(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
標的物質をプラズマ化可能な電極部と、
前記電極部に前記標的物質を供給する供給装置と、を具備し、
前記電極部で前記標的物質をプラズマ化し、該プラズマよりＸ線を輻射させるＸ線発生装置であって、
前記電極部が複数箇所設けられているとともに移動可能に構成されていることを特徴とするＸ線発生装置。
【請求項２】
標的物質をプラズマ化してＸ線を発生させるＸ線発生装置であって、
前記標的物質を放電空間に供給する供給装置と、
前記標的物質のプラズマ化に用いる電極部を、待機位置から前記放電空間に入れ替える入替装置と、
を備えることを特徴とするＸ線発生装置。
【請求項３】
標的物質をプラズマ化してＸ線を発生させるＸ線発生装置であって、
前記標的物質を放電空間に供給する供給装置と、
１つの電極部が前記放電空間に配置された複数の電極部と、
前記１つの電極部を、前記複数の電極部の残りの電極部に入れ替える入替装置と、
を備えることを特徴とするＸ線発生装置。
【請求項４】
前記電極部を有する構造体をさらに備えることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載のＸ線発生装置。
【請求項５】
標的物質をプラズマ化してＸ線を発生させるＸ線発生装置であって、
前記標的物質のプラズマ化に用いる電極部と、
前記電極部に前記標的物質を供給する供給装置と、
前記電極部が複数箇所に設けられる移動可能な構造体と、
を備えることを特徴とするＸ線発生装置。
【請求項６】
前記電極部は、放電空間に配置され、
前記供給装置は、前記放電空間に前記標的物質を供給することを特徴とする請求項１または５に記載のＸ線発生装置。
【請求項７】
標的物質をプラズマ化してＸ線を発生させるＸ線発生装置であって、
前記標的物質を放電空間に供給する供給装置と、
前記標的物質のプラズマ化に用いる複数の電極部のうちの第１電極部と前記第１電極部とは異なる第２電極部とを、前記放電空間に交換可能な構造体と、
を有することを特徴とするＸ線発生装置。
【請求項８】
前記構造体は、
前記電極部が周方向に沿って複数設けられた回転盤であることを特徴とする請求項４〜７のいずれか一項に記載のＸ線発生装置。
【請求項９】
前記構造体を駆動する駆動装置をさらに備えることを特徴とする請求項４〜８のいずれか一項に記載のＸ線発生装置。
【請求項１０】
前記駆動装置は、
前記電極部を前記放電空間に切り替えて配置し、
所定の方向に向けて、継続してＸ線を発生させることを特徴とする請求項８に記載のＸ線発生装置。
【請求項１１】
前記構造体の内部を冷却する冷却装置をさらに備えることを特徴とする請求項４〜１０のいずれか一項に記載のＸ線発生装置。
【請求項１２】
前記放電空間に向けて光を射出し、前記放電空間で放電を開始させるための予備光源をさらに備えることを特徴とする請求項２〜４、６〜１１のいずれか一項に記載のＸ線発生装置。
【請求項１３】
前記予備光源は、
前記放電空間に供給される前記標的物質に前記光を照射することを特徴とする請求項１２に記載のＸ線発生装置。
【請求項１４】
前記電極部が、所定領域内を所定速度で移動しながら、Ｘ線を輻射するスキャン装置を具備することを特徴とする請求項１〜１３のいずれか一項に記載のＸ線発生装置。
【請求項１５】
前記予備光源からの発光タイミングと、前記放電空間で放電を生じさせるタイミングとを、同期させる同期装置をさらに具備することを特徴とする請求項１２または１３に記載のＸ線発生装置。
【請求項１６】
前記放電空間に前記電極部が配置されるタイミングと前記放電空間で放電を生じさせるタイミングとを、同期させる同期装置をさらに備える請求項２〜４、６〜１４のいずれか一項に記載のＸ線発生装置。
【請求項１７】
標的物質をプラズマ化してＸ線を発生させるＸ線発生装置であって、
前記標的物質のプラズマ化に用いる電極部と、
前記電極部が、所定領域内を所定速度で移動しながら、Ｘ線を輻射するスキャン装置と、を具備することを特徴とするＸ線発生装置。
【請求項１８】
光源から発生したＸ線を用いて、物体を露光する露光装置であって、
前記光源として、請求項１〜１７のいずれか一項に記載のＸ線発生装置を用いることを特徴とする露光装置。
【請求項１９】
物体に所望のパターンを形成するために用いるマスクを照明する照明光学系を備え、
前記電極部が前記マスク上の照明領域と相関を有する位置に移動してきたときに、
該移動してきた電極部で放電を起こす同期回路が含まれていることを特徴とする請求項１８に記載の露光装置。
【請求項２０】
光源から発生したＸ線を用いて、物体を露光する露光方法であって、
複数の電極部のうち放電空間に配置される一つの電極部を他の電極部に入れ替えて、
前記他の電極部が配置された前記放電空間に標的物質を供給して、
前記放電空間で前記標的物質をプラズマ化することによって発生したＸ線を用いて、前記物体を露光することを特徴とする露光方法。
【請求項２１】
請求項１８または１９に記載の露光装置もしくは請求項２０に記載の露光方法を用いるリソグラフィ工程を含むことを特徴とするデバイス製造方法。
【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線源に使用されるＸ線発生装置に関する。また、そのＸ線発生装置を使用したＸ線露光装置、Ｘ線露光方法、デバイス製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
放電プラズマＸ線源は、電極間の放電により電極材料あるいは電極の近傍に配置された標的物質をプラズマ化し、そのプラズマからＸ線を輻射させるものである。この放電プラズマＸ線源は装置構成が単純で小型であり、放出されるＸ線の量が多く、さらに、供給される電力に対するＸ線への変換効率が高く、効率的で低コストである。このような放電プラズマＸ線源としては、Ｚ−ピンチプラズマＸ線源、キャピラリ放電Ｘ線源、プラズマフォーカスＸ線源などの様々な形態が開発されている。
【０００３】
これらいずれのタイプの放電プラズマＸ線源においても、電極間に大電流を流して標的物質から高温のプラズマを生成させている。生成されたプラズマを流れた大電流は電極にも流れ込み、電極の抵抗により発熱し電極温度が上昇する。また、プラズマは電極の近傍で生成するため、プラズマからの輻射によっても電極が加熱される。ところで、軟Ｘ線領域の波長を発生させるプラズマ光源ではプラズマ周囲のガスによるＸ線の吸収を低減するため、光源部分をチャンバで囲んでその内を減圧状態としている。このため、加熱された電極から対流や熱伝導により熱を散逸させることができず、電極の温度上昇を助長している。
【０００４】
このような電極温度の上昇は、プラズマ生成の繰り返し周波数が高い場合は特に著しく、最終的には電極が溶融してしまい、プラズマ生成が不可能になるおそれがある。
ところで、Ｘ線縮小露光装置においては、光学素子として使用される多層膜ミラーの反射率は６０％程度とあまり高くないため、実用的なスループットを得るために高出力のＸ線源が必要となる。例えば、中心波長１３．４ｎｍ、バンド幅０．３ｎｍの波長領域には５０〜１５０ＷのＸ線が必要であると予想されている。そして、Ｘ線光源のパワーを上げるには高い繰り返し周波数を発揮できる放電プラズマＸ線源を開発することが課題となっている。
また、マスク上で照明光をスキャンすることを想定すれば、露光フィールド内の露光量の均一性を高めるため、Ｘ線源は１ＫＨｚ〜１０ＫＨｚの高い繰り返し周波数が必要になる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
上述のように、Ｘ線縮小露光装置用の光源には高出力及び高い繰り返し性が要求される。しかし、従来の放電プラズマＸ線源は一つの放電部（一対の放電電極）しか有していないため、このような高い負荷の運転を行うと電極部が溶融してしまい、実用的でなかった。
【０００６】
