(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
パルスレーザー光を減圧された容器中の標的に集光することにより、該標的を構成する材料をプラズマ化し、該プラズマから輻射されるＸ線を利用するＸ線発生装置において、前記材料を前記容器中に送出する標的材料送出部を送出方向の軸周りに軸回転させる回転機構と、前記プラズマから輻射されるＸ線の発生位置を測定するＸ線発生位置測定部と、を具備することを特徴とするＸ線発生装置。
【請求項２】
パルスレーザー光を減圧された容器中の標的に集光することにより、該標的を構成する材料をプラズマ化し、該プラズマから輻射されるＸ線を利用するＸ線発生装置において、前記材料を前記容器中に送出する標的材料送出部を送出方向の軸周りに軸回転させる回転機構と、前記標的材料送出部の位置又は先端位置を測定する位置測定部と、を具備することを特徴とするＸ線発生装置。
【請求項３】
前記プラズマから輻射されるＸ線の発生位置を測定するＸ線発生位置測定部を具備することを特徴とする請求項２に記載のＸ線発生装置。
【請求項４】
前記標的材料送出部の位置又は先端位置を測定する位置測定部で測定された測定値及び／またはＸ線発生位置測定部で測定された測定値に基づき前記標的材料送出部の位置又はその先端位置が所定の位置になるように、前記標的材料送出部を移動する移動機構を具備することを特徴とする請求項２または３に記載のＸ線発生装置。
【請求項５】
前記標的材料送出部がノズルであることを特徴とする請求項１または２または３または４に記載のＸ線発生装置。
【請求項６】
標的材料送出部から標的材料を減圧された容器中に送出する工程と、パルスレーザー光を前記容器中に送出された材料からなる標的に集光する工程と、前記標的材料の送出方向を軸として前記標的材料送出部を軸回転させる工程と、前記標的材料送出部の位置又は先端位置を測定する工程と、を有することを特徴とするＸ線の発生方法。
【請求項７】
標的材料送出部から標的材料を減圧された容器中に送出する工程と、パルスレーザー光を前記容器中に送出された材料からなる標的に集光する工程と、前記標的材料の送出方向を軸として前記標的材料送出部を軸回転させる工程と、前記プラズマから輻射されるＸ線の発生位置を測定するＸ線発生位置測定部と、を有することを特徴とするＸ線の発生方法。
【請求項８】
パルスレーザー光を減圧された容器中の標的に集光することにより、該標的を構成する材料をプラズマ化し、該プラズマより輻射されるＸ線を利用するＸ線発生装置であり、前記材料を送出する標的材料送出部を送出方向の軸周りに軸回転させる回転機構と、前記標的材料送出部の位置又は先端位置を測定する位置測定部と、を具備するＸ線発生装置を有することを特徴とするＸ線露光装置。
【請求項９】
パルスレーザー光を減圧された容器中の標的に集光することにより、該標的を構成する材料をプラズマ化し、該プラズマより輻射されるＸ線を利用するＸ線発生装置であり、前記材料を送出する標的材料送出部を送出方向の軸周りに軸回転させる回転機構と、前記プラズマから輻射されるＸ線の発生位置を測定するＸ線発生位置測定部と、を具備するＸ線発生装置を有することを特徴とするＸ線露光装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、Ｘ線顕微鏡やＸ線分析装置、Ｘ線露光装置等のＸ線機器のＸ線源として好適なＸ線発生装置及びこれを具備した装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
Ｘ線発生装置として、パルスレーザー光を真空容器内の標的に集光し、標的を構成する材料をプラズマ化し、このプラズマから輻射されるＸ線を利用するレーザープラズマＸ線源（Ｘ線発生装置、以下LPXと呼ぶ）を具備した装置がある。これは小型でありながら、アンジュレーターに匹敵する程の輝度を持つため、Ｘ線分析装置やＸ線露光装置等のＸ線機器の光源として近年注目を集めている。
【０００３】
