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JP2000098100A - Soft X-ray parallel beam forming device - Google Patents

Soft X-ray parallel beam forming device

Info

Publication number
JP2000098100A
JP2000098100A JP10265889A JP26588998A JP2000098100A JP 2000098100 A JP2000098100 A JP 2000098100A JP 10265889 A JP10265889 A JP 10265889A JP 26588998 A JP26588998 A JP 26588998A JP 2000098100 A JP2000098100 A JP 2000098100A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
soft
ray
plasma
parallel light
optical element
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP10265889A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Noriaki Kamitaka
典明 神高
Hiroyuki Kondo
洋行 近藤
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nikon Corp
Original Assignee
Nikon Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Nikon Corp filed Critical Nikon Corp
Priority to JP10265889A priority Critical patent/JP2000098100A/en
Priority to US09/395,162 priority patent/US6285743B1/en
Publication of JP2000098100A publication Critical patent/JP2000098100A/en
Pending legal-status Critical Current

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Landscapes

  • Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)
  • Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
  • X-Ray Techniques (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 発生する軟X線が軸対称な強度分布を有し、
かつ発生光量の大きい軟X線平行光束形成装置を提供す
る。 【解決手段】 真空容器中に設けられたノズル1から標
的物質である水滴2が射出されている。射出された水滴
2に、パルスレーザー光3が集光・照射され、これによ
りプラズマ5が形成される。プラズマ5から発生した軟
X線は、プラズマ5の生成位置を焦点とする多層膜回転
放物面鏡6によって反射され、平行光束7に変換され
る。多層膜回転放物面鏡6の中央部には穴が形成されて
おり、パルスレーザー光3の照射はこの穴を通じて行わ
れる。プラズマ5から発する軟X線の強度分布は照射し
たパルスレーザー光3の光軸に対してほぼ対称となり、
この光軸は多層膜回転放物面鏡6の対称軸と一致してい
るので、多層膜回転放物面鏡6で反射した後に形成され
る平行光束7も、ほぼ軸対称の強度分布を持つ。
(57) [Summary] [Problem] A generated soft X-ray has an axially symmetric intensity distribution,
Also, a soft X-ray parallel light beam forming apparatus which generates a large amount of light is provided. SOLUTION: A water drop 2 as a target substance is ejected from a nozzle 1 provided in a vacuum vessel. The pulsed laser beam 3 is condensed and irradiated on the ejected water droplet 2, whereby a plasma 5 is formed. The soft X-rays generated from the plasma 5 are reflected by a multilayer rotating parabolic mirror 6 whose focal point is the position where the plasma 5 is generated, and converted into a parallel light flux 7. A hole is formed in the center of the multilayer rotating paraboloid mirror 6, and the irradiation of the pulse laser beam 3 is performed through this hole. The intensity distribution of the soft X-rays emitted from the plasma 5 is almost symmetric with respect to the optical axis of the irradiated pulsed laser beam 3,
Since this optical axis coincides with the axis of symmetry of the multilayer rotating parabolic mirror 6, the parallel light flux 7 formed after being reflected by the multilayer rotating parabolic mirror 6 also has a substantially axially symmetric intensity distribution. .

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、軟X線投影露光装
置等に用いる軟X線平行光束発生装置に関するものであ
り、さらに詳しくは、軸対称(光軸に対して対称)で光
量の大きい軟X線平行光束を発生できる軟X線平行光束
発生装置に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a soft X-ray parallel luminous flux generator used for a soft X-ray projection exposure apparatus or the like, and more particularly to an axially symmetric (symmetric with respect to an optical axis) and large light quantity. The present invention relates to a soft X-ray parallel light beam generator capable of generating a soft X-ray parallel light beam.

【0002】[0002]

【従来の技術】現在、半導体集積回路の製造において
は、マスク上に形成された非常に微細なパターンを、可
視光あるいは紫外光によって、レジストを塗布したシリ
コンウェハ上に縮小投影して転写する方法が広くおこな
われている。しかし、パターンサイズの微細化に伴い紫
外光でも回折限界に近づいており、紫外光よりさらに波
長の短い、波長13nmあるいは11nmの軟X線を用いた縮小
投影露光が提案されている。
2. Description of the Related Art At present, in the manufacture of semiconductor integrated circuits, a method of transferring a very fine pattern formed on a mask by reducing and projecting it on a resist-coated silicon wafer by visible light or ultraviolet light. Is widely practiced. However, with the miniaturization of the pattern size, even the ultraviolet light is approaching the diffraction limit, and reduction projection exposure using soft X-rays having a shorter wavelength than the ultraviolet light and a wavelength of 13 nm or 11 nm has been proposed.

