CN102484938B - 等离子体光源 - Google Patents

等离子体光源 Download PDF

Info

Publication number
CN102484938B
CN102484938B CN201080038910.9A CN201080038910A CN102484938B CN 102484938 B CN102484938 B CN 102484938B CN 201080038910 A CN201080038910 A CN 201080038910A CN 102484938 B CN102484938 B CN 102484938B
Authority
CN
China
Prior art keywords
electrode
plasma
coaxial shape
shape electrode
source
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
CN201080038910.9A
Other languages
English (en)
Other versions
CN102484938A (zh
Inventor
桑原一
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
IHI Corp
Original Assignee
IHI Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Priority claimed from JP2009201836A external-priority patent/JP5212918B2/ja
Priority claimed from JP2009201835A external-priority patent/JP5212917B2/ja
Application filed by IHI Corp filed Critical IHI Corp
Publication of CN102484938A publication Critical patent/CN102484938A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN102484938B publication Critical patent/CN102484938B/zh
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05G—X-RAY TECHNIQUE
    • H05G2/00—Apparatus or processes specially adapted for producing X-rays, not involving X-ray tubes, e.g. involving generation of a plasma
    • H05G2/001—X-ray radiation generated from plasma
    • H05G2/003—X-ray radiation generated from plasma being produced from a liquid or gas
    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F7/00—Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/70—Microphotolithographic exposure; Apparatus therefor
    • G03F7/70008—Production of exposure light, i.e. light sources
    • G03F7/70033—Production of exposure light, i.e. light sources by plasma extreme ultraviolet [EUV] sources
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/027—Making masks on semiconductor bodies for further photolithographic processing not provided for in group H01L21/18 or H01L21/34
    • H01L21/0271—Making masks on semiconductor bodies for further photolithographic processing not provided for in group H01L21/18 or H01L21/34 comprising organic layers
    • H01L21/0273—Making masks on semiconductor bodies for further photolithographic processing not provided for in group H01L21/18 or H01L21/34 comprising organic layers characterised by the treatment of photoresist layers
    • H01L21/0274—Photolithographic processes
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05G—X-RAY TECHNIQUE
    • H05G2/00—Apparatus or processes specially adapted for producing X-rays, not involving X-ray tubes, e.g. involving generation of a plasma
    • H05G2/001—X-ray radiation generated from plasma
    • H05G2/003—X-ray radiation generated from plasma being produced from a liquid or gas
    • H05G2/006—X-ray radiation generated from plasma being produced from a liquid or gas details of the ejection system, e.g. constructional details of the nozzle

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Plasma & Fusion (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)
  • Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
  • X-Ray Techniques (AREA)

Abstract

本发明的等离子体光源具备：相向配置的1对同轴状电极（10）、放电环境保持装置（20）以及电压施加装置（30）。各同轴状电极（10）包括：中心电极（12）；包围中心电极的相向的顶端部的引导电极（14）；以及使中心电极和引导电极之间绝缘的绝缘构件（16）。绝缘构件（16）是包括绝缘性致密部分（16a）和多孔质部分（16b）的局部多孔陶瓷。此外绝缘性致密部分（16a）具有在内部保有等离子体介质的贮存器（18），多孔质部分（16b）通过绝缘性致密部分（16a）的内部对贮存器（18）的内表面和中心电极（12）与引导电极（14）间进行连通。

