DE102010055889B4 - Verfahren und Vorrichtung zur Erzeugung kurzwelliger Strahlung mittels einer gasentladungsbasierten Hochfrequenzhochstromentladung - Google Patents

Abstract

Verfahren zur Anregung einer kurzwellige Strahlung emittierenden gasentladungsbasierten Strahlungsquelle, bei dem zwischen zwei in einer Vakuumkammer angeordneten Elektroden ein Emittent durch impulsförmige Ströme zwischen den Elektroden ionisiert und periodisch komprimiert und zu einem gepulst emittierenden Plasma angeregt wird, das bei einem jeden Impuls über eine Emissionsdauer die gewünschte kurzwellige Strahlung emittiert, dadurch gekennzeichnet, dass – das Plasma (3) mittels einer hochfrequenten Sequenz impulsförmiger Ströme ununterbrochen aufrechterhalten wird, indem eine Impulsfolgeperiode der impulsförmigen Ströme eingestellt wird, die kürzer ist als eine Lebensdauer des Plasmas (3), die der Dauer des Vorhandenseins des Plasmas (3) entspricht, sodass das Plasma (3) periodisch wechselnd zwischen einem energiereichen Zustand eines emittierenden komprimierten Plasmas (31) und einem energiearmen Zustand eines relaxierenden Plasmas (32) gehalten wird, – die impulsförmigen Ströme zwischen den Elektroden (21, 22) unter Verwendung eines durch einen Hochfrequenzgenerator (52) angeregten Schwingkreises (51) mit einer Impulsfolgefrequenz (f) zwischen 50 kHz und 4 MHz erzeugt werden, wobei der Schwingkreis (51) unter Verwendung einer Ladeschaltung getaktet nachgeladen wird, und – eine Anregungsenergie für die Anregung des relaxierenden Plasmas (32) zur Erzeugung des komprimierten Plasmas (31) mittels der impulsförmigen Ströme derart in das relaxierende Plasma (32) eingekoppelt wird, dass entweder impulsförmige Ströme wechselnder Polarität mit Impulsbreiten von der halben Impulsfolgeperiode oder gepulste Gleichströme, deren Form keine Rechteckfunktion ist, mit Impulsbreiten, die gleich der Impulsfolgeperiode sind, erzeugt werden.

