JP2013254693A - Plasma light source - Google Patents
Plasma light source Download PDFInfo
- Publication number
- JP2013254693A JP2013254693A JP2012130714A JP2012130714A JP2013254693A JP 2013254693 A JP2013254693 A JP 2013254693A JP 2012130714 A JP2012130714 A JP 2012130714A JP 2012130714 A JP2012130714 A JP 2012130714A JP 2013254693 A JP2013254693 A JP 2013254693A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- plasma
- electrode
- discharge
- light source
- center electrode
- 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.)
- Granted
Links
Images
Landscapes
- X-Ray Techniques (AREA)
- Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)
Abstract
Description
本発明は、極端紫外光を生成するプラズマ光源に関する。 The present invention relates to a plasma light source that generates extreme ultraviolet light.
プロセスルールを決定する一要因であるフォトリソグラフィは、半導体回路の微細化を進める上で極めて重要な技術である。現在、ArFエキシマレーザー(波長193nm)と液浸技術を組み合わせることで45nm程度のプロセスルールが得られているが、更なる微細化に対応するためには更に波長の短い光が必要である。このような状況の中、上記レーザー光よりも短い光を生成する次世代のフォトリソグラフィ用光源として、極端紫外(EUV)光源(軟X線源とも称される)が最も有力視されている。 Photolithography, which is one factor that determines a process rule, is an extremely important technique for further miniaturization of semiconductor circuits. Currently, a process rule of about 45 nm is obtained by combining an ArF excimer laser (wavelength 193 nm) with a liquid immersion technique, but light with a shorter wavelength is required to cope with further miniaturization. Under such circumstances, an extreme ultraviolet (EUV) light source (also referred to as a soft X-ray source) is most promising as a next-generation photolithography light source that generates light shorter than the laser light.
極端紫外光源による光の生成方式として、高エネルギー密度プラズマを利用したものがある。この方式では、プラズマ光源において高温プラズマを生成し、その輻射光として放射される極端紫外光を露光に用いる。高温プラズマは主に、パルスレーザーの照射を用いるレーザー生成プラズマ(LPP:Laser Produced Plasma)方式、又はパルス放電を用いる放電プラズマ(DPP:Discharge Produced Plasma)方式によって生成される。なお、上記方式の何れにおいても、生成される光はパルス光である。 As a light generation method using an extreme ultraviolet light source, there is a method using high energy density plasma. In this method, high-temperature plasma is generated in a plasma light source, and extreme ultraviolet light emitted as radiation is used for exposure. The high-temperature plasma is mainly generated by a laser generated plasma (LPP) method using pulsed laser irradiation or a discharge plasma (DPP) method using pulse discharge. In any of the above methods, the generated light is pulsed light.
特許文献1は、上述の極端紫外光源として、DPP方式によるプラズマ光源を開示している。同文献のプラズマ光源は、対称面に対して対向配置された一対の同軸状電極を備え、各同軸状電極の中心電極には、互いに極性を反転させた高電圧が印加される。この状態で、各同軸状電極内に環状の面状放電を発生させると、各面状放電は自己磁場によって同軸状電極の先端にむけて進行する。その結果、面状放電は一対の同軸状電極の間に到達し、極端紫外光を放射する高温・高密度のプラズマが発生する。 Patent Document 1 discloses a plasma light source based on the DPP method as the extreme ultraviolet light source described above. The plasma light source of the same document includes a pair of coaxial electrodes disposed opposite to a symmetry plane, and high voltages whose polarities are reversed are applied to the center electrodes of the coaxial electrodes. When an annular sheet discharge is generated in each coaxial electrode in this state, each sheet discharge proceeds toward the tip of the coaxial electrode by a self-magnetic field. As a result, the planar discharge reaches between a pair of coaxial electrodes, and high-temperature and high-density plasma that emits extreme ultraviolet light is generated.
フォトリソグラフィでは露光時間の制御が極めて重要である。そのため、十分な強度及び輝度の光を確保するだけでなく、これらを安定に得る必要がある。つまり、上述のプラズマ光源においては毎回の放電を確実に行い、パルス状のプラズマを連続的に発生させることが肝要である。また、極端紫外光を得るにはプラズマの高温化が必須であるが、DPP方式によるプラズマ光源ではプラズマの高温化による電極の劣化や損傷、それに伴う不要物の発生が避けられない。従って、供給エネルギーのうち、不要な光の発生に費やされるエネルギーを抑制し、効率良く所望の波長の極端紫外光を発生させる必要がある。 In photolithography, control of the exposure time is extremely important. Therefore, it is necessary not only to secure sufficient intensity and luminance, but also to obtain these stably. In other words, in the above-described plasma light source, it is important to surely discharge each time and continuously generate pulsed plasma. Further, in order to obtain extreme ultraviolet light, it is indispensable to increase the temperature of plasma. However, in a plasma light source based on the DPP method, deterioration and damage of electrodes due to an increase in plasma temperature and generation of unnecessary materials are unavoidable. Therefore, it is necessary to suppress the energy spent for generating unnecessary light in the supplied energy and efficiently generate extreme ultraviolet light having a desired wavelength.
