(57)【要約】【課題】  デブリを抑制でき、高輝度かつ多光量の軟Ｘ線を繰り返し取り出すことが可能な軟Ｘ線光源装置を提供することを課題とする。【解決手段】  軟Ｘ線光源装置１は、ビーム入射窓と軟Ｘ線通過窓とを持つ真空容器２と、真空容器２に収容されるターゲット３と、ビーム入射窓を介して、ターゲット３にビーム９を照射するビーム照射装置と、軟Ｘ線通過窓を介して真空容器２の内部と連通し、ビーム９により真空容器２内に生成するプラズマから軟Ｘ線１０を取り出す軟Ｘ線検出器４０を持つ軟Ｘ線光学系と、を備える。ビーム入射窓とターゲット３との間、およびターゲット３と軟Ｘ線通過窓との間のうち、少なくとも一方には、軟Ｘ線１０とともにプラズマから発生する飛散粒子を抑制するために、ビーム９の照射周波数に対応して速度制御される飛散粒子抑制装置５、６が介装されていることを特徴とする。【選択図】  図１
0003102453.tif 000002
【実用新案登録請求の範囲】
【請求項１】
ビーム入射窓と軟Ｘ線通過窓とを持つ真空容器と、
該真空容器に収容されるターゲットと、
該ビーム入射窓を介して、該ターゲットにビームを照射するビーム照射装置と、
該軟Ｘ線通過窓を介して該真空容器の内部と連通し、該ビームにより該真空容器内に生成するプラズマから軟Ｘ線を取り出す軟Ｘ線検出器を持つ軟Ｘ線光学系と、
を備えてなる軟Ｘ線光源装置であって、
前記ビーム入射窓と前記ターゲットとの間、および該ターゲットと前記軟Ｘ線通過窓との間のうち、少なくとも一方には、前記軟Ｘ線とともに前記プラズマから発生する飛散粒子を抑制するために、前記ビームの照射周波数に対応して速度制御される飛散粒子抑制装置が介装されていることを特徴とする軟Ｘ線光源装置。
【請求項２】
前記飛散粒子抑制装置は、前記ビーム入射窓と前記ターゲットとの間に介装され、ビーム透過孔を持つビーム側回転部材であり、
該ビーム透過孔に対する前記飛散粒子の通過を抑制し前記ビームの通過を許容するために、該ビーム側回転部材の回転周波数は前記ビームの照射周波数に同期している請求項１に記載の軟Ｘ線光源装置。
【請求項３】
前記ビーム透過孔の孔径は、前記飛散粒子の飛散速度に対応して調整可能であり、
該ビーム透過孔の配置は、前記ターゲットと前記ビーム側回転部材との相対位置により決定される請求項２に記載の軟Ｘ線光源装置。
【請求項４】
さらに、前記ビーム入射窓と前記ターゲットとの間には、無反射コート付ガラス板が介装されている請求項１に記載の軟Ｘ線光源装置。
【請求項５】
前記飛散粒子抑制装置は、前記ターゲットと前記軟Ｘ線通過窓との間に介装され、軟Ｘ線透過孔を持つ軟Ｘ線側回転部材であり、
該軟Ｘ線透過孔に対する前記飛散粒子の通過を抑制し前記軟Ｘ線の通過を許容するために、該軟Ｘ線側回転部材の回転周波数は前記ビームの照射周波数に所定の遅延時間を隔てて同期している請求項１に記載の軟Ｘ線光源装置。
【請求項６】
前記軟Ｘ線透過孔の孔径は、前記飛散粒子の飛散速度に対応して調整可能であり、
該軟Ｘ線透過孔の配置は、前記ターゲットと前記軟Ｘ線側回転部材との相対位置により決定される請求項５に記載の軟Ｘ線光源装置。
【請求項７】
さらに、前記ターゲットと前記軟Ｘ線検出器との間には、軟Ｘ線取り出し位置限定スリットと軟Ｘ線フィルタとが介装されている請求項１に記載の軟Ｘ線光源装置。
【請求項８】
前記軟Ｘ線取り出し位置限定スリットは、前記プラズマの生成方向に対応して移動可能である請求項７に記載の軟Ｘ線光源装置。
【請求項９】
前記軟Ｘ線フィルタは、通過させたい前記軟Ｘ線の波長に対応して交換可能である請求項７に記載の軟Ｘ線光源装置。
【請求項１０】
さらに、前記ターゲットと前記軟Ｘ線検出器との間には、全反射型の軟Ｘ線集光ミラーが介装されている請求項１に記載の軟Ｘ線光源装置。
【考案の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本考案は、高エネルギのビームをターゲットに照射することにより軟Ｘ線を発生させる軟Ｘ線光源装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