Description

等离子体光源
技术领域
本发明涉及用于EUV辐射的等离子体光源。
背景技术
为了下一代半导体的微细加工，期待使用极紫外光源的光刻。光刻是将光、光束通过描绘有电路图案的掩模缩小投影到硅基板上，使抗蚀剂材料感光，由此形成电子电路的技术。利用光刻法形成的电路的最小加工尺寸基本上依赖于光源的波长。因此，在下一代半导体开发中，光源的短波长化是必须的，正在进行面向该光源开发的研究。
作为下一代光刻光源被视为最有力的是极紫外（EUV：Extreme Ultra Violet）光源，这意味着大约1~100nm的波长区域的光。该区域的光对所有物质的吸收率高，不能利用透镜等的透射型光学系统，因此使用反射型光学系统。此外，极紫外光区域的光学系统的开发非常困难，仅在有限的波长中显示出反射特性。
现在，正在开发在13.5nm具有灵敏度的Mo/Si多层膜反射镜，预测如果开发了将该波长的光和反射镜组合起来的光刻技术的话，就能实现30nm以下的加工尺寸。为了实现更微细的加工技术，当务之急是波长13.5nm的光刻光源的开发，来自高能量密度等离子体的辐射光受到瞩目。
光源等离子体的生成能够大致分为利用激光照射方式的光源等离子体的生成（LPP：Laser Produced Plasma）和通过脉冲功率技术驱动的气体放电方式的光源等离子体的生成（DPP：Discharge Produced Plasma）。在DPP中将投入的电力直接变换成等离子体能量，因此与LPP相比变换效率优越，此外具有装置小型、低成本的优点。
来自利用气体放电方式的高温高密度等离子体的辐射谱基本上根据靶物质的温度和密度来决定，根据计算等离子体的原子过程的结果，为了获得EUV辐射区域的等离子体，在Xe、Sn的情况下电子温度、电子密度分别最适合的是数10eV、1018cm-3左右，在Li的情况下电子温度、电子密度最适合的是20eV、1018cm-3左右。
再有，上述的等离子体光源在非专利文献1、2和专利文献1中公开。
现有技术文献
非专利文献
非专利文献1：佐藤弘人等、「リソグラフィ用放電プラズマＥＵＶ光源」、ＯＱＤ－０８－２８；
非专利文献2：ＪｅｒｏｅｎＪｏｎｋｅｒｓ，“Ｈｉｇｈｐｏｗｅｒｅｘｔｒｅｍｅｕｌｔｒａ－ｖｉｏｌｅｔ（ＥＵＶ）ｌｉｇｈｔｓｏｕｒｃｅｓｆｏｒｆｕｔｕｒｅｌｉｔｈｏｇｒａｐｈｙ”，ＰｌａｓｍａＳｏｕｒｃｅｓＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，１５（２００６）Ｓ８－Ｓ１６；
专利文献
专利文献1：日本特开2004-226244号公报“極端紫外光源および半導体露光装置”。
发明内容
发明要解决的课题
对于EUV光刻光源，要求高平均输出、微小的光源尺寸、飞散粒子（残渣）少等。现状是EUV发光量相对于要求输出极其低，高输出化是一个大的课题，但另一方面当为了高输出化而增大输入能量时，热负荷的损伤招致等离子体生成装置、光学系统的寿命的降低。因此，为了满足高EUV输出和低热负荷的双方，高能量变换效率是必不可少的。
由于在等离子体形成初期在加热、电离中消耗许多能量，并且辐射EUV那样的高温高密度状态的等离子体一般急速膨胀，所以放射持续时间τ极短。因此，为了改善变换效率，重要的是将等离子体以适于EUV辐射的高温高密度状态长时间（μsec级别）维持。
Sn、Li等的常温固体的介质的谱变换效率高，相反，由于在等离子体的生成中伴随熔融、蒸发等的相变化，所以中性粒子等的残渣（伴随放电的派生物）导致的装置内污染的影响变大。因此，也同样要求强化靶供给、回收系统。
现在的一般的EUV等离子体光源的辐射时间是100nsec左右，输出极端不足。为了产业应用而兼顾高变换效率和高平均输出，需要1次发射（shot）达到数μsec的EUV辐射时间。也就是说，为了开发具有高变换效率的等离子体光源，需要将适于各个靶的温度密度状态的等离子体约束为数μsec（至少1μsec以上），实现稳定的EUV辐射。
进而，在现有的毛细管放电中，由于等离子体被封闭在毛细管内，所以也存在有效的辐射立体角小的缺点。
因此，本发明的目的在于提供一种能够长时间（μsec级别）稳定地使用于EUV辐射的等离子体光产生、结构设备的热负荷导致的损伤小、能够增大产生的等离子体光的有效的辐射立体角的等离子体光源。
用于解决课题的方案
为了实现上述目的，根据第1本发明，提供一种等离子体光源，具备：相向配置的1对同轴状电极；放电环境保持装置，将该同轴状电极内的等离子体介质保持成适于等离子体产生的温度和压力；以及电压施加装置，对各同轴状电极施加使极性反转了的放电电压，该等离子体光源在1对同轴状电极之间形成管状放电，在轴方向封闭等离子体，其特征在于，
所述各同轴状电极包括：棒状的中心电极，在单一的轴线上延伸；引导电极，隔开固定的间隔包围该中心电极的相向的顶端部；以及绝缘构件，使所述中心电极和引导电极之间绝缘，
该绝缘构件是包括液化的等离子体介质不能连续地浸透的绝缘性致密部分和液化的等离子体介质连续地浸透的多孔质部分的多孔陶瓷，
所述绝缘性致密部分具有在内部保有等离子体介质的贮存器，所述多孔质部分通过绝缘性致密部分的内部对所述贮存器的内表面和中心电极与引导电极间进行连通。
根据第1本发明的优选实施方式，等离子体光源还具备：能够调整温度的加热装置，加热所述绝缘构件，使其内部的等离子体介质液化。
根据第1本发明的优选实施方式，等离子体光源具备：气体供给装置，对所述贮存器内供给惰性气体；以及压力调整装置，调整所述惰性气体的供给压力。
为了实现上述目的，根据第2本发明，一种等离子体光源，具备：相向配置的1对同轴状电极；放电环境保持装置，将该同轴状电极内的等离子体介质保持成适于等离子体产生的温度和压力；以及电压施加装置，对各同轴状电极施加使极性反转了的放电电压，该等离子体光源在1对同轴状电极之间形成管状放电，在轴方向封闭等离子体，其特征在于，
所述各同轴状电极包括：棒状的中心电极，在单一的轴线上延伸；引导电极，隔开固定的间隔包围该中心电极的相向的顶端部；以及绝缘构件，使所述中心电极和引导电极之间绝缘，
该绝缘构件由具有位于中心电极的所述顶端部侧的前表面和其相反一侧的背面的多孔陶瓷构成，
所述等离子体光源还具备：
中空的贮存器，在绝缘构件的背面开口，在内部保有等离子体介质；
气体供给装置，对该贮存器内供给惰性气体；
压力调整装置，调整所述惰性气体的供给压力；以及
能够调整温度的加热装置，加热所述贮存器内的等离子体介质并使其液化。
根据第1或第2本发明的优选实施方式，所述电压施加装置具有：正电压源，对一方的同轴状电极的中心电极施加比其引导电极高的正的放电电压；负电压源，对另一方的同轴状电极的中心电极施加比其引导电极低的负的放电电压；以及触发开关，对各个同轴状电极同时施加所述正电压源和负电压源。
发明的效果
根据上述第1和第2本发明的装置，具备相向配置的1对同轴状电极，使1对同轴状电极分别产生面状的放电电流（面状放电），通过该面状放电在各同轴状电极10的相向的中间位置形成单一的等离子体，接着将上述面状放电连结而形成1对同轴状电极间的管状放电，形成封闭上述等离子体的磁场（磁瓶），因此能够长时间（μsec级别）稳定地使用于EUV辐射的等离子体光产生。
