JP2018124440A - Plasma light source - Google Patents

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PROBLEM TO BE SOLVED: To suppress an intensity decrease of extreme UV light by stably supplying an appropriate amount of plasma medium in a plasma light source according to a counter-facing plasma focusing method.SOLUTION: A plasma light source has a central electrode 12 extending on a single axial line and a plurality of external electrodes 14 and is provided with a pair of coaxial electrodes 10, 10 oppositely arranged with a symmetrical plane 1 sandwiched. One or both of the plurality of external electrodes 14 and the central electrode 12 include a projection part 15 projected toward the other thereof. The projection part 15 is positioned at a position more closer to the symmetrical plane 1 as the projection part is located further from an irradiation point P.SELECTED DRAWING: Figure 5

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.

半導体デバイスの更なる微細化を図るには、フォトリソグラフィにおける露光用光源の短波長化が必須であり、近年ではそのための光として極端紫外光が注目されている。極端紫外光は高温・高密度のプラズマから得られ、このようなプラズマの発生源(換言すれはプラズマを利用した光源、以下プラズマ光源)は多種多様である。産業上の観点から、プラズマ光源は小型化が図れるものが望ましく、その候補として、放電生成プラズマ(DPP:Discharge Produced Plasma)方式のプラズマ光源や、レーザー生成プラズマ(LPP:Laser Produced Plasma)方式のプラズマ光源が知られている。なお、これらのプラズマ光源から放出される極端紫外光は何れもパルス光である。   In order to further miniaturize semiconductor devices, it is essential to shorten the wavelength of an exposure light source in photolithography. In recent years, extreme ultraviolet light has attracted attention as light for that purpose. Extreme ultraviolet light is obtained from high-temperature, high-density plasma, and there are various sources of such plasma (in other words, light sources using plasma, hereinafter referred to as plasma light sources). From an industrial point of view, it is desirable that the plasma light source can be miniaturized, and as a candidate for this, a plasma light source of a discharge generated plasma (DPP) system or a plasma of a laser generated plasma (LPP) system is a candidate. A light source is known. Note that any of the extreme ultraviolet light emitted from these plasma light sources is pulsed light.

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。そのためには、極端紫外光の十分な強度及び輝度を確保するだけでなく、これらを安定に得る必要がある。また、極端紫外光の放出時間は数μs程度以下と短いため、プラズマの発生(即ち、極端紫外光の放出)を高速に繰り返す必要がある。   In photolithography, control of the exposure time is extremely important. For that purpose, it is necessary not only to ensure sufficient intensity and luminance of extreme ultraviolet light, but also to obtain them stably. Moreover, since the emission time of extreme ultraviolet light is as short as about several μs or less, it is necessary to repeat the generation of plasma (that is, emission of extreme ultraviolet light) at high speed.

上記に関連するプラズマ光源が特許文献1に開示されている。同文献のプラズマ光源はDPP方式の一種であるプラズマフォーカス方式を採用したプラズマ光源であって、対称面に対して互いに対向配置され、極端紫外光を放射するプラズマを発生すると共にプラズマを閉じ込める一対の同軸状電極と、各同軸状電極に対して放電電圧を印加する電圧印加装置とを備えている。各同軸状電極は、棒状の中心電極と、中心電極と一定の間隔を隔て、且つ中心電極の周方向に配置された複数の外部電極とを有している。   A plasma light source related to the above is disclosed in Patent Document 1. The plasma light source of the same document is a plasma light source that employs a plasma focus method, which is a kind of DPP method, and is disposed opposite to each other with respect to a symmetry plane to generate a plasma that emits extreme ultraviolet light and confine the plasma. A coaxial electrode and a voltage applying device that applies a discharge voltage to each coaxial electrode are provided. Each coaxial electrode has a rod-shaped center electrode and a plurality of external electrodes arranged at a certain distance from the center electrode and in the circumferential direction of the center electrode.