軟Ｘ線光源装置は、真空容器内に配置されたターゲットに高エネルギのレーザビームを照射することにより、軟Ｘ線を発生させる装置である。ターゲットにレーザビームを集光させると、高密度のプラズマが生成する。生成したプラズマは、真空容器内を自由膨張する。軟Ｘ線は、この膨張したプラズマから発生する。軟Ｘ線は、真空容器の内部と連通する軟Ｘ線光学系を介して、外部へ導出される。
【０００３】
ターゲットに照射するレーザビームとして、波形制御されたパルス列の固体レーザーを用いると、１Ｈｚ又は数十Ｈｚの繰り返し周波数で軟Ｘ線を発生させることができる。
【０００４】
ところが、このような軟Ｘ線光源装置では、ターゲットから、燃焼分解物や破砕物からなる飛散粒子（以下、適宜「デブリ」と称す。）が、軟Ｘ線と同時に放出される。デブリは、広範囲の領域に飛散、浮遊する。とりわけ、１０ＭＷ／ｃｍ2以上の比較的高エネルギーのレーザービームの場合、デブリの速度は特に大きくなる。このため、デブリは、一層広範囲に飛散する。
【０００５】
デブリがＸ線光学系に付着すると、光学系から取り出されるＸ線量が減少する。また、Ｘ線光学系の構成部品を劣化させる。さらに、レーザビームの利用効率が低減する。さらにまた、テープ形状のターゲットを用いるなどして、長時間繰り返して軟Ｘ線を発生させる場合には、短時間の間に多量のデブリが爆発的に発生し、Ｘ線光学系やビーム入射窓に付着するという問題がある。
【０００６】
この点に鑑み、特開平１１−１３３１９５号公報には、ターゲットに対してビーム入射方向および軟Ｘ線取り出し方向に、高分子フィルムを介装した軟Ｘ線光源装置が紹介されている。また、特開２０００−１９２９７号公報には、ターゲットに対して軟Ｘ線取り出し方向に、高分子フィルムを介装した軟Ｘ線光源装置が紹介されている。これらの公報記載の軟Ｘ線光源装置によると、発生したデブリは高分子フィルムに付着して捕捉される。したがって、軟Ｘ線光学系やビーム入射窓にデブリが付着するのを抑制することができる。
【特許文献１】特開平１１−１３３１９５号公報
【特許文献２】特開２０００−１９２９７号公報
【考案の開示】
【考案が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、上記特開平１１−１３３１９５号公報記載の軟Ｘ線光源装置によると、レーザビームが高分子フィルムを通過する際、レーザビームのビーム特性に変調をきたすおそれがある。また、レーザビームのエネルギ損失が大きくなるため、高出力の軟Ｘ線を発生するのが困難となる。
【０００８】
また、高分子フィルムは、真空引き時の脱ガスが起こるため、特に高真空域で使用することが難しい。このため、上記特開平１１−１３３１９５号公報および特開２０００−１９２９７号公報記載の軟Ｘ線光源装置は、実用的とは言い難い。
【０００９】
本考案の軟Ｘ線光源装置は、上記課題に鑑みて完成されたものである。したがって、本考案は、デブリを抑制でき、高輝度かつ多光量の軟Ｘ線を繰り返し取り出すことが可能な軟Ｘ線光源装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
（１）上記課題を解決するため、本考案の軟Ｘ線光源装置は、ビーム入射窓と軟Ｘ線通過窓とを持つ真空容器と、該真空容器に収容されるターゲットと、該ビーム入射窓を介して、該ターゲットにビームを照射するビーム照射装置と、該軟Ｘ線通過窓を介して該真空容器の内部と連通し、該ビームにより該真空容器内に生成するプラズマから軟Ｘ線を取り出す軟Ｘ線検出器を持つ軟Ｘ線光学系と、を備えてなる軟Ｘ線光源装置であって、前記ビーム入射窓と前記ターゲットとの間、および該ターゲットと前記軟Ｘ線通過窓との間のうち、少なくとも一方には、前記軟Ｘ線とともに前記プラズマから発生する飛散粒子を抑制するために、前記ビームの照射周波数に対応して速度制御される飛散粒子抑制装置が介装されていることを特徴とする。
【００１１】