Description

• Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Erzeugung kurzwelliger Strahlung mittels einer gasentladungsbasierten Hochstromentladung, insbesondere im EUV-Bereich.
• Für eine Reihe von Anwendungen, insbesondere aber für die Halbleiterlithographie, wird kurzwellige Strahlung (Wellenlänge < 100 nm) im Bereich extrem ultravioletter Strahlung (EUV-Bereich) eingesetzt. Dafür werden spezielle Strahlungsquellen verwendet, die auf der Emission eines heißen Plasmas beruhen.
• In Strahlungsquellen auf Basis eines durch Gasentladung erzeugten Plasmas wird in einer Kammer, in der ein niedriger Druck oder ein Vakuum vorliegt, an mindestens zwei Elektroden eine elektrische Spannung angelegt und zwischen den Elektroden ein elektrisches Feld für eine Hochstromentladung erzeugt. Die hierfür benötigten Spannungen liegen im Bereich mehrerer Kilovolt. Die geometrische Anordnung der Elektroden wird häufig rotationssymmetrisch gewählt.
• Ist die Feldstärke groß genug und befinden sich in dem elektrischen Feld Moleküle oder Atome eines für den gewünschten Wellenlängenbereich geeignet emittierenden Materials (Emittent), so werden die Ladungen von mindestens einem Teil der Moleküle/Atome getrennt und es kommt zu einer Ionisierung des Emittenten zwischen den Elektroden (Entladungsvolumen). Üblicherweise sind zusätzliche Vorrichtungen vorhanden, durch deren Wirkung das Entladungsvolumen vor der eigentlichen Entladung in einen Zustand erhöhter Ionisierung (Vorionisierung) versetzt wird.
• Die durch die Ionisierung erzeugten freien Ladungsträger verringern den elektrischen Widerstand zwischen den Elektroden und ermöglichen einen Stromfluss und Ladungsausgleich zwischen diesen. Durch den Stromfluss wird ein azimutales Magnetfeld erzeugt, das rotationssymmetrisch um den Bereich des Stromflusses verläuft. Im Plasma sind Ladungsträger beiderlei Vorzeichen vorhanden (quasi-neutrales Plasma). Die im elektrischen Feld bewegten Ladungsträger (Ionen und Elektronen) werden durch die Wirkung der Lorentz-Kraft in Richtung der Achse des Magnetfeldes beschleunigt und in einem kleinen Volumen entlang einer Achse zwischen den Elektroden komprimiert (Pinch-Effekt). Dadurch erhöht sich die Dichte des Plasmas und infolge zunehmender Stöße der Ionen untereinander steigt auch die Temperatur des so komprimierten Plasmas, das dann Strahlung in einem gewünschten Wellenlängenbereich emittiert, der für den jeweiligen Emittenten spezifisch ist. Für die Erzeugung von EUV-Strahlung um 13 nm können als Emittenten z. B. Edelgase oder Elemente der 5. Hauptgruppe des Periodensystems der Elemente (oder deren Verbindungen) zum Einsatz kommen.
• Wegen der erforderlichen hohen Stromstärken für die ausreichend hohe Ionisierung und Erhitzung des Emittenten kann das Plasma nur gepulst erzeugt werden. Das Plasma besteht also entsprechend der Dauer der Stromimpulse lediglich über ein bestimmtes Zeitintervall, das im Folgenden als Lebensdauer des Plasmas bezeichnet werden soll. Während der Strahlungsemission des komprimierten Plasmas beginnt dieses zu expandieren und zu relaxieren (relaxierendes Plasma). Ein relaxierendes Plasma wird nach einer Dauer der Relaxation und entsprechender Expansion aufhören, kurzwellige Strahlung zu emittieren.
• Für die Anwendungen weicher Röntgenstrahlung (EUV-Strahlung) wird aber meist ein andauernd hoher Photonenfluss benötigt. Ferner ist es wünschenswert, die abgestrahlte Leistung der Strahlung möglichst konstant zu halten. Da das Plasma jeweils periodisch erzeugt wird, sind daher für Bearbeitungsprozesse mit weicher Röntgenstrahlung (EUV) stabile Impulsfolgen erforderlich, indem an den Elektroden impulsförmige Ströme mit einer möglichst hohen Impulsfolgefrequenz f bereitgestellt werden.
• Eine Vorrichtung zur Erzeugung von Röntgenstrahlung ist beispielsweise in der JP 61101942 A für ein Gasentladungsplasma unter Nutzung eines z-Pinch-Effekts zwischen zwei Elektroden offenbart. Impulsförmige Ströme mit Impulsfolgefrequenzen zwischen 200 kHz und 2 MHz werden dabei über eine Beschichtung der Vakuumkammer zu den Elektroden geleitet, wobei der Skin-Effekt der Beschichtung ausgenutzt wird.
• Der grundsätzliche Aufbau einer Hochfrequenz-Ionenquelle ist aus der DE 37 08 716 A1 bekannt. Dabei wird durch eine um ein Plasmagefäß (Vakuumkammer) gelegte Lastkreisspule, die zusammen mit einem Kondensator einen elektrischen Schwingkreis bildet, Hochfrequenz-Energie in ein Plasma eingekoppelt. Die Lastkreisspule ist induktiv oder direkt an einen Hochfrequenzgenerator angekoppelt. Mittels der Anordnung ist ein Gasentladungsplasma erzeugbar.
• Für die Halbleiterlithographie sind besonders hohe Impulsfolgefrequenzen erforderlich, da sich so sowohl die abgestrahlte Leistung der Strahlungsquelle erhöht als auch die Gleichmäßigkeit der Strahlungsemission, die sog. Dosisstabilität, verbessern lässt. Die Dosisstabilität der plasmabasierten Strahlungsquelle wird insbesondere durch die Puls-zu-Puls-Stabilität und die räumliche Stabilität des Quellvolumens, also der Größe und Lage des Volumens des emittierenden Plasmas, bestimmt.
• Eine Emissionsdauer t_emi, also dasjenige Zeitintervall, über welches das Plasma tatsächlich die gewünschte Strahlung emittiert, ist kürzer als die Lebensdauer des Plasmas und deutlich kürzer als die Periode der Impulsfolgefrequenz f und beträgt bei einer Impulsfolgefrequenz von f ≈ 5...10 kHz meist weniger als 1 μs. Es ergibt sich daher ein mittleres Emissionsverhältnis von f_r·t_emi von weniger als 1%, typischerweise sogar von weniger als 1% der Periode der Impulsfolge (prozentualer Anteil der Emissionsdauer an der Periodendauer der Impulsfolge). Durch eine Verlängerung der Emissionsdauer t_emi bei gleicher Impulsfolgefrequenz f ließe sich also die mittlere abgestrahlte Leistung des Plasmas erhöhen.
• Bekannte gasentladungsbasierte Plasma-Strahlungsquellen arbeiten bei Impulsfolgefrequenzen von < 10 kHz, jedoch sind elektrodenlose Lösungsansätze bekannt, die mit einer wesentlich höheren Impulsfolgefrequenz von mehr als 10 MHz arbeiten, wie dies durch die US 7,605,385 B2 und die US 2008/0258085 A1 offenbart wird. Die Kompression des Plasmas erfolgt in diesen Verfahren durch die Wirkung externer Magnetfelder und nicht durch einen Pinch-Effekt, der durch den Strom, der durch das Plasma fließt, erzeugt wird.
• Um die für eine gasentladungsbasierte Plasma-Strahlungsquelle benötigten hohen Stromstärken von mehreren 10 kA zu erreichen, wurden spezielle Schaltkreise entwickelt, durch die kurzzeitig sehr hohe Leistungen (mehrere Joule in weniger als 1 μs) in Form von impulsförmigen Strömen bereitgestellt und gleichzeitig unvorteilhafte Effekte wie Rückkopplungen auf diejenigen technischen Mittel, durch die die impulsförmigen Ströme bereitgestellt werden, effektiv vermindert werden können. Ein solcher Schaltkreis ist beispielsweise in der DE 103 61 908 A1 beschrieben.
• In der US 6,566,667 B1 wird eine Vorrichtung zur Erzeugung hochenergetischer Strahlung beschrieben, die nach den oben beschriebenen Prinzipien arbeitet. Die Vorrichtung umfasst eine Impulsspannungsquelle und eine Vakuumkammer mit mindestens zwei Elektroden, zwischen denen je ein Schutzgas und ein Arbeitsgas oder -gasgemisch eingeleitet wird. Die Impulsspannungsquelle weist eine kapazitive Ladebank auf, die mittels eines Ladekreises in weniger als 0,5 μs aufgeladen werden kann. Weiterhin sind Einrichtungen zur Steuerung des Ladevorganges, nämlich ein magnetischer Kompressionsschaltkreis mit einer sättigbaren Induktivität und mindestens einer kapazitiven Ladebank, einem Ladebankschalter für deren Entladung und Herbeiführung der magnetischen Kompression, und ein Impulswandler zur mindestens vierfachen Erhöhung der Impulsspannung vorhanden. Die Vorrichtung kann zwar ohne Vorionisation betrieben werden, jedoch werden mit Vorionisation deutlich bessere Resultate bezüglich Konversionseffizienz (Verhältnis der erzeugten Strahlungsleistung zur elektrischen Eingangsleistung) und Stabilität der Emission erreicht.
• Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine neue Möglichkeit zur Erzeugung kurzwelliger Strahlung mittels Strahlungsquellen auf Basis eines gasentladungserzeugten Plasmas zu finden, bei der die gegenüber der Impulsperiode unzureichende Emissionsdauer des Plasmas verbessert und eine zeitlich gleichbleibende Emission der kurzwelligen Strahlung mit hoher Dosisstabilität erreicht wird.
• Die Aufgabe wird in einem Verfahren zur Anregung einer kurzwellige Strahlung emittierenden gasentladungsbasierten Strahlungsquelle, bei dem zwischen zwei in einer Vakuumkammer angeordneten Elektroden ein Emittent durch impulsförmige Ströme zwischen den Elektroden ionisiert und periodisch komprimiert und zu einem gepulst emittierenden Plasma angeregt wird, das bei einem jeden Impuls über eine Emissionsdauer die gewünschte kurzwellige Strahlung emittiert, dadurch gelöst, dass das Plasma mittels einer hochfrequenten Sequenz impulsförmiger Ströme ununterbrochen aufrechterhalten wird, indem eine Impulsfolgeperiode der impulsförmigen Ströme eingestellt wird, die kürzer ist als eine Lebensdauer des Plasmas, die der Dauer des Vorhandenseins des Plasmas entspricht, sodass das Plasma periodisch wechselnd zwischen einem energiereichen Zustand eines emittierenden komprimierten Plasmas und einem energiearmen Zustand eines relaxierenden Plasmas gehalten wird, dass die impulsförmigen Ströme zwischen den Elektroden unter Verwendung eines durch einen Hochfrequenzgenerator angeregten Schwingkreises mit einer Impulsfolgefrequenz zwischen 50 kHz und 4 MHz erzeugt werden, wobei der Schwingkreis unter Verwendung einer Ladeschaltung getaktet nachgeladen wird, dass eine Anregungsenergie für eine Anregung des relaxierenden Plasmas zur Erzeugung des komprimierten Plasmas mittels der impulsförmigen Ströme derart in das relaxierende Plasma eingekoppelt wird, dass entweder impulsförmige Ströme wechselnder Polarität mit Impulsbreiten von der halben Impulsfolgeperiode oder gepulste Gleichströme, deren Form keine Rechteckfunktion ist, mit Impulsbreiten, die gleich der Impulsfolgeperiode sind, erzeugt werden.
• Die Erfindung beruht auf der Überlegung, dass eine bessere Anpassung der Impulsfolgefrequenz der impulsförmigen Ströme an die Lebensdauer des emittierenden Plasmas (Emissionsdauer) erfolgen muss, um die Ausgangsleistung und die Konstanz der Strahlungsemission bzw. Dosisstabilität einer mit Elektroden arbeitenden gasentladungsbasierten Strahlungsquelle zu erhöhen.
• Diese Anpassung erfolgt gemäß der Erfindung derart, dass nach einer ersten Entladung, wenn ein erzeugtes emittierendes Plasma mindestens noch teilweise als (nicht mehr emittierendes) Restplasma vorhanden ist, bereits ein nächster Impuls bereitgestellt wird, so dass erneut ein Stromfluss aufgrund einer durch das Restplasma begünstigten Entladung beginnt. Das Restplasma wird durch den neuerlichen Stromfluss zunehmend ionisiert und durch den erneut eintretenden Pinch-Effekt in den energiereicheren Zustand des komprimierten Plasmas mit kleinem Quellvolumen konvertiert, das über eine weitere Emissionsdauer t_emi die gewünschte kurzwellige Strahlung emittiert.
• Ein einmal erzeugtes Plasma wird durch die aufeinander abgestimmten Größen von Impulsfolgefrequenz und Impulsbreite der Anregung sowie Lebensdauer des Plasmas periodisch alternierend in einem energetisch angeregten Plasmazustand aus emittierendem komprimiertem Plasma und relaxierendem, nicht mehr emittierendem Plasma gehalten, sodass es nicht zum vollständigen „Erlöschen” des Plasmas kommt und der Prozess der Energienachladung als „Plasma-Recycling” aufgefasst werden kann. Durch dieses Plasma-Recycling wird die Konversionseffizienz von elektrischer Energie in kurzwellige Strahlung im Vergleich zu Verfahren mit immer wiederkehrendem Neuaufbau des Plasmas erhöht, da die energetisch aufwändige anfängliche Vorionisierung der Emitterteilchen und die Aufheizung des Emittenten bei jedem Folgeimpuls entfallen.
• In jedem Maximum des Stromflusses wird das Plasma einmal durch die Wirkung des strominduzierten Magnetfeldes komprimiert (Pinch-Effekt). Wird ein Wechselstrom angelegt, erfolgt die Komprimierung zweimal pro Periode des Wechselstroms, wobei sich die Stromrichtung einmal umkehrt. Anstelle von Wechselstrom kann auch gepulster Gleichstrom verwendet werden, wobei der Spannungsverlauf unterschiedliche Formen wie z. B. Sinus-, Dreieck- oder Rechteckform aufweisen kann.
• Das Plasma kühlt sich zwischen den einzelnen Stromstärkemaxima aufgrund von Strahlungsemission und räumlicher Expansion des Plasmas ab, verbleibt jedoch in einem ionisierten Zustand. Während der Emission ist die Plasmatemperatur typischerweise ~30–40 eV. Zwischen den Impulsen erlischt die Emission von EUV-Strahlung, jedoch bleiben die Emitterteilchen weitestgehend ionisiert, sodass die Plasmatemperatur hier auf den Bereich weniger Elektronenvolt sinkt (z. B. 1...10 eV). Der ohmsche Widerstand zwischen den Elektroden ist aufgrund der verbleibenden Ionisierung dauerhaft gering, weshalb hier auch der Spannungsbereich < 1 kV genutzt werden kann, wohingegen Strahlungsquellen aus dem bekannten Stand der Technik typischerweise Spannungen von mehreren Kilovolt verwenden.
• Bei den sehr hohen Impulsfolgefrequenzen des erfindungsgemäßen Verfahrens von 50 kHz bis 2 MHz werden Emissionsdauern t_emi von ≥ 1% der Periode der Anregungsfrequenz (Impulsfolgeperiode) erreicht. In einer optimalen Ausgestaltung der Erfindung wird das Plasma mit einer Impulsfolgefrequenz f = 1/t_emi betrieben, die dem Kehrwert der Emissionsdauer t_emi entspricht. Dabei emittiert das Plasma auch zwischen den Strommaximalwerten kurzwellige Strahlung (quasi-kontinuierlicher Betrieb).
• Die Form der impulsförmigen Ströme werden vorteilhaft als eine Funktion aus der Gruppe Sinus-, Dreieck- und Rechteckfunktion ausgewählt und verwendet. Ferner kann als Form der impulsförmigen Ströme eine beliebige, aber konstant wiederkehrende Form der Impulse verwendet wird.
• Vorzugsweise wird für jede Anregung des relaxierenden Plasmas zur Erzeugung des komprimierten Plasmas nicht mehr als 1 Joule Anregungsenergie in das relaxierende Plasma eingekoppelt. Dadurch werden Schäden an den Oberflächen der in der Nähe des Plasmas angeordneten Bauteile verringert und der Betrag zugeführter Energie zur Erzeugung kurzwelliger Strahlung reduziert.
• Für eine kontinuierliche Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist es von Vorteil, wenn die Impulsfolgefrequenz f an die Eigenfrequenz f₀ des Schwingkreises angepasst wird.
• Ferner ist es für die Erzeugung kurzwelliger Strahlung vorteilhaft, wenn die Emissionsdauer t_emi mindestens 1% der Impulsfolgeperiode beträgt.
• Die impulsförmigen Ströme können sowohl als Wechselströme als auch als gepulste Gleichströme mit beliebigem zeitlichen Amplitudenverlauf (z. B. Rechteck- oder Sinusform für Wechselstrom bzw. Sinusform für Gleichstrom) bereitgestellt werden. Dabei ist es vorteilhaft, wenn die Impulsfolgefrequenz und Amplitude der Wechselströme in der Beschaltung weitgehend unabhängig voneinander eingestellt werden können, da dadurch die Parameter an die elektrischen Eigenschaften der Anlage angepasst und die Emissionseigenschaften optimiert werden können. Echte Wechselströme bieten gegenüber gepulsten Gleichströmen den Vorteil, dass die Nettobewegung der Ionen und Elektronen im Plasma gleich Null ist.