此外，与现有的毛细管放电、针孔放电金属等离子体相比较，能够在1对同轴状电极的相向的中间位置形成单一的等离子体，并且大幅改善能量变换效率，所以等离子体形成中的各电极的热负荷变小，能够使结构设备的热负荷导致的损伤大幅降低。
此外，因为在1对同轴状电极的相向的中间位置形成作为等离子体光的发光源的等离子体，所以能够增大产生的等离子体光的有效的辐射立体角。
附图说明
图1是表示本发明的等离子体光源的第1实施方式的图。
图2是图1的同轴状电极的放大图。
图3A是本发明的第1实施方式的等离子体光源的工作说明图，表示面状放电的产生时。
图3B是本发明的第1实施方式的等离子体光源的工作说明图，表示面状放电的移动中。
图3C是本发明的第1实施方式的等离子体光源的工作说明图，表示等离子体形成时。
图3D是本发明的第1实施方式的等离子体光源的工作说明图，表示等离子体封闭磁场形成时。
图4是表示本发明的等离子体光源的第2实施方式的图。
图5是图4的同轴状电极的放大图。
具体实施方式
以下，基于附图详细地说明本发明的优选实施方式。再有，在各图中对共同的部分赋予同一符号，省略重复的说明。
图1是表示本发明的等离子体光源的第1实施方式的图。
在该图中，本发明的第1实施方式的等离子体光源具备：1对同轴状电极10、放电环境保持装置20、电压施加装置30、以及加热装置40。
1对同轴状电极10以对称面1为中心而相向配置。
各同轴状电极10包括棒状的中心电极12、引导电极14和绝缘构件16。
棒状的中心电极12是在单一的轴线Z-Z上延伸的导电性的电极。
在本例子中，中心电极12的与对称面1相向的端面变成圆弧状。再有，该结构不是必须的，也可以在端面设置凹孔以使后述的面状放电电流2和管状放电4稳定化，或者也可以是平面。
引导电极14隔开固定的间隔包围中心电极12的相向的顶端部，在其间保有等离子体介质。引导电极14在本例子中包括：位于对称面1侧的小径中空圆筒部分14a和位于其相反侧的比小径中空圆筒部分14a直径大的大径中空部分14b。此外，引导电极14的与对称面1相向的小径中空圆筒部分14a的端面在本例子中是圆弧状，但也可以是平面。
等离子体介质在本例子中可以是Sn、Li等的在常温是固体的等离子体介质。
绝缘构件16是位于中心电极12和引导电极14之间的中空圆筒形状的电绝缘体，使中心电极12和引导电极14之间电绝缘。绝缘构件16由具有位于中心电极12的顶端部侧的前表面和其相反一侧的背面的多孔陶瓷构成。
绝缘构件16在本例子中包括：嵌合于小径中空圆筒部分14a的内侧的小径部分和嵌合于大径中空部分14b的内侧的大径部分。大径部分通过螺栓17（参照图2）与引导电极14整体连结。
在上述的1对同轴状电极10中，各中心电极12位于同一轴线Z-Z上，并且相互隔开固定的间隔位于对称的位置。
放电环境保持装置20将同轴状电极10保持成使同轴状电极10内的等离子体介质为适于等离子体产生的温度和压力。
放电环境保持装置20例如能够通过真空腔室、温度调节器、真空装置、以及等离子体介质供给装置来构成。再有该结构不是必须的，也可以是其它的结构。
电压施加装置30对各同轴状电极10施加使极性反转了的放电电压。
电压施加装置30在本例子中，包括正电压源32、负电压源34和触发开关36。
正电压源32对一方（在本例子中是左侧）的同轴状电极10的中心电极12施加比其引导电极14高的正放电电压。
负电压源34对另一方（在本例子中是右侧）的同轴状电极10的中心电极12施加比其引导电极14低的负放电电压。
触发开关36使正电压源32和负电压源34同时工作，对各个同轴状电极10同时施加正负的放电电压。
通过该结构，本发明的第1实施方式的等离子体光源在1对同轴状电极10之间形成管状放电（后述），在轴方向封闭等离子体。
加热装置40包括对绝缘构件16进行加热的电加热器42，和对电加热器42供给加热用的电力的加热电源装置44，加热绝缘构件16而使其内部的等离子体介质液化。特别是加热装置40加热绝缘构件16，对后述的贮存器18内的等离子体介质进行加热而使其液化。
在本例子中，电加热器42在设置于绝缘构件16的大径部分的外周的槽内配置，经由贯通引导电极14的大径中空部分14b的电源线从加热电源装置44被供电。此外，具备未图示的温度传感器，将绝缘构件16加热到规定的温度进行温度保持。
图2是图1的同轴状电极的放大图。
在该图中，绝缘构件16是将液化的等离子体介质不能连续地浸透的绝缘性致密部分16a和液化的等离子体介质连续地浸透的多孔质部分16b整体成型的局部多孔陶瓷。
绝缘性致密部分16a对中心电极12和引导电极14之间进行绝缘。
此外，在本例子中，多孔质部分16b通过绝缘性致密部分16a的内部从绝缘构件16的背面到前表面连续。
构成绝缘性致密部分16a和多孔质部分16b的陶瓷，优选是氧化铝（Al2O3）、氮化铝（AlN）、氧化锆（ZrO）、碳化硅（SiC）等的绝缘性陶瓷。
此外绝缘性致密部分16a的粒径和烧制温度设定为液化的等离子体介质不能连续地浸透。进而，多孔质部分16b的粒径和烧制温度设定为液化的等离子体介质连续地浸透。
此外，绝缘性致密部分16a具有在内部保有等离子体介质的贮存器18。在本例子中，贮存器18是设置在绝缘性致密部分16a的内部的、将轴线Z-Z作为中心的中空圆筒形的空洞。
再有在本例子中，贮存器18在绝缘构件16的背面开口，贮存器18的背面（在图中左侧）以封闭板15封闭。该封闭板15通过与在中心电极12的背面侧设定的螺丝轴12a螺合的螺母13，以能够拆装的方式固定。封闭板15可以是耐受液化的等离子体介质的温度的耐热金属板或耐热陶瓷。
通过该结构，通过封闭板15的拆装，能够适宜地对贮存器18补给等离子体介质。此外，贮存器18内部的等离子体介质在本例子中是Sn、Li等，通过加热装置40被液化。
图1的等离子体光源还具备气体供给装置50和压力调整装置52。
气体供给装置50对贮存器18内供给惰性气体。惰性气体优选是氩、氙等的稀有气体。
压力调整装置52设置在气体供给装置50的气体供给管路的中途，调整惰性气体的供给压力。
再有，在第1实施方式中，也可以省略气体供给装置50和压力调整装置52。
使用上述的等离子体光源，将绝缘构件16加热维持成等离子体介质6（Sn、Li等）的蒸气压变成适于等离子体产生的压力（Torr级）的温度，使同轴状电极10内（中心电极12和引导电极14之间）为Torr级的等离子体介质6的蒸气气氛。
此外，将电极导体（中心电极12和引导电极14）维持成等离子体介质6的蒸气不凝集的高温。
能够使等离子体介质6在液体金属状态下从绝缘构件16的多孔质部分16b表面（端面）渗出到同轴状电极10内（中心电极12和引导电极14之间）。
也可以代替其将等离子体介质6作为金属蒸气气体从绝缘构件16的多孔质部分16b表面（端面）对同轴状电极10内（中心电极12和引导电极14之间）供给。在该情况下，加热装置40使贮存器18内的等离子体介质6液化，进而使液化的该等离子体介质6气化而成为金属蒸气气体。再有，为了从多孔质部分16b的表面（端面）将等离子体介质6作为金属蒸气气体对同轴状电极10内供给，优选绝缘性致密部分16a形成为不使气体通过。