上記の事情を鑑み、本発明は、極端紫外光を長時間安定に得ることが可能なプラズマ光源の提供を目的とする。 In view of the above circumstances, an object of the present invention is to provide a plasma light source capable of stably obtaining extreme ultraviolet light for a long time.
本発明の一態様はプラズマ光源であって、互いに対向配置され、その間に極端紫外光を放射するプラズマを発生すると共に前記プラズマを閉じ込める一対の同軸状電極と、各前記同軸状電極に対して同極性の放電電圧を印加する電圧印加装置とを備え、各前記同軸状電極は、単一の軸線上に延びる棒状の中心電極と、前記中心電極の外周を囲むように設けられた外部電極と、前記中心電極と前記外部電極とを絶縁する絶縁体とを有することを要旨とする。 One embodiment of the present invention is a plasma light source, which is opposed to each other and generates a pair of coaxial electrodes that emit extreme ultraviolet light therebetween and confine the plasma, and is identical to each of the coaxial electrodes. Each of the coaxial electrodes includes a rod-shaped center electrode extending on a single axis, an external electrode provided so as to surround the outer periphery of the center electrode, The gist is to have an insulator that insulates the center electrode from the external electrode.
各前記同軸状電極の前記外部電極は前記中心電極の周方向に配置された複数の棒状電極からなってもよい。 The outer electrode of each of the coaxial electrodes may be composed of a plurality of rod-shaped electrodes arranged in the circumferential direction of the center electrode.
各前記同軸状電極の前記外部電極は単一の円筒電極からなってもよい。 The outer electrode of each coaxial electrode may comprise a single cylindrical electrode.
前記プラズマ光源は、各前記同軸状電極の前記中心電極の表面にレーザー光を照射することで、前記プラズマの媒体を放出させると共に前記プラズマの初期放電を発生させるレーザー装置を更に備えてもよい。 The plasma light source may further include a laser device that emits the plasma medium and generates an initial discharge of the plasma by irradiating the surface of the central electrode of each coaxial electrode with laser light.
前記プラズマ光源は、各前記同軸状電極の前記絶縁体の表面にレーザー光を照射し、前記プラズマの媒体を放出させると共に前記プラズマの初期放電を発生させるレーザー装置を更に備えてもよい。 The plasma light source may further include a laser device that irradiates the surface of the insulator of each of the coaxial electrodes with laser light to emit the plasma medium and generate an initial discharge of the plasma.
前記電圧印加装置は、各前記同軸状電極の前記中心電極及び前記外部電極の間に前記放電電圧を同時に印加するトリガスイッチを有してもよい。 The voltage application device may include a trigger switch that simultaneously applies the discharge voltage between the center electrode and the external electrode of each of the coaxial electrodes.
本発明によれば、極端紫外光を長時間安定に得ることが可能なプラズマ光源を提供することができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the plasma light source which can obtain extreme ultraviolet light stably for a long time can be provided.
以下、本発明の実施形態に係るプラズマ光源について添付図面に基づいて説明する。なお、各図において共通する部分には同一の符号を付し、重複した説明を省略する。 Hereinafter, a plasma light source according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. In addition, the same code | symbol is attached | subjected to the common part in each figure, and the overlapping description is abbreviate | omitted.