• Vorzugsweise werden als impulsförmige Ströme Wechselströme mit einer Frequenz von 50 kHz bis 2 MHz oder impulsförmige Ströme gepulste Gleichströme mit einer Frequenz von 100 kHz bis 4 MHz genutzt.
• In dem erfindungsgemäßen Verfahren wird für die Bereitstellung der impulsförmigen Ströme bevorzugt ein Peakingkreis verwendet, der mindestens die folgenden Elemente und Baugruppen enthält: einen Schwingkreis, einen Hochfrequenzgenerator zur induktiven Anregung des Schwingkreises sowie eine Kapazität C beinhaltet, wobei
• – die Kapazität C eine elektrische Kapazität von 300 nF bis 600 nF aufweist;
• – eine Induktivität L von 20 nH bis 30 nH in dem Peakingkreis vorhanden ist und
• – ein ohmscher Widerstand R von 0.025 Ω bis 0.05 Ω in dem Peakingkreis vorhanden ist.
• Eine bevorzugte Ausführung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist dadurch gegeben, dass die Kapazität C durch ein getaktetes Zuführen elektrischer Energie dann nachgeladen wird, wenn ein bestimmter Teil der dort ursprünglich deponierten Energie in dem Plasma dissipiert wurde.
• Die Aufgabe wird ferner durch eine EUV-Strahlungsquelle auf Basis eines Gasentladungsplasmas mit einer mit einer Vorrichtung zur Anregung des kurzwellige Strahlung emittierenden Gasentladungsplasmas mittels Hochfrequenzhochstromentladung, bei der mindestens zwei Elektroden in einer Vakuumkammer vorhanden sind, in der sich zwischen den Elektroden ein Emittent befindet und Mittel zur Erzeugung impulsförmiger Ströme zwischen den Elektroden mit einer hohen Impulsfolgefrequenz vorhanden sind, dadurch gelöst, dass
• – als Mittel zur Erzeugung impulsförmiger Ströme ein Peakingkreis, beinhaltend einen Schwingkreis, einen Hochfrequenzgenerator zur induktiven Anregung des Schwingkreises sowie mindestens eine Kapazität vorhanden ist, wobei in dem Schwingkreis aufeinander folgend eine erste Kapazität, ein ohmscher Widerstand, eine Induktivität L und eine zweite Kapazität angeordnet und in der genannten Reihenfolge elektrisch leitend miteinander verbunden, wobei die erste Kapazität mit der zweiten Kapazität elektrisch leitend verbunden ist;
• – eine Ladeschaltung zur elektrischen Nachladung der ersten Kapazität vorhanden ist und
• – der Peakingkreis durch eine Leitung der Ladeschaltung zwischen der ersten Kapazität und dem ohmschen Widerstand elektrisch kontaktiert ist und in der Leitung der Ladeschaltung ein Schalter zur Schaltung der Leitung der Ladeschaltung angeordnet ist und
• – zwischen der Kapazität und dem ohmschen Widerstand ein weiterer Schalter zur Schaltung der elektrisch leitenden Verbindung zwischen der Kapazität und dem ohmschen Widerstand vorhanden ist, wodurch ein getaktetes Nachladen der Kapazität ermöglicht ist.
• Mit der Erfindung ist es möglich, kurzwellige Strahlung mittels Strahlungsquellen auf Basis eines gasentladungserzeugten Plasmas zu erzeugen, bei der die gegenüber der Impulsperiode die Emissionsdauer des Plasmas verbessert und eine zeitlich gleichbleibende Emission von kurzwelliger Strahlung mit hoher Dosisstabilität erreicht wird.
• Die Erfindung soll nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert werden. Die Zeichnungen zeigen:
• 1 eine schematische Darstellung eines ersten Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Vorrichtung mit einer Reihenschaltung von Elektroden mit einem Schwingkreis;
• 2 eine schematische Darstellung eines zweiten Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Vorrichtung mit einer Parallelschaltung von Elektroden mit einem Schwingkreis;
• 3 eine schematische Gestaltung des Schwingkreises.
• Dabei betreffen die Ausführungsbeispiele Schaltkreise, die es gestatten, die eingangs genannten Entladungsbedingungen zu erfüllen. Im folgenden wird dargestellt, wie ein solcher Schaltkreis prinzipiell ausgeführt sein muss, um überhaupt eine Entladung generieren zu können, die in der Lage ist, eine geforderte Leistung P_EUV zu erzeugen. Die dargestellten Schaltkreise sind Ersatzschaltkreise, bei denen die Plasmaeigenschaften durch die Induktivität L' des Plasmas 3 und den Ohmschen Widerstand R' des Plasmas 3 gekennzeichnet sind.
• Die Erfindung besteht in ihrem Grundaufbau gemäß 1 aus einer in einer Vakuumkammer 1 angeordneten und zwischen zwei Elektroden 21 und 22 aufgespannten Entladungsstrecke 2, in der ein über eine Emittent-Bereitstellungseinheit 4 zugeführter gasförmiger Emittent infolge einer elektrischen Entladung zwischen den Elektroden 21 und 22 in Plasma 3 überführt wird, und einem an die Elektroden 21 und 22 angeschlossenen Peakingkreis 5 mit einem Schwingkreis 51 sowie einem Hochfrequenzgenerator 52 zum Antreiben des Schwingkreises 51. Die Anordnung von Schwingkreis 51, Elektroden 21, 22 und Entladungsstrecke 2 wird nachfolgend auch als Entladekreis bezeichnet.
• Der Hochfrequenzgenerator 52 ist durch eine leistungsstarke Oszillatorschaltung realisiert, wie sie in der Hochfrequenztechnik verwendet wird. Der Hochfrequenzgenerator 52 ist in der Lage, die geforderten Spannungsimpulse mit mehreren 100 V bis zu wenigen kV mit einer Impulsfolgefrequenz von 100 kHz bis 4 MHz zu generieren. Die Gesamtleistung des Hochfrequenzgenerators 52 liegt im Bereich von 5–5000 kW. Er ist mit dem Schwingkreis 51 induktiv gekoppelt und treibt diesen an.
• Der Schwingkreis 51 (stark verallgemeinert dargestellt, EN 60617-4: 1996) ist ein LC-Schwingkreis mit einer Induktivität L und einer Kapazität. C und weist einen ohmschen Widerstand R auf. Durch den Schwingkreis 51 wird periodisch ein impulsförmiger Strom in Form eines Wechselstromes mit einer als Minimum gewählten Impulsfolgefrequenz von 50 kHz bereitgestellt. Die Periodendauer beträgt daher 2 μs, wodurch sich Stromimpulse mit wechselnder Polarität im Abstand von 1 μs ergeben. Als gasförmiger Emittent wird ein Gas oder Dampf oder ein Gemisch daraus verwendet. Der gasförmige Emittent wird über einen regelbaren Gaseinlass 41 und eine entsprechende Gaszuführung 42 in den Bereich der Elektroden 21 und 22 eingeströmt.
• In einer alternativen Ausführung der Erfindung kann der Emittent im Bereich zwischen den Elektroden 21 und 22 auch durch Verdampfung eines festen oder flüssigen Materials, das aufgrund des benötigten Materialvolumens dann nachgeführt werden muss, bereitgestellt werden, wobei der flüssige oder feste Emittent auch regenerativ auf die Elektroden 21 und 22 aufgetragen sein und von dort verdampft werden kann (nicht dargestellt). In letzterem Fall wird vorzugsweise auf eine der Elektroden 21 oder 22 der Emittent regenerativ aufgetragen und mittels eines Lasers (nicht dargestellt) lokal verdampft.
• Die Elektroden 2 und das darin erzeugte Plasma 3 können entweder in Reihe (stark schematisch in 1) oder parallel (stark schematisch in 2) zu dem Schwingkreis 5 geschaltet sein. In einer besonders einfachen Art lässt sich der Peakingkreis 5 zur Stromversorgung für die Gasentladung in der Entladungsstrecke 2 dadurch realisieren, dass die Entladungsstrecke 2 mit dem Plasma 3 zwischen den Elektroden 21 und 22 und der Schwingkreis 51 in Reihe geschaltet sind. Das Plasma 3 zwischen den Elektroden 21 und 22 bildet in diesem Fall den ohmschen Widerstand R'. Ist der ohmsche Widerstand R des restlichen Schwingkreises 51 hinreichend klein, so bildet der Widerstand R' des Plasmas 3 den dominierenden ohmschen Widerstandsbeitrag.
• Die gewünschte Eigenfrequenz des Schwingkreises 51 lässt sich gemäß