再有，绝缘性致密部分16a和多孔质部分16b的形状并不限于本例，只要使中心电极12和引导电极14间电绝缘，也可以是其它的形状。
图3A~图3D是图1的等离子体光源的工作说明图。图3A表示面状放电的产生时，图3B表示面状放电的移动中，图3C表示等离子体的形成时，图3D表示等离子体封闭磁场的形成时。
以下，参照这些附图，说明本发明的第1实施方式的装置的等离子体光产生方法。
在本发明的第1实施方式的等离子体光源中，将上述的1对同轴状电极10相向配置，通过放电环境保持装置20将等离子体介质对同轴状电极10内供给并且保持为适于等离子体产生的温度和压力，通过电压施加装置30对各同轴状电极10施加使极性反转了的放电电压。
如图3A所示，通过该电压施加，在1对同轴状电极10的绝缘构件16的表面分别产生面状的放电电流（以下，称为面状放电2）。面状放电2是2维地扩展的面状的放电电流，以下也称为“电流片（current sheet）”。
再有在此时，对左侧的同轴状电极10的中心电极12施加正电压（+），对引导电极14施加负电压（-），对右侧的同轴状电极10的中心电极12施加负电压（-），对该引导电极14施加正电压（+）。
再有，也可以使两方的引导电极14接地而保持0V，对一方的中心电极12施加正电压（+），对另一方的中心电极12施加负电压（-）。
如图3B所示，面状放电2通过自磁场向从电极排出的方向（图中朝向中心的方向）移动。
如图3C所示，当面状放电2到达1对同轴状电极10的顶端时，在1对面状放电2间夹持的等离子体介质6变为高密度、高温，在各同轴状电极10的相向的中间位置（中心电极12的对称面1）形成单一的等离子体3。
进而，在该状态下，相向的1对中心电极12是正电压（+）和负电压（-），同样地相向的1对引导电极14也是正电压（+）和负电压（-），因此如图3D所示，面状放电2连结形成在相向的1对中心电极12彼此以及相向的1对引导电极14之间放电的管状放电4。在这里，管状放电4意味着包围轴线Z-Z的中空圆筒状的放电电流。
当形成该管状放电4时，在图中形成以符号5表示的等离子体封闭磁场（磁瓶）能够将等离子体3在半径方向和轴方向封闭。
即，磁瓶5通过等离子体3的压力，中央部变大其两侧变小，形成朝向等离子体3的轴方向的磁压梯度，通过该磁压梯度将等离子体3约束在中间位置。进而，等离子体3通过等离子体电流的自磁场而在中心方向被压缩（Z间距），自磁场的约束在半径方向也起作用。
在该状态下，如果从电压施加装置30持续供给与等离子体3的发光能量相当的能量的话，就能够以高能量变换效率长时间稳定地使等离子体光8（EUV)产生。
图4是表示本发明的等离子体光源的第2实施方式的图，图5是图4的同轴状电极的放大图。
在第2实施方式中，代替第1实施方式的中心电极12、引导电极14、绝缘构件16、贮存器18和电加热器42，分别设置中心电极12B、引导电极14B、绝缘构件16B、贮存器18B和电加热器42B。
在图4、图5中，各同轴状电极10包括棒状的中心电极12B、管状的引导电极14B和环状的绝缘构件16B。
环状的绝缘构件16B是位于中心电极12B和引导电极14B之间的中空圆筒形状的电绝缘体，使中心电极12B和引导电极14B之间电绝缘。在本例子中，环状的绝缘构件16B是多孔质陶瓷。
此外，图4的等离子体光源还具备：在绝缘构件16B的背面开口、在内部保有等离子体介质的中空的贮存器18B。
进而，在本例子中，加热装置40包括对贮存器18B进行加热的电加热器42B和对电加热器42B供给加热用的电力的加热电源装置44，加热贮存器18B内的等离子体介质而使其液化。
第2实施方式的其它结构与第1实施方式相同。但是，在第2实施方式中，没有省略气体供给装置50和压力调整装置52。
根据上述的本发明的第1实施方式或第2实施方式的装置，具备相向配置的1对同轴状电极10，使1对同轴状电极10分别产生面状的放电电流（面状放电2），通过面状放电2在各同轴状电极10的相向的中间位置形成单一的等离子体3，接着将面状放电2连结而形成1对同轴状电极间的管状放电4，形成封闭等离子体3的等离子体封闭磁场5（磁瓶5），因此能够长时间（μsec级）稳定地使用于EUV辐射的等离子体光产生。
此外，与现有的毛细管放电、真空放电金属等离子体相比较，能够在1对同轴状电极10的相向的中间位置形成单一的等离子体3，并且大幅（10倍以上）改善能量变换效率，所以等离子体形成中的各电极的热负荷变小，能够使结构设备的热负荷导致的损伤大幅降低。
此外，因为在1对同轴状电极10的相向的中间位置形成作为等离子体光的发光源的等离子体3，所以能够增大产生的等离子体光的有效的辐射立体角。
进而，在本发明的第1实施方式中，绝缘构件16是将绝缘性致密部分16a和多孔质部分16b整体成型的局部多孔陶瓷，在绝缘性致密部分16a具有在内部保有等离子体介质的贮存器18，多孔质部分16b通过绝缘性致密部分16a的内部连通贮存器18的内表面和中心电极12与引导电极14之间，因此通过绝缘性致密部分16a的存在，即使通过多孔质部分16b使作为等离子体介质的液体金属流过，也能维持同轴状电极间的绝缘，能够连续地对中心电极12和引导电极14之间供给等离子体介质。
再有，在装置构造上，优选绝缘构件16是绝缘性致密部分16a和多孔质部分16b整体成型的结构，但也可以是将绝缘性致密部分16a和多孔质部分16b接合（粘接，钎焊等）的结构，或者也可以是以不从绝缘性致密部分16a和多孔质部分16b的缝隙泄漏等离子体介质的方式设置有密封构造的结构。
进而，在本发明的第1实施方式或第2实施方式中，具备：在绝缘构件16或16B的背面开口并在内部保有等离子体介质中空的贮存器18或18B；对贮存器18或18B内供给惰性气体的气体供给装置50；调整惰性气体的供给压力的压力调整装置52；加热贮存器18或18B内的等离子体介质使其液化的能够调整温度的加热装置40，因此通过加热装置40的温度调整，从而能够控制绝缘构件16或16B的前表面的等离子体介质的蒸气压力。此外，同时通过气体供给装置50和压力调整装置52，能够调整对贮存器18或18B内供给的惰性气体的压力，控制等离子体介质（液体金属）的供给量。
因此，能够连续地供给等离子体介质，并且以充分的供给速度供给等离子体介质，并且能够独立地控制等离子体介质的供给量和蒸气压。
再有，本发明不限于上述的实施方式而通过本技术方案的记载表示，还包含与本技术方案所要求的范围同等的意思以及范围内的全部变更。
附图标记说明
1 对称面、2 面状放电（电流片）；3 等离子体；
4 管状放电；5 等离子体封闭磁场；6 等离子体介质；
8 等离子体光（EUV）；10 同轴状电极；
12 12B 中心电极；12a 螺丝轴；13 螺母；
14、14B 引导电极；15 封闭板；
16、16B 绝缘构件（局部多孔陶瓷）；
16a 绝缘性致密部分；16b 多孔质部分；
18、18B 贮存器；20 放电环境保持装置；
30 电压施加装置；32 正电压源；
34 负电压源；36 触发开关；
40 加热装置；42、42B 电加热器；
44 加热电源装置。

Claims (5)

1.一种等离子体光源，具备：相向配置的1对同轴状电极；放电环境保持装置，将该同轴状电极内的等离子体介质保持成适于等离子体产生的温度和压力；以及电压施加装置，对各同轴状电极施加使极性反转了的放电电压，该等离子体光源在1对同轴状电极之间形成管状放电，在轴方向封闭等离子体，其特征在于，
所述各同轴状电极包括：棒状的中心电极，在单一的轴线上延伸；引导电极，隔开固定的间隔包围该中心电极的相向的顶端部；以及绝缘构件，使所述中心电极和引导电极之间绝缘，
该绝缘构件是包括液化的等离子体介质不能连续地浸透的绝缘性致密部分和液化的等离子体介质连续地浸透的多孔质部分的局部多孔陶瓷，
所述绝缘性致密部分具有在内部保有等离子体介质的贮存器，所述多孔质部分通过绝缘性致密部分的内部对所述贮存器的内表面和中心电极与引导电极间进行连通，
所述电压施加装置具有：正电压源，对一方的同轴状电极的中心电极施加比其引导电极高的正的放电电压；以及负电压源，对另一方的同轴状电极的中心电极施加比其引导电极低的负的放电电压。
2.根据权利要求1所述的等离子体光源，其特征在于，还具备：能够调整温度的加热装置，加热所述绝缘构件，使其内部的等离子体介质液化。
3.根据权利要求1或2所述的等离子体光源，其特征在于，具备：
气体供给装置，对所述贮存器内供给惰性气体；以及
压力调整装置，调整所述惰性气体的供给压力。
4.一种等离子体光源，具备：相向配置的1对同轴状电极；放电环境保持装置，将该同轴状电极内的等离子体介质保持成适于等离子体产生的温度和压力；以及电压施加装置，对各同轴状电极施加使极性反转了的放电电压，该等离子体光源在1对同轴状电极之间形成管状放电，在轴方向封闭等离子体，其特征在于，
所述各同轴状电极包括：棒状的中心电极，在单一的轴线上延伸；引导电极，隔开固定的间隔包围该中心电极的相向的顶端部；以及绝缘构件，使所述中心电极和引导电极之间绝缘，
该绝缘构件由具有位于中心电极的所述顶端部侧的前表面和其相反一侧的背面的多孔陶瓷构成，
所述等离子体光源还具备：
中空的贮存器，在绝缘构件的背面开口，在内部保有等离子体介质；
气体供给装置，对该贮存器内供给惰性气体；
压力调整装置，调整所述惰性气体的供给压力；以及
能够调整温度的加热装置，加热所述贮存器内的等离子体介质并使其液化，
所述电压施加装置具有：正电压源，对一方的同轴状电极的中心电极施加比其引导电极高的正的放电电压；以及负电压源，对另一方的同轴状电极的中心电极施加比其引导电极低的负的放电电压。
5.根据权利要求1或4所述的等离子体光源，其特征在于，所述电压施加装置还具有：触发开关，对各个同轴状电极同时施加所述正电压源和负电压源。
CN201080038910.9A 2009-09-01 2010-08-31 等离子体光源 Expired - Fee Related CN102484938B (zh)

Applications Claiming Priority (5)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2009-201836 2009-09-01
JP2009201836A JP5212918B2 (ja) 2009-09-01 2009-09-01 プラズマ光源
JP2009201835A JP5212917B2 (ja) 2009-09-01 2009-09-01 プラズマ光源
JP2009-201835 2009-09-01
PCT/JP2010/064757 WO2011027737A1 (ja) 2009-09-01 2010-08-31 プラズマ光源

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN102484938A CN102484938A (zh) 2012-05-30
CN102484938B true CN102484938B (zh) 2014-12-10

Family

ID=43649273

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201080038910.9A Expired - Fee Related CN102484938B (zh) 2009-09-01 2010-08-31 等离子体光源

Country Status (6)

Country Link
US (1) US8648536B2 (zh)
EP (1) EP2475229A4 (zh)
KR (1) KR101415886B1 (zh)
CN (1) CN102484938B (zh)
TW (1) TWI432098B (zh)
WO (1) WO2011027737A1 (zh)

Families Citing this family (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5754594B2 (ja) * 2011-09-13 2015-07-29 株式会社Ihi プラズマ光源とプラズマ光発生方法
JP5070616B1 (ja) * 2012-03-09 2012-11-14 レーザーテック株式会社 プラズマシールド装置及びプラズマ光源装置
US9392678B2 (en) * 2012-10-16 2016-07-12 Asml Netherlands B.V. Target material supply apparatus for an extreme ultraviolet light source
CN104934278B (zh) * 2015-04-29 2017-06-23 中国科学院长春光学精密机械与物理研究所 Euv光源放电电极的液态金属高效冷却方法与装置
JP6751138B2 (ja) * 2016-04-27 2020-09-02 ギガフォトン株式会社 極端紫外光センサユニット及び極端紫外光生成装置
JP6772804B2 (ja) * 2016-12-12 2020-10-21 株式会社Ihi プラズマ光源システム
RU175740U1 (ru) * 2017-06-19 2017-12-18 Акционерное общество "Научно-исследовательский институт оптико-электронного приборостроения" АО "НИИ ОЭП" Плазменный источник светового излучения
CN108732201B (zh) * 2018-05-24 2020-11-06 国网陕西省电力公司电力科学研究院 一种基于绝缘击穿的绝缘气体液化温度测试装置及方法
EP3736444A1 (en) * 2019-05-09 2020-11-11 Excillum AB Electromagnetic pump
US11450521B2 (en) 2020-02-05 2022-09-20 Kla Corporation Laser sustained plasma light source with high pressure flow
CN115023018B (zh) * 2022-03-18 2024-04-16 大连理工大学 一种用于模拟边界局域模的放电电极系统
US20230335389A1 (en) * 2022-04-18 2023-10-19 Kla Corporation Laser-sustained plasma source based on colliding liquid jets

