Ｘ線発生方法、Ｘ線発生装置
【課題】
デブリの発生を効果的に抑制することができるＸ線（ＥＵＶ光を含む。）発生方法を提供すること。
【解決手段】
本発明のＸ線発生方法は、透明基板１１表面に直接又はレーザー吸収層を介して付着させたＸ線発生用ターゲット１３に基板裏面側からターゲット分離用レーザー光１９を照射することにより、このターゲット１３を基板１１から分離し、分離したターゲット１３にＸ線発生用エネルギー２３を供給することにより、Ｘ線を発生させる工程を備える。
デブリの発生を効果的に抑制することができるＸ線（ＥＵＶ光を含む。）発生方法を提供すること。
【解決手段】
本発明のＸ線発生方法は、透明基板１１表面に直接又はレーザー吸収層を介して付着させたＸ線発生用ターゲット１３に基板裏面側からターゲット分離用レーザー光１９を照射することにより、このターゲット１３を基板１１から分離し、分離したターゲット１３にＸ線発生用エネルギー２３を供給することにより、Ｘ線を発生させる工程を備える。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、Ｘ線発生方法、及びＸ線発生装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
２０１０年頃の実用化を目標に４５ｎｍ以下の微細集積回路製造技術の開発が行われている。当技術は極端紫外光源（Extreme Ultra Violet, ＥＵＶ: 波長１３ｎｍ程度であって、）、照明光学系（Ｍｏ／Ｓｉ多層膜反射鏡など）、超高精度ウエハ制御装置（ステッパー）などのシステム技術であり、本発明は光源に関するものである。
【０００３】
ＥＵＶ光源としては数十万度のプラズマが必要となるが、この発生にレーザープラズマ方式と放電方式が提案され研究が進められている。このうちレーザープラズマは、ＥＵＶ発生材料（ターゲット）に集光パルスレーザーを照射し、レーザープラズマからＥＵＶ光を得る。開発課題となるのは高いＥＵＶ発生効率の実現と光源から発生する残留物（デブリ）の除去である。
【０００４】
デブリは、ＥＵＶ光を集めてウエハなどに転送する光学部品に付着してその性能を低下させる。現在ＥＵＶ発生用ターゲット物質として考えられているのは、錫とキセノンである。キセノンは、気体であるので比較的デブリの問題が軽減されるが、効率（１％以下）が実用レベルになっていない。一方、錫は、効率が高く光源性能はすぐれているが、固体であるためにデブリの問題がキセノンに比べて深刻である。
【０００５】
デブリの問題についてはこれまでガスカーテンや電磁遮蔽などの手法が提案され研究されているが、決定的なものは現れていない。デブリ問題を解決するための本質的な方法は必要ＥＵＶ光発生に必要な最低限のターゲットを供給することである。
【０００６】
少量のターゲットを供給するために、特許文献１に記載されているように、ターゲットを小滴状にして供給する方法が知られている。
【特許文献１】米国特許出願公開第２００４／０１１４７２０号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかし、特許文献１に記載の方法によっても、ターゲットは過剰に供給されてしまい、十分にデブリの発生を抑制することが困難である。
【０００８】
本発明は、係る事情に鑑みてなされたものであり、デブリの発生を効果的に抑制することができるＸ線（ＥＵＶ光を含む。）発生方法を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明のＸ線発生方法は、透明基板表面に直接又はレーザー吸収層を介して付着させたＸ線発生用ターゲットに基板裏面側からターゲット分離用レーザー光を照射することにより、このターゲットを基板から分離し、分離したターゲットにＸ線発生用エネルギーを供給することにより、Ｘ線を発生させる工程を備える。
【００１０】
Ｘ線は、ターゲットに大きなエネルギーを加ることによってターゲットをプラズマ化することにより、プラズマ中から発生させる。特許文献１ではターゲットは、概ね球形の小滴状で供給されるが、例えば、図１（ａ）に示すように、レーザー５０を用いてＸ線発生用エネルギーを供給する場合、球形のターゲット５１の表面近傍５３のみがＸ線発生に寄与し、その他の部分５５は、デブリ発生源となっていた（ターゲット５１が球形なので、「表面近傍」以外の領域５５の占める割合が大きく、従って、デブリ発生源の割合が大きい。）。
【００１１】
本発明では、例えば厚さ１ミクロン以下の薄膜ターゲットを基板上に形成し、このターゲットを基板から分離し、その分離したターゲットにエネルギーを加えてエネルギーを発生させるので、Ｘ線発生に寄与しないデブリ発生源を少なくすることができ、その結果、デブリの発生を抑えることができる（図１（ｂ）に示すように、ターゲット６１が薄膜状なので、「表面近傍」以外の領域の占める割合が小さく、従って、デブリ発生源の割合が小さい。）。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、デブリの発生を効果的に抑制することができるＸ線発生方法が提供され、従って、デブリによる装置又は光学系などの汚染を防止することができる。
また、本発明によれば、基板に付着させるターゲットの分量を制御することにより、容易にプラズマ化させるターゲットの分量を制御することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
１．Ｘ線発生方法
本発明のＸ線発生方法は、透明基板表面に直接又はレーザー吸収層を介して付着させたＸ線発生用ターゲットに基板裏面側からターゲット分離用レーザー光を照射することにより、このターゲットを基板から分離し、分離したターゲットにＸ線発生用エネルギーを供給することにより、Ｘ線を発生させる工程を備える。
【００１４】
１−１．透明基板表面に付着させたＸ線発生用ターゲットに基板裏面側からターゲット分離用レーザー光を照射することにより、このターゲットを基板から分離する工程
【００１５】
まず、Ｘ線発生用タ−ゲットを透明基板から分離する作用を、図２を用いて説明する。ここでは、透明基板１表面にレーザー吸収層２を介してＸ線発生用ターゲット３を付着させた場合を例にとって説明するが、Ｘ線発生用ターゲット３を透明基板１表面に直接付着させた場合は、Ｘ線発生用ターゲット３自体がレーザー吸収層の役割を担うので、この場合にも同様の説明が当てはまる。なお、図２は、作用の説明のための概念図であって、本発明を限定するために用いられない。
【００１６】
図２（ａ）に示すように、透明基板１表面にレーザー吸収層２を介して付着させたＸ線発生用ターゲット３に基板１裏面側からターゲット分離用レーザー光５を照射すると、レーザー光５は、基板１を通過してレーザー吸収層２に吸収される。この吸収は、主にレーザー吸収層２と基板１との界面近傍で起こる。
【００１７】
レーザー光５を吸収したレーザー吸収層２は、図２（ｂ）に示すように、瞬間的に高圧ガス（またはプラズマ状態）２ａとなる。
【００１８】
基板１は、通常、ターゲット３に比べて十分な質量を持つので、高圧ガスがもたらす運動量は、ほぼ完全にターゲット３へ与えられる。この圧力により、図２（ｃ）に示すように、ターゲットが基板から分離され、分離されたターゲット３ａが形成される。
【００１９】
上記分離工程は、通常、低気圧又は真空中で行われ、分離されたターゲット３ａは、低気圧又は真空中を飛行する。また、分離されたターゲット３ａは、通常、基板１に付着していたときの外形を概ね保持して飛行する。レーザー光５のパルス幅、エネルギー、波長を変化させることで、分離されたターゲット３ａの飛行速度又は状態（固体（フォイルのまま、または粉々の状態）・液体・気体（クラスタなど含む））などを適宜変化させることができ、さらに、Ｘ線発生条件（発生するＸ線の波長・強度・バンドの広がりなど）を変化させることができる。
【００２０】
なお、上記作用によって、薄膜を基板から分離させる技術自体は、Opt. Comm. vol.15 p p.422-425(1975)などに、記載されている。
【００２１】
次に、各構成要素を詳細に説明する。
（１）透明基板