  

  durch geeignete Wahl der Induktivität L und der Kapazität C einstellen. Dabei ist der Einfluss des Widerstandes R auf die Eigenfrequenz f₀ für realistische Werte von L = 5...100 nH und von C = 100...1000 nF gering.
• Eine Anpassung der Impedanz des Schwingkreises 51 an den ohmschen Widerstand R' des Plasmas 3 ist in diesem Fall (anders als bei sonst üblichen gepulsten entladungsbasierten Plasma-Strahlungsquellen) nicht erforderlich, da die nicht in das Plasma 3 eingekoppelte elektrische Energie bei hinreichend kleinem ohmschen Widerstand R des Schwingkreises 51 fast vollständig zurückgewonnen wird. Durch die Frequenzanpassung der Anregung mit der Eigenfrequenz f₀ des Schwingkreises 51 entsteht eine gedämpfte Schwingung und es treten nur ohmsche Verluste in der Induktivität L, aufweisend einen ohmschen Widerstand R₁, und der Kapazität C, aufweisend einen ohmschen Widerstand R₂, auf. Die pro Halbschwingung im Plasma 3 deponierte Energie wird durch einen hohen Blindstrom im Schwingkreis 51 geringer gehalten als die im Schwingkreis 51 verfügbare Energie. Das erleichtert das Antreiben des Schwingkreises 51 über verstärkte Rückkopplung.
• Zu einer vorgegebenen, im Plasma 3 zu deponierenden Leistung P und einem gegebenen Widerstand R' des Plasmas 3 ergibt sich die Effektivstromstärke im Schwingkreis 51 zu

  
• Diese ist unabhängig von der Frequenz der impulsförmigen Ströme. Zur Maximierung der Stromstärke bei gegebener maximaler Leistung P ist also ein niedriger Widerstand R' des Plasmas 3 wünschenswert.
• In dem Peakingkreis 5 wird der Schwingkreis 51 durch den Hochfrequenzgenerator 52 angetrieben und beginnt mit einer gewünschten Impulsfolgefrequenz f zu schwingen. Dadurch liegen an den Elektroden 21 und 22 Spannungen an, durch die der zwischen den Elektroden 21 und 22 befindliche Emittent durch die Wirkung eines elektrischen Feldes ionisiert und in ein Plasma 3 überführt wird, nachdem, z. B. mit vorausgegangener Vorionisation (nicht dargestellt), mindestens einmal eine Hochstromanregung des Emittenten zur Ausbildung eines dichten, heißen und komprimierten Plasmas 31 stattgefunden hat. Durch die Strahlungsemission und Expansion des komprimierten Plasmas 31 verliert dieses rasch an Energie und wird teilweise rekombinieren. Infolge der an den Elektroden 21 und 22 anliegende Spannung verbleibt es jedoch als relaxierendes Plasma 32 in der Entladestrecke 2.
• Mit der Erzeugung des anfänglich komprimierten Plasmas 31 beginnt die Lebensdauer des Plasmas 3. Übersteigt die Ionisierung einen bestimmten Wert, kommt es zum Stromfluss zwischen den Elektroden 21 und 22 und das durch den Stromfluss erzeugte Magnetfeld führt aufgrund des Pinch-Effektes zu einer Verdichtung des Plasmas 3 und lässt ein komprimiertes Plasma 31 mit einem energiereichen Zustand entstehen, dessen Temperatur stark ansteigt und aus dem kurzwellige Strahlung emittiert wird. Die Wellenlänge der emittierten Strahlung 6 ist von dem verwendeten Emittenten und der Temperatur des komprimierten Plasmas 31 abhängig.
• Nach Beendigung eines Impulses des impulsförmigen Stromes expandiert das komprimierte Plasma 31 unter Emission der gewünschten Strahlung durch den Wegfall der Lorentzkraft und geht durch Ladungsrekombination in einen energieärmeren Zustand, das relaxierende Plasma 32, über.
• Bevor das relaxierende Plasma 32 jedoch seinen Ionisationszustand vollständig verliert und damit die Lebensdauer des Plasmas 3 enden würde, wird bereits ein nächster Stromimpuls zwischen den Elektroden 21 und 22 bereitgestellt und wiederum durch das elektrische Feld zwischen den Elektroden 21 und 22 eine Gasentladung erzeugt. Die erneute mehrfache Ionisation des Emittenten kann dabei viel leichter erfolgen, da sich zumindest noch ein Teil des Emittenten als relaxierendes Plasma 32 im Zustand einfacher Ionisationszustände befand. Eine separate Vorionisation ist deshalb nicht mehr erforderlich.
• Das relaxierende Plasma 32 wird also bei relativ geringer erforderlicher Spannung mit hohen Stromstärken durchsetzt, die den Pinch-Effekt und die extreme Aufheizung durch Komprimierung zur Folge haben. Dadurch wird im komprimierten Plasma 31 wieder der Zustand mehrfacher Ionisation erreicht, d. h. das relaxierende Plasma 32 wird „recycelt” und in emittierendes, komprimiertes Plasma 31 überführt. Dieser Prozess der wiederkehrend wechselseitigen Umwandlung zwischen komprimiertem und relaxierendem Plasma 31 bzw. 32 wird so lange ohne „Erlöschen”, d. h. ohne vollständige Rekombination der Ionisation des Plasmas 3 wiederholt, wie emittierte Strahlung 6 benötigt wird.
• Die über eine Emissionsdauer t_emi emittierte Strahlung 6 wird durch geeignete Mittel (nicht dargestellt) gesammelt, gerichtet und in einem Zwischenfokus für eine weitere Nutzung bereitgestellt.
• Das Plasma 3 – als summarisches Ereignis aus den Phasen komprimiertes Plasma 31 und relaxierendes Plasma 32 – besteht bei dem oben angenommenen Beispiel von 1 MHz Impulsfolgefrequenz f des impulsförmigen Stroms über eine Lebensdauer von 1 μs und emittiert in seinem energiereichen Zustand als komprimiertes Plasma 31 kurzwellige Strahlung 6 über eine Emissionsdauer t_emi von beispielsweise 50 ns. Die Emissionsdauer t_emi beträgt relativ zur Dauer der Stromperiode 5%.
• Die pro Halbschwingung des Wechselstroms in dem relaxierenden Plasma 32 deponierte Energie beträgt beispielsweise 10 mJ und ist typischerweise halb so groß wie die im Schwingkreis 51 vorhandene Energie von 20 mJ. Die Gesamtleistung des Schwingkreises 51 ist demnach in diesem Fall 20 kW, wovon 10 kW in das Plasma 3 deponiert werden.
• Für die Generierung von Strahlung mit 13,5 nm Wellenlänge haben sich im Stand der Technik als Emittenten Lithium, Zinn und Xenon etabliert. Da die ersten beiden Elemente unter Normalbedingungen Festkörper sind, werden diese als Dampf oder gasförmige, chemische Verbindung (z. B. SnH₄) durch die Emittent-Bereitstellungseinheit 4 in die Entladungsstrecke 2 eingeleitet. Aber auch andere Edelgase oder gasförmige und dampfförmige Stoffe kommen als Emittenten in Betracht, soweit sie eine ausreichend starke Emission im EUV-Bereich aufweisen.
• Zur beispielhaften Beschreibung des Designs des Entladekreises bei Hochfrequenzanregung wird ein optisch dünnes Plasma 3 (Xe-Plasma) mit vernachlässigbarer Selbstabsorption angenommen. Die emittierte Strahlung 6 wird in den Raumwinkel Ω abgestrahlt. Damit ist die abgestrahlte Leistung P_EUV der Anordnung gegeben durch P_EUV = hνA₂₁n_i(lπr²)(Ω/4π)t_emif_r (3) wobei