LPXを実用化するための課題としては、長時間の運転が可能であること、飛散粒子量（デブリ）が少ないこと等が挙げあげられる。
長時間の運転を行うためには、標的材料の連続供給が容易であることと、標的材料を回収し再利用できることが重要である。特に標的材料が高価な場合には、標的材料を回収し再利用することは、装置のランニングコストを下げるために重要である。
【０００４】
このような理由から標的材料の形態としては気体や液体あるいは固体微粒子が使用されている。このような形態の標的材料はノズルなどの標的材料送出部から真空容器内に送出され、これにレーザー光を照射する。
例えば、標的材料として常温で気体である物質を用い（例えば窒素、二酸化炭素、クリプトン、キセノン等）、これをノズルから噴出させて、これらの標的材料のガスあるいはガスを断熱膨張させることにより生成したクラスターにレーザー光を照射する方法が用いられている。これらの標的材料は常温では気体であるから、光学素子上に堆積することがないので、光学素子の性能を劣化させることがない。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、従来の装置で長時間、Ｘ線を発生させ続けると、Ｘ線強度が低下してしまう問題が生じることがあった。また、Ｘ線発生位置（即ち、光源位置）が変動してしまう問題点も発生した。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本願発明者は、前記問題点の原因を探った。
ノズルから噴出されたガスは自由膨張により真空容器内に広がるため、ノズルからの距離が離れるに従って、急激にその密度が減少する。このため、プラズマから放出されるＸ線量を多くしようとすると、ガス（クラスター）密度の大きなノズル近傍（ノズルの先端から約０．数mmから数mmの位置）にプラズマを生成する必要がある。プラズマがノズル近傍に生成された場合、プラズマから放出された高速の原子やイオンあるいは電子がノズルやノズル近傍の部材に衝突し、これらを削り取る。その結果、長時間に渡ってＸ線を発生させ続けるとノズル先端部が削られ、次第にノズル先端部とレーザー光照射部との間隔が広がってしまうことが判った。その結果、レーザー照射部でのガス（クラスター）密度が低下し、Ｘ線強度が低下してしまうことが判った。
【０００７】
また、プラズマ生成位置がノズルの直上ではなく、レーザーの集光レンズ方向等にずれているとノズルの先端が均一に削り取られずに、プラズマに近い方が多く削られるようになる。プラズマが集光レンズ側に生成された場合に１０7shot照射した後のノズル形状を示した概略図を図２（ａ）に、これとは反対側にプラズマ生成された場合のレーザー照射後のノズル形状の概略図を図２（ｂ）に示す。これらの図において、細線はレーザー照射前のノズル形状を、太線はレーザーを１０7回照射した後のノズル形状を示している。
【０００８】
これらの例ではプラズマ生成位置がレーザー光軸方向にずれている場合を示したが、プラズマがレーザー光軸と直交する方向にずれていた場合も同様に不均一にノズル先端が削られてしまう。更に、ノズル先端の削られ方は、生成されるプラズマの形状にも影響される。プラズマがレーザー光軸方向にフィラメント状に生成された場合は、ノズルはレーザー光軸からみてＵ字型に削られてしまう。
【０００９】
図２（ｃ）及び図２（ｄ）は、その様子を示したものである。図２（ｃ）は、レーザー光軸に垂直な方向から、図２（ｄ）はレーザー光軸から見たのもである。そして、細線はレーザー照射前のノズル形状を、太線はレーザーを１０7回照射した後のノズル形状を示している。
このようにノズル先端の形状が非対称的な形状となると、ガス（クラスター）の噴出方向が変化してしまい、レーザー集光位置でのガス（クラスター）密度が変化してしまう。その結果、Ｘ線強度が変化してしまったり、Ｘ線発生位置（即ち、光源位置）が変動してしまうことが判った。
【００１０】
また、ノズル先端形状の変化は、クラスターの生成条件を変化させ、最適クラスター生成条件からずれてしまうため、Ｘ線強度を低下させる原因ともなることも判った。
