ＥＵＶ光源
簡単な構造で、十分な強度のＥＵＶを安定して発生させることができ、レーザプラズマ光源の代替となるＥＵＶ光源を提供する。１次ターゲットを有するＸ線管１と、そのＸ線管１から発生したＸ線２が照射される２次ターゲット４とを備え、その２次ターゲット４から、Ｂｅ−Ｋα線、Ｓｉ−Ｌ線およびＡｌ−Ｌ線の一群から選ばれた１つの蛍光Ｘ線５を発生させる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、波長１３．５ｎｍ近傍のＥＵＶ（Ｅｘｔｒｅｍｅ ＵｌｔｒａＶｉｏｌｅｔ）を発生する光源に関する。
【背景技術】
【０００２】
現在、半導体製造用の露光光源として、液化Ｘｅ（キセノン）にＹＡＧレーザを照射して波長１３．５ｎｍのＥＵＶを発生させるレーザプラズマ光源の開発が進められている（例えば、特許文献１の段落０００３参照）。この開発中の光源を評価するためには、評価用の光学系として、回折格子、人工多層膜およびフィルタが必要となり、これらの光学系を評価するためには、開発中の光源の代替となる評価用の光源として、波長１３．５ｎｍ近傍のＥＵＶを発生する光源が必要となる。この評価用の光源として、ＳＲ（Ｓｙｎｃｈｒｏｔｒｏｎ Ｒａｄｉａｔｉｏｎ）光や、放電プラズマや、Ｓｉターゲットに電子線を照射してＥＵＶを発生させる光源がある。
【特許文献１】特開２００３−１８５７９８号公報
【０００３】
しかし、ＳＲ光を得るには巨大な設備が必要であり、放電プラズマにおいては長期安定動作が難しい。また、Ｓｉターゲットに電子線を照射するものでは、可視光や赤外光も発生するので、それが検出器に入射してＥＵＶの検出を妨害することのないように出射部にＢｅ膜などの窓を設ける必要があり、そのためにＥＵＶの強度が著しく減衰してしまう。さらに、Ｓｉターゲットの表面が電子線によって損傷するので、長時間の安定動作が困難である。
【発明の開示】
【０００４】
本発明は前記従来の問題に鑑みてなされたもので、簡単な構造で、十分な強度のＥＵＶを安定して発生させることができ、レーザプラズマ光源の代替となるＥＵＶ光源を提供することを目的とする。
【０００５】
前記目的を達成するために、本発明にかかるＥＵＶ光源は、１次ターゲットを有するＸ線管と、そのＸ線管から発生したＸ線が照射される２次ターゲットとを備え、その２次ターゲットから、Ｂｅ−Ｋα線、Ｓｉ−Ｌ線およびＡｌ−Ｌ線の一群から選ばれた１つの蛍光Ｘ線を発生させる。
【０００６】
本発明によれば、２次ターゲットにＸ線管からのＸ線を照射し、ＥＵＶとしてＢｅ−Ｋα線（波長１１．４ｎｍ）、Ｓｉ−Ｌ線（波長１３．５５ｎｍ）またはＡｌ−Ｌ線（波長１７．１４ｎｍ）を発生させるので、簡単な構造で、十分な強度のＥＵＶを安定して発生させることができ、レーザプラズマ光源（波長１３．５ｎｍ）の代替にできる。
【０００７】
本発明においては、前記Ｘ線管から発生したＸ線が前記２次ターゲットにおいてＳｉ−Ｋ殻の電子を励起し、カスケード励起によりＳｉ−Ｌ線を発生させることが好ましい。ここで、２次ターゲット表面の酸化膜が除去されていることがさらに好ましい。また、前記Ｘ線管から発生したＸ線がポリキャピラリにより集光されて２次ターゲットに照射されることが好ましい。さらに、人工多層膜または全反射ミラーにより、前記２次ターゲットから発生したＸ線が前記１つの蛍光Ｘ線に単色化されることが好ましい。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明の一実施形態であるＥＵＶ光源の概略図である。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
以下、本発明の一実施形態であるＥＵＶ光源について説明する。この光源は、図１に示すように、Ｍｏ、Ｒｈ、ＰｄまたはＣｒを１次ターゲットとして有するＸ線管１と、そのＸ線管１から発生したＸ線２（前記１次ターゲットに応じて、Ｍｏ−Ｌα線（波長０．５４１ｎｍ）、Ｒｈ−Ｌα線（波長０．４６０ｎｍ）、Ｐｄ−Ｌα線（波長０．４３７ｎｍ）またはＣｒ−Ｋα線（波長０．２２９ｎｍ）となる）が照射されるＳｉの２次ターゲット４とを備え、その２次ターゲット４から、ＥＵＶとして蛍光Ｘ線であるＳｉ−Ｌ線５を発生させる。
【００１０】
ここで、Ｘ線管１からのＸ線２によってＳｉ−Ｌ殻を直接に効率よく励起することは容易でないので、Ｘ線管１から発生したＸ線２でＳｉ−Ｋ殻の電子を励起し、カスケード励起によりＳｉ−Ｌ線５を発生させる。Ｓｉの２次ターゲット４表面に酸化膜があるとＳｉ−Ｌ線５が発生しにくく、例えば熱処理などによって自然酸化膜よりも厚い酸化膜が形成されていると特に発生しにくいので、この実施形態の光源では、あらかじめ弗酸を用いてＳｉの２次ターゲット４表面の酸化膜を除去している。２次ターゲット４を含むこの光源は、真空中で使用されるので、除去後使用中にＳｉの２次ターゲット４表面に酸化膜が再度形成されることはない。なお、ＥＵＶとしてＢｅ−Ｋα線またはＡｌ−Ｌ線を発生させてもよく、この場合には対応して２次ターゲット４にはＢｅまたはＡｌを用いる。Ｂｅ−Ｋα線を発生させる場合には、カスケード励起によらずＸ線管１からのＸ線２で直接にＢｅ−Ｋ殻を励起する。Ａｌ−Ｌ線を発生させる場合には、Ｓｉ−Ｌ線と同様にカスケード励起による。
【００１１】
この実施形態の光源では、Ｘ線管１から発生したＸ線２がポリキャピラリ４により集光されて２次ターゲット４に照射される。２次ターゲット４から発生するＸ線５には、目的とするＳｉ−Ｌ線の他にＳｉ−Ｋ線やＸ線管１から発生したＸ線２の散乱線も含まれるが、人工多層膜（ここでは湾曲型）６でのブラッグ反射によりＳｉ−Ｌ線に単色化できる。人工多層膜６でブラッグ反射されたＳｉ−Ｌ線は、全反射ミラー（ここでは湾曲型）７で全反射され、スリット８を焦点として通過して、評価対象の例えば回折格子１０に照射されて回折され、検出器であるＣＣＤ９に集光されつつ入射する。スリット８を通過したＳｉ−Ｌ線は、評価対象が人工多層膜である場合にはブラッグ反射され、フィルタである場合にはフィルタリングされて、ＣＣＤ９に入射する。評価対象が人工多層膜やフィルタである場合には、検出器として、ＣＣＤに代えてＦ−ＰＣなどのＸ線検出器を用いてもよい。
【００１２】
人工多層膜６と全反射ミラー７は、２次ターゲット４から発生したＸ線５の垂直成分と水平成分をそれぞれ独立に集光するようにいわゆるＫＢ（Ｋｉｒｋｐａｔｒｉｃｋ−Ｂａｅｚ）配置となっている。また、人工多層膜６と全反射ミラー７の両方がブリュースター角で反射すると、全反射ミラー７で反射後のＳｉ−Ｌ線の強度がなくなってしまうので、少なくとも一方の反射角はブリュースター角から外れるように設定する。なお、２次ターゲット４から発生したＸ線５にはＳｉ−Ｌ線よりも波長の長いＸ線はほとんど含まれていないので、人工多層膜６の代わりに全反射ミラーを用い、もう１枚の全反射ミラー７とで２次ターゲット４から発生したＸ線５を２回全反射することにより、Ｓｉ−Ｌ線よりも波長の短いＸ線（Ｓｉ−Ｋ線やＸ線管１から発生したＸ線２の散乱線など）を除去し、結果としてＳｉ−Ｌ線に単色化することもできる。さらに、検出器９が十分に高いエネルギー分解能をもつ場合には、単色化は不要となるので、人工多層膜６や全反射ミラー７を用いず、２次ターゲット４から発生したＸ線５をそのままスリット８に入射させることができる。
【００１３】
この実施形態の光源によれば、Ｓｉの２次ターゲット４にＸ線管１からのＸ線２を照射し、ＥＵＶとしてＳｉ−Ｌ線（波長１３．５５ｎｍ）５を発生させるので、簡単な構造で、十分な強度のＥＵＶ５を安定して発生させることができ、レーザプラズマ光源（波長１３．５ｎｍ）の代替にできる。ここで、Ｘ線管１から発生したＸ線２が２次ターゲット４においてＳｉ−Ｋ殻の電子を励起し、カスケード励起によりＳｉ−Ｌ線５を発生させ、しかもＳｉの２次ターゲット４の表面には酸化膜がないので、特に効率よくＥＵＶ５を発生させることができる。また、Ｘ線管１から発生したＸ線２がポリキャピラリ３により例えば直径１５０μｍ程度に集光されて２次ターゲット４に照射されるので、微小に集光されるレーザプラズマ光源の代替として、より好ましい。さらに、人工多層膜６により、２次ターゲット４から発生したＸ線５がＳｉ−Ｌ線に単色化されるので、検出器９にはエネルギー分解能が要求されない。
【００１４】
なお、本発明においては、ポリキャピラリなどを用いず、Ｘ線管からのＸ線を集光せずに２次ターゲットに照射してもよい。また、光学系には、集中法でなく平行法によるもの（平板型の人工多層膜または全反射ミラーとソーラースリットとを用いるもの）を採用してもよい。さらに、用いる人工多層膜または全反射ミラーは、全部で２つ以上である必要はなく、１つでもよい。例えば、Ｘ線管からのＸ線が集光されずに２次ターゲットに照射され、２次ターゲットから発生したＸ線が、ソーラースリットを通過し、単一の平板型人工多層膜でＥＵＶに単色化されて、評価対象に照射されるようなＥＵＶ光源も、本発明に含まれる。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、波長１３．５ｎｍ近傍のＥＵＶ（Ｅｘｔｒｅｍｅ ＵｌｔｒａＶｉｏｌｅｔ）を発生する光源に関する。
【背景技術】
【０００２】
現在、半導体製造用の露光光源として、液化Ｘｅ（キセノン）にＹＡＧレーザを照射して波長１３．５ｎｍのＥＵＶを発生させるレーザプラズマ光源の開発が進められている（例えば、特許文献１の段落０００３参照）。この開発中の光源を評価するためには、評価用の光学系として、回折格子、人工多層膜およびフィルタが必要となり、これらの光学系を評価するためには、開発中の光源の代替となる評価用の光源として、波長１３．５ｎｍ近傍のＥＵＶを発生する光源が必要となる。この評価用の光源として、ＳＲ（Ｓｙｎｃｈｒｏｔｒｏｎ Ｒａｄｉａｔｉｏｎ）光や、放電プラズマや、Ｓｉターゲットに電子線を照射してＥＵＶを発生させる光源がある。
【特許文献１】特開２００３−１８５７９８号公報
【０００３】
しかし、ＳＲ光を得るには巨大な設備が必要であり、放電プラズマにおいては長期安定動作が難しい。また、Ｓｉターゲットに電子線を照射するものでは、可視光や赤外光も発生するので、それが検出器に入射してＥＵＶの検出を妨害することのないように出射部にＢｅ膜などの窓を設ける必要があり、そのためにＥＵＶの強度が著しく減衰してしまう。さらに、Ｓｉターゲットの表面が電子線によって損傷するので、長時間の安定動作が困難である。
【発明の開示】
【０００４】
本発明は前記従来の問題に鑑みてなされたもので、簡単な構造で、十分な強度のＥＵＶを安定して発生させることができ、レーザプラズマ光源の代替となるＥＵＶ光源を提供することを目的とする。
【０００５】
前記目的を達成するために、本発明にかかるＥＵＶ光源は、１次ターゲットを有するＸ線管と、そのＸ線管から発生したＸ線が照射される２次ターゲットとを備え、その２次ターゲットから、Ｂｅ−Ｋα線、Ｓｉ−Ｌ線およびＡｌ−Ｌ線の一群から選ばれた１つの蛍光Ｘ線を発生させる。
【０００６】
本発明によれば、２次ターゲットにＸ線管からのＸ線を照射し、ＥＵＶとしてＢｅ−Ｋα線（波長１１．４ｎｍ）、Ｓｉ−Ｌ線（波長１３．５５ｎｍ）またはＡｌ−Ｌ線（波長１７．１４ｎｍ）を発生させるので、簡単な構造で、十分な強度のＥＵＶを安定して発生させることができ、レーザプラズマ光源（波長１３．５ｎｍ）の代替にできる。
【０００７】
本発明においては、前記Ｘ線管から発生したＸ線が前記２次ターゲットにおいてＳｉ−Ｋ殻の電子を励起し、カスケード励起によりＳｉ−Ｌ線を発生させることが好ましい。ここで、２次ターゲット表面の酸化膜が除去されていることがさらに好ましい。また、前記Ｘ線管から発生したＸ線がポリキャピラリにより集光されて２次ターゲットに照射されることが好ましい。さらに、人工多層膜または全反射ミラーにより、前記２次ターゲットから発生したＸ線が前記１つの蛍光Ｘ線に単色化されることが好ましい。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明の一実施形態であるＥＵＶ光源の概略図である。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
以下、本発明の一実施形態であるＥＵＶ光源について説明する。この光源は、図１に示すように、Ｍｏ、Ｒｈ、ＰｄまたはＣｒを１次ターゲットとして有するＸ線管１と、そのＸ線管１から発生したＸ線２（前記１次ターゲットに応じて、Ｍｏ−Ｌα線（波長０．５４１ｎｍ）、Ｒｈ−Ｌα線（波長０．４６０ｎｍ）、Ｐｄ−Ｌα線（波長０．４３７ｎｍ）またはＣｒ−Ｋα線（波長０．２２９ｎｍ）となる）が照射されるＳｉの２次ターゲット４とを備え、その２次ターゲット４から、ＥＵＶとして蛍光Ｘ線であるＳｉ−Ｌ線５を発生させる。
【００１０】
ここで、Ｘ線管１からのＸ線２によってＳｉ−Ｌ殻を直接に効率よく励起することは容易でないので、Ｘ線管１から発生したＸ線２でＳｉ−Ｋ殻の電子を励起し、カスケード励起によりＳｉ−Ｌ線５を発生させる。Ｓｉの２次ターゲット４表面に酸化膜があるとＳｉ−Ｌ線５が発生しにくく、例えば熱処理などによって自然酸化膜よりも厚い酸化膜が形成されていると特に発生しにくいので、この実施形態の光源では、あらかじめ弗酸を用いてＳｉの２次ターゲット４表面の酸化膜を除去している。２次ターゲット４を含むこの光源は、真空中で使用されるので、除去後使用中にＳｉの２次ターゲット４表面に酸化膜が再度形成されることはない。なお、ＥＵＶとしてＢｅ−Ｋα線またはＡｌ−Ｌ線を発生させてもよく、この場合には対応して２次ターゲット４にはＢｅまたはＡｌを用いる。Ｂｅ−Ｋα線を発生させる場合には、カスケード励起によらずＸ線管１からのＸ線２で直接にＢｅ−Ｋ殻を励起する。Ａｌ−Ｌ線を発生させる場合には、Ｓｉ−Ｌ線と同様にカスケード励起による。
【００１１】
この実施形態の光源では、Ｘ線管１から発生したＸ線２がポリキャピラリ４により集光されて２次ターゲット４に照射される。２次ターゲット４から発生するＸ線５には、目的とするＳｉ−Ｌ線の他にＳｉ−Ｋ線やＸ線管１から発生したＸ線２の散乱線も含まれるが、人工多層膜（ここでは湾曲型）６でのブラッグ反射によりＳｉ−Ｌ線に単色化できる。人工多層膜６でブラッグ反射されたＳｉ−Ｌ線は、全反射ミラー（ここでは湾曲型）７で全反射され、スリット８を焦点として通過して、評価対象の例えば回折格子１０に照射されて回折され、検出器であるＣＣＤ９に集光されつつ入射する。スリット８を通過したＳｉ−Ｌ線は、評価対象が人工多層膜である場合にはブラッグ反射され、フィルタである場合にはフィルタリングされて、ＣＣＤ９に入射する。評価対象が人工多層膜やフィルタである場合には、検出器として、ＣＣＤに代えてＦ−ＰＣなどのＸ線検出器を用いてもよい。
【００１２】
人工多層膜６と全反射ミラー７は、２次ターゲット４から発生したＸ線５の垂直成分と水平成分をそれぞれ独立に集光するようにいわゆるＫＢ（Ｋｉｒｋｐａｔｒｉｃｋ−Ｂａｅｚ）配置となっている。また、人工多層膜６と全反射ミラー７の両方がブリュースター角で反射すると、全反射ミラー７で反射後のＳｉ−Ｌ線の強度がなくなってしまうので、少なくとも一方の反射角はブリュースター角から外れるように設定する。なお、２次ターゲット４から発生したＸ線５にはＳｉ−Ｌ線よりも波長の長いＸ線はほとんど含まれていないので、人工多層膜６の代わりに全反射ミラーを用い、もう１枚の全反射ミラー７とで２次ターゲット４から発生したＸ線５を２回全反射することにより、Ｓｉ−Ｌ線よりも波長の短いＸ線（Ｓｉ−Ｋ線やＸ線管１から発生したＸ線２の散乱線など）を除去し、結果としてＳｉ−Ｌ線に単色化することもできる。さらに、検出器９が十分に高いエネルギー分解能をもつ場合には、単色化は不要となるので、人工多層膜６や全反射ミラー７を用いず、２次ターゲット４から発生したＸ線５をそのままスリット８に入射させることができる。
【００１３】
この実施形態の光源によれば、Ｓｉの２次ターゲット４にＸ線管１からのＸ線２を照射し、ＥＵＶとしてＳｉ−Ｌ線（波長１３．５５ｎｍ）５を発生させるので、簡単な構造で、十分な強度のＥＵＶ５を安定して発生させることができ、レーザプラズマ光源（波長１３．５ｎｍ）の代替にできる。ここで、Ｘ線管１から発生したＸ線２が２次ターゲット４においてＳｉ−Ｋ殻の電子を励起し、カスケード励起によりＳｉ−Ｌ線５を発生させ、しかもＳｉの２次ターゲット４の表面には酸化膜がないので、特に効率よくＥＵＶ５を発生させることができる。また、Ｘ線管１から発生したＸ線２がポリキャピラリ３により例えば直径１５０μｍ程度に集光されて２次ターゲット４に照射されるので、微小に集光されるレーザプラズマ光源の代替として、より好ましい。さらに、人工多層膜６により、２次ターゲット４から発生したＸ線５がＳｉ−Ｌ線に単色化されるので、検出器９にはエネルギー分解能が要求されない。
【００１４】
なお、本発明においては、ポリキャピラリなどを用いず、Ｘ線管からのＸ線を集光せずに２次ターゲットに照射してもよい。また、光学系には、集中法でなく平行法によるもの（平板型の人工多層膜または全反射ミラーとソーラースリットとを用いるもの）を採用してもよい。さらに、用いる人工多層膜または全反射ミラーは、全部で２つ以上である必要はなく、１つでもよい。例えば、Ｘ線管からのＸ線が集光されずに２次ターゲットに照射され、２次ターゲットから発生したＸ線が、ソーラースリットを通過し、単一の平板型人工多層膜でＥＵＶに単色化されて、評価対象に照射されるようなＥＵＶ光源も、本発明に含まれる。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
１次ターゲットを有するＸ線管と、
そのＸ線管から発生したＸ線が照射される２次ターゲットとを備え、
その２次ターゲットから、Ｂｅ−Ｋα線、Ｓｉ−Ｌ線およびＡｌ−Ｌ線の一群から選ばれた１つの蛍光Ｘ線を発生させるＥＵＶ光源。
【請求項２】
請求項１において、
前記Ｘ線管から発生したＸ線が前記２次ターゲットにおいてＳｉ−Ｋ殻の電子を励起し、カスケード励起によりＳｉ−Ｌ線を発生させるＥＵＶ光源。
【請求項３】
請求項１において、
前記２次ターゲット表面の酸化膜が除去されているＥＵＶ光源。
【請求項４】
請求項１において、
前記Ｘ線管から発生したＸ線がポリキャピラリにより集光されて２次ターゲットに照射されるＥＵＶ光源。
【請求項５】
請求項１において、
人工多層膜または全反射ミラーにより、前記２次ターゲットから発生したＸ線が前記１つの蛍光Ｘ線に単色化されるＥＵＶ光源。
【請求項１】
１次ターゲットを有するＸ線管と、
そのＸ線管から発生したＸ線が照射される２次ターゲットとを備え、
その２次ターゲットから、Ｂｅ−Ｋα線、Ｓｉ−Ｌ線およびＡｌ−Ｌ線の一群から選ばれた１つの蛍光Ｘ線を発生させるＥＵＶ光源。
【請求項２】
請求項１において、
前記Ｘ線管から発生したＸ線が前記２次ターゲットにおいてＳｉ−Ｋ殻の電子を励起し、カスケード励起によりＳｉ−Ｌ線を発生させるＥＵＶ光源。
【請求項３】
請求項１において、
前記２次ターゲット表面の酸化膜が除去されているＥＵＶ光源。
【請求項４】
請求項１において、
前記Ｘ線管から発生したＸ線がポリキャピラリにより集光されて２次ターゲットに照射されるＥＵＶ光源。
【請求項５】
請求項１において、
人工多層膜または全反射ミラーにより、前記２次ターゲットから発生したＸ線が前記１つの蛍光Ｘ線に単色化されるＥＵＶ光源。
【図１】
【国際公開番号】ＷＯ２００５／０２０６４４
【国際公開日】平成１７年３月３日（２００５．３．３）
【発行日】平成１９年１１月１日（２００７．１１．１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００５−５１３２９４（Ｐ２００５−５１３２９４）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＪＰ２００４／０１１９０５
【国際出願日】平成１６年８月１９日（２００４．８．１９）
【出願人】（０００２５０３５１）理学電機工業株式会社 (44)
【Ｆターム（参考）】
【国際公開日】平成１７年３月３日（２００５．３．３）
【発行日】平成１９年１１月１日（２００７．１１．１）
【国際特許分類】
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＪＰ２００４／０１１９０５
【国際出願日】平成１６年８月１９日（２００４．８．１９）
【出願人】（０００２５０３５１）理学電機工業株式会社 (44)
【Ｆターム（参考）】
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