つまり、本考案の軟Ｘ線光源装置は、ビーム入射窓とターゲットとの間、およびターゲットと軟Ｘ線通過窓との間のうち、少なくとも一方に、飛散粒子抑制装置を介装するものである。飛散粒子抑制装置は、ビームの照射周波数に対応して速度制御される。このため、飛散粒子抑制装置がビームや軟Ｘ線の光路を遮るおそれが小さく、ビームや軟Ｘ線のエネルギ損失が小さい。したがって、高輝度かつ多光量の軟Ｘ線を取り出すことができる。また、飛散粒子抑制装置がビームの照射周波数に対応して速度制御されるため、デブリを効果的に遮断することができる。また、デブリを効果的に遮断できるため、本考案の軟Ｘ線光源装置は、比較的長い時間、連続して運転することができる。
【００１２】
（２）好ましくは、前記飛散粒子抑制装置は、前記ビーム入射窓と前記ターゲットとの間に介装され、ビーム透過孔を持つビーム側回転部材であり、該ビーム透過孔に対する前記飛散粒子の通過を抑制し前記ビームの通過を許容するために、該ビーム側回転部材の回転周波数は前記ビームの照射周波数に同期している構成とする。
【００１３】
つまり、本構成は、飛散粒子抑制装置として、ビーム入射窓とターゲットとの間にビーム側回転部材を介装するものである。ビーム側回転部材には、ビーム光軸方向に沿って、ビーム透過孔が穿設されている。繰り返し照射されるビームの光軸とビーム透過孔の孔軸とが同軸上に並ぶように、ビーム側回転部材の回転周波数はビームの照射周波数に同期している。
【００１４】
ビームは、ビーム透過孔を介して、ターゲットに照射される。照射されたビームによりターゲットからデブリが発生し拡散する。デブリの一部は、ビーム光軸方向、つまりビーム照射時にビーム透過孔が配置されていた方向に進行する。しかしながら、デブリの一部がビーム側回転部材に到達しても、ビーム透過孔を通過することはできない。その理由は、ビーム透過孔つまりビーム側回転部材は、予め設定された回転周波数で回転しているからである。言い換えると、デブリの一部がビーム側回転部材に到達しても、ビーム透過孔は既にビーム光軸上から所定角度回動しているからである。このように、本構成のビーム透過孔は、デブリおよびビームのうち、ビームを優先的に通過させる。
【００１５】
本構成によると、比較的簡単な機構により、デブリを遮断しかつビームを通過させることができる。このため、効率よく軟Ｘ線を発生させることができる。
【００１６】
（３）好ましくは、上記（２）の構成において、前記ビーム透過孔の孔径は、前記飛散粒子の飛散速度に対応して調整可能であり、該ビーム透過孔の配置は、前記ターゲットと前記ビーム側回転部材との相対位置により決定される構成とする方がよい。
【００１７】
つまり、本構成は、実際の軟Ｘ線光源装置におけるデブリの飛散速度、ターゲットとビーム側回転部材との相対位置から、ビーム透過孔の孔径、ビーム透過孔の配置を決定するものである。本構成によると、より確実に、デブリを遮断しかつビームを通過させることができる。
【００１８】
（４）好ましくは、前記ビーム入射窓と前記ターゲットとの間には、無反射コート付ガラス板が介装されている構成とする方がよい。無反射コート付ガラス板は、デブリを遮断することができる。したがって、本構成によると、飛散粒子抑制装置を配置したことと相俟って、さらに確実にデブリを抑制することができる。
【００１９】
（５）好ましくは、前記飛散粒子抑制装置は、前記ターゲットと前記軟Ｘ線通過窓との間に介装され、軟Ｘ線透過孔を持つ軟Ｘ線側回転部材であり、該軟Ｘ線透過孔に対する前記飛散粒子の通過を抑制し前記軟Ｘ線の通過を許容するために、該軟Ｘ線側回転部材の回転周波数は前記ビームの照射周波数に所定の遅延時間を隔てて同期している構成とする方がよい。
【００２０】
つまり、本構成は、飛散粒子抑制装置として、ターゲットと軟Ｘ線通過窓との間に軟Ｘ線側回転部材を介装するものである。軟Ｘ線側回転部材には、取り出し方向における軟Ｘ線の光軸に沿って、軟Ｘ線透過孔が穿設されている。軟Ｘ線の光軸と軟Ｘ線透過孔の孔軸とが同軸上に並ぶように、軟Ｘ線側回転部材の回転周波数はビームの照射周波数に、所定の遅延時間を隔てて、同期している。
【００２１】
軟Ｘ線は、軟Ｘ線透過孔を介して、軟Ｘ線通過窓、軟Ｘ線光学系と進行する。また、ターゲットから発生したデブリの一部は、軟Ｘ線光軸方向、つまり軟Ｘ線発生時に軟Ｘ線透過孔が配置されていた方向に進行する。しかしながら、デブリの一部が軟Ｘ線側回転部材に到達しても、軟Ｘ線透過孔を通過することはできない。その理由は、軟Ｘ線透過孔つまり軟Ｘ線側回転部材は、予め設定された回転周波数で回転しているからである。言い換えると、デブリの一部が軟Ｘ線側回転部材に到達しても、軟Ｘ線透過孔は既に軟Ｘ線光軸上から所定角度回動しているからである。このように、本構成の軟Ｘ線透過孔は、デブリおよび軟Ｘ線のうち、軟Ｘ線を優先的に通過させる。
【００２２】
本構成によると、比較的簡単な機構により、デブリを遮断しかつ軟Ｘ線を通過させることができる。このため、効率よく軟Ｘ線を発生させることができる。
【００２３】
（６）好ましくは、上記（５）の構成において、前記軟Ｘ線透過孔の孔径は、前記飛散粒子の飛散速度に対応して調整可能であり、該軟Ｘ線透過孔の配置は、前記ターゲットと前記軟Ｘ線側回転部材との相対位置により決定される構成とする方がよい。
【００２４】
つまり、本構成は、実際の軟Ｘ線光源装置におけるデブリの飛散速度、ターゲットと軟Ｘ線側回転部材との相対位置から、軟Ｘ線透過孔の孔径、軟Ｘ線透過孔の配置を決定するものである。本構成によると、より確実に、デブリを遮断しかつ軟Ｘ線を通過させることができる。
【００２５】
（７）好ましくは、さらに、前記ターゲットと前記軟Ｘ線検出器との間には、軟Ｘ線取り出し位置限定スリットと軟Ｘ線フィルタとが介装されている構成とする方がよい。軟Ｘ線取り出し位置限定スリット、軟Ｘ線フィルタを配置すると、さらにデブリを抑制することができる。
【００２６】
（８）好ましくは、上記（７）の構成において、前記軟Ｘ線取り出し位置限定スリットは、前記プラズマの生成方向に対応して移動可能である構成とする方がよい。本構成によると、より効率よく軟Ｘ線を取り出すことができる。また、デブリの拡散状況に応じて軟Ｘ線取り出し位置限定スリットを動かすことができるため、さらにデブリを抑制することができる。
【００２７】
（９）好ましくは、上記（７）の構成において、前記軟Ｘ線フィルタは、通過させたい前記軟Ｘ線の波長に対応して交換可能である構成とする方がよい。本構成によると、種々の波長の軟Ｘ線を選択的に取り出すことができる。より好ましくは、飛散粒子抑制装置よりも軟Ｘ線進行方向において下流側に、軟Ｘ線フィルタを配置する方がよい。こうすると、飛散粒子抑制装置によりデブリの大部分が抑制されるため、軟Ｘ線フィルタの寿命が長くなる。
【００２８】
（１０）好ましくは、さらに、前記ターゲットと前記軟Ｘ線検出器との間には、全反射型の軟Ｘ線集光ミラーが介装されている構成とする方がよい。軟Ｘ線集光ミラーは、デブリを遮断し、軟Ｘ線を集光させる。したがって、本構成によると、さらにデブリを抑制することができる。
【考案の効果】
【００２９】
本考案によると、デブリを抑制でき、高輝度かつ多光量の軟Ｘ線を繰り返し取り出すことが可能な軟Ｘ線光源装置を提供することができる。
【考案を実施するための最良の形態】
【００３０】
以下、本考案の軟Ｘ線光源装置の実施の形態について説明する。
【００３１】
＜第一実施形態＞
まず、本実施形態の軟Ｘ線光源装置の構成について説明する。図１に、本実施形態の軟Ｘ線光源装置の模式斜視図を示す。図２に、同軟Ｘ線光源装置の模式側面図を示す。これらの図に示すように、本実施形態の軟Ｘ線光源装置１は、真空容器２とターゲット３と軟Ｘ線光学系４とビーム側回転部材５と軟Ｘ線側回転部材６と無反射コート付ガラス板７０と軟Ｘ線取り出し位置限定スリット７１と軟Ｘ線フィルタ７２と軟Ｘ線集光ミラー７３と回折格子７４とを備えている。
【００３２】