(第1実施形態)
まず、本発明の第1実施形態のプラズマ光源における同軸状電極について説明する。図1は、本実施形態のプラズマ光源を示す概略構成図である。この図に示すように、本実施形態のプラズマ光源は、一対の同軸状電極10、10、チャンバー20及び電圧印加装置30を備える。
(First embodiment)
First, the coaxial electrode in the plasma light source according to the first embodiment of the present invention will be described. FIG. 1 is a schematic configuration diagram showing a plasma light source of the present embodiment. As shown in this figure, the plasma light source of this embodiment includes a pair of
一対の同軸状電極10は、対称面1に対して対称な位置関係でチャンバー20内に設置されている。換言すれば、各同軸状電極10は対称面1を中心として、一定の間隔を隔てて互いに対向するよう配置される。チャンバー20は、排気管22を介して真空ポンプ(図示せず)に接続されており、所定の真空度に維持されている。なお、チャンバー20は接地されている。
The pair of
各同軸状電極10は、中心電極12と、複数の外部電極14と、絶縁体16とを備える。中心電極12と外部電極14の間には極端紫外光を放射するプラズマ媒体が導入される。プラズマ媒体は、必要とされる紫外線の波長に応じて選択される。例えば13.5nmの紫外光が必要な場合はLi、Xe、Sn等の少なくとも1つを含むガスであり、6.7nmの紫外光が必要な場合はその紫外光を発するGd、Tb、Bi等の少なくとも1つを含むガスである。
Each
図1〜図3に示すように、中心電極12は、各同軸状電極10に共通する単一の軸線Z−Zを中心軸(以下、この軸を中心軸Zと称する)として、この中心軸Z上に延びる棒状の導電体である。中心電極12は、高温プラズマに対して損傷され難い金属を用いて形成される。このような金属は、例えばタングステンやモリブデン等の高融点金属が挙げられる。
As shown in FIG. 1 to FIG. 3, the
本実施形態において、対称面1に対向する中心電極12の端面は半球状の曲面になっている。ただし、この形状は必須ではなく、端面に図1に示すような凹部を設けてもよく、或いは単なる平面でもよい。
In the present embodiment, the end surface of the
図2に示すように、中心電極12の側面には、プラズマ媒体領域としての金属層(薄膜)27が形成されている。この金属層27には、後述するレーザー装置60のレーザー光64から分岐したレーザー光64a(64b)が照射される(図1参照)。金属層27は、LiやGd等の極端紫外光を発する金属を含み、図1に示すようにレーザー光64a(64b)が照射される箇所のみに形成される。或いは、中心軸Zの周方向に亘って全体的に形成してもよい。図2に示す例では、中心軸Zを挟む2箇所に金属層27が形成されている。
As shown in FIG. 2, a metal layer (thin film) 27 as a plasma medium region is formed on the side surface of the
図3に示すように、外部電極14は、中心電極12の中心軸Zと平行に延びる棒状の導電体であり、中心電極12と一定の間隔を隔てながら、中心電極12の周方向に沿って角度θ毎に複数配置されている。換言すると、各外部電極14は中心電極12と平行に配置され、中心電極12の周囲を囲んでいる。図3に示す例では、6本の外部電極14が中心電極12の周りで60°毎に配置されている。
As shown in FIG. 3, the
各外部電極14はその軸方向に垂直な面において、中心電極12との距離が最短となる点Gを1点だけ含む断面を有する。このような形状の断面は、例えば、図3に示す円である。断面は、この円形に限られず、少なくとも中心電極12に対向する面が、中心電極12に向かって突出する曲面を有していればよい。また、何れの場合も、点Gが中心電極12の周りで角度θ毎に配置される。
Each
各外部電極14は中心電極12の周方向に沿って等間隔に配列することが望ましい。例えば、加工や組み立ての観点から、各外部電極14は中心電極12に対して回転対称な位置に設置することが望ましい。しかしながら、本発明はこのような配列は厳密なものではない。また、外部電極14の本数も6本に限定されず、中心電極12及び外部電極14の大きさや形状、両者の間隔などに応じて適宜設定される。
The
なお、外部電極14は、中心電極12と同じく、高温プラズマによる損傷に耐え得るタングステンやモリブデン等の高融点金属等を用いて形成される。また、対称面1に対向する外部電極14の端面は曲面、平面の何れでもよい。
The
このように、中心電極12の周りに複数の外部電極14を配置することで、図4(A)に示す面状放電2に至る初期放電(例えば沿面放電)を、各外部電極14と中心電極12との間で発生させることができる。即ち、各点Gを放電経路に含む初期放電を優先的に発生させることで、当該初期放電を中心電極12の全周に亘って発生させることが可能になり、環状の面状放電2の形成が容易になる。なお、面状放電とは、2次元的に広がる面状の放電電流であり、電流シート又はプラズマシートとも呼ばれる。
As described above, by arranging the plurality of
絶縁体16は例えばセラミックを用いて形成され、中心電極12と外部電極14の各基部を支持して両者の間隔を規定すると共にその間を電気的に絶縁する。絶縁体16は例えば円盤状に形成され、中心電極12及び外部電極14が貫通する貫通孔を有する。