本発明は以上の問題点に鑑みてなされたものであって、放電プラズマＸ線源にかかる熱負荷を低減しつつ、高出力及び高い繰り返し周波数をもつ放電プラズマＸ線源を提供することを目的とする。さらには、そのような放電プラズマＸ線源を使用した露光装置、露光方法及びデバイス製造方法を提供することを目的とする。
【０００７】
本発明の第１の態様にかかるＸ線発生装置は、標的物質をプラズマ化可能な電極部と、前記電極部に前記標的物質を供給する供給装置と、を具備し、前記電極部で前記標的物質をプラズマ化し、該プラズマよりＸ線を輻射させるＸ線発生装置であって、前記電極部が複数箇所設けられているとともに移動可能に構成されていることを特徴とする。すなわち、電極部を複数設けて、これらの電極部を順に放電させる。これにより、個々の電極での放電の繰り返し周波数を上げなくても、装置全体の発光周波数は電極部の個数倍だけ高くなるため、一つの電極にかかる負荷を低く抑えつつ発光周波数を大幅に高くすることができる。
【０００８】
本発明の第２の態様にかかるＸ線発生装置は、標的物質をプラズマ化してＸ線を発生させるＸ線発生装置であって、前記標的物質を放電空間に供給する供給装置と、前記標的物質のプラズマ化に用いる電極部を、待機位置から前記放電空間に入れ替える入替装置と、を備えることを特徴とする。なお、前記電極部が１又は２以上の所定の放電位置（または、放電空間でもよい。）に移動してきたときに、該移動してきた電極部の電極間で放電を起こす同期装置をさらに具備してもよい。複数の電極部を移動させながら、例えば前記所定の放電位置に各電極部がきたときに放電させる。この電極部の移動を高速にすれば、個々の電極での放電の繰り返し周波数を上げなくても、装置全体の発光周波数は電極部の個数倍だけ高くできる。前記放電位置は決まった位置であるので、Ｘ線発生装置の光源としての位置がかわるようなことはない。また、放電位置にきた電極部が、該放電位置で比較的短い時間（例えば１ｍｓｅｃ）の間に複数回（例えば１０ｃｙｃｌｅ）放電するようにしてもよい。
【０００９】
本発明の第３の態様にかかるＸ線発生装置は、標的物質をプラズマ化してＸ線を発生させるＸ線発生装置であって、前記標的物質を放電空間に供給する供給装置と、１つの電極部が前記放電空間に配置された複数の電極部と、前記１つの電極部を、前記複数の電極部の残りの電極部に入れ替える入替装置と、を備えることを特徴とする。
【００１０】
本発明の第４の態様にかかるＸ線発生装置は、標的物質をプラズマ化してＸ線を発生させるＸ線発生装置であって、前記標的物質のプラズマ化に用いる電極部と、前記電極部に前記標的物質を供給する供給装置と、前記電極部が複数箇所に設けられる移動可能な構造体と、を備えることを特徴とする。これによって、電極部の移動を容易に行うことができる。なお、前記電極部を冷却する冷却装置を設けてもよい。放電後の電極を冷却することができ、電極部の劣化を低減することができる。
【００１１】
本発明の第５の態様にかかるＸ線発生装置は、標的物質をプラズマ化してＸ線を発生させるＸ線発生装置であって、前記標的物質を放電空間に供給する供給装置と、前記標的物質のプラズマ化に用いる複数の電極部のうちの第１電極部と前記第１電極部とは異なる第２電極部とを、前記放電空間に交換可能な構造体と、を有することを特徴とする。なお、構造体は、電極部が周方向に沿って複数設けられた回転盤であっても良い。回転盤を回転させて移動することにより、高速で移動することができ、移動機構も簡便になる。
【００１２】
本発明の第６の態様にかかるＸ線発生装置は、標的物質をプラズマ化してＸ線を発生させるＸ線発生装置であって、前記標的物質のプラズマ化に用いる電極部と、前記電極部が、所定領域内を所定速度で移動しながら、Ｘ線を輻射するスキャン装置と、を具備することを特徴とする。これによって、Ｘ線をスキャンしながら照射することができ、スキャン式露光装置等の光源として好適である。この場合においても、放電位置にきた電極部が、該放電位置で比較的短い時間（例えば１ｍｓｅｃ）の間に複数回（例えば１０ｃｙｃｌｅ）放電するようにしてもよい。
【００１３】
本発明においては、前記放電空間に向けて光を射出し、前記放電空間で放電を開始させるための予備光源を備えても良い。これによって、電極間の放電を安定に行うことができる。
【００１４】
本発明の態様にかかる露光装置は、光源から発生したＸ線を用いて、物体を露光する露光装置であって、標的物質をプラズマ化可能な電極部と、前記電極部に前記標的物質を供給する供給装置と、を具備し、前記電極部で前記標的物質をプラズマ化し、該プラズマよりＸ線を輻射させる光源であって、前記電極部が複数箇所設けられているとともに移動可能に構成されている光源を用いることを特徴とする。なお、本発明の態様にかかる露光装置又は放電装置においては、前記電極部がマスク上の照明領域に相関を有する位置に移動してきたときに、該移動してきた電極部の電極間で放電を起こす同期回路が、前記同期装置又はスキャン装置中に含まれてもよい。露光装置全体のスループットが向上するとともに、照明光学系の構造を簡易にすることができる。
【００１５】
本発明の態様にかかる露光方法は、光源から発生したＸ線を用いて、物体を露光する露光方法であって、複数の電極部のうち放電空間に配置される一つの電極部を他の電極部に入れ替えて、前記他の電極部が配置された前記放電空間に標的物質を供給して、前記放電空間で前記標的物質をプラズマ化することによって発生したＸ線を用いて、前記物体を露光することを特徴とする。
【００１６】
本発明の態様にかかるデバイス製造方法は、上記露光装置または上記露光方法を用いるリソグラフィ工程を含むことを特徴とする。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照しつつ説明する。
図１（Ａ）は、本発明の第１の実施の形態に係るＸ線発生装置の構成を模式的に説明する斜視図であり、図１（Ｂ）は図１（Ａ）に示す装置の放電部の詳細を示す断面図である。
このＸ線発生装置（放電プラズマＸ線源）１は、複数（この例では９個）の放電部３を備えている。放電部３はホローカソード型と呼ばれるタイプである。放電部３は、図１（Ｂ）に示すように、リング状の電極３ａと鍔付きチューブ状の電極３ｃを有する。両電極３ａ、３ｃ間は絶縁チューブ３ｂが隔てている。チューブ３ｂの内部に、キセノン等の標的ガスを送って両電極３ａ、３ｃ間で放電を起こすと、プラズマが発生しＸ線を輻射する。
【００１８】
放電部３は、方形の基板４上に、３個ずつ３列に配置されている。基板４はＹ軸ステージ７に固定されており、このＹ軸ステージ７はＸ軸ステージ５に固定されている。各ステージはステッピングモータ等によって各軸の方向に所定距離移動するように駆動される。これにより、基板４上に配置された放電部３をＸ軸及びＹ軸方向に所定の距離移動することができる。
【００１９】
各放電部３のカソード側は、接地された基板４に電気的に接続されている。また、各放電部３のアノード側にはケーブル８が接続されている。各ケーブル８はスイッチ９を介して高圧電源１１に接続している。
【００２０】
各放電部３は、Ｘ軸ステージ５又はＹ軸ステージ７を駆動させることにより所定の放電位置に移動される。ある放電部３が放電位置に移動すると、この放電部３のケーブル８に接続するスイッチ９をオンとして、高圧電源１１から高電圧を印加し、プラズマを発生させてＸ線を放出する。所定時間印加後、スイッチ９をオフとし、電圧印加を停止する。そして、ステージを駆動させて、別の放電部３を放電位置に移動させる。そしてこの放電部のケーブル８に接続するスイッチ９をオンとして、高圧電源１１から高電圧を印加してプラズマを発生させ、Ｘ線を放出する。所定時間印加後、スイッチ９をオフとし、電圧印加を停止する。
【００２１】
この動作を全放電部に対して行う。各放電部の放電順序は、任意に設定することができる。
全放電部の個数をＮ個とし、放電位置を所定の一ヶ所とした場合、個々の放電部の繰り返し周波数（１シリーズ発光する際の発光数）を、装置全体の発光数の１／Ｎに低減できる。したがって、各放電部の熱負荷が緩和できる。また、各放電部の劣化度合いが小さくなるので、各放電部の放電電流を高くするなどして、より大きな出力を得ることができる。
