CH666776A5

CH666776A5 - RADIATION SOURCE FOR OPTICAL DEVICES, ESPECIALLY FOR PHOTOLITHOGRAPHIC IMAGING SYSTEMS.

Info

Publication number: CH666776A5
Application number: CH5212/84A
Authority: CH
Inventors: Walter Gaertner; Wolfgang Retschke; Klaus Guenther
Original assignee: Zeiss Jena Veb Carl
Priority date: 1983-11-01
Filing date: 1984-10-31
Publication date: 1988-08-15
Also published as: JPS60202936A; NL8403294A; FR2554302A1; DD243629A3

Description

BESCHREIBUNG DESCRIPTION

Die Erfindung betrifft eine Strahlungsquelle für optische Geräte, insbesondere für fotolithografische Abbildungssysteme. Sie ist vorzugsweise dort anwendbar, wo eine Strahlungsleistung benötigt wird, die grösser ist als die von Quecksilber-Hochdrucklampen, wie zum Beispiel in fotolithografischen Einrichtungen zur Belichtung einer Fotolackschicht auf einer Halbleiterscheibe. The invention relates to a radiation source for optical devices, in particular for photolithographic imaging systems. It can preferably be used where radiation power is required which is greater than that of high-pressure mercury lamps, such as, for example, in photolithographic devices for exposing a layer of photoresist on a semiconductor wafer.

Es sind zur Zeit zahlreiche Strahlungsquellensysteme bekannt, die in wissenschaftlichen Geräten eingesetzt werden und deren Eigenschaften den Bedingungen des Einsatzgebietes weitgehend angepasst wurden. Diese Eigenschaften betreffen die spektrale Verteilung der Emission und die erreichbare Strahldichte sowie die räumliche und Winkelverteilung der erzeugten Strahlung. Forderungen nach spektralen Strahlungsleistungen, die die spektrale Strahlungsleistung eines schwarzen Strahlers oberhalb des Schmelzpunktes fester Körper übersteigen, können nur durch Plasma erfüllt werden. Plasmen erzeugt man durch Aufheizung eines Arbeitsmediums, vorzugsweise, indem man einen elektrischen Strom hindurchfliessen oder hochfrequente elektromagnetische Felder einwirken lässt. Die erreichbaren spektralen Strahldichten sind nach oben begrenzt durch die maximale je Volumeneinheit umsetzbare elektrische Leistung, der die Elektroden- und Wandmaterialien thermisch standhalten. Bei Hochfrequenzaufheizung entfällt die Begrenzung durch Elektrodenbelastung, es kommt aber das Problem der räumlichen Konzentrierung der HF-Energie hinzu. Numerous radiation source systems are currently known which are used in scientific devices and whose properties have been largely adapted to the conditions of the area of use. These properties concern the spectral distribution of the emission and the achievable radiance as well as the spatial and angular distribution of the radiation generated. Requirements for spectral radiant power that exceed the spectral radiant power of a black body above the melting point of solid bodies can only be met by plasma. Plasmas are generated by heating a working medium, preferably by flowing an electrical current through it or by allowing high-frequency electromagnetic fields to act. The attainable spectral radiance is limited by the maximum electrical power that can be implemented per unit volume, which the electrode and wall materials can withstand thermally. With high-frequency heating, there is no limitation due to electrode loading, but there is also the problem of spatial concentration of the RF energy.

Verzichtet man auf stationären Betrieb der Strahlungsquelle, so ist eine kurzzeitige Steigerung des Leistungsumsatzes um einige Grössenordnungen dadurch möglich, dass die Umwandlung der eingespeisten Leistung in Strahlung erheblich schneller verläuft, als ihre Übertragung auf die Wände und, sofern vorhanden, Elektroden des Entladungsgefässes. Aber auch in dieser Betriebsart ist neben mechanischen Belastungen durch Stosswellen, die aber nur in ungünstigen Fällen hinreichend wirken, die Abdampfung und Erosion der Wand- und Elektrodenmaterialien bei einer geforderten Lebensdauer der Strahlungsquelle ein Hindernis bei der Erzeugung intensiver Strahlungsflüsse. Dabei ist zu beachten, dass bei stationärer wie impuls-mässig betriebenen Quellen oberhalb eines typenabhängigen Leistungspegels, der bei den technischen Anwendungen praktisch überall bereits erreicht ist, jede weitere Steigerung der Strahlungsleistung mit einer unverhältnismässig starken Verringerung der Lebensdauer erkauft werden muss. If stationary operation of the radiation source is dispensed with, a brief increase in power consumption by a few orders of magnitude is possible in that the conversion of the power input into radiation proceeds considerably faster than its transfer to the walls and, if available, electrodes of the discharge vessel. But even in this operating mode, in addition to mechanical loads from shock waves, which only have a sufficient effect in unfavorable cases, the evaporation and erosion of the wall and electrode materials with a required service life of the radiation source is an obstacle to the generation of intense radiation flows. It should be noted that with stationary and pulsed sources above a type-dependent power level, which has already been achieved practically everywhere in technical applications, any further increase in radiation power must be purchased with a disproportionately large reduction in the service life.

Eine solche kurzlebige Strahlungsquelle ist aber für sehr viele Einsatzzwecke unbrauchbar, weil sie den Wartungsaufwand der mit ihnen bestückten Geräte unzumutbar erhöht, wenn man bedenkt, dass ein Lampenwechsel in der Regel mit hohem Justieraufwand und zeitraubender Anpassung des optischen Übertragungssystems an den spezifischen Strahlungsfluss jeder einzelnen Lampe verbunden ist. However, such a short-lived radiation source is unusable for many purposes because it increases the maintenance effort of the devices equipped with it unreasonably, considering that changing the lamp usually requires a lot of adjustment and time-consuming adjustment of the optical transmission system to the specific radiation flow of each individual lamp connected is.

Innerhalb gewisser Grenzen lässt sich die Strahlungsleistung unter Beibehaltung der Gesamtbelastung der investierten elektrischen Energie in Strahlung bei gewünschter Wellenlänge und bevorzugter Ausbreitungsrichtung steigern. The radiation power can be increased within certain limits while maintaining the total load of the electrical energy invested in radiation at the desired wavelength and preferred direction of propagation.

Dies ist möglich durch eine optimierte Zusammensetzung des Arbeitsmediums sowie durch optimale Druck- und Temperaturverhältnisse des Plasmas bei der Abstrahlung. Dabei sind jedoch Einschränkungen zu beachten, die sich aus der Unverträglichkeit verschiedener Arbeitsmedien mit den Elektroden-und Wandmaterialien bei Arbeitstemperatur ergeben, so dass häufig mit Rücksicht auf die Standzeit der Materialien die Entladungsbedingungen fern vom Optimum gewählt werden müssen. Weitere Einschränkungen ergeben sich bei nichtstationärem Betrieb dadurch, dass die Strahlungsquelle gleichzeitig die Funktion eines elektrischen Hochleistungsschalters und die eines Wandlers elektrischer Energie in Strahlung erfüllen muss. Auch hier wird der Optimierungsspielraum für eine effektive Strahlungserzeugung eingeschränkt, weil ein zuverlässiges Zünden und Durchschalten an gewisse Plasmazustände gebunden ist. This is possible through an optimized composition of the working medium as well as through optimal pressure and temperature conditions of the plasma during the radiation. However, restrictions have to be observed, which result from the incompatibility of various working media with the electrode and wall materials at working temperature, so that the discharge conditions must often be chosen far from the optimum with regard to the service life of the materials. In the case of non-stationary operation, further restrictions result from the fact that the radiation source must simultaneously perform the function of an electrical high-power switch and that of a converter of electrical energy into radiation. Here, too, the scope for optimization for effective radiation generation is restricted because reliable ignition and switching are tied to certain plasma states.

Sowohl für den stationären als auch den Impulsbetrieb ergeben sich bei Strahlern mit Elektroden abgeschattete Raumwinkelbereiche, in denen die Strahlung nicht genutzt werden kann, obwohl der Einsatz geeigneter optischer Bauelemente wie z.B. Ellipsoidreflektoren und/oder Lichtleitfasern eine Ausnutzung auch dieser Bereiche gestatten würde, und damit ein Maximum an abgestrahlter Energie dem optischen System zugeführt werden könnte. For both stationary and pulsed operation, there are shaded solid angle ranges in the case of emitters with electrodes in which the radiation cannot be used, although the use of suitable optical components such as e.g. Ellipsoid reflectors and / or optical fibers would also allow these areas to be used, and thus a maximum of radiated energy could be supplied to the optical system.

Zur Ausleuchtung optischer Systeme bei der fotolithografischen Mikrostrukturierung werden auch Laser als Strahlungsquellen verwendet [SPIE Vol. 174 (1979) S. 28 ... 36 «Coherent illumination improves step-and-repeat printing on Wafers» by Michel Lacombat et.al.]. Die hauptsächlichen Einschränkungen derartiger Lichtquellen ergeben sich aus ihrer hohen räumlichen Lasers are also used as radiation sources for illuminating optical systems in photolithographic microstructuring [SPIE Vol. 174 (1979) pp. 28 ... 36 "Coherent illumination improves step-and-repeat printing on wafers" by Michel Lacombat et.al.] . The main limitations of such light sources result from their high spatial

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Kohärenz und damit verbundenen Strukturverzerrungen, ihrer hohen Monochromasis und damit verbundenen Stehende-Wellen-Effekten im fotoempfindlichen Material. Weiterhin stehen im allgemeinen in vorteilhaften Spektralbereichen Laser mit hoher Strahlungsleistung bzw. günstigem Wirkungsgrad nicht zur Verfügung. Coherence and associated structural distortions, their high monochromasis and the associated standing wave effects in the photosensitive material. Furthermore, lasers with high radiation power or favorable efficiency are generally not available in advantageous spectral ranges.

Anwendungen mit Excimer-Lasern, die die erforderliche Energie im gewünschten Wellenlängenbereich (UV-Bereich) emittieren, sind auf kontaktlithografische Verfahren beschränkt [SPIE Vol. 334 (1982) S. 259 ... 262 «Ultrafast high resolution contact Lithography using excimer laser» by K. Jain et. al.], da die zur Ausleuchtung projektionslithografischer Systeme erforderliche räumliche partielle Kohärenz nicht in einem Masse realisiert werden kann, das einen technischen Einsatz rechtfertigt; Applications with excimer lasers that emit the required energy in the desired wavelength range (UV range) are limited to contact lithographic methods [SPIE Vol. 334 (1982) pp. 259 ... 262 "Ultrafast high resolution contact lithography using excimer laser" by K. Jain et. al.], since the spatial partial coherence required for the illumination of projection lithographic systems cannot be realized to a degree that justifies a technical application;

Ziel der Erfindung ist die Schaffung einer leistungsstarken Strahlungsquelle, welche eine hohe Lebensdauer aufweist und die es gestattet, einen grossen Raumwinkelbereich zu erfassen und die eine genaue und schnelle Belichtung von fotoempfindi-chen Schichten erlaubt und damit eine hohe Produktivität bei fotolithografischen Einrichtungen gewährleistet. The aim of the invention is to provide a high-performance radiation source which has a long service life and which allows a large solid angle range to be detected and which allows precise and rapid exposure of photosensitive layers and thus ensures high productivity in photolithographic devices.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Strahlungsquelle für optische Geräte, insbesondere für fotolithografische Abbildungssysteme zu schaffen, die die Strahlung eines Plasmas verwendet. Durch räumliche Trennung des Plasmas von der Wand oder anderen Einrichtungen eines Gefässes sowie durch NichtVerwendung von Elektroden im Gefäss und Hochfrequenzfeldern zur räumlichen Konzentrierung der Energie soll eine hohe Lebensdauer und hohe Leistungsdichte erreicht werden. Des weiteren verringern sich die Belastungen des Gefässes durch Stosswellen bei Impulsbetrieb der Strahlungsquelle, und abgeschattete Raumwinkelbereiche durch Elektroden oder andere Einrichtungen im Gefäss treten nicht in Erscheinung. Die erfindungsgemässe Strahlungsquelle soll einen weiten Optimierungsspielraum für eine Strahlungserzeugung im gewünschten Wellenlängenbereich besitzen, da Arbeitsmedien, Druck- und Temperaturbedingungen nicht nach Verträglichkeit mit Elektrodenmaterialien ausgewählt werden müssen. The object of the invention is to create a radiation source for optical devices, in particular for photolithographic imaging systems, which uses the radiation from a plasma. Spatial separation of the plasma from the wall or other equipment in a vessel, as well as the non-use of electrodes in the vessel and high-frequency fields for the spatial concentration of energy, are intended to achieve a long service life and high power density. Furthermore, the stresses on the vessel from shock waves are reduced during pulsed operation of the radiation source, and shaded solid angle regions by electrodes or other devices in the vessel do not appear. The radiation source according to the invention should have a wide scope for optimization for generating radiation in the desired wavelength range, since working media, pressure and temperature conditions do not have to be selected on the basis of compatibility with electrode materials.

Gegenüber Laserstrahlung hat die Strahlungsquelle den Vorteil, dass sie speziell bei fotolithografischen Abbildungssystemen eine hohe räumlich partielle Kohärenz aufweist und spektral so aufgebaut ist, dass Stehende-Wellen-Effekte im fotoempfindlichen Material verringert werden. Compared to laser radiation, the radiation source has the advantage that it has a high spatial partial coherence, especially in photolithographic imaging systems, and is spectrally constructed so that standing wave effects in the photosensitive material are reduced.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäss durch die kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruches 1 gelöst. According to the invention, the object is achieved by the characterizing features of patent claim 1.

Wenn die zugeführte Strahlungsleistung eines Lasers für einen Durchschlag im Entladungsmedium nicht ausreichend ist, dann ist es vorteilhaft, dass zur Zündung des Entladungsmediums ausserhalb des Gefässes mindestens ein weiterer impulsför-mig betriebener Laser angeordnet ist, der durch optische Mittel zur Fokussierung über eine Eintrittsöffnung auf das gleiche Volumen gerichtet ist. If the radiation power supplied by a laser is not sufficient for a breakdown in the discharge medium, then it is advantageous for at least one further pulsed laser to be arranged outside the vessel to ignite the discharge medium, said laser being focused by optical means via an inlet opening onto the same volume is directed.

Eine günstige Variante hinsichtlich der Veränderung der örtlichen Lage des strahlenden Plasmas ergibt sich, wenn die optischen Mittel zur Fokussierung der Laserstrahlung ausserhalb des Gefässes angeordnet sind. Auf diese Art und Weise kann man vorteilhaft Einrichtungen zur Justierung der optischen Mittel zur Fokussierung der Laserstrahlung vorsehen. A favorable variant with regard to the change in the local position of the radiating plasma is obtained if the optical means for focusing the laser radiation are arranged outside the vessel. In this way, devices for adjusting the optical means for focusing the laser radiation can advantageously be provided.

Eine vorteilhafte Vereinfachung im Aufbau der Strahlungsquelle ergibt sich, wenn optische Mittel zur Fokussierung der Laserstrahlung innerhalb und/oder in der Wand des Gefässes angeordnet sind. So bietet sich die Möglichkeit, dass die innere Wand des Gefässes als optisches Mittel zur Fokussierung der von aussen zugeführten Laserstrahlung ausgebildet ist. An advantageous simplification in the structure of the radiation source is obtained if optical means for focusing the laser radiation are arranged inside and / or in the wall of the vessel. This offers the possibility that the inner wall of the vessel is designed as an optical means for focusing the laser radiation supplied from the outside.

Zur Erfassung eines möglichst grossen Raumwinkelbereiches ist es vorteilhaft, dass die innere Wand des Gefässes als optisches Mittel zur Abbildung der vom Plasma ausgehenden Strahlung ausgeführt ist. Zweckmässigerweise wird dann die innere To detect the largest possible solid angle range, it is advantageous for the inner wall of the vessel to be designed as an optical means for imaging the radiation emitted by the plasma. The inner is then expediently

Wand des Gefässes als Konkavspiegel oder als Ellipsoidspiegel ausgeführt. Wall of the vessel designed as a concave mirror or as an ellipsoid mirror.

Vorteilhaft in Bezug auf die Erzielung hoher Strahldichten und zur Erhöhung der Lebensdauer ist es, wenn an das Gefäss ein externes Kühlsystem angebracht ist. In terms of achieving high beam densities and increasing the service life, it is advantageous if an external cooling system is attached to the vessel.

Ausführungsbeispiele der Erfindung sowie deren Verwendung werden anhand von folgenden Figuren näher erläutert: Exemplary embodiments of the invention and their use are explained in more detail with reference to the following figures:

Fig. 1 zeigt eine Ausführungsform der erfindungsgemässen Strahlungsquelle in schematischer Darstellung; Fig. 1 shows an embodiment of the radiation source according to the invention in a schematic representation;

Fig. 2 zeigt ein Ausführungsbeispiel, bei dem die innere Wand des Gefässes als optisches Bauelement ausgelegt wurde; Fig. 2 shows an embodiment in which the inner wall of the vessel has been designed as an optical component;

Fig. 3 und 4 zeigen Anwendungen, bei denen das Entla-dungsgefäss als Ellipsoidreflektor ausgelegt wurde. 3 and 4 show applications in which the discharge vessel was designed as an ellipsoid reflector.

Fig. 1 zeigt eine Ausführungsform der erfindungsgemässen Strahlungsquelle in schematischer Darstellung, wo sich in einem gasdichten Gefäss 1 das Entladungsmedium 2 befindet. Das Gefäss 1 besitzt zwei für Laserstrahlung durchlässige Eintrittsöffnungen 3 und 4 sowie eine für Plasmabestrahlung durchlässige Austrittsöffnung 5. Die Eintrittsöffnung 3 ist durch das infrarotdurchlässige Fenster 6, und die Eintrittsöffnung 4 ist durch die ultraviolettdurchlässige Linse 7 verschlossen. Die Austrittsöffnung 5 ist mit dem Fenster 8 versehen. Ausserhalb des Gefässes 1 sind zwei Laser 9 und 10 vorgesehen. Die kohärente Strahlung 11 des Lasers 9, welcher ein stationärer C02-Laser ist, tritt durch das Fenster 6 in das Gefäss 1 und wird mit dem an der Wand des Gefässes angeordneten Konkavspiegel 12 fo-kussiert. Der Strahl 13 des Lasers 10, welcher ein Stickstoff-Im-pulslaser ist, wird mit Hilfe der UV-durchlässigen Linse 7 auf den gleichen Punkt fokussiert und erzeugt dort einen elektrischen Durchschlag und dadurch ein absorptionsfähiges Plasma 14, das durch die Strahlung 11 auf hohe Temperaturen aufgeheizt wird. Durch das Fenster 8 kann die Strahlung 15 des Plasmas dem nachgeschalteten optischen System zugeführt werden. 1 shows a schematic representation of an embodiment of the radiation source according to the invention, where the discharge medium 2 is located in a gas-tight vessel 1. The vessel 1 has two inlet openings 3 and 4, which are transparent to laser radiation, and an outlet opening 5, which is transparent to plasma radiation. The outlet opening 5 is provided with the window 8. Two lasers 9 and 10 are provided outside the vessel 1. The coherent radiation 11 from the laser 9, which is a stationary CO 2 laser, passes through the window 6 into the vessel 1 and is focused with the concave mirror 12 arranged on the wall of the vessel. The beam 13 of the laser 10, which is a nitrogen pulse laser, is focused on the same point with the aid of the UV-permeable lens 7 and there generates an electrical breakdown and thereby an absorbent plasma 14 which is high due to the radiation 11 Temperatures is heated. The radiation 15 of the plasma can be fed through the window 8 to the downstream optical system.

Wenn die Strahlungsquelle impulsmässig betrieben werden soll, wird anstelle des kontinuierlichen Lasers 9 ein gepulster C02-Laser eingesetzt. Auf den Impulslaser 10 kann dann in der Regel verzichtet werden, da die Feldstärke eines gepulsten COî-Lasers in vielen Fällen für den Durchschlag ausreicht. Mit einer solchen Anordnung können zum Beispiel in einer Argonoder Xenonatmosphäre als Arbeitsmedium mit einem Druck von 106 Pa etwa ellipsoidförmige Plasmen von 4 mm bis 5 mm Durchmesser bis zu einer Temperatur von 10 000 K erzeugt werden. Die optische Tiefe und die Temperatur können durch Veränderung des Druckes in weiten Grenzen variiert werden. Bei steigendem Druck fällt die Temperatur, und die spektrale Verteilung nähert sich der Planckfunktion. Bei geringeren Drücken steigt die Temperatur, und die Emission wird linien-haft. Temperaturen weit oberhalb 20 000 K können mit Helium als Arbeitsmedium, das in konventionellen elektrisch betriebenen Impulslichtquellen wegen der erheblichen Elektrodenabtragung praktisch nicht verwendet werden kann, erzeugt werden. Auf diese Weise können die Strahldichte und ihre spektrale Verteilung innerhalb wesentlich grösseren Grenzen variiert werden als bei konventionellen Strahlungsquellen. If the radiation source is to be operated in a pulsed manner, a pulsed CO 2 laser is used instead of the continuous laser 9. The pulsed laser 10 can then generally be dispensed with, since the field strength of a pulsed COî laser is sufficient for the breakdown in many cases. With such an arrangement, for example, in an argon or xenon atmosphere as a working medium with a pressure of 106 Pa, approximately ellipsoidal plasmas with a diameter of 4 mm to 5 mm can be generated up to a temperature of 10,000 K. The optical depth and the temperature can be varied within wide limits by changing the pressure. As the pressure increases, the temperature drops and the spectral distribution approaches the Planck function. At lower pressures, the temperature rises and the emission becomes linear. Temperatures far above 20,000 K can be generated with helium as the working medium, which can hardly be used in conventional electrically operated pulsed light sources due to the considerable removal of electrodes. In this way, the radiance and its spectral distribution can be varied within much greater limits than with conventional radiation sources.

In Fig. 2 ist ein Ausführungsbeispiel dargestellt, bei dem die innere Wand des Gefässes als optisches Bauelement ausgebildet wurde. Ein Mantel 16, der Konkavspiegel 17 und das Quarzfenster 18 bilden das gasdichte Gefäss, worin sich das Entladungsmedium 19 befindet. Der kohärente Strahl 20 eines C02-Im-pulslasers 21 wird mit der infrarotdurchlässigen Linse 22 fokussiert und durch das infrarotdurchlässige Fenster 23 in das Gefäss eingeleitet. Der Impulslaser 21 ist in X-Richtung 24 und Y-Richtung 25 verschiebbar angeordnet, die IR-Linse 22 ist in X-Richtung 24, Y-Richtung 25 und Z-Richtung 26 verschiebbar angeordnet. Somit kann die Lage des Brennpunktes, die der Lage des Plasmas 27 entspricht, gegenüber der optischen Achse 28 justiert werden. Die Strahlung des Plasmas 27 wird direkt und mit Hilfe des Konkavspiegels 17 durch das Quarzfenster 18 2 shows an exemplary embodiment in which the inner wall of the vessel was designed as an optical component. A jacket 16, the concave mirror 17 and the quartz window 18 form the gas-tight vessel in which the discharge medium 19 is located. The coherent beam 20 of a CO 2 pulse laser 21 is focused with the infrared-transparent lens 22 and introduced into the vessel through the infrared-transparent window 23. The pulse laser 21 is arranged to be displaceable in the X direction 24 and Y direction 25, the IR lens 22 is arranged to be displaceable in the X direction 24, Y direction 25 and Z direction 26. The position of the focal point, which corresponds to the position of the plasma 27, can thus be adjusted with respect to the optical axis 28. The radiation from the plasma 27 is transmitted directly and with the aid of the concave mirror 17 through the quartz window 18

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der Kondensorlinse 29 des nachgeschalteten optischen Systems zugeführt. the condenser lens 29 of the downstream optical system.

Das gasdichte Gefäss ist von einem Behälter 30 umgeben. Der Hohlraum 31, der dabei entsteht, wird von einem Kühlmittel 32 durchströmt, welches am Anschluss 33 eingeleitet und am Anschluss 34 ausgeleitet wird und die durch die Strahlung des Impulslasers 21 und des Plasmas 27 erzeugte Wärme abführt. Auf das Quarzfenster 18 kann verzichtet werden, wenn die Kondensorlinse 29 an seine Stelle eingesetzt wird. The gas-tight vessel is surrounded by a container 30. A coolant 32 flows through the hollow space 31 that is created, which coolant is introduced at the connection 33 and discharged at the connection 34 and removes the heat generated by the radiation from the pulse laser 21 and the plasma 27. The quartz window 18 can be dispensed with if the condenser lens 29 is inserted in its place.

In Fig. 3 und 4 sind Anwendungen dargestellt, in denen die Entladungsgefässe 35 und 36 als Ellipsoidreflektor ausgelegt wurden. Der Strahl 37 des CCh-Lasers 38 wird mit Hilfe der Fokussierelemente, eines Konkavspiegels 39 beziehungsweise einer infrarotdurchlässigen Linse 40, auf die Brennpunkte 41 und 42 der durch die Reflexionsschichten der Ellipsoidspiegel 5 43 und 44 gebildeten Ellipsoide fokussiert. Das vom strahlenden Plasma emittierte Licht wird durch den Ellipsoidspiegel im zweiten Brennpunkt 45 beziehungsweise 46 des Ellipsoids gesammelt. Das in diesen Brennpunkten 45, 46 abgebildete strahlende Plasma dient als sekundäre Strahlungsquelle für das mit io den Kondensorlinsen 47, 48 beginnende nachgeschaltete optische System. 3 and 4 show applications in which the discharge vessels 35 and 36 were designed as an ellipsoid reflector. The beam 37 of the CCh laser 38 is focused on the focal points 41 and 42 of the ellipsoids formed by the reflection layers of the ellipsoid mirrors 5 43 and 44 with the aid of the focusing elements, a concave mirror 39 or an infrared-transparent lens 40. The light emitted by the radiating plasma is collected by the ellipsoid mirror in the second focal point 45 or 46 of the ellipsoid. The radiating plasma depicted in these focal points 45, 46 serves as a secondary radiation source for the downstream optical system which begins with the condenser lenses 47, 48.

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3 Blätter Zeichnungen 3 sheets of drawings

Claims

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1. Radiation source for optical devices, in particular for photolithographic imaging systems, characterized in that in a gas-tight vessel (1) filled with a discharge medium (2) at least one inlet opening (3) which is transparent to laser radiation (11) and at least one for plasma radiation (15 ) permeable outlet opening (5) are provided and that for generating and maintaining a radiating plasma (14) in the discharge medium at least one laser (9) is provided outside the vessel (1), optical means being arranged for focusing the laser radiation in the discharge medium serve via the inlet opening (3) so that the plasma is at a distance from the inner wall of the vessel (1) and the plasma radiation (15) leaves the vessel via the outlet opening (5).

2. Radiation source according to claim 1, characterized in that for igniting the discharge medium (2) outside the vessel, at least one further pulsed laser (10) is arranged, which by means of further optical means (7, 22) for focusing via an inlet opening (4th ) is directed to the same point in the discharge medium as the other laser radiation.

2nd

PATENT CLAIMS

3. Radiation source according to claim 1 or 2, characterized in that the optical means (22) for focusing the laser radiation are arranged outside the vessel.

4. Radiation source according to claim 3, characterized in that devices for adjusting each optical means (22) for focusing the corresponding laser radiation with respect to the x direction (24), y direction (25) and z direction (26) are provided.

5. Radiation source according to claim 1 or 2, characterized in that the optical means for focusing the corresponding laser radiation (11, 37) are arranged inside and / or in the wall of the vessel.

6. Radiation source according to claim 5, characterized in that the inner wall (40) of the vessel is designed as an optical means for focusing the corresponding laser radiation (37) supplied from the outside.

7. Radiation source according to claim 1, characterized in that the inner wall (43, 44) of the vessel is designed as an optical means for imaging the radiation emanating from the plasma (37).

8. Radiation source according to claim 7, characterized in that the inner wall of the vessel is partially designed as a concave mirror or as an ellipsoidal mirror.

9. Radiation source according to claim 1, characterized in that an external cooling system is attached to the vessel.