The
次に、本実施形態のプラズマ光源における電気系統について説明する。図1に示すように、プラズマ光源は各同軸状電極10に接続する電圧印加装置30を備える。電圧印加装置30は、各同軸状電極10に同極性の放電電圧を印加する。
Next, an electrical system in the plasma light source of this embodiment will be described. As shown in FIG. 1, the plasma light source includes a
具体的には、第1実施形態の電圧印加装置30は、2台の高圧電源(HV Charging Device)32、34を備える。高圧電源(以下、単に電源と称する)32の出力側は、一方(例えば図1の左側)の同軸状電極10の中心電極12に接続し、この中心電極12に対応する外部電極14よりも高い正の放電電圧を印加する。高圧電源(以下、単に電源と称する)34の出力側は、他方(例えば図1の右側)の同軸状電極10の中心電極12に接続し、この中心電極12に対応する外部電極14よりも高い正の放電電圧を印加する。従って、例えば、何れの外部電極14も接地されている場合は、これらに対応する中心電極12の電位は正になる。
Specifically, the
なお、各中心電極12を経由した電流(即ち、全ての放電電流)をオシロスコープ(Oscilloscope)で観察するため、高圧電源32、34の各コモン側(リターン側)には、ロゴスキーコイル等を用いて誘導結合された線路を設けてもよい。
It should be noted that a Rogowski coil or the like is used for each common side (return side) of the high-
上述の通り、各中心電極12の周囲には複数の外部電極14が設けられている。理想的な面状放電2を得るには、全ての外部電極14と中心電極12との間で、放電が発生する必要がある。しかも、これらの放電が中心電極12の周りで等間隔に分布していることが望ましい。このため本実施形態の各外部電極14は、中心電極12に対向する面を曲面にして、優先的に放電する箇所を規定している。しかしながら、放電箇所を固定し、後述するレーザー光64を各中心電極12の金属層27に同時に照射したとしても、各外部電極14と中心電極12との間の放電を厳密に同時に発生させることは困難であり、実際には各放電の発生タイミングに多少のずれが生じる。各高圧電源32、34から供給される放電エネルギーは最初に発生した放電に対して優先的に費やされる傾向があり、この場合は複数の放電を略同時に発生させることが困難になる。
As described above, a plurality of
そこで、本実施形態のプラズマ光源は、電圧印加装置30からの放電電圧を放電エネルギーとして外部電極14毎に蓄積するエネルギー蓄積回路50を備えている。エネルギー蓄積回路50は、例えば図1に示すように中心電極12と各外部電極14との間を個別に接続する複数のコンデンサCで構成される。各コンデンサCは、高圧電源32、34の各出力側及び各コモン側に接続される。
Therefore, the plasma light source of this embodiment includes an
このように、放電エネルギーを蓄積するコンデンサCを外部電極14毎に設けることで、全ての外部電極14において放電を発生させることができる。即ち、最初に発生した放電によって多くの放電エネルギーが消費されることを防止でき、中心電極12の全周に亘って発生する理想的な面状放電2を得ることができる。
Thus, by providing the capacitor C for storing discharge energy for each
さらに、本実施形態のプラズマ光源は、電圧印加装置30に放電電流が帰還することを阻止する放電電流阻止回路52を備えてもよい。放電電流阻止回路52は、例えば図1に示すように各外部電極14と電圧印加装置30(具体的には高圧電源32、34の各コモン側)との間を接続するインダクタLで構成される。インダクタLは、放電電流に対して十分に高いインピーダンスを有するため、中心電極12及び外部電極14を経由した放電電流を、その発生源であるエネルギー蓄積回路50に戻すことができる。つまり、各コンデンサCに蓄積された放電エネルギーが、当該コンデンサCに直結した外部電極14以外の外部電極14に供給されることを防止できるため、中心電極12の周方向における放電の発生分布に偏りが生じることを防止できる。
Furthermore, the plasma light source of the present embodiment may include a discharge
上述したように、本実施形態のプラズマ光源は、各同軸状電極10の中心電極12の表面にレーザー光を照射することで、プラズマ3の媒体を放出させると共にプラズマ3の初期放電(即ち、面状放電2)を発生させるレーザー装置60を備える。レーザー装置60は例えばYAGレーザーであり、アブレーションを行うために基本波の二倍波を短パルスのレーザー光64として出力する。
As described above, the plasma light source of the present embodiment irradiates the surface of the
レーザー光64は、ビームスプリッタ(ハーフミラー)66aやミラー66b等の光学素子により、少なくとも2本のレーザー光64a、64bに分岐し、各中心電極12の金属層(プラズマ媒体領域)27に照射される。レーザー光64a、64bが照射された金属層27の表面では、アブレーションによって金属層27の一部がプラズマ媒体である中性ガス又はイオンとなって放出される。
The