【００２２】
上述の方法では、スイッチの切り替えによって放電位置にある放電部の電極に電圧を印加して放電させていたが、放電位置にある放電部にのみ予備電離を行い、この放電部のみが放電するようにしてもよい。
このような予備電離においては、放電部のアノード電極を電気的に共通（接続された状態）にすることができるため、切り替えスイッチを設ける必要がない。このため、装置の構造が簡易化される。
この例では１つの基板上に複数の放電プラズマＸ線源が固定されていたが、個々の放電プラズマＸ線源が個々の移動機構（例えばステージ等）を有するようにしてもよい。
【００２３】
図２は、本発明の第２の実施の形態に係るＸ線発生装置の全体構造を示す一部断面図である。
図３は、図２のＸ線発生装置の放電部周辺の詳細を示す図であり、（Ａ）は放電部を搭載した回転盤の正面図であり、（Ｂ）は放電部のキャピラリの側面断面図である。
このＸ線発生装置９５は放電部９７に１６個のキャピラリ放電Ｘ線源を採用している。
【００２４】
まず、放電部９７及び回転盤（移動可能な構造体）１００の構造を説明する。
図３（Ａ）に示すように、１６個の放電部９７は、中空円盤状の回転盤１００に同心円上に配置されている。図２に示すように、回転盤１００は中空状であり、２枚の対向する円形平板である円盤１０３、１０４と、これらの円盤１０３、１０４の外縁を掛け渡すように接続するリング状の環状壁１０７からなる。円盤１０３、１０４は銅等の金属製であり、環状壁１０７はＳｉＣ等のセラミックス製である。環状壁１０７は両円盤１０３、１０４間を電気的に絶縁している。
【００２５】
放電部９７は中空円筒状のキャピラリ１０１と、その両端に各々形成された環状アノード電極１０２ａと環状カソード電極１０２ｃからなる。各キャピラリ１０１は、回転盤１００の中空部１００ａを貫通して固定されている。キャピラリ１０１の端部の環状アノード電極１０２ａは一方の円盤１０４に電気的に接続しており、環状カソード電極１０２ｃは他方の円盤１０３に電気的に接続している。
【００２６】
回転盤１００の中空部１００ａには、整流板１３１が各円盤１０３、１０４と平行となるように配置されている。整流板１３１の径は各円盤１０３、１０４の径より小さい。整流板１３１の作用については後述する。
両円盤１０３、１０４の中心には開口が形成され、この開口には中空円筒状の回転軸１０５、１０６（図２参照）が固定されている。両回転軸１０５、１０６は両円盤１０３、１０４から両外方向に同軸上を延びている。両回転軸１０５、１０６内と回転盤１００の中空部１００ａは連通している。
【００２７】
キャピラリ１０１は、一例でセラミックス（ＳｉＣ）製で、内径２ｍｍ、外径５ｍｍ、長さ１５ｍｍである。各環状電極１０２ａ、１０２ｃはモリブデン製である。また、回転盤１００の円盤１０３、１０４は銅製で、外径が１５０ｍｍ、環状壁１０５はセラミックス（Ａｌ2Ｏ3）製である。回転盤１００の高さは１５ｍｍである。各回転軸１０５、１０６は銅製である。各回転軸１０５、１０６は各回転盤１０３、１０４に溶接又は一体成形により固定されている。
【００２８】
次に、図２を参照して、図３の放電部が搭載された回転盤からなるキャピラリ放電Ｘ線源を使用したＸ線発生装置の構造を説明する。
回転盤１００は、真空容器１０８中に配置されている。回転盤１００の円盤１０３から図の右方向に延びる回転軸１０５は、真空容器１０８内に設けられた台１１２上に、ベアリング１１１を介して回転可能に保持されている。円盤１０４から左方向に延びる回転軸１０６は台１１４上に、ベアリング１１３を介して回転可能に保持されている。右方向に延びる回転軸１０５を支える台１１２及びベアリング１１１は金属製であり、台１１２は真空容器１０８に電気的に接続している。一方、左方向に延びる回転軸１０６を支える台１１４はセラミックス製である。真空容器１０８は接地されているとともに、高圧電源１２９のマイナス電極に接続している。
【００２９】
回転軸１０５、１０６の両端は真空容器１０８を突き抜けて外部に延びている。回転軸１０５は磁性流体シール部１０９を介して真空容器１０８から右方向に突き出ている。この回転軸１０５の末端は、磁性流体シール部１１９を介して容器１１７に挿入されている。一方、回転軸１０６は磁性流体シール部１２４を介して真空容器１０８から左方向に突き出ている。磁性流体シール部１２４は絶縁部材１１０を介して真空容器１０８に取り付けられている。回転軸１０６の末端は、磁性流体シール部１２０を介して容器１１８に挿入されている。磁性流体シール部１２０は絶縁部材１２１を介して容器１１８に取り付けられている。
各磁性流体シール部１０９、１１９、１２４、１２０は各回転軸１０５、１０６を、真空容器１０８及び容器１１７、１１８に対して気密かつ回転可能に保持する。
【００３０】
右側の回転軸１０５の真空容器１０８の外部に露出した部分には、接続部材（ギアやベルト等）１２８を介してモータ１１５が取り付けられている。モータ１１５の駆動により、回転軸１０５、１０６が回転し、回転軸に固定された回転盤１００は軸中心の周りに回転する。一方、左側の回転軸１０６の真空容器１０８の外部に露出した部分には、高圧電源１２９のプラス側から延ばされた接触子１１６が接触している。
【００３１】
このような構成により、キャピラリ１００の環状カソード電極１０２ｃは、円盤１０３、回転軸１０５、ベアリング１１１及び台１１２、真空容器１０８を介して接地される。一方、環状アノード電極１０２ａは、円盤１０４及び回転軸１０６と電気的に接続し、真空容器１０８及び容器１１８とは電気的に絶縁している。そして、高圧電源１２９のプラス側から接触子１１６を介して回転軸１０６に印加された電圧は、円盤１０４を介して環状アノード電極１０２ａに印加される。
【００３２】
左右の軸１０６、１０５の端部には、容器１１７、１１８が接続されている。容器１１７、１１８内には絶縁性の冷媒（この例では純水）が収容されている。２つの容器１１７、１１８は、真空容器１０８の外部で、ポンプ１２２及び熱交換器１２３を介して連通している。このような構成により、次のような冷媒循環流路、容器１１８→回転軸１０６→回転盤１００の中空部１００ａ→回転軸１０５→容器１１７→熱交換器１２３→ポンプ１２２、が構成されている。ポンプ１２２を運転すると、容器１１８内の冷媒は回転軸１０６を通って回転盤１００の中空部１００ａに入り、他方の回転軸１０５を通って容器１１７に入る。さらに容器１１７から熱交換器１２３に送られて冷却される。ポンプ１２２の運転によって冷媒は連続してこの管路内を循環する。
【００３３】
冷媒が回転盤１００の中空部１００ａ内に入ると、中空部１００ａ内に配置された整流板１３１に当って放射状外方向へ流れる。そして冷媒は回転盤１００に同心円上に配置された各キャピラリ１０１の周囲を流れる。このとき各キャピラリ１０１を冷却する。
【００３４】
真空容器１０８中の回転盤１００はカバー１２４で覆われている。カバー１２４はほぼ回転盤１００と同じ形状で、回転盤１００を覆う大きさを有する。カバー１２４は真空容器１０８に固定されている。回転盤１００の回転軸１０５、１０６は、カバー１２４の中心に開けられた開口から両外方向に突き出ている。
また、カバー１２４の両端面の一部には開口１３３、１３５が形成されている。開口１３３、１３５は、装置９５のＸ線放出位置（放電位置という）と同軸上に位置する。開口１３３、１３５と同軸上の、開口１３５の右側には予備電離光源１２５が備えられている。さらに、予備電離光源１２５の軸上前方（左方向）の真空容器１０８の壁にはＸ線放射窓が開口している。このＸ線放射窓にはジルコニウム製のフィルタ１２６が備えられている。
【００３５】