【0003】波長13nmあるいは11nmの軟X線を用いる場
合、その光源(軟X線源)の1つの候補として考えられ
ているのが、レーザープラズマX線源(以下LPXと記
す)である。レーザー装置からのパルス出射光を物質に
集光・照射すると、その照射強度が1010W/cm2を超え
るような場合、物質の原子はその強力な電場によって電
子をはぎ取られてプラズマ化し、そのプラズマからは軟
X線が輻射される。このプラズマから輻射される軟X線
の輝度は非常に高く、しかも、LPXはシンクロトロン
放射光発生施設などと較べると装置としては非常にコン
パクトである。そのためLPXは軟X線縮小投影露光だ
けでなく、X線顕微鏡や分析装置などの線源として非常
に有望である。
When a soft X-ray having a wavelength of 13 nm or 11 nm is used, a laser plasma X-ray source (hereinafter referred to as LPX) is considered as one candidate of the light source (soft X-ray source). When pulsed light emitted from a laser device is focused and irradiated on a substance, if the irradiation intensity exceeds 10 10 W / cm 2 , atoms of the substance are stripped of electrons by the strong electric field and turned into plasma, Soft X-rays are radiated from the plasma. The brightness of soft X-rays radiated from the plasma is very high, and LPX is very compact as an apparatus as compared with a synchrotron radiation generating facility. Therefore, LPX is very promising not only for soft X-ray reduction projection exposure but also as a radiation source for X-ray microscopes and analyzers.

【0004】このLPXを軟X線縮小投影露光に用いる
際、大きな問題となるのは飛散粒子の発生である。金属
などの固体を標的材として励起レーザー光を照射した場
合、プラズマを形成していたイオンや、プラズマの急激
な膨張により吹き飛ばされ、プラズマ近傍の標的材が周
囲に飛び散る。発生した軟X線を利用するために、プラ
ズマの周囲には多層膜鏡や薄膜フィルタなどの軟X線光
学素子が配置されるが、飛散粒子はこの表面に堆積し、
その光学的性能(反射率、透過率など)を低下させる。
軟X線縮小投影露光においては、高い繰り返し周波数
(例えば1KHz以上)で長期間(数カ月)に亘ってプ
ラズマが発生され続けるので、飛散粒子の発生量も膨大
なものとなる。よって、この飛散粒子の発生をどのよう
に抑制するかが大きな課題となっていた。
When using LPX for soft X-ray reduction projection exposure, a major problem is the generation of scattered particles. When a solid material such as a metal is irradiated with an excitation laser beam as a target material, the ions forming the plasma or the plasma are blown off by rapid expansion, and the target material near the plasma scatters around. In order to use the generated soft X-rays, soft X-ray optical elements such as multilayer mirrors and thin-film filters are arranged around the plasma, but scattered particles accumulate on this surface,
It reduces its optical performance (reflectance, transmittance, etc.).
In soft X-ray reduction projection exposure, plasma is continuously generated at a high repetition frequency (for example, 1 KHz or more) for a long period (several months), so that the amount of scattered particles is enormous. Therefore, how to suppress the generation of the flying particles has been a major issue.

【0005】Richardsonらは微細な水滴を標的材とする
LPXを提案した(USP5,577,091)。彼らは微小な水滴
を真空容器内に導入し、レーザー光を照射することでプ
ラズマを発生させている。標的材である水はプラズマ形
成時に蒸発してしまい、また、どこかに付着したとして
も除去は容易であるため、飛散粒子の問題を回避するこ
とができる。
[0005] Richardson et al. Proposed LPX targeting fine water droplets (US Pat. No. 5,577,091). They introduce small water droplets into a vacuum vessel and irradiate them with laser light to generate plasma. Water, which is the target material, evaporates at the time of plasma formation, and even if it adheres to somewhere, it is easy to remove, so that the problem of flying particles can be avoided.