透明基板には、使用するターゲット分離用レーザー光に対して透光性を有し、かつ、基板上にターゲットを保持することができるものを用いることができる。透明基板は、ガラス又はポリマー（ポリスチレン、ポリエチレン、ＰＥＴ、ポリイミド類、ポリカーボネイト、ポリアミドなど）などからなる。
【００２２】
（２）Ｘ線発生用タ−ゲット、レーザー吸収層
Ｘ線発生用ターゲットには、Ｘ線発生用エネルギーを吸収することによってプラズマ化して、Ｘ線を発生させるものを用いることができる。Ｘ線発生用ターゲットは、例えばスズ又は金などを含む。Ｘ線発生用ターゲットの種類・密度は、必要なＸ線の波長などによって適宜選択することができる。
【００２３】
Ｘ線発生用ターゲットは、透明基板表面に直接又はレーザー吸収層を介して付着される。Ｘ線発生用ターゲットがターゲット分離用レーザー光に対して低い吸収率を有する場合、Ｘ線発生用ターゲットを透明基板から分離するために、レーザー吸収層を設けることが必要である。一方、Ｘ線発生用ターゲットがターゲット分離用レーザー光に対して高い吸収率を有する場合には、Ｘ線発生用ターゲット自体がレーザー吸収層の役割を果たすので、Ｘ線発生用ターゲットを透明基板に直接付着させることができる。
【００２４】
レーザー吸収層には、ターゲット分離用レーザー光を吸収して高圧ガス（またはプラズマ状態）となるものを用いることができ、具体的には、種々の金属又はカーボンなどを用いることができる。
【００２５】
Ｘ線発生用ターゲット及びレーザー吸収層は、基板全面に付着してもよいが、コスト削減の観点から必要な大きさのスポット状に形成することが好ましい。
【００２６】
また、Ｘ線発生用ターゲット及びレーザー吸収層は、予め蒸着などによって基板上に付着しておいたものを用いてもよいが、例えば、インクジェット方式で基板表面に付着させることが好ましい。インクジェット方式を用いると、Ｘ線発生用ターゲット及びレーザー吸収層を簡易に、かつ装置を停止させることなく連続的に供給することができるという利点がある。また、インクジェット方式を用いる場合、塗布する材料を液体状にする必要があるので、Ｘ線発生用ターゲット及びレーザー吸収層は、融点が低い（例えば、３００℃以下の）材料で形成されることが好ましい。
【００２７】
インクジェット方式でＸ線発生用ターゲットを連続的に供給する方法を図３に例示する。図３（ａ）、（ｂ）は、それぞれ、テープ状の基板及び円盤状の基板を用いた場合であり、基板１は、矢印の方向に搬送され、インクジェット式ターゲット塗布装置４でターゲット３を順次塗布する。図３では、インクジェット方式でターゲットのみを塗布する場合を示しているが、インクジェット式ターゲット塗布装置をもう１つ設け、レーザー吸収層も同様の方法で塗布することができる。
【００２８】
（３）ターゲット分離用レーザー光
ターゲット分離用レーザー光の波長は、上記透明基板を透過し、レーザー吸収層またはＸ線発生用タ−ゲットに効率よく吸収されるものが好ましい。透明基板がポリマーからなる場合、ターゲット分離用レーザー光の波長は、例えば、可視光から遠赤外線の波長を選択することができる。透明基板がガラスからなる場合、ターゲット分離用レーザー光の波長は、例えば、可視光から近赤外線の波長を選択することができる。
【００２９】
ターゲット分離用レーザー光のエネルギーは、タ−ゲットを基板から分離するが、ターゲットのブレークアップや基板の破壊などを伴わない領域でかつ所定のターゲットの面積に則した値を選択する。
【００３０】
ターゲット分離用レーザー光は、好ましくは、パルス状である。パルスエネルギーは、Ｉ×τ×Ａ（Ｉ：照射レーザー強度、τ：パルス幅、Ａ：発光面積）で表され、代表的には、照射レーザー強度Ｉ（１０8Ｗ／ｃｍ2）、一般的なＱスイッチパルス幅（τ＝１０ｎｓ）およびＥＵＶで必要とされる発光面積（５００μｍΦ）を採用すると８０ミリジュール程度となる。
【００３１】
１−２．分離したターゲットにＸ線発生用エネルギーを供給することにより、Ｘ線を発生させる工程
Ｘ線発生用エネルギーは、例えば、Ｘ線発生用レーザー光照射又は放電によって供給することができる。
【００３２】
（１）Ｘ線発生用レーザー光照射
Ｘ線発生用レーザー光には、分離したターゲットをプラズマ化して、Ｘ線を発生させることができるものを用いることができ、例えば、ＹＡＧレーザー光などを用いることができる。
【００３３】
Ｘ線発生用レーザー光は、好ましくは、基板表面に実質的に垂直に基板表面に向かって、照射することが好ましい。なぜなら、分離したターゲットは、通常、透明基板表面に垂直な方向に運動しているので、基板表面に実質的に垂直に基板表面に向かってレーザー光を照射することによって、極めて容易にターゲットにレーザー光を照射することができるからである。なお、分離したターゲットの移動速度は、光の速度と比べて極めて小さいので、レーザー光をターゲットに命中させることは、この点からも容易である。なお、Ｘ線発生用レーザー光の照射方向は、「垂直」に限定されない。
【００３４】
（２）Ｘ線発生用放電
図４を用いて、放電により分離したターゲットにＸ線発生用エネルギーを供給する方法を説明する。図４は、説明のための概念図であり、本発明を限定するために用いられない。
【００３５】
図２（ｃ）に示す方法で基板１から分離されたターゲット３ａは、通常、基板１の表面に実質的に垂直に移動する。従って、分離されたターゲット３ａが通過する経路は、容易に予測又は制御可能である。図４に示すように、分離されたターゲット３ａの経路中に、分離したターゲット３ａの径と概ね等しい大きさのギャップ有すると共に高電圧（例えば数ｋＶ程度）が印加された一対の電極７を配置する。分離したターゲット３ａが前記電極７の間７ａを通過するときに、放電が起こり、分離したターゲット３ａに電気エネルギーが供給され、分離したターゲット３ａがプラズマ化され、Ｘ線を発生させる。
【００３６】
１−３．Ｘ線を発生させる工程の後に、ターゲットにデブリスィーパを衝突させることにより、デブリスィーパにターゲットを付着させ、その後、デブリスィーパを除去することにより、ターゲットを除去する工程
本発明は、このようなデブリスィーパを用いたターゲットの除去工程をさらに備えてもよい。プラズマ化したターゲットは、プラズマ化した直後はプラズマ化する前とほぼ同じ位置に留まっているが、そのまま放置されると、大量のデブリを発生させ、光学系などを汚染する。従って、このターゲットは、Ｘ線を発生させた後、素早く除去することが好ましい。
【００３７】
ここで、デブリスィーパを用いたターゲットを除去する方法について、図５を用いて説明する。図５は、説明のための概念図であり、本発明を限定するために用いられない。
【００３８】
まず、図５（ａ）に示すように、プラズマ化した直後のターゲット３ａに向かって、デブリスィーパ９を衝突させる。デブリスィーパ９は、例えばターゲット３ａと同様の材料からなり、ターゲット３ａを基板１から分離するのに用いたのと同様の方法で、別の基板から発射することができる。ターゲット３ａ及びデブリスィーパ９の発射方向は、通常は、それぞれの基板表面に実質的に垂直なので容易に制御可能であり、これらの発射速度は、それぞれ、ターゲット分離用レーザー光の強度などを制御することにより、容易に制御可能である。従って、タイミングを調節してデブリスィーパ９を発射することにより、プラズマ化した直後のターゲット３ａにデブリスィーパ９を衝突させることは、容易である。なお、ターゲット３ａがプラズマ化して所定時間経過した後（但し、残留デブリがレーザー照射領域から大きく離れる前）に、デブリスィーパ９がターゲット３ａに衝突するように設計することも可能である。
【００３９】
デブリスィーパ９の発射速度又は質量などを適宜調節することにより、デブリスィーパ９がターゲット３ａに対して比較的大きな運動量を有するようにする。
【００４０】
デブリスィーパ９は、図５（ｂ）に示すように、ターゲット３ａと衝突してターゲット３ａと一体になるが、デブリスィーパ９は、上記の通り、ターゲット３ａに対して比較的大きな運動量を有するようにしているので、衝突後、若干方向及び速度を変えて運動を続けるが、これを制御できる。
【００４１】
ターゲット３ａと一体となったデブリスィーパ９は、その進む経路中に配置されたデブリスィーパ回収器によって、回収される。
【００４２】
次に、各構成要素を詳細に説明する。
（１）デブリスィーパ