更に、標的として液体を用いる場合には、ノズルから連続的に噴出したり、液滴として噴出し、これらにレーザー光を照射している。標的材料として固体微粒子を用いる場合には固体微粒子をガスとともに噴出したり、自由落下させこれにレーザー光を照射している。このような場合においても、レーザー光は標的の位置安定性が高いノズル近傍に照射される（ノズルから離れていると標的の位置がばらつき、レーザー光を標的に当てるのが困難になる）。従って、上述のような現象が起こり、標的材料送出部であるノズル先端が削られ、標的材料の送出方向が変化してしまったり、またレーザー光照射位置での標的の位置安定性が悪くなり、Ｘ線強度が不安定になることも判った。
【００１１】
そこで本発明者は、長時間使用したノズルは先端が削られてゆき、形状が当初のものと異なるようになるため、新しいノズルに交換することで前記問題点の解決を試みた。しかし、従来のこの種のＸ線発生装置では、ノズルの交換時にはレーザー光集光位置とノズルの位置を人の手で再調整しなければならず、非効率的であり、前記問題点の実質的な解決にはならなかった。
【００１２】
本発明は、この様な従来技術の問題点に鑑みてなされたものであり、ノズル等の標的材料送出部の先端が均一または対称的に削り取られるようにしたものである。
具体的には標的材料送出部を回転させる機構を具備することにより、標的材料送出部の先端が均一あるいは対称的に削り取られるようにし、標的材料の送出方向を安定させ、標的の位置安定性を向上させたものである。更に、ガスやクラスターを標的材料として用いた場合には、レーザー集光位置での標的材料の密度変化を低減して、長期間にわたり安定にＸ線を取り出すことができるものである。
【００１３】
また、標的材料送出部の位置、あるいはその先端位置の測定を行う機構を具備して、標的材料送出部を軸回転させているときにその先端位置やその方向、あるいは標的材料送出部の先端とプラズマまでの距離が常に一定になるように位置を制御することにより、標的材料送出部が軸回転中であっても安定にＸ線を発生させるものである。
【００１４】
更に、前記測定を行う機構を具備することにより、標的材料送出部の交換時に適切な位置に新しい標的材料送出部を短時間に設置することができるようにしたものである。これにより運転効率を向上させることが可能となった。そこで本発明は、第一に「パルスレーザー光を減圧された容器中の標的に集光することにより、該標的を構成する材料をプラズマ化し、該プラズマから輻射されるＸ線を利用するＸ線発生装置において、前記材料を前記容器中に送出する標的材料送出部を送出方向の軸周りに軸回転させる回転機構と、前記プラズマから輻射されるＸ線の発生位置を測定するＸ線発生位置測定部と、を具備することを特徴とするＸ線発生装置（請求項１）」を提供する。第二に「パルスレーザー光を減圧された容器中の標的に集光することにより、該標的を構成する材料をプラズマ化し、該プラズマから輻射されるＸ線を利用するＸ線発生装置において、前記材料を前記容器中に送出する標的材料送出部を送出方向の軸周りに軸回転させる回転機構と、前記標的材料送出部の位置又は先端位置を測定する位置測定部と、を具備することを特徴とするＸ線発生装置（請求項２）」を提供する。第三に「前記プラズマから輻射されるＸ線の発生位置を測定するＸ線発生位置測定部を具備することを特徴とする請求項２に記載のＸ線発生装置（請求項３）」を提供する。第四に「前記標的材料送出部の位置又は先端位置を測定する位置測定部で測定された測定値及び／またはＸ線発生位置測定部で測定された測定値に基づき前記標的材料送出部の位置又はその先端位置が所定の位置になるように、前記標的材料送出部を移動する移動機構を具備することを特徴とする請求項２または３に記載のＸ線発生装置（請求項４）」を提供する。第五に「前記標的材料送出部がノズルであることを特徴とする請求項１または２または３または４に記載のＸ線発生装置（請求項５）」を提供する。