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS62176038A (ja) * 1986-01-28 1987-08-01 Hitachi Ltd Ｘ線発光装置
CN1185911C (zh) * 1999-10-18 2005-01-19 法国原子能委员会 液滴雾的产生方法和装置，远紫外光源和衬底的光刻装置
CN2744123Y (zh) * 2004-11-02 2005-11-30 中国科学院长春光学精密机械与物理研究所 一种液滴靶激光等离子体软x射线光源
CN1759467A (zh) * 2003-03-26 2006-04-12 关西Tlo株式会社 远紫外区光源和远紫外区光源用靶
US7115887B1 (en) * 2005-03-15 2006-10-03 The United States Of America As Represented By The United States Department Of Energy Method for generating extreme ultraviolet with mather-type plasma accelerators for use in Extreme Ultraviolet Lithography
WO2006120942A1 (ja) * 2005-05-06 2006-11-16 Tokyo Institute Of Technology プラズマ発生装置及びプラズマ発生方法
JP2007502000A (ja) * 2003-08-12 2007-02-01 イェーノプティーク ミクロテヒニーク ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツング プラズマ放射線源およびプラズマ放射線源用のガスカーテンを形成するための装置
JP2007329484A (ja) * 1999-12-17 2007-12-20 Asml Netherlands Bv 平版投影装置用の照射源

Family Cites Families (46)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3997468A (en) * 1974-02-27 1976-12-14 Pavel Petrovich Maljushevsky Method of creating high and superhigh pressure and an arrangement for dispersing non-metalliferous materials
US4042848A (en) * 1974-05-17 1977-08-16 Ja Hyun Lee Hypocycloidal pinch device
US4817892A (en) 1986-04-28 1989-04-04 Janeke Charl E Aerospace plane and engine therefor
US4778130A (en) 1986-05-08 1988-10-18 Kyusik Kim Ultra hypersonic aircraft
US4934632A (en) 1987-12-03 1990-06-19 Kyusik Kim Aerothermal ultra hypersonic aircraft
JPH01243349A (ja) 1988-03-25 1989-09-28 Hitachi Ltd プラズマ極端紫外光発生装置
SE510133C2 (sv) 1996-04-25 1999-04-19 Jettec Ab Laser-plasma röntgenkälla utnyttjande vätskor som strålmål
US6133577A (en) 1997-02-04 2000-10-17 Advanced Energy Systems, Inc. Method and apparatus for producing extreme ultra-violet light for use in photolithography
US6232613B1 (en) * 1997-03-11 2001-05-15 University Of Central Florida Debris blocker/collector and emission enhancer for discharge sources
US5963616A (en) 1997-03-11 1999-10-05 University Of Central Florida Configurations, materials and wavelengths for EUV lithium plasma discharge lamps
US5763930A (en) 1997-05-12 1998-06-09 Cymer, Inc. Plasma focus high energy photon source
US6566667B1 (en) 1997-05-12 2003-05-20 Cymer, Inc. Plasma focus light source with improved pulse power system
US6541786B1 (en) * 1997-05-12 2003-04-01 Cymer, Inc. Plasma pinch high energy with debris collector
US6014252A (en) 1998-02-20 2000-01-11 The Regents Of The University Of California Reflective optical imaging system
US6194733B1 (en) 1998-04-03 2001-02-27 Advanced Energy Systems, Inc. Method and apparatus for adjustably supporting a light source for use in photolithography
US6438199B1 (en) 1998-05-05 2002-08-20 Carl-Zeiss-Stiftung Illumination system particularly for microlithography
US6190835B1 (en) 1999-05-06 2001-02-20 Advanced Energy Systems, Inc. System and method for providing a lithographic light source for a semiconductor manufacturing process
JP2001108799A (ja) 1999-10-08 2001-04-20 Nikon Corp Ｘ線発生装置、ｘ線露光装置及び半導体デバイスの製造方法
TWI246872B (en) 1999-12-17 2006-01-01 Asml Netherlands Bv Radiation source for use in lithographic projection apparatus
US6711233B2 (en) 2000-07-28 2004-03-23 Jettec Ab Method and apparatus for generating X-ray or EUV radiation
US6998785B1 (en) * 2001-07-13 2006-02-14 University Of Central Florida Research Foundation, Inc. Liquid-jet/liquid droplet initiated plasma discharge for generating useful plasma radiation
JP5098126B2 (ja) 2001-08-07 2012-12-12 株式会社ニコン Ｘ線発生装置、露光装置、露光方法及びデバイス製造方法
US6714624B2 (en) 2001-09-18 2004-03-30 Euv Llc Discharge source with gas curtain for protecting optics from particles
JP3791441B2 (ja) 2002-03-27 2006-06-28 ウシオ電機株式会社 極端紫外光発生装置
JP3759066B2 (ja) 2002-04-11 2006-03-22 孝晏 望月 レーザプラズマ発生方法およびその装置
WO2004031854A2 (de) 2002-09-30 2004-04-15 Carl Zeiss Smt Ag Beleuchtungssystem für eine wellenlänge ≤ 193 nm mit sensoren zur bestimmung der ausleuchtung
JP2004226244A (ja) 2003-01-23 2004-08-12 Ushio Inc 極端紫外光源および半導体露光装置
DE10305701B4 (de) 2003-02-07 2005-10-06 Xtreme Technologies Gmbh Anordnung zur Erzeugung von EUV-Strahlung mit hohen Repetitionsraten
JP2005032510A (ja) 2003-07-10 2005-02-03 Nikon Corp Ｅｕｖ光源、露光装置及び露光方法
US7087914B2 (en) 2004-03-17 2006-08-08 Cymer, Inc High repetition rate laser produced plasma EUV light source
TW200613706A (en) 2004-09-29 2006-05-01 Ushio Electric Inc EUV generator
JP2006294606A (ja) 2005-04-12 2006-10-26 Xtreme Technologies Gmbh プラズマ放射線源
DE102005020521B4 (de) 2005-04-29 2013-05-02 Xtreme Technologies Gmbh Verfahren und Anordnung zur Unterdrückung von Debris bei der Erzeugung kurzwelliger Strahlung auf Basis eines Plasmas
JP4667140B2 (ja) 2005-06-30 2011-04-06 キヤノン株式会社 露光装置およびデバイス製造方法
US7598508B2 (en) 2005-07-13 2009-10-06 Nikon Corporation Gaseous extreme-ultraviolet spectral purity filters and optical systems comprising same
DE102005041567B4 (de) * 2005-08-30 2009-03-05 Xtreme Technologies Gmbh EUV-Strahlungsquelle mit hoher Strahlungsleistung auf Basis einer Gasentladung
JP5156193B2 (ja) 2006-02-01 2013-03-06 ギガフォトン株式会社 極端紫外光源装置
JP4954584B2 (ja) 2006-03-31 2012-06-20 株式会社小松製作所 極端紫外光源装置
JP4937643B2 (ja) 2006-05-29 2012-05-23 株式会社小松製作所 極端紫外光源装置
JP2008270149A (ja) 2007-03-28 2008-11-06 Tokyo Institute Of Technology 極端紫外光光源装置および極端紫外光発生方法
US7737420B2 (en) 2007-03-30 2010-06-15 Intel Corporation Pixelated modulation of illumination pupil image
US7691755B2 (en) 2007-05-15 2010-04-06 Applied Materials, Inc. Plasma immersion ion implantation with highly uniform chamber seasoning process for a toroidal source reactor
DE102007023444B4 (de) 2007-05-16 2009-04-09 Xtreme Technologies Gmbh Einrichtung zur Erzeugung eines Gasvorhangs für plasmabasierte EUV-Strahlungsquellen
WO2008154222A1 (en) 2007-06-06 2008-12-18 Mks Instruments, Inc. Particle reduction through gas and plasma source control
US7709816B2 (en) 2007-08-16 2010-05-04 Sematech, Inc. Systems and methods for monitoring and controlling the operation of extreme ultraviolet (EUV) light sources used in semiconductor fabrication
US20090218521A1 (en) 2008-02-08 2009-09-03 Nikon Corporation Gaseous neutral density filters and related methods