n_i*

– Anzahldichte der angeregten Xe-Ionen;

A₂₁

– Einsteinkoeffizient für spontane Emission;

(lπr²)

– emittierendes Volumen, Länge l = 1 mm, Pinch-Radius r = 0,5 mm (vorgegeben durch Etendue-Limitierung aus einer bestimmten Anwendung in der Lithographie);

t_emi

– Emissionsdauer ≈ 50 ns;

f

– Impulsfolgefrequenz ≈ 1 MHz;

hv

– Photonenenergie von 92 eV (= 13,5 nm Wellenlänge)

sind.
• Aus (3) folgt unter Verwendung von dn_i*/dt = W₁₂n_i – A₂₁n_i* ≈ 0 (stationär), (4) mit n_i als Anzahldichte der Xe-Ionen im Grundzustand und W₁₂ als Anregungswahrscheinlichkeit 1 → 2 durch Elektronenstoß,
  dass die EUV-Strahlungsleistung sich wie folgt ergibt P_EUV = hν·W₁₂·n_i*·(lπr²)·(Ω/4π)t_emif, (5) wobei

W₁₂

= 2·10^–5g·f[exp(–hν/kT)]/(hν(kT)^0,5)n_e;

n_e

– Elektronendichte – (Z + 1)n_i;

Z

– exemplarischer Ionisierungszustand von Xenon ≈ 10;

g

– 0,2;

f

– 0,8 und

kT

– 30 eV (Plasmatemperatur)

sind.
• Die nutzbare Größe des emittierenden Volumens (lπr²) wird durch eine verwendete Optik (nicht gezeigt) zur Sammlung und Bereitstellung der emittierten Leistung, z. B. eine Scanneroptik, vorgegeben. So ist durch den Lichtleitwert der Optik die nutzbare Größe des emittierenden Volumens bestimmt. Bei größeren emittierenden Volumina kommt es zu Lichtverlusten entlang des gesamten Strahlenganges.
• Gefordert wird eine abgestrahlte Leistung P_EUV von > 1 kW bei einer Impulsfolgefrequenz von f ≈ 1 MHz) emittiert aus dem Volumen (lπr²) in den Raumwinkel Ω. Gemäß Formel (5) wird diese abgestrahlte Leistung P_EUV erreicht für Xe-Ionendichten von n_i > 4·10¹⁶ cm^–3.
• Um diese Ionendichten n_i bei vorgegebenen Pinch-Radius r zu erzielen, muss ein hinreichend großer Strom I durch das zylinderförmige Pinch-Gebiet fließen. Dieser kann grob auf der Basis des Bennett-Gleichgewichtes abgeschätzt werden: πr²(Z + 1)·n_i kT = 3,12·10¹⁵I², kT = 30 eV, I(kA). (6)
• Mit den obigen Daten ergibt sich ein Strom von I ≈ 5 kA. Diese Stromstärke ist viel niedriger als die sonst üblichen Ströme eines Pinch-Gebietes.
• Die Plasmaleitfähigkeit σ ist in sehr guter Näherung gegeben durch: σ(1/Ωm) = 19200(kT)^1,5/(Z^0,8lnΛ), kT = 30 eV, lnΛ ≈ 10. (7)
• Bei einem Strom I(t) von 5 kA beträgt ein Spannungsabfall über den Pinch etwa 200 V. Der Widerstand R' = (1/σ)·l/(πr²) des Plasmas 3 ergibt sich daraus zu 0,026 Ω. Zur effizienten Leistungsdissipation in den Pinch des komprimierten Plasmas 31 sollten die Leitungswiderstände R'' der elektrischen Zuleitungen im Entladekreis maximal diesen Wert von 0,026 Ω aufweisen. Damit ist der gesamte ohmsche Widerstand R_Peak im Entladekreis etwa R_Peak = R' + R'' ≈ 0,05 Ω.
• Der Entladekreis soll im sogenannten Schwingfall (Kreis mit hoher Güte) betrieben werden. Das ist dann der Fall, wenn die Kreisimpedanz (L/C) groß gegen den ohmschen Widerstand R_Peak ist (L/C) 0,5 >> R_Peak/2, wir nehmen an: (L/C) 0,5 ≈ 5R_Peak = 0,25 Ω. (8)
• Die Induktivitäten L_Peak im Entladekreis betragen bei optimal gewählter Geometrie ≈ 30 nH. Die Induktivität L_Peak = L' + L'' beinhaltet die Induktivität L' des Plasmas 3 und die Induktivität L'' des Peakingkreises 5. Damit ergibt sich eine Kapazität von C ≈ 480 nF. Der Schwingkreis 51 hat dann, ebenso wie der Entladekreis, eine Eigenfrequenz von f₀ ≈ 1,3 MHz.
• Das Ausführungsbeispiel gemäß der 2 entspricht dem in 1 gezeigten, jedoch sind hier der Schwingkreis 51 und die Elektroden 2 mit dem darin befindlichen Plasma 3 parallel geschaltet.
• Der in 1 und 2 vereinfacht dargestellte Peakingkreis 5 kann bezüglich seines Schwingkreises 51 in einem Ausführungsbeispiel gemäß der 1 oder 2 prinzipiell so aufgebaut sein, wie dies in 3 gezeigt ist.
• In 3 ist dargestellt, dass der Schwingkreis 51 eine erste Kapazität C₁ und eine zweite Kapazität C₂ mit je einem Spannungsverlauf je Zeit von U₁(t) bzw. U₂(t) sowie einen ohmschen Widerstand R₃ und eine Induktivität L aufweist. Der Schwingkreis 51 ist induktiv über die Induktivität L mit einem Hochfrequenzgenerator 52 gekoppelt. In dem Schwingkreis 51 sind aufeinander folgend die erste Kapazität C₁, der ohmschen Widerstand R₃, die Induktivität L und die zweite Kapazität C₂ angeordnet und in der genannten Reihenfolge elektrisch leitend miteinander verbunden. Der Schwingkreis 51 schließt sich über die Verbindung zwischen der zweiten Kapazität C₂ ist mit der ersten Kapazität C₁. Dabei ergibt sich die Gesamtkapazität des Schwingkreises 51 als C = C₁·C₂/(C₁ + C₂) (9)
• Der Schwingkreis 51 gemäß 3 ist durch elektrisch leitende Verbindungen derart kontaktiert (nicht gezeigt), dass er die jeweils in den 1 bzw. 2 gezeigten Ausführungsbeispiele realisiert.
• Im Schwingkreis 51 ist ein Schalter S₂ vorhanden. Der Schalter S₂ ist zwischen der ersten Kapazität C₁ und dem ohmschen Widerstand R₃ angeordnet.
• Ferner ist eine Ladeschaltung (nicht gezeigt) zur elektrischen Nachladung der ersten Kapazität C₁ vorhanden. Der Peakingkreis 5 ist durch eine Leitung der Ladeschaltung zwischen der ersten Kapazität C₁ und dem ohmschen Widerstand R₃ elektrisch kontaktiert. In der Leitung der Ladeschaltung ist ein Schalter S₁ zur Schaltung der Leitung der Ladeschaltung angeordnet. Zwischen der ersten Kapazität C₁ und dem ohmschen Widerstand R₃ ist ein Schalter S₂ zur Schaltung der elektrisch leitenden Verbindung zwischen der ersten Kapazität C₁ und dem ohmschen Widerstand R₃ vorhanden. Der Schwingkreis 51 ist über Leitungen mit den Elektroden 21 und 22 elektrisch leitend verbunden.
• Die Ladeschaltung ist mit Messmitteln (nicht gezeigt) verbunden, mittels derer eine in dem Plasma 3 dissipierte Energie ermittelt wird. Durch die Gestaltung der Ladeschaltung als Steuerung ist eine angepasste Nachladung der ersten Kapazität C₁ möglich.
• Die erste Kapazität C₁ wird anfangs durch Schließen des Schalters S₁ auf U₁ = U₀ aufgeladen (Schalter S₂ geöffnet). Wenn der Schalter S₂ geschlossen ist, fließt ein Strom I(t) = [U₀/(ωL)]·[exp(–αt)]·sin(ωt), (10) mit

α

= R/2L und

ω

= [(1/LC) – α²]^0,5

durch die Gasentladung in der Entladungsstrecke 2.
• Wie bereits oben ermittelt, muss der Maximalstrom für den Pinch-Prozess gemäß Formel (6) größer als 5 kA sein. Daraus resultiert, dass die erste Kapazität C₁ mindestens auf eine Spannung von U₀ > ωL·5 kA ≈ (L/C)^0,5·5 kA = 1,25 kV (11) aufgeladen werden muss.
• Die erste Kapazität C₁ wird dabei periodisch durch Schließen von S₁ und Öffnen von S₂ neu aufgeladen. Dieser Schaltvorgang ist geeignet getaktet. Die erste Kapazität C₁ wird dann nachgeladen, wenn ein bestimmter Teil der dort ursprünglich deponierten Energie in der Gasentladung in der Entladungsstrecke 2 dissipiert wurde. Die Periode für den Schaltprozess liegt vorteilhafterweise im Zeitbereich von etwa 1/ω bis 1/α.
• Die Erfindung erlaubt die Erzeugung von kurzwelliger Strahlung, wie sie insbesondere für lithographische Anwendungen benötigt wird. Dabei erfolgt die Bereitstellung der Strahlung mit einer hohen Emissionsdauer t_emi und hoher Dosisstabilität. Gleichzeitig werden die Ladungsträger des Plasmas 3 im Vergleich zum bekannten Stand der Technik geringer beschleunigt, wodurch die Erosion und Kontamination aller dem Plasma 3 benachbart angeordneten Bauteile reduziert wird.
• Das erfindungsgemäße Verfahren und die Vorrichtung können für die Bearbeitung von Materialien mittels lithographischen Verfahren zur Generierung von Mikro- und Nanostrukturen in der Herstellung von Halbleiter-Bauelementen eingesetzt werden.
• Bezugszeichenliste

1

Vakuumkammer

2

Entladungsstrecke

21

Elektrode

22

Elektrode

3

Plasma

31

komprimiertes Plasma

32

relaxierendes Plasma

4

Emittent-Bereitstellungseinheit

41

Gaseinlass

42

Gaszuführung

5

Peakingkreis

51

Schwingkreis

52

Hochfrequenzgenerator

6

emittierte Strahlung

L

Induktivität

C

Kapazität

R

ohmscher Widerstand (des Peakingkreises)

R'

ohmscher Widerstand (des Plasmas 3)

R₃

ohmscher Widerstand

C₁

erste Kapzität

C₂

zweite Kapazität

I(t)

Strom

U₁(t)

Spannung

U₂(t)

Spannung

S₁

Schalter

S₂

Schalter

Claims (13)

1. Verfahren zur Anregung einer kurzwellige Strahlung emittierenden gasentladungsbasierten Strahlungsquelle, bei dem zwischen zwei in einer Vakuumkammer angeordneten Elektroden ein Emittent durch impulsförmige Ströme zwischen den Elektroden ionisiert und periodisch komprimiert und zu einem gepulst emittierenden Plasma angeregt wird, das bei einem jeden Impuls über eine Emissionsdauer die gewünschte kurzwellige Strahlung emittiert, dadurch gekennzeichnet, dass – das Plasma (3) mittels einer hochfrequenten Sequenz impulsförmiger Ströme ununterbrochen aufrechterhalten wird, indem eine Impulsfolgeperiode der impulsförmigen Ströme eingestellt wird, die kürzer ist als eine Lebensdauer des Plasmas (3), die der Dauer des Vorhandenseins des Plasmas (3) entspricht, sodass das Plasma (3) periodisch wechselnd zwischen einem energiereichen Zustand eines emittierenden komprimierten Plasmas (31) und einem energiearmen Zustand eines relaxierenden Plasmas (32) gehalten wird, – die impulsförmigen Ströme zwischen den Elektroden (21, 22) unter Verwendung eines durch einen Hochfrequenzgenerator (52) angeregten Schwingkreises (51) mit einer Impulsfolgefrequenz (f) zwischen 50 kHz und 4 MHz erzeugt werden, wobei der Schwingkreis (51) unter Verwendung einer Ladeschaltung getaktet nachgeladen wird, und – eine Anregungsenergie für die Anregung des relaxierenden Plasmas (32) zur Erzeugung des komprimierten Plasmas (31) mittels der impulsförmigen Ströme derart in das relaxierende Plasma (32) eingekoppelt wird, dass entweder impulsförmige Ströme wechselnder Polarität mit Impulsbreiten von der halben Impulsfolgeperiode oder gepulste Gleichströme, deren Form keine Rechteckfunktion ist, mit Impulsbreiten, die gleich der Impulsfolgeperiode sind, erzeugt werden.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die impulsförmigen Ströme wechselnder Polarität mit einer Frequenz von 50 kHz bis 2 MHz erzeugt werden.
3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die gepulsten Gleichströme mit einer Frequenz von 100 kHz bis 4 MHz erzeugt werden.
4. Verfahren nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass als Form der impulsförmigen Ströme eine Funktion aus der Gruppe Sinus-, Dreieck- und Rechteckfunktion verwendet wird, wobei die Form der gepulsten Gleichströme keine Rechteckfunktion ist.
5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass für jede Anregung des relaxierenden Plasmas (32) zur Erzeugung des komprimierten Plasmas (31) nicht mehr als 1 Joule Anregungsenergie in das relaxierende Plasma (32) eingekoppelt wird.
6. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Impulsfolgefrequenz (f) an die Eigenfrequenz (f₀) des Schwingkreises (51) angepasst wird.
7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Anpassung der Impulsfolgefrequenz (f) an die Emissionsdauer (t_emi) durch eine Abstimmung der Größen von Impulsfolgefrequenz und Impulsbreite der Anregung derart erfolgt, dass die Emissionsdauer (t_emi) mindestens 1% der Impulsfolgeperiode beträgt.
8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass für die Bereitstellung der impulsförmigen Ströme ein Peakingkreis (5) verwendet wird, der einen Schwingkreis (51) mit mindestens einer Kapazität (C) und einer Induktivität (L), sowie einen Hochfrequenzgenerator (52) zur induktiven Anregung des Schwingkreises (51) beinhaltet, wobei die Eigenfrequenz des Schwingkreises (51) an die gewünschte Impulsfolgefrequenz (f) der impulsförmigen Entladungsströme zwischen den Elektroden (21; 22) angepasst wird, sodass an der Induktivität (L) und der Kapazität (C) nur ohmsche Widerstände auftreten und ein Großteil der nicht im Plasma (3) deponierten Energie zurückgewonnen werden kann.
9. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine Kapazität (C) des Schwingkreises (51) durch ein getaktetes Zuführen elektrischer Energie dann nachgeladen wird, wenn ein bestimmter Teil der dort ursprünglich deponierten Energie in dem Plasma (3) dissipiert wurde.
10. EUV-Strahlungsquelle auf Basis eines Gasentladungsplasmas mit einer Vorrichtung zur Anregung des kurzwellige Strahlung emittierenden Gasentladungsplasmas, bei der mindestens zwei Elektroden in einer Vakuumkammer angeordnet sind, in der sich zwischen den Elektroden ein Emittent befindet und Mittel zur Erzeugung impulsförmiger Ströme zwischen den Elektroden mit einer hohen Impulsfolgefrequenz vorhanden sind, dadurch gekennzeichnet, dass als Mittel zur Erzeugung impulsförmiger Ströme ein Peakingkreis (5), beinhaltend einen Schwingkreis (51) mit mindestens einer Kapazität (C) und einer Induktivität (L), sowie einen Hochfrequenzgenerator (52) zur induktiven Anregung des Schwingkreises (51) vorhanden ist, um eine Impulsfolgeperiode der impulsförmigen Ströme einzustellen, die kürzer ist als eine Lebensdauer des Plasmas (3), die der Dauer des Vorhandenseins des Plasmas (3) entspricht, sodass das Plasma (3) periodisch wechselnd zwischen einem energiereichen Zustand eines emittierenden komprimierten Plasmas (31) und einem energiearmen Zustand eines relaxierenden Plasmas (32) gehalten wird, wobei für eine Anregung des relaxierenden Plasmas (32) zur Erzeugung des komprimierten Plasmas (31) eine Anregung vorgesehen ist, bei der die impulsförmigen Ströme Impulsfolgefrequenzen (f) zwischen 50 kHz und 4 MHz mit Impulsbreiten, die gleich der Impulsfolgeperiode sind, aufweisen, und eine Ladeschaltung zur elektrischen Nachladung der Kapazität (C) des Schwingkreises (51) vorhanden ist.
11. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass – die Kapazität (C) eine elektrische Kapazität zwischen 300 nF bis 600 nF aufweist; – die Induktivität (L) einen Wert zwischen 20 nH bis 30 nH aufweist und – in dem Peakingkreis (5) ein ohmschen Widerstand R von 0.025 Ω bis 0.05 Ω vorhanden ist.
12. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Schwingkreis (51) aufeinanderfolgend eine erste Kapazität (C₁), ein ohmscher Widerstand (R₃), eine Induktivität L und eine zweite Kapazität (C₂) angeordnet und in der genannten Reihenfolge elektrisch leitend miteinander verbunden sind wobei die erste Kapazität (C₂) mit der zweiten Kapazität (C₁) elektrisch leitend verbunden ist und die Kapazität (C) des Schwingkreises (51) bildet.
13. Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass – der Peakingkreis (5) durch eine Leitung der Ladeschaltung zwischen der ersten Kapazität (C₁) und dem ohmschen Widerstand (R₃) elektrisch kontaktiert ist und in der Leitung der Ladeschaltung ein Schalter (S₁) zur Zuschaltung der Leitung der Ladeschaltung angeordnet ist und – zwischen der Kapazität (C₁) und dem ohmschen Widerstand (R₃) ein weiterer Schalter (S₂) zur Unterbrechung der elektrisch leitenden Verbindung zwischen der Kapazität (C₁) und dem ohmschen Widerstand (R₃) vorhanden ist, wodurch ein getaktetes Nachladen der Kapazität (C₁) möglich ist.

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