第六に「標的材料送出部から標的材料を減圧された容器中に送出する工程と、パルスレーザー光を前記容器中に送出された材料からなる標的に集光する工程と、前記標的材料の送出方向を軸として前記標的材料送出部を軸回転させる工程と、前記標的材料送出部の位置又は先端位置を測定する工程と、を有することを特徴とするＸ線の発生方法（請求項６）を提供する。第七に「標的材料送出部から標的材料を減圧された容器中に送出する工程と、パルスレーザー光を前記容器中に送出された材料からなる標的に集光する工程と、前記標的材料の送出方向を軸として前記標的材料送出部を軸回転させる工程と、前記プラズマから輻射されるＸ線の発生位置を測定するＸ線発生位置測定部と、を有することを特徴とするＸ線の発生方法（請求項７）」を提供する。第八に「パルスレーザー光を減圧された容器中の標的に集光することにより、該標的を構成する材料をプラズマ化し、該プラズマより輻射されるＸ線を利用するＸ線発生装置であり、前記材料を送出する標的材料送出部を送出方向の軸周りに軸回転させる回転機構と、前記標的材料送出部の位置又は先端位置を測定する位置測定部と、を具備するＸ線発生装置を有することを特徴とするＸ線露光装置（請求項８）」を提供する。第九に「パルスレーザー光を減圧された容器中の標的に集光することにより、該標的を構成する材料をプラズマ化し、該プラズマより輻射されるＸ線を利用するＸ線発生装置であり、前記材料を送出する標的材料送出部を送出方向の軸周りに軸回転させる回転機構と、前記プラズマから輻射されるＸ線の発生位置を測定するＸ線発生位置測定部と、を具備するＸ線発生装置を有することを特徴とするＸ線露光装置（請求項９）」を提供する。
【００１５】
【発明の実施の態様】
パルスレーザー光を減圧された容器中の標的に集光することにより、標的を構成する材料をプラズマ化し、このプラズマから輻射されるＸ線を利用する本発明にかかるＸ線発生装置では、標的材料を標的材料送出部から送出し、真空中に送出された標的材料にレーザー光を照射しＸ線を発生させている。
【００１６】
本発明の実施の形態を図３を用いて具体的に説明する。
図３では、標的材料送出部としてノズル300が用いられている。図３ではガス状の標的材料302がノズル300から真空容器（不図示）内に噴出される。標的材料302の噴出方向は、紙面の下から上に向かう方向である。噴出されたガスは、断熱膨張により急激に冷却されると共に、その一部はファンデルワールス力により分子（あるいは原子）同士が互いにくっつき合い
クラスターを形成する。
【００１７】
パルスレーザー光301は、集光レンズ（不図示）によりノズル300の直上でノズル先端の近傍に集光される。しかし、プラズマ303はノズルの直上よりも集光レンズ側に偏った位置で生成されている。
ノズル300の側面の２カ所には、触針式の変位センサー304，305が取り付けられており、ノズル300の傾きを計測している。ノズル300の下部には回転ステージ306が取り付けられており、ガス噴出方向を軸に回転できるようになっている。その下にはＸ，Ｙ，Ｚ方向の３軸直進ステージ307，308，309が互いに直交するように取り付けられている。更に、その下にはゴニオステージ310が取り付けられており、ノズルの傾きを調整している。
【００１８】
変位センサー304，305の出力は中央演算装置（パーソナルコンピュータ等）に入力され、ノズルの傾きが許容量以上になったときにはゴニオステージ310を駆動してノズルの傾きが許容量以下になるように制御される。この制御は、作業者が行ってもよい。
また、ノズルの位置やノズル先端からプラズマまでの距離は真空容器（不図示）外部に置かれたCCDカメラ（不図示）により観測され、常にノズル位置及びノズル先端とプラズマの距離が一定になるように中央演算装置によりＸＹＺ軸ステージを駆動することにより制御されている。
【００１９】
LPX動作中ノズル300は、回転ステージ306により一定速度で、標的材料の送出方向の軸周りに軸回転している。ノズルの回転中は、変位センサー304，305あるいは真空容器外部に置かれたCCDカメラにより、ノズルの位置、傾き、ノズル先端からプラズマ間での距離が常にモニターされ、これらが許容範囲内に収まるようにＸＹＺ軸ステージやゴニオステージにより制御されている。