デブリスィーパは、ターゲットを基板から分離するのに用いたのと同様の方法で、基板から発射することができる。デブリスィーパの材料は、レーザーによる加速を受けながら固体の状態を保って飛行できるものが望ましい。また、デブリスィーパは、ターゲットを容易に付着する材料で形成されることが好ましい。
【００４３】
（２）デブリスィーパ回収器
デブリスィーパ回収器は、ターゲットと一体となったデブリスィーパを除去することができるものを用いることができ、単なる容器であってもよく、差動排気装置などであってもよい。
【００４４】
（３）デブリスィーパの動作タイミング
基板から分離したターゲットとデブリスィーパは、通常、秒速１００ｍ程度で飛行するのに対して、Ｘ線は秒速３×１０8ｍで進むため、この速度差を利用して、タイミングよくデブリスィーパを発射することにより、発生したＸ線と干渉することなく、Ｘ線発生後のターゲットを効果的に除去することができる。
【００４５】
Ｘ線発生とデブリスィーパの発射などのタイミングチャートの一例を図６に示す。図６は、説明のためにのみ用いられ、本発明を限定するために用いられない。図６の縦軸は時間を示すが、本技術の時間領域はミリ秒（ターゲットの飛行時間）からナノ秒（Ｘ線の発生時間）まで数桁にわたるため対数表示になっている。
【００４６】
まず、ターゲット分離用レーザー光が基板上のターゲットに照射され、ターゲットが基板から分離される。この後、数百マイクロ秒遅れてデブリスィーパ用のレーザー光がデブリスィーパに照射され、デブリスィーパが発射される。さらに、数百マイクロ秒遅れて、パルス状のＸ線発生用のレーザー光がターゲットに照射され、その直後にＸ線が発生し、Ｘ線発生後、数百マイクロ秒遅れてデブリスィーパがターゲットに衝突する。
【００４７】
このように、Ｘ線が発生する前に、デブリスィーパを発射し、Ｘ線が発生した後にデブリスィーパをターゲットに衝突させることにより、デブリスィーパが発生したＸ線と干渉することなく、Ｘ線発生後のターゲットを効果的に除去することができる。
【００４８】
２．Ｘ線発生装置
本発明のＸ線発生装置は、透明基板表面に直接又はレーザー吸収層を介して付着させたＸ線発生用ターゲットを供給するＸ線発生用ターゲット供給部と、このターゲットに基板裏面側からターゲット分離用レーザー光を照射することにより、このターゲットを基板から分離するターゲット分離用レーザー光照射部と、分離したターゲットにＸ線発生用エネルギーを供給することにより、Ｘ線を発生させるＸ線発生用エネルギー供給部とを備える。Ｘ線発生用エネルギー供給部は、例えば、Ｘ線発生用レーザー光照射部又は放電発生部を備える。また、Ｘ線を発生させた後のターゲットにデブリスィーパを衝突させることにより、デブリスィーパにターゲットを付着させ、その後、デブリスィーパを除去することにより、ターゲットを除去するデブリスィーパ供給部をさらに備えることが好ましい。
【００４９】
この装置の各構成要素についての説明は、Ｘ線発生方法での説明がそのまま当てはまる。
【実施例】
【００５０】
以下、図７〜９を用いて、本発明の実施例の説明を行う。図７は、本実施例の装置のターゲット分離用及びＸ線発生用レーザー光照射部を含む構成を示す斜視図である。図８は、本実施例における、ターゲット分離用レーザー光、Ｘ線発生用レーザー光及びデブリスィーパ分離用レーザー光の供給方法を示す光学回路図である。図９は、本実施例のインクジェット式ターゲット塗布装置の周辺の構成を示す平面図である。
【００５１】
１．基本構成
図７に示すように、Ｘ線発生用ターゲット１３は、ポリマーテープ１１にスポット状に付着している。ターゲット１３は、スズを含む合金である半田からなり、厚さが０．１μｍ程度であり、径が５００μｍ程度である。このターゲット１３は、後述するインクジェット装置によって塗布され、その後、乾燥されている。ポリマーテープ１１は、ＰＥＴからなり、厚さが１０〜１００μｍ程度であり、可撓性を有しており、透明で中空の剛性円筒部材（円筒ドラム）１５によって支持され、レーザー照射焦点位置に正確に維持される。ポリマーテープ１１は、ターゲット１３が外側に位置するように、円筒ドラム１５に巻きつけられている。円筒ドラム１５は、ドラム駆動装置１７によって駆動されて回転する。円筒ドラム１５の回転に従って、ポリマーテープ１１が矢印Ａの方向に搬送され、ターゲット分離用レーザー光１９が照射される位置２０にターゲット１３が送られる。ポリマーテープ１１は、１０ｍ／ｓという高速で搬送される。このため、後述する１０ｋＨｚという高い周波数の繰り返しパルスを有するターゲット分離用レーザー光１９のパルス間隔に合わせて、ターゲット１３を供給することが可能になる。
【００５２】
ターゲット分離用レーザー光１９は、円筒ドラム１５の下方から供給され、円筒ドラム１５の内部に設けられたミラー２１で反射して、ターゲット１３に向かう。従って、ターゲット分離用レーザー光１９は、円筒ドラム１５の内部より、円筒ドラム１５を介してターゲット１３に照射される。ターゲット分離用レーザー光１９は、波長が１０６４ｎｍのＹＡＧレーザー光であり、ターゲット１３とポリマーテープ１１との界面において直径が５００μｍ程度となるように、図示しない集光光学系によって、集束させられる。ターゲット分離用レーザー光１９のパルス周波数は、１０ｋＨｚであり、照射強度は、１０8Ｗ／ｃｍ2程度である。
【００５３】
ターゲット分離用レーザー光１９がターゲット１３に照射されると、図２に示した作用により、ターゲット１３がポリマーテープ１１から分離され、１００ｍ／ｓ程度の速度でポリマーテープ１１から飛び出す。この飛び出したターゲット１３ａに対して、正面からＸ線発生用レーザー光２３が照射される。
【００５４】
Ｘ線発生用レーザー光２３は、波長が１０６４ｎｍのＹＡＧレーザー光であり、ターゲット１３ａ上において直径が５００μｍ程度となるように集束させられる。Ｘ線発生用レーザー光２３のパルス周波数は、１０ｋＨｚであり、照射強度は、１０10Ｗ／ｃｍ2程度である。但し、ここに挙げた数値はＥＵＶ用であり、他のＸ線発生にはそれぞれに適したパラメータが設定される。
【００５５】
Ｘ線発生用レーザー光２３がターゲット１３ａに照射されると、ターゲット１３ａは、プラズマ化され、Ｘ線を発生させる。この発生したＸ線は、図示しない凹面ミラーなどによって集光され、フォトリソグラフィーなどに用いられる。
【００５６】
なお、以上の構成は、全て、１０-5Ｔｏｒｒ以下の真空タンク中に配置されている。
【００５７】
２．デブリスィーパ
ポリマーテープ１１に付着されたターゲット１３を供給するターゲット供給部１０に隣接して、ほぼ同様の構成を有するデブリスィーパ供給部３０が配置される（図７では簡略化して表示している。）。但し、デブリスィーパ供給部３０は、厚さが０．１μｍ程度であるターゲットの代わりに厚さが１μｍ以上のデブリスィーパ３３を備える。デブリスィーパ３３は、Ｘ線発生ターゲットに比べて十分に大きな運動量を持つように密度、厚さ及び材料を選ぶ。また、ターゲット分離用レーザー光１９の代わりに、デブリスィーパ分離用レーザー光３９をデブリスィーパ３３に照射する。デブリスィーパ分離用レーザー光３９の照射強度は、１０8Ｗ／ｃｍ2程度である。
【００５８】
デブリスィーパ３３は、ターゲット１３がポリマーテープ１１から分離された直後であってＸ線発生用レーザー光２３の照射を受ける前に、１００ｍ／ｓ程度の速度で発射される。デブリスィーパ３３が、ターゲット１３ａに向かって移動している間に、Ｘ線発生用レーザー光２３がターゲット１３ａに照射され、ターゲット１３ａは、プラズマ化され、Ｘ線を発生させる。ターゲット１３ａがＸ線を発生させた直後にデブリスィーパ３３は、ターゲット１３ａに衝突する。このため、デブリスィーパ３３は、発生したＸ線と干渉しない。デブリスィーパ３３は、ターゲット１３ａと衝突するとターゲット１３ａと一体となって飛行を続ける。その進む先には、差動排気装置（図示せず）が設けられ、デブリスィーパ３３が真空タンクから除去される。デブリスィーパ３３は、プラズマ化されたターゲット１３ａがデブリを大量に発生させる前に、ターゲット１３ａを真空タンクから除去することにより、デブリの発生を抑制する。
【００５９】
３．光学回路
図８は、ターゲット分離用レーザー光１９、Ｘ線発生用レーザー光２３及びデブリスィーパ分離用レーザー光３９の供給方法を示す光学回路図である。