一方、レーザー光64a、64bの照射時には、各同軸状電極10の中心電極12と外部電極14に電圧印加装置30による放電電圧が既に印加されている。従って、上述のアブレーションが発生すると、中心電極12と各外部電極14間の放電が誘発される。さらに、この放電によって面状放電2(図4(B)参照)が形成される。
On the other hand, when the
なお、上記放電の発生箇所は、レーザー光64a(64b)の照射領域及びその近傍に制限される可能性がある。従って、レーザー光64a(64b)は中心軸Zの周方向に沿って間隔を置いて、複数且つ同時に照射することが好ましく、その数は少なくとも2箇所である(図1参照)。
In addition, the generation | occurrence | production location of the said discharge may be restrict | limited to the irradiation area | region of the
これは、誘発された放電の領域が、中心電極12の軸を基点に180度以上の開き角があった実験結果に基づいている。この結果を考慮すると、照射箇所の数が少ないほど中心電極12に対して回転対称な位置にレーザー光64a、64bを照射することが望ましい。なお、複数のレーザー光の同時照射は、ビームスプリッタ及びミラー等の光学素子を用いて光路長を合わせた複数の光路を形成することで容易に達成できる。
This is based on an experimental result in which the region of the induced discharge has an opening angle of 180 degrees or more with the axis of the
図4は、図1に示すプラズマ光源の作動説明図である。この図において、(A)はレーザー光64a、64bの照射時、(B)は面状放電2の発生時、(C)は面状放電2の移動中、(D)はプラズマ3の発生時、(E)はプラズマ3の初期閉じ込め時、(F)は高温・高密度化されたプラズマ3、の各状態を示している。
FIG. 4 is an operation explanatory diagram of the plasma light source shown in FIG. In this figure, (A) is when the
以下、これらの図を参照して、本実施形態のプラズマ光源の動作を説明する。
上述の通り、本実施形態のプラズマ光源では、チャンバー(図示せず)内に対称面1を中心に一対の同軸状電極10が対向配置される。チャンバー内は、プラズマの発生に適した温度及び圧力に保持される。また、放電前の各同軸状電極10には、電圧印加装置30により同極性の放電電圧が印加される。図4では電極の相対的な極性を(+)、(−)で示している。
Hereinafter, the operation of the plasma light source of the present embodiment will be described with reference to these drawings.
As described above, in the plasma light source of the present embodiment, a pair of
図4(A)に示すように、放電電圧が印加された状態で、各中心電極12の金属層27にレーザー光64a又はレーザー光64bが同時に照射される。その直後、各同軸状電極10の中心電極12及び外部電極14の間で放電が発生する。上述したように、複数の外部電極14を設け、それぞれに対して中心電極12との間で放電が生じる。従って、図4(B)に示すように、中心電極12の全周に亘って放電が分布する面状放電2が得られる。面状放電2の形成により、各同軸状電極10において、金属層27からLiを含むガス又はイオンが放出される。
As shown in FIG. 4A, the
図4(C)に示すように、面状放電2は、自己磁場によって電極から排出される方向(同図の対称面1に向かう方向)に移動する。このときの面状放電2の形状は、軸線Z−Zから見て略環状である。
As shown in FIG. 4C, the
その後、図4(D)に示すように、面状放電2は同軸状電極10の先端に達する。同軸状電極10の先端に達した後も、自己磁場による対称面1に向かう方向の力は維持される。また、面状放電2が中心電極12に達したことで、その放電電流の出発点であった中心電極12の円周側面12bが途切れ、放電電流の出発点は強制的に先端部12aに移行する。換言すれば、放電電流は先端部12aから集中的に流れ出す。この電流集中によるピンチ効果によって先端部12a周辺の電流密度は急激に上昇し、一対の面状放電2の間に挟まれていた先端部12a周辺のLiを含むプラズマ媒体6(図4(C)参照)は高密度、高温になる。
Thereafter, as shown in FIG. 4D, the
さらに、この現象は対称面1を挟んだ各同軸状電極10で進行するため、プラズマ媒体6は、一方の同軸状電極10から他方の同軸状電極10に向かって押し出される。その結果、プラズマ媒体6は、軸線Z−Z(中心軸Z)沿う両方向からの圧力を受けて各同軸状電極10が対向する中間位置(即ち、中心電極12の対称面1)に移動し、プラズマ媒体6を成分とする単一のプラズマ3が形成される。
Further, since this phenomenon proceeds at each
図4(E)に示すように、プラズマ3が形成された後も、各面状放電2は互いが接する又は交差するまで移動し、プラズマ3を全体的に包囲すると共に、プラズマ3を各中心電極12の中間付近に保持する。
As shown in FIG. 4 (E), even after the plasma 3 is formed, the respective