この例では、予備電離光源１２５としてスパーク電極を使用している。予備電離光源１２５の発光のタイミングは、モータ１１５の駆動と同期している。すなわち、モータ１１５の駆動により回転盤１００が回転して、同回転盤１００に取り付けられた一つのキャピラリ１０１が、予備電離光源１２５及び開口１３３、１３５と同一軸上の放電位置に移動したときにスパーク放電が起こる。スパーク放電により発せられた紫外光やＸ線は、予備電離光源１２５の正面以外のキャピラリに照射されないように開口の大きさと予備電離光源の出力窓の大きさが調節されている。
【００３６】
カバー１２４の側壁の一部はガス導入口１２７を介して、標的ガスが収容されるガスボンベ（図示されず）と接続している。この例では、標的ガスにキセノンを使用している。ガスボンベから供給される標的ガスは、ガス導入口１２７からカバー１２４内に入り、キャピラリ１００の円筒部内にも流れ込む。
【００３７】
フィルタ１２６の前方（図の左方）には、照明光学系（図示されず）や被照射物体（図示されず）が配置されている。ジルコニウム製フィルタ１２６を使用することにより、不要なＸ線や可視光、紫外光をカットすることができる。さらに、フィルタ１２６は真空容器１０８と、次段（例えば照明光学系）の真空容器との圧力隔壁としても作用する。
【００３８】
このＸ線発生装置の動作について説明する。
最初に、標的ガスが、ガス導入口１２７からカバー１２４内に導入される。モータ１１５が駆動して、回転盤１００内の１６個のキャピラリ１０１の１つと、予備電離光源１２５が軸上に重なる放電位置に移動すると、予備電離光源１２５が発光する。このとき、予備電離光源１２５のスパーク放電によりＵＶ光、ＤＵＶ光、Ｘ線が発せられる。これらの電子線はキャピラリ１０１の内壁や、キャピラリ１０１内の標的ガス、環状電極１０２を照射し、光電子やイオンを発生させる。これが引き金となって、キャピラリ１０１内で放電が開始し、プラズマが生成され、このプラズマからＸ線が輻射される。Ｘ線は、カバー１２４の開口１３５から、真空容器１０８のフィルタ１２６を通って、被照射物に照射される。
【００３９】
モータ１１５は連続的に駆動しており、回転盤１００も連続回転している。そして、放電が終了したキャピラリに隣接する次のキャピラリが予備電離光源１２５と軸上に重なる放電位置に移動すると、同様に予備電離が行われてＸ線が放出される。このように、放出されるＸ線の量が所望の量に達するまでモータ１１５を駆動させて各キャピラリから順にＸ線を放出する。この動作中、ポンプ１２２が運転され、回転盤１００の中空部１００ａ内を冷却し、放電によって加熱されたキャピラリ１０１を冷却する。
【００４０】
なお、カバー１２４と真空容器１０８との連通部（回転軸とカバーとの隙間、及び、開口１３５）はそれほど広くないため、カバー１２４内から真空容器１０８内への標的ガスのコンダクタンスは低く、標的ガスは真空容器１０８内に流れにくい。したがって、カバー１２４内に標的ガスを導入しても、真空容器１０８内の標的ガスの圧力は高くはならない。これにより、真空容器１０８内のカバー１２４外に存在する標的ガスによるＸ線の吸収を少なくすることができる。また、標的ガスによりキャピラリの冷却を行うこともできる。
【００４１】
本実施例では、標的ガスを、カバー１２４の側壁、すなわち、回転盤１００の側壁側（図の下方向）から導入しているが、回転盤１００に直角な方向（左右方向）から導入してもよい。この場合、標的ガスの気流によってキャピラリ１０１内のガスの排出が促進され、放電によってキャピラリ１０１内に浮遊している不純ガスや不純粒子などを積極的に排出し、新たな標的ガスをキャピラリ１０１内に供給することができる。さらに、キャピラリ１０１内壁の冷却を効果的に行うことができる。
【００４２】
また、本実施例では、高圧電源１２９に直流電源を使用しているが、パルス充電や共振充電回路を使用してもよい。直流電源は構成が容易であるが、キャピラリ１０１や電極１０２に常に高電圧が印加され続けるため、何らかの原因（例えば、カバー１２４内を浮遊している金属微粒子など）により、放電位置以外の位置のキャピラリや円盤そのものが放電する可能性がある。そこで、パルス充電や共振充電回路を使用して、高電圧が電極間に印加されている時間を短くし、電極間の電圧が最大になったときに予備電離光源が発光するように同期させるとよい。すなわち、キャピラリが予備電離光源と同軸上に並ぶ放電位置に移動したときに電極間の電圧が最大になるように充電回路の同期をとり、かつ、そのときに予備電離光源が発光するようにする。
【００４３】
また、本実施例では、予備電離光源１２５にパルス発光するスパーク放電を使用しているが、コロナ放電を使用してもよい。また、予備電離はパルス的でなくてもよく、エキシマランプやＲＦ（高周波）放電のように連続的に発光するものでもよい。連続発光光源の場合、キャピラリが予備電離光源の前方の放電位置に移動したときにキャピラリ内部が電離されて放電が開始する。このため、回転している基板との同期を取る必要がなく構成が容易になる。
【００４４】
図４は、本発明の第３の実施の形態に係るＸ線発生装置を説明する図であり、図４（Ａ）はＸ線発生装置の全体構造を示す一部断面図であり、図４（Ｂ）は図４（Ａ）のＸ線発生装置の放電部を搭載した回転盤の正面図である。
このＸ線発生装置２９５の放電部２９７は、図３に示す放電部と構造が異なるが、他の構成要素は、図２のＸ線発生装置とほぼ同様の機能を有する。
【００４５】
この例の放電部２９７においては、キャピラリ２９８の環状アノード電極２９９ａが取り付けられる円盤３１１がセラミックス製であるとともに、この円盤３１１に固定される回転軸３０２もセラミックス製である。なお、この場合、円盤３１１が絶縁性であるので、回転軸３０２は磁性流体シール部３１３、３１５を介して直接真空容器３０８、容器３１７に取り付けられてもよい。
【００４６】
環状アノード電極２９９ａが固定された円盤３１１の外面には、金コート膜３０３が、各環状アノード電極に電気的に接続するように形成されている。この金コート膜３０３は、図４（Ｂ）に示すように、各キャピラリ２９８に対応して、環状アノード電極２９９ａから円盤３１１の外端まで放射方向に延びている。
【００４７】
図４（Ａ）、（Ｂ）の上部に示されている接触子３０５は、高圧電源（図示されず）のプラス側に接続されている。この接触子３０５は、真空容器３０８の外部からカバー３０７内に延びるように配置されている。接触子３０５の下端は、１つのキャピラリ２９８が放電位置に移動したときに、そのキャピラリ２９８の金コート膜３０３に接する。そして、該金コート膜３０３は、該キャピラリ２９８の環状アノード電極２９９ａに電気的に接続しているので、高圧電源から接触子３０５に供給された電圧は、金コート膜３０３を介して環状アノード電極２９９ａに印加される。
なお、各キャピラリ２９８の環状カソード電極２９９ｃは、図の右側の銅製の円盤３０９に電気的に接続している。この円盤３０９は図１の例同様に接地されている。
【００４８】
上述の構成により、複数のキャピラリ２９８の中で、対応する金コート膜３０３が接触子３０５に接触する位置（放電位置）に移動した特定の一つだけに高電圧を印加することができ、確実に所望のキャピラリのみから放電を起こすことができる。したがって、図３に示す例のように、全キャピラリのアノード電極同士及びカソード電極同士が電気的に接続されている場合とは異なり、何らかの原因（例えばカバー内を浮遊している金属微粒子などによる導通）が生じても、所望のキャピラリ以外のキャピラリが放電してしまうおそれがない。さらに、本実施例のように、放電部２９７の一方の電極を他の放電部と分離している場合には、高電圧が印加されている放電部でのみ放電が起こるので、予備電離光源を省くこともできる。
【００４９】
予備電離光源を使用する場合には、予備電離光源の電源や回路を、放電部を放電させる主放電電源あるいは主放電回路と別に設けてもよいし、主放電回路の一部に形成してもよい。
【００５０】
図５は、予備電離部が主放電回路に設けられた回路図である。
この図においては、放電部４１０としてキャピラリ放電Ｘ線源を使用しており、図中には移動構造体上に取り付けられた１つのキャピラリを示している。放電部４１０はキャピラリ４０７と、キャピラリ４０７の両端に形成された環状アノード電極４０８ａと環状カソード電極４０８ｃからなる。
【００５１】
直流高圧電源４００から供給される電圧は、コイル４０１を通してコンデンサ４０２に充電される。コンデンサ４０２が所定の電圧まで充電されると、サイリスタ４０３にトリガを入力してサイリスタ４０３をオンにする。すると、予備電離部であるスパーク電極４１２の一方の電極４０４の電位が急激に上昇し、対向する電極４０５との間に電位差が生じる。この電極間の電位差が閾値を越えると、電極間で放電が起こる。この放電によってコンデンサ４０２に蓄えられていた電荷が、電極４０５に備えられたコンデンサ４０６に移行する。この電極間の放電により発せられた紫外線やＸ線がキャピラリ４０７内部の標的ガスやキャピラリ内壁、環状電極４０８に当って標的ガスを電離させる。
【００５２】
過飽和リアクトル４０９は、スパーク電極４１２と放電部４１０間に配置され、コンデンサ４０６が充電されてその電圧が最大になったときに飽和し、インダクタンスが急激に低下するように設計されている。上述のように、スパーク電極４１２が放電すると、キャピラリ４０７の内部は予備電離され、同時にコンデンサ４０６が充電される。そして、コンデンサ４０６の電圧が最大になったとき、過飽和リアクトル４０９が飽和し、インダクタンスが低下して、キャピラリ４０７の環状電極４０８に電圧が印加され、キャピラリ４０７内で放電が開始される。
【００５３】
この例では、予備電離装置が簡素化できるとともに、自動的に予備電離を行うことができる。このため、装置全体の構成が簡単になり、コンデンサの充電と予備電離のタイミングを自動的に取ることができる。
【００５４】
なお、過飽和リアクトル４０９の飽和時のインダクタンスが問題になる場合は、過飽和リアクトルを省いてもよい。また、スイッチング素子としてサイリスタ４０３を使用しているが、他の半導体素子（ＧＢＩＴやＦＥＴ）やサイラトロンなどの放電スイッチであってもよい。
【００５５】
このような放電回路においては、不安定な放電を避けるため、主放電部のインダクタンスはできるだけ小さい方が好ましい。そのために、コンデンサと放電部との距離をできるだけ縮める必要がある。そこで、コンデンサを放電部が取り付けられる移動構造体に配置するのが最も好ましい。
【００５６】
図６は、コンデンサを移動構造体に取り付けた放電部の構造を説明する図であり、図６（Ａ）は一部縦断面図、図６（Ｂ）は放電部を搭載した回転盤の正面図である。
放電部５１７は、図３に示す放電部と同様に、回転盤５００内に配置されている。放電回路は、図５と同じ回路が使用される。
【００５７】
回転盤５００は中空状であり、２枚の対向する円形平板である円盤５０１、５０２と、これらの円盤５０１、５０２の外縁を掛け渡すように接続するリング状の環状壁５１９からなる。円盤５０１、５０２は金属製であり、環状壁５１９はＳｉＣ等のセラミックス製である。
【００５８】
円盤５０１、５０２及び各円盤５０１、５０２に固定されている回転軸５０３、５０４は金属（銅）製である。各キャピラリ５０５の環状アノード電極５１５ａは円盤５０２に電気的に接続されており、環状カソード電極５１５ｃは円盤５０１に電気的に接続されている。環状カソード電極５１５ｃが取り付けられた円盤５０１は、回転軸５０３を介して接地されている。
【００５９】
円盤５０１の外面には、８個のコンデンサ５０６の一方の極が同心円上に取り付けられている。全コンデンサ５０６の他方の極は、回転軸５０３とは電気的に絶縁された環状の金属部材５０７で電気的に接続（並列接続）されている。この金属部材５０７から、各キャピラリ５０５の環状カソード電極５１５ｃの上方にスパーク電極ピン５０８が延びている。また、円盤５０１の外縁部に沿って環状の絶縁部材５０９が配置されている。この絶縁部材５０９上面の、各キャピラリ５０５の放射状外方向に相当する位置には金属部材５１０が取り付けられている。金属部材５１０は、環状絶縁部材５０９の幅に渡って取り付けられている。さらにこれらの金属部材５１０から、各環状カソード電極５１５ｃの上方に、スパーク電極ピン５１１が延びている。したがって、各環状カソード電極５１５ｃの上方では、コンデンサ５０６から延ばされたスパーク電極ピン５０８と、金属部材５１０から延ばされたスパーク電極ピン５１１が所定の空間を挟んで対向して配置される。
【００６０】
カバー（図示されず）の内の回転盤５００の側方（図では上側）には過飽和リアクトル５１４が配置されている。過飽和リアクトル５１４の一方の極から、バネ状電極５１３（接触子）がアノード電極５１５ａ側の円盤５０２に接触するように延びており、他方の極からもバネ状電極５１２がカソード電極５１５ｃ側の金属部材５１０に接触するように延びている。また、これらのバネ状電極５１２、５１３は、キャピラリ５０５が放電位置に移動したときに電流を供給できるように配置されている。
【００６１】
モータの駆動によって回転盤５００が回転し、１つのキャピラリ５０５が放電位置に移動したとき、図６の放電回路におけるサイリスタ４０３をオンにする。すると上述のようにコンデンサ４０２（図５参照）に蓄えられていた電荷がバネ状電極５１２と金属部材５１０を介してスパーク電極ピン５１１（図５の符号４０４に相当）に移行し、コンデンサ５０６（図５の符号４０６に相当）に接続するスパーク電極ピン５０８（図５の符号４０５に相当）との間で放電を起こし、８個のコンデンサ５０６）に蓄えられる。コンデンサ５０６に蓄えられた電荷は再びスパーク電極ピン５０８、５１１と過飽和リアクトル５１４（図５の符号４０９に相当）を介してキャピラリ５０５（図５の符号４０７に相当）のアノード電極５１５ａに移行して、キャピラリ５０５内で放電してプラズマを生成し、Ｘ線を放出する。
【００６２】
スパーク電極ピン５０８、５１１間で放電を起こすのは、バネ状電極５１２が接触しているスパーク電極ピン５１１のみであるので、予備電離が起こるのはこのスパーク電極ピン５１１に接触している金属部材５１０に相当するキャピラリ５０５のみである。
【００６３】
なお、より完全に放電位置のキャピラリにのみ放電を起こすには、各予備電離用のスパーク電極ピンを絶縁性の衝立で隔離し、スパーク電極ピン間の放電により放出された紫外光やＸ線が隣りのキャピラリに照射されないようにすればよい。さらに、各スパーク電極ピンの回りを絶縁性のカバーで覆うとさらに確実に放電を特定できる。このとき、カバーの内壁を鏡面にすると、スパーク電極ピン間の放電によりキャピラリと逆方向に放出された紫外光などをカバー内壁でキャピラリ側へ反射させることができるため、より効率的に予備電離を行うことができる。
【００６４】
この例においては、円盤５０１上に取り付けられている８個のコンデンサ５０６を環状の金属部材５０７で電気的に並列接続したが、全てのコンデンサ５０６を並列に接続する必要はない。例えば、１つのスパーク電極ピン５０８に対して１個のコンデンサが接続されてもよく、１つのスパーク電極ピン５０８に対してコンデンサを２個ずつ並列接続されてもよい。
【００６５】
また、この例においては、コンデンサ４０２（図５参照）からコンデンサ５０６への充電時、及び、コンデンサ５０６から過飽和リアクトル５１４、キャピラリ電極を経た放電時には一対のスパーク電極ピン５０８、５１１を通って電流が流れる。この電流は大電流なため、長時間装置を運転するとスパーク電極ピンが溶融し、スパーク電極ピン間の間隔が大きくなり、予備電離や主放電が不安定になるおそれがある。また、溶融によってスパーク電極ピンの金属粉がカバー内を浮遊し、意図しないところで放電が起こるおそれがある。
【００６６】
そこで、予備電離を起こすのに十分なスパーク放電を発生させるためのコンデンサと主放電電流を流すためのコンデンサを別にしてもよい。この場合、スパーク放電用コンデンサの電気容量は主放電用コンデンサに比べてかなり小さく、スパーク電極ピン間を流れる電流は、１つのコンデンサを使用した場合に比べて小さくなり、スパーク電極ピンの劣化を大幅に低減することができる。
【００６７】
図７は、コンデンサを分けた場合の放電回路の回路図であり、図７（Ａ）は予備電離光源がスパーク放電によるもの、図７（Ｂ）はコロナ放電によるものを示す。
これらの回路は、図５に示す放電回路とほぼ同様の構成を有する。
【００６８】
図７（Ａ）の放電回路において、サイリスタ６００とスパーク電極６２０間に予備電離用のコンデンサ６０２が配置されている。サイリスタ６００をオンにすると、コンデンサ６０１に蓄えられていた電荷がコンデンサ６０２に移行し、コンデンサ６０２の電位が上昇する。すなわち、スパーク電極ピン６０３の電位が上昇する。このとき他方のスパーク電極ピン６０４の電位は０である。コンデンサ６０２の電位が閾値を越えると、スパーク電極ピン６０３、６０４間で放電が起こり、コンデンサ６０５が充電される。コンデンサ６０２、６０５の電位が最大に達すると過飽和リアクトル６０６が飽和し、コンデンサ６０２、６０５に蓄えられていた電荷がキャピラリ６０７内の放電を介して流れる。このとき、キャピラリ６０７内の放電電流の大部分はコンデンサ６０２に蓄えられていた電荷によるものであり、スパーク放電電極６０３、６０４間のスパーク電流はコンデンサ６０５に蓄えられていたもののみとなる。このためスパーク電流の値は非常に小さい。
【００６９】
図７（Ｂ）の放電回路において、キャピラリ６０８のカソード電極６１４ｃ側に金属メッシュ製電極６０９が配置されている。メッシュ電極６０９はカソード電極６１４ｃに対向するように配置されて接地されている。さらに、平面状の金属板６１１が、セラミックス等の絶縁板６１０を介して、メッシュ電極６０９と対向して配置されている。この金属板６１１は主放電用のコンデンサ６１２に接続されている。このような構成により、メッシュ電極６０９、絶縁板６１０及び金属板６１１により容量の小さいコンデンサ６１５が形成される。
【００７０】
サイリスタ６１３がオンになると、電流はコンデンサ６１２に流れるとともに、一部は金属板６１１にも流れ、コンデンサ６１５が充電される。コンデンサ６１５が閾値まで充電されると、メッシュ電極６０９と絶縁板６１０の間でコロナ放電が起こり、紫外光やＸ線を放出する。放出された紫外光やＸ線はキャピラリ６０８の内部を照射して標的ガスを電離して主放電を起こさせる。
【００７１】
コロナ放電はスパーク放電に比べて放電による微粒子や不純ガスの発生が少ないため、予備電離光源の寿命が長く、また、真空容器内に置かれた光学素子への不純物の付着や体積が少ない。
なお、この回路において、予備電離用コンデンサのカソード側電極をメッシュ電極６０９としたが、アノード側電極をメッシュ電極としてもよい。この場合には、メッシュ製の電極がキャピラリに対向するように配置する。
【００７２】
上述した実施例においては、Ｘ線の放出位置は常に同じ位置であったが、複数の位置で同時にＸ線を放出してもよい。
図８は、同時に３ヶ所でＸ線を放出できる放電部を搭載した回転盤の正面図である。
この例の放電部７０５は、図４（Ｂ）に示した放電部とほぼ同様の構造を有するが、３つの環状アノード電極７０４ａに電流を供給するための３つの接触子７０１が取り付けられている。各キャピラリ７０３の環状アノード電極７０４ａには、放射状外方向に延びる金コート膜７０２が、各環状アノード電極７０４ａに電気的に接続するように形成されている。高圧電源に接続する３つの接触子７０１は、３つのキャピラリ７０３が各々放電位置に移動したときに、それらキャピラリの金コート膜７０２に接触する。
【００７３】
予備電離は、３個の接触子７０１に金コート膜７０２を介して電気的に接続されている３個のキャピラリ７０３で起こる。したがって、これら３個のキャピラリ７０３内でのみ放電が起こってＸ線を発生させる。
この場合、個々のキャピラリに１個ずつ予備電離光源を配置してもよく、１つの予備電離光源で３個のキャピラリを同時に予備電離させてもよい。例えば、個々のキャピラリにそれぞれ予備電離光源を配置する場合は、スパーク電極ピンを用いた予備電離光源が小型であり、適している。また、予備電離光源を共通にする場合は、発光領域の大きいＲＦ放電、コロナ放電が適している。
【００７４】
同時に複数の放電部を放電させる場合、１つの放電部に電流が集中して流れ、同時に複数個の光源を発光させることが困難な場合がある。このような場合、複数の放電部のエネルギ蓄積部（コンデンサやコイル）を共通にするのではなく、放電部毎にエネルギ蓄積部を設ければよい。
【００７５】
また、本実施例では放電が起こるキャピラリが隣接していたが、１個おきや２個おきなど離れたキャピラリから同時にＸ線を放出してもよい。
【００７６】
図９は、本発明の実施の形態に係るＸ線露光縮小装置の構造を説明する図である。
このＸ線露光縮小装置７９５は、Ｘ線発生装置８００と、真空容器８０３内に配置された照明光学系８０４、マスク８０５、投影光学系８０６及びウエハ８０７等からなる露光装置を備える。
【００７７】
Ｘ線発生装置８００は、図２のＸ線発生装置と同様のキャピラリ放電Ｘ線源が使用される。なお、この図は図２のＸ線発生装置の一部が省略されている。Ｘ線発生装置８００の真空容器のＸ線放射窓は、照明光学系及び投影光学系等が収容された真空容器８０３に開口している。このとき、Ｘ線放射窓に備えられたフィルタ８０２は、Ｘ線発生装置の真空容器８００と、次段の露光装置の真空容器８０３との圧力隔壁としても作用する。
照明光学系８０４は、Ｘ線発生装置８００の放電部の光軸上に配置される。この例のＸ線発生装置８００は標的ガスにキセノンを使用している。
【００７８】
Ｘ線発生装置８００の放電位置に移動したキャピラリから放出されたＸ線８０１は、Ｘ線放射窓のフィルタ８０２を通って照明光学系８０４へ入射される。照明光学系８０４はＭｏとＳｉからなる多層膜ミラーで構成されており、波長が１３．４ｎｍ近傍のＸ線のみを反射する。この照明光学系８０４で、マスク８０５を円弧状に照明し、各照明位置でのＸ線強度とＮＡが等しくなるように成形される。マスク８０５もＭｏとＳｉからなる多層膜ミラーで構成される。マスク８０５で反射したＸ線は投影光学系８０６で１／５に縮小されてレジストが塗布されたウエハ８０７上に投影される。このときマスク８０５に描画された回路パターンがレジストに転写される。投影光学系８０６もＭｏとＳｉからなる多層膜ミラーで構成される。
【００７９】
このＸ線露光縮小装置７９５のＸ線発生装置８００は、上述のように複数の放電部が回転盤上に配置されたものである。そして、回転盤を回転させることによって、複数の放電部の１つを順に適用させてＸ線を放出している。このため、Ｘ線露光縮小装置全体の使用回数に対して、放電部の使用回数は、キャピラリ放電Ｘ線源の全個数分の１となる。
したがって、Ｘ線発生装置を、放電部（この例ではキャピラリ放電Ｘ線源）が１個の場合に比べて、高い繰り返し周波数で使用することができる。このため、装置のスループットが向上する。
【００８０】
上述の実施例においては、Ｘ線の放出位置が一ヶ所に固定されていたが、放出位置を移動（スキャン）させてもよい。
図１０は、本発明の第４の実施の形態に係るＸ線発生装置を説明する図であり、図１０（Ａ）はＸ線発生装置の全体構造を説明する図、図１０（Ｂ）は放電部を搭載した回転盤の正面図、図１０（Ｃ）は回転スクリーンの正面図である。
この例のＸ線発生装置８９５は、図２のＸ線発生装置とほぼ同様の構成を有するが、カバー９０５内に回転スクリーン９０３を備える点で異なる。
この例では、図１０（Ｂ）に示すスキャン領域９０１で放電部９０９がスキャンしながら発光する。このスキャン領域９０１は、例えば、Ｘ線露光縮小装置のマスク上の円弧状の照明領域に対応するもので、この例ではマスク上の照明領域の２倍の大きさである。この例によれば、マスク上の円弧状照明領域を端から端までを、所定の速度でスキャンすることができる。
【００８１】
予備電離光源９０２はコロナ放電によるものが使用される。コロナ放電は、上述のように、スパーク放電に比べて広い発光領域を有し、さらに、放電による微粒子や不純ガスの発生が少ない。このため予備電離光源の寿命が長く、真空容器内に置かれた光学素子への不純物の付着や体積が少ない。コロナ放電による予備電離光源９０２の発光領域は、円盤９００のスキャン領域９０１とほぼ等しい。
【００８２】
カバー９０５内の、予備電離光源９０２と回転盤８９９の円盤９００の間には、回転スクリーン９０３が配置されている。回転スクリーン９０３は例えばアルミニウム製であり、図１０（Ｃ）に示すように、４つの開口９１１が同心円上に等間隔に形成されている。また、回転スクリーン９０３と円盤９００はほぼ同じ径であり、４つの開口９１１と放電部９０９は、同心円状に配置されている。この回転スクリーン９０３の中心の開口から、回転盤８９９の回転軸９１３を取り囲む回転軸９１５が延びている。回転軸９１５には、回転盤８９９のモータ９１７とは別の回転駆動系（モータ）９０４が備えられている。なお、回転スクリーン用回転軸９１５の軸中心と回転盤用回転軸９１３の軸中心は同一であり、回転スクリーン９０３は回転盤８９９と同軸上を回転する。また、回転盤８９９を回転させるモータ９１７と回転スクリーン９０３を回転させるモータ９０４の回転周波数は異なっている。
【００８３】
次に、このＸ線発生装置８９５の作用について説明する。
回転スクリーン９０３は、モータ９１７の駆動によって放電部９０９の１つがスキャン領域９０１の端に移動したときに、開口９１１の１つがこの放電部９０９と同軸上に移動するように、モータ９０４により回転する。回転スクリーン９０３の開口９１１と放電部９０９が同軸上に並んだときに予備電離が行われ、Ｘ線が放出される。さらに連続してモータ９１７が回転すると、別の放電部が、前回のＸ線放出位置からスキャン方向に僅かにずれた位置に移動する。このとき、回転スクリーン９０３は、別の開口９１１がこの放電部と同軸上に並ぶようにモータ９０４により回転する。そして、このキャピラリと開口が同軸上に並んだときに予備電離が行われてＸ線が放出される。このときのＸ線放出位置は、前回のＸ線の放出位置（スキャン領域の端）からわずかにスキャン方向にずれた位置となっている。このようなタイミングとなるように各モータ９１７、９０４の回転速度を設定することにより、スキャン領域９０１の端から端までをスキャンすることができる。したがって、本実施例をＸ線露光縮小装置に使用した場合、マスク上を均一に照明することができる。
なお、予備電離光源にはコロナ放電を使用しているため、発光領域が広く、予備電離光源９０２は固定されたままでよい。
【００８４】
この場合、スキャン領域９０１に合わせて、カバー９０５の開口や真空容器のＸ線放射窓の形状や大きさを変更している。
【００８５】
なお、この例においては、発光部のスキャン領域がマスクの照明領域と相似しているため、照明光学系はスキャン領域を単純に１／２に縮小するだけでよく、照明光学系にスキャン機構を設ける必要がないため照明光学系の構造を簡単にできる。
【００８６】
発光部のスキャン領域の幅（スキャン方向に直角な方向の長さ）が、発光部の大きさ（キャピラリ内径の１／２程度）よりも大きい場合は、円盤の径方向にも発光部を移動できる機構を備えることもできる。このような機構としては、例えばＸ線発生装置８９５全体をリニアステージ上に載せ、円盤の径方向に移動させる。これにより、マスク上の照明領域のスキャン方向及びスキャン方向に直角な方向の全領域を照明することができる。
【００８７】
また、放電部を円盤の同心円上のみでなく、径方向に位置を変えて配置してもよい。さらに、照明光学系に収差などがある場合には、回転盤を回転軸方向に移動する機構を備えてもよい。
【００８８】
さらに、本実施例では、放電部の発光領域とマスク上の照明領域が相似していたが、必ずしも相似する必要はなく、何らかの相関関係があればよい。
【００８９】
円盤と回転スクリーンの回転速度は一定でなくてもよく、Ｘ線照射位置がスキャン領域内を適切にスキャンできるように回転速度を変化させてもよい。
【００９０】
さらに、発光領域で発光するプラズマ放電Ｘ線源が複数であってもよい。すなわち、図１０（Ｂ）の発光領域内の２つ又は３つの放電部が同時に発光するようにしてもよい。複数の放電部が同時に発光することにより、マスク上の全照明領域をスキャンする時間を短縮することができ、スループットを向上できる。
【００９１】
上述の実施例においては、放電部としてキャピラリＸ線源を使用したが、ホローカソード型、Ｚピンチ型、プラズマフォーカス型などの種々の放電プラズマＸ線源を使用することができる。
【００９２】
また、上述の実施例においては、予備電離光源を使用しているが、個々の放電部が安定に放電できる機構を備えれば、予備電離光源を使用する必要はない。予備電離光源は、放電電極間での放電開始の引き金となるもので、電極間の放電のトリガを与える信号（例えば高電圧パルスの印加）であれば、予備電離に限らず、どのような信号でもよい。
さらに、複数の放電部が回転盤上に取り付けられていたが、放電部の移動方向は直線的や曲線的であってもよい。
【００９３】
放電プラズマＸ線源は長時間運転していると電極の劣化などにより、放電が不安定になったり、放出されるＸ線量が低下する。このため、電極などが劣化すると移動構造体（回転盤）ごと取り外し、新規のものと交換できるように回転盤がＸ線発生装置から取り外し可能であることが好ましい。これにより、放電プラズマＸ線源の交換を短時間で行うことができ、作業の能率が低下しない。
【００９４】
さらに、回転盤に取り付けられている個々の放電部が回転盤から取り外し可能となっていることが好ましい。回転盤をＸ線発生装置から取り外し、さらに回転盤から劣化した放電部のみを交換することができる。これにより回転盤を再利用することができ、装置全体のランニングコストが低減する。
【００９５】
さらに、回転盤の回転角をモニタする検出器（例えばフォトインタラプタなど）を用いて、回転盤の回転角度を一定に保ったり、回転速度が所定の周波数となるようにフィードバックすることもできる。また、この検出器からの信号を基にして放電回路のコンデンサの充電の開始や、予備電離あるいは放電電極間に放電を起こすトリガ信号を出力するようにしてもよい。このように、回転角から、回転盤の回転速度、充電、予備電離、トリガ出力の同期を取ることにより、所定の位置でのＸ線の発光をより確実に起こすことができる。
【００９６】
次に、図９のＸ線露光縮小装置を用いたデバイス製造方法を説明する。
図１１は、微小デバイス（ＩＣやＬＳＩなどの半導体チップ、液晶パネル、ＣＣＤ、薄膜磁気ヘッド、マイクロマシン等）の製造フローを示す。
ステップ１（回路設計）では、半導体デバイスの回路設計を行う。
ステップ２（マスク製作）では、設計した回路パターンを形成したマスクを製作する。この時、パターンについて局部的にリサイズを施すことにより収差によるボケの補正を行ってもよい。
【００９７】
一方、ステップ３（ウェハ製造）では、シリコン等の材料を用いてウェハを製造する。
ステップ４（酸化）では、ウェハの表面を酸化させる。ステップ５（ＣＶＤ）では、ウェハ表面に絶縁膜を形成する。ステップ６（電極形成）では、ウェハ上に電極を蒸着によって形成する。ステップ７（イオン打ち込み）では、ウェハにイオンを打ち込む。ステップ８（レジスト処理）では、ウェハに感光剤を塗布する。
【００９８】
ステップ９（Ｘ線露光）では、ステップ２で作ったマスクを用いて、Ｘ線転写装置によって、マスクの回路パターンをウェハに焼付露光する。その際、上述のＸ線露光方法を用いる。
ステップ１１（現像）では、露光したウェハを現像する。ステップ１２（エッチング）では、レジスト像以外の部分を選択的に削り取る。ステップ１３（レジスト剥離）では、エッチングが済んで不要となったレジストを取り除く。ステップ４からステップ１３を繰り返し行うことによって、ウェハ上に多重に回路パターンが形成される。
【００９９】
ステップ１４（組立）は、後工程と呼ばれ、上の工程によって作製されたウェハを用いて半導体チップ化する工程であり、アッセンブリ工程（ダイシング、ボンディング）、パッケージング工程（チップ封入）等の工程を含む。ステップ１５（検査）では、ステップ１４で作製された半導体デバイスの動作確認テスト、耐久性テスト等の検査を行う。こうした工程を経て半導体デバイスが完成しこれが出荷（ステップ１６）される。