【００６０】
レーザー装置４０から放射されたレーザー光４１は、第１のビームスプリッタ４３において、大部分のレーザー光が反射し、数％のレーザー光が透過する。反射したレーザー光は、Ｘ線発生用レーザー光２３となり、遅延光路４２を通って、ポリマーテープ１１から分離されたターゲット１３ａに照射される。透過したレーザー光は、第２のビームスプリッタ４５において、１０％程度が反射し、残りが透過する。反射したレーザー光は、ターゲット分離用レーザー光１９となり、ミラー２１で反射した後、ポリマーテープ１１に付着したターゲット１３に照射されて、ターゲット１３をポリマーテープ１１から分離する。透過したレーザー光は、デブリスィーパ分離用レーザー光３９となり、ミラー４７で反射した後、ポリマーテープに付着したデブリスィーパ３３に照射されて、デブリスィーパ３３をポリマーテープから分離して、ターゲット１３ａに向かわせる。デブリスィーパ分離用レーザー光３９の光路中には必要に応じ、遅延光路が設けられる。
【００６１】
遅延光路の長さを適宜調節して、上記の通り、ターゲット分離用レーザー光１９をターゲット１３に照射した後に、デブリスィーパ分離用レーザー光３９をデブリスィーパ３３に照射し、その後、Ｘ線発生用レーザー光２３をターゲット１３ａに照射するような構成にする。なお、遅延光路を設ける代わりに、ターゲット分離用レーザー光１９、Ｘ線発生用レーザー光２３及びデブリスィーパ分離用レーザー光３９にそれぞれ使用するパルスをずらすことにより、レーザー光照射のタイミングを調節することができる（例えば、パルス周波数１０ｋＨｚのレーザーでは、パルス間隔は１００μｓであるので、使用するパルスをＮ個ずらすことにより、Ｎ×１００μｓのタイミングのずれを設けることができる。）。
【００６２】
なお、ここでは、単一のレーザー装置からの光を分岐させて、ターゲット分離用レーザー光、Ｘ線発生用レーザー光及びデブリスィーパ分離用レーザー光としたが、各レーザー光に対するレーザー装置をそれぞれ設ける構成にしてもよい。各ビームスプリッタの反射率は、適宜調節することができる。また、第１のビームスプリッタで反射されたレーザー光をさらに分岐するなど、別の分岐方法を採用することもできる。
【００６３】
４．インクジェット式ターゲット塗布装置
図９は、本実施例のインクジェット式ターゲット塗布装置の周辺の構成を示す平面図である。図９に示すように、ポリマーテープ１１は、４つの透明ドラム１５，１５ａ〜ｃによって支持されて、ドラムの回転によって搬送される。ポリマーテープは、１０ｍ／ｓという高速で搬送されるので、十分な機械的強度を有している必要があり、ここでは、ＰＥＴが用いられる。このポリマーテープに隣接して、インクジェット式ターゲット塗布装置４８と、ターゲット固定装置４９が配置される。
【００６４】
インクジェット式ターゲット塗布装置４８は、２７０℃程度に加熱されて溶融した半田をポリマーテープ１１上に塗布する。塗布されるターゲット１３は高温であるが、非常に薄く塗布されるため熱容量が小さく、ターゲット１３の熱によってポリマーテープ１１が溶融することはない。
【００６５】
インクジェット式ターゲット塗布装置４８は、一定の分量のターゲットを正確にポリマーテープ１１上に滴下することができ、ポリマーテープ１１上に滴下されたターゲット１３は、概ね一定の大きさに広がる。ターゲット１３は、この状態で、ターゲット固定装置４９によって、冷却されて固化される。
【００６６】
なお、デブリスィーパ３３も同様の方法で供給することができる。また、溶融した半田を用いる代わりに、塩化スズなどを水などの溶媒に溶解させたものを塗布・乾燥させてもよいし、ペースト状にしたターゲットを塗布・乾燥させてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００６７】
【図１】本発明における、デブリ抑制の作用を説明する正面図である。
【図２】本発明における、ターゲット分離の作用を説明する断面図である。
【図３】本発明における、インクジェット方式でＸ線発生用ターゲットを連続的に供給する方法を示す平面図である。
【図４】本発明における、Ｘ線発生用放電の作用を説明する断面図である。
【図５】本発明における、デブリスィーパの作用を説明する断面図である。
【図６】本発明における、デブリスィーパの発射タイミングを説明するためのタイムチャートである。
【図７】本実施例の装置のターゲット分離用及びＸ線発生用レーザー光照射部を含む構成を示す斜視図である。
【図８】本実施例における、ターゲット分離用レーザー光、Ｘ線発生用レーザー光及びデブリスィーパ分離用レーザー光の供給方法を示す光学回路図である。
【図９】本実施例のインクジェット式ターゲット塗布装置の周辺の構成を示す平面図である。
【符号の説明】
【００６８】
１：透明基板 ２：レーザー吸収層 ２ａ：高圧ガス ３：Ｘ線発生用ターゲット ３ａ：分離されたターゲット ４：インクジェット式ターゲット塗布装置 ５：ターゲット分離用レーザー光 ７：放電用電極 ９：デブリスィーパ １０：ターゲット供給部 １１：ポリマーテープ １３：ターゲット １５：透明ドラム １７：ドラム駆動装置 １９：ターゲット分離用レーザー光 ２１：ミラー ２３：Ｘ線発生用レーザー光 ３０：デブリスィーパ供給部 ３３：デブリスィーパ ３９：デブリスィーパ分離用レーザー光 ４０：レーザー装置 ４１：レーザー光 ４２：遅延光路 ４３，４５：ビームスプリッタ ４７：ミラー ４８：インクジェット式ターゲット塗布装置 ４９：ターゲット固定装置 ５０：レーザー光 ５１：球形のターゲット ６１：薄膜状のターゲット
【技術分野】
【０００１】
本発明は、Ｘ線発生方法、及びＸ線発生装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
２０１０年頃の実用化を目標に４５ｎｍ以下の微細集積回路製造技術の開発が行われている。当技術は極端紫外光源（Extreme Ultra Violet, ＥＵＶ: 波長１３ｎｍ程度であって、）、照明光学系（Ｍｏ／Ｓｉ多層膜反射鏡など）、超高精度ウエハ制御装置（ステッパー）などのシステム技術であり、本発明は光源に関するものである。
【０００３】
ＥＵＶ光源としては数十万度のプラズマが必要となるが、この発生にレーザープラズマ方式と放電方式が提案され研究が進められている。このうちレーザープラズマは、ＥＵＶ発生材料（ターゲット）に集光パルスレーザーを照射し、レーザープラズマからＥＵＶ光を得る。開発課題となるのは高いＥＵＶ発生効率の実現と光源から発生する残留物（デブリ）の除去である。
【０００４】
デブリは、ＥＵＶ光を集めてウエハなどに転送する光学部品に付着してその性能を低下させる。現在ＥＵＶ発生用ターゲット物質として考えられているのは、錫とキセノンである。キセノンは、気体であるので比較的デブリの問題が軽減されるが、効率（１％以下）が実用レベルになっていない。一方、錫は、効率が高く光源性能はすぐれているが、固体であるためにデブリの問題がキセノンに比べて深刻である。
【０００５】
デブリの問題についてはこれまでガスカーテンや電磁遮蔽などの手法が提案され研究されているが、決定的なものは現れていない。デブリ問題を解決するための本質的な方法は必要ＥＵＶ光発生に必要な最低限のターゲットを供給することである。
【０００６】
少量のターゲットを供給するために、特許文献１に記載されているように、ターゲットを小滴状にして供給する方法が知られている。
【特許文献１】米国特許出願公開第２００４／０１１４７２０号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかし、特許文献１に記載の方法によっても、ターゲットは過剰に供給されてしまい、十分にデブリの発生を抑制することが困難である。
【０００８】
本発明は、係る事情に鑑みてなされたものであり、デブリの発生を効果的に抑制することができるＸ線（ＥＵＶ光を含む。）発生方法を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明のＸ線発生方法は、透明基板表面に直接又はレーザー吸収層を介して付着させたＸ線発生用ターゲットに基板裏面側からターゲット分離用レーザー光を照射することにより、このターゲットを基板から分離し、分離したターゲットにＸ線発生用エネルギーを供給することにより、Ｘ線を発生させる工程を備える。