真空容器２には、ビーム入射窓２０と軟Ｘ線通過窓２１とが開設されている。ビーム入射窓２０は、真空容器２の外壁に真円状に形成されている。ビーム入射窓２０には、石英ガラス２２がはめ込まれている。ビーム入射窓２０の外部にはビーム照射装置（図略）が配置されている。ビーム照射装置は、１０Ｈｚの繰り返し周波数で、数百ＭＷ／ｃｍ2もの高エネルギレーザビームを照射することができる。ビーム入射窓２０とビーム照射装置との間には、集光レンズ（図略）が介装されている。軟Ｘ線通過窓２１は、真空容器２の外壁から突設された接続ポート２３の先端内周側に配置されている。軟Ｘ線通過窓２１の窓軸とビーム入射窓２０の窓軸とは略直交している。真空容器２内および後述する軟Ｘ線光学系４内は、排気装置（図略）により、１０-3〜１０-4Ｐａ程度にまで減圧されている。
【００３３】
ターゲット３は、テープ状を呈している。ターゲット３は、高分子（ポリエチレン）膜と、金属（Ａｌ）膜と、金属（Ｂ）膜とからなる三層構造、もしくは、独立、二層構造（例えばＡｌ＋ＰＥ、Ｂ＋ＰＥ）を有している。ターゲット３は、真空容器２に収容されている。ターゲット３の一端は、回転可能な供給リール３０に止着されている。一方、ターゲット３の他端は、モータ駆動により回転可能な巻き取りリール３１に止着されている。供給リール３０に巻装されているターゲット３が、モータの駆動力で、巻き取りリール３１に巻き取られることにより、ターゲット３上におけるレーザビーム９の集光位置９０には、常に新鮮なターゲット面が供給される。
【００３４】
ビーム側回転部材５は、モータ（図略）により回転可能であって、円板状を呈している。ビーム側回転部材５は、ターゲット３のレーザビーム照射方向上流側に配置されている。ビーム側回転部材５には、その表裏面を貫通するビーム透過孔５０ａ、５０ｂが穿設されている。ビーム透過孔５０ａ、５０ｂは、回転中心軸を挟み、１８０°対向して配置されている。図に示すように、ビーム透過孔５０ａの孔軸と、レーザビーム９の光軸とは、同軸上に配置されている。また、ビーム側回転部材５が１８０°回転した場合は、ビーム透過孔５０ｂの孔軸と、レーザビーム９の光軸とが、同軸上に配置される。ビーム側回転部材５、ビーム透過孔５０ａ、５０ｂの径については後で詳しく説明する。
【００３５】
無反射コート付ガラス板７０は、円板状を呈している。無反射コート付ガラス板７０は、ビーム側回転部材５のレーザビーム照射方向上流側に配置されている。無反射コート付ガラス板７０は、回転可能である。
【００３６】
軟Ｘ線取り出し位置限定スリット７１は、ターゲット３の軟Ｘ線進行方向下流側に配置されている。軟Ｘ線取り出し位置限定スリット７１には、開口幅１０〜１００μｍのスリットが形成されている。軟Ｘ線取り出し位置限定スリット７１は、真空容器２内で生成されるプラズマに沿って移動可能である。
【００３７】
軟Ｘ線集光ミラー７３は、軟Ｘ線取り出し位置限定スリット７１の軟Ｘ線進行方向下流側に配置されている。軟Ｘ線集光ミラー７３の表面は、金によりコーティングされている。軟Ｘ線集光ミラー７３は、斜入射する軟Ｘ線１０を後述する軟Ｘ線側回転部材６方向に全反射するように、配置されている。
【００３８】
軟Ｘ線側回転部材６は、モータ（図略）により回転可能であって、円板状を呈している。軟Ｘ線側回転部材６は、軟Ｘ線集光ミラー７３の軟Ｘ線進行方向下流側に配置されている。軟Ｘ線側回転部材６には、その表裏面を貫通する軟Ｘ線透過孔６０ａ、６０ｂが穿設されている。軟Ｘ線透過孔６０ａ、６０ｂは、回転中心軸を挟み、１８０°対向して配置されている。図に示すように、軟Ｘ線透過孔６０ａの孔軸と、軟Ｘ線１０の光軸とは、同軸上に配置されている。また、軟Ｘ線側回転部材６が１８０°回転した場合は、軟Ｘ線透過孔６０ｂの孔軸と、軟Ｘ線１０の光軸とが、同軸上に配置される。
【００３９】
軟Ｘ線光学系４は、一端が開口する有底円筒状を呈している。この開口が前記接続ポート２３に接続されることにより、軟Ｘ線光学系４は前記真空容器２と連通している。また、軟Ｘ線光学系４の内部も真空容器２の内部と同様に、減圧されている。
【００４０】
軟Ｘ線フィルタ７２は、高分子（パレリン−Ｎ）膜と、金属（Ｓｎ）膜とからなる二層構造を有している。軟Ｘ線フィルタ７２は、軟Ｘ線光学系４に収容されている。高分子（パレリン−Ｎ）膜は、前記軟Ｘ線側回転部材６に対向している。また、金属（Ｓｎ）膜は、後述する回折格子７４に対向している。軟Ｘ線フィルタ７２は、透過させたい軟Ｘ線の波長に応じて交換可能である。軟Ｘ線フィルタ７２の軟Ｘ線進行方向下流側には、回折格子７４が配置されている。回折格子７４は、軟Ｘ線の波長を分散させる。回折格子７４の軟Ｘ線進行方向下流側には、ＣＣＤ検出器４０が配置されている。ＣＣＤ検出器４０は、本考案の軟Ｘ線検出器に含まれる。ＣＣＤ検出器４０により、軟Ｘ線は外部に取り出される。
【００４１】
次に、本実施形態の軟Ｘ線光源装置の動きについて説明する。ビーム照射装置から発射された高エネルギのレーザビーム９は、集光レンズ、ビーム入射窓２０を介して、真空容器２の内部に進入する。進入したレーザビーム９は、無反射コート付ガラス板７０を介して、回転するビーム側回転部材５に到達する。ここで、レーザビーム９の光軸と、ビーム側回転部材５のビーム透過孔５０ａの孔軸とは、一致している。このため、レーザビーム９は、ビーム側回転部材５の表面に遮られることなく、ビーム透過孔５０ａを通過する。ビーム透過孔５０ａを通過したレーザビーム９は、ターゲット３の表面に衝突する。レーザビーム９は、ターゲット３の表面上に、線状の集光位置９０を形成する。なお、ターゲット３上での集光形状は任意であり、必要とする照射強度を満たしていればよい。レーザビーム９の衝突により、ターゲット３からプラズマが発生する。プラズマは、真空容器２の内部を自由膨張する。軟Ｘ線１０は、このプラズマから、軟Ｘ線取り出し位置限定スリット７１を介して、取り出される。軟Ｘ線取り出し位置限定スリット７１を通過した軟Ｘ線１０は、軟Ｘ線集光ミラー７３により全反射される。全反射された軟Ｘ線１０は、回転する軟Ｘ線側回転部材６に到達する。ここで、軟Ｘ線１０の光軸と、軟Ｘ線側回転部材６の軟Ｘ線透過孔６０ａの孔軸とは、一致している。このため、軟Ｘ線１０は、軟Ｘ線側回転部材６の裏面に遮られることなく、軟Ｘ線透過孔６０ａを通過する。軟Ｘ線透過孔６０ａを通過した軟Ｘ線１０は、接続ポート２３を通過し、軟Ｘ線通過窓２１から軟Ｘ線光学系４の内部に進入する。進入した軟Ｘ線１０は、軟Ｘ線フィルタ７２を通過する。この際、軟Ｘ線１０の波長が整えられる。軟Ｘ線フィルタ７２を通過した軟Ｘ線１０は、回折格子７４で波長分散され、ＣＣＤ検出器４０により検出される。
【００４２】
次に、本実施形態の軟Ｘ線光源装置におけるレーザビーム９の照射周波数と、ビーム側回転部材５および軟Ｘ線側回転部材６の回転周波数との、同期方法について説明する。レーザビーム９の照射周波数と、ビーム側回転部材５の回転周波数とは、ビーム側回転部材５を回転駆動するモータから検出されるフィードバック信号をパルス化し、このパルスをレーザビーム９の照射周波数として用いることにより、同期されている。
【００４３】
また、レーザビーム９の照射周波数と、軟Ｘ線側回転部材６の回転周波数とは、軟Ｘ線の速度、デブリの速度、レーザビーム９の光路、ターゲット３から軟Ｘ線側回転部材６までの距離をパラメータとして、レーザビーム９照射に対し軟Ｘ線側回転部材６を所定時間だけ遅らして回転させることにより、同期されている。加えて、軟Ｘ線透過孔６０ａ、６０ｂの軟Ｘ線進行方向下流側には、Ｘ線フォトダイオード（図略）が配置されている。このＸ線フォトダイオードが軟Ｘ線１０を検出するタイミングから、レーザビーム９照射に対する軟Ｘ線側回転部材６回転の遅れ時間を逐次補正している。
【００４４】
次に、本実施形態の軟Ｘ線光源装置のビーム側回転部材、ビーム透過孔の径の設定方法について、図３を参照しながら説明する。なお、軟Ｘ線側回転部材、軟Ｘ線透過孔の径の設定方法も同様である。したがって、軟Ｘ線側回転部材、軟Ｘ線透過孔の径の設定方法については、説明を割愛する。
【００４５】
ビーム側回転部材５の回転数ｎ＝１５００［ｒｐｍ］、ビーム側回転部材５の肉厚ｔ＝２［ｍｍ］、レーザビーム９の初期径φｄ０＝３０［ｍｍ］、レーザビーム９の入射位置からターゲット３までの距離Ｌ’＝５００［ｍｍ］と仮定する。
【００４６】
まず、ビーム透過孔５０ａの孔径φｄの設定方法について説明する。ビーム側回転部材５裏面からターゲット３までの距離をＬとおくと、上記仮定より、ビーム側回転部材５表面に差し掛かる際のレーザビーム９のビーム径φｄ’は、次式により表される。
【００４７】
【数１】
0003102453.tif 000003
【００４８】
レーザビーム９は、ビーム透過孔５０ａの孔縁と干渉することなく、ビーム透過孔５０ａを通過する必要がある。このため、ビーム透過孔５０ａの孔径φｄは、レーザビーム９のビーム径φｄ’よりも大きく設定する必要がある。一方、ビーム透過孔５０ａの孔径φｄが過度に大きいと、ターゲット３から発生したデブリがビーム側回転部材５表側に漏出するおそれがある。したがって、ビーム透過孔５０ａの孔径φｄは、上式から算出されるレーザビーム９のビーム径φｄ’よりも、若干大きく設定されている。
【００４９】
次に、ビーム側回転部材５の径φＤの設定方法について説明する。ビーム透過孔５０ａ外周側の余裕代をｂ、ビーム側回転部材５の中心Ａからビーム透過孔５０ａの中心Ｂまでの距離をｒとおくと、上記ビーム透過孔５０ａの孔径φｄを用いて、ビーム側回転部材５の径φＤは、次式により設定される。
【００５０】
【数２】
0003102453.tif 000004
【００５１】
なお、余裕代ｂが大きいほど、ビーム側回転部材５の外周側から、デブリがビーム側回転部材５表側に漏出するおそれが小さくなる。
【００５２】
次に、以上の設定値を踏まえて、ビーム側回転部材５により遮断できるデブリの最高速度Ｖmax、最低速度Ｖminを求める。ビーム側回転部材５の回転に伴うビーム透過孔５０ａの角速度ωは、次式により表される。
【００５３】
【数３】
0003102453.tif 000005
【００５４】
この角速度ωを用いて、レーザビーム９照射からビーム透過孔５０ａがその位置を外れるまでの時間τは、次式により表される。
【００５５】
【数４】
0003102453.tif 000006
【００５６】
したがって、この時間τを用いて、デブリの最高速度Ｖmaxは次式により表される。
【００５７】
【数５】
0003102453.tif 000007
【００５８】
また、デブリの最低速度Ｖminは次式により表される。
【００５９】
【数６】
0003102453.tif 000008
【００６０】
このように、本実施形態のビーム側回転部材５によると、最低速度Ｖmin〜最高速度Ｖmaxの速度域にあるデブリを遮断することができる。
【００６１】
次に、本実施形態の軟Ｘ線光源装置の効果について説明する。本実施形態の軟Ｘ線光源装置１は、速度制御されたビーム側回転部材５と軟Ｘ線側回転部材６とを備えている。このため、レーザビーム９は、ビーム側回転部材５のビーム透過孔５０ａ、５０ｂを確実に通過する。同様に、軟Ｘ線１０は、軟Ｘ線側回転部材６の軟Ｘ線透過孔６０ａ、６０ｂを確実に通過する。このため、レーザビーム９や軟Ｘ線１０のエネルギ損失が小さい。したがって、高輝度かつ多光量の軟Ｘ線を取り出すことができる。また、ビーム側回転部材５および軟Ｘ線側回転部材６は、上述したように、所定の速度域にあるデブリを確実に遮断することができる。
【００６２】
また、ビーム入射窓３０とビーム側回転部材５との間には、回転する無反射コート付ガラス板７０が介装されている。無反射コート付ガラス板７０は、ビーム側回転部材５では対応しきれない速度域のデブリを遮断する。このため、レーザビーム９照射方向に拡散するデブリを完全に遮断することができる。加えて、無反射コート付ガラス板７０は回転する。このため、無反射コート付ガラス板７０の全面にデブリを均一に付着させることができる。したがって、無反射コート付ガラス板７０の交換頻度が少なくなる。なお、無反射コート付ガラス板７０の交換時期は、デブリによるレーザビーム９の減衰を光センサで検出することにより、確認することができる。
【００６３】
また、ターゲット３と軟Ｘ線側回転部材６との間には、軟Ｘ線取り出し位置限定スリット７１が介装されている。並びに、軟Ｘ線側回転部材６と回折格子７４との間には、軟Ｘ線フィルタ７２が介装されている。したがって、軟Ｘ線進行方向に拡散するデブリを完全に遮断することができる。また、軟Ｘ線取り出し位置限定スリット７１は、プラズマの生成方向に対応して移動可能である。このため、デブリの拡散状況に応じて軟Ｘ線取り出し位置限定スリット７１を動かすことができる。したがって、デブリを遮断しやすい。
【００６４】
また、軟Ｘ線フィルタ７２は、通過させたい軟Ｘ線１０の波長に対応して交換可能である。したがって、ＣＣＤ検出器４０から、所望の波長の軟Ｘ線１０を選択的に取り出すことができる。また、軟Ｘ線フィルタ７２は、軟Ｘ線側回転部材６の軟Ｘ線進行方向下流側に配置されている。このため、軟Ｘ線フィルタ７２にデブリが付着しにくい。したがって、軟Ｘ線フィルタ７２の交換頻度が少なくて済む。
【００６５】
また、軟Ｘ線取り出し位置限定スリット７１と軟Ｘ線側回転部材６との間には、軟Ｘ線集光ミラー７３が介装されている。このため、直線性を有するデブリを確実に遮断することができる。並びに、多光量の軟Ｘ線１０を集光させることができる。
【００６６】
＜第二実施形態＞
本実施形態と第一実施形態との相違点は、軟Ｘ線取り出し位置限定スリットが配置されていない点である。並びに、軟Ｘ線集光ミラーが軟Ｘ線側回転部材よりも軟Ｘ線進行方向下流側に配置されている点である。したがって、ここでは相違点についてのみ説明する。
【００６７】
図４に、本実施形態の軟Ｘ線光源装置の模式斜視図を示す。なお、図１と対応する部位については同じ符号で示す。図５に、本実施形態の軟Ｘ線光源装置の模式側面図を示す。なお、図２と対応する部位については同じ符号で示す。
【００６８】
これらの図に示すように、本実施形態の軟Ｘ線光源装置１には、軟Ｘ線取り出し位置限定スリットが配置されていない。また、軟Ｘ線集光ミラー７３は、軟Ｘ線光学系４の内部に配置されている。つまり、軟Ｘ線集光ミラー７３は、軟Ｘ線側回転部材６よりも軟Ｘ線進行方向下流側に配置されている。
【００６９】
本実施形態の軟Ｘ線光源装置１は、第一実施形態の軟Ｘ線光源装置と同様の効果を有する。また、軟Ｘ線集光ミラー７３は、軟Ｘ線側回転部材６よりも軟Ｘ線進行方向下流側に配置されている。このため、軟Ｘ線集光ミラー７３にデブリが付着するおそれが小さい。
【００７０】
＜その他＞
以上、本考案の軟Ｘ線光源装置の実施の形態について説明した。しかしながら、実施の形態は上記形態に特に限定されるものではない。当業者が行いうる種々の変形的形態、改良的形態で実施することも可能である。
【００７１】
例えば、上記実施形態においては、ビーム側回転部材５と軟Ｘ線側回転部材６とを配置したが、いずれか一方の部材のみを配置してもよい。また、上記実施形態においては、無反射コート付ガラス板７０、軟Ｘ線集光ミラー７３、軟Ｘ線フィルタ７２を配置したが、これらの部材は配置しなくてもよい。また、軟Ｘ線集光ミラー７３を、複数配置してもよい。こうすると、さらにデブリを抑制しやすくなる。
【図面の簡単な説明】
【００７２】
【図１】第一実施形態の軟Ｘ線光源装置の模式斜視図である。
【図２】同軟Ｘ線光源装置の模式側面図である。
【図３】ビーム側回転部材の寸法を示す模式図である。
【図４】第二実施形態の軟Ｘ線光源装置の模式斜視図である。
【図５】同軟Ｘ線光源装置の模式側面図である。
【符号の説明】
【００７３】
１：軟Ｘ線光源装置、２：真空容器、２０：ビーム入射窓、２１：軟Ｘ線通過窓、２２：石英ガラス、２３：接続ポート、３：ターゲット、３０：供給リール、３１：巻き取りリール、４：軟Ｘ線光学系、４０：ＣＣＤ検出器（軟Ｘ線検出器）、５：ビーム側回転部材、５０ａ：ビーム透過孔、５０ｂ：ビーム透過孔、６：軟Ｘ線側回転部材、６０ａ：軟Ｘ線透過孔、６０ｂ：軟Ｘ線透過孔、７０：無反射コート付ガラス板、７１：軟Ｘ線取り出し位置限定スリット、７２：軟Ｘ線フィルタ、７３：軟Ｘ線集光ミラー、７４：回折格子、９：レーザビーム、９０：集光位置、１０：軟Ｘ線。
【図１】
0003102453.tif 000009
【図２】
0003102453.tif 000010
【図３】
0003102453.tif 000011
【図４】
0003102453.tif 000012
【図５】
0003102453.tif 000013