特許文献1のプラズマ光源では、中心電極と外部電極との間に高電圧が印加した状態で、さらにパルス状の電圧を印加する、或いは、同軸状電極の何れかの箇所においてレーザーアブレーションを行うことによって両電極間に初期放電を誘発し、プラズマ(初期プラズマ)を生成する。初期放電は中心電極を中心とする環状に形成され、プラズマの生成および成長を促しつつ、電磁力によって中心電極の先端に向けて移動する。さらに、各同軸状電極のプラズマは電気エネルギーを受けつつ、各同軸状電極の間で融合し、閉じ込められ、収束することで、高温・高密度となる。その結果、極端紫外光を含む光が放出される。   In the plasma light source of Patent Document 1, a pulsed voltage is further applied in a state where a high voltage is applied between the center electrode and the external electrode, or laser ablation is performed at any part of the coaxial electrode. Induces an initial discharge between both electrodes to generate plasma (initial plasma). The initial discharge is formed in an annular shape centering on the center electrode, and moves toward the tip of the center electrode by electromagnetic force while promoting the generation and growth of plasma. Furthermore, the plasma of each coaxial electrode receives electric energy, and is fused, confined, and converged between the coaxial electrodes, thereby achieving high temperature and high density. As a result, light including extreme ultraviolet light is emitted.

特開2013−089634号公報JP2013-089634A

特許文献1のプラズマ光源では、各同軸状電極で発生した初期放電は、上述の通り、環状のプラズマ(初期プラズマ)に成長し、その後、各同軸状電極の間で互いに融合し、高温・高密度となる。この一連の過程において、各同軸状電極の間に閉じ込められたプラズマの温度及び密度は、短期間のうちに各同軸状電極の間に到達したプラズマの量に依存している。すなわち、環状のプラズマの周方向における各部分が同軸状電極の先端に到達するタイミングに着目すると、各部分のタイミングのずれが大きいほど、最終形態のプラズマの温度及び密度は低下しやすく、各値は不安定になる。換言すれば、各部分のタイミングのずれが大きいほど、プラズマから放出される極端紫外光の強度は低下し、不安定になる。   In the plasma light source of Patent Document 1, the initial discharge generated in each coaxial electrode grows into an annular plasma (initial plasma) as described above, and then fuses with each other between the coaxial electrodes. It becomes density. In this series of processes, the temperature and density of the plasma confined between the coaxial electrodes depends on the amount of plasma that has reached between the coaxial electrodes in a short period of time. That is, paying attention to the timing at which each part in the circumferential direction of the annular plasma reaches the tip of the coaxial electrode, the larger the timing deviation of each part, the lower the temperature and density of the plasma in the final form. Becomes unstable. In other words, the greater the timing shift of each part, the lower the intensity of the extreme ultraviolet light emitted from the plasma, making it unstable.

そこで本発明は、対称面に対して互いに対向配置され、極端紫外光を放射するプラズマを発生すると共にプラズマを閉じ込める一対の同軸状電極を備えるプラズマ光源において、適切な量のプラズマ媒体を安定に供給することができ、極端紫外光の強度低下を抑制することを目的とする。   Therefore, the present invention stably supplies an appropriate amount of plasma medium in a plasma light source including a pair of coaxial electrodes that are arranged opposite to each other with respect to a plane of symmetry and generate plasma that emits extreme ultraviolet light and confine the plasma. It is possible to reduce the intensity of extreme ultraviolet light.

本発明の一態様はプラズマ光源であって、単一の軸線上に延びる中心電極および前記中心電極の外周を囲むように配列する複数の外部電極を有し、対称面を挟んで互いに対向配置され、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、前記プラズマの媒体を保持する保持部と、各前記同軸状電極に対して放電電圧を印加する電圧印加装置と、前記媒体のアブレーションを行うためのレーザー光を前記保持部における照射点に照射するレーザー装置とを備え、前記複数の外部電極及び前記中心電極のうちの一方または両方は、前記複数の外部電極及び前記中心電極のうちの他方に向けて突出する突部を含み、前記突部は、前記照射点から遠いものほど、前記対称面に近い位置に位置していることを要旨とする。   One embodiment of the present invention is a plasma light source, which includes a central electrode extending on a single axis and a plurality of external electrodes arranged so as to surround the outer periphery of the central electrode, and is disposed to face each other with a plane of symmetry interposed therebetween. A pair of coaxial electrodes for generating plasma that emits extreme ultraviolet light and confining the plasma; a holding unit for holding the medium of the plasma; and a voltage applying device for applying a discharge voltage to each of the coaxial electrodes And a laser device that irradiates an irradiation point in the holding unit with laser light for performing ablation of the medium, and one or both of the plurality of external electrodes and the central electrode are the plurality of external electrodes And a protrusion protruding toward the other of the center electrodes, and the protrusion is located closer to the symmetry plane as the distance from the irradiation point increases. The gist.

