゲットを駆動することが
できるＸ線発生装置を提供することを目的とする。

【００１２】

【課題を解決するための手段】そのため、本発明は第一
に「減圧された真空容器内にある巻き取り可能な標的部
材に励起エネルギービームを照射してプラズマを形成さ
せ、該プラズマからＸ線を取り出すＸ線発生装置におい
て、前記巻き取り可能な標的部材の前記励起エネルギー
ビーム入射側に隣接または近接させて、前記プラズマを
形成させる平行度のよい励起エネルギービームの前記標
的部材上における集光束よりも外側に照射される発散性
励起エネルギービームを遮蔽する遮蔽部材を設けたこと
を特徴とするＸ線発生装置（請求項１）」を提供する。

【００１３】また、本発明は第二に「前記遮蔽部材は、
前記巻き取り可能な標的部材の支持部材及び／または位
置決め部材を兼ねていることを特徴とする請求項１記載
のＸ線発生装置（請求項２）」を提供する。また、本発
明は第三に「前記遮蔽部材又はその一部の材料がステン
レス、タングステン、タンタル、セラミックス、又はダ
イヤモンドであるか、或いはそれらを主成分とすること
を特徴とする請求項１または２記載のＸ線発生装置（請
求項３）」を提供する。

【００１４】

【作用】本発明のＸ線発生装置では、巻き取り可能な標
的部材５の前記励起エネルギービーム６入射側に隣接ま
たは近接させて、プラズマ（Ｘ線を輻射できるプラズ
マ）を形成させる平行度のよい励起エネルギービームの
前記標的部材５上における集光束よりも外側に照射され
る発散性励起エネルギービームを遮蔽する遮蔽部材９を
設けた（請求項１）。

【００１５】即ち、本発明のＸ線発生装置では、プラズ
マを生成させ、さらにＸ線を輻射させるのに十分な光強
度の領域（集光束部分）のみがターゲット５に照射さ
れ、その領域周辺部のＸ線発生に寄与しない強度の低い
発散性励起エネルギービーム領域は、遮蔽部材９によっ
て遮蔽されるためターゲット５には照射されない。従っ
て、テープ状ターゲット５は、前記集光束部分よりも外
側の周辺部においてテープ状ターゲット５の基材フィル
ム上に形成された標的材料薄膜層を基材から剥離させる
原因となるアブレーション（吹き出し）や熱などの影響
を受けにくくなる。

【００１６】本発明にかかる遮蔽部材９は、前記巻き取
り可能な標的部材５の支持部材及び／または位置決め部
材２を兼ねてもよい（請求項２）。この場合、部材の数
を低減することができるので好ましい。また、本発明に
かかる遮蔽部材９又はその一部の材料がステンレス、タ
ングステン、タンタル、セラミックス、又はダイヤモン
ドであるか、或いはそれらを主成分とすることが好まし
い（請求項３）。かかる材料は、高融点、高硬度の材料
であるので、励起エネルギービームによる損傷が少ない
ので好ましい（その他の高融点、高硬度の材料でもよ
い）。

【００１７】以下、本発明を実施例により更に詳細に説
明するが、本発明はこの例に限定されるものではない。

【００１８】

【実施例】本実施例のＸ線発生装置のうち、励起エネル
ギービームであるレーザ光６が照射される部分を図１
（斜視図）及び図２（断面図）に示す。図２は、図１の
断面をＤの方向から見たものである。基盤１上にテープ
状ターゲット（標的部材の例）５を支持し、かつ位置決
めするする第１の押さえ板（支持部材兼位置決め部材）
２が固定されている。第２の押さえ板３（支持部材兼位
置決め部材）は、同じく基盤１上に固定された部材４に
取り付けられたバネ７により第１の押さえ板２に対して
押しつけられている。

【００１９】有機薄膜（例えばＰＥＴ樹脂）上に標的材
料（例えば、タンタルＴａなど）を蒸着したテープ状タ
ーゲット（標的部材の例）５は、テープ面の法線方向に
動かないように、第１の押さえ板２及び第２の押さえ板
３によってテープの幅方向の両端において挟み込まれて
いる。テープ状ターゲット５の厚さは、数μｍ〜数１０
０μｍである。テープ状ターゲット５は、モーター駆動
により回転するリール（図には示していない）によって
巻き取られ、図中のＡまたはＢどちらの方向にも移動す
ることができる。

【００２０】押さえ板２、３及び部材４には、レーザ光
６やレーザ光６照射時にテープ状ターゲット５から吹き
出す飛散粒子（イオンや微小粒子）が通過できるように
スリットが設けられている。ここで、第２の押さえ板３
とテープ状ターゲット５の間には、開口１０をもつマス
ク（遮蔽部材の例）９が挟み込まれてる。マスク９は高
融点、高硬度の材料（例えば、タングステン）で作られ
ている。