上述の通り、面状放電2が発生している間は各中心電極12の先端部12aに各面状放電2の電流が集中する。従って、先端部12a周辺には、プラズマ3に対して軸線Z−Zに向かうピンチ効果が働き、プラズマ3は高密度化及び高温化が進行し、Liを含むイオンの電離が進行する。従って、図4(F)に示すように、プラズマ3からは極端紫外光を含むプラズマ光8が放射される。この状態において、プラズマ3の発光エネルギーに相当するエネルギーを電圧印加装置30から供給し続ければ、高いエネルギー変換効率でプラズマ光8を長時間に亘って発生させることができる。
As described above, while the
図5に示すように、本実施形態のプラズマ光源では、プラズマ3の発生時における各同軸状電極10周囲の電場及び磁場は、対称面1に対して対称に分布する。従って、プラズマ3も対称面1に対して対称に分布し、各同軸状電極10の一方への偏りが抑制される。また、各同軸状電極10の中心電極12は、対応する外部電極14よりも常に高電位に設定されている。つまり、電子の供給源は常に中心電極12の周囲にある複数の外部電極14全てが担う。そのため、面状放電2及びプラズマ3の発生中は、これらに流れる電子の放出面積を十分に且つ定常的に確保することができ、面状放電2の安定的な維持、先端部12aへの円滑な移行、先端部12aでの十分な収束が可能になる。さらに、先端部12a、12a間のプラズマ3の収束も容易になる。つまり、極端紫外光への投入エネルギーの変換効率が高まるので、プラズマ3を効率良く高温・高密度化することができ、極端紫外光を長時間(例えばμsecオーダーで)安定に得ることができる。
As shown in FIG. 5, in the plasma light source of this embodiment, the electric field and magnetic field around each
(第2実施形態)
次に、本発明の第2実施形態に係るプラズマ光源について添付図面に基づいて説明する。第1実施形態のプラズマ光源では面状放電2の生成にレーザー装置60を用いていたが、第2実施形態のプラズマ光源では、面状放電2の生成に高電圧パルスによる沿面放電を用いる。なお、図中にある第1実施形態と同一の部材については、同一の符号を付して上記の記述を援用し、ここでの説明を省略する。
(Second Embodiment)
Next, the plasma light source which concerns on 2nd Embodiment of this invention is demonstrated based on an accompanying drawing. In the plasma light source of the first embodiment, the
第2実施形態のプラズマ光源の構成は、第1実施形態のプラズマ光源と同様である。即ち、第2実施形態のプラズマ光源も図6に示すように、一対の同軸状電極10、10、チャンバー20及び電圧印加装置30を備える。ただし、同軸状電極10及び電圧印加装置30については、沿面放電を採用したために若干の変更が成されている。
The configuration of the plasma light source of the second embodiment is the same as that of the plasma light source of the first embodiment. That is, the plasma light source of the second embodiment also includes a pair of
第2実施形態の同軸状電極10、10では、プラズマ媒体領域としての金属層(薄膜)27が、
絶縁体16の表面のうち、中心電極12と外部電極14の間の部分に形成されている。中心電極12と外部電極14との間で絶縁体16に沿った面状放電2が発生すると、金属層27の表面からは、その一部がプラズマ媒体である中性ガス又はイオンとなって放出される。
In the
Of the surface of the
第2実施形態の電圧印加装置30は、2台の高圧電源(HV Charging Device)32、34に加えて、トリガスイッチ36を備える。
The
トリガスイッチ36は、ギャップスイッチ38と、高圧パルス発生器(HV Pulser)40と、遅延パルス生成器(Delay Pulse Generator)42とを備え、高圧電源32、34からの高電圧(放電電圧)を、それぞれの同軸状電極10に同時に印加する。
The
ギャップスイッチ38は、電位差の大きい2つの端子間に微小放電を発生させることで、当該端子間の放電を誘発して短期間の電気的接続を得るものである。即ち、ギャップスイッチ38は高圧電源32の出力側(又は高圧電源34の出力側)と、一方(又は他方)の同軸状電極10の中心電極12との間の短時間の電気的接続を図る。
The
高圧パルス発生器40は、この微小放電を発生させるための高電圧パルスをギャップスイッチ38に印加する。従って、ギャップスイッチ38に高圧電源32、34からの高電圧が各同軸状電極10に印加された状態で、高圧パルス発生器40の高電圧パルスが印加された場合、高圧電源32と一方の中心電極12との間、及び、高圧電源34と他方の中心電極12との間がそれぞれ電気的に接続される。
The high
遅延パルス生成器42は、各高圧パルス発生器40から高電圧パルスを出力するタイミングを適宜調整するものである。各高電圧パルスから同時の出力タイミングが得られる場合は、この遅延パルス生成器42を省略してもよい。
The
第2実施形態に係るプラズマ光源の作動は、面状放電2の発生(点火)方法が異なるだけで、その他は第1実施形態に係るプラズマ光源の作動と変わらない。つまり、チャンバー20内が、プラズマの発生に適した温度及び圧力に保持され、且つ、高圧電源32、34からの高電圧が、これらに対応するギャップスイッチ38に印加された状態で、ギャップスイッチ38に高圧パルス発生器40の高電圧パルスが印加される。これにより、ギャップスイッチ38が導通状態になり、高圧電源32、34の放電電圧がそれぞれの同軸状電極10に印加される。図7に示すように、この電圧印加によって、複数の外部電極14のそれぞれと中心電極12の間で面状放電2が発生し、各外部電極14と中心電極12との間で放電が発生し、その結果、中心電極12の全周に亘って放電が分布する面状放電2が得られる。