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS62176038A (ja) * 1986-01-28 1987-08-01 Hitachi Ltd Ｘ線発光装置
CN1185911C (zh) * 1999-10-18 2005-01-19 法国原子能委员会 液滴雾的产生方法和装置，远紫外光源和衬底的光刻装置
JP2007329484A (ja) * 1999-12-17 2007-12-20 Asml Netherlands Bv 平版投影装置用の照射源
CN1759467A (zh) * 2003-03-26 2006-04-12 关西Tlo株式会社 远紫外区光源和远紫外区光源用靶
JP2007502000A (ja) * 2003-08-12 2007-02-01 イェーノプティーク ミクロテヒニーク ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツング プラズマ放射線源およびプラズマ放射線源用のガスカーテンを形成するための装置
CN2744123Y (zh) * 2004-11-02 2005-11-30 中国科学院长春光学精密机械与物理研究所 一种液滴靶激光等离子体软x射线光源
US7115887B1 (en) * 2005-03-15 2006-10-03 The United States Of America As Represented By The United States Department Of Energy Method for generating extreme ultraviolet with mather-type plasma accelerators for use in Extreme Ultraviolet Lithography
WO2006120942A1 (ja) * 2005-05-06 2006-11-16 Tokyo Institute Of Technology プラズマ発生装置及びプラズマ発生方法

Also Published As

Publication number Publication date
KR20120049269A (ko) 2012-05-16
TW201130388A (en) 2011-09-01
US8648536B2 (en) 2014-02-11
US20120146511A1 (en) 2012-06-14
EP2475229A1 (en) 2012-07-11
KR101415886B1 (ko) 2014-07-04
EP2475229A4 (en) 2015-03-18
TWI432098B (zh) 2014-03-21
WO2011027737A1 (ja) 2011-03-10
CN102484938A (zh) 2012-05-30

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN102484938B (zh) 等离子体光源
JP5479723B2 (ja) プラズマ光源とプラズマ光発生方法
CN102484045B (zh) 等离子体光源系统
JP6501285B2 (ja) 電子線発生装置、および、電子線適用装置
JP2003218025A (ja) ガス放電に基づいて極紫外線を発生する装置
US20210063899A1 (en) Cleaning a structure surface in an euv chamber
JP5212917B2 (ja) プラズマ光源
Jalali et al. Touch‐free flash sintering with magnetic induction within a reactor activated by the usual flash method
JP5212918B2 (ja) プラズマ光源
JP5622081B2 (ja) プラズマ光源
JP5656014B2 (ja) プラズマ光源とプラズマ光発生方法
JP5733687B2 (ja) プラズマ光源の製造方法
JP5590305B2 (ja) プラズマ光源とプラズマ光発生方法
Mochizuki et al. Laser Plasma X-ray Source for Lithography
KR102296883B1 (ko) 기판을 열처리하기 위한 방법 및 장치
WO2021229902A1 (ja) 極端紫外光光源装置
JP5757112B2 (ja) プラズマ光源の製造方法
JP5552872B2 (ja) プラズマ光源とプラズマ光発生方法
JP2003218096A (ja) 酸素イオン発生用真空処理装置
JP2013131604A (ja) プラズマ光源

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee

Granted publication date: 20141210

Termination date: 20160831