【００２１】マスクに設けた開口（非遮蔽部分）１０の
大きさは、励起レーザー光の平行光成分によって作られ
るビームスポット径よりも大きくなるように、かつ、励
起レーザー光の発散性成分によって作られるビームスポ
ット径よりも小さくなるように決めた（例えばφ１ｍ
ｍ）。このマスク９の一例を図３と図４に示す。図４
は、図３の断面をＥの方向から見たものである。本実施
例では、マスク９の開口１０の断面形状が擂り鉢型にな
っているが、加工の簡単な単なる貫通穴であっても良
い。

【００２２】基盤１は、テープ状ターゲット５を往復巻
き取りさせて使用できるように、移動ステージ（図には
示していない）に取り付けられ、Ｃ方向に移動できるよ
うになっている。図１に示した状態は、テープ状ターゲ
ット５をＡ方向に巻き取りながらレーザ光６を照射して
Ｘ線を発生させ、テープ状ターゲット５を全て巻き終わ
った後、基盤１をＣ方向に少なくとも以前のレーザ照射
によりできた穴８に当たらない程度の距離だけ移動させ
て、テープ状ターゲット５をＢ方向に巻き取りながらレ
ーザ光６を照射しているところである。

【００２３】本実施例では、第２の押さえ板３を第１の
押さえ板２に押しつける際にバネの弾性力を利用した
が、この他に静電力や磁力等を利用して押さえつけるよ
うにしても良い。また図１には示していないが、レーザ
光６が押さえ板２、３及び部材４のスリットを通ること
ができるように、またレーザ光６の焦点位置にテープ状
ターゲット５が位置するように調整するための移動ステ
ージが取り付けられているのは言うまでもない。

【００２４】本実施例では、開口１０の設けられたマス
ク９を第１の押さえ板２とテープ状ターゲット５の間に
挟み込んだが、第１の押さえ板２の代わりに開口の設け
られたマスク９を用いて、マスク９と第２の押さえ板３
によってテープ状ターゲット５を挟み込んでも良い。つ
まり、マスク９は押さえ板２を兼ねても良い。本実施例
では、マスク９をタングステンで作製したが、ステンレ
ス、タンタル、ダイヤモンド等のような高融点、高硬度
の材料であれば良く、必ずしもタングステンに限定され
るものではない。

【００２５】

【発明の効果】以上詳しく説明した通り、本発明のＸ線
発生装置によれば、テープ状ターゲットの基材フィルム
上に形成された標的材料薄膜層の剥離、飛散を抑制し
て、Ｘ線光学素子やフィルターなどの破損及び性能低下
を低減すると共に、安定にテープ状ターゲットを駆動す
ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】は、実施例のＸ線発生装置のうち、励起エネル
ギービームであるレーザ光６が照射される部分の斜視図
である。

【図２】は、Ｄの方向から見た図１の断面図である。

【図３】は、本発明にかかる遮蔽部材９の一例を示す斜
視図である。

【図４】は、図３の遮蔽部材９の断面図である。

【図５】は、従来のＸ線発生装置で用いられているター
ゲット巻き取り装置の一例を示す斜視図である。

【主要部分の符号の説明】

１・・・基盤２・・・第１の押さえ板（支持部材及び／または位置決
め部材の一例）３・・・第２の押さえ板（支持部材及び／または位置決
め部材の一例）４・・・部材５・・・テープ状ターゲット（標的部材の一例）６・・・レーザー光（励起エネルギービームの一例）７・・・バネ８・・・穴９・・・マスク（遮蔽部材の一例）１０・・・開口１１，１２・・・リール１３・・・移動ステージ１４・・・モーター以上

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】減圧された真空容器内にある巻き取り可
能な標的部材に励起エネルギービームを照射してプラズ
マを形成させ、該プラズマからＸ線を取り出すＸ線発生
装置において、前記巻き取り可能な標的部材の前記励起エネルギービー
ム入射側に隣接または近接させて、前記プラズマを形成
させる平行度のよい励起エネルギービームの前記標的部
材上における集光束よりも外側に照射される発散性励起
エネルギービームを遮蔽する遮蔽部材を設けたことを特
徴とするＸ線発生装置。
【請求項２】前記遮蔽部材は、前記巻き取り可能な標
的部材の支持部材及び／または位置決め部材を兼ねてい
ることを特徴とする請求項１記載のＸ線発生装置。
【請求項３】前記遮蔽部材又はその一部の材料がステ
ンレス、タングステン、タンタル、セラミックス、又は
ダイヤモンドであるか、或いはそれらを主成分とするこ
とを特徴とする請求項１または２記載のＸ線発生装置。