【0006】軟X線縮小投影露光においては、回折限界
に近い非常に微細なパターンを形成するために、マスク
を照明する照明光学系にも様々な要求がなされる。この
ような要求を満たすものとして、特願平10−0474
00号公報に提案されているX線照明光学系の例を図3
に示す。
In soft X-ray reduction projection exposure, various requirements are also placed on an illumination optical system for illuminating a mask in order to form a very fine pattern near the diffraction limit. To satisfy such demands, Japanese Patent Application No. 10-0474
FIG. 3 shows an example of an X-ray illumination optical system proposed in Japanese Patent Publication No.
Shown in

【0007】軟X線発生装置(不図示)からの軟X線平
行光束21は、多光源形成光学素子22、23で反射さ
れ、集光ミラー24、平面鏡25を介してマスク26の
表面を照射する。マスク26で反射された軟X線は、縮
小投影光学系27により、マスク26面に形成されたパ
ターンの像をシリコンウェハ28上に縮小転写する。
A soft X-ray parallel light beam 21 from a soft X-ray generator (not shown) is reflected by multiple light source forming optical elements 22 and 23 and irradiates the surface of a mask 26 via a condensing mirror 24 and a plane mirror 25. I do. The soft X-rays reflected by the mask 26 are reduced-transferred onto a silicon wafer 28 by a reduction projection optical system 27 onto an image of a pattern formed on the surface of the mask 26.

【0008】この照明光学系を用いる軟X線縮小投影に
おいては、投影される領域が輪帯円弧状をなしている。
よって、照明されるべきマスク26上の領域も輪帯円弧
状であり、その領域を照明するために、多光源形成光学
素子22、23として図4に示されるようなフライアイ
ミラー27を用いている。フライアイミラー29は、リ
ングの一部(リングの弧の一部)の形状をした反射体か
らなる単位反射体29aを、その中心軸をそろえて縦方
向に隙間無く多数配列したものを、さらに横方向に隙間
無く多数配列してなり、図4に示されるような形状をし
ている。
In soft X-ray reduction projection using this illumination optical system, the area to be projected has an annular arc shape.
Therefore, the area on the mask 26 to be illuminated is also in the shape of a circular arc, and in order to illuminate the area, a fly-eye mirror 27 as shown in FIG. I have. The fly-eye mirror 29 is formed by arranging a large number of unit reflectors 29a each having a shape of a part of a ring (a part of an arc of a ring) and having no gap in the vertical direction with the center axis thereof aligned. It is arranged in a large number without any gap in the lateral direction, and has a shape as shown in FIG.

【0009】このフライアイミラーに軸対称な平行光束
が入射することにより、照明領域を無駄なく均一に照明
し、しかもマスク上のどの方向を持つパターンについて
も等しい解像度を得られる照明が実現できる。
When the axisymmetric parallel light beam enters the fly-eye mirror, the illumination area can be uniformly illuminated without waste, and illumination with the same resolution can be obtained for a pattern having any direction on the mask.

【0010】略平行な光束を有する軟X線を発生する軟
X線源としては、図5に示すようなものを使用すればよ
い。図5において、ノズル31から噴出された液滴状又
は個体粒子状の標的材32は、励起エネルギー光である
パルスレーザー光33によって照射され、これによりプ
ラズマ34が発生する。ノズル31よりの標的材の噴出
のタイミングとパルスレーザー光33の照射のタイミン
グは、図示されない制御装置によって、プラズマ34が
定位置で発生するように制御されている。そして、この
プラズマ34の発生位置は、回転放物面鏡35の焦点位
置に一致している。回転放物面鏡35の表面には、軟X
線に対して高い反射率を有する多層膜がコーティングさ
れている。よって、プラズマ34から発生した軟X線の
うち、回転放物面鏡35に入射したものは、その表面で
反射され、平行光束36となって、外部に放出される。
As a soft X-ray source for generating soft X-rays having substantially parallel light beams, a soft X-ray source as shown in FIG. 5 may be used. In FIG. 5, a droplet-shaped or solid particle-shaped target material 32 ejected from a nozzle 31 is irradiated with pulsed laser light 33 which is excitation energy light, and thereby a plasma 34 is generated. The timing of the ejection of the target material from the nozzle 31 and the timing of the irradiation of the pulse laser light 33 are controlled by a control device (not shown) so that the plasma 34 is generated at a fixed position. The position where the plasma 34 is generated coincides with the focal position of the rotating parabolic mirror 35. The surface of the rotating parabolic mirror 35 has a soft X
A multilayer film having high reflectivity for the line is coated. Therefore, of the soft X-rays generated from the plasma 34, those incident on the rotating parabolic mirror 35 are reflected on the surface thereof, become a parallel light flux 36, and are emitted to the outside.