【００１０】
Ｘ線は、ターゲットに大きなエネルギーを加ることによってターゲットをプラズマ化することにより、プラズマ中から発生させる。特許文献１ではターゲットは、概ね球形の小滴状で供給されるが、例えば、図１（ａ）に示すように、レーザー５０を用いてＸ線発生用エネルギーを供給する場合、球形のターゲット５１の表面近傍５３のみがＸ線発生に寄与し、その他の部分５５は、デブリ発生源となっていた（ターゲット５１が球形なので、「表面近傍」以外の領域５５の占める割合が大きく、従って、デブリ発生源の割合が大きい。）。
【００１１】
本発明では、例えば厚さ１ミクロン以下の薄膜ターゲットを基板上に形成し、このターゲットを基板から分離し、その分離したターゲットにエネルギーを加えてエネルギーを発生させるので、Ｘ線発生に寄与しないデブリ発生源を少なくすることができ、その結果、デブリの発生を抑えることができる（図１（ｂ）に示すように、ターゲット６１が薄膜状なので、「表面近傍」以外の領域の占める割合が小さく、従って、デブリ発生源の割合が小さい。）。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、デブリの発生を効果的に抑制することができるＸ線発生方法が提供され、従って、デブリによる装置又は光学系などの汚染を防止することができる。
また、本発明によれば、基板に付着させるターゲットの分量を制御することにより、容易にプラズマ化させるターゲットの分量を制御することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
１．Ｘ線発生方法
本発明のＸ線発生方法は、透明基板表面に直接又はレーザー吸収層を介して付着させたＸ線発生用ターゲットに基板裏面側からターゲット分離用レーザー光を照射することにより、このターゲットを基板から分離し、分離したターゲットにＸ線発生用エネルギーを供給することにより、Ｘ線を発生させる工程を備える。
【００１４】
１−１．透明基板表面に付着させたＸ線発生用ターゲットに基板裏面側からターゲット分離用レーザー光を照射することにより、このターゲットを基板から分離する工程
【００１５】
まず、Ｘ線発生用タ−ゲットを透明基板から分離する作用を、図２を用いて説明する。ここでは、透明基板１表面にレーザー吸収層２を介してＸ線発生用ターゲット３を付着させた場合を例にとって説明するが、Ｘ線発生用ターゲット３を透明基板１表面に直接付着させた場合は、Ｘ線発生用ターゲット３自体がレーザー吸収層の役割を担うので、この場合にも同様の説明が当てはまる。なお、図２は、作用の説明のための概念図であって、本発明を限定するために用いられない。
【００１６】
図２（ａ）に示すように、透明基板１表面にレーザー吸収層２を介して付着させたＸ線発生用ターゲット３に基板１裏面側からターゲット分離用レーザー光５を照射すると、レーザー光５は、基板１を通過してレーザー吸収層２に吸収される。この吸収は、主にレーザー吸収層２と基板１との界面近傍で起こる。
【００１７】
レーザー光５を吸収したレーザー吸収層２は、図２（ｂ）に示すように、瞬間的に高圧ガス（またはプラズマ状態）２ａとなる。
【００１８】
基板１は、通常、ターゲット３に比べて十分な質量を持つので、高圧ガスがもたらす運動量は、ほぼ完全にターゲット３へ与えられる。この圧力により、図２（ｃ）に示すように、ターゲットが基板から分離され、分離されたターゲット３ａが形成される。
【００１９】
上記分離工程は、通常、低気圧又は真空中で行われ、分離されたターゲット３ａは、低気圧又は真空中を飛行する。また、分離されたターゲット３ａは、通常、基板１に付着していたときの外形を概ね保持して飛行する。レーザー光５のパルス幅、エネルギー、波長を変化させることで、分離されたターゲット３ａの飛行速度又は状態（固体（フォイルのまま、または粉々の状態）・液体・気体（クラスタなど含む））などを適宜変化させることができ、さらに、Ｘ線発生条件（発生するＸ線の波長・強度・バンドの広がりなど）を変化させることができる。
【００２０】
なお、上記作用によって、薄膜を基板から分離させる技術自体は、Opt. Comm. vol.15 p p.422-425(1975)などに、記載されている。
【００２１】
次に、各構成要素を詳細に説明する。
（１）透明基板
透明基板には、使用するターゲット分離用レーザー光に対して透光性を有し、かつ、基板上にターゲットを保持することができるものを用いることができる。透明基板は、ガラス又はポリマー（ポリスチレン、ポリエチレン、ＰＥＴ、ポリイミド類、ポリカーボネイト、ポリアミドなど）などからなる。
【００２２】
（２）Ｘ線発生用タ−ゲット、レーザー吸収層
Ｘ線発生用ターゲットには、Ｘ線発生用エネルギーを吸収することによってプラズマ化して、Ｘ線を発生させるものを用いることができる。Ｘ線発生用ターゲットは、例えばスズ又は金などを含む。Ｘ線発生用ターゲットの種類・密度は、必要なＸ線の波長などによって適宜選択することができる。
【００２３】
Ｘ線発生用ターゲットは、透明基板表面に直接又はレーザー吸収層を介して付着される。Ｘ線発生用ターゲットがターゲット分離用レーザー光に対して低い吸収率を有する場合、Ｘ線発生用ターゲットを透明基板から分離するために、レーザー吸収層を設けることが必要である。一方、Ｘ線発生用ターゲットがターゲット分離用レーザー光に対して高い吸収率を有する場合には、Ｘ線発生用ターゲット自体がレーザー吸収層の役割を果たすので、Ｘ線発生用ターゲットを透明基板に直接付着させることができる。
【００２４】
レーザー吸収層には、ターゲット分離用レーザー光を吸収して高圧ガス（またはプラズマ状態）となるものを用いることができ、具体的には、種々の金属又はカーボンなどを用いることができる。
【００２５】
Ｘ線発生用ターゲット及びレーザー吸収層は、基板全面に付着してもよいが、コスト削減の観点から必要な大きさのスポット状に形成することが好ましい。
【００２６】
また、Ｘ線発生用ターゲット及びレーザー吸収層は、予め蒸着などによって基板上に付着しておいたものを用いてもよいが、例えば、インクジェット方式で基板表面に付着させることが好ましい。インクジェット方式を用いると、Ｘ線発生用ターゲット及びレーザー吸収層を簡易に、かつ装置を停止させることなく連続的に供給することができるという利点がある。また、インクジェット方式を用いる場合、塗布する材料を液体状にする必要があるので、Ｘ線発生用ターゲット及びレーザー吸収層は、融点が低い（例えば、３００℃以下の）材料で形成されることが好ましい。
【００２７】
インクジェット方式でＸ線発生用ターゲットを連続的に供給する方法を図３に例示する。図３（ａ）、（ｂ）は、それぞれ、テープ状の基板及び円盤状の基板を用いた場合であり、基板１は、矢印の方向に搬送され、インクジェット式ターゲット塗布装置４でターゲット３を順次塗布する。図３では、インクジェット方式でターゲットのみを塗布する場合を示しているが、インクジェット式ターゲット塗布装置をもう１つ設け、レーザー吸収層も同様の方法で塗布することができる。
【００２８】
（３）ターゲット分離用レーザー光
ターゲット分離用レーザー光の波長は、上記透明基板を透過し、レーザー吸収層またはＸ線発生用タ−ゲットに効率よく吸収されるものが好ましい。透明基板がポリマーからなる場合、ターゲット分離用レーザー光の波長は、例えば、可視光から遠赤外線の波長を選択することができる。透明基板がガラスからなる場合、ターゲット分離用レーザー光の波長は、例えば、可視光から近赤外線の波長を選択することができる。
【００２９】
ターゲット分離用レーザー光のエネルギーは、タ−ゲットを基板から分離するが、ターゲットのブレークアップや基板の破壊などを伴わない領域でかつ所定のターゲットの面積に則した値を選択する。
【００３０】
ターゲット分離用レーザー光は、好ましくは、パルス状である。パルスエネルギーは、Ｉ×τ×Ａ（Ｉ：照射レーザー強度、τ：パルス幅、Ａ：発光面積）で表され、代表的には、照射レーザー強度Ｉ（１０8Ｗ／ｃｍ2）、一般的なＱスイッチパルス幅（τ＝１０ｎｓ）およびＥＵＶで必要とされる発光面積（５００μｍΦ）を採用すると８０ミリジュール程度となる。