The operation of the plasma light source according to the second embodiment is the same as the operation of the plasma light source according to the first embodiment except that the method of generating (igniting) the
このような面状放電2により、各同軸状電極10、10において、絶縁体16表面に形成された金属層27の一部が蒸発し、Liを含むイオンやガスが放出される。その後は、第1実施形態と同じく、図4(B)の状態から図4(F)の状態に至り、極端紫外光を含むプラズマ光8が高温・高密度のプラズマ3から得られる。つまり、第2実施形態のプラズマ光源でも、第1実施形態のプラズマ光源と同一の効果が得られる。
By such a
(変形例)
上記各本実施形態の変形例について説明する。
図2に示すように、各中心電極12の先端部12aに、金属層(薄膜)27と同材料の金属層27aを設けてもよい。先端部12aは、面状放電2の電流が集中する場所であり、面状放電2及びプラズマ3の発生中は極端に高温になる。従って、先端部12aにプラズマ媒体領域としての金属層27aを設けることで、プラズマ3へのプラズマ媒体の供給量を増加させることができ、所望の極端紫外光の強度を増大させることが可能になる。
(Modification)
A modification of each of the above embodiments will be described.
As shown in FIG. 2, a
また、第1実施形態において、図8に示すように、プラズマ媒体領域としての金属層(薄膜)27を、中心電極12と外部電極14との間の絶縁体16の表面上に形成してもよい。或いはこの表面をLi等のプラズマ媒体となる物質を含有した材料で形成してもよい。この同軸状電極の構造は、第2実施形態の同軸状電極と同一である。何れの場合においても、レーザー光64a(64b)の照射位置はこの表面上になる。照射位置は中心電極12に対して回転対称な少なくとも2箇所にすることが望ましい。この場合には、レーザー光64a(64b)の照射によって絶縁体16の表面上に沿面放電が発生し、その後は上述と同様の面状放電2が得られる。
In the first embodiment, as shown in FIG. 8, a metal layer (thin film) 27 as a plasma medium region may be formed on the surface of the
また、図9(A)及び図9(B)に示すように、各同軸状電極10は、複数の外部電極14の代わりに中心電極12の中心軸Zを中心とする円筒電極15を備えてもよい。円筒電極15の側面15aにはレーザー光64a(64b)通過用の貫通孔(図示せず)が適宜形成されている。この場合、複数の外部電極14を設けた形態に比べて初期放電の発生箇所の制御は困難になるが、エネルギー蓄積回路50、放電電流阻止回路52は各同軸状電極10につき一台で済むため、電圧印加装置30の構成が簡便になる。
Further, as shown in FIGS. 9A and 9B, each
なお、本発明は上述した実施形態に限定されず、特許請求の範囲の記載によって示され、さらに特許請求の範囲の記載と均等の意味および範囲内でのすべての変更を含むものである。 In addition, this invention is not limited to embodiment mentioned above, is shown by description of a claim, and also includes all the changes within the meaning and range equivalent to description of a claim.
1…対称面、2…面状放電、3…プラズマ、6…プラズマ媒体、8…プラズマ光、10…同軸状電極、12…中心電極、14…外部電極、16…絶縁体、17…金属層(薄膜)、20…チャンバー、30…電圧印加装置、32、34…高圧電源、36…トリガスイッチ、38…ギャップスイッチ、40…高圧パルス発生器、42…遅延パルス生成器、50…エネルギー蓄積回路、52…放電電流阻止回路、60…レーザー装置、62…レーザー光
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Symmetrical plane, 2 ... Planar discharge, 3 ... Plasma, 6 ... Plasma medium, 8 ... Plasma light, 10 ... Coaxial electrode, 12 ... Center electrode, 14 ... External electrode, 16 ... Insulator, 17 ... Metal layer (Thin film), 20 ... chamber, 30 ... voltage application device, 32, 34 ... high voltage power supply, 36 ... trigger switch, 38 ... gap switch, 40 ... high voltage pulse generator, 42 ... delay pulse generator, 50 ...