【0011】[0011]

【発明が解決しようとする課題】微小な液滴あるいは微
小な固体粒子を標的材としてプラズマを生成した場合、
プラズマから放射される軟X線強度の角度分布は一般に
均一ではないため、例えば図5に示したような機器配置
の軟X線源では軸対称な軟X線平行光束は得られない。
さらに、図5に示したような機器配置の軟X線源では、
ノズル31が平行光束36を遮るために、これによって
も軟X線源の軸対称性が崩される。また、軟X線縮小投
影露光装置の光源としては、処理速度を向上させるため
に、少しでも多くの光量を供給することが望ましい。よ
って、軟X線光量の少しでも多い軸対称な軟X線平行光
束の形成が望まれていた。
When a plasma is generated using fine droplets or fine solid particles as a target material,
Since the angular distribution of the soft X-ray intensity radiated from the plasma is generally not uniform, for example, a soft X-ray parallel beam that is axially symmetric cannot be obtained with a soft X-ray source having an arrangement as shown in FIG.
Further, in a soft X-ray source having an arrangement as shown in FIG.
Since the nozzle 31 blocks the parallel light beam 36, this also breaks the axial symmetry of the soft X-ray source. Further, as a light source of the soft X-ray reduction projection exposure apparatus, it is desirable to supply as much light as possible in order to improve the processing speed. Therefore, it has been desired to form an axially symmetric soft X-ray parallel light beam having a small amount of soft X-ray light.

【0012】本発明はこのような事情に鑑みてなされた
もので、軟X線の平行光束を発生する装置であって、発
生する軟X線が軸対称な強度分布を有し、かつ発生光量
の大きい軟X線平行光束形成装置を提供することを課題
とする。
The present invention has been made in view of such circumstances, and is an apparatus for generating a soft X-ray parallel light beam, wherein the generated soft X-ray has an axially symmetric intensity distribution and the generated light amount It is an object of the present invention to provide a soft X-ray parallel light beam forming apparatus having a large value.

【0013】[0013]

【課題を解決するための手段】前記課題は、排気装置に
より減圧が可能な容器内において、液滴状あるいは微粒
子状の標的材を供給する標的材供給手段と、当該標的材
に励起エネルギービームを集光・照射してプラズマ化す
る励起エネルギー照射手段と、プラズマから発生した軟
X線を略平行光束として取り出すための軟X線光学素子
を有する軟X線平行光束形成装置であって、プラズマか
ら放射された軟X線が最初に入射する光学素子(第1光
学素子)の反射面が略軸対称な形状を有し、励起エネル
ギービームの照射は、第1光学素子の対称軸を光軸とし
て第1光学素子側から行われ、前記標的材供給手段は、
利用する軟X線の光路を遮らない位置に配置されている
ことを特徴とする軟X線平行光束形成装置により解決さ
れる。
The object of the present invention is to provide a target material supply means for supplying a target material in the form of droplets or fine particles in a container which can be decompressed by an exhaust device, and to supply an excitation energy beam to the target material. A soft X-ray parallel light beam forming apparatus having an excitation energy irradiation means for condensing and irradiating to generate a plasma, and a soft X-ray optical element for extracting soft X-rays generated from the plasma as substantially parallel light beams. The reflection surface of the optical element (first optical element) on which the emitted soft X-ray is incident first has a substantially axially symmetric shape, and the excitation energy beam is irradiated with the symmetry axis of the first optical element as the optical axis. Performed from the first optical element side, the target material supply means,
The problem is solved by a soft X-ray parallel light beam forming device, which is arranged at a position that does not block the optical path of the soft X-ray to be used.

【0014】本手段においては、励起エネルギービーム
の照射は、第1光学素子の対称軸を光軸として第1光学
素子側から行われるので、プラズマから発生する軟X線
の光量の分布が、この対称軸に対して対称なものとな
る。この軟X線は、第1光学素子の表面で反射され、最
終的には略平行な光束の軟X線となって外部に放出され
るが、第1光学素子の反射面が、発生する軟X線の光量
分布の対称軸と同じ対称軸となっているので、反射され
た軟X線の分布も、この対称軸に対して対称な分布を有
するようになる。よって、軸対称な軟X線が得られる。
In this means, the irradiation of the excitation energy beam is performed from the first optical element side with the symmetry axis of the first optical element as an optical axis, so that the distribution of the amount of soft X-rays generated from the plasma is It becomes symmetric with respect to the axis of symmetry. The soft X-rays are reflected on the surface of the first optical element and finally emitted to the outside as soft X-rays of substantially parallel light flux. Since the axis of symmetry is the same as the axis of symmetry of the distribution of the amount of X-rays, the distribution of the reflected soft X-ray also has a distribution symmetric with respect to this axis of symmetry. Therefore, an axisymmetric soft X-ray can be obtained.

【0015】また、プラズマから発生する軟X線の光量
は、励起エネルギービームの照射方向側が多くなるよう
な分布をする。よって、第1光学素子側から励起エネル
ギービームを照射することにより、第1光学素子で反射
され、平行光束となる軟X線の量を多くすることができ
る。さらに、標的材供給手段が、利用する軟X線の光路
を遮らない位置に配置されているので、これが軟X線の
一部を遮って平行光束の軸対称性を劣化させることはな
い。
The amount of soft X-rays generated from the plasma has a distribution such that the amount of light on the irradiation direction side of the excitation energy beam increases. Therefore, by irradiating the excitation energy beam from the first optical element side, the amount of soft X-rays that are reflected by the first optical element and become parallel light beams can be increased. Furthermore, since the target material supply means is arranged at a position not to block the optical path of the soft X-ray to be used, it does not block a part of the soft X-ray and degrade the axial symmetry of the parallel light flux.

【0016】なお、本手段において、「略平行」、「略
軸対称」とは、完全な平行、完全な軸対称を含むことは
言うまでもないことであり、本明細書において、「略」
とは、すべてこのような概念である。
In this means, it is needless to say that the terms “substantially parallel” and “substantially axial symmetry” include perfect parallel and complete axial symmetry.
Are all such concepts.

【0017】[0017]

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態の例
を、図を用いて説明する。図1は、本発明の実施の形態
である軟X線平行光束形成装置の主要部の例を示す図で
ある。図1においては、1はノズル、2は水滴、3はパ
ルスレーザー光、4はレンズ、5はプラズマ、6は多層
膜回転放物面鏡、7は軟X線の平行光束である。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a diagram showing an example of a main part of a soft X-ray parallel beam forming apparatus according to an embodiment of the present invention. In FIG. 1, 1 is a nozzle, 2 is a water droplet, 3 is a pulse laser beam, 4 is a lens, 5 is plasma, 6 is a multilayer rotating parabolic mirror, and 7 is a parallel beam of soft X-rays.

【0018】図1において、真空容器中に設けられたノ
ズル1に水滴供給装置(不図示)から水が供給され、ノ
ズル1から標的物質である水滴2が射出されている。射
出された水滴2に、パルスレーザー光3が、レンズ4を
介して集光・照射され、これによりプラズマ5が形成さ
れる。プラズマ5から発生した軟X線は、プラズマ5の
生成位置を焦点とする回転放物面形状を有する多層膜回
転放物面鏡6によって反射され、平行光束7に変換され
る。多層膜回転放物面鏡6の中央部には穴が形成されて
おり、パルスレーザー光3の照射は、多層膜回転放物面
鏡6の対称軸に沿ってこの穴を通じて行われる。なお、
水滴2の射出とパルスレーザー光3の照射は制御装置
(不図示)によって、同期するように制御され、水滴が
多層膜回転放物面鏡6の焦点位置に来たときにパルスレ
ーザー光3の照射が行われるようになっている。
In FIG. 1, water is supplied to a nozzle 1 provided in a vacuum vessel from a water droplet supply device (not shown), and a water droplet 2 as a target substance is ejected from the nozzle 1. The pulsed laser beam 3 is condensed and radiated onto the ejected water droplet 2 via the lens 4, thereby forming a plasma 5. The soft X-rays generated from the plasma 5 are reflected by a multilayer paraboloid of revolution 6 having a paraboloid of revolution whose focal point is the position where the plasma 5 is generated, and are converted into a parallel light flux 7. A hole is formed in the center of the multilayer rotating parabolic mirror 6, and irradiation of the pulsed laser beam 3 is performed through the hole along the symmetry axis of the multilayer rotating parabolic mirror 6. In addition,
The emission of the water droplet 2 and the irradiation of the pulse laser beam 3 are controlled by a control device (not shown) so as to be synchronized. When the water droplet comes to the focal position of the multilayer rotating parabolic mirror 6, the pulse laser beam 3 is emitted. Irradiation is performed.

【0019】この配置においては、プラズマ5から発す
る軟X線の強度分布は照射したパルスレーザー光3の光
軸に対してほぼ対称となり、この光軸は多層膜回転放物
面鏡6の対称軸と一致しているので、多層膜回転放物面
鏡6で反射した後に形成される平行光束7も、ほぼ軸対
称の強度分布を持つ。また、軟X線の放射強度は照射さ
れたパルスレーザー光3の方向にピークを持つ分布をと
るので、より多くの軟X線が多層膜回転放物面鏡6に入
射し、形成された平行光束の光量も大きくなる。また、
ノズル1は軟X線の光路外に配置されているため、軟X
線の平行光束7の形状や強度分布に影響を与えない。
In this arrangement, the intensity distribution of the soft X-ray emitted from the plasma 5 is substantially symmetric with respect to the optical axis of the irradiated pulsed laser beam 3, and this optical axis is the axis of symmetry of the multilayer rotating parabolic mirror 6. Therefore, the parallel light flux 7 formed after being reflected by the multilayer rotating parabolic mirror 6 also has a substantially axially symmetric intensity distribution. Further, since the radiation intensity of the soft X-ray has a distribution having a peak in the direction of the irradiated pulse laser beam 3, more soft X-rays are incident on the multilayer rotating parabolic mirror 6 and the formed parallel X-ray is formed. The light amount of the light beam also increases. Also,
Since the nozzle 1 is arranged outside the optical path of the soft X-ray,
It does not affect the shape or intensity distribution of the parallel light flux 7 of the line.

【0020】図2に、本発明の実施の形態である軟X線
平行光束形成装置の1例の構成図を示す。図2におい
て、図1に示された構成要素と同じ構成要素には、同じ
符号を付してその説明を省略する。図2において、8は
真空容器、9は水滴供給装置、10はレーザー光導入
窓、11はX線遮蔽板、12は水滴回収装置、13は保
護板である。
FIG. 2 shows a configuration diagram of an example of a soft X-ray parallel beam forming apparatus according to an embodiment of the present invention. 2, the same components as those shown in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals, and description thereof will be omitted. In FIG. 2, reference numeral 8 denotes a vacuum vessel, 9 denotes a water droplet supply device, 10 denotes a laser beam introduction window, 11 denotes an X-ray shielding plate, 12 denotes a water droplet recovery device, and 13 denotes a protection plate.

【0021】真空容器8内部に水滴供給装置9が配置さ
れ、ノズル1の先端から標的材である水滴2が射出され
ている。真空容器8内には、軟X線に対して高い反射率
を有する多層膜を表面に形成した多層膜回転放物面鏡6
が配置されている。ノズル1は、射出された水滴2がこ
の多層膜回転放物面鏡6の焦点を通過するように方向を
調節されている。この水滴2には、Nd:YAGレーザ
ーよりパルスレーザー光3が照射され、レンズ4によ
り、レーザー導入窓10を通して水滴2に照射・集光さ
れる。これにより、プラズマ5が生成される。水滴2の
射出とNd:YAGレーザーよりのパルスレーザー光4
の照射の時刻は制御装置(不図示)によって制御されて
おり、水滴2が多層膜回転放物面鏡6の焦点に到達した
ときに、パルスレーザー光3が照射されるようになって
いる。
A water drop supply device 9 is disposed inside the vacuum vessel 8, and a water drop 2 as a target material is ejected from the tip of the nozzle 1. A multilayer rotating paraboloid mirror 6 having a multilayer film having a high reflectivity to soft X-rays formed on the surface thereof is provided in a vacuum vessel 8.
Is arranged. The direction of the nozzle 1 is adjusted so that the ejected water droplet 2 passes through the focal point of the multilayer rotating paraboloid mirror 6. The water droplet 2 is irradiated with pulse laser light 3 from an Nd: YAG laser, and is irradiated and focused on the water droplet 2 through a laser introduction window 10 by a lens 4. Thereby, the plasma 5 is generated. Injection of water droplet 2 and pulsed laser beam 4 from Nd: YAG laser
The irradiation time is controlled by a control device (not shown). When the water droplet 2 reaches the focal point of the multilayer rotating parabolic mirror 6, the pulse laser beam 3 is irradiated.

【0022】プラズマ5から放射された軟X線は、プラ
ズマ5が多層膜回転放物面鏡6の焦点にあるために、多
層膜回転放物面鏡6によって平行光束7に変換される。
平行光束7が入射する軟X線光学系に不必要な軟X線及
びその他の波長の光が入射しないように、それらの光を
遮蔽する円形の遮蔽板11が配置されている。レーザー
光照射が行われないときに供給された水滴2を回収する
ために、真空容器内には水滴回収装置12が配置されて
いる。
The soft X-rays emitted from the plasma 5 are converted into a parallel light flux 7 by the multilayer rotating parabolic mirror 6 because the plasma 5 is at the focal point of the multilayer rotating parabolic mirror 6.
A circular shielding plate 11 that blocks unnecessary soft X-rays and light of other wavelengths is arranged on the soft X-ray optical system on which the parallel light flux 7 is incident so that the light is not incident. In order to collect the supplied water droplets 2 when laser light irradiation is not performed, a water droplet collecting device 12 is arranged in the vacuum vessel.

【0023】水滴2の供給を開始した直後は、射出され
る水滴2の軌跡は安定しておらず、プラズマ5の生成に
は適さない。よって、水滴2の軌跡が安定するまでは保
護板13を矢印の方向に移動させて多層膜回転放物面鏡
6の表面を保護し、水滴2は水滴回収装置12によって
回収する。水滴2の軌道が安定した後、保護板13を軟
X線の光路外に移動させ、パルスレーザー光2の照射を
開始する。
Immediately after the supply of the water droplet 2 is started, the trajectory of the ejected water droplet 2 is not stable, and is not suitable for generating the plasma 5. Therefore, until the trajectory of the water droplet 2 is stabilized, the protection plate 13 is moved in the direction of the arrow to protect the surface of the multilayer rotating parabolic mirror 6, and the water droplet 2 is collected by the water droplet collection device 12. After the trajectory of the water droplet 2 is stabilized, the protection plate 13 is moved out of the optical path of the soft X-ray, and irradiation of the pulse laser beam 2 is started.

【0024】プラズマから放射される軟X線強度の角度
分布は液滴と集光スポットの径にも依存するが、一般に
レーザー光の光軸に対して軸対称な分布を持つ。本実施
の形態においては、パルスレーザー光3の光軸と多層膜
回転放物面鏡6の中心軸は同一であり、また、円形の遮
蔽板11以外に平行光束を遮るものはないため、多層膜
回転放物面鏡6で反射して形成される平行光束内の強度
分布は軸対称となる。遮蔽板11の支持は非常に細い線
材(不図示)でおこなわれているため問題にならない。
The angular distribution of the intensity of the soft X-ray emitted from the plasma also depends on the diameter of the droplet and the focused spot, but generally has a distribution that is axially symmetric with respect to the optical axis of the laser beam. In the present embodiment, the optical axis of the pulsed laser beam 3 and the central axis of the multilayer rotating parabolic mirror 6 are the same, and there is nothing other than the circular shielding plate 11 that blocks parallel light beams. The intensity distribution in a parallel light beam formed by reflection by the film rotation parabolic mirror 6 is axially symmetric. Since the support of the shielding plate 11 is made of a very thin wire (not shown), there is no problem.