1つの突部について、前記照射点から当該突部までの前記媒体の平均移動時間と、当該突部から前記外部電極の先端までの前記媒体の初期放電の平均移動時間との合計時間を想定した場合、前記突部は、対応する前記外部電極に対する前記合計時間が互いに等しくなるように、前記軸線に沿って互いにずれて位置していてもよい。   For one protrusion, the total time of the average movement time of the medium from the irradiation point to the protrusion and the average movement time of the initial discharge of the medium from the protrusion to the tip of the external electrode was assumed. In this case, the protrusions may be displaced from each other along the axis so that the total times for the corresponding external electrodes are equal to each other.

本発明によれば、対称面に対して互いに対向配置され、極端紫外光を放射するプラズマを発生すると共にプラズマを閉じ込める一対の同軸状電極を備えるプラズマ光源において、適切な量のプラズマ媒体を安定に供給することができ、極端紫外光の強度低下を抑制することができる。   According to the present invention, an appropriate amount of plasma medium can be stably provided in a plasma light source including a pair of coaxial electrodes that are opposed to each other with respect to a plane of symmetry and generate plasma that emits extreme ultraviolet light and confine the plasma. It can be supplied, and a decrease in the intensity of extreme ultraviolet light can be suppressed.

本発明の実施形態に係るプラズマ光源の概略構成図(断面図)である。It is a schematic block diagram (sectional drawing) of the plasma light source which concerns on embodiment of this invention. 本発明の実施形態に係るプラズマ光源の電気系統を示す図である。It is a figure which shows the electric system of the plasma light source which concerns on embodiment of this invention. 図1のIII−III断面を示す図である。It is a figure which shows the III-III cross section of FIG. 本発明の実施形態に係る突部を示す図である。It is a figure which shows the protrusion which concerns on embodiment of this invention. 図3に示す中心電極と外部電極の側面図である。FIG. 4 is a side view of the center electrode and the external electrode shown in FIG. 3. 本発明の実施形態に係る突部の位置関係を説明するための図であり、(a)は突部を含む外部電極と中心電極の正面図であり、(b)は(a)に示す外部電極と中心電極の側面図である。It is a figure for demonstrating the positional relationship of the protrusion which concerns on embodiment of this invention, (a) is a front view of the external electrode and center electrode containing a protrusion, (b) is the external shown to (a) It is a side view of an electrode and a center electrode. 本発明の実施形態に係る保持部とその周囲を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the holding | maintenance part which concerns on embodiment of this invention, and its periphery. 初期放電の経時変化の一例を示す画像である。It is an image which shows an example of the time-dependent change of initial stage discharge. 初期放電の経時変化の一例を示す画像である。It is an image which shows an example of the time-dependent change of initial stage discharge. 初期放電の発生及びその直後の状態を説明するための図である。It is a figure for demonstrating generation | occurrence | production of initial stage discharge, and the state immediately after that. 突部の位置が異なる2本の外部電極に対するプラズマ媒体の移動及び初期放電(初期プラズマ)の移動を示す図である。It is a figure which shows the movement of the plasma medium with respect to two external electrodes from which the position of a protrusion differs, and the movement of initial stage discharge (initial stage plasma). 本発明の実施形態に係る中心電極と外部電極の変形例を示す図である。It is a figure which shows the modification of the center electrode and external electrode which concern on embodiment of this invention. 本発明の実施形態に係る突部の変形例を示す図である。It is a figure which shows the modification of the protrusion which concerns on embodiment of this invention.

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、重複する説明を省略する。   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.

図1は、本実施形態に係るプラズマ光源を示す概略構成図(断面図)である。図2は当該プラズマ光源の電気系統を示す図である。図3は、図1のIII−III断面を示す図である。これらの図に示すように、本実施形態のプラズマ光源は、一対の同軸状電極10、10と、各同軸状電極10に対して個別に設けられるリザーバ20と、電圧印加装置30と、レーザー装置40とを備える。なお、図1において右側の同軸状電極10は、左側の同軸状電極10と同一の構成であるため、詳細な図示を省略する。   FIG. 1 is a schematic configuration diagram (sectional view) showing a plasma light source according to the present embodiment. FIG. 2 is a diagram showing an electrical system of the plasma light source. FIG. 3 is a view showing a cross section taken along the line III-III in FIG. As shown in these drawings, the plasma light source of the present embodiment includes a pair of coaxial electrodes 10 and 10, a reservoir 20 provided individually for each coaxial electrode 10, a voltage application device 30, and a laser device. 40. In FIG. 1, the right coaxial electrode 10 has the same configuration as the left coaxial electrode 10, and thus detailed illustration is omitted.

一対の同軸状電極10、10は、図示しない真空槽内において対称面1に対して互いに対称な位置に設置されている。即ち、このプラズマ光源は、対向型プラズマフォーカス方式を採用している。具体的には、対称面1を挟み一定の間隔を隔てて設置され、先端側(面状放電2bが放出される側)が互いに対向している。同軸状電極10、10はレーザー装置40からのレーザー光42を受け、プラズマの媒体(以下プラズマ媒体)6を放出するとともに、プラズマ媒体6を電離する初期放電2a(図10参照)を発生する。更に、同軸状電極10、10は、この初期放電2aを面状放電2bに成長させて、両者の間にプラズマ3を発生させ、これを閉じ込める。同軸状電極10、10の間に閉じ込められたプラズマ3は同軸状電極10、10からの電気エネルギーを受けて加熱され、極端紫外光を含むプラズマ光8を放射する。なお、面状放電とは、2次元的に広がる面状の放電電流のことであり、電流シート又はプラズマシートとも呼ばれている。   The pair of coaxial electrodes 10 and 10 are installed at positions symmetrical to each other with respect to the symmetry plane 1 in a vacuum chamber (not shown). That is, this plasma light source employs a counter-type plasma focus system. Specifically, it is installed at a constant interval with the symmetry plane 1 in between, and the front end sides (sides on which the planar discharge 2b is emitted) face each other. The coaxial electrodes 10 and 10 receive the laser beam 42 from the laser device 40, emit a plasma medium (hereinafter referred to as plasma medium) 6, and generate an initial discharge 2a that ionizes the plasma medium 6 (see FIG. 10). Further, the coaxial electrodes 10 and 10 grow the initial discharge 2a into a planar discharge 2b, generate a plasma 3 therebetween, and confine it. The plasma 3 confined between the coaxial electrodes 10 and 10 is heated by receiving electric energy from the coaxial electrodes 10 and 10 and emits plasma light 8 including extreme ultraviolet light. The sheet discharge is a sheet discharge current that spreads two-dimensionally and is also called a current sheet or a plasma sheet.

本実施形態のプラズマ媒体6は、リザーバ20から保持部18(後述)に供給可能な低融点金属(低融点合金)であり、その組成は、必要な紫外光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(リチウム)やSn(スズ)を含み、3〜4nmの紫外光が必要な場合はBi(ビスマス)を含む。   The plasma medium 6 of the present embodiment is a low melting point metal (low melting point alloy) that can be supplied from the reservoir 20 to a holding unit 18 (described later), and its composition is selected according to the required wavelength of ultraviolet light. For example, when 13.5 nm ultraviolet light is required, Li (lithium) or Sn (tin) is included, and when 3-4 nm ultraviolet light is required, Bi (bismuth) is included.

各同軸状電極10は、中心電極12と、中心電極12の外周を囲むように設けられる複数の外部電極14と、絶縁体16とを備える。図1および図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。なお、説明の便宜上、中心軸Zに対して直交し、且つ互いに直交する軸をX軸、Y軸とする(図3参照)。X軸は、互いに隣接する2つの外部電極14の間の中央を通る軸であり、本実施形態においては、照射点Pを含むレーザー光42の光路と一致する。   Each coaxial electrode 10 includes a center electrode 12, a plurality of external electrodes 14 provided so as to surround the outer periphery of the center electrode 12, and an insulator 16. As shown in FIG. 1 and FIG. 3, the center electrode 12 has a single axis ZZ common to the coaxial electrodes 10 as a central axis (hereinafter, this axis is referred to as the central axis Z). It is a rod-shaped conductor extending on Z. For convenience of explanation, the axes orthogonal to the central axis Z and orthogonal to each other are referred to as an X axis and a Y axis (see FIG. 3). The X axis is an axis that passes through the center between two external electrodes 14 that are adjacent to each other. In the present embodiment, the X axis coincides with the optical path of the laser light 42 including the irradiation point P.

中心電極12は、対称面1に面する先端部12aと、中心軸Zの周りに形成された側面12bとを有し、直径は例えば5mmである。なお、側面12bにはプラズマ媒体6の保持部18(後述)が設けられている。中心電極12は耐熱性を有する材料を用いて形成される。このような材料は、例えばW(タングステン)やMo(モリブデン)等の高融点金属である。   The center electrode 12 has the front-end | tip part 12a which faces the symmetry plane 1, and the side surface 12b formed around the central axis Z, and a diameter is 5 mm, for example. Note that a holding portion 18 (described later) for the plasma medium 6 is provided on the side surface 12b. The center electrode 12 is formed using a material having heat resistance. Such a material is, for example, a refractory metal such as W (tungsten) or Mo (molybdenum).