Claims (6)
各前記同軸状電極は、単一の軸線上に延びる棒状の中心電極と、前記中心電極の外周を囲むように設けられた外部電極と、前記中心電極と前記外部電極とを絶縁する絶縁体とを有することを特徴とするプラズマ光源。 A pair of coaxial electrodes that are arranged opposite to each other and generate plasma that emits extreme ultraviolet light therebetween and confine the plasma, and a voltage application device that applies a discharge voltage of the same polarity to each of the coaxial electrodes Prepared,
Each of the coaxial electrodes includes a rod-shaped center electrode extending on a single axis, an external electrode provided so as to surround an outer periphery of the center electrode, and an insulator that insulates the center electrode from the external electrode. A plasma light source characterized by comprising:
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2012130714A JP6015149B2 (en) | 2012-06-08 | 2012-06-08 | Plasma light source |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2012130714A JP6015149B2 (en) | 2012-06-08 | 2012-06-08 | Plasma light source |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2013254693A true JP2013254693A (en) | 2013-12-19 |
JP6015149B2 JP6015149B2 (en) | 2016-10-26 |
Family
ID=49952022
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2012130714A Expired - Fee Related JP6015149B2 (en) | 2012-06-08 | 2012-06-08 | Plasma light source |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP6015149B2 (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2014146439A (en) * | 2013-01-28 | 2014-08-14 | Ihi Corp | Plasma light source and extreme-ultraviolet light generation method |
JP2018084765A (en) * | 2016-11-25 | 2018-05-31 | 株式会社Ihi | Method for adjusting ablation |
Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS63284744A (en) * | 1987-05-15 | 1988-11-22 | Hitachi Ltd | Plasma x-ray source |
JP2000346999A (en) * | 1999-03-15 | 2000-12-15 | Cymer Inc | Plasma focus high-energy photon source with blast shield |
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 |
WO2010071036A1 (en) * | 2008-12-18 | 2010-06-24 | 株式会社Ihi | Plasma light source and plasma light generation method |
WO2010098483A1 (en) * | 2009-02-27 | 2010-09-02 | 学校法人日本大学 | Plasma light source and plasma light generating method |
JP2011222387A (en) * | 2010-04-13 | 2011-11-04 | Ihi Corp | Plasma light source |
-
2012
- 2012-06-08 JP JP2012130714A patent/JP6015149B2/en not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS63284744A (en) * | 1987-05-15 | 1988-11-22 | Hitachi Ltd | Plasma x-ray source |
JP2000346999A (en) * | 1999-03-15 | 2000-12-15 | Cymer Inc | Plasma focus high-energy photon source with blast shield |
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 |
WO2010071036A1 (en) * | 2008-12-18 | 2010-06-24 | 株式会社Ihi | Plasma light source and plasma light generation method |
JP2010147231A (en) * | 2008-12-18 | 2010-07-01 | Ihi Corp | Plasma light source and plasma light generating method |
WO2010098483A1 (en) * | 2009-02-27 | 2010-09-02 | 学校法人日本大学 | Plasma light source and plasma light generating method |
JP2011222387A (en) * | 2010-04-13 | 2011-11-04 | Ihi Corp | Plasma light source |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2014146439A (en) * | 2013-01-28 | 2014-08-14 | Ihi Corp | Plasma light source and extreme-ultraviolet light generation method |
JP2018084765A (en) * | 2016-11-25 | 2018-05-31 | 株式会社Ihi | Method for adjusting ablation |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP6015149B2 (en) | 2016-10-26 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP5861373B2 (en) | Plasma light source | |
JP5862187B2 (en) | Plasma light source | |
JP6015149B2 (en) | Plasma light source | |
JP5900172B2 (en) | Plasma light source | |
JP2017037802A (en) | Plasma light source | |
JP5849746B2 (en) | Plasma light source | |
JP6717111B2 (en) | Plasma light source and method of emitting extreme ultraviolet light | |
JP6107171B2 (en) | Plasma light source and method for generating extreme ultraviolet light | |
JP6834694B2 (en) | Plasma light source | |
JP6834536B2 (en) | Plasma light source | |
JP7000721B2 (en) | Plasma light source | |
JP5590305B2 (en) | Plasma light source and plasma light generation method | |
JP6822098B2 (en) | How to adjust ablation | |
JP6801477B2 (en) | Plasma light source | |
JP6772804B2 (en) | Plasma light source system | |
JP2017181732A (en) | Plasma light source | |
JP6663823B2 (en) | Plasma light source | |
JP6822057B2 (en) | Plasma light source | |
JP6790709B2 (en) | Plasma light source | |
JP2017219680A (en) | Plasma light source | |
JP6089955B2 (en) | Plasma light source | |
JP2017195145A (en) | Plasma light source and method for generating plasma light | |
JP2017195146A (en) | Plasma light source | |
JP2017195144A (en) | Plasma light source and method for generating plasma light | |
JP2011222302A (en) | Plasma light source and plasma light generating method |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20150423 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20160127 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20160209 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20160830 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20160912 |
|
R151 | Written notification of patent or utility model registration |
Ref document number: 6015149 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R151 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |