JP2003513418A - Method and radiation generation system using micro target - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 所望の波長の放射線を生成するシステム及び方法がマイクロターゲット（１０１，２１０）を照射することにより提供される。これらのマイクロターゲット（１０１，２１０）は、所望の波長の放射線を放出する任意の材料から選択される。分配システム（１００，２００）は、マイクロターゲットがエネルギー源（１３２）により照射される照射ゾーンにマイクロターゲットを搬送する。マイクロターゲット（１０１，２１０）は、液体若しくは固体形態で分配され得る。一旦形成されると、所望の放射線は、照射ゾーンからビームラインに向けられ、一方で、照射ゾーン（１１７）、エネルギー源（１３２）及びビームライン（１４２）に連通する残さ除去装置は、残渣及びその他の汚染物がシステム装置を汚染することを実質的に防ぐ。 SUMMARY A system and method for generating radiation of a desired wavelength is provided by irradiating a microtarget (101, 210). These micro targets (101, 210) are selected from any material that emits radiation of a desired wavelength. The distribution system (100, 200) transports the microtarget to an irradiation zone where the microtarget is irradiated by an energy source (132). The micro targets (101, 210) can be distributed in liquid or solid form. Once formed, the desired radiation is directed from the illumination zone to the beam line, while the debris removal device in communication with the illumination zone (117), the energy source (132) and the beam line (142), Substantially prevent other contaminants from contaminating the system equipment.

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】TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION

本発明は、ラジエーション（radiation）生成、特にマイクロターゲットを用
いたラジエーション生成方法及びシステムに関する。好ましい実施形態において
は、本発明は、マイクロターゲットの照射によるＸ線、極値紫外線（ＥＵＶ，ex
treme ＵＶ）、真空紫外線（ＶＵＶ，vacuum ＵＶ）若しくは紫外線（ＵＶ）放
射を生成するシステムとして示される。The present invention relates to a radiation generation method, and more particularly to a radiation generation method and system using a micro target. In a preferred embodiment, the present invention provides an X-ray, extreme ultraviolet (EUV, ex
treme UV), vacuum ultraviolet (VUV, vacuum UV) or as a system for producing ultraviolet (UV) radiation.

【０００２】 優先権は、ここでその全体がこの文献により参照され、かつ引用され、発明の
名称「固体マイクロペレットターゲットを使用したレーザプラズマＸ線生成シス
テム及び方法」である、１９９９年１０月２７日に受理された仮出願番号６０／
１６１８９１から主張される。Priority is hereby referred to and cited in its entirety herein by the title of the invention "Laser Plasma X-Ray Generation System and Method Using Solid Micropellet Targets", October 27, 1999. Provisional application number 60 / accepted on date
Claimed from 161891.

【０００３】[0003]

【従来の技術】[Prior art]

ラジエーションを生成する種々の方法及びシステムが知られている。例えば、
Ｘ線は、Ｘ線生成ターゲット材料に、電子ビーム、陽子ビームのような状態のエ
ネルギー若しくはレーザのような光源を当てることにより生成され得る。種々の
形態のＸ線を生成するターゲットが知られている。これらの既知のシステム及び
方法は、典型的には、気体、液体、冷凍液体若しくは固体に照射してＸ線を発生
させる。多くの元素は、大気圧及び大気温度において液体若しくは気体状態では
ないので、室温の液体又は気体ターゲットを使用する現行システムは、照射され
得る化学元素若しくは材料のタイプに関して厳しい制約を受ける。そのため、気
体若しくは液体システムのいずれかにより達成可能な所望のＸ線波長の範囲もま
た限定される。Various methods and systems for generating radiation are known. For example,
X-rays can be generated by exposing an X-ray producing target material to energy in a state such as an electron beam, a proton beam or a light source such as a laser. Targets that produce various forms of X-rays are known. These known systems and methods typically irradiate a gas, liquid, frozen liquid or solid to generate x-rays. Since many elements are not in a liquid or gaseous state at atmospheric pressure and ambient temperature, current systems using room temperature liquid or gas targets are severely constrained as to the type of chemical element or material that can be irradiated. As such, the range of desired X-ray wavelengths achievable with either gas or liquid systems is also limited.

【０００４】 この制約を克服する試みにおいて、その他のシステムが固体材料、即ち、銅を
硫酸のような化学溶媒に溶解させる。望ましい固体材料は、大気温度及び大気圧
で固体であり、照射されると所望の範囲のＸ線波長を放出する。一度溶媒に溶け
た液体状態になると、これらの材料は、液体若しくは冷凍液体粒子ターゲットと
して照射される。この液体は、液体溶媒により溶媒和された固体金属本体の中に
ある。このため、ターゲットとして作用する液滴若しくは冷凍液体粒子は、典型
的には、主として溶媒から構成される。レーザ光線又はパルスにより照射される
とき、大部分の加熱された材料は、溶媒中で溶解された固体よりもむしろＸ線を
発生しない溶媒である。このことは、固体により生成される放出に伴う、大量の
望ましくないスペクトル領域の放出につながり、これらのシステムは、非効率的
なＸ線生成器となる傾向がある。さらに、これらのシステムは、硫酸のような溶
媒和させる液体の有害な効果から被害を受ける。例えば、そのような溶媒和させ
る液体は、有毒である可能性があり、処分が困難であり、Ｘ線生成装置及び機械
類に腐食損傷を惹起させる可能性があり、そのためシステムの寿命を短縮する。In an attempt to overcome this limitation, other systems dissolve solid materials, namely copper, in a chemical solvent such as sulfuric acid. Desirable solid materials are solids at ambient temperature and atmospheric pressure and emit X-ray wavelengths in the desired range when illuminated. Once in a liquid state dissolved in a solvent, these materials are irradiated as liquid or frozen liquid particle targets. This liquid is in a solid metal body that is solvated by the liquid solvent. For this reason, the droplets or frozen liquid particles that act as targets are typically composed primarily of solvent. When heated by a laser beam or pulse, most heated materials are solvents that do not generate X-rays rather than solids dissolved in the solvent. This leads to a large amount of unwanted spectral region emissions associated with the emissions produced by solids, and these systems tend to be inefficient x-ray generators. Moreover, these systems suffer from the deleterious effects of solvating liquids such as sulfuric acid. For example, such solvating liquids can be toxic, difficult to dispose of, and can cause corrosion damage to x-ray generators and machinery, thus reducing system life. ..

【０００５】 従来のＸ線生成システムのあるタイプは、ターゲットとして冷凍水粒子を使用
する。このシステムは、硫酸その他の溶媒和させる液体を汚染物として除去する
問題を有しない。しかし、このシステムは、１１．９乃至１３ナノメータ（ｎｍ
）のスペクトル範囲、若しくはターゲットのレーザ強度を増加させることにより
、１．５乃至２．２ｎｍのスペクトル範囲でＸ線を生成することに限定される。
不利なことに、冷凍水ターゲットにより達成可能なスペクトル範囲は、限定され
る傾向があり、レーザ照射をＸ線放射に転化（変換）する効率は、低い傾向があ
る。One type of conventional X-ray generation system uses frozen water particles as a target. This system does not have the problem of removing sulfuric acid and other solvating liquids as contaminants. However, this system uses 11.9 to 13 nanometers (nm
), Or by increasing the laser intensity of the target, is limited to producing X-rays in the spectral range of 1.5 to 2.2 nm.
Disadvantageously, the spectral range achievable by frozen water targets tends to be limited, and the efficiency of converting laser radiation to X-ray radiation tends to be low.

【０００６】 別のＸ線生成システムは、ターゲット材料としてエタノール液体を使用する。
このターゲットは、ジェットノズルから微小滴として分配され、レーザ光線の径
の寸法と比較して非常に小さい。このシステムは、典型的には、有害な溶媒の欠
如から被害を受けず、微小な液滴寸法のために、ターゲットは、完全にイオン化
可能であり、実質的に残さ（debris）除去に関連する問題を排除する。しかし、
レーザシステムにより生成する熱のために、照射されない多量のエタノールが気
化し、若しくはさもなければ蒸発し、そのため典型的には、真空の困難さと電子
機器に対する湿気の問題を引き起こす。さらに、エタノールの固有な化学的特性
のために、このシステムは、顕微鏡用途に望ましい３ｎｍ以下の波長のＸ線放射
を生成しない。従って、エタノール液体システムを使用する既知のＸ線生成シス
テムにおいては、そこで所望されるＸ線波長の放出が生成されないという欠点が
あり、所望の波長でＸ線を生成する液体生成システムを備えたシステムが必要で
ある。Another x-ray generation system uses ethanol liquid as the target material.
This target is dispensed from the jet nozzle as microdrops and is very small compared to the diameter dimension of the laser beam. This system is typically not compromised by the lack of harmful solvents, and due to the small droplet size, the target is fully ionizable and substantially associated with debris removal. Eliminate the problem. But,
Due to the heat generated by the laser system, a large amount of unirradiated ethanol vaporizes or otherwise evaporates, which typically causes vacuum difficulties and moisture problems for electronics. Moreover, due to the inherent chemistry of ethanol, this system does not produce X-ray radiation at wavelengths below 3 nm, which is desirable for microscopy applications. Therefore, known X-ray production systems using ethanol liquid systems have the disadvantage that the emission of the desired X-ray wavelength is not produced there, and a system with a liquid production system that produces X-rays at the desired wavelength. is necessary.

【０００７】 固体材料は、大気温度及び大気圧において液体状態にある材料では現在利用不
能な幅広い範囲のＸ線放出を提供する。従来のＸ線生成システムのあるタイプは
、固体ブロックの材料（例えば、銅）を使用してレーザプラズマＸ線を生成する
。このシステムでは、材料のブロックは照射領域で安定状態を維持し、同時にレ
ーザ光線パルスは、繰り返し材料ブロックを照射しプラズマを生成する。このレ
ーザ光線は、材料の表面で１００万°Ｋ以上の温度及び１００万気圧以上の圧力
を生成する。これらの極大な温度及び圧力は、イオン（例えば、銅イオン）アブ
レーション（ablation）及び固体材料中に強烈な衝撃を引き起こす。非常に高速
で高温におけるターゲット材料表面からのイオンアブレーションは、Ｘ線集光シ
ステム及びレーザに対応する光学部のようなその他のシステム装置と同様に、Ｘ
線チャンバ内の汚染を引き起こす。厚い固体ターゲットは、ターゲット表面から
反射して戻って来て、Ｘ線チャンバをターゲット残さで汚す衝撃波を誘起する。
イオンアブレーション及びターゲット残さは、システムの効率を低下させ、交換
費用を増大させ、光学部及びレーザ装置の寿命を短縮する。Solid materials provide a wide range of x-ray emissions currently unavailable for materials in the liquid state at ambient temperature and atmospheric pressure. One type of conventional x-ray generation system uses a solid block material (eg, copper) to generate laser plasma x-rays. In this system, the block of material remains stable in the illuminated area, while the laser beam pulses repeatedly illuminate the block of material to create a plasma. This laser beam produces a temperature above 1 million K and a pressure above 1 million atmospheres at the surface of the material. These extreme temperatures and pressures cause ablation of ions (eg, copper ions) and intense bombardment in the solid material. Ion ablation from the surface of the target material at very high speeds and temperatures, as well as other system devices such as X-ray focusing systems and optics corresponding to lasers.
Causes contamination in the line chamber. The thick solid target reflects back from the target surface and induces a shock wave that contaminates the x-ray chamber with the target residue.
Ion ablation and target residue reduce system efficiency, increase replacement costs, and shorten the life of the optics and laser device.

【０００８】 固体ターゲット材料の別の形態は、非常に薄いテープ状のターゲット材料（例
えば、１ｎｍＸ線用銅テープ）である。ターゲットテープのロールは、典型的に
は、０．５インチ幅で、約１０乃至２０μｍ厚さである。ターゲットテープのロ
ールは、予め定められた速度で分配され、同時に、レーザ光線パルスが所望の周
波数で照射し、テープを加熱する。ターゲット表面からアブレーションされた速
いイオンがターゲットから排出される。プラズマ形成衝撃波がテープを破壊し、
それが収集され得るターゲットの背面でターゲット材料の殆どを排出する。この
ため、このターゲットテープの使用は、固体ブロックのターゲット材料と比較す
ると、実質的に、Ｘ線チャンバ内のイオン汚染を低減する。Another form of solid target material is a very thin tape target material (eg, 1 nm X-ray copper tape). Rolls of target tape are typically 0.5 inches wide and about 10 to 20 μm thick. The roll of target tape is dispensed at a predetermined rate while at the same time radiating laser beam pulses at a desired frequency to heat the tape. Fast ions ablated from the target surface are ejected from the target. Plasma-forming shock waves break the tape,
Eject most of the target material at the back of the target where it can be collected. Therefore, the use of this target tape substantially reduces ionic contamination in the x-ray chamber when compared to the solid block target material.

【０００９】 薄いテープターゲットの使用は、ターゲットテープのレーザ焦点におけるター
ゲット残さを完全には除外しない。Ｘ線チャンバ内の物質汚染を除去若しくはさ
らに低減するために、Ｘ線チャンバは、大気圧のヘリウムで充満される。Ｘ線チ
ャンバ内で循環されるヘリウムは、融除された（ablated）イオンを除去する。
イオンがターゲット材料から融除されるので、ヘリウム原子が高速イオンと衝突
し、ターゲット位置から数ｃｍ以内にこのイオンを停止させる。ヘリウムガス／
イオン混合物は、Ｘ線チャンバ内で再循環されるので、フィルタがイオンを捕捉
し、濾過処理の完了時には、ヘリウムガスのみを再循環させる。融除されたイオ
ンがＸ線チャンバを汚染するのを停止するために薄いテープターゲット及びヘリ
ウムガスを使用することは、Ｔｕｒｃｕ，ｅｔ ａｌの「次世代リソグラフィー
用高出力Ｘ線点源」、Ｐｒｏｃ．ＳＰＩＥ，３７６７巻、２１−２３頁（１９９
９年）により詳細に記載される。不便なことに、かなりの量のターゲット残さが
未だレーザ光線の冷却部に生成される。さらに、このシステムは、ターゲット残
さを、光学部及び、ラジエーションを生成する際に使用されるその他の高価な装
置から逸らせる（偏向させる、deflect）機構を提供しない。The use of thin tape targets does not completely exclude target remnants at the laser focus of the target tape. To remove or further reduce material contamination within the x-ray chamber, the x-ray chamber is filled with atmospheric pressure helium. Helium circulated in the x-ray chamber removes ablated ions.
As the ions are ablated from the target material, the helium atoms collide with the fast ions and stop them within a few cm of the target position. Helium gas /
The ion mixture is recirculated within the x-ray chamber so that the filter traps the ions and recirculates only helium gas at the completion of the filtration process. The use of thin tape targets and helium gas to stop ablated ions from contaminating the x-ray chamber is described by Turcu, et al, "High Power X-Ray Point Sources For Next Generation Lithography," Proc. SPIE, 3767, pages 21-23 (199
9 years). Unfortunately, a significant amount of target residue is still produced in the laser beam cooling section. Furthermore, this system does not provide a mechanism to deflect the target residue from the optics and other expensive equipment used in producing the radiation.

【００１０】 薄いテープターゲットを使用する現行のシステム及び方法は、さらなる不利益
を被る。薄いテープ状で商業的に利用可能な材料のタイプは限定される。さらに
、薄いテープターゲットは、大型のテープ分配装置を必要とし、それは、Ｘ線チ
ャンバ内のかなりの量の空間を利用し、そのようなＸ線発生器の必要な寸法及び
空間を実質的に追加する。テープターゲットは、また、新しいテープ材料の頻繁
な再ローディングを必要とし、それは、Ｘ線発生器の動作を妨害する。例えば、
約１マイル長さと約８インチのリール径を有する薄いテープターゲット材料のリ
ールは、典型的には、数日の連続Ｘ線発生後には新しいテープのリールと交換す
る必要がある。Current systems and methods that use thin tape targets suffer additional disadvantages. The types of commercially available materials in the form of thin tapes are limited. Moreover, the thin tape target requires a large tape dispenser, which utilizes a significant amount of space within the x-ray chamber, substantially adding to the required size and space of such an x-ray generator. To do. The tape target also requires frequent reloading of new tape material, which interferes with the operation of the x-ray generator. For example,
A reel of thin tape target material having a reel diameter of about 1 mile length and about 8 inches typically needs to be replaced with a reel of new tape after several days of continuous x-ray production.

【００１１】 上述した既知の方法及びシステムの欠点を概観して、最小限のターゲット残さ
及び装置汚染で、バラエティに富んだ波長でラジエーションを提供し、さらに、
新規で、好ましくは高価でなく、通常利用可能で、取り扱い及び輸送し易く、商
業的用途に互換性があり、相対的に長いラジエーション発生期間を許容するラジ
エーション生成ターゲットを提供する方法及びシステムに対する必要性が存在す
る。An overview of the shortcomings of the known methods and systems described above is to provide radiation at a variety of wavelengths with minimal target residue and device contamination, and
What is needed is a method and system that provides a new, preferably inexpensive, commonly available, easy to handle and transport, compatible for commercial use, radiation-generating target that allows a relatively long duration of radiation. There is sex.

【００１２】[0012]

【発明が解決しようとする課題】[Problems to be Solved by the Invention]

そのため、本発明の１つの目的は、新規で、通常利用可能で、高価でなく、取
り扱い及び輸送し易く、相対的に長いラジエーション発生期間を許容するターゲ
ットを使用して広い範囲の波長でラジエーションを生成するシステム及び方法を
提供することである。システム装置をターゲット残さによる汚染から実質的に保
護することが更なる目的である。本発明は、ラジエーション発生マイクロターゲ
ットを供給することにより既知のラジエーション生成システムの欠点を大きく軽
減する。Therefore, one object of the present invention is to provide radiation in a wide range of wavelengths using a target that is new, commonly available, inexpensive, easy to handle and transport, and that allows a relatively long duration of radiation. Providing a system and method for generating. It is a further object to substantially protect the system unit from contamination by target residues. The present invention greatly mitigates the deficiencies of known radiation generation systems by providing a radiation-generating microtarget.

【００１３】 簡単に言えば、マイクロターゲットを使用する所望の波長のラジエーションを
生成するシステム及び方法が提供される。これらのマイクロターゲットは、任意
の固体若しくは所望の波長のラジエーションを放出する溶融状態の固体材料から
選択される。装置のような分配ユニットは、マイクロターゲットがエネルギー源
によりエネルギー化される照射領域にマイクロターゲットを搬送する。このマイ
クロターゲットは、液体若しくは固体状態で分配され得る。一度（マイクロター
ゲットが）形成されると、所望のラジエーションが照射領域からビームラインに
向けられ、一方で、照射領域に連通する残さ除去装置、エネルギー源及びビーム
ラインは、残さ及びその他の汚染物がシステム装置を汚染するのを実質的に抑制
する。Briefly, a system and method for producing a desired wavelength radiation using a micro-target is provided. These micro targets are selected from any solid or molten solid material that emits radiation of the desired wavelength. A distribution unit, such as a device, conveys the microtargets to an irradiation area where the microtargets are energized by an energy source. The microtarget can be dispensed in the liquid or solid state. Once (micro-targets) have been formed, the desired radiation is directed from the irradiation area to the beam line, while the debris removal device, energy source and beam line in communication with the irradiation area is debris and other contaminants. Substantially suppress contamination of system equipment.

【００１４】 本発明の１つの利点は、本発明に対応する固体材料から形成されたマイクロタ
ーゲットが幅広いスペクトルの波長配列及び固体材料と共に利用可能なエネルギ
ーを生成することができるということである。例えば、硬（hard）Ｘ線、軟（so
ft）Ｘ線、極値紫外線（ＥＵＶ）、真空紫外線（ＶＵＶ）及び紫外線照射は全て
、異なるエネルギー強度でマイクロターゲットを照射することにより固体材料か
ら生成され得る。例えば、錫マイクロターゲットが０．１ｋｅＶ程度若しくは４
．０ｋｅＶ程度のＸ線でＥＵＶ放射を生成するために使用され得る。同様に、銅
マイクロターゲットは、１ｋｅＶ程度のエネルギーを有する軟Ｘ線、８．９ｋｅ
Ｖ程度の硬Ｘ線若しくは１００ｋｅＶ程度又はそれ以上まで伸びるブレムススト
ラールング（Bremsstrahlung）放射のような連続体に沿うラジエーション放出を
生成するために使用され得る。対照的に、非常に限定された数の元素が大気温度
及び大気圧で液体若しくは気体状態で存在し、それは、本質的に現行の液体若し
くは気体Ｘ線システムを制約する。One advantage of the present invention is that micro-targets formed from solid materials corresponding to the present invention can produce usable energy with a broad spectrum of wavelength arrays and solid materials. For example, hard X-ray, soft (so
ft) X-rays, extreme ultraviolet (EUV), vacuum ultraviolet (VUV) and ultraviolet irradiation can all be produced from solid materials by irradiating micro-targets with different energy intensities. For example, if the tin micro target is about 0.1 keV or 4
． It can be used to generate EUV radiation with X-rays as low as 0 keV. Similarly, a copper micro target is a soft X-ray having an energy of about 1 keV, 8.9 keV.
It can be used to generate radiation emission along a continuum, such as V hard X-rays or Bremsstrahlung radiation extending up to 100 keV or more. In contrast, a very limited number of elements exist in liquid or gaseous states at ambient temperature and atmospheric pressure, which essentially constrains existing liquid or gaseous X-ray systems.

【００１５】 １つの好ましい実施形態において、固体マイクロターゲット材料は、溶融、即
ち液体状態まで加熱され、液体状態で使用される。マイクロターゲット材料は、
液体微小滴として分配されるので、液体マイクロターゲットは均一な球形状であ
り、このことは、レーザ光線配置の正確さを向上させ、及びより正確にターゲッ
ト残さ及びラジエーション放出の軌跡を計算することにより、現存する固体ター
ゲットに対する利点を作り出し、それにより、生成効率を最大限にし、ターゲッ
ト残さのシステム装置の汚染を抑制することを促進する。固体ターゲットは、典
型的には、残さ及びラジエーション放出の軌跡を予測する際の正確さを低下させ
る不均一な表面構造を有する。In one preferred embodiment, the solid micro-target material is melted, ie heated to the liquid state and used in the liquid state. The micro target material is
As dispensed as liquid microdroplets, the liquid microtargets are of uniform spherical shape, which improves the accuracy of laser beam placement and by more accurately calculating the target residue and the trajectory of the radiation emission. , Creates advantages over existing solid targets, thereby maximizing production efficiency and helping to reduce contamination of target residual system equipment. Solid targets typically have non-uniform surface structures that reduce the accuracy in predicting residue and radiation emission trajectories.

【００１６】 本発明の別の利点は、液体システムの利点が達成可能であると同時に、幅広い
範囲の波長を生成することである。有利なことに、液体マイクロターゲットは、
溶融した固体から完全に形成され、そのため、硫酸のような溶解溶媒の必要性を
不要にする。従って、本発明は、硫酸若しくは他の溶媒和させる液体の腐食効果
と同様に望まないスペクトル放出のような、主として溶媒から構成されるターゲ
ットを照射することに対応する問題を回避する。更なる利点は、使用されないタ
ーゲット材料の気化及び蒸発を防ぐ固体の化学的特性に由来し、このため、現行
の液体システムにより遭遇する真空及び湿気問題を排除する。Another advantage of the present invention is that the advantages of liquid systems are achievable while producing a wide range of wavelengths. Advantageously, liquid micro-targets
It is completely formed from the molten solid, thus obviating the need for a dissolving solvent such as sulfuric acid. Thus, the present invention avoids the problems associated with irradiating targets composed primarily of solvent, such as unwanted spectral emission as well as the corrosive effects of sulfuric acid or other solvating liquids. A further advantage derives from the chemical nature of the solid, which prevents vaporization and evaporation of unused target material, thus eliminating the vacuum and moisture problems encountered with current liquid systems.

【００１７】 本発明の好ましい実施形態において、固体マイクロペレットに典型的に対応す
る残さは低減される。この実施形態では、使用するマイクロペレットの小さい寸
法が、ターゲット材料の固体ブロックを使用するときに典型的に予想されるより
も低減されたターゲット残さの生成量を達成する。マイクロペレットは、また、
それほど長くない場合もあるが、数週間若しくは数ヶ月のような延長された期間
にわたって連続的なラジエーション生成を許容するコンパクトなリザーバ中で分
配され得る。In a preferred embodiment of the invention, the residue typically corresponding to solid micropellets is reduced. In this embodiment, the small size of the micropellets used achieves a reduced target residue yield than would typically be expected when using a solid block of target material. Micropellets also
It may not be so long, but may be dispensed in a compact reservoir that allows continuous generation of radiation over an extended period, such as weeks or months.

【００１８】 有利なことに、本発明は、また、ターゲット残さがシステム装置を汚染するこ
とを実質的に防ぐ残さ除去装置を採用する。例えば、１つの実施形態において、
超音速ガスジェットが照射領域から残さを掃引する。別の実施形態は、ガスを使
用してイオンがシステム装置を汚染する前に融除されたイオンに衝突させる。さ
らに別の実施形態は、融除されたイオンを停止させるために高密度ガス領域を生
成する衝撃波を利用する。本発明のその他の実施形態は、ターゲット残さをシス
テム装置から偏向させるために電場、磁場及び／又は温度勾配を使用する。Advantageously, the present invention also employs a residue remover that substantially prevents target residues from contaminating system equipment. For example, in one embodiment,
A supersonic gas jet sweeps the residue from the illuminated area. Another embodiment uses a gas to bombard the ablated ions before they contaminate the system equipment. Yet another embodiment utilizes a shock wave that creates a dense gas region to stop the ablated ions. Other embodiments of the invention use electric fields, magnetic fields and / or temperature gradients to deflect the target residue from the system unit.

【００１９】 本発明は、ラジエーション生成を必要とする任意の生成システム若しくはプロ
セスで利用され得る。例えば、本発明により生成されるＸ線、ＥＵＶ、ＶＵＶ及
びＵＶ放射は、リソグラフィー用途で使用され得る。特に、１ｋｅＶ程度のエネ
ルギーを有するＸ線放射は、Ｘ線リソグラフィー用に非常に重要である。同様に
、０．１ｋｅＶ程度の放出は、ＥＵＶリソグラフィー、特にモリブデンシリコン
鏡と協同する望ましい特徴である。別の例として、多くの半導体、製薬、医学及
び化学用途は、本発明により生成されるＸ線が使用される。The present invention may be utilized with any production system or process that requires radiation production. For example, the X-ray, EUV, VUV and UV radiation produced by the present invention can be used in lithographic applications. In particular, X-ray radiation with energies on the order of 1 keV is of great importance for X-ray lithography. Similarly, emission on the order of 0.1 keV is a desirable feature in cooperation with EUV lithography, especially molybdenum silicon mirrors. As another example, many semiconductor, pharmaceutical, medical and chemical applications use X-rays produced by the present invention.

【００２０】[0020]

【課題を解決するための手段】[Means for Solving the Problems]

本発明の１つの観点では、固体材料を含むマイクロターゲットを使用するラジ
エーション生成システムが提供され、このシステムは、マイクロターゲットパス
上にマイクロターゲットを分配する分配装置、エネルギーパスに沿ってエネルギ
ービームを放出するエネルギー源、エネルギーパス及び照射ゾーン内のエネルギ
ーパスを横切るマイクロターゲットパスに配置される照射領域、照射ゾーン内で
生成した照射を受けるように構成されたビームライン、及び照射ゾーン下流でマ
イクロペレットパスに沿った残さ除去装置を備える。「固体材料」は、好ましく
は、大気条件で固体状態にある材料であることが認識されるべきである。しかし
、本発明の文意において、「固体材料」は、溶融若しくは液体状態の材料を含む
及び含み得るように定義される。マイクロターゲットが液体状態である場合には
、分配システムにより分配されるマイクロターゲットは微小滴から構成される。In one aspect of the invention, there is provided a radiation generation system using a micro-target comprising a solid material, the system comprising a distributor for distributing the micro-target on a micro-target path, emitting an energy beam along the energy path. An energy source, an irradiation area arranged in a micro-target path across the energy path and an energy path in the irradiation zone, a beam line configured to receive the irradiation generated in the irradiation zone, and a micropellet path downstream of the irradiation zone. Along with a residue removal device. It should be appreciated that "solid material" is preferably a material that is in the solid state at atmospheric conditions. However, in the sense of the present invention, "solid material" is defined to include and can include materials in the molten or liquid state. When the microtarget is in the liquid state, the microtarget dispensed by the dispensing system consists of microdroplets.

【００２１】 本発明の別の観点では、マイクロターゲットを使用するラジエーション生成方
法が提供され、この方法は、次のステップの全て若しくは一部を備える。適当な
エネルギー源により照射されるとき所望の波長のラジエーションを生成する固体
材料を選択すること、分離したマイクロターゲットとして固体材料を供給するこ
と、当該マイクロターゲットを照射ゾーンに分配すること、照射が所望の波長の
ラジエーションを生成するようにエネルギー源を用いてマイクロターゲットをエ
ネルギーパスに沿って照射すること、放出されるラジエーションをビームライン
パスに沿うマイクロターゲットからビームラインに向けること、及びエネルギー
パス及びビームラインパスからターゲット残さを除去することである。本発明の
この観点の代替的実施形態において、固体材料が溶融若しくは液体状態で供給さ
れることが認識されるべきである。そのような場合には、マイクロターゲットは
、微小液滴の形態である。According to another aspect of the invention, there is provided a method of generation of radiation using a micro target, the method comprising all or part of the following steps. Selecting a solid material that produces radiation of the desired wavelength when illuminated by a suitable energy source, providing the solid material as a separate micro-target, distributing the micro-target into the irradiation zone, and the irradiation is desired Irradiating the micro-target along an energy path with an energy source to produce a radiation of wavelengths of, radiating the emitted radiation from the micro-target to the beam line along the beam line path, and the energy path and the beam. Removing the target residue from the line path. It should be appreciated that in alternative embodiments of this aspect of the invention, the solid material is provided in the molten or liquid state. In such a case, the microtarget is in the form of microdroplets.

【００２２】 本発明のこれらの及びその他の特徴と利点は、全体を通して同一の参照番号が
同一の部品を参照する添付の図と共に、次の本発明の詳細な説明の検討から認識
されるであろう。These and other features and advantages of the present invention will be appreciated from a consideration of the following detailed description of the invention, together with the accompanying figures, wherein like reference numerals refer to like parts throughout. Let's do it.

【００２３】[0023]

【発明の実施の形態】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

本発明は、プラズマ誘起マイクロターゲットから生成される種々のラジエーシ
ョン（radiation，放射線）放出を生成する方法及びシステムを提供する。通常
、本システムは、固体若しくは溶融材料から形成されるマイクロターゲットを含
むマイクロターゲット又はマイクロターゲットストリーム、好ましくはマイクロ
ターゲット経路（パス、path）にマイクロターゲットを分配するマイクロターゲ
ット分配装置、照射ゾーン若しくはゾーン、好ましくはエネルギー経路にエネル
ギービームを供給するエネルギー源、及び、残さ除去装置から構成され、その他
の装置若しくは追加的な要素もまた本発明を実行し得る。The present invention provides methods and systems for producing various radiation emissions produced from plasma-induced micro-targets. Generally, the system will include a microtarget or microtarget stream comprising a microtarget formed from a solid or molten material, preferably a microtarget dispenser, irradiation zone or zone for distributing the microtargets to a microtarget path. Other devices or additional elements, preferably consisting of an energy source for supplying an energy beam to the energy path and a residue removal device, may also carry out the invention.

【００２４】 マイクロターゲットは、適当なエネルギー源により照射されたとき、所望の波
長のラジエーションを放出する任意の所望の材料から形成され得る。好ましくは
固体材料（固体状態若しくは溶融状態）が使用される。例えば、Ｌ−シェル放出
を誘起するレーザを使用して、銅（Ｃｕ）マイクロターゲットは、１．１ｋｅＶ
程度のＸ線を放出し、ニッケル（Ｎｉ）は１．０ｋｅＶ程度のＸ線を放出し、亜
鉛（Ｚｎ）は、１．２ｋｅＶ程度のＸ線を放出し、ガリウム（Ｇａ）は、１．３
ｋｅＶ程度のＸ線を放出し、ゲルマニウム（Ｇｅ）は、１．４ｋｅＶ程度のＸ線
を放出し、インジウム（Ｉｎ）は、４ｋｅＶ程度のＸ線を放出し、錫（Ｓｎ）は
、４ｋｅＶ程度のＸ線を放出する。異なるエネルギーレベルにおけるその他の放
出がまた誘起され得ることは認識されるであろう。例えば、より高いレーザ強度
で照射することにより、銅から、８．９ｋｅＶ程度のＫ−シェル放出若しくは５
０ｋｅＶ程度又はそれ以上のブレムスストラールング放射が誘起され得る。他の
例として、Ｋ−シェル放出が、ベリリウム（Ｂｅ）（〜０．１ｋｅＶ），ボロン
（Ｂ）（〜０．２ｋｅＶ），炭素（Ｃ）（〜０．３ｋｅＶ），塩素（Ｃｌ）化合
物（〜２．８ｋｅＶ），チタニウム（Ｔｉ）（〜４．８ｋｅＶ），ガリウム（Ｇ
ａ）（〜１０ｋｅＶ），インジウム（Ｉｎ）（〜２９ｋｅＶ）の各ターゲットか
ら誘起され得る。適当なエネルギー源で照射されたときに、錫（Ｓｎ），インジ
ウム（Ｉｎ）若しくはアンチモン（Ｓｂ）マイクロターゲットは、約１３ｎｍ乃
至１４ｎｍの間（０．１ｋｅＶ程度のＥＵＶ放射）の範囲のバンド放出を生成す
る。The micro-target can be formed of any desired material that emits radiation of the desired wavelength when illuminated by a suitable energy source. Preferably solid materials (solid or molten) are used. For example, using a laser that induces L-shell emission, a copper (Cu) micro-target is 1.1 keV
X-rays of about 1.0 keV are emitted from nickel (Ni), zinc (Zn) emits X-rays of about 1.2 keV, and gallium (Ga) is 1.3
It emits X-rays of about keV, germanium (Ge) emits X-rays of about 1.4 keV, indium (In) emits X-rays of about 4 keV, and tin (Sn) emits about 4 keV. Emit X-rays. It will be appreciated that other emissions at different energy levels can also be triggered. For example, by irradiating with a higher laser intensity, K-shell emission of about 8.9 keV or 5
Bremsstrahlung radiation on the order of 0 keV or more can be induced. As another example, the K-shell emission is beryllium (Be) (~ 0.1 keV), boron (B) (~ 0.2 keV), carbon (C) (~ 0.3 keV), chlorine (Cl) compound ( ~ 2.8 keV), titanium (Ti) (~ 4.8 keV), gallium (G
a) (˜10 keV) and indium (In) (˜29 keV) targets. When irradiated with a suitable energy source, tin (Sn), indium (In) or antimony (Sb) micro-targets emit band emission in the range between about 13 nm and 14 nm (EUV emission on the order of 0.1 keV). To generate.

【００２５】 多数の固体材料は、照射源のエネルギー強度に依存する多数の波長を放出する
。例えば、インジウム（Ｉｎ）は、照射源の強度に応じて０．１ｋｅＶ程度、４
ｋｅＶ程度、２９ｋｅＶ程度のラジエーションを放出する。同様に、ガリウムは
、中でも１．３ｋｅＶ程度、１０ｋｅＶ程度、５４ｋｅＶ程度のエネルギーを放
出することができる。１つの実施形態において照射源を回折格子及び分光器と組
み合わせて、システム構成を調整する必要なく同一のマイクロターゲットからこ
れらの多数の波長が生成され得る。合金もまたマイクロターゲットとして使用可
能であることが認識されるであろう。適当なエネルギー源により照射されたとき
所望の波長のラジエーションを放出するであろう任意の材料が、好適なマイクロ
ターゲット材料として選択され得る。Many solid materials emit a number of wavelengths that depend on the energy intensity of the radiation source. For example, indium (In) is about 0.1 keV depending on the intensity of the irradiation source, 4
Radiation of about keV and about 29 keV is emitted. Similarly, gallium can emit energy of about 1.3 keV, about 10 keV, and about 54 keV. In one embodiment, the illumination source can be combined with a diffraction grating and a spectrograph to generate these multiple wavelengths from the same microtarget without the need to adjust system configuration. It will be appreciated that alloys can also be used as microtargets. Any material that will emit radiation of the desired wavelength when illuminated by a suitable energy source can be selected as a suitable microtarget material.

【００２６】 図１は、本発明の好ましい実施形態と対応して、マイクロターゲットが固体の
マイクロペレットから形成される装置１００を図解する。この装置１００は、銅
（Ｃｕ）のような所望の材料から形成される固体マイクロペレットを保持する第
１のマイクロペレットターゲット源貯蔵部１０２を有する。装置１００は、それ
ぞれがスペクトル波長の多様性（バラエティ）を達成するために特有のタイプの
マイクロペレット材料を保持する１以上の追加的なマイクロペレット源を有して
も良い。図１は、錫（Ｓｎ）マイクロペレットを保持する第２のマイクロペレッ
ト源１０４を図解する。本発明の好ましい実施形態では、第１のマイクロペレッ
ト源１０２は、約１．２ｋｅＶのエネルギーを有するＸ線を生成する銅（Ｃｕ）
の微少球体を保持し、第２のマイクロペレット源１０４は、８０乃至１２０ｅＶ
（ＥＵＶ）放射を生成する錫（Ｓｎ）の微少球体を保持する。FIG. 1 illustrates an apparatus 100 in which the microtargets are formed from solid micropellets, in accordance with a preferred embodiment of the present invention. The apparatus 100 has a first micropellet target source reservoir 102 that holds solid micropellets formed of a desired material such as copper (Cu). The device 100 may have one or more additional micropellet sources, each holding a particular type of micropellet material to achieve a variety of spectral wavelengths. FIG. 1 illustrates a second micropellet source 104 holding tin (Sn) micropellets. In a preferred embodiment of the invention, the first micropellet source 102 is copper (Cu) that produces X-rays having an energy of about 1.2 keV.
The second micro-pellet source 104 holds 80 to 120 eV.
Holds tin (Sn) microspheres that generate (EUV) radiation.

【００２７】 マイクロペレット源貯蔵部１０２、１０４のマイクロペレット１０１は、通常
均一な寸法及び形状であり、１０乃至１００μｍの径を有する大きな球体であり
、いかなる表面の汚染物、残さ若しくは不規則性がないことが望ましい。そのよ
うなマイクロペレット１０１は、放射チャンバ１１８及び照射領域１１７（また
、照射ゾーン１１７として参照される）に投入されたとき、実質的に均一な速度
及び軌跡を達成可能である。均一な寸法及び形状を有する球状マイクロペレット
を得る１つの方法は、「落下塔（drop tower）」として知られる装置を使用する
ことである。例えば、銅のような所望の材料を溶解させることにより、生成する
液体は、所望の粒度を有するメッシュ（網）により篩いにかけられる。例えば、
液体の銅は、メッシュを通過するので、小さい銅の微小滴が形成される。この微
小滴はメッシュから落下するので、その落下に従って振動し、固化を開始する。
落下に伴う微小滴の振動は、液体の表面張力のため、微小滴の形状を均一な球状
にする。このようにして、実質的に均一な寸法及び形状を有する球状の銅マイク
ロペレットが取得可能である。「落下塔」方法及びシステムは、当該分野で公知
であり、そのため、ここではさらに述べる必要はない。本発明は、いかなる特定
のマイクロペレット寸法若しくは形状にも限定されず、任意の寸法若しくは形状
を有するマイクロペレットが本発明に対応して使用され得ることが認識されるで
あろう。The micropellets 101 of the micropellet source reservoirs 102, 104 are typically large spheres with a uniform size and shape and a diameter of 10 to 100 μm, and are free of any surface contaminants, residues or irregularities. Not desirable. Such micropellets 101 can achieve substantially uniform velocities and trajectories when loaded into the radiation chamber 118 and the irradiation region 117 (also referred to as the irradiation zone 117). One way to obtain spherical micropellets with uniform size and shape is to use a device known as a "drop tower". For example, by dissolving the desired material, such as copper, the resulting liquid is screened through a mesh having the desired particle size. For example,
As liquid copper passes through the mesh, small copper microdroplets are formed. Since the microdroplets fall from the mesh, they vibrate according to the drop and start to solidify.
The vibration of the microdroplets accompanying the drop makes the microdroplets have a uniform spherical shape due to the surface tension of the liquid. In this way spherical copper micropellets with substantially uniform size and shape can be obtained. “Drop tower” methods and systems are known in the art and therefore need not be discussed further here. It will be appreciated that the present invention is not limited to any particular micropellet size or shape, and micropellets having any size or shape can be used in accordance with the present invention.

【００２８】 本発明は、さらに、所望の速度で照射領域にマイクロぺレット１０１を分配す
る装置のような分配装置を有する。例えば、装置１００において、分配装置は、
圧縮ガス銃１０６及びガス銃装置１１２を有し、後者は、マイクロペレットを照
射領域１１７に投入及び射出する。好ましい実施形態において、マイクロペレッ
トは、第１のマイクロペレット源１０２の底部に第１の開口部を有する第１の導
管１０８を通して第１のマイクロペレット源１０２から離れる。好ましくは、マ
イクロペレット１０１は、第１の導管１０８に接続された第１の制御弁１１０に
向かって第１の導管１０８を移動し、制御弁１１０は、マイクロペレットがガス
銃１０６から下方に延びるガス銃装置１１２に入ることを許容若しくは停止する
いずれかのために開放し、また閉鎖する。１つの実施形態において、第１の制御
弁１１０は、第１のマイクロペレット源１０２からのマイクロペレットの流れを
自動的に制御するように、コンピュータ１２４制御の下で（あるいはその他の形
式の制御器、電子的もしくはそれ以外の）自動的に開閉する。信頼性高くマイク
ロターゲットを照射領域に搬送するような任意のタイプの導管若しくは制御弁（
若しくはその他の分配装置）が使用され得ることが認識されるであろう。例えば
、導管１０８は、任意の好適な材料で構成された、パイプ、キャピラリ、ホース
、装置若しくは任意の他の導管であってもよい。同様に、例えば、ロボット的（
機械的）に、磁気的に、空気圧で、電子的に若しくはマイクロペレット１０１の
流れを十分制御するように動作可能な任意の他の方法により、制御弁は動作し得
る。The present invention further comprises a dispensing device, such as a device that dispenses the micropellets 101 to the illuminated area at a desired rate. For example, in device 100, the dispensing device is
It has a compressed gas gun 106 and a gas gun device 112, the latter charging and injecting micropellets into the irradiation area 117. In a preferred embodiment, the micropellets leave the first micropellet source 102 through a first conduit 108 having a first opening at the bottom of the first micropellet source 102. Preferably, the micropellets 101 move through the first conduit 108 towards a first control valve 110 connected to the first conduit 108, the control valve 110 causing the micropellets to extend downwardly from the gas gun 106. Open and close to either allow or stop entry to the gas gun device 112. In one embodiment, the first control valve 110 is under computer 124 control (or other form of controller) to automatically control the flow of micropellets from the first micropellet source 102. Open, electronically or otherwise) automatically. Any type of conduit or control valve (such as reliable delivery of micro-targets to the irradiation area)
It will be appreciated that other dispensing devices) may be used. For example, the conduit 108 may be a pipe, capillary, hose, device or any other conduit constructed of any suitable material. Similarly, for example, robotic (
The control valve may be operated mechanically, magnetically, pneumatically, electronically or by any other method operable to adequately control the flow of micropellets 101.

【００２９】 各マイクロペレット１０１がガス銃装置１１２に入るに伴って、それは、所望
の速度で照射領域１１７に向かって加圧されたガス（例えば、ヘリウム）により
下方に投入される。分配装置（この特別な実施形態においてはガス銃装置１１２
を含む）からのマイクロペレット１０１の移動経路は、マイクロペレット経路と
してこの説明において特徴付けられる。分配装置から照射ゾーンに至る任意の所
望の経路若しくは軌跡が使用可能であるが、１つの可能なマイクロペレット経路
が図において破線１７０で示される。加圧されたガスは、ガス銃１０６により供
給される。このガス銃は、加圧されたガスをして所望速度でマイクロターゲット
１０１を搬送可能にする当該分野で既知の任意の手段により構成され得ることが
認識されるであろう。その代わりに、重力がマイクロターゲットを照射領域に投
入しても良い。この開示された例において、Ｘ線チャンバ１１８内の照射領域１
１７に向かってマイクロペレットを投入するためにこの加圧されたガスを使用す
ることは、マイクロペレットが継続的に１乃至１０^８マイクロペレット毎秒の高
い反復速度で照射領域１１７に到達することを許容する。さらに高いあるいはさ
らに低い反復速度もまた使用され得ることが認識されるであろう。反復速度に応
じて、１キログラムのマイクロペレットであるマイクロターゲットは、数週間の
連続ラジエーション生成に十分な材料を供給することができる。このことは、僅
か数日の連続動作後に新しいターゲット材料を再ローディングすることが必要な
従来の薄いテープシステムに対して大きな改良を呈する。As each micropellet 101 enters the gas gun device 112, it is dosed downwards by the gas (eg, helium) pressurized toward the irradiation area 117 at the desired rate. Dispensing device (gas gun device 112 in this particular embodiment)
The migration path of micropellets 101 from (including) is characterized in this description as the micropellet path. Although any desired path or trajectory from the dispenser to the irradiation zone can be used, one possible micropellet path is shown in the figure by dashed line 170. The pressurized gas is supplied by the gas gun 106. It will be appreciated that the gas gun may be constructed by any means known in the art that allows pressurized gas to be delivered to the microtarget 101 at a desired rate. Alternatively, gravity may throw the micro target into the illuminated area. In this disclosed example, the illuminated area 1 within the x-ray chamber 118
The use of this pressurized gas to charge the micropellets towards 17 allows the micropellets to reach the irradiation area 117 continuously at a high repetition rate of 1 to 10 ⁸ micropellets per second. To do. It will be appreciated that higher or lower repetition rates may also be used. Depending on the repetition rate, 1 kilogram of micropellets, the microtarget, can supply enough material for several weeks of continuous radiation production. This represents a significant improvement over conventional thin tape systems that require reloading with new target material after only a few days of continuous operation.

【００３０】 第２のマイクロペレット源貯蔵部１０４からマイクロペレット１０１は、第２
のマイクロペレット源１０４の底部に開口部を有する第２の導管１１４を下方に
ガス銃装置１１２に向かって移動する。第２の導管１１４に接続された第２の制
御弁１１６は、第２のマイクロペレット源１０４からガス銃装置１１２へのマイ
クロペレットの流れを許容しあるいは停止するいずれかのために開閉する。１つ
の実施形態では、コンピュータ１２４が第２のマイクロペレット源１０４からの
マイクロペレットの流れを自動的に制御するために第２の制御弁１１６を自動的
に作動させる。第２のマイクロペレット源１０４からマイクロペレットがガス銃
装置１１２に入るに伴って、それらは、加圧されたガスによりガス銃１０６から
Ｘ線チャンバ１１８内のターゲットゾーンに向かって、１乃至１０^８マイクロペ
レット毎秒の、レーザパルス周波数に適合した反復速度で、継続的に投入される
。図１は、第２の制御弁１１６が閉じられた状態にある好ましい構成を示し、そ
のため、第２の導管１１４内のマイクロペレットがガス銃装置１１２に入ること
を防ぎ、第１の制御弁１１０は開放状態にあり、このため、第１のマイクロペレ
ット源１０２からマイクロペレットがガス銃装置１１２に入ることを許容する。
ここでは、マイクロペレットに対して、参照番号１０１が使用されるが、この参
照番号で示されるマイクロペレットは、同一の材料と同様に別異の材料から構成
されてもよく、同一の構成及び状態と同様に別異の構成及び状態を備え得ること
が認識されるべきである。From the second micropellet source storage unit 104 to the micropellet 101,
A second conduit 114 having an opening at the bottom of the micropellet source 104 is moved downward toward the gas gun device 112. A second control valve 116 connected to the second conduit 114 opens or closes to either allow or stop the flow of micropellets from the second micropellet source 104 to the gas gun device 112. In one embodiment, the computer 124 automatically activates the second control valve 116 to automatically control the flow of micropellets from the second micropellet source 104. As the micropellets from the second micropellet source 104 enter the gas gun device 112, they are directed from the gas gun 106 by the pressurized gas toward the target zone in the x-ray chamber 118, 1 to 10 ^8. Micropellets are continuously dosed at a repetition rate adapted to the laser pulse frequency, every second. FIG. 1 shows a preferred configuration in which the second control valve 116 is in the closed state, which prevents micropellets in the second conduit 114 from entering the gas gun device 112 and the first control valve 110. Are open, thus allowing micropellets from the first micropellet source 102 to enter the gas gun device 112.
Reference number 101 is used here for micropellets, but the micropellets indicated by this reference number may be made of different materials as well as the same material, and have the same construction and condition. It should be appreciated that different configurations and conditions may be provided as well.

【００３１】 代替的実施形態において、狭い内部チャネルを有するキャピラリ管が導管１０
８、１１４及びガス銃装置１１２に対して使用される。例えば、内部チャネルに
おいて約１００μｍの径を有するキャピラリ管を使用することにより、唯一のマ
イクロペレットが所定の時間で管の所定部位を通過することを許容される。この
ことは、１つのマイクロペレットが一回でガス銃装置１１２から放射チャンバ１
１８に導入されることを許容する。In an alternative embodiment, a capillary tube having a narrow internal channel is used for conduit 10.
Used for 8, 114 and gas gun device 112. For example, the use of a capillary tube with a diameter of about 100 μm in the internal channel allows only one micropellet to pass through a given site of the tube at a given time. This means that one micropellet from the gas gun device 112 at one time
18 is allowed.

【００３２】 第１のマイクロペレット源貯蔵部１０２、第２のマイクロペレット源貯蔵部１
０４、圧縮されたヘリウムガス銃１０６、第１及び第２の導管１０８，１１４、
第１及び第２の制御弁１１０，１１６、及びガス銃装置１１２の組合せは、分配
装置の好ましい実施形態を備え、ここでは、「マイクロターゲット挿入システム
」１１９として参照される。しかし、開示されたマイクロターゲット挿入システ
ム１１９は、分配装置の１つの例であり、多数の多様な分配装置若しくは（１つ
の）分配装置が本発明に対応して実施され得ることが理解される。そうであるた
め、電磁気的若しくは静電的挿入システム、振動システム（例えば、超音響及び
／又はピエゾ電気結晶振動システム）若しくは超音速ジェットシステムのような
任意のその他のシステム、及び任意の数若しくは組合せであるマイクロレペレッ
ト源貯蔵部、導管及び制御弁が、本発明に対応して使用され得る。First micropellet source storage unit 102, second micropellet source storage unit 1
04, a compressed helium gas gun 106, first and second conduits 108, 114,
The combination of the first and second control valves 110, 116 and the gas gun device 112 comprises a preferred embodiment of the dispensing device, referred to herein as the "micro target insertion system" 119. However, it is understood that the disclosed micro target insertion system 119 is one example of a dispensing device, and that a large number of various dispensing devices or (one) dispensing device may be implemented in accordance with the present invention. As such, any other system, such as an electromagnetic or electrostatic insertion system, an oscillating system (eg, a supersonic and / or piezoelectric crystal oscillating system) or a supersonic jet system, and any number or combination. Microrepellet source reservoirs, conduits, and control valves that are can be used in accordance with the present invention.

【００３３】 マイクロターゲット挿入システム１１９の１つの観点では、マイクロペレット
１０１は、ターゲット位置における最低限の変動を有する通常安定な軌跡を伴っ
て挿入される。例えば、１つの例では、レーザがエネルギー源として使用される
とき、装置１００においてそうであるように、レーザの焦点スポットは、レーザ
軸に沿って±５μｍ以下であり、レーザ軸に垂直に±１０μｍ以上ではない。マ
イクロペレット軌跡が安定である限り、レーザ１３２若しくは任意のその他の適
当なエネルギー源は、ラジエーション生成プロセスの開始時に所望の位置でマイ
クロペレット１０１に焦点を合わせることが可能であり、その後焦点を典型的に
は維持する。好ましくは、軌跡のばらつきを低減するために、レーザ１３２のよ
うなエネルギー源から発するエネルギービームは、マイクロペレット挿入点近傍
に焦点を合わせられる。In one aspect of the micro target insertion system 119, the micro pellet 101 is inserted with a normally stable trajectory with minimal variation in target position. For example, in one example, when the laser is used as an energy source, as in device 100, the focal spot of the laser is ± 5 μm or less along the laser axis and ± 10 μm perpendicular to the laser axis. No more. As long as the micropellet trajectory is stable, laser 132 or any other suitable energy source can focus micropellet 101 at the desired location at the beginning of the radiation generation process, after which the focus is typically on. Keep on. Preferably, the energy beam emanating from an energy source, such as laser 132, is focused near the micropellet insertion point to reduce trajectory variation.

【００３４】 マイクロターゲット挿入システムの別の望ましい特徴は、それが、パルス化レ
ーザ（例えば１Ｈｚ乃至１００ＭＨｚ）により必要とされるおよその周波数で個
々のマイクロペレットを継続的かつ繰り返し挿入することができるということで
ある。射出反復速度における小さなばらつき（±１０％）を補うために、レーザ
は、マイクロペレットが射出されたときに、起動装置によりトリガされ得る。装
置１００において、レーザは外部トリガ１３０から信号を受信するような起動装
置から非常に短時間（ナノ秒）内で発火可能である。Another desirable feature of the micro-target insertion system is that it is capable of continuous and repetitive insertion of individual micropellets at the approximate frequency required by a pulsed laser (eg 1 Hz to 100 MHz). That is. To compensate for the small variation (± 10%) in the injection repetition rate, the laser can be triggered by the trigger when the micropellets are injected. In device 100, the laser can be fired within a very short time (nanoseconds) from an activator such as receiving a signal from an external trigger 130.

【００３５】 各マイクロペレットがガス銃１１２に入るに伴って、それは、ガス銃１０６か
ら排出される加圧されたガスにより、下方の放射チャンバ１１８に向かってかつ
照射領域１１７内に投入される。好ましい実施形態においては、ガス銃１０６に
より排出されるガスはヘリウムであり、それは、入射レーザ光及び放出Ｘ線放射
の両者を透過する。非常にソフトな（例えば、０．１ｋｅＶ程度の）Ｘ線放射が
所望されるときには、ヘリウム圧力は、例えば、１気圧若しくは１ｔｏｒｒまで
低下され得る。好ましくは、ガスのタイプは、融除されたイオンを停止させる能
力と同様に所望のラジエーション（例えば、Ｘ線、ＥＵＶ、ＶＵＶ若しくはＵＶ
）を透過する能力に基づいて選択される。例えば、ヘリウムガスは、低い密度と
高いＸ線ラジエーション透過性とを有するが、所望のラジエーション波長及び使
用するマイクロターゲット材料に応じて、その他のガスが好適であり得る。例え
ば、クリプトン及び水素のような他のガスもまた使用され得る。効率的に所望の
ラジエーションを透過する任意のガスが、エネルギー源及びマイクロターゲット
から放出する所望のラジエーションに応じて使用され得ることが認識されるであ
ろう。As each micropellet enters the gas gun 112, it is injected by the pressurized gas discharged from the gas gun 106 toward the lower radiation chamber 118 and into the irradiation region 117. In the preferred embodiment, the gas emitted by the gas gun 106 is helium, which is transparent to both incident laser light and emitted X-ray radiation. When very soft x-ray radiation (eg, on the order of 0.1 keV) is desired, the helium pressure can be reduced to, for example, 1 atmosphere or 1 torr. Preferably, the type of gas is the desired radiation (eg X-ray, EUV, VUV or UV) as well as the ability to stop the ablated ions.
) Is selected based on its ability to penetrate. For example, helium gas has low density and high x-ray radiation transparency, but other gases may be suitable depending on the desired radiation wavelength and the microtarget material used. Other gases such as krypton and hydrogen may also be used. It will be appreciated that any gas that efficiently permeates the desired radiation may be used depending on the desired radiation emitted from the energy source and the microtarget.

【００３６】 好ましくは、検出システムは、照射効率を最大にするためにマイクロターゲッ
トの経路を監視する。装置１００において、そのような検出システムは、マイク
ロペレット速度、軌跡及び反復速度安定化システム１２０（以下、「安定化シス
テム１２０」）を使用してマイクロペレットの速度、軌跡及び反復速度を監視し
、及び／又は、安定化する。安定化システム１２０は、第１の導管１０８、第２
の導管１１４及びガス銃装置１１２に隣接して配置される複数のアクチュエータ
１２２に電気的に接続される。アクチュエータ１２２と安定化システム１２０と
の間でデータが送信され得るような、物理的有線技術、無線技術、及び当該分野
で知られたアナログ若しくはデジタル通信技術を介するような当該分野で既知の
手段により、アクチュエータ１２２は安定化システム１２０に接続され得る。Preferably, the detection system monitors the path of the micro target to maximize irradiation efficiency. In device 100, such a detection system monitors the speed, trajectory and repetition rate of micropellets using a micropellet speed, trajectory and repeat rate stabilization system 120 (hereinafter "stabilization system 120"), And / or stabilize. The stabilization system 120 includes a first conduit 108, a second conduit 108
Electrically connected to a plurality of actuators 122 located adjacent the conduit 114 and the gas gun device 112. By means known in the art, such as via physical wired technology, wireless technology, and analog or digital communication technologies known in the art, such that data may be transmitted between actuator 122 and stabilization system 120. , The actuator 122 may be connected to the stabilization system 120.

【００３７】 １つの実施形態において、アクチュエータ１２２は、マイクロペレットが特定
のセンサ領域を通過しているかどうかを検出し、マイクロペレットがセンサ領域
を通過するときの速度を測定し、及び／又は、マイクロペレットの軌跡を判定可
能なセンサであってもよい。アクチュエータ１２２は、例えば、高速写真手法、
電磁気手法、磁気手法、動作検出手法、若しくは、当該分野で既知の動作を検出
し、速度を測定し、及び／又は、対象物の軌跡を判定する任意の方法により、こ
れらのパラメータを決定し得る。好ましい実施形態では、アクチュエータ１２２
がマイクロペレットの速度及び／又は軌跡を測定した後で、アクチュエータ１２
２は、測定値を予め定められたデータ形式に変換し、測定値を表すデータを安定
化システム１２０に送信する。In one embodiment, the actuator 122 detects whether the micropellets are passing a particular sensor area, measures the speed at which the micropellets pass the sensor area, and / or A sensor that can determine the trajectory of the pellet may be used. The actuator 122 is, for example, a high-speed photographic method,
These parameters may be determined by electromagnetic techniques, magnetic techniques, motion detection techniques, or any method known in the art to detect motion, measure velocity, and / or determine the trajectory of an object. . In the preferred embodiment, the actuator 122
The actuator 12 after measuring the velocity and / or trajectory of the micropellets.
2 converts the measurements into a predetermined data format and sends the data representing the measurements to the stabilization system 120.

【００３８】 好ましくは、安定化システム１２０は、アクチュエータ１２２からデータを受
信し、安定化システム１２０内の図示しない組み込み（on-board）プロセッサに
よりデータを処理するか、もしくはその代わりに、データを処理し、コンピュー
タ１２４により実行されるプログラムに対応して適当な応答アクションをとるコ
ンピュータ１２４にデータを送信するかのいずれかを行う。Preferably, the stabilization system 120 receives data from the actuators 122 and processes the data by an on-board processor (not shown) within the stabilization system 120, or alternatively, processes the data. Then, the data is transmitted to the computer 124 which takes an appropriate response action according to the program executed by the computer 124.

【００３９】 １つの実施形態において、安定化システム１２０は、アクチュエータ１２２に
より送信されたデータを記憶するメモリ（図示しない）及びとるべき適当な応答
アクションを決定するためにデータを処理するマイクロプロセッサ（図示しない
）を保持するプログラム可能な論理制御装置である。そのようなプログラム可能
な論理制御装置は、当該分野で公知である。次いで、安定化システム１２０は、
アクチュエータ１２２から受信したデータに応答して予め定められたアクション
をとるためにアクチュエータ１２２及び／又は制御弁１１０，１１６に命令を送
信する。例えば、安定化システム１２０は、第１及び第２のマイクロペレット源
１０２，１０４のいずれかからマイクロペレットの流れを開始若しくは停止させ
るために、第１の制御弁１１０若しくは第２の制御弁１１６を自動的に開閉し得
る。別の実施形態においては、アクチュエータ１２２は、磁化された若しくは金
属製のマイクロペレットの軌跡及び／又は速度に影響を与える磁場を生成するた
めに、安定化システム１２０により活性化可能な適当な元素／材料及び回路を保
持するデバイスであり得る。例として、第１及び第２の導管１０８，１１４それ
ぞれを通じた個々のマイクロペレットの移動と分離とを容易にするために、アク
チュエータ１２２は、所望の周波数で物理的振動を生成することが可能な適当な
元素／材料及び回路を保持し得る。制御弁１１０，１１６及び上述したタイプの
アクチュエータ１２２は公知であり、そのため、ここでは、これ以上説明する必
要はない。In one embodiment, the stabilization system 120 includes a memory (not shown) that stores the data transmitted by the actuator 122 and a microprocessor (shown) that processes the data to determine the appropriate response action to take. Is a programmable logic controller that holds Such programmable logic controllers are known in the art. The stabilization system 120 then
Commands are sent to the actuator 122 and / or the control valves 110, 116 to take predetermined actions in response to data received from the actuator 122. For example, the stabilization system 120 may include a first control valve 110 or a second control valve 116 to start or stop the flow of micropellets from either the first and second micropellet sources 102, 104. It can open and close automatically. In another embodiment, the actuator 122 is a suitable element / activatable by the stabilization system 120 to generate a magnetic field that affects the trajectory and / or velocity of magnetized or metallic micropellets. It can be a device that holds materials and circuits. By way of example, the actuator 122 can generate physical vibrations at a desired frequency to facilitate movement and separation of individual micropellets through the first and second conduits 108, 114, respectively. Suitable elements / materials and circuits may be retained. The control valves 110, 116 and the actuators 122 of the type described above are known and therefore need not be described further here.

【００４０】 別の実施形態においては、制御弁１１０，１１６及び／又はアクチュエータ１
２２の動作は、安定化システム１２０ではなくコンピュータ１２４により制御さ
れ得る。１つの実施形態では、コンピュータ１２４は、アクチュエータ１２２及
び制御弁１１０，１１６に電気的に接続され、コンピュータにより実行されるプ
ロトコル若しくはプログラムに準じて、安定化システム１２０から受信するデー
タ及び情報に基づいてそれらの動作を制御する。さらに別の実施形態においては
、コンピュータ１２４は、安定化システム１２０に命令を送信し、それが今度は
それらの命令を適当なデバイス（例えば、アクチュエータ１２２若しくは制御弁
１１０，１１６）に中継する。センサ、アクチュエータ、プロセッサ若しくは制
御装置、若しくは任意のその他の好適な構成部品のような要素の組合せが検出シ
ステムの一部として使用され得ることが認識されるであろう。さらに、これらの
検出システムは、マイクロペレットであるマイクロターゲットを監視するために
使用されるだけでなく、本発明の範囲内にあると予想される任意のタイプのマイ
クロターゲットについて使用可能である。In another embodiment, the control valves 110, 116 and / or the actuator 1
The operation of 22 may be controlled by computer 124 rather than stabilization system 120. In one embodiment, the computer 124 is electrically connected to the actuator 122 and the control valves 110, 116 and based on the data and information received from the stabilization system 120 according to a protocol or program executed by the computer. Control their behavior. In yet another embodiment, computer 124 sends instructions to stabilization system 120, which in turn relays those instructions to the appropriate device (eg, actuator 122 or control valve 110, 116). It will be appreciated that a combination of elements such as a sensor, actuator, processor or controller, or any other suitable component may be used as part of the detection system. Furthermore, these detection systems are not only used to monitor microtargets that are micropellets, but can be used with any type of microtarget that is expected to be within the scope of the invention.

【００４１】 図１に示す実施形態においては、マイクロペレット１０１が放射チャンバ１１
８に入るとき、それは、低出力レーザ１２６のビーム経路を通過する。レーザ光
線受信回路１２８（以下、「受信回路１２８」）は、また、放射チャンバ１１８
内に保持され、低出力レーザ１２６のビーム経路内にあるように配置される。マ
イクロペレットが低出力レーザ１２６のビーム経路を通過するとき、それは、低
出力レーザ１２６により発火され、受信回路１２８により受信されるレーザ光線
を妨害する。低出力レーザ光線におけるこの妨害は、放射チャンバ１１８内の所
定位置を丁度通過するマイクロペレットを示すトリガ信号を次いでコンピュータ
１２４に送信する受信回路１２８により検出される。当該分野で既知の他の動作
検出装置もまた使用されることが認識されるであろう。例えば、受信回路１２８
は、光の存在もしくは不在のいずれかを検出するフォトダイオード配列若しくは
電荷結合素子（ＣＣＤ，charge coupled device）カメラであってもよい。その
ような装置は、公知であり商業的に利用可能である。In the embodiment shown in FIG. 1, the micropellets 101 are in the radiation chamber 11.
Upon entering 8, it passes through the beam path of the low power laser 126. The laser beam receiver circuit 128 (hereinafter “receiver circuit 128”) also includes a radiation chamber 118.
Retained within and positioned to be in the beam path of the low power laser 126. As the micropellets pass through the beam path of the low power laser 126, they interfere with the laser beam that is fired by the low power laser 126 and received by the receiver circuit 128. This interference in the low power laser beam is detected by the receiver circuit 128 which then sends to the computer 124 a trigger signal indicative of the micropellets just passing through the radiation chamber 118 in position. It will be appreciated that other motion detection devices known in the art may also be used. For example, the receiving circuit 128
May be a photodiode array or a charge coupled device (CCD) camera that detects either the presence or absence of light. Such devices are well known and commercially available.

【００４２】 この例では、受信回路１２８からマイクロペレットが放射チャンバ１１８に入
ったことを示すトリガ信号を受信したとき、コンピュータ１２４は起動装置を活
性化する。例えば、外部トリガ１３０は、好ましくは、外部トリガ１３０により
トリガされたときに高エネルギーレーザパルス１３４を生成する高出力レーザ１
３２に接続される。外部トリガ１３０は、エネルギー源１３２をトリガすること
が可能な当該分野で既知の任意の回路であり得る。In this example, computer 124 activates the activator upon receipt of a trigger signal from receiver circuit 128 indicating that the micropellets have entered radiation chamber 118. For example, the external trigger 130 is preferably a high power laser 1 that produces high energy laser pulses 134 when triggered by the external trigger 130.
Connected to 32. The external trigger 130 can be any circuit known in the art that can trigger the energy source 132.

【００４３】 この実施形態における高出力レーザ１３２は、外部トリガ１３０により活性化
された後、非常に短時間（例えば、数ナノ秒）で発火することができる。好まし
くは、数個の受信回路１２８及び低出力レーザ１２６から構成される検出システ
ムは、マイクロペレットの軌跡及び速度のより正確な計算を与えるために利用可
能である。例えば、それが放射チャンバ１１８を通過し高出力レーザ１３２のマ
イクロターゲット焦点に到達するにつれて、各マイクロペレットの速度及び軌跡
をより正確に判定するために、多数の対となる低出力レーザ１２６及び受信回路
１２８が、放射チャンバ１１８内に異なる位置に異なる角度で戦略的に配置され
得る。受信回路１２８と組み合わせられる低出力レーザ１２６は、ここでは、「
トリガ回路」として参照される。放射チャンバ１１８内に予め定められた距離及
び角度で互いに多数のトリガ回路を配置することによって、マイクロペレットの
速度及び軌跡は、マイクロペレットが各トリガ回路のビーム経路を通過するとき
の位置を報知することにより計算可能である。当該トリガ回路が任意の好適な様
式で構成され得ることが認識されるであろう。The high power laser 132 in this embodiment is capable of firing in a very short time (eg, a few nanoseconds) after being activated by the external trigger 130. Preferably, a detection system consisting of several receiver circuits 128 and a low power laser 126 is available to give a more accurate calculation of micropellet trajectories and velocities. For example, as it passes through the radiation chamber 118 and reaches the micro-target focus of the high-power laser 132, multiple pairs of low-power lasers 126 and receivers are provided to more accurately determine the velocity and trajectory of each micropellet. The circuit 128 may be strategically placed in the radiation chamber 118 at different locations and at different angles. The low power laser 126 combined with the receiver circuit 128 is here
"Trigger circuit". By placing multiple trigger circuits at a predetermined distance and angle with respect to each other in the radiation chamber 118, the velocity and trajectory of the micropellets signal the position of the micropellets as they pass through the beam path of each trigger circuit. It can be calculated by It will be appreciated that the trigger circuit can be configured in any suitable manner.

【００４４】 好ましくは、コンピュータ１２４は、受信回路１２８及び／又はアクチュエー
タ１２２からデータを受信し、マイクロペレットの軌跡、速度及び反復速度を計
算し、外部トリガ１３０に命令信号を提供して高出力レーザ１３２を起動する。
それらの動作を制御し、放射チャンバ１１８内へのマイクロペレットの流れを制
御するために、コンピュータ１２４は、また、フィードバック信号及び／又は命
令信号をアクチュエータ１２２及び制御弁１１０，１１６に送信する。例えば、
それが放射チャンバ１１８に入り通過するときにマイクロペレットの速度及び軌
跡を判定することにより、マイクロペレットが照射領域１１７に到達するのに必
要な時間が、コンピュータ１２４により計算され得る。次いで、高出力レーザ１
３２が活性化され、計算された時間の数ナノ秒以内にそのレーザパルス１３４を
起動する。Preferably, the computer 124 receives data from the receiver circuit 128 and / or the actuator 122, calculates the micropellet trajectory, velocity and repetition rate and provides a command signal to the external trigger 130 to provide a high power laser. 132 is activated.
To control their operation and control the flow of micropellets into the radiant chamber 118, the computer 124 also sends feedback and / or command signals to the actuator 122 and control valves 110,116. For example,
By determining the velocity and trajectory of the micropellets as they enter and pass through the radiation chamber 118, the time required for the micropellets to reach the irradiation area 117 can be calculated by the computer 124. Then high power laser 1
32 is activated and fires its laser pulse 134 within a few nanoseconds of the calculated time.

【００４５】 付け加えれば、一旦マイクロペレットの反復速度、速度及び軌跡が安定化され
ると、装置１００のレーザは、初期に必要な位置にあるマイクロペレットに焦点
を合わせることが可能で、その位置から前方に相対的に焦点を合わせた状態にと
どまることが望ましい。例えば、装置１００において、レーザ焦点のばらつきが
レーザ軸に沿って±５μｍ以下で、レーザ軸に垂直には±１０μｍを超えず、さ
らにレーザの焦点（合わせ）は、マイクロペレットの反復速度、速度及び／又は
軌跡のばらつきが小さいので、微調整のみを必要とする。望ましくは、いかなる
軌跡のばらつきもさらに補償するために、レーザは、マイクロペレット挿入点の
近傍で焦点を合わせる。In addition, once the micropellet repeat rate, velocity, and trajectory are stabilized, the laser of device 100 can focus on the micropellet at the initially required position, and from that position. It is desirable to stay relatively focused forward. For example, in the apparatus 100, the variation of the laser focus is ± 5 μm or less along the laser axis and does not exceed ± 10 μm perpendicular to the laser axis, and the laser focus (focusing) is such that the micropellet repetition rate, speed and Since the variation of the trajectory is small, only fine adjustment is required. Desirably, the laser is focused near the micropellet insertion point to further compensate for any trajectory variations.

【００４６】 図１−５で示される好ましい実施形態は、高出力レーザ１３２を利用し、適当
なエネルギービームを照射領域に放電させることができる任意のエネルギー源が
本発明の範囲内にあると予想される。例えば、机上タイプの加速器若しくはシン
クロトロンは、マイクロターゲットの照射時に所望の波長のラジエーションを誘
起するであろう適当なエネルギーの粒子を放電させ得る。レーザのような光源と
同様に、電子ビーム、陽子ビームを生成する類似の装置、若しくはその他の任意
のエネルギー源もまた、使用され得る。好ましい実施形態においては、本発明は
、エネルギー源として電子ビームを使用して図解され、図８を参照して詳細に記
述されるであろう。The preferred embodiments shown in FIGS. 1-5 utilize high power laser 132 and are envisioned to be within the scope of the invention for any energy source capable of discharging a suitable energy beam into the illuminated area. To be done. For example, tabletop accelerators or synchrotrons can discharge particles of appropriate energy that will induce radiation of the desired wavelength upon irradiation of the microtarget. Similar to a light source such as a laser, an electron beam, similar device for producing a proton beam, or any other energy source may also be used. In a preferred embodiment, the invention will be illustrated using an electron beam as the energy source and will be described in detail with reference to FIG.

【００４７】 好ましくは、エネルギー源は、エネルギービームをエネルギー経路に沿う照射
領域に向ける。究極的には、エネルギービームの所定部分が照射領域内で分配装
置から分配されたマイクロターゲットを横切り、それにより、マイクロターゲッ
トから所望のラジエーションを放出させる。Preferably, the energy source directs the energy beam to the illuminated area along the energy path. Ultimately, a predetermined portion of the energy beam traverses within the illuminated area the microtarget distributed from the distribution device, thereby causing the desired radiation to be emitted from the microtarget.

【００４８】 装置１００において、高出力レーザパルス１３４が個々のマイクロターゲット
１０１に衝突するとき、マイクロターゲットの表面は、典型的には、１０万乃至
１０００万°Ｋの温度のようなプラズマを生成するのに十分高い温度まで加熱す
る（任意のプラズマ生成温度が選択され得るが）。そのような高温で、マイクロ
ターゲットはプラズマ１３５になり、所望のスペクトル領域でラジエーションを
放出する。矢印１３６により示される所望のラジエーション放出は、主として所
望の波長若しくはスペクトル領域での放出を伴う固体材料をマイクロターゲット
として選択することにより増大可能である。In device 100, when high power laser pulses 134 impinge on individual micro-targets 101, the surface of the micro-targets typically produces a plasma, such as a temperature of 100,000 to 10,000,000 K. Heat to a temperature high enough to do so (although any plasma generation temperature can be selected). At such high temperatures, the microtarget becomes a plasma 135, emitting radiation in the desired spectral range. The desired radiation emission, indicated by arrow 136, can be increased by selecting as the microtarget a solid material with emission primarily at the desired wavelength or spectral region.

【００４９】 エネルギー源１３２の強度及び出力は、照射されるマイクロターゲットから所
望のエネルギー若しくは波長でラジエーション放出を達成するために必要な任意
のレベルであり得る。好ましい実施形態では、高出力レーザパルス１３４は、１
０^１１−１０^１９Ｗ／ｃｍ^２のオーダの出力強度を有することができる。しかし
、本発明は、ここで特定した範囲よりも低い若しくは高いそのいずれかである一
定のエネルギビームを含む任意の出力強度及び任意の持続期間を有するエネルギ
ーパルスを利用可能であることが理解される。例えば、１．２ｋｅＶ程度のＸ線
が所望されるときには、銅マイクロペレットが１０^１４Ｗ／ｃｍ^２のレーザパル
ス強度で照射され得る。別の用途において、８ｋｅＶ程度のＸ線が所望される場
合には、銅マイクロペレットが１０^１９Ｗ／ｃｍ^２若しくはそれ以上のレーザパ
ルス強度で照射され得る。さらなる用途では、９０ｅＶ（１３ｎｍ）のＥＵＶ放
射が所望される場合には、錫マイクロペレットが１０^１２Ｗ／ｃｍ^２のレーザパ
ルス強度で照射され得る。The intensity and power of the energy source 132 can be any level needed to achieve radiation emission at the desired energy or wavelength from the illuminated microtarget. In the preferred embodiment, the high power laser pulse 134 is 1
It may have an output intensity on the order of 0 ¹¹ -10 ¹⁹ W / cm ² . However, it is understood that the present invention can utilize energy pulses of any output intensity and of any duration, including a constant energy beam that is either below or above the ranges specified herein. . For example, when X-rays of the order of 1.2 keV are desired, copper micropellets can be irradiated with a laser pulse intensity of 10 ¹⁴ W / cm ² . In another application, copper micropellets can be irradiated with a laser pulse intensity of 10 ¹⁹ W / cm ² or higher if X-rays on the order of 8 keV are desired. In a further application, tin micropellets can be irradiated with a laser pulse intensity of 10 ¹² W / cm ² if EUV radiation of 90 eV (13 nm) is desired.

【００５０】 １以上のエネルギーパルスを用いてマイクロターゲットを照射することにより
、転化（変換）効率は増大され得る。１つの実施形態において、エネルギー源１
３２は、最初にマイクロターゲットから「冷」（cold）プラズマを生成し、次い
で、（同一のレーザ若しくは別異のレーザから）第２のレーザパルスを用いて、
究極的には所望のラジエーションを放出する生成した（冷）プラズマを加熱する
低エネルギーのレーザ予備パルスを提供するレーザ（若しくは多数のレーザ）を
有する。冷プラズマを生成する際に、低エネルギーレーザは、好ましくは数ミリ
ジュールのエネルギー及び１０ｆｓ（フェムト秒）−１０ｐｓ（ピコ秒）の短い
パルス時間を有する予備パルスでマイクロターゲットを照射する。しかし、予備
パルスは、マイクロターゲットの照射時にプラズマを生成するが、典型的には、
Ｉ_Ｌを１０^１１Ｗ／ｃｍ^３程度に近似する任意のエネルギー強度を有し得ること
が認識されるであろう。多数のレーザもまた使用され得るが、この予備パルスは
、次に高エネルギーパルスを生成する同一のレーザから生成されてもよい。By irradiating the microtarget with one or more energy pulses, the conversion efficiency can be increased. In one embodiment, the energy source 1
32 first produces a "cold" plasma from the micro-target, and then with a second laser pulse (from the same laser or a different laser),
It has a laser (or multiple lasers) that ultimately provides a low energy laser pre-pulse to heat the produced (cold) plasma that emits the desired radiation. In producing the cold plasma, the low energy laser illuminates the micro-target with pre-pulses, preferably with an energy of a few millijoules and a short pulse time of 10 fs (femtoseconds) -10 ps (picoseconds). However, the preliminary pulse, which produces a plasma upon irradiation of the micro-target, typically
It will be appreciated that it may have any energy intensity approximating I _L on the order of 10 ¹¹ W / cm ³ . This prepulse may be generated from the same laser that then produces the high energy pulse, although multiple lasers may also be used.

【００５１】 この実施形態では、第２の高エネルギーレーザパルスは、低エネルギーパルス
で予備形成されたプラズマを照射する。好ましくは、予備パルスと高エネルギー
パルスとの間の遅延は、主要レーザパルスを効率的に吸収するためにプラズマの
最適密度条件（「臨界密度」）を最大にするように選択され、当該プラズマから
最大量の所望のラジエーションに変換する。典型的には、ＮＤ−ＹＡＧレーザに
より照射されるプラズマの臨界密度は、液体若しくは固体状態の所定の材料の密
度よりも、約ファクタ（factor）１００だけ低い。予備パルスと高エネルギーパ
ルスとの遅延の間に、プラズマ密度は、プラズマ膨張により低下し、好ましくは
、高エネルギーパルスがプラズマを照射するときには、臨界密度に到達する。究
極的にはプラズマからの所望の照射の放出に帰するパルス間の任意の他の遅延も
また使用され得るが、２つのレーザパルス間の遅延は、好ましくは、１００ｐｓ
（ピコ秒）−１ｎｓ（ナノ秒）の範囲にある。In this embodiment, the second high energy laser pulse illuminates the preformed plasma with a low energy pulse. Preferably, the delay between the preliminary pulse and the high energy pulse is chosen to maximize the optimum density condition (“critical density”) of the plasma in order to efficiently absorb the main laser pulse, Convert to the maximum amount of desired radiation. Typically, the critical density of the plasma irradiated by the ND-YAG laser is about 100 lower than the density of a given material in the liquid or solid state. During the delay between the pre-pulse and the high-energy pulse, the plasma density decreases due to plasma expansion, and preferably the critical density is reached when the high-energy pulse irradiates the plasma. The delay between the two laser pulses is preferably 100 ps, although any other delay between the pulses ultimately resulting in the emission of the desired radiation from the plasma can also be used.
It is in the range of (picosecond) -1 ns (nanosecond).

【００５２】 高エネルギーパルスの強度Ｉ_Ｌは、所望のラジエーションを放出する温度まで
予備形成されたプラズマを加熱するのに十分高くなければならない。例えば、銅
にＬ−シェル放出を誘起させるために、高エネルギーレーザパルスは、銅原子を
イオン化してＣｕ^＋１９状態にするのに十分な高温にプラズマを上昇させるため
に十分なエネルギーを有するべきである。これらの温度は、典型的には、とりわ
け、固体材料のタイプ、マイクロターゲットの寸法、プラズマの寸法及び所望さ
れる放出のタイプに応じて変化する。The intensity I _L of the high energy pulse must be high enough to heat the preformed plasma to a temperature that emits the desired radiation. For example, to induce L-shell emission in copper, the high energy laser pulse should have enough energy to raise the plasma to a temperature high enough to ionize the copper atoms into the Cu ⁺¹⁹ state. is there. These temperatures typically vary depending on, among other things, the type of solid material, the size of the microtarget, the size of the plasma and the type of emission desired.

【００５３】 予備形成するプラズマは、プラズマ密度及び圧力がレーザパルスの遅延、レー
ザパルスのエネルギーを用いて所望に調整されるプラズマのエネルギー変換効率
を増大させるために使用可能である。さらに、当業者により容易に認識されるよ
うに、密度及び圧力は、特定のラジエーション放出を生成するように所望に調整
される。これに加えて、好ましい実施形態で使用される予備形成されたプラズマ
は、より均一に放出されたラジエーション放出を生成する。結果として、放射チ
ャンバ内のラジエーション集光装置の位置は、集光するラジエーション量を最適
化するように配置され得る。例えば、ＥＵＶ放射を集める鏡は、集光するラジエ
ーション量を最適化するように所望の位置に配置可能であり、単一のレーザパル
スを用いて可能な（角度）よりも大きな集光角度が使用され得る。さらに別の利
点は、単一のパルスシステムを使用しては不可能であり得る多数パルスシステム
を使用し、いかなる中性のターゲット質量も残さずマイクロターゲット全体をイ
オン化可能であることに由来する。マイクロターゲットが完全にイオン化される
ときに、結果として生成するターゲット残さもまた、完全にイオンである。この
ことは、イオンである残さは、中性の残さよりもはるかに容易に偏向され若しく
は制御される利点を作り出す。例えば、電磁場が、最適に配置可能であり、結果
として生成するイオン残さをレーザ及びラジエーションビームラインに関連する
装置から偏向させ、かつそれから離して制御するために使用され得る。さらに、
予備パルスにより生成されるプラズマは、高エネルギーパルスに必要な直径まで
膨張するので、より小さいマイクロターゲット質量が予備形成されたプラズマを
用いて（使用）可能であり、結果として、各マイクロターゲットから非常に少な
い残さしか生成されない。The pre-formed plasma can be used to increase the energy conversion efficiency of the plasma, where the plasma density and pressure are adjusted as desired by the delay of the laser pulse, the energy of the laser pulse. Moreover, as will be readily appreciated by those skilled in the art, the density and pressure are adjusted as desired to produce a particular radiation emission. In addition to this, the preformed plasma used in the preferred embodiment produces a more uniformly emitted radiation emission. As a result, the position of the radiation collection device within the radiation chamber can be arranged to optimize the amount of radiation collected. For example, a mirror that collects EUV radiation can be placed at a desired position to optimize the amount of radiation collected, and a larger collection angle (angle) than is possible with a single laser pulse is used. Can be done. Yet another advantage stems from the ability to ionize the entire microtarget using a multiple pulse system, which may not be possible using a single pulse system, leaving behind any neutral target mass. When the microtarget is fully ionized, the resulting target residue is also fully ionic. This creates the advantage that the residue, which is an ion, is much more easily deflected or controlled than the neutral residue. For example, an electromagnetic field can be optimally located and can be used to deflect the resulting ion residues from and away from the devices associated with the laser and the radiation beamline. further,
Since the plasma generated by the pre-pulse expands to the diameter required for the high-energy pulse, a smaller micro-target mass can be (used) with the pre-formed plasma, and as a result Only a small amount of residue is produced.

【００５４】 固体マイクロペレットは、通常商業的に３６乃至７５μｍの径若しくはそれ以
上のサイズで利用可能であり、中間（medium）の粒子サイズを微粉末に近似する
。このサイズのマイクロペレットは、開示された例にあるように、１０μｍ径の
レーザ焦点スポット及びシステムのマイクロターゲット表面から１μｍ以下のレ
ーザアブレーション深さに合理的に良く適合する。しかし、１０μｍ以下の小さ
いサイズのマイクロペレットが予備形成プラズマ条件のような所定のレーザ照射
条件に対して、若しくはさらにターゲット残さを最小限にするために使用され得
る。より大きい若しくはより小さいマイクロペレットがエネルギー源、システム
構成及び焦点スポット径を考慮する特定の用途に応じて使用され得る。Solid micropellets are usually commercially available in sizes of 36-75 μm or larger, with a medium particle size approximating fine powder. Micropellets of this size are reasonably well suited to laser focal spots of 10 μm diameter and laser ablation depths of 1 μm or less from the microtarget surface of the system, as in the disclosed example. However, small size micropellets of 10 μm or less can be used for certain laser irradiation conditions, such as preformed plasma conditions, or even to minimize target residue. Larger or smaller micropellets may be used depending on the particular application considering energy source, system configuration and focal spot size.

【００５５】 一旦マイクロターゲットが照射領域を通過すると、収集装置１３８がマイクロ
ターゲットを収集する。例えば、図１に図解される１つの実施形態においては、
各マイクロペレットが高出力レーザパルス１３４で照射された後で、その質量の
大部分は残存し、収集貯蔵部１３８として図解される収集装置１３８に落下する
。図１に図解される実施形態で示されるように、収集貯蔵部１３８は、マイクロ
ペレットターゲットがレーザパルス１３４により打撃された後で、その残存質量
を捕捉する漏斗状取り入れ口１４０を好ましくは有する。次いで、漏斗状取り入
れ口１４０は、残りのマイクロターゲットを集めて収集貯蔵部１３８に入れる。
漏斗状取り入れ口１４０の構成は、マイクロペレットの捕捉を容易にすると同時
に、収集器１３８からマイクロペレットがこぼれることを防ぐ。好ましくは、使
用されないターゲットの貯蔵部１３９は、使用されないマイクロペレットが使用
されないターゲットの貯蔵部１３９に自由に落下するように銃装置１１２の直下
に配置される。運転時には、貯蔵部１３９のマイクロペレット１０１は、当該マ
イクロペレットをソース貯蔵部１０２若しくは１０４に再挿入することによりさ
らなるラジエーション生成のために再使用され得る。Once the micro target has passed through the illuminated area, the collector 138 collects the micro target. For example, in one embodiment illustrated in FIG.
After each micropellet is illuminated with a high power laser pulse 134, most of its mass remains and falls into a collection device 138, illustrated as collection reservoir 138. As shown in the embodiment illustrated in FIG. 1, the collection reservoir 138 preferably has a funnel inlet 140 that captures the residual mass of the micropellet target after it has been hit by the laser pulse 134. The funnel-shaped intake 140 then collects the remaining microtargets and places them in the collection reservoir 138.
The configuration of the funnel-shaped inlet 140 facilitates capture of the micropellets, while preventing spillage of the micropellets from the collector 138. Preferably, the unused target reservoir 139 is positioned directly below the gun device 112 so that unused micropellets are free to fall into the unused target reservoir 139. In operation, the micropellets 101 in the reservoir 139 can be reused for further radiation generation by reinserting the micropellets in the source reservoir 102 or 104.

【００５６】 マイクロターゲット１０１の使用は、その他のタイプの固体ターゲット（例え
ば、固体ブロック若しくは薄いテープ）と比較して実質的にイオンアブレーショ
ンを低減する。装置１００の１つの実施形態では、レーザパルス１３４がマイク
ロペレット１０１に衝突するとき、熱プラズマ１３５がその表面に形成する。残
りのマイクロペレットの質量は、レーザパルス１３４により融除された材料の反
応力により後方に進められ、収集貯蔵部１３８に落下する。典型的には、プラズ
マの形成は、上述したように、マイクロペレットの表面約１μｍのアブレーショ
ン深さに帰着する。マイクロペレットの残存する質量は、それが照射された後、
生の状態（neatly）で貯蔵部１３８に廃棄されるので、システム装置の清掃及び
維持コストが大きく低減される。貯蔵部１３８，１３９及び漏斗１４０は、任意
の形状で構成可能であり、一旦マイクロターゲットが分配装置から分配され、照
射領域を通過すると当該マイクロターゲットの収集を容易にする任意の位置に配
置され得ることが認識されるであろう。さらなる利点として、貯蔵部１３９に収
集されたマイクロペレットは、現存する固体ターゲットシステムにおいては現行
では利用不能なマイクロターゲットのリサイクル源を提供することが、さらに認
識されるであろう。The use of micro-targets 101 substantially reduces ion ablation compared to other types of solid targets (eg solid blocks or thin tapes). In one embodiment of the device 100, when the laser pulse 134 impinges on the micropellets 101, a thermal plasma 135 forms on its surface. The mass of the remaining micropellets is pushed backward by the reaction force of the material ablated by the laser pulse 134, and falls into the collection storage unit 138. Typically, plasma formation results in an ablation depth of about 1 μm at the surface of the micropellets, as described above. The remaining mass of the micropellet is, after it is irradiated,
As it is disposed of neatly in the storage 138, the cleaning and maintenance costs of the system unit are greatly reduced. Reservoirs 138, 139 and funnel 140 can be configured in any shape and can be placed in any location that facilitates collection of the micro-targets once they are dispensed from the dispenser and past the irradiation area. It will be appreciated. As a further advantage, it will be further appreciated that the micropellets collected in the reservoir 139 provide a recycle source of microtargets currently unavailable in existing solid target systems.

【００５７】 イオンアブレーションの汚染効果をさらに低減し若しくは排除するために、装
置１００は、ターゲット残さがシステム装置を汚染するのを実質的に防ぐ残さ除
去装置の１つの実施形態を図解する。好ましくは、照射ゾーン内で生成する融除
されたイオンのようなターゲット残さが、レーザ若しくは任意の他の適当なエネ
ルギー源に関連する装置又はビームラインに関連する装置を汚染するのを効率的
に防ぐために、残さ除去装置は、照射ゾーン１１７、レーザ１３２から照射ゾー
ンに至るエネルギー経路、及びビームライン１４２と連通する。残さ除去装置は
、実質的に所望のラジエーションのビームラインへの向きを阻害しないで、エネ
ルギー源若しくはビームラインに関連する装置にターゲット残さが到達するのを
防ぐ任意の装置を含んでもよいことが認識されるであろう。To further reduce or eliminate the contaminating effects of ion ablation, the apparatus 100 illustrates one embodiment of a residue remover that substantially prevents target residues from contaminating system equipment. Preferably, target debris, such as ablated ions produced in the irradiation zone, effectively contaminates equipment associated with the laser or any other suitable energy source or equipment associated with the beamline. To prevent, the residue remover is in communication with the irradiation zone 117, the energy path from the laser 132 to the irradiation zone, and the beam line 142. It will be appreciated that the debris removal device may include any device that prevents the target debris from reaching the device associated with the energy source or beamline, without substantially impeding the orientation of the desired radiation towards the beamline. Will be done.

【００５８】 装置１００に示す開示された例において、残さ除去装置は、循環導管１４６、
循環ポンプ１５２及びフィルタ１５４を有する循環システム１５１と協同する。
循環導管１４６は、チャンバ１１８内の空気若しくはガスの注入用の第１の開放
端１４８とチャンバ１１８内の空気若しくはガスの排出用の第２の開放端１５０
とを有する。好ましくは、循環ポンプ１５２は、ガスを導管１４６の注入口１４
８に吸引し、その後、排出口１５０からガスを排出する。排出口１５０から排出
されたガスは、ガス流れが融除されたイオン汚染物をビームライン１４２及びレ
ーザレンズ１３３から離す方向に向けるように、レーザパルス１３４及びビーム
ライン１４２のエネルギー経路の方に向けられる。In the disclosed example shown in apparatus 100, the debris removal device comprises a circulation conduit 146,
It cooperates with a circulation system 151 having a circulation pump 152 and a filter 154.
The circulation conduit 146 has a first open end 148 for injecting air or gas in the chamber 118 and a second open end 150 for exhausting air or gas in the chamber 118.
Have and. Preferably, circulation pump 152 directs gas to inlet 14 of conduit 146.
Then, the gas is exhausted from the exhaust port 150. The gas emitted from the outlet 150 is directed toward the energy path of the laser pulse 134 and the beamline 142 so that the gas flow directs the ablated ion contaminant away from the beamline 142 and the laser lens 133. Be done.

【００５９】 好ましくは、残さ除去装置は、マイクロペレットターゲットの照射に由来する
プラズマから生成される不純物及び汚染物を除去するために、それが循環導管１
４６を通過するとき、ガスを濾過するフィルタ１５４を含む。１つの実施形態で
は、照射チャンバ１１８内のガスは、ヘリウムガスであり、ラジエーション透過
を許容する任意の所望の圧力で加圧される。ヘリウムは、上述した循環システム
１５１により循環され、濾過されるので、ヘリウムは、融除されたイオン及び他
のターゲット残さがビームライン１４２に入ることを実質的に抑制し、入射ビー
ムライン１４２からのラジエーション放出をブロック（遮断）しない。ターゲッ
ト残さが高価なシステム装置と接触するようになる前に、ヘリウムイオンは、融
除されたイオンと衝突する。好ましくは、ガスは、循環導管１４６の排出口１５
０から照射領域１１７に向かって排出され、融除されたイオンに衝突する。ガス
及びターゲット残さは、ガスがポンプ１５２により再循環される前に、フィルタ
１５４が汚染ターゲット残さを濾過する注入口１４８を通過する。このようにし
て、ターゲット残さのかなりの量がビームライン１４２から向きを変えられる。
システム１００がＸ線を生成する好ましい実施形態において、ヘリウム（Ｈｅ）
ガスは、循環システム１５１を通過する。ヘリウムはＸ線放出を透過するので、
Ｘ線は、ビームライン１４２中で受信される一方で、ターゲット残さは、ビーム
ライン１４２に到達する前に停止される。Ｘ線放出を透過する一方で融除された
イオンのようなターゲット残さを除去するためにヘリウムガスを使用することは
当該分野で公知である。Preferably, the debris removal apparatus is provided with a circulation conduit 1 for removing impurities and contaminants generated from the plasma resulting from the irradiation of the micropellet target.
A filter 154 is included to filter the gas as it passes through 46. In one embodiment, the gas in the irradiation chamber 118 is helium gas and is pressurized at any desired pressure that permits radiation permeation. Since the helium is circulated and filtered by the circulation system 151 described above, the helium substantially suppresses ablated ions and other target debris from entering the beamline 142 and from the incident beamline 142. Does not block radiation emission. Helium ions collide with the ablated ions before the target residue comes into contact with the expensive system equipment. Preferably, the gas is the outlet 15 of the circulation conduit 146.
The ions are ejected from 0 toward the irradiation region 117 and collide with the ablated ions. The gas and target residue pass through an inlet 148 where a filter 154 filters the contaminated target residue before the gas is recirculated by pump 152. In this way, a significant amount of target residue can be diverted from the beamline 142.
In the preferred embodiment where the system 100 produces x-rays, helium (He)
The gas passes through the circulation system 151. Helium is transparent to X-ray emission, so
X-rays are received in the beamline 142, while the target residue is stopped before reaching the beamline 142. It is known in the art to use helium gas to remove target residues such as ablated ions while transmitting x-ray emissions.

【００６０】 照射領域に隣接するビームライン１４２が、照射されたマイクロターゲットに
より生成されるラジエーションを受け、生成するラジエーションに曝されるべき
対象物（被処理物）が配置され得る所望の暴露領域に当該ラジエーションを向け
る。例えば、ＥＵＶ放射が生成されるときには、暴露領域に配置されたシリコン
ウェハがリソグラフィ目的に生成された照射でエッチングされる。マイクロター
ゲットから放出されるラジエーションを受け、向きを変え、焦点を合わせ、検出
し、若しくはさもなければ処理するために使用される任意のタイプの装置がビー
ムライン１４２内に保持され得ることが認識されるであろう。これらの装置の任
意の組合せもまた、本発明の範囲内にあると予想される。例えば、好ましい実施
形態において、ビームライン１４２は、フィルタ、コリメータ、シャッタ、及び
暴露領域に配置された対象物に搬送されるラジエーションをさらに濾光し形作る
ための他の光学部（例えば、鏡、レンズ、回折格子等）を含み得る放射（radiat
ion）処理装置１４４を有する。そのような放射処理装置は公知であり、商業的
に利用可能である。The beam line 142 adjacent to the irradiation area is exposed to a radiation generated by the irradiated micro target, and is exposed to a desired exposure area where an object (object to be processed) to be exposed to the generated radiation can be arranged. Aim the radiation. For example, when EUV radiation is generated, a silicon wafer located in the exposed areas is etched with the irradiation generated for lithographic purposes. It is recognized that any type of device used to receive, redirect, focus, detect, or otherwise process radiation emitted from a micro-target may be retained within the beamline 142. Will Any combination of these devices is also expected to be within the scope of the invention. For example, in the preferred embodiment, the beamline 142 includes filters, collimators, shutters, and other optics (e.g., mirrors, lenses) for further filtering and shaping the radiation delivered to the object located in the exposure area. , A diffraction grating, etc.)
ion) processing device 144. Such radiation treatment devices are known and are commercially available.

【００６１】 本発明の１つの観点では、マイクロターゲットが１以上の所望の波長でラジエ
ーションを放出するとき、本発明の装置は、システムを再構成することなく異な
る波長でラジエーションを生成することができる。例えば、Ｉ_Ｌ１０^１５Ｗ／ｃ
ｍ^２程度のレーザ強度は、錫（Ｓｎ）から４ｋｅＶ程度のＬ−シェル放出を誘起
する。Ｉ_Ｌ１０^１２Ｗ／ｃｍ^２程度の低いレーザ強度は、同じ錫ターゲットから
０．１ｋｅＶ程度（ＥＵＶ放射）のＬｉ類似イオン放出を誘起する。ビームライ
ン１４２中に存在するフィルタ及びレーザ出力の調整により、好ましくはコンピ
ュータ１２４により、システムの再構成なしに、２つの異なるタイプのラジエー
ションが、同一のマイクロターゲットから生成される。同様に、適当なエネルギ
ー源により照射されたとき、ガリウムは、軟Ｘ線（０．３ｋｅＶ程度）、硬Ｘ線
（１０ｋｅＶ程度）及びＶＵＶ放射（５４ｅＶ程度）を放出する。同様にして、
高価なシステムの再構成の必要なしに、インジウムは、ＥＵＶ放射（０．１ｋｅ
Ｖ程度）、Ｘ線（４ｋｅＶ程度）及び硬Ｘ線（２９ｋｅＶ程度）を放出する。こ
れらは例のみであり、その他の構成が他の所望の放出を生成するために使用され
得ることが認識されるべきである。In one aspect of the invention, when the micro-target emits radiation at one or more desired wavelengths, the device of the invention can generate radiation at different wavelengths without reconfiguring the system. . For example, I _L 10 ¹⁵ W / c
A laser intensity of about m ² induces L-shell emission of about 4 keV from tin (Sn). Laser intensities as low as I _L 10 ¹² W / cm ² induce Li-like ion emission of about 0.1 keV (EUV radiation) from the same tin target. By adjusting the filters and laser power present in the beamline 142, preferably by the computer 124, two different types of radiation are produced from the same microtarget without system reconfiguration. Similarly, gallium emits soft X-rays (about 0.3 keV), hard X-rays (about 10 keV) and VUV radiation (about 54 eV) when irradiated by a suitable energy source. Similarly,
Indium can be used for EUV radiation (0.1 ke) without the need for expensive system reconfiguration.
V), X-rays (about 4 keV) and hard X-rays (about 29 keV). It should be appreciated that these are examples only and that other configurations can be used to produce other desired releases.

【００６２】 本発明に対応して、マイクロターゲットとして固体マイクロペレットを使用す
ることは、気体、液体、冷凍液体、若しくは現行の方法及びシステムで利用され
るようなその他のタイプの固体に関連する不利な点を実質的に除外する。固体マ
イクロペレットは、非常に取り扱い易く、貯蔵し易い。さらに、上述したように
種々のタイプのマイクロペレット材料を有する多数の貯蔵部が、バラエティに富
んだ異なる波長からなるエネルギーを容易かつ迅速に生成するシステムを提供す
るように単一システムで実施可能である。放射チャンバに至る導管は、使用され
るべき特別な物質に対して特定に構成されているので、液体若しくは気体を使用
するときには、そのようなシステムは容易には使用することができない。有利な
ことに、固体のマイクロペレットを使用することは、現存の液体システムのよう
にチャンバ１１８内を真空にする必要がないので、チャンバのコスト及び寸法が
さらに低減される。本発明に対して必要とされる相対的なコンパクトなスペース
は、はるかに大きな装置スペースを必要とし、現在では数日以上連続的に運転で
きない薄いテープターゲットシステムに対する利点を創成する。In accordance with the present invention, the use of solid micropellets as microtargets has the disadvantages associated with gases, liquids, frozen liquids, or other types of solids as utilized in current methods and systems. Points are virtually excluded. Solid micropellets are very easy to handle and store. In addition, as described above, multiple reservoirs with various types of micropellet materials can be implemented in a single system to provide a system that easily and quickly produces a variety of different wavelengths of energy. is there. Since the conduit leading to the radiation chamber is specially configured for the particular substance to be used, such a system cannot easily be used when using liquids or gases. Advantageously, the use of solid micropellets further reduces the cost and size of the chamber because it does not require a vacuum in chamber 118 as with existing liquid systems. The relative compact space required for the present invention requires much more equipment space, creating an advantage for thin tape target systems that currently cannot operate continuously for more than a few days.

【００６３】 図２は、マイクロターゲット２１０を形成するように選択された固体ターゲッ
ト材料が照射前に液体形態に溶融される別の好ましい実施形態を図解する。有利
なことに、液体に生成する表面張力が殆ど完全に球状の照射用ターゲットを生成
する。前述したように、均一な形状は、エネルギー源を配置し、ターゲット残さ
及びラジエーション放出の軌跡を計算する際の正確さを実質的に向上させる。マ
イクロターゲットは、所望の波長を放出する任意の材料、好ましくは室温で固体
（の材料）から形成され得るので、この好ましい実施形態は、液体及び固体材料
両者の既知の利点を提供する。FIG. 2 illustrates another preferred embodiment in which the solid target material selected to form the microtarget 210 is melted in liquid form prior to irradiation. Advantageously, the surface tension created in the liquid produces an almost entirely spherical target for irradiation. As mentioned above, the uniform shape substantially improves the accuracy in locating the energy source and calculating the target residue and radiation emission trajectories. This preferred embodiment provides the known advantages of both liquid and solid materials, since the micro-target can be formed from any material that emits the desired wavelength, preferably solid at room temperature.

【００６４】 相対的に低い融点を有する固体材料を選択することが、また、望ましい。有利
なことに、ガリウム、インジウム及び錫のような固体材料は、低い融点を有し、
好ましいマイクロターゲット材料である。しかし、銅のような高い融点を有する
材料もまた使用され得る。錫はんだ及び真鍮のようないくつかの合金は、各構成
成分よりも低い融点を有し、また、好ましいマイクロターゲット材料である。例
えば、銅及び亜鉛から構成される真鍮は、銅若しくは亜鉛のいずれかよりも低い
融点を有する。相対的に低い融点を有する固体材料を選択することは、液体形態
のマイクロターゲットを使用することに関するエネルギーコストを低下させる。It is also desirable to select a solid material that has a relatively low melting point. Advantageously, solid materials such as gallium, indium and tin have a low melting point,
It is a preferred microtarget material. However, high melting point materials such as copper can also be used. Some alloys, such as tin solder and brass, have lower melting points than their constituents and are also preferred microtarget materials. For example, brass composed of copper and zinc has a lower melting point than either copper or zinc. Choosing a solid material with a relatively low melting point lowers the energy cost associated with using microtargets in liquid form.

【００６５】 装置２００は、さらに、分配装置２２８としてはんだジェット部品を有する。
この実施形態において、はんだジェット部品は、分配ノズル２２６に接続される
加熱リザーバ２２２と協同する。１つの例において、はんだジェット部品は、２
５乃至１２５μｍの範囲の液滴径を有する液体の容積量を毎秒１０００滴の速度
まで分配する。そのような部品は、ピエゾ電気振動若しくは加熱誘導を通じた要
求に基づいて容積基準の液滴形成を許容する。典型的で商業的に利用可能なはん
だジェット部品は多数のノズルを有するけれども、図解された例において、はん
だジェット部品（２２８で図示される）は、単一のノズル２２６を通して分配す
る。別の実施形態では、分配装置２２８は、その他の液滴分配装置若しくは１以
上のインクジェット部品のような当該分野で知られた射出装置から構成される。The device 200 further comprises a solder jet component as the dispensing device 228.
In this embodiment, the solder jet component cooperates with a heated reservoir 222 connected to a dispensing nozzle 226. In one example, the solder jet component has two
A volume of liquid having a droplet size in the range of 5 to 125 μm is dispensed up to a rate of 1000 drops per second. Such components allow volumetric droplet formation based on demand through piezoelectric vibration or heat induction. Although the typical commercially available solder jet components have multiple nozzles, in the illustrated example, the solder jet components (illustrated at 228) dispense through a single nozzle 226. In another embodiment, the dispensing device 228 comprises an ejection device known in the art, such as another drop dispensing device or one or more inkjet components.

【００６６】 好ましくは、固体ターゲット材料２２４は、リザーバ２２２内で溶融液体状態
まで加熱される。ターゲット材料２２４は、オプションとして、リザーバ２２２
中に配置される前に、その液体状態まで転化され、リザーバが好ましくは当該材
料を液体状態に維持することが認識されるであろう。例えば、加熱エレメント２
２９は、ターゲット材料２２４を液体状態に転化及び／又は維持する。ターゲッ
ト材料２２４の液体状態を維持可能な任意の形式の加熱源若しくは装置が使用さ
れ得る。Preferably, the solid target material 224 is heated in the reservoir 222 to the molten liquid state. The target material 224 is optionally provided with a reservoir 222.
It will be appreciated that the reservoir is preferably converted to its liquid state prior to being placed therein and the reservoir preferably maintains the material in the liquid state. For example, heating element 2
29 converts and / or maintains the target material 224 in a liquid state. Any type of heating source or device capable of maintaining the liquid state of the target material 224 may be used.

【００６７】 １以上のタイプの固体若しくは固体合金がリザーバ２２２内に配置可能であり
、ターゲット材料として作用することがさらに認識されるであろう。例えば、真
鍮から形成されたマイクロターゲットはさらなる利点を呈する。１つの好ましい
実施形態においては、真鍮マイクロターゲット２１０から生成するＸ線が、銅及
び亜鉛両者の放出線に帰結する。これらの放出線を加えて集めることは、ラジエ
ーション生成プロセスの効率を向上させる。さらなる利点として、真鍮は、銅若
しくは亜鉛単体のいずれかよりも低い融点を有する、そのため、システムのエネ
ルギーコストを低下させる。It will be further appreciated that one or more types of solids or solid alloys can be placed in the reservoir 222 and act as a target material. For example, a micro-target made of brass offers additional advantages. In one preferred embodiment, the x-rays generated from the brass micro-target 210 result in emission lines for both copper and zinc. Adding and collecting these emission lines improves the efficiency of the radiation generation process. As a further advantage, brass has a lower melting point than either copper or zinc alone, thus reducing the energy cost of the system.

【００６８】 図２を再度参照して、運転時には、ターゲット材料２２４は、分配装置２２８
（即ち、図解された実施形態におけるはんだジェット部品）の分配ノズル２２６
を通してリザーバ２２２から移動する。好ましくは、ピエゾ電気振動器２２０が
ノズル２２６に隣接して配置され、ターゲット材料がマイクロターゲット液滴２
１０に対し球状形成を誘起するのに役立つ。ピエゾ振動は、また、一定のマイク
ロ秒若しくはナノ秒間隔で規則的にマイクロターゲットを照射領域１１７へ分配
する。レーザ反復速度は、照射領域１１７におけるレーザ１３２による照射の正
確さとタイミングとを最適化するために、マイクロターゲット分配速度と同期可
能である。選択された固体材料の化学特性は、マイクロターゲットが照射領域に
到達し、エネルギー源により照射されたときに、マイクロターゲットが固体若し
くは液体のいずれかであるかを決定する。Referring again to FIG. 2, in operation, the target material 224 is supplied to the distributor 228.
Dispensing nozzle 226 (ie, solder jet component in the illustrated embodiment)
Through the reservoir 222. Preferably, a piezoelectric vibrator 220 is placed adjacent the nozzle 226 and the target material is the micro target droplet 2.
Helps induce spheroid formation for 10. Piezo-vibration also regularly distributes micro-targets to the illuminated area 117 at regular microsecond or nanosecond intervals. The laser repetition rate can be synchronized with the micro target distribution rate to optimize the accuracy and timing of irradiation by the laser 132 in the irradiation area 117. The chemistry of the selected solid material determines whether the microtarget is a solid or a liquid when it reaches the irradiation area and is irradiated by the energy source.

【００６９】 一旦マイクロターゲット液滴２１０が分配されると、重力及び分配力が当該液
滴を照射領域１１７に向ける。その代わりに、気体圧縮器２２７が、加速された
速度でマイクロターゲットを照射領域１１７に搬送する。低出力レーザ１２６及
び受信回路１２８が、ターゲット液滴２１０のターゲット経路を監視し、かつ高
エネルギーレーザパルス１３４をトリガするために配置される。しかし、照射領
域においてエネルギー源によりマイクロターゲットの照射を効率的に調整するた
めに、当該分野で知られたその他の検出装置が、エネルギー源に接続され得る。Once the micro-target droplet 210 is dispensed, gravity and dispensing forces direct the droplet to the illuminated area 117. Instead, the gas compressor 227 conveys the micro-target to the irradiation area 117 at an accelerated velocity. A low power laser 126 and a receiver circuit 128 are arranged to monitor the target path of the target droplet 210 and trigger a high energy laser pulse 134. However, other detection devices known in the art may be connected to the energy source in order to efficiently coordinate the irradiation of the micro-target by the energy source in the irradiation area.

【００７０】 例えば、図３は、ビームライン１４２内に配置されたセンサ３１０を有する装
置３００を、好ましい実施形態として図解する。本発明の全ての通信接続と同様
に、有線若しくは無線接続が、センサ及びコンピュータ１２４として図解される
制御装置の間に使用され得る。図２を参照して説明したように、コンピュータ１
２４は、エネルギー源として使用される高出力レーザ１３２に接続される外部ト
リガ１３０に接続される。センサは、Ｘ線放出の強度、即ち、マイクロターゲッ
トから放出され、ビームライン１４２に焦点を合わせられるＸ線の量を監視する
。センサ３１０をコンピュータ１２４に接続することにより、外部トリガ１３０
のタイミングは、ビームライン１４２で受信されるＸ線放出の強度を最大限にす
るように調整され得る。このタイプのセンサは当該分野で公知である。For example, FIG. 3 illustrates an apparatus 300 having a sensor 310 located within a beamline 142 as a preferred embodiment. As with all communication connections of the present invention, wired or wireless connections may be used between the sensor and the controller illustrated as computer 124. As described with reference to FIG. 2, the computer 1
24 is connected to an external trigger 130 which is connected to a high power laser 132 used as an energy source. The sensor monitors the intensity of the x-ray emission, i.e. the amount of x-rays emitted from the microtarget and focused on the beamline 142. By connecting the sensor 310 to the computer 124, the external trigger 130
Can be adjusted to maximize the intensity of the x-ray emission received at beamline 142. This type of sensor is known in the art.

【００７１】 残さは、運転中にマイクロターゲットから排出される荷電粒子を偏向若しくは
寄せ付けない電磁気場（又はその他の手法）の使用を通して低減可能である。例
えば、図２に図解される実施形態においては、レーザレンズ１３３、レーザシス
テム、若しくは放射光線ラインフィルタ又はビームライン１４２中の放射処理装
置１４４に保持された鏡を損なう可能性のあるいかなるターゲット残さも偏向す
るために、ポール２１６の間に磁場が生成される。このポール２１６は、好まし
くは、レーザ照射地点における液滴軌跡のいずれかの側に配置される。マイクロ
ターゲットは、荷電粒子から構成されるので、磁場は、ターゲット液滴から発す
るターゲット残さ粒子を偏向する。好ましくは、照射領域１１７及びＸ線処理装
置１４４の間に配置される電極２１８の間に電場を形成することにより、イオン
化され融除されたイオンが偏向され、ビームライン１４２に入ることを妨げられ
る。Residues can be reduced through the use of an electromagnetic field (or other technique) that does not deflect or attract charged particles ejected from a microtarget during operation. For example, in the embodiment illustrated in FIG. 2, any target residue that could damage the laser lens 133, the laser system, or the radiation beam line filter or mirror held in the radiation processor 144 in the beam line 142. A magnetic field is generated between the poles 216 to deflect. This pole 216 is preferably located on either side of the drop trajectory at the laser irradiation point. Since the micro-target is composed of charged particles, the magnetic field deflects the target residual particles emanating from the target droplet. Preferably, an electric field is formed between the irradiation region 117 and the electrode 218 disposed between the X-ray processing device 144 to deflect the ionized and ablated ions and prevent them from entering the beam line 142. ..

【００７２】 追加的な残さの方向付けは、温度勾配を使用して達成可能である。温度勾配を
生成する１つの好ましい実施形態において、冷フィンガ（finger）２１４及び熱
フィンガ２１２がＸ線チャンバ１１８内に配置され、その間に温度勾配を生成さ
せ、レーザ光を当てられたマイクロターゲット液滴のターゲット残さを冷フィン
ガの方に向ける。その代わりに、冷フィンガ２１４は、熱フィンガ２１２を使用
することなく、それのみでも使用され得る。冷たい温度ゾーンに曝されたときに
、マイクロターゲット液滴は、容易な廃棄若しくはリサイクルのために固体状態
に凝縮する。Additional residue orientation can be achieved using temperature gradients. In one preferred embodiment for creating a temperature gradient, cold fingers 214 and thermal fingers 212 are placed in the x-ray chamber 118, between which a temperature gradient is created and a laser-illuminated micro-target droplet. Aim the target residue towards the cold finger. Alternatively, cold fingers 214 may be used alone without hot fingers 212. When exposed to cold temperature zones, the microtarget droplets condense into the solid state for easy disposal or recycling.

【００７３】 １つの実施形態においては、残さは、また、ジェット２３０のようなものから
、レーザレンズ１３３及び／又はビームライン１４２から離れるようにヘリウム
流れを向けることにより、除去される。任意の他の好適なガスが、ターゲット残
さをレーザレンズ若しくはビームラインから掃引するために使用され得ることは
認識されるであろう。例えば、水素若しくはクリプトンが使用され得る。別の好
ましい実施形態においては、薄い窓２３２が照射領域１１７及びＸ線処理装置１
４４の間に配置される。例えば、この薄い窓は、０．２μｍ厚さのベリリウム（
Ｂｅ）フォイルであり得る。In one embodiment, the debris is also removed by directing a helium flow away from the laser lens 133 and / or the beamline 142 from such a jet 230. It will be appreciated that any other suitable gas may be used to sweep the target residue from the laser lens or beam line. For example, hydrogen or krypton may be used. In another preferred embodiment, a thin window 232 is provided for the irradiation area 117 and the X-ray processing apparatus 1.
It is arranged between 44. For example, this thin window is a 0.2 μm thick beryllium (
Be) It may be a foil.

【００７４】 これらの装置若しくは融除されたイオンからの汚染を避けるための任意の他の
装置の任意の組合せは、残さ除去装置に組み込まれ得ることが容易に認識される
であろう。さらに、照射領域内でエネルギー源によるマイクロターゲットの照射
を効率的に調整するために、任意の他の検出装置が、エネルギー源に接続され得
る。It will be readily appreciated that any combination of these devices or any other device for avoiding contamination from ablated ions may be incorporated into the residue removal device. Furthermore, any other detection device may be connected to the energy source in order to efficiently coordinate the irradiation of the micro-target by the energy source within the irradiation area.

【００７５】 残さ除去装置は、その代わりに（若しくは追加的に）、図４に図解される代替
的実施形態に図解されるように、超音速ジェットシステム４００を具備し得る。
この実施形態では、ガスがガス循環導管４１８を通じて流れる。選択されたガス
は、好ましくは、最小限の吸収を伴って照射の透過を許容する。例えば、水素（
Ｈ_２）、ヘリウム（Ｈｅ）及びクリプトン（Ｋｒ）ガスは、ガス圧力が十分に低
いとき、例えば典型的には１ｔｏｒｒより低いときには、通常ＥＵＶ放射を透過
し、従って、ＥＵＶ放射の生成に本発明の装置を使用することが望ましいときに
、導管４１８内で使用されるガスの好適な例である。導管４１８は、４２０にお
いて音波スロート（throat）を有する収束−発散超音波ノズル４２１に接続され
る。ガスは、ノズル４２１の発散部４２２内で膨張し、好ましくは、領域４２３
において静圧Ｐ_１で超音速速度を生成する。好ましくは、Ｐ_１はチャンバ１１８
のガス圧力に合致する。例えば、この装置（ＥＵＶ放射生成システムにおいてＨ
ｅガスを使用して）の例では、出口ノズル４２２において所望の圧力が１ｔｏｒ
ｒ（Ｐ_１）に等しく、かつ、導管領域４１９内のＰ_０における導管圧力が１００
０ｔｏｒｒに等しい場合には、超音速マッハ６．６ノズルは、ノズル出口で所望
の１ｔｏｒｒの圧力を生成する。領域４２３におけるＨｅ圧力は、所望のＥＵＶ
放射を吸収しないように、望ましくは１ｔｏｒｒを維持する。さらに、ガスの超
音速速度は、レーザ１３２及びビームライン１４２に関連する装置からターゲッ
ト残さを効率的に掃引するように作用することができる。その他のガス及び超音
波ノズル設計が使用され、それは、それに対応して異なる圧力及びガス速度を生
成するであろうことが容易に認識されるべきである。好ましくは、超音波ノズル
設計は、特定用途用に最適化され得る。とりわけ、放射チャンバ１１８の構成、
マイクロターゲットのタイプ及び寸法、ノズルの寸法、選択されたガス及び所望
のラジエーション波長のような多くの要因が、ノズル設計の最適化の際に考慮さ
れ得ることが認識されるであろう。The debris removal device may instead (or additionally) include a supersonic jet system 400, as illustrated in the alternative embodiment illustrated in FIG.
In this embodiment, gas flows through gas circulation conduit 418. The selected gas preferably allows the transmission of radiation with minimal absorption. For example, hydrogen (
H ₂ ), helium (He) and krypton (Kr) gases are normally transparent to EUV radiation when the gas pressure is sufficiently low, eg typically below 1 torr, and thus the present invention is useful for producing EUV radiation. Is a preferred example of the gas used in conduit 418 when it is desired to use the device of FIG. Conduit 418 is connected at 420 to a convergent-divergent ultrasonic nozzle 421 having a sonic throat. The gas expands within the divergent portion 422 of the nozzle 421, preferably in the region 423.
At, a supersonic velocity is generated at static pressure P ₁ . Preferably, P ₁ is chamber 118
Match the gas pressure of. For example, this device (H in an EUV radiation generation system
(using e-gas), the desired pressure at the outlet nozzle 422 is 1 torr.
equal to r (P ₁ ) and the conduit pressure at P ₀ in conduit region 419 is 100.
When equal to 0 torr, a supersonic Mach 6.6 nozzle produces the desired 1 torr pressure at the nozzle exit. The He pressure in the region 423 is the desired EUV.
It is preferably maintained at 1 torr so that it does not absorb radiation. Further, the supersonic velocity of the gas can act to efficiently sweep the target residue from the equipment associated with the laser 132 and the beamline 142. It should be readily appreciated that other gas and ultrasonic nozzle designs will be used, which will produce correspondingly different pressures and gas velocities. Preferably, the ultrasonic nozzle design can be optimized for a particular application. Among other things, the configuration of the radiation chamber 118,
It will be appreciated that many factors such as the type and size of the micro-target, the size of the nozzle, the gas selected and the desired radiation wavelength can be taken into account when optimizing the nozzle design.

【００７６】 １つの実施形態において、部位４２２から出てくる超音速ガスは、領域４２３
においては、静圧Ｐ_１であり、その圧力は、好ましくは、照射チャンバ１１８（
図示しない）内の周囲ガスの圧力に等しいか若しくはそれ以上である。この実施
形態においては、照射領域は領域４２３内に配置される。エネルギー源及び結果
的に生じるエネルギービームは、マイクロターゲットを照射し、所望のラジエー
ションを生成するプラズマを生成する。ターゲット残さは、好ましくは、導管４
１８の超音波ディフューザ部４３０内への超音速流れにより随伴される。In one embodiment, the supersonic gas exiting site 422 is in the region 423.
At static pressure P ₁ , which is preferably the irradiation chamber 118 (
Equal to or greater than the pressure of the ambient gas within (not shown). In this embodiment, the illuminated area is located within area 423. The energy source and the resulting energy beam illuminate the micro-target and produce a plasma that produces the desired radiation. The target residue is preferably the conduit 4
It is entrained by the supersonic flow into the 18 ultrasonic diffuser sections 430.

【００７７】 図解された例においては、超音速ガス及びガスにより掃引された残さが超音波
ディフューザ４３０を通過するので、ガスは一連の衝撃波を通じて音速以下にな
り、結果的に領域４３１において静圧Ｐ_２の増加をもたらす。１つの例では、ヘ
リウム（Ｈｅ）ガスが使用され、（前述したように領域４１９及び４２３におい
て随伴圧力を有する）マッハ６．６で領域４２３を移動し、静圧は、５０以上の
ファクタだけＰ_１からＰ_２に増加する。好ましくは、音速以下のガスは、フィル
タ１５４を通して再循環され、圧力Ｐ_０で超音波ノズル４２１にポンプで戻され
る。In the illustrated example, the supersonic gas and the residue swept by the gas pass through the ultrasonic diffuser 430, causing the gas to go below the speed of sound through a series of shock waves, resulting in a static pressure P in region 431. _{Results in} an increase of ₂ . In one example, helium (He) gas is used, moving in region 423 at Mach 6.6 (having associated pressures in regions 419 and 423 as described above), and the static pressure is P by a factor of 50 or more. Increase from ₁ to P ₂ . Preferably, subsonic velocity gas is recirculated through filter 154 and pumped back to ultrasonic nozzle 421 at pressure P ₀ .

【００７８】 これらの異なる圧力領域Ｐ_０、Ｐ_１、Ｐ_２は、超音速ガス速度を可能にし、同
時に、有利なことに、所望のラジエーションを効率的に透過する領域４２３を生
成する。例えば、１つの実施形態においては、Ｓｎマイクロターゲット２１０は
、システム４００のＨｅガスを利用してＥＵＶ放射を排出するように構成された
高出力レーザ１３２により照射される。Ｈｅガスは、相対的に低い圧力（Ｐ≦１
ｔｏｒｒ）でＥＵＶ放射を透過するが、高い圧力では、ＥＵＶ放射を吸収する。
この例においては、導管４１８の上部での圧力がＰ_０＝１０００ｔｏｒｒであり
、上部開放部４２２及びディフューザ４３０の間がＰ_１＝１ｔｏｒｒであり、導
管４１８の底部における圧力がＰ_２＝１００ｔｏｒｒであるように、導管４１８
は、形成され、構成される。マッハ６．６超音波ノズル４２０は、上部開放部４
２２とディフューザ４３０との間にある照射領域１１７（図示しない）の圧力を
生成する。必要な圧力差を生成するその他の構成もまた、本発明の範囲内にある
と予想されることが認識されるであろう。These different pressure regions P ₀ , P ₁ , P ₂ enable supersonic gas velocities, while at the same time advantageously creating a region 423 that is efficiently permeate the desired radiation. For example, in one embodiment, the Sn microtarget 210 is illuminated by a high power laser 132 configured to utilize the He gas of the system 400 to emit EUV radiation. He gas has a relatively low pressure (P ≦ 1
It transmits EUV radiation at torr) but absorbs EUV radiation at high pressures.
In this example, the pressure at the top of conduit 418 is P ₀ = 1000 torr, P ₁ = 1 torr between top opening 422 and diffuser 430, and the pressure at the bottom of conduit 418 is P ₂ = 100 torr. So that the conduit 418
Are formed and configured. The Mach 6.6 ultrasonic nozzle 420 has an upper opening 4
22 creates a pressure in the illuminated area 117 (not shown) between the diffuser 430 and the diffuser 430. It will be appreciated that other configurations that produce the required pressure differential are also contemplated as being within the scope of the present invention.

【００７９】 図解された実施形態においては、高速度ガスは、エネルギー源及びビームライ
ンに関連する装置から離れる融除されたイオンのようなターゲット残さを掃引す
る。このようにして、超音速ジェットシステム４００は、ターゲット残さの汚染
を低減することにより、システム装置の寿命を延長するように作用することがで
きる。In the illustrated embodiment, the high velocity gas sweeps the target residue, such as ablated ions, away from the apparatus associated with the energy source and beamline. In this way, the supersonic jet system 400 can act to extend the life of the system equipment by reducing the contamination of the target residue.

【００８０】 さらに、超音速でマイクロターゲットを挿入することは、相対的に静的システ
ムに対してラジエーション生成効率をかなり増大させる。例えば、本発明は、１
００ｎｍ以下の微細回路のエッチングのようなＥＵＶリソグラフィー用ＥＵＶ放
射を生成するために採用され得る。例えば、マイクロペレット形態のマイクロタ
ーゲットとして錫を使用して本発明を実行することにより、ＥＵＶ変換ファクタ
は、水若しくはキセノンのようなその他のターゲットより１０倍まで高くなり得
る。例えば、ＥＵＶリソグラフィー用途向けに使用可能なＥＵＶ放出は、ラジエ
ーション吸収鏡５５８の構造に基づいて、１３−１４ｎｍ（約８９乃至９５ｅＶ
）間の２．５％バンド幅に存する。不便なことに、キセノン（気体若しくは液体
）若しくは水のターゲットを使用したシステムは、このスペクトル領域で限定さ
れた線放出しか有さず、スペクトル線は、典型的には約０．１％のはるかに狭い
バンド幅許容性を有する。このため、利用可能なバンド幅の殆どが使用されない
。対照的に、本発明は、広いバンド幅許容性を有する固体材料を使用し得る。例
えば、錫マイクロターゲットは、２．５％よりもはるかに広いバンド幅を有し、
それに対応して、鏡５５８は、より多くの生成したラジエーションを集光するこ
とができる。１３−１４ｎｍ間の２．５％バンド幅における錫の線放出強度は、
はるかに高いので、錫の変換効率は、現存するキセノン若しくは水システムより
も１０倍高くなり得る。Furthermore, inserting the micro-target at supersonic speed significantly increases the radiation generation efficiency for relatively static systems. For example, the present invention
It can be employed to generate EUV radiation for EUV lithography, such as etching fine circuits below 00 nm. For example, by practicing the invention using tin as a microtarget in the form of micropellets, the EUV conversion factor can be up to 10 times higher than other targets such as water or xenon. For example, EUV emission usable for EUV lithography applications is based on the structure of the radiation absorbing mirror 558, 13-14 nm (about 89-95 eV).
) Between 2.5% bandwidth. Unfortunately, systems using xenon (gas or liquid) or water targets have a limited line emission in this spectral region, with spectral lines typically far above 0.1%. Has a narrow bandwidth tolerance. Therefore, most of the available bandwidth is not used. In contrast, the present invention may use solid materials with wide bandwidth tolerance. For example, tin micro-targets have a bandwidth much wider than 2.5%,
Correspondingly, mirror 558 can focus more of the generated radiation. The line emission intensity of tin in the 2.5% bandwidth between 13-14 nm is:
Because it is much higher, the conversion efficiency of tin can be 10 times higher than existing xenon or water systems.

【００８１】 別の実施形態では、マイクロターゲットは、溶融Ｓｎ液体微小滴である。当業
者は、任意の液体若しくは固体マイクロターゲットが超音速ジェットシステムを
用いて使用され得ることを理解するであろう。さらに、超音速ジェットシステム
は、また、現行の液体システムの中においても利用され得る。そのため、上述し
たように超音速ジェットシステムは、ＥＵＶリソグラフィ分野における重大な進
歩を呈する。In another embodiment, the microtarget is a molten Sn liquid microdroplet. Those skilled in the art will understand that any liquid or solid micro-target can be used with a supersonic jet system. In addition, supersonic jet systems can also be utilized within existing liquid systems. Therefore, as mentioned above, supersonic jet systems represent a significant advance in the EUV lithography field.

【００８２】 超音速ジェットシステム４００の別の利点は、付随的に異なる圧力領域を提供
することができる能力に由来する。図５に示すＥＵＶ放射を生成する好ましい実
施形態においては、低いラジエーション吸収を有する超音速ガス流れ（例えば、
Ｈ_２、Ｈｅ若しくはＫｒ）を用いて、大きな集光固体角度のＥＵＶ源は、低圧力
領域に隣接する高圧力領域を生成する際に追加の源（ソース）を生成する特徴を
強調する。好ましくは、レーザ光線１３２は、レンズ１３３により照射領域１１
７にあるマイクロターゲット５１０に焦点を合わせられる。付随的には、例えば
、レーザ１３２は、特異な環状のレーザ光線若しくは多数の焦点レンズを使用す
る１又は数個の円形レーザ光線であり得る。１つの実施形態においては、１以上
のレンズ１３３が導管４１６の周囲に配置され、レーザ光線１３４を照射領域１
１７のマイクロターゲット５１０にその焦点を合わせる。多数のレーザが同時に
レーザパルスを発火するように構成可能であり、結果的にマイクロターゲットの
単一で一致した照射に帰結する。その代わりに、レーザは、逐次的に起動するよ
うに時間設定され得る。有利なことに、多数のレーザの逐次起動は、レーザエネ
ルギーの連続光線に近付く迅速にパルス化された照射につながる。照射領域１１
７にマイクロターゲットを搬送するように時間設定されると、連続性に近付くよ
うにパルス化されたエネルギービームは、照射速度の顕著な増加により（変換）
効率のかなりの改善を呈する。当業者は、照射領域にあるマイクロターゲットで
エネルギービームを横切る任意の構成のエネルギー源が本発明の範囲内にあると
予想されることを理解するであろう。Another advantage of the supersonic jet system 400 comes from the ability to incidentally provide different pressure zones. In the preferred embodiment producing EUV radiation shown in FIG. 5, a supersonic gas stream having low radiation absorption (eg,
With H ₂ , He or Kr), a large collection solid angle EUV source emphasizes the feature of creating an additional source in creating a high pressure region adjacent to a low pressure region. Preferably, the laser beam 132 is irradiated by the lens 133 on the irradiation area 11.
7. Focus on the micro-target 510 at 7. Additionally, for example, the laser 132 may be a singular annular laser beam or one or several circular laser beams using multiple focusing lenses. In one embodiment, one or more lenses 133 are disposed around conduit 416 to direct laser beam 134 to illuminated area 1.
Focus on 17 micro-targets 510. Multiple lasers can be configured to fire laser pulses simultaneously, resulting in a single, consistent irradiation of the microtarget. Instead, the laser can be timed to start sequentially. Advantageously, the sequential activation of multiple lasers leads to rapidly pulsed irradiation approaching a continuous beam of laser energy. Irradiation area 11
When timed to deliver a micro-target to 7, the energy beam pulsed to approach continuity (conversion) due to a significant increase in irradiation speed.
It presents a considerable improvement in efficiency. Those skilled in the art will appreciate that any configuration of energy source that traverses the energy beam at the micro-target in the illuminated area is expected to be within the scope of the present invention.

【００８３】 超音速流れシステムの１つの図解的な実施形態が図５に提供される。流れ要素
、鋭利でない（blunt）本体ダクト５２４は、ディフューザ(diffuser)４３０の
中央に配置される。ダクト５２４に衝突する超音速ガス流れは、立ち上がった衝
撃波５２６（破線で示す）を生成し、（衝撃）波５２６内に高圧力領域５２８と
衝撃波５２６の外側に低圧力領域５３０を生成する。好ましくは、領域５２８は
、通常、鋭利でない本体ダクト５２４のマイクロターゲットに最も近い端部から
存在し、衝撃波５２６まで延びる。この現象は、流体力学分野においては公知で
ある。分配装置５０６は、ダクト５２４中央に向かってマイクロターゲットを搬
送する。好ましくは、マイクロターゲットの搬送及びレーザパルス化は、衝撃波
５２６の境界に近いがその中にある鋭利でない本体ダクト５２４内で、照射地点
及び結果としてレーザプラズマが生成するように、同期化される。領域５２８内
のガス圧力は相対的に高いので、ＥＵＶ放射の吸収は、それに対応して、この領
域で高い。望ましくは、初期プラズマから衝撃波５２６までの距離は小さく、好
ましくは、数ｍｍ若しくはそれ以下である。そのような場合、所望のラジエーシ
ョンは、この領域で発生する所定の吸収と共に高圧力ガスの数ｍｍのみを伝播し
、衝撃波５２６を通過し、低圧力領域５３０に入り、次いで、はるかに少ない吸
収と共に反射鏡５５７に向かって低圧力領域５３０のかなり長い経路を伝播する
。このようにして、マイクロターゲットの照射中に生成される融除されたイオン
のようなターゲット残さは、高圧力ゾーン内で実質的に停止し、ダクト５２４を
介して吹き飛ばされ、ディフューザ４３０に入り、超音速ジェットシステム４０
０により導管領域４３１に入る。衝撃波５２６の形状、及びそれに対応する高圧
力領域５２８及び低圧力領域５３０は、システム構成に従って変化することが認
識されるべきである。One schematic embodiment of a supersonic flow system is provided in FIG. The flow element, a blunt body duct 524, is located in the center of the diffuser 430. The supersonic gas flow impinging on the duct 524 produces a rising shock wave 526 (shown in dashed lines), creating a high pressure region 528 within the (shock) wave 526 and a low pressure region 530 outside the shock wave 526. Preferably, the region 528 generally exists from the end of the non-sharp body duct 524 closest to the microtarget and extends to the shock wave 526. This phenomenon is well known in the field of fluid dynamics. The distributor 506 conveys the micro target toward the center of the duct 524. Preferably, the delivery and laser pulsing of the micro-target is synchronized such that within the blunt body duct 524 near but within the boundary of the shock wave 526, the irradiation point and the resulting laser plasma is generated. Since the gas pressure in region 528 is relatively high, the absorption of EUV radiation is correspondingly high in this region. Desirably, the distance from the initial plasma to the shock wave 526 is small, preferably a few mm or less. In such a case, the desired radiation will propagate only a few mm of high pressure gas with a given absorption occurring in this region, pass through the shock wave 526, enter the low pressure region 530 and then with much less absorption. Propagate a fairly long path of the low pressure region 530 toward the reflector 557. In this way, target debris, such as ablated ions produced during irradiation of the micro-target, substantially stops in the high pressure zone, is blown off through duct 524 and enters diffuser 430, Supersonic jet system 40
0 enters conduit region 431. It should be appreciated that the shape of shock wave 526, and corresponding high pressure region 528 and low pressure region 530, will vary according to system configuration.

【００８４】 この実施形態において、ビームライン１４２は、通常、鏡５５７、窓５５８及
び放射処理装置１４４（図示しない）から構成される。鏡５５７は、レーザプラ
ズマにより生成されたＥＵＶ放射１３６を反射し、窓５５８の方に向け、そこで
、ラジエーションは放射処理装置１４４により受信され、処理される。この実施
形態においては、窓５５８は、任意のＥＵＶ吸収表面であり得る。例えば、０．
２μｍのＢｅ若しくは０．２μｍのＳｉフォイルが窓として採用され得る。典型
的なリソグラフィー用途では、一旦生成したＥＵＶ放射が窓５５８により集めら
れると、処理装置１４４は、ＥＵＶマスクを照らす集光光学部若しくは形状光学
部をさらに有することが可能で、引き続いて、ＥＵＶ写像鏡が照射領域１１７で
生成されたＥＵＶ放射に曝されるシリコンウェハ上のフォトレジストにマスクの
特徴を印刷する。当業者は、任意の構成の放射処理装置１４４が究極的使用のた
めにビームライン１４２で受信されるラジエーションを方向付け、調整すると予
想されることを理解するであろう。In this embodiment, the beamline 142 typically consists of a mirror 557, a window 558 and a radiation processing device 144 (not shown). The mirror 557 reflects the EUV radiation 136 produced by the laser plasma and directs it towards the window 558, where the radiation is received and processed by the radiation processor 144. In this embodiment, the window 558 can be any EUV absorbing surface. For example, 0.
2 μm Be or 0.2 μm Si foil can be adopted as the window. In typical lithographic applications, the processing device 144 may further have collection optics or shaped optics that illuminate the EUV mask once the generated EUV radiation is collected by the window 558, and subsequently the EUV mapping. A mirror prints the features of the mask on the photoresist on the silicon wafer that is exposed to the EUV radiation generated in the illuminated area 117. Those skilled in the art will appreciate that any configuration of radiation processing device 144 is expected to direct and adjust the radiation received at beamline 142 for ultimate use.

【００８５】 所望のラジエーションの大きな固体角度集光（２πに近い）は、ＥＵＶ放射の
集光効率を向上させ、また、ターゲット残さを最小限にすると同様にジェットノ
ズル４２０近傍での吸収を最小化する。さらに、本発明は、現行システム、例え
ば、薄いテープターゲットを使用するシステムでは利用不能な実質的によりコン
パクトな構成を許容し、そのため、より小さいスペースで利用され得るシステム
を提供する。Solid angle collection with high desired radiation (close to 2π) improves collection efficiency of EUV radiation and also minimizes absorption near jet nozzle 420 as target residue is minimized. To do. Further, the present invention allows for a substantially more compact configuration that is not available in current systems, such as systems that use thin tape targets, thus providing a system that can be utilized in less space.

【００８６】 図７に図解される実施形態は、また、本発明の別の利点を強調する。図７に図
解される導管ループ５１８は、完全に閉鎖され、外部の放射チャンバ１１８から
密閉され、それにより、オプションとして超音速ジェットシステムを採用し得る
閉ループ循環システムを生成する。例えば、図７に開示された特別な例において
は、マイクロターゲット装置５０６は、ガス導管ループ５１８を通して延伸する
。ガス導管ループ５１８は、実質的には、開放ループシステムを採用する導管４
１８と同様に動作する。装置５０６の端部は、ノズル５２０に非常に近接して配
置される。各マイクロターゲットは、照射領域に向かって装置５０６を下方に移
動するので、マイクロターゲットは、有利なことに、装置２０６の底部開口部を
高速で通過するガスにより生成される真空により、装置２０６から引き出される
（若しくは引きずられる）。このようにして、各マイクロターゲットは、非常に
高速で照射領域１１７に推進する。この実施形態は、閉ループシステムであるの
で、ガスにより達成される高い速度は、より効率的なターゲット残さ除去と同様
により速いマイクロターゲットの搬送のために最大にされる。導管ループ５１８
内への挿入部５０６を含む装置７００は、液体若しくは固体マイクロターゲット
のいずれかを搬送するためのような、本発明の任意の分配システムと共に使用可
能であり、任意の他の残さ除去エレメントと組合せられ得ることが認識されるで
あろう。The embodiment illustrated in FIG. 7 also highlights another advantage of the present invention. The conduit loop 518 illustrated in FIG. 7 is completely closed and sealed from the external radiant chamber 118, thereby creating a closed loop circulation system that may optionally employ a supersonic jet system. For example, in the particular example disclosed in FIG. 7, the micro target device 506 extends through the gas conduit loop 518. The gas conduit loop 518 is essentially a conduit 4 employing an open loop system.
It operates similarly to 18. The end of the device 506 is located very close to the nozzle 520. As each micro-target moves down the device 506 towards the illuminated area, the micro-targets are advantageously removed from the device 206 by the vacuum created by the gas passing through the bottom opening of the device 206 at high speed. Pulled out (or dragged). In this way, each micro target propels the irradiation area 117 at a very high speed. Since this embodiment is a closed loop system, the high velocities achieved by the gas are maximized for faster microtarget delivery as well as more efficient target debris removal. Conduit loop 518
The device 700 including the insert 506 therein can be used with any dispensing system of the invention, such as for delivering either liquid or solid microtargets, and combined with any other residue removal element. It will be appreciated that it can be done.

【００８７】 好ましくは、導管ループ５１８は、さらに、照射領域から外側に延びる円錐形
かつ円筒形の壁５５６を含む。この開示された例において、円筒壁５５６の開放
端は、円筒壁５５６及びレンズ１３３の間に密閉された筐体を提供するようにレ
ーザレンズ１３３に噛合する。このようにして、システム７００内にいかなる隙
間若しくは開口部もない。円筒壁５５６は、レーザレンズ１３３から発するレー
ザ光線パルス１３４用のレーザ経路を囲む。このため、壁５５６は、導管ループ
５１８が完全に閉じた状態を維持することを許容し、同時に、外部レーザ源から
のレーザ光線パルス１３４が筐体に入ることを許容する。Preferably, the conduit loop 518 further comprises a conical and cylindrical wall 556 extending outwardly from the illuminated area. In this disclosed example, the open end of cylindrical wall 556 mates with laser lens 133 to provide a sealed housing between cylindrical wall 556 and lens 133. In this way, there are no gaps or openings in the system 700. The cylindrical wall 556 surrounds the laser path for the laser beam pulse 134 emanating from the laser lens 133. Thus, the wall 556 allows the conduit loop 518 to remain fully closed while at the same time allowing laser beam pulses 134 from an external laser source to enter the housing.

【００８８】 図７に図解される実施形態では、好適なマイクロターゲットの例は、勿論、任
意の好適なラジエーション放物質が使用され得るが、次の元素、錫、インジウム
、アンチモン、金若しくはリチウムを１以上有するマイクロターゲットを含む。
マイクロターゲットは、レーザ光線パルス１３４により照射され、プラズマ１３
５を生成し、ＥＵＶ放射１３６を放出する。このＥＵＶ放射１３６は、ビームラ
イン１４２に沿うＥＵＶ窓５５８を通過し、さらに、例えば、一連の光学フィル
タである放射処理装置１４４を通過する。１つの実施形態において、ＥＵＶ窓５
５８は、０．２μｍ厚さのベリリウム窓である。別の実施形態においては、ＥＵ
Ｖ窓５５８は、０．２μｍのシリコン窓であり得る。In the embodiment illustrated in FIG. 7, examples of suitable micro targets include, of course, any suitable radiation emitting material, but the following elements: tin, indium, antimony, gold or lithium. Includes one or more micro-targets.
The micro target is irradiated by the laser beam pulse 134, and the plasma 13
5 and emits EUV radiation 136. This EUV radiation 136 passes through an EUV window 558 along the beam line 142 and further through a radiation processing device 144, which is, for example, a series of optical filters. In one embodiment, EUV window 5
Reference numeral 58 is a beryllium window having a thickness of 0.2 μm. In another embodiment, the EU
The V window 558 can be a 0.2 μm silicon window.

【００８９】 図８は、マイクロターゲット２１０を照射するためのエネルギー源として電子
ビームを使用するラジエーション生成装置８００の実施形態を図解する。１つの
図解された例において、固体材料は、密閉されたリザーバ２２２に溶融状態で維
持され、再循環ポンプ８３０からの圧力を受ける。好ましくは、インクジェット
タイプのノズル２２６が照射チャンバ１１８にマイクロターゲット微小液滴２１
０を分配し、そこは、オプションとして真空８２０下にある。付随的に、ピエゾ
電気振動器２２０がノズル２２６を振動させ、それにより一定の間隔、好ましく
は１０^６液滴毎秒（およそ１ＭＨｚの反復速度）で、マイクロターゲット２１０
の分配を制御する。有利なことに、ノズル２２６は、また、実質的に安定な軌跡
上に、好ましくは、ノズル２２６から５乃至１０ｍｍの距離において±５μｍ以
内で、マイクロターゲット２１０を送出する。好ましくは、マイクロ液滴の直径
は、１０乃至１００μｍであるが、その他の要因の中でも、所望の放射源寸法及
び電子ビームから放出される出力に応じて、その他の直径が使用され得る。FIG. 8 illustrates an embodiment of a radiation generation device 800 that uses an electron beam as an energy source to illuminate a micro target 210. In one illustrated example, solid material is maintained in a molten state in a sealed reservoir 222 and receives pressure from a recirculation pump 830. Preferably, an inkjet type nozzle 226 is provided in the irradiation chamber 118 for the micro-target microdroplets 21.
Distribute 0, which is optionally under vacuum 820. Additionally, the piezo electric vibrator 220 vibrates the nozzle 226, thereby causing the micro target 210 to be at regular intervals, preferably 10 ⁶ droplets per second (repetition rate of approximately 1 MHz).
Control the distribution of. Advantageously, the nozzle 226 also delivers the microtarget 210 on a substantially stable trajectory, preferably within ± 5 μm at a distance of 5-10 mm from the nozzle 226. Preferably, the diameter of the microdroplets is between 10 and 100 μm, but other diameters may be used depending on the desired source dimensions and the power emitted from the electron beam, among other factors.

【００９０】 図８に図解された実施形態においては、出力供給部８３２は、照射領域１１７
のマイクロターゲットに電子ビーム８３４の焦点を合わせる電磁気的レンズシス
テム８３３により焦点を合わせられる電子ビーム８３４を生成する。グランド（
接地部）８３１は、出力供給部８３２を接地する。この例では、電子ビーム８３
４による照射は、Ｘ線放射１３６を生成する。勿論、その他の所望の波長が生成
可能であり、電子ビーム及びレンズシステムのその他の光学的及び電気的構成が
使用され得る。例えば、磁石８３４は、電子ビームの焦点を合わせるために使用
され得る。In the embodiment illustrated in FIG. 8, the output supply unit 832 has an irradiation area 117.
The electron beam 834 is focused by the electromagnetic lens system 833 which focuses the electron beam 834 on the micro-targets of. ground(
The grounding part) 831 grounds the output supply part 832. In this example, the electron beam 83
Irradiation with 4 produces X-ray radiation 136. Of course, other desired wavelengths can be produced and other optical and electrical configurations of electron beam and lens systems can be used. For example, the magnet 834 can be used to focus the electron beam.

【００９１】 好ましくは、電子ビーム８３４は、１００ｎｓのパルスを搬送するが、所望の
ラジエーションを放出するために必要なエネルギーを搬送する他のパルス継続時
間も採用され得る。例えば、少なくとも３０ｋｅＶ以上の電子ビームがガリウム
（Ｇａ）から１０ｋｅＶ程度のＫ−シェル放出を生成するために必要とされる。
電子パルスの最大エネルギーは、マイクロターゲットの蒸発熱により限定される
。マイクロターゲットが蒸発すると、生成する蒸気は電子ビームの伝播を妨害す
る。さもなければ、例えば、高容積真空ポンプ、冷フィンガ、温度勾配若しくは
電磁気場を採用する残さ制御システムが、電子ビーム８３４の経路から蒸発した
材料を実質的に除外するために使用され得る。例として、システム８００を使用
してＸ線が生成され、蒸発したターゲット材料がビーム経路から除外されるよう
な残さ除去装置が採用されるときには、電子ビーム強度は、マイクロターゲット
に沈積する高エネルギーのために、５のファクタだけ増加可能であり、ある程度
の蒸発を許容する。例えば、Ｇａマイクロターゲットを使用する１つの実施形態
では、ターゲットが蒸発しない場合には、過剰な２ｋＷの電気出力がＧａマイク
ロターゲットに沈積され得る。対照的に、一定のターゲット蒸発が許容されると
きには、残さ除去装置を使用する利点に基づいて、過剰な１０ｋＷがＧａマイク
ロターゲットに沈積され得る。Preferably, the electron beam 834 carries a pulse of 100 ns, but other pulse durations carrying the energy necessary to emit the desired radiation may also be employed. For example, an electron beam of at least 30 keV or more is required to generate K-shell emission of about 10 keV from gallium (Ga).
The maximum energy of the electron pulse is limited by the heat of vaporization of the microtarget. When the micro target evaporates, the generated vapor interferes with the propagation of the electron beam. Otherwise, for example, a residue control system employing high volume vacuum pumps, cold fingers, temperature gradients or electromagnetic fields can be used to substantially exclude evaporated material from the path of the electron beam 834. As an example, when a debris remover is employed such that X-rays are generated using system 800 and vaporized target material is excluded from the beam path, the electron beam intensity is high energy that deposits on the microtarget. Therefore, it can be increased by a factor of 5, allowing some evaporation. For example, in one embodiment using a Ga microtarget, an excess of 2 kW of electrical power may be deposited on the Ga microtarget if the target does not evaporate. In contrast, when constant target evaporation is allowed, an excess of 10 kW may be deposited on the Ga microtarget, based on the advantage of using a residue removal device.

【００９２】 Ｘ線源寸法は、好ましくは、相対的に小さく、好ましくは２０乃至１００μｍ
である。システム８００は、これらの従来システムが、維持するのに高価であり
、回転陽極を監視し面倒を見るために高度に訓練された個人からなるチームを必
要とする点において、現行の回転陽極システムに対するその他の利点を表す。例
えば、回転陽極ソースは、密閉された管ではないので、回転陽極ソースは、真空
ポンプ及び関連する維持必需品を必要とする。同様に、製造コストは、陽極を常
時冷却する必要のために、従来システムにおいて増加する。対照的に、システム
８００は、閉ループシステムとして採用可能であり、密閉された管を形成し、外
部の真空ポンプ８２０の必要性をなくす。The X-ray source dimensions are preferably relatively small, preferably 20-100 μm.
Is. System 800 is an improvement over current rotating anode systems in that these conventional systems are expensive to maintain and require a team of highly trained individuals to monitor and care for the rotating anode. Represents other benefits. For example, the rotating anode source requires a vacuum pump and associated maintenance necessities because the rotating anode source is not a sealed tube. Similarly, manufacturing costs are increased in conventional systems due to the need to constantly cool the anode. In contrast, the system 800 can be employed as a closed loop system, forming a sealed tube, eliminating the need for an external vacuum pump 820.

【００９３】 システム８００の別の利点は、生成されたソースの高度に望ましい輝度に由来
する。例えば、Ｃｕマイクロターゲットから放出されるＸ線のように、非常に明
るいＸ線源は、半導体、化学及び製薬産業におけるＸ線粒子回折用に望ましい。
ソースの輝度のために、例えば、Ｘ線放射は、Ｘ線鏡８１５により非常に効率的
に集光され得る。この鏡は、窓８３２を通してＸ線チャンバ１１８からＸ線の焦
点を合わせ若しくは（光線を）平行にする。１つの実施形態においては、鏡８１
５は、英国Ｄｕｒｈａｍ，ＤＨ６５ＡＤ，Ｂｏｗｂｕｒｎ，Ｂｏｗｂｕｒｎ Ｓ
ｏｕｔｈ Ｉｎｄｕｓｔｒｉａｌ Ｅｓｔａｔｅに位置するＢｅｄｅ Ｓｃｉｅ
ｎｔｉｆｉｃ Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓ，Ｌｔｄ．，の関連会社，Ｒｅｆｌｅｘ
から得られる放物面形状のマイクロ鏡を利用してもよい。Another advantage of system 800 comes from the highly desirable brightness of the generated source. Very bright X-ray sources, such as those emitted from Cu micro-targets, are desirable for X-ray particle diffraction in the semiconductor, chemical and pharmaceutical industries.
Due to the brightness of the source, for example, X-ray radiation can be very efficiently collected by the X-ray mirror 815. This mirror focuses or collimates the x-rays from x-ray chamber 118 through window 832. In one embodiment, the mirror 81
5 is Durham, DH65AD, Bowburn, Bowburn S
Bede Scie located at outh Industrial Estate
natural Instruments, Ltd. , Affiliate company, Reflex
You may utilize the parabolic micro mirror obtained from.

【００９４】 システム８００の形状は、また、ラジエーション源に対する相対的近接したア
クセスを可能にする。例えば、Ｘ線鏡８３２は、非常に近くに配置可能であり、
好ましくは、マイクロターゲットの背部２乃至５ｍｍである。結果として、より
多くのラジエーションが効率的に集光され、ビームライン１４２に再度向けられ
、それによりＸ線源の輝度を増大させる。例えば、本発明を使用して生成された
Ｘ線は、回転陽極ソースから生成されたＸ線より１０倍明るくなり得る。The shape of system 800 also allows for relatively close access to the radiation source. For example, the X-ray mirror 832 can be placed very close together,
The back of the micro target is preferably 2 to 5 mm. As a result, more radiation is efficiently collected and redirected to the beamline 142, thereby increasing the brightness of the x-ray source. For example, x-rays produced using the present invention can be ten times brighter than x-rays produced from a rotating anode source.

【００９５】 システム８００は、また、更新可能なマイクロターゲットのソースを提供する
。照射領域１１７を通過した後、電子ビームによる照射とは関係なく、マイクロ
ターゲット２１０は、グランド８４５により接地された収集貯蔵部８３９に落下
することを継続する。グランド８４５は、照射中にマイクロターゲットに沈積さ
れた過剰な電気エネルギーを接地し、閉ループシステムを採用するときには必要
である。貯蔵部８３９内で、マイクロターゲットは、ヒータ８４０により再加熱
され、それによりマイクロターゲットを液体状態に転化若しくは維持する。再循
環ポンプ８３０は、液体材料をリザーバ２２２に戻す。また、ポンプ８３０は、
ノズル２２６を通して、マイクロターゲット２１０を分配するために必要な圧力
をリザーバ２２２に供給する。有利なことに、このプロセスは、放射チャンバ、
例えばＸ線管が密閉可能であり、必要に応じてオン若しくはオフに切換可能であ
る。さらに有利なことに、マイクロターゲットの定常流れが生成される前にシス
テムをオンに切り換えるときに、短い加熱時間のみが必要とされる。System 800 also provides a source of updatable micro-targets. After passing through the irradiation area 117, the micro target 210 continues to drop into the collection storage unit 839 grounded by the ground 845 regardless of the irradiation by the electron beam. The ground 845 grounds the excess electrical energy deposited on the microtarget during irradiation and is necessary when employing a closed loop system. Within the reservoir 839, the micro target is reheated by the heater 840, thereby converting or maintaining the micro target in the liquid state. Recirculation pump 830 returns the liquid material to reservoir 222. Also, the pump 830 is
Through the nozzle 226, the pressure necessary for dispensing the micro target 210 is supplied to the reservoir 222. Advantageously, this process comprises a radiation chamber,
For example, the X-ray tube can be hermetically sealed and can be switched on or off as required. Even more advantageously, only a short heating time is required when switching on the system before a steady flow of microtargets is produced.

【００９６】 マイクロターゲットから所望の波長のラジエーションを生成する方法が図６に
図解される。本発明の１つの実施形態に従って実行されるこの方法は、ブロック
ダイアグラム６００に示される。ブロック６１０は、マイクロターゲット材料と
して適している固体材料を選択する。重大なことに（critically）、適当なエネ
ルギー源により照射されたときに、固体材料は、所望の波長若しくはエネルギー
を有するラジエーションを放出する。例えば、Ｉ_Ｌ１０^１４Ｗ／ｃｍ^２程度のレ
ーザ強度を有する高出力レーザにより照射されたときには、Ｃｕは、１．２ｋｅ
Ｖ程度のＸ線放射を放出する。照射された固体材料は多数の波長若しくはエネル
ギーからなるラジエーションを放出し得ることが認識されるであろう。例えば、
Ｉ〜１０^１５Ｗ／ｃｍ^２で照射するエネルギー源は、固体Ｓｎから４ｋｅＶ程度
のＸ線を放出する。しかし、Ｉ〜１０^１２Ｗ／ｃｍ^２のエネルギーで照射された
ときには、Ｓｎは、０．１ｋｅＶ程度のＥＵＶ放射を放出する。望ましくは、固
体材料は、大気温度及び圧力で固体である。所望の波長のラジエーションを生成
するために適した利用可能な全くバラエティに富んだ固体材料は、現行システム
におけるラジエーションを放出する利用可能な液体若しくは固体の数を少なくす
るので、本発明は、これらのシステムに対して多くの利点を与える。例えば、現
存するシステムでは現在利用できないバラエティに富んだスペクトル波長は、本
発明を実行することにより利用可能である。別の利点として、本発明は、特別の
波長からなるラジエーションを生成するためにバラエティに富んだ材料を使用可
能にする。例えば、Ｂｅ、Ｌｉ、Ｃｕ、Ｉｎ、Ｓｂ若しくはＳｎが典型的には、
全て０．１ｋｅＶ程度（１３乃至１４ｎｍ波長）でＥＵＶ放射を生成する。例え
ば、固体材料のコスト若しくは利用可能性、融点、毒性、使用するエネルギー源
のタイプ若しくはシステム構成に応じて、これらの固体材料の中の１つが、その
他に対して好ましくあり得る。このようにして、本発明は、利用可能なラジエー
ション生成材料の不足により制約される現行のラジエーション生成システムに自
由度を加える。A method of generating a desired wavelength radiation from a micro target is illustrated in FIG. This method, performed in accordance with one embodiment of the present invention, is shown in block diagram 600. Block 610 selects a solid material suitable as a microtarget material. Critically, the solid material emits radiation with the desired wavelength or energy when illuminated by a suitable energy source. For _example, when irradiated by a high power laser having the I ^L 10 14 W / cm ² about the laser intensity, Cu is, 1.2Ke
Emit X-ray radiation of the order of V. It will be appreciated that the irradiated solid material may emit radiation of multiple wavelengths or energies. For example,
The energy source for irradiation with I to 10 ¹⁵ W / cm ² emits X-rays of about 4 keV from solid Sn. ^However, when irradiated with an energy of ^I~10 12 W / cm ² is, Sn emits EUV radiation of about 0.1 keV. Desirably, the solid material is solid at ambient temperature and pressure. The present invention is directed to reducing the number of available liquids or solids that emit radiation in current systems because the available wide variety of solid materials suitable for producing the desired wavelength radiation reduces these. It offers many advantages to the system. For example, a wide variety of spectral wavelengths not currently available in existing systems can be utilized by practicing the present invention. As another advantage, the present invention allows a wide variety of materials to be used to create a radiation of a particular wavelength. For example, Be, Li, Cu, In, Sb or Sn is typically
All generate EUV radiation at around 0.1 keV (13-14 nm wavelength). Depending on, for example, the cost or availability of solid materials, melting point, toxicity, type of energy source used, or system configuration, one of these solid materials may be preferred over the other. In this way, the present invention adds flexibility to current radiation generation systems that are constrained by the lack of available radiation generation material.

【００９７】 ブロック６２０は、別個のマイクロターゲットとして固体材料を提供する。望
ましくは、マイクロターゲットは、ターゲット残さ及び融除されたイオンを最小
化するような寸法である。マイクロターゲットは、固体若しくは液体のいずれか
として提供され得ることが認識されるであろう。例えば、固体マイクロペレット
が、対応する利点と共に前述したように、使用され得る。その代わりに、マイク
ロターゲットは、液体状態に溶融された固体材料のブロックから構成され、次い
で、この溶融液体の部分が液体マイクロターゲットを形成し得る。例えば、はん
だジェット部品若しくは他のインクジェットタイプのノズルが別個の液滴マイク
ロターゲットを供給するために使用され得る。別の例として、液体マイクロター
ゲットは、また霧（mist）として提供され得る。その他のタイプのマイクロター
ゲットが本発明の範囲内にあると予想されることが認識されるであろう。Block 620 provides the solid material as a separate microtarget. Desirably, the microtarget is sized to minimize target residues and ablated ions. It will be appreciated that the microtarget can be provided as either a solid or a liquid. For example, solid micropellets can be used as described above with the corresponding advantages. Instead, the microtarget may be composed of a block of solid material melted into a liquid state, which portion of the molten liquid then forms a liquid microtarget. For example, solder jet components or other ink jet type nozzles can be used to deliver separate droplet micro-targets. As another example, liquid micro-targets can also be provided as a mist. It will be appreciated that other types of microtargets are expected to be within the scope of the invention.

【００９８】 ブロック６３０は、マイクロターゲットを照射領域に搬送する。本発明に対応
して、マイクロターゲットは、真空、圧縮ガス、重力、超音速ガス、若しくはマ
イクロターゲットを照射領域に搬送する当該分野で既知の任意の他の搬送方法を
使用して、搬送され得る。さらに、これらの方法の中で任意のものが搬送を実行
するために組合せられ得る。例えば、１つの実施形態においては、超音速ガスが
マイクロターゲットを照射領域に推進する。同時に、超音速速度を生成する圧力
差が、さらに、マイクロターゲット分配ノズル端部に付随した真空を発生させ、
それにより、ノズルから照射領域に向かってマイクロターゲットを随伴する。Block 630 transports the micro target to the irradiation area. Corresponding to the invention, the micro-targets may be transported using vacuum, compressed gas, gravity, supersonic gas, or any other transport method known in the art to transport the micro-targets to the irradiation area. .. Moreover, any of these methods can be combined to perform the transport. For example, in one embodiment, supersonic gas propels the micro-target into the illuminated area. At the same time, the pressure differential that creates the supersonic velocity also creates a vacuum associated with the end of the micro target dispensing nozzle,
Thereby, the micro target is entrained from the nozzle toward the irradiation area.

【００９９】 ブロック６４０は、エネルギー経路に沿うエネルギー源を用いてマイクロター
ゲットを照射する。重大なことに、エネルギー源は、エネルギービームによるマ
イクロターゲットの照射が所望の波長のラジエーションを生成するように適当な
エネルギーを有するエネルギービームを放出しなければならない。例えば、Ｉ_Ｌ １０^１４Ｗ／ｃｍ^２程度のレーザパルスでＣｕを照射するときには、１ｋｅＶ程
度のＬ−シェル放出がＣｕマイクロターゲットから放出されるように、高出力レ
ーザは適当なエネルギービームを放出する。当業者は、マイクロターゲットから
所望のラジエーションを放出する任意の他のエネルギー源が使用され得ることを
理解するであろう。例えば、電子、陽子若しくはその他の粒子ビーム、又はその
他のレーザ構成が本発明の範囲内であると予想される。Block 640 illuminates the micro-target with an energy source along the energy path. Significantly, the energy source must emit an energy beam with the appropriate energy so that irradiation of the microtarget with the energy beam produces radiation of the desired wavelength. For _example, when irradiating the Cu in I ^L 10 14 W / cm ² about the laser pulses, as the order of 1 keV L-shell emission is emitted from the Cu micro target, high-power laser emits suitable energy beam . Those skilled in the art will appreciate that any other energy source that emits the desired radiation from the microtarget can be used. For example, electron, proton or other particle beams, or other laser configurations are expected to be within the scope of the invention.

【０１００】 ブロック６５０は、マイクロターゲットから放出された所望のラジエーション
をビームライン経路に沿って照射領域からビームラインに向ける。好ましくは、
ラジエーションは、例えば、鏡、窓及びラジエーション生成システム内のビーム
ラインの賢明なる配置を使用して、方向付けられ得る。所望の波長のラジエーシ
ョンの集光を最大限にする位置にビームラインを配置する一方で、ターゲット残
さ及び望ましくない波長の無関係な放出を最小限にすることが望ましいが、ビー
ムラインは、所望のラジエーションを受信し若しくはそれに曝される任意の位置
に配置され得る。Block 650 directs the desired radiation emitted from the micro-target from the illuminated area to the beamline along the beamline path. Preferably,
Radiation can be directed using, for example, judicious placement of mirrors, windows and beamlines within the radiation generation system. While it is desirable to place the beamline in a position that maximizes the collection of radiation of the desired wavelength, it is desirable to minimize target residue and extraneous emission of unwanted wavelengths, but the beamline should be Can be placed at any location that receives or is exposed to.

【０１０１】 ブロック６６０は、エネルギー源及びビームラインに関連する装置のようなシ
ステム装置に、ターゲット残さ及びその他の汚染物が接触しないように、ターゲ
ット残さをエネルギー経路及びビームライン経路から実質的に除去する。例えば
、多数の異なる実施形態で前述した種々の要素を用いて構成された残さ除去装置
は、ターゲット残さを停止させ、除去するために使用され得る。Block 660 substantially removes the target residue from the energy path and the beamline path so that the system residue, such as those associated with the energy source and the beamline, are not contacted by the target residue and other contaminants. To do. For example, a residue remover configured with the various elements described above in a number of different embodiments can be used to stop and remove the target residue.

【０１０２】 当業者は、図解目的であり限定目的ではないこの説明において表現された好ま
しい実施形態以外により、本発明が実行可能であり、本発明はクレームによって
のみ限定されることを認識するであろう。この説明で議論した特定の実施形態に
対する均等物も同様に本発明を実行し得ることが注記される。Those skilled in the art will recognize that the invention may be practiced other than the preferred embodiments depicted in this description for purposes of illustration and not limitation, and that the invention is limited only by the claims. Let's do it. It is noted that equivalents to the particular embodiments discussed in this description may practice the invention as well.

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

【図１】 本発明の１つの実施形態に対応するマイクロターゲットとして固体のマイクロ
ペレットを使用するラジエーション生成システムの種々の構成部品及び構造のシ
ステムダイアグラムである。FIG. 1 is a system diagram of various components and structures of a radiation generation system using solid micropellets as microtargets according to one embodiment of the present invention.

【図２】 本発明の１つの実施形態に対応する液体マイクロターゲットを使用するラジエ
ーション生成システムの種々の構成部品及び構造のシステムダイアグラムである
。FIG. 2 is a system diagram of various components and structures of a radiation generation system using a liquid micro-target according to one embodiment of the invention.

【図３】 本発明の別の実施形態に対応する液体マイクロターゲットを使用するラジエー
ション生成システムの種々の構成部品及び構造のシステムダイアグラムである。FIG. 3 is a system diagram of various components and structures of a radiation generation system using a liquid micro-target according to another embodiment of the invention.

【図４】 本発明の実施形態に対応して超音速ジェットシステムを使用するラジエーショ
ン生成システムの種々の構成部品及び構造のシステムダイアグラムである。FIG. 4 is a system diagram of various components and structures of a radiation generation system using a supersonic jet system according to an embodiment of the invention.

【図５】 本発明の実施形態に対応して、超音速ジェットシステム及び異なる圧力領域を
生成する鋭利でない本体ダクトを使用するラジエーション生成システムの種々の
構成部品及び構造のシステムダイアグラムである。FIG. 5 is a system diagram of various components and structures of a radiation generation system using a supersonic jet system and a non-sharp body duct that creates different pressure regions, in accordance with an embodiment of the present invention.

【図６】 本発明の実施形態に対応してマイクロターゲットを使用する所望の波長のラジ
エーションを生成する方法を図解するフローチャートである。FIG. 6 is a flow chart illustrating a method of generating a desired wavelength radiation using a micro target according to an embodiment of the present invention.

【図７】 本発明の１つの実施形態に対応する閉ループ循環システムを使用したラジエー
ション生成システムの種々の構成部品及び構造のシステムダイアグラムである。FIG. 7 is a system diagram of various components and structures of a radiation generation system using a closed loop circulation system according to one embodiment of the invention.

【図８】 本発明の１つの実施形態に対応するエネルギー源として電子ビームを使用した
ラジエーション生成システムの種々の構成部品及び構造のシステムダイアグラム
である。FIG. 8 is a system diagram of various components and structures of a radiation generation system using an electron beam as an energy source according to one embodiment of the invention.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＣＹ， ＤＥ，ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，Ｉ Ｔ，ＬＵ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ ，ＣＦ，ＣＧ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＧＷ，ＭＬ， ＭＲ，ＮＥ，ＳＮ，ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＧＨ，ＧＭ，Ｋ Ｅ，ＬＳ，ＭＷ，ＭＺ，ＳＤ，ＳＬ，ＳＺ，ＴＺ，ＵＧ ，ＺＷ)，ＥＡ(ＡＭ，ＡＺ，ＢＹ，ＫＧ，ＫＺ，ＭＤ， ＲＵ，ＴＪ，ＴＭ)，ＡＥ，ＡＧ，ＡＬ，ＡＭ，ＡＴ， ＡＵ，ＡＺ，ＢＡ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ，ＢＺ，Ｃ Ａ，ＣＨ，ＣＮ，ＣＲ，ＣＵ，ＣＺ，ＤＥ，ＤＫ，ＤＭ ，ＤＺ，ＥＥ，ＥＳ，ＦＩ，ＧＢ，ＧＤ，ＧＥ，ＧＨ， ＧＭ，ＨＲ，ＨＵ，ＩＤ，ＩＬ，ＩＮ，ＩＳ，ＪＰ，Ｋ Ｅ，ＫＧ，ＫＰ，ＫＲ，ＫＺ，ＬＣ，ＬＫ，ＬＲ，ＬＳ ，ＬＴ，ＬＵ，ＬＶ，ＭＡ，ＭＤ，ＭＧ，ＭＫ，ＭＮ， ＭＷ，ＭＸ，ＭＺ，ＮＯ，ＮＺ，ＰＬ，ＰＴ，ＲＯ，Ｒ Ｕ，ＳＤ，ＳＥ，ＳＧ，ＳＩ，ＳＫ，ＳＬ，ＴＪ，ＴＭ ，ＴＲ，ＴＴ，ＴＺ，ＵＡ，ＵＧ，ＵＳ，ＵＺ，ＶＮ， ＹＵ，ＺＡ，ＺＷ (72)発明者 フォスター、リチャード、エム アメリカ合衆国、カリフォルニア州 90266、マンハッタン ビーチ、エイスス トリート 325番 (72)発明者 ピコ、キャレイ、エー アメリカ合衆国、カリフォルニア州 92122、サンディエゴ、＃215 トスカーナ ウェイ 5360番 (72)発明者 モーリス、ジェイムズ、エイチ アメリカ合衆国、カリフォルニア州 92024、エンシニタス、ダイアモンド ヘ ッド ドライブ 1386番 (72)発明者 パワーズ、マイケル、エフ アメリカ合衆国、カリフォルニア州 92116、サンディエゴ、コプレイ アベニ ュー 3240番 (72)発明者 カロセーラ、ジョン、エイチ アメリカ合衆国、カリフォルニア州 92122、サンディエゴ、パルミラ ドライ ブ 7655番 Ｆターム(参考） 4C092 AA05 AA06 AB12 AB27 BD01 BD04 BD05 BD15 BD18 BD19─────────────────────────────────────────────────── ─── Continued front page    (81) Designated countries EP (AT, BE, CH, CY, DE, DK, ES, FI, FR, GB, GR, IE, I T, LU, MC, NL, PT, SE), OA (BF, BJ , CF, CG, CI, CM, GA, GN, GW, ML, MR, NE, SN, TD, TG), AP (GH, GM, K E, LS, MW, MZ, SD, SL, SZ, TZ, UG , ZW), EA (AM, AZ, BY, KG, KZ, MD, RU, TJ, TM), AE, AG, AL, AM, AT, AU, AZ, BA, BB, BG, BR, BY, BZ, C A, CH, CN, CR, CU, CZ, DE, DK, DM , DZ, EE, ES, FI, GB, GD, GE, GH, GM, HR, HU, ID, IL, IN, IS, JP, K E, KG, KP, KR, KZ, LC, LK, LR, LS , LT, LU, LV, MA, MD, MG, MK, MN, MW, MX, MZ, NO, NZ, PL, PT, RO, R U, SD, SE, SG, SI, SK, SL, TJ, TM , TR, TT, TZ, UA, UG, US, UZ, VN, YU, ZA, ZW (72) Inventor Foster, Richard, M             California, United States             90266, Manhattan Beach, Aces             Treat No. 325 (72) Inventor Pico, Carey, A             California, United States             92122, San Diego, # 215 Tuscany               Way 5360 (72) Inventor Maurice, James, H             California, United States             92024, Encinitas, Diamond F             No. Drive 1386 (72) Inventor Powers, Michael, F             California, United States             92116, San Diego, Copley Aveni             View 3240 (72) Inventor Carosela, John, H             California, United States             92122, San Diego, Palmyra Dry             Bug 7655 F-term (reference) 4C092 AA05 AA06 AB12 AB27 BD01                       BD04 BD05 BD15 BD18 BD19

Claims (47)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項１】 マイクロターゲットをマイクロターゲットパス上に分配する分配装置と、 エネルギーパスに沿ってエネルギービームを放出するエネルギー源と、 エネルギーパス内とマイクロターゲットパス内とに配置された照射ゾーンと、
前記マイクロターゲットパスは照射ゾーン内の前記エネルギーパスを横切り、 前記照射ゾーン内で生成されたラジエーションを受信するように構成されたビ
ームラインと、 前記照射ゾーンの下流で、前記マイクロペレットパスに沿う残さ（debris）除
去装置と、 を備えることを特徴とする固体材料を含むマイクロターゲットを使用するラジエ
ーション生成システム。1. A distribution device for distributing a micro target on a micro target path, an energy source for emitting an energy beam along the energy path, an irradiation zone arranged in the energy path and in the micro target path,
The micro-target path traverses the energy path in the irradiation zone, a beamline configured to receive radiation generated in the irradiation zone, and a residue along the micropellet path downstream of the irradiation zone. A radiation generation system using a micro target containing a solid material, comprising: (debris) removal device. 【請求項２】 前記固体材料は、Ｘ線、ＥＵＶ、ＶＵＶ若しくはＵＶ放射のうちの１つのスペ
クトル領域における波長のラジエーションを放出するように選択されることを特
徴とする請求項１に記載のラジエーション生成システム。2. Radiation according to claim 1, characterized in that the solid material is selected to emit radiation of wavelengths in one of the spectral regions of X-ray, EUV, VUV or UV radiation. Generation system. 【請求項３】 前記マイクロターゲットは金属から構成されることを特徴とする請求項１に記
載のラジエーション生成システム。3. The radiation generation system according to claim 1, wherein the micro target is made of metal. 【請求項４】 前記マイクロターゲット（材料）は、銅、ガリウム若しくは亜鉛から構成され
る群から選択されることを特徴とする請求項３に記載のラジエーション生成シス
テム。4. The radiation generation system according to claim 3, wherein the micro target (material) is selected from the group consisting of copper, gallium, or zinc. 【請求項５】 前記マイクロターゲット（材料）は、錫、リチウム、インジウム、アンチモン
若しくは金から構成される群から選択されることを特徴とする請求項３に記載の
ラジエーション生成システム。5. The radiation generating system according to claim 3, wherein the micro target (material) is selected from the group consisting of tin, lithium, indium, antimony or gold. 【請求項６】 前記固体（ターゲット）材料は、合金であることを特徴とする請求項１に記載
のラジエーション生成システム。6. The radiation generation system according to claim 1, wherein the solid (target) material is an alloy. 【請求項７】 前記固体（ターゲット）材料は、大気温度及び大気圧で固体状態にあることを
特徴とする請求項１に記載のラジエーション生成システム。7. The radiation generating system according to claim 1, wherein the solid (target) material is in a solid state at atmospheric temperature and atmospheric pressure. 【請求項８】 前記マイクロターゲットは、マイクロペレットであることを特徴とする請求項
１に記載のラジエーション生成システム。8. The radiation generation system according to claim 1, wherein the micro target is a micro pellet. 【請求項９】 前記マイクロペレットは、１乃至２００μｍの間の直径を有することを特徴と
する請求項８に記載のラジエーション生成システム。9. Radiation generation system according to claim 8, wherein the micropellets have a diameter of between 1 and 200 μm. 【請求項１０】 前記マイクロペレットは、１０乃至５０μｍの間の直径を有することを特徴と
する請求項９に記載のラジエーション生成システム。10. Radiation generation system according to claim 9, characterized in that the micropellets have a diameter between 10 and 50 μm. 【請求項１１】 前記マイクロターゲットは、液体、液滴又はミスト（霧）であることを特徴と
する請求項１に記載のラジエーション生成システム。11. The radiation generation system according to claim 1, wherein the micro target is a liquid, a liquid droplet, or a mist. 【請求項１２】 前記分配装置は、マイクロターゲット挿入システムとして構成されることを特
徴とする請求項１に記載のラジエーション生成システム。12. The radiation generation system of claim 1, wherein the dispenser is configured as a micro target insertion system. 【請求項１３】 前記マイクロペレット挿入システムは、さらに複数のソース貯蔵部を有するこ
とを特徴とする請求項１２に記載のラジエーション生成システム。13. The radiation generation system of claim 12, wherein the micropellet insertion system further comprises a plurality of source reservoirs. 【請求項１４】 前記分配装置は、はんだジェット部品として構成されることを特徴とする請求
項１に記載のラジエーション生成システム。14. The radiation generation system of claim 1, wherein the distributor is configured as a solder jet component. 【請求項１５】 前記分配装置は、超音速ジェットシステムとして構成されることを特徴とする
請求項１に記載のラジエーション生成システム。15. The radiation generation system of claim 1, wherein the distributor is configured as a supersonic jet system. 【請求項１６】 前記分配装置は、加圧されたガスを含むことを特徴とする請求項１に記載のラ
ジエーション生成システム。16. The radiation generation system of claim 1, wherein the dispenser contains a pressurized gas. 【請求項１７】 前記エネルギー源は、レーザ、電子ビーム若しくは陽子ビームであることを特
徴とする請求項１に記載のラジエーション生成システム。17. The radiation generation system according to claim 1, wherein the energy source is a laser, an electron beam, or a proton beam. 【請求項１８】 前記エネルギー源は、Ｎｄ−ＹＡＧレーザであることを特徴とする請求項１７
に記載のラジエーション生成システム。18. The energy source is an Nd-YAG laser.
Radiation generation system described in. 【請求項１９】 前記分配装置は、検出システムに接続されることを特徴とする請求項１に記載
のラジエーション生成システム。19. The radiation generation system of claim 1, wherein the distribution device is connected to a detection system. 【請求項２０】 前記エネルギー源は、検出システムに接続されることを特徴とする請求項１に
記載のラジエーション生成システム。20. The radiation generation system of claim 1, wherein the energy source is connected to a detection system. 【請求項２１】 前記分配装置又は前記エネルギー源は、検出システム及び起動装置に接続され
ることを特徴とする請求項１に記載のラジエーション生成システム。21. The radiation generation system according to claim 1, wherein the distribution device or the energy source is connected to a detection system and an activation device. 【請求項２２】 前記照射ゾーンからマイクロターゲットを受けるように配置された貯蔵部をさ
らに有することを特徴とする請求項１に記載のラジエーション生成システム。22. The radiation generation system of claim 1, further comprising a reservoir arranged to receive the micro target from the irradiation zone. 【請求項２３】 ガスで充填され、分配装置、照射ゾーン、エネルギー源、ビームライン及び残
さ除去装置に、操作可能に接続される照射チャンバをさらに備えることを特徴と
する請求項１に記載のラジエーション生成システム。23. The radiation of claim 1 further comprising an irradiation chamber that is gas filled and is operably connected to a distributor, an irradiation zone, an energy source, a beamline and a residue remover. Generation system. 【請求項２４】 前記残さ除去装置はさらに循環システムを備えることを特徴とする請求項１に
記載のラジエーション生成システム。24. The radiation generation system according to claim 1, wherein the residue removal device further comprises a circulation system. 【請求項２５】 前記残さ除去装置はさらに電場を有することを特徴とする請求項１に記載のラ
ジエーション生成システム。25. The radiation generation system according to claim 1, wherein the residue removing device further has an electric field. 【請求項２６】 前記残さ除去装置はさらに磁場を有することを特徴とする請求項１に記載のラ
ジエーション生成システム。26. The radiation generation system according to claim 1, wherein the residue removing device further has a magnetic field. 【請求項２７】 前記残さ除去装置はさらに熱フィンガ又は冷フィンガを有することを特徴とす
る請求項１に記載のラジエーション生成システム。27. The radiation generation system according to claim 1, wherein the residue removing device further includes a hot finger or a cold finger. 【請求項２８】 前記残さ除去装置はさらに超音速ジェットシステムを有することを特徴とする
請求項１に記載のラジエーション生成システム。28. The radiation generation system of claim 1, wherein the residue removal device further comprises a supersonic jet system. 【請求項２９】 前記ビームラインはラジエーション処理装置をさらに備えることを特徴とする
請求項１に記載のラジエーション生成システム。29. The radiation generation system according to claim 1, wherein the beamline further comprises a radiation processing device. 【請求項３０】 前記ビームラインはさらに鏡を備えることを特徴とする請求項１に記載のラジ
エーション生成システム。30. The radiation generation system of claim 1, wherein the beamline further comprises a mirror. 【請求項３１】 前記ビームラインはさらに窓を備えることを特徴とする請求項１に記載のラジ
エーション生成システム。31. The radiation generation system of claim 1, wherein the beamline further comprises a window. 【請求項３２】 適当なエネルギー源により照射されたときに所望の波長のラジエーションを生
成する固体材料を選択し、 個別のマイクロターゲットとして固体材料を供給し、 当該マイクロターゲットを照射ゾーンに搬送し、 照射が所望の波長のラジエーションを生成するようにエネルギー源を用いてエ
ネルギーパスに沿って当該マイクロターゲットを照射し、 前記マイクロターゲットから放出される当該ラジエーションをビームラインパ
スに沿ってビームラインに方向付け、 前記エネルギーパス及び前記ビームラインパスからターゲット残さを除去する
、ことを特徴とするマイクロターゲットを使用したラジエーション生成方法。32. Choosing a solid material that produces radiation of a desired wavelength when illuminated by a suitable energy source, providing the solid material as a separate microtarget and delivering the microtarget to an irradiation zone, Irradiating the microtarget along an energy path with an energy source so that the irradiation produces a radiation of a desired wavelength, and directing the radiation emitted from the microtarget to a beamline along a beamline path. A method for generating radiation using a micro target, comprising: removing a target residue from the energy path and the beam line path. 【請求項３３】 前記選択ステップは、さらに、大気温度及び大気圧で固体である材料を選択す
ることを含むことを特徴とする請求項３２に記載のラジエーション生成方法。33. The method of generating radiation according to claim 32, wherein the selecting step further comprises selecting a material that is solid at ambient temperature and atmospheric pressure. 【請求項３４】 前記供給ステップは、さらに、前記固体（材料）をマイクロペレットのマイク
ロターゲットに形成することを含むことを特徴とする請求項３２に記載のラジエ
ーション生成方法。34. The method according to claim 32, wherein the supplying step further includes forming the solid (material) on a micro-target of a micro-pellet. 【請求項３５】 前記供給ステップは、さらに、落下塔を使用して前記固体（材料）をマイクロ
ペレットのマイクロターゲットに形成することを含むことを特徴とする請求項３
２に記載のラジエーション生成方法。35. The supplying step further comprises forming the solid (material) into a micro-target of a micro-pellet by using a dropping tower.
The method for generating a radiation described in 2. 【請求項３６】 前記供給ステップは、さらに前記固体材料を溶解させることを含むことを特徴
とする請求項３２に記載のラジエーション生成方法。36. The radiation generation method according to claim 32, wherein the supplying step further includes melting the solid material. 【請求項３７】 前記供給ステップは、さらに、前記固体（材料）を、液体形態、液滴形態若し
くはミスト（霧）形態のマイクロターゲットに形成することを含むことを特徴と
する請求項３２に記載のラジエーション生成方法。37. The method according to claim 32, wherein the supplying step further includes forming the solid (material) into a micro target in a liquid form, a droplet form, or a mist form. Radiation generation method. 【請求項３８】 前記搬送ステップは、分配装置により実行されることを特徴とする請求項３２
に記載のラジエーション生成方法。38. The method of claim 32, wherein the carrying step is performed by a dispensing device.
Radiation generation method described in. 【請求項３９】 前記搬送ステップは、さらに前記分配装置をマイクロターゲット挿入システム
として構成することを含むことを特徴とする請求項３８に記載のラジエーション
生成方法。39. The method of generating radiation according to claim 38, wherein the conveying step further comprises configuring the dispenser as a micro target insertion system. 【請求項４０】 前記搬送ステップは、さらに前記分配装置をインクジェット部品として構成す
ることを含むことを特徴とする請求項３８に記載のラジエーション生成方法。40. The radiation generation method according to claim 38, wherein the carrying step further includes configuring the dispensing device as an inkjet component. 【請求項４１】 前記搬送ステップは、さらに前記分配装置をはんだジェット部品として構成す
ることを含むことを特徴とする請求項４０に記載のラジエーション生成方法。41. The method of generating radiation according to claim 40, wherein said carrying step further comprises configuring said dispenser as a solder jet component. 【請求項４２】 前記搬送ステップは、さらに前記分配装置を超音速ジェットシステムとして構
成することを含むことを特徴とする請求項３８に記載のラジエーション生成方法
。42. A radiation generation method according to claim 38, wherein said carrying step further comprises configuring said distributor as a supersonic jet system. 【請求項４３】 前記方向付けステップは、鏡により実行されることを特徴とする請求項３２に
記載のラジエーション生成方法。43. The method of generating radiation according to claim 32, wherein the directing step is performed by a mirror. 【請求項４４】 前記方向付けステップは、窓により実行されることを特徴とする請求項３２に
記載のラジエーション生成方法。44. The method of claim 32, wherein the directing step is performed by a window. 【請求項４５】 前記除去ステップは、残さ除去装置により実行されることを特徴とする請求項
３２に記載のラジエーション生成方法。45. The method according to claim 32, wherein the removing step is performed by a residue removing device. 【請求項４６】 前記除去ステップは、さらに前記照射チャンバの残りの部分よりも照射ゾーン
内のガス圧力を高く維持することを含むことを特徴とする請求項３２に記載のラ
ジエーション生成方法。46. The method of generating radiation of claim 32, wherein the removing step further comprises maintaining the gas pressure in the irradiation zone higher than in the rest of the irradiation chamber. 【請求項４７】 前記除去ステップは、さらに窓を使用することを含むことを特徴とする請求項
３２に記載のラジエーション生成方法。47. The method of generating radiation of claim 32, wherein the removing step further comprises using a window.