【０１００】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、本発明によれば、複数の放電プラズマ光源を使用しているため、個々のプラズマＸ線源にかかる熱負荷を低減しつつ、装置全体の出力を高く維持することができる。また、冷却機構を設けることによって放電電極への熱負荷をさらに低減することができる。このＸ線発生装置を使用することによって、スループットの高いＸ線露光装置及び露光方法、デバイス製造方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１（Ａ）は、本発明の第１の実施の形態に係るＸ線発生装置の構成を模式的に説明する斜視図であり、図１（Ｂ）は図１（Ａ）に示す装置の放電部の詳細を示す断面図である。
【図２】本発明の第２の実施の形態に係るＸ線発生装置の全体構造を示す一部断面図である。
【図３】図２のＸ線発生装置の放電部周辺の詳細を示す図であり、（Ａ）は放電部を搭載した回転盤の正面図であり、（Ｂ）は放電部のキャピラリの側面断面図である。
【図４】本発明の第３の実施の形態に係るＸ線発生装置を説明する図であり、図４（Ａ）はＸ線発生装置の全体構造を示す一部断面図であり、図４（Ｂ）は図４（Ａ）のＸ線発生装置の放電部を搭載した回転盤の正面図である。
【図５】予備電離部が主放電回路に設けられた回路図である。
【図６】コンデンサを移動構造体に取り付けた放電部の構造を説明する図であり、図６（Ａ）は一部縦断面図、図６（Ｂ）は放電部を搭載した回転盤の正面図である。
【図７】コンデンサを分けた場合の放電回路の回路図であり、図７（Ａ）は予備電離光源がスパーク放電によるもの、図７（Ｂ）はコロナ放電によるものを示す。
【図８】同時に３ヶ所でＸ線を放出できる放電部を搭載した回転盤の正面図である。
【図９】本発明の実施の形態に係るＸ線露光縮小装置の構造を説明する図である。
【図１０】本発明の第４の実施の形態に係るＸ線発生装置を説明する図であり、図１０（Ａ）はＸ線発生装置の全体構造を説明する図、図１０（Ｂ）は放電部を搭載した回転盤の正面図、図１０（Ｃ）は回転スクリーンの正面図である。
【図１１】微小デバイス（ＩＣやＬＳＩなどの半導体チップ、液晶パネル、ＣＣＤ、薄膜磁気ヘッド、マイクロマシン等）の製造フローを示す。
【符号の説明】
１  Ｘ線発生装置（放電プラズマＸ線源）
３  放電部                            ４  基板
５  Ｘ軸ステージ                      ７  Ｙ軸ステージ
８  ケーブル                          ９  スイッチ
１１  高圧電源                        ９５  Ｘ線発生装置
９７  放電部                        １００  回転盤（移動可能な構造体）
１０１  キャピラリ                    １０２  環状電極
１０３、１０４  円盤                  １０５、１０６  回転軸
１０７  環状壁                        １０８  真空容器
１０９、１１９、１２０、１２４  磁性流体シール部
１１０、１２１  絶縁部材              １１１、１１３  ベアリング
１１２、１１４  台                    １１５  モータ
１１６  接触子                        １１７、１１８  容器
１２２  ポンプ                        １２３  熱交換器
１２４  カバー                        １２５  予備電離光源
１２６  フィルタ                      １２７  ガス導入口
１２８  接続部材                      １２９  高圧電源
１３１  整流板                        １３３、１３５  開口
２９５  Ｘ線発生装置                  ２９７  放電部
２９８  キャピラリ                    ２９９  環状電極
３０２  回転軸                        ３０３  金コート膜
３０５  接触子                        ３０８  真空容器
３０９、３１１  円盤                  ３１３、３１５  磁性流体シール部
３１７  容器                          ４００  直流高圧電源
４０１  コイル                        ４０２、４０６  コンデンサ
４０３  サイリスタ                    ４０４、４０５  電極
４０７  キャピラリ                    ４０８  環状電極
４０９  過飽和リアクトル              ４１０  放電部
４１２  スパーク電極                  ５００  回転盤
５０１、５０２  円盤                  ５０３、５０４  回転軸
５０５  キャピラリ                    ５０６  コンデンサ
５０７、５１０  金属部材              ５０８、５１１  スパーク電極ピン
５０９  絶縁部材                      ５１２、５１３  バネ状電極
５１５  環状電極                      ５１７  放電部
５１９  環状壁                        ６００  サイリスタ
６０１、６０２、６０５  コンデンサ    ６０３、６０４  スパーク電極ピン
６０６  過飽和リアクトル              ６０７  キャピラリ
６０８  キャピラリ                    ６０９  メッシュ電極
６１０  絶縁板                        ６１１  金属板
６１２、６１５  コンデンサ            ６１３  サイリスタ
６１４  環状電極                      ７０１  接触子
７０２  金コート膜                    ７０３  キャピラリ
７０４  環状電極                      ７０５  放電部
７９５  Ｘ線露光縮小装置              ８００  Ｘ線発生装置
８０２  フィルタ                      ８０３  真空容器
８０４  照明光学系                    ８０５  マスク
８０６  投影光学系                    ８０７  ウエハ
８９５  Ｘ線発生装置                  ８９９  回転盤
９００  円盤                          ９０１  スキャン領域
９０２  予備電離光源                  ９０３  回転スクリーン
９０４、９１７  モータ                ９０５  カバー
９０９  放電部                        ９１１  開口
９１３、９１５  回転軸
【図１】
0005098126.tif 000002
【図２】
0005098126.tif 000003
【図３】
0005098126.tif 000004
【図４】
0005098126.tif 000005
【図５】
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【図６】
0005098126.tif 000007
【図７】
0005098126.tif 000008
【図８】
0005098126.tif 000009
【図９】
0005098126.tif 000010
【図１０】
0005098126.tif 000011
【図１１】
0005098126.tif 000012