【００２０】
この図では、プラズマはノズルの直上よりもレンズ側に生成されるため、ノズル先端はレンズ側がより多く削り取られるが、ノズルを軸回転させることによりガス送出方向の軸に対して対称に削られるようになる。その結果、ノズル先端形状の対称性が保たれるので、ガスの送出方向を変えることなく、常に一定の方向（この例では真上方向）にガスを送出させ続けることが可能になる。これにより、レーザー集光位置でのガス密度は一定になり、安定してＸ線を発生させ続けることができる。
【００２１】
図３ではノズルの傾きの測定及びその修正を１軸方向（レーザー光軸方向）のみ行っているが、同様な変位センサー及びゴニオステージをレーザー光軸と直交する方向に取り付け、２軸方向で制御しても良い。この様に２つの軸でノズルの傾きを測定し修正することにより、ノズルが軸回転中であっても完全にガスの吹き出し方向を一定にすることができる。
【００２２】
また、図３ではノズルからガス状の標的材料を噴出させているが、これに限らず、液体や液滴を噴出させたり、固体微粒子をガスとともに噴出させてもよい。また、自由落下させてもよい。また、標的材料は加熱や冷却された気体や液体、固体、固体微粒子の状態であってもよい。
更に、図３では標的材料送出部としてノズルを用いているが、標的材料を送り出す機構であればノズルに限定されるものではない。例えば、細線を円筒状の部材内部からから送り出す場合（特願平１０−２６５８８７号）には、円筒状部材を軸回転させ、その先端位置が一定になるようにすればよい。
【００２３】
以下、本発明を実施例により具体的に説明するが、本発明はこれらの例に限定されるものではない。
［実施例］
図１に本発明の実施例を示す。図１は本発明に関わるＸ線発生装置を上から見た概略図である。
【００２４】
容器100内は真空排気装置109により排気され、レーザー光が途中で気中放電したり、プラズマから輻射されたＸ線が吸収されて著しく減衰しないような圧力にまで減圧されている。
本実施例では標的材料送出部として、ステンレス製のガスジェットノズル103を用い、標的材料としてクリプトンを真空容器内に噴出させた。ガスの噴出方向は、紙面に垂直方向で紙面の裏側から表側に向けて噴出している。
【００２５】
レーザー装置（不図示）から放出されたパルスレーザー光101は、レンズ102でノズル103の直上0.5mmの位置に集光され、プラズマ104を生成する。プラズマ104の形状は、フィラメント状でありその大きさはレーザー光軸方向に約300μｍであり、レーザー光軸と直交方向に約100μｍである。また、プラズマ104は、ノズルの直上よりも約100μｍ程度集光レンズ側に生成されている。
【００２６】
プラズマ104から放出されたＸ線は、多層膜がコートされた放物面ミラー106によって特定の波長のＸ線（例えば13ｎｍ）のみ反射され、平行光とされた後、可視光カットＸ線透過フィルター（例えばＢｅ薄膜やＳｉ薄膜等）107を透過して次段のＸ線光学系へと導かれている。
ノズル103の下部には、図３を用いて説明したようにノズルをガス噴出軸に対して軸回転するための回転ステージと、ノズルの位置を決定し、これを制御するための３軸直行ステージと、ノズルの傾きを制御するための２つのゴニオステージからなるステージ群105が取り付けられている。
【００２７】
本実施例ではノズル103の位置や傾き、ノズル先端とプラズマの距離の検出にはCCDカメラを用いており、ノズル及びプラズマ像を撮影することにより確認を行っている。これについて以下に説明する。
レーザー光軸から４５°の方向より光源110aからの光を照明レンズ111aによりノズル103上に照射し、その透過光を対物レンズ112aで拡大し、２次元検出器（CCD1）113a上に結像している。また、この方向と直行する方向にも照明用の光源が置かれており、同様に照明用のレンズ111bによりノズル103を照明し、その透過光を対物レンズ112bで拡大し、２次元検出器（CCD2）113b上に結像している。
【００２８】
各々のCCDの前には出し入れ自在な減光用フィルター114a、114bが取り付けられている。また、CCDの出力信号は各々の画像メモリー（フレームメモリ）115a、 115bに取り込まれる。取り込まれた画像はモニターテレビ116a、 116bに映し出される。画像メモリーに取り込まれた画像データは、パーソナルコンピュータ117に転送され、外部記憶素子（ハードディスクなど）に保存できるようになっている。パーソナルコンピュータ117には、ステージコントローラ118が接続されており、このステージコントローラ118によりノズル103が取り付けられているステージ群105の全てのステージを駆動できるようになっている。
【００２９】
プラズマ104からのＸ線の強度が最大となり、また、Ｘ線の角度分布が所望の分布となるようにノズル103の位置をステージ群105を駆動することにより決定することができたならば、CCD１(113a)及びCCD２(113b)で撮像されたノズル103の像を画像メモリに取り込み、ハードディスク上に保存する（以下、これを初期ノズル像と呼ぶ）。
【００３０】
次にプラズマの生成位置を実際にプラズマを生成させることにより求める。プラズマからは、Ｘ線の他に可視光も輻射する。Ｘ線の発光領域よりも可視光の発光領域の方が広いが、Ｘ線は可視光像の最も明るい位置あるいは可視光像の中心部分から輻射されると考えられる。そこで、プラズマの可視光像をCCD１(113a)及びCCD２(113b)で撮像する。このとき、プラズマからの可視光は非常に強いので、CCDが飽和しないように減光フィルター114a、 114bを挿入して適当な明るさになるようにすることが好ましい。
【００３１】
得られたプラズマの可視光像の最も明るい位置、あるいは明るさの重心の位置等を求め、これをプラズマ位置とする。この様にして求めたプラズマ位置と、先に撮影したノズル像よりノズル先端からプラズマまでの距離を求めることができる。
得られたノズル先端からプラズマまでの距離を初期値としてパーソナルコンピュータ内に記憶する（以下、これを初期ノズル−プラズマ間距離と呼ぶ）。
【００３２】
LPXの連続運転を開始したならば、ステージ群105のうち回転ステージを一定の角速度で連続的に回転させる。そして、レーザーショット毎または一定時間ごとあるいは所定のレーザーショット数を打つ毎にノズルの像とプラズマ像を撮影し、ノズルの位置や傾き、ノズル先端からプラズマまでの距離を測定する。その結果、ノズルの位置や傾きあるいはノズル先端からプラズマまでの距離の変化を初期ノズル像や初期ノズル−プラズマ間距離と比較することにより求める。これらが許容範囲よりも大きくなった場合には、ノズルが取り付けられているステージ群105のうち対応するステージを駆動して許容範囲内に収まるようにする。
【００３３】
この様にすることによりノズルが回転中であっても、ノズルの位置や傾き、ノズル先端とプラズマまでの距離は常に初期状態と同じに保たれる。また、LPXを長時間運転してノズル先端が削れてきてもノズルを回転させることによりノズル先端が均一に削り取られるか、またはガス噴出軸に対して対称な形状となる。
従って、ノズル先端とプラズマ（レーザー集光位置）との間隔は、ほぼ一定に保たれるのでレーザー光集光位置でのガス（クラスター）の密度もほぼ一定となる。そのため、初期のＸ線強度やＸ線角度分布と変わらない強度を維持することができる。
【００３４】
上述の例ではノズルの位置や角度を常にCCDにより撮影する事により求めていたが、ノズルの回転に伴うノズル位置や角度の変化は、一度、ノズルがセットされれば変化することはない。そこで、LPXを動作させる前に、予めノズルに取り付けられている回転ステージを回転させながら、回転ステージの回転角とそのときのノズル位置や角度を記憶しておき、各回転角に対する各ステージの修正量をデータとして記憶しておく。そして、実際のLPX運転時にはノズル位置や傾きの計測を行わずに、回転ステージの回転角と修正量のデータをもとに各ステージを制御する。この様にすると、ノズル先端とプラズマ間の距離を計測する以外の、ノズルの位置や傾きを計測するためのデータ処理が必要なくなるので、演算装置（パーソナルコンピュータなど）への負荷が低減できる。
【００３５】
レーザー光軸が固定されているならば、ノズル先端とプラズマ間の距離計測も簡略化することができる。またレーザー光軸が固定されているならば、レーザー光の集光位置（高さ方向）は固定されるので、プラズマが生成される高さは変化しない。この様な場合には、ノズル先端とプラズマ間隔を求めるのにプラズマ像をその都度撮影してプラズマ位置を求めなくとも、ノズル像だけを撮影すればよい。即ち、一定時間毎または所定のレーザーショット数を打つ毎にノズルの像を撮影し、この像とLPXの運転を開始する前に撮られた初期ノズル画像とを比べ、どれ位ノズル先端が削られたかを調べる。その結果、削られた部分が許容範囲を越えたならば、ノズルが取り付けられているステージ群のステージをガス噴出方向に動かし、初期ノズル画像とほぼ同じ位置になるようにする。この様にすると、いちいちプラズマ位置を求める手間が省けるのでより効率的になる。この様に、ノズルの像を観察することによりノズルの位置や傾き、ノズル先端とプラズマ位置の距離を計測し、一定に保つ様にするとLPXの運転（レーザー光照射やガス噴出）を中断することがないので効率的である。
【００３６】
ノズルが削られてきて初期の形状と大きく異なるようになった時にはノズルの交換を行う必要がある。本実施例ではノズル像を２方向から観測しているのでノズルの位置を一意に決めることができる。そこで、新しいノズルを取り付けた後にノズル像を２方向から撮影し、この像と、交換前に２方向から撮られた初期ノズル像と比較し、両者の像が一致するようにノズルが取り付けられているステージを動かすようにすればよい。この様にすれば、ノズル交換時における位置調整が容易になり、しかも迅速に行うことができ、LPXの運転効率を上げることができるようになる。本実施例ではノズル像観測方向を２方向から行っているが、観測方向は任意であり、また、その数も任意である（１方向だけでも良いし、３方向以上であっても良い）。
【００３７】
また本実施例では、ノズルの回転を連続的に行っているが、これは一定時間毎あるいは一定回数のレーザー照射毎に一定の角度だけステップ的に回転させるようにしても良い。また、回転させる方向は同じ方向に回し続けても良いし、一定の角度だけ回転させたら逆方向に回転させるようにしても良い。例えば、時計の回転方向に１８０°回転させたら、逆方向に１８０°回転させるようにしても良い。
【００３８】
また本実施例では、プラズマの可視光像からプラズマの位置（Ｘ線の発生位置）を推定していたが、Ｘ線ピンホールカメラ等により直接Ｘ線を観察してプラズマの位置（Ｘ線の発生位置）を求めても良い。
また本実施例では、標的材料としてクリプトン(Kr)を用いているが、これに限らずキセノン(Xe)や二酸化炭素(CO2)、窒素(N2)等の常温で気体の物質を用いても良い。また、気体の物質に限らず、液体を用いてもよく、固体であっても良い。また液体の場合には、液滴であっても良い。固体の場合には微粒子状であっても良い（例えば錫(Sn)や錫の化合物（例えば酸化錫(SnO2)の微粒子等））。また、加熱や冷却した状態の気体、液体、固体であっても良い。
【００３９】
また本実施例では、ノズルから標的材料を噴出させているが、標的材料が液体や固体微粒子の場合には自由落下であっても良い。またノズルからの標的材料の噴出は、パルス的であっても良いし、また連続的であっても良い。
また本実施例では、ノズルを構成する材料としてステンレスを用いているが、これに限るものではない。材料としてスパッターされにくい材料（例えばモリブデン(Mo)やタンタル(Ta)、タングステン(W)等）を用いれば、ノズルからの飛散粒子量が低減するので、光学素子上への付着量を少なくすることができる。
【００４０】
またノズルを構成する材料として、使用するＸ線に対して透過率の高い材料を用いれば、たとえ削られたノズルの材料が光学素子上に付着したとしても、その影響（透過率や反射率の低下）を小さくすることができる。例えば、使用するＸ線の波長が13nm近傍であれば、SiやZr、Moは13nmのＸ線に対して比較的透過率が高いので、ノズルの材料としてSiCやSiO2、ZrO2、Moなどを用いればよい。
【００４１】
また本実施例では、ノズルを照明するものがクリティカル照明になっているが、ケーラー照明であっても良い。
更に本実施例では、ノズル像を観測することによりノズル先端位置を求め、これを制御していたが、この方法に限らず、触針式のセンサーや非接触式のセンサー（レーザー変位センサー等）等を用いて、ノズル先端位置の計測を行っても良い。この方法では、ノズル位置が測定器により直接求められるので、計測系が単純になる利点がある。
【００４２】
本発明のＸ線発生装置は、Ｘ線露光装置に備えることが可能である。この場合、Ｘ線露光装置は、光源として本発明のＸ線発生装置を用い、パターンが描かれた原版を照射する照明光学系と、原版を透過した光または反射した光を受光し、感光性樹脂が塗布された基板上に原版を透過した光を露光する投影光学系を備えたものである。
【００４３】
また、真空容器に設置されたＸ線の取り出し窓やレーザー光の入射窓及び照明光の入射窓がプラズマ発生に伴うデブリにより汚染され、レーザー光やＸ線等の光量が変化することを防止するために、各窓と標的材料との間に交換が可能である透明な遮蔽部材を設置することが有効である。これによりデブリは、各窓に付着することが無く、遮蔽部材を交換することで安定した光を透過することが可能になる。また、遮蔽部材が汚染されたら、新しい遮蔽部材が設置されるように、遮蔽部材が移動する機構（例えば遮蔽部材を帯状にし、これを巻き取る機構を有するもの）にすることがこのましい。
【００４４】
【発明の効果】
以上のように本発明のＸ線発生装置は、標的材料送出部の回転機構を有しているので、標的材料送出部がプラズマで削られたとしても、均一あるいは標的材料送出方向に対して対称に削られるので、標的材料の送出方向を変化させずLPXの長時間運転を続けることができる。
【００４５】
また、標的材料送出部の位置を検出し、標的材料送出部を移動する手段を有することにより、標的材料送出部の位置、角度あるいは先端位置を常に初期の位置に保持することができる。その結果、LPXを長時間運転してもレーザー光集光位置における標的材料の密度や、位置を常に初期状態のまま維持できるので、長時間安定してＸ線を発生させ続けることができる。また、標的材料送出部を新しいものに交換する際も、所定の位置に即座に保持できるので、交換時間を短縮することができ、装置の運転効率を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】は、本発明に関わるＸ線発生装置の概略図である。
【図２】は、従来及び本発明において、LPXを長時間運転させた後の標的材料送出部の形状を示した例である。
【図３】は、本発明に関わるＸ線発生装置の標的材料送出部近傍の概略図である。
〔主要部分の符号の説明〕
１００…真空容器、１０１…レーザー光、１０２…レンズ、１０３…ノズル、１０４…プラズマ、１０５…ステージ、１０６…多層膜楕円ミラー、１０７…可視光カットＸ線透過フィルター、１０８…バルブ、１０９…真空排気装置、１１０ａ，１１０ｂ…光源、１１１ａ，１１１ｂ…照明用レンズ、１１２ａ，１１２ｂ…対物レンズ、１１３ａ，１１３ｂ…ＣＣＤ、１１４ａ，１１４ｂ…減光フィルター、１１５ａ，１１５ｂ…画像メモリ（フレームメモリ）、１１６ａ，１１６ｂ…モニターテレビ、１１７…パーソナルコンピュータ、１１８…ステージコントローラ、２００…ノズル、２０１…レーザー光、２０２…プラズマ３００…ノズル、３０１…レーザー光、３０２…ガス、３０３…プラズマ、３０４，３０５…触針式変位センサー、３０６…回転ステージ、３０７…直進ステージ（Ｘ軸）、３０８…直進ステージ（Ｙ軸）、３０９…直進ステージ（Ｚ軸）、３１０…ゴニオステージ1/8
【図１】
0004273572.tif 000002
【図２】
0004273572.tif 000003
【図３】
0004273572.tif 000004