【0025】本実施の形態ではプラズマを形成するため
に水滴を標的材としているが、標的材の材質はこれに限
定するものではない。また、液体に限定するものでもな
く、微小な固体粒子でもよい。さらに、常温で気体また
は液体のものを冷却して液化または固化させてもよい。
また、常温で固体のものを加熱して液体としてもよい。
また、本実施の形態では平行光束を形成するために多層
膜回転放物面鏡を使用しているが、平行光束を形成する
光学系はこれに限られるものではない。
In this embodiment, water droplets are used as the target material to form plasma, but the material of the target material is not limited to this. In addition, the liquid is not limited to liquid, and fine solid particles may be used. Further, a gas or liquid material may be cooled at room temperature to be liquefied or solidified.
Further, a solid material may be heated at normal temperature to be a liquid.
Further, in the present embodiment, a multilayer rotating paraboloid mirror is used to form a parallel light beam, but the optical system that forms the parallel light beam is not limited to this.

【0026】[0026]

【発明の効果】以上説明したように、本発明における軟
X線平行光束形成装置によれば、軸対称で光量の大きい
軟X線平行光束を形成することがでる。よって、この軟
X線平行光束形成装置を使用することにより、均一な照
明を行うことが可能になる。
As described above, according to the apparatus for forming a soft X-ray parallel light beam of the present invention, it is possible to form a soft X-ray parallel light beam having a large amount of light with an axial symmetry. Therefore, uniform illumination can be performed by using the soft X-ray parallel beam forming apparatus.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の実施の形態である軟X線平行光束形成
装置の主要部の例を示す図である。
FIG. 1 is a diagram illustrating an example of a main part of a soft X-ray parallel light beam forming apparatus according to an embodiment of the present invention.

【図2】本発明の実施の形態である軟X線平行光束形成
装置の1例の構成図である。
FIG. 2 is a configuration diagram of an example of a soft X-ray parallel light beam forming apparatus according to an embodiment of the present invention.

【図3】従来の、軟X線縮小投影露光装置の例の概要を
示す図である。
FIG. 3 is a diagram showing an outline of an example of a conventional soft X-ray reduction projection exposure apparatus.

【図4】多光源形成光学素子であるフライアイミラーの
構成を示す図である。
FIG. 4 is a diagram illustrating a configuration of a fly-eye mirror that is a multiple light source forming optical element.

【図5】略平行な光束を有する軟X線を発生する軟X線
源の例を示す図である。
FIG. 5 is a diagram illustrating an example of a soft X-ray source that generates soft X-rays having substantially parallel light beams.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1…ノズル 2…水滴 3…パルスレーザー光 4…レンズ 5…プラズマ 6…多層膜回転放物面鏡 7…軟X線の平行光束 8…真空容器 9…水滴供給装置 10…レーザー光導入窓 11…X線遮蔽板 12…水滴回収装置 13…保護板 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Nozzle 2 ... Water droplet 3 ... Pulse laser beam 4 ... Lens 5 ... Plasma 6 ... Multilayer rotating parabolic mirror 7 ... Parallel light flux of soft X-ray 8 ... Vacuum container 9 ... Water droplet supply device 10 ... Laser light introduction window 11 ... X-ray shielding plate 12 ... water droplet recovery device 13 ... protection plate

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 排気装置により減圧が可能な容器内にお
いて、液滴状あるいは微粒子状の標的材を供給する標的
材供給手段と、当該標的材に励起エネルギービームを集
光・照射してプラズマ化する励起エネルギー照射手段
と、プラズマから発生した軟X線を略平行光束として取
り出すための軟X線光学素子を有する軟X線平行光束形
成装置であって、プラズマから放射された軟X線が最初
に入射する光学素子(第1光学素子)の反射面が略軸対
称な形状を有し、励起エネルギービームの照射は、第1
光学素子の対称軸を光軸として第1光学素子側から行わ
れ、前記標的材供給手段は、利用する軟X線の光路を遮
らない位置に配置されていることを特徴とする軟X線平
行光束形成装置。
1. A target material supply means for supplying a droplet or fine particle target material in a container which can be decompressed by an exhaust device, and an excitation energy beam is focused and irradiated on the target material to form a plasma. A soft X-ray parallel light beam forming apparatus having a soft X-ray optical element for extracting soft X-rays generated from plasma as substantially parallel light beams, wherein soft X-rays radiated from plasma are first emitted. The reflection surface of the optical element (first optical element) incident on the surface has a substantially axially symmetrical shape, and the irradiation of the excitation energy beam
The process is performed from the first optical element side with the symmetry axis of the optical element as the optical axis, and the target material supply means is arranged at a position not to block the optical path of the soft X-ray to be used. Light beam forming device.
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