先端部12aは、対称面1に対向する半球状の曲面を有する。ただし、対称面1に対向する面の形状は曲面に限られず、単なる平面でもよい。また、中心軸Zに沿って窪んだ凹部(図示せず)を設けてもよい。   The distal end portion 12 a has a hemispherical curved surface facing the symmetry plane 1. However, the shape of the surface facing the symmetry plane 1 is not limited to a curved surface, and may be a simple plane. Moreover, you may provide the recessed part (not shown) recessed along the central axis Z. As shown in FIG.

図1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、直径は例えば3mmである。また、図3に示すように、外部電極14は、中心電極12の周方向に沿って角度θ毎に配置されている。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. 1, the external electrode 14 is a rod-shaped conductor extending in parallel with the central axis Z of the central electrode 12, and has a diameter of 3 mm, for example. As shown in FIG. 3, the external electrode 14 is disposed at every angle θ along the circumferential direction of the center electrode 12. In other words, each external electrode 14 is disposed in parallel with the center electrode 12 and surrounds the periphery of the center electrode 12. In the example shown in FIG. 3, six external electrodes 14 are arranged around the center electrode 12 every 60 °.

外部電極14は中心電極12の周りで等角度間隔に設置されることが望ましい。例えば、加工や組み立ての観点あるいは面状放電2b(後述)の形成の容易性から、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されることが望ましい。しかしながら、本発明はこのような配列に限定されない。また、外部電極14の本数も図3に示す6本に限られることなく、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。   It is desirable that the external electrodes 14 be installed at equiangular intervals around the center electrode 12. For example, it is desirable that each external electrode 14 be installed at a rotationally symmetric position with respect to the center electrode 12 from the viewpoint of processing and assembly, or from the ease of forming a planar discharge 2b (described later). However, the present invention is not limited to such an arrangement. Further, the number of external electrodes 14 is not limited to six as shown in FIG. 3, and is appropriately set according to the size and shape of the center electrode 12 and the external electrode 14, the distance between them, and the like.

図4は、本実施形態に係る突部15の例を示す図である。この図に示すように、外部電極14は、中心電極12と対向する側面14aに突部15を有する。突部15は、側面14aから保持部18におけるレーザー光42の照射点Pに向けて、或いは側面14aから中心電極12に向けて突出している。また、突部15は、保持部18におけるレーザー光42の照射点Pに最も近い頂部G(図3参照)を少なくとも一箇所含むように形成されている。突部15の形状については、この条件を満たす限り特に制限は無い。突部15は、図4に示すように外部電極14の周方向に沿った環状に形成されてもよいし、あるいは、頂部Gとしての頂点を照射点Pに向けた少なくとも1つの円錐又は角錐として形成されてもよい。   FIG. 4 is a diagram illustrating an example of the protrusion 15 according to the present embodiment. As shown in this figure, the external electrode 14 has a protrusion 15 on the side surface 14 a facing the center electrode 12. The protrusion 15 protrudes from the side surface 14 a toward the irradiation point P of the laser beam 42 on the holding unit 18 or from the side surface 14 a toward the center electrode 12. Further, the protrusion 15 is formed so as to include at least one apex G (see FIG. 3) closest to the irradiation point P of the laser beam 42 in the holding unit 18. The shape of the protrusion 15 is not particularly limited as long as this condition is satisfied. The protrusion 15 may be formed in an annular shape along the circumferential direction of the external electrode 14 as shown in FIG. 4, or as at least one cone or pyramid with the apex as the apex G directed to the irradiation point P It may be formed.