【００３１】
１−２．分離したターゲットにＸ線発生用エネルギーを供給することにより、Ｘ線を発生させる工程
Ｘ線発生用エネルギーは、例えば、Ｘ線発生用レーザー光照射又は放電によって供給することができる。
【００３２】
（１）Ｘ線発生用レーザー光照射
Ｘ線発生用レーザー光には、分離したターゲットをプラズマ化して、Ｘ線を発生させることができるものを用いることができ、例えば、ＹＡＧレーザー光などを用いることができる。
【００３３】
Ｘ線発生用レーザー光は、好ましくは、基板表面に実質的に垂直に基板表面に向かって、照射することが好ましい。なぜなら、分離したターゲットは、通常、透明基板表面に垂直な方向に運動しているので、基板表面に実質的に垂直に基板表面に向かってレーザー光を照射することによって、極めて容易にターゲットにレーザー光を照射することができるからである。なお、分離したターゲットの移動速度は、光の速度と比べて極めて小さいので、レーザー光をターゲットに命中させることは、この点からも容易である。なお、Ｘ線発生用レーザー光の照射方向は、「垂直」に限定されない。
【００３４】
（２）Ｘ線発生用放電
図４を用いて、放電により分離したターゲットにＸ線発生用エネルギーを供給する方法を説明する。図４は、説明のための概念図であり、本発明を限定するために用いられない。
【００３５】
図２（ｃ）に示す方法で基板１から分離されたターゲット３ａは、通常、基板１の表面に実質的に垂直に移動する。従って、分離されたターゲット３ａが通過する経路は、容易に予測又は制御可能である。図４に示すように、分離されたターゲット３ａの経路中に、分離したターゲット３ａの径と概ね等しい大きさのギャップ有すると共に高電圧（例えば数ｋＶ程度）が印加された一対の電極７を配置する。分離したターゲット３ａが前記電極７の間７ａを通過するときに、放電が起こり、分離したターゲット３ａに電気エネルギーが供給され、分離したターゲット３ａがプラズマ化され、Ｘ線を発生させる。
【００３６】
１−３．Ｘ線を発生させる工程の後に、ターゲットにデブリスィーパを衝突させることにより、デブリスィーパにターゲットを付着させ、その後、デブリスィーパを除去することにより、ターゲットを除去する工程
本発明は、このようなデブリスィーパを用いたターゲットの除去工程をさらに備えてもよい。プラズマ化したターゲットは、プラズマ化した直後はプラズマ化する前とほぼ同じ位置に留まっているが、そのまま放置されると、大量のデブリを発生させ、光学系などを汚染する。従って、このターゲットは、Ｘ線を発生させた後、素早く除去することが好ましい。
【００３７】
ここで、デブリスィーパを用いたターゲットを除去する方法について、図５を用いて説明する。図５は、説明のための概念図であり、本発明を限定するために用いられない。
【００３８】
まず、図５（ａ）に示すように、プラズマ化した直後のターゲット３ａに向かって、デブリスィーパ９を衝突させる。デブリスィーパ９は、例えばターゲット３ａと同様の材料からなり、ターゲット３ａを基板１から分離するのに用いたのと同様の方法で、別の基板から発射することができる。ターゲット３ａ及びデブリスィーパ９の発射方向は、通常は、それぞれの基板表面に実質的に垂直なので容易に制御可能であり、これらの発射速度は、それぞれ、ターゲット分離用レーザー光の強度などを制御することにより、容易に制御可能である。従って、タイミングを調節してデブリスィーパ９を発射することにより、プラズマ化した直後のターゲット３ａにデブリスィーパ９を衝突させることは、容易である。なお、ターゲット３ａがプラズマ化して所定時間経過した後（但し、残留デブリがレーザー照射領域から大きく離れる前）に、デブリスィーパ９がターゲット３ａに衝突するように設計することも可能である。
【００３９】
デブリスィーパ９の発射速度又は質量などを適宜調節することにより、デブリスィーパ９がターゲット３ａに対して比較的大きな運動量を有するようにする。
【００４０】
デブリスィーパ９は、図５（ｂ）に示すように、ターゲット３ａと衝突してターゲット３ａと一体になるが、デブリスィーパ９は、上記の通り、ターゲット３ａに対して比較的大きな運動量を有するようにしているので、衝突後、若干方向及び速度を変えて運動を続けるが、これを制御できる。
【００４１】
ターゲット３ａと一体となったデブリスィーパ９は、その進む経路中に配置されたデブリスィーパ回収器によって、回収される。
【００４２】
次に、各構成要素を詳細に説明する。
（１）デブリスィーパ
デブリスィーパは、ターゲットを基板から分離するのに用いたのと同様の方法で、基板から発射することができる。デブリスィーパの材料は、レーザーによる加速を受けながら固体の状態を保って飛行できるものが望ましい。また、デブリスィーパは、ターゲットを容易に付着する材料で形成されることが好ましい。
【００４３】
（２）デブリスィーパ回収器
デブリスィーパ回収器は、ターゲットと一体となったデブリスィーパを除去することができるものを用いることができ、単なる容器であってもよく、差動排気装置などであってもよい。
【００４４】
（３）デブリスィーパの動作タイミング
基板から分離したターゲットとデブリスィーパは、通常、秒速１００ｍ程度で飛行するのに対して、Ｘ線は秒速３×１０8ｍで進むため、この速度差を利用して、タイミングよくデブリスィーパを発射することにより、発生したＸ線と干渉することなく、Ｘ線発生後のターゲットを効果的に除去することができる。
【００４５】
Ｘ線発生とデブリスィーパの発射などのタイミングチャートの一例を図６に示す。図６は、説明のためにのみ用いられ、本発明を限定するために用いられない。図６の縦軸は時間を示すが、本技術の時間領域はミリ秒（ターゲットの飛行時間）からナノ秒（Ｘ線の発生時間）まで数桁にわたるため対数表示になっている。
【００４６】
まず、ターゲット分離用レーザー光が基板上のターゲットに照射され、ターゲットが基板から分離される。この後、数百マイクロ秒遅れてデブリスィーパ用のレーザー光がデブリスィーパに照射され、デブリスィーパが発射される。さらに、数百マイクロ秒遅れて、パルス状のＸ線発生用のレーザー光がターゲットに照射され、その直後にＸ線が発生し、Ｘ線発生後、数百マイクロ秒遅れてデブリスィーパがターゲットに衝突する。
【００４７】
このように、Ｘ線が発生する前に、デブリスィーパを発射し、Ｘ線が発生した後にデブリスィーパをターゲットに衝突させることにより、デブリスィーパが発生したＸ線と干渉することなく、Ｘ線発生後のターゲットを効果的に除去することができる。
【００４８】
２．Ｘ線発生装置
本発明のＸ線発生装置は、透明基板表面に直接又はレーザー吸収層を介して付着させたＸ線発生用ターゲットを供給するＸ線発生用ターゲット供給部と、このターゲットに基板裏面側からターゲット分離用レーザー光を照射することにより、このターゲットを基板から分離するターゲット分離用レーザー光照射部と、分離したターゲットにＸ線発生用エネルギーを供給することにより、Ｘ線を発生させるＸ線発生用エネルギー供給部とを備える。Ｘ線発生用エネルギー供給部は、例えば、Ｘ線発生用レーザー光照射部又は放電発生部を備える。また、Ｘ線を発生させた後のターゲットにデブリスィーパを衝突させることにより、デブリスィーパにターゲットを付着させ、その後、デブリスィーパを除去することにより、ターゲットを除去するデブリスィーパ供給部をさらに備えることが好ましい。
【００４９】
この装置の各構成要素についての説明は、Ｘ線発生方法での説明がそのまま当てはまる。
【実施例】
【００５０】
以下、図７〜９を用いて、本発明の実施例の説明を行う。図７は、本実施例の装置のターゲット分離用及びＸ線発生用レーザー光照射部を含む構成を示す斜視図である。図８は、本実施例における、ターゲット分離用レーザー光、Ｘ線発生用レーザー光及びデブリスィーパ分離用レーザー光の供給方法を示す光学回路図である。図９は、本実施例のインクジェット式ターゲット塗布装置の周辺の構成を示す平面図である。
【００５１】
１．基本構成
図７に示すように、Ｘ線発生用ターゲット１３は、ポリマーテープ１１にスポット状に付着している。ターゲット１３は、スズを含む合金である半田からなり、厚さが０．１μｍ程度であり、径が５００μｍ程度である。このターゲット１３は、後述するインクジェット装置によって塗布され、その後、乾燥されている。ポリマーテープ１１は、ＰＥＴからなり、厚さが１０〜１００μｍ程度であり、可撓性を有しており、透明で中空の剛性円筒部材（円筒ドラム）１５によって支持され、レーザー照射焦点位置に正確に維持される。ポリマーテープ１１は、ターゲット１３が外側に位置するように、円筒ドラム１５に巻きつけられている。円筒ドラム１５は、ドラム駆動装置１７によって駆動されて回転する。円筒ドラム１５の回転に従って、ポリマーテープ１１が矢印Ａの方向に搬送され、ターゲット分離用レーザー光１９が照射される位置２０にターゲット１３が送られる。ポリマーテープ１１は、１０ｍ／ｓという高速で搬送される。このため、後述する１０ｋＨｚという高い周波数の繰り返しパルスを有するターゲット分離用レーザー光１９のパルス間隔に合わせて、ターゲット１３を供給することが可能になる。
【００５２】
ターゲット分離用レーザー光１９は、円筒ドラム１５の下方から供給され、円筒ドラム１５の内部に設けられたミラー２１で反射して、ターゲット１３に向かう。従って、ターゲット分離用レーザー光１９は、円筒ドラム１５の内部より、円筒ドラム１５を介してターゲット１３に照射される。ターゲット分離用レーザー光１９は、波長が１０６４ｎｍのＹＡＧレーザー光であり、ターゲット１３とポリマーテープ１１との界面において直径が５００μｍ程度となるように、図示しない集光光学系によって、集束させられる。ターゲット分離用レーザー光１９のパルス周波数は、１０ｋＨｚであり、照射強度は、１０8Ｗ／ｃｍ2程度である。
【００５３】
ターゲット分離用レーザー光１９がターゲット１３に照射されると、図２に示した作用により、ターゲット１３がポリマーテープ１１から分離され、１００ｍ／ｓ程度の速度でポリマーテープ１１から飛び出す。この飛び出したターゲット１３ａに対して、正面からＸ線発生用レーザー光２３が照射される。
【００５４】
Ｘ線発生用レーザー光２３は、波長が１０６４ｎｍのＹＡＧレーザー光であり、ターゲット１３ａ上において直径が５００μｍ程度となるように集束させられる。Ｘ線発生用レーザー光２３のパルス周波数は、１０ｋＨｚであり、照射強度は、１０10Ｗ／ｃｍ2程度である。但し、ここに挙げた数値はＥＵＶ用であり、他のＸ線発生にはそれぞれに適したパラメータが設定される。
【００５５】
Ｘ線発生用レーザー光２３がターゲット１３ａに照射されると、ターゲット１３ａは、プラズマ化され、Ｘ線を発生させる。この発生したＸ線は、図示しない凹面ミラーなどによって集光され、フォトリソグラフィーなどに用いられる。
【００５６】
なお、以上の構成は、全て、１０-5Ｔｏｒｒ以下の真空タンク中に配置されている。
【００５７】
２．デブリスィーパ
ポリマーテープ１１に付着されたターゲット１３を供給するターゲット供給部１０に隣接して、ほぼ同様の構成を有するデブリスィーパ供給部３０が配置される（図７では簡略化して表示している。）。但し、デブリスィーパ供給部３０は、厚さが０．１μｍ程度であるターゲットの代わりに厚さが１μｍ以上のデブリスィーパ３３を備える。デブリスィーパ３３は、Ｘ線発生ターゲットに比べて十分に大きな運動量を持つように密度、厚さ及び材料を選ぶ。また、ターゲット分離用レーザー光１９の代わりに、デブリスィーパ分離用レーザー光３９をデブリスィーパ３３に照射する。デブリスィーパ分離用レーザー光３９の照射強度は、１０8Ｗ／ｃｍ2程度である。
【００５８】
デブリスィーパ３３は、ターゲット１３がポリマーテープ１１から分離された直後であってＸ線発生用レーザー光２３の照射を受ける前に、１００ｍ／ｓ程度の速度で発射される。デブリスィーパ３３が、ターゲット１３ａに向かって移動している間に、Ｘ線発生用レーザー光２３がターゲット１３ａに照射され、ターゲット１３ａは、プラズマ化され、Ｘ線を発生させる。ターゲット１３ａがＸ線を発生させた直後にデブリスィーパ３３は、ターゲット１３ａに衝突する。このため、デブリスィーパ３３は、発生したＸ線と干渉しない。デブリスィーパ３３は、ターゲット１３ａと衝突するとターゲット１３ａと一体となって飛行を続ける。その進む先には、差動排気装置（図示せず）が設けられ、デブリスィーパ３３が真空タンクから除去される。デブリスィーパ３３は、プラズマ化されたターゲット１３ａがデブリを大量に発生させる前に、ターゲット１３ａを真空タンクから除去することにより、デブリの発生を抑制する。
【００５９】
３．光学回路
図８は、ターゲット分離用レーザー光１９、Ｘ線発生用レーザー光２３及びデブリスィーパ分離用レーザー光３９の供給方法を示す光学回路図である。
【００６０】
レーザー装置４０から放射されたレーザー光４１は、第１のビームスプリッタ４３において、大部分のレーザー光が反射し、数％のレーザー光が透過する。反射したレーザー光は、Ｘ線発生用レーザー光２３となり、遅延光路４２を通って、ポリマーテープ１１から分離されたターゲット１３ａに照射される。透過したレーザー光は、第２のビームスプリッタ４５において、１０％程度が反射し、残りが透過する。反射したレーザー光は、ターゲット分離用レーザー光１９となり、ミラー２１で反射した後、ポリマーテープ１１に付着したターゲット１３に照射されて、ターゲット１３をポリマーテープ１１から分離する。透過したレーザー光は、デブリスィーパ分離用レーザー光３９となり、ミラー４７で反射した後、ポリマーテープに付着したデブリスィーパ３３に照射されて、デブリスィーパ３３をポリマーテープから分離して、ターゲット１３ａに向かわせる。デブリスィーパ分離用レーザー光３９の光路中には必要に応じ、遅延光路が設けられる。
【００６１】
遅延光路の長さを適宜調節して、上記の通り、ターゲット分離用レーザー光１９をターゲット１３に照射した後に、デブリスィーパ分離用レーザー光３９をデブリスィーパ３３に照射し、その後、Ｘ線発生用レーザー光２３をターゲット１３ａに照射するような構成にする。なお、遅延光路を設ける代わりに、ターゲット分離用レーザー光１９、Ｘ線発生用レーザー光２３及びデブリスィーパ分離用レーザー光３９にそれぞれ使用するパルスをずらすことにより、レーザー光照射のタイミングを調節することができる（例えば、パルス周波数１０ｋＨｚのレーザーでは、パルス間隔は１００μｓであるので、使用するパルスをＮ個ずらすことにより、Ｎ×１００μｓのタイミングのずれを設けることができる。）。
【００６２】
なお、ここでは、単一のレーザー装置からの光を分岐させて、ターゲット分離用レーザー光、Ｘ線発生用レーザー光及びデブリスィーパ分離用レーザー光としたが、各レーザー光に対するレーザー装置をそれぞれ設ける構成にしてもよい。各ビームスプリッタの反射率は、適宜調節することができる。また、第１のビームスプリッタで反射されたレーザー光をさらに分岐するなど、別の分岐方法を採用することもできる。
【００６３】
４．インクジェット式ターゲット塗布装置
図９は、本実施例のインクジェット式ターゲット塗布装置の周辺の構成を示す平面図である。図９に示すように、ポリマーテープ１１は、４つの透明ドラム１５，１５ａ〜ｃによって支持されて、ドラムの回転によって搬送される。ポリマーテープは、１０ｍ／ｓという高速で搬送されるので、十分な機械的強度を有している必要があり、ここでは、ＰＥＴが用いられる。このポリマーテープに隣接して、インクジェット式ターゲット塗布装置４８と、ターゲット固定装置４９が配置される。
【００６４】
インクジェット式ターゲット塗布装置４８は、２７０℃程度に加熱されて溶融した半田をポリマーテープ１１上に塗布する。塗布されるターゲット１３は高温であるが、非常に薄く塗布されるため熱容量が小さく、ターゲット１３の熱によってポリマーテープ１１が溶融することはない。
【００６５】
インクジェット式ターゲット塗布装置４８は、一定の分量のターゲットを正確にポリマーテープ１１上に滴下することができ、ポリマーテープ１１上に滴下されたターゲット１３は、概ね一定の大きさに広がる。ターゲット１３は、この状態で、ターゲット固定装置４９によって、冷却されて固化される。
【００６６】
なお、デブリスィーパ３３も同様の方法で供給することができる。また、溶融した半田を用いる代わりに、塩化スズなどを水などの溶媒に溶解させたものを塗布・乾燥させてもよいし、ペースト状にしたターゲットを塗布・乾燥させてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００６７】
【図１】本発明における、デブリ抑制の作用を説明する正面図である。
【図２】本発明における、ターゲット分離の作用を説明する断面図である。
【図３】本発明における、インクジェット方式でＸ線発生用ターゲットを連続的に供給する方法を示す平面図である。
【図４】本発明における、Ｘ線発生用放電の作用を説明する断面図である。
【図５】本発明における、デブリスィーパの作用を説明する断面図である。
【図６】本発明における、デブリスィーパの発射タイミングを説明するためのタイムチャートである。
【図７】本実施例の装置のターゲット分離用及びＸ線発生用レーザー光照射部を含む構成を示す斜視図である。
【図８】本実施例における、ターゲット分離用レーザー光、Ｘ線発生用レーザー光及びデブリスィーパ分離用レーザー光の供給方法を示す光学回路図である。
【図９】本実施例のインクジェット式ターゲット塗布装置の周辺の構成を示す平面図である。
【符号の説明】
【００６８】
１：透明基板 ２：レーザー吸収層 ２ａ：高圧ガス ３：Ｘ線発生用ターゲット ３ａ：分離されたターゲット ４：インクジェット式ターゲット塗布装置 ５：ターゲット分離用レーザー光 ７：放電用電極 ９：デブリスィーパ １０：ターゲット供給部 １１：ポリマーテープ １３：ターゲット １５：透明ドラム １７：ドラム駆動装置 １９：ターゲット分離用レーザー光 ２１：ミラー ２３：Ｘ線発生用レーザー光 ３０：デブリスィーパ供給部 ３３：デブリスィーパ ３９：デブリスィーパ分離用レーザー光 ４０：レーザー装置 ４１：レーザー光 ４２：遅延光路 ４３，４５：ビームスプリッタ ４７：ミラー ４８：インクジェット式ターゲット塗布装置 ４９：ターゲット固定装置 ５０：レーザー光 ５１：球形のターゲット ６１：薄膜状のターゲット
【特許請求の範囲】
【請求項１】
透明基板表面に、直接又はレーザー吸収層を介して付着させたＸ線発生用ターゲットに基板裏面側からターゲット分離用レーザー光を照射することにより、このターゲットを基板から分離し、
分離したターゲットにＸ線発生用エネルギーを供給することにより、Ｘ線を発生させる工程を備えるＸ線発生方法。
【請求項２】
Ｘ線発生用エネルギーは、Ｘ線発生用レーザー光照射又は放電によって供給される請求項１に記載のＸ線発生方法。
【請求項３】
透明基板は、可撓性を有するポリマーテープからなり、
このポリマーテープは、透明で中空の剛性円筒部材によって支持され、
ターゲット分離用レーザー光は、円筒部材の内部より、円筒部材を介してターゲットに照射される請求項１に記載のＸ線発生方法。
【請求項４】
ポリマーテープ上のターゲットは、インクジェット方式でスポット状に塗布される請求項３に記載のＸ線発生方法。
【請求項５】
Ｘ線を発生させる工程の後に、ターゲットにデブリスィーパを衝突させることにより、デブリスィーパにターゲットを付着させ、その後、デブリスィーパを除去することにより、ターゲットを除去する工程をさらに備える請求項１に記載のＸ線発生方法。
【請求項６】
透明基板表面に直接又はレーザー吸収層を介して付着させたＸ線発生用ターゲットを供給するＸ線発生用ターゲット供給部と、
このターゲットに基板裏面側からターゲット分離用レーザー光を照射することにより、このターゲットを基板から分離するターゲット分離用レーザー光照射部と、
分離したターゲットにＸ線発生用エネルギーを供給することにより、Ｘ線を発生させるＸ線発生用エネルギー供給部とを備えるＸ線発生装置。
【請求項７】
Ｘ線発生用エネルギー供給部は、Ｘ線発生用レーザー光照射部又は放電発生部を備える請求項６に記載のＸ線発生装置。
【請求項８】
Ｘ線発生用ターゲット供給部は、透明で中空の剛性円筒部材によって支持された可撓性を有するポリマーテープ上に付着されたＸ線発生用ターゲットを供給し、
ターゲット分離用レーザー光照射部は、円筒部材の内部より、円筒部材を介してターゲットにターゲット分離用レーザー光を照射するように配置される請求項６に記載のＸ線発生装置。
【請求項９】
ポリマーテープ上に、インクジェット方式でスポット状のターゲットを塗布するＸ線発生用ターゲット塗布部をさらに備える請求項８に記載のＸ線発生装置。
【請求項１０】
Ｘ線を発生させた後のターゲットにデブリスィーパを衝突させることにより、デブリスィーパにターゲットを付着させ、その後、デブリスィーパを除去することにより、ターゲットを除去するデブリスィーパ供給部をさらに備える請求項６に記載のＸ線発生装置。
【請求項１】
透明基板表面に、直接又はレーザー吸収層を介して付着させたＸ線発生用ターゲットに基板裏面側からターゲット分離用レーザー光を照射することにより、このターゲットを基板から分離し、
分離したターゲットにＸ線発生用エネルギーを供給することにより、Ｘ線を発生させる工程を備えるＸ線発生方法。
【請求項２】
Ｘ線発生用エネルギーは、Ｘ線発生用レーザー光照射又は放電によって供給される請求項１に記載のＸ線発生方法。
【請求項３】
透明基板は、可撓性を有するポリマーテープからなり、
このポリマーテープは、透明で中空の剛性円筒部材によって支持され、
ターゲット分離用レーザー光は、円筒部材の内部より、円筒部材を介してターゲットに照射される請求項１に記載のＸ線発生方法。
【請求項４】
ポリマーテープ上のターゲットは、インクジェット方式でスポット状に塗布される請求項３に記載のＸ線発生方法。
【請求項５】
Ｘ線を発生させる工程の後に、ターゲットにデブリスィーパを衝突させることにより、デブリスィーパにターゲットを付着させ、その後、デブリスィーパを除去することにより、ターゲットを除去する工程をさらに備える請求項１に記載のＸ線発生方法。
【請求項６】
透明基板表面に直接又はレーザー吸収層を介して付着させたＸ線発生用ターゲットを供給するＸ線発生用ターゲット供給部と、
このターゲットに基板裏面側からターゲット分離用レーザー光を照射することにより、このターゲットを基板から分離するターゲット分離用レーザー光照射部と、
分離したターゲットにＸ線発生用エネルギーを供給することにより、Ｘ線を発生させるＸ線発生用エネルギー供給部とを備えるＸ線発生装置。
【請求項７】
Ｘ線発生用エネルギー供給部は、Ｘ線発生用レーザー光照射部又は放電発生部を備える請求項６に記載のＸ線発生装置。
【請求項８】
Ｘ線発生用ターゲット供給部は、透明で中空の剛性円筒部材によって支持された可撓性を有するポリマーテープ上に付着されたＸ線発生用ターゲットを供給し、
ターゲット分離用レーザー光照射部は、円筒部材の内部より、円筒部材を介してターゲットにターゲット分離用レーザー光を照射するように配置される請求項６に記載のＸ線発生装置。
【請求項９】
ポリマーテープ上に、インクジェット方式でスポット状のターゲットを塗布するＸ線発生用ターゲット塗布部をさらに備える請求項８に記載のＸ線発生装置。
【請求項１０】
Ｘ線を発生させた後のターゲットにデブリスィーパを衝突させることにより、デブリスィーパにターゲットを付着させ、その後、デブリスィーパを除去することにより、ターゲットを除去するデブリスィーパ供給部をさらに備える請求項６に記載のＸ線発生装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【公開番号】特開２００６−８５９４０（Ｐ２００６−８５９４０Ａ）
【公開日】平成１８年３月３０日（２００６．３．３０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００４−２６７０７８（Ｐ２００４−２６７０７８）
【出願日】平成１６年９月１４日（２００４．９．１４）
【出願人】（５９１１１４８０３）財団法人レーザー技術総合研究所 (36)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１８年３月３０日（２００６．３．３０）
【国際特許分類】
【出願日】平成１６年９月１４日（２００４．９．１４）
【出願人】（５９１１１４８０３）財団法人レーザー技術総合研究所 (36)
【Ｆターム（参考）】
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