突部15は、外部電極14のその他の部分よりも中心電極12に向かって突出している。従って、電界集中により、突部15の周りの電界強度は外部電極14のその他の部分よりも大きい。電界強度の増大は、面状放電2b(図10参照)の初期放電2a(図10参照)の誘発を促進する。従って、本実施形態では、突部15を含めた放電経路が優先的に形成される。つまり、突部15は、中心電極12の周方向及び軸方向において、中心電極12と外部電極14との間に発生する初期放電2aの最初の位置を規定している。   The protrusion 15 protrudes toward the center electrode 12 from other portions of the external electrode 14. Accordingly, the electric field intensity around the protrusion 15 is larger than the other portions of the external electrode 14 due to the electric field concentration. The increase in the electric field strength promotes the induction of the initial discharge 2a (see FIG. 10) of the planar discharge 2b (see FIG. 10). Therefore, in this embodiment, the discharge path including the protrusion 15 is formed with priority. That is, the protrusion 15 defines the initial position of the initial discharge 2 a generated between the center electrode 12 and the external electrode 14 in the circumferential direction and the axial direction of the center electrode 12.

図5は、図3に示す中心電極12と外部電極14の側面図である。この図に示すように、突部15の各位置は、中心電極12に沿って互いにずれている。後述するように、突部15は、照射点Pから遠いものほど、対称面1(図1参照)に近い位置に位置している。逆に言えば、突部15は、照射点Pに近いものほど、対称面1から遠い位置に位置している。この点については後述する。   FIG. 5 is a side view of the center electrode 12 and the external electrode 14 shown in FIG. As shown in this figure, the positions of the protrusions 15 are shifted from each other along the center electrode 12. As will be described later, the protrusion 15 is located closer to the symmetry plane 1 (see FIG. 1) as the distance from the irradiation point P increases. In other words, the protrusion 15 is located at a position farther from the symmetry plane 1 as it is closer to the irradiation point P. This point will be described later.

なお、外部電極14は、中心電極12と同じく、耐熱性をもつ導電材料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 external electrode 14 is formed using a heat-resistant conductive material, like the center electrode 12. Further, the end face of the external electrode 14 facing the symmetry plane 1 may be either a curved surface or a flat surface.

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を支持する孔や溝等の構造を有する。   The insulator 16 is formed using, for example, ceramic, supports the base portions of the center electrode 12 and the external electrode 14, defines the distance between them, and electrically insulates between them. The insulator 16 is formed in a disk shape, for example, and has a structure such as a hole or a groove that supports the center electrode 12 and the external electrode 14.

図7は、保持部18とその周囲を示す断面図である。保持部18は、プラズマ媒体6が中心電極12と外部電極14との間の空間に露出するように当該プラズマ媒体6を保持する。例えば、図7に示すように、保持部18は、中心電極12の側面12bに設けられている。保持部18は側面12bの全周に亘った帯状或いは照射点Pを含む点状に形成される。保持部18の外面は、中心電極12の側面12bと同じ高さに位置する。保持部18は多孔質体からなり、溶融したプラズマ媒体6を蓄積し、且つ、外部に滲出させることができる。多孔質体は、例えば、中心電極12と同じ材質で形成されている。なお、プラズマ媒体6で保持部18を構成してもよい。この場合、保持部18は多孔質体である必要はなく、プラズマ媒体6は溶融した状態で或いは固体の状態で留まることになる。例えば、プラズマ媒体6が固体の状態の場合、中心電極12の側面12bに設置(埋設)され、後述のリザーバ20は省略される。また、この場合は、プラズマ媒体6としてリチウム(Li)等の低融点金属だけでなく、6.7nmの紫外光を発するガドリニウム(Gd)やテルビウム(Tb)を使用することも可能である。   FIG. 7 is a cross-sectional view showing the holding portion 18 and its surroundings. The holding unit 18 holds the plasma medium 6 so that the plasma medium 6 is exposed in the space between the center electrode 12 and the external electrode 14. For example, as shown in FIG. 7, the holding portion 18 is provided on the side surface 12 b of the center electrode 12. The holding | maintenance part 18 is formed in the strip | belt shape including the irradiation point P over the perimeter of the side surface 12b. The outer surface of the holding portion 18 is located at the same height as the side surface 12 b of the center electrode 12. The holding part 18 is made of a porous body, and can accumulate the melted plasma medium 6 and allow it to exude to the outside. The porous body is made of, for example, the same material as the center electrode 12. Note that the holding unit 18 may be configured by the plasma medium 6. In this case, the holding part 18 does not need to be a porous body, and the plasma medium 6 remains in a molten state or a solid state. For example, when the plasma medium 6 is in a solid state, it is installed (embedded) on the side surface 12b of the center electrode 12, and the reservoir 20 described later is omitted. In this case, not only a low melting point metal such as lithium (Li) but also gadolinium (Gd) or terbium (Tb) emitting ultraviolet light of 6.7 nm can be used as the plasma medium 6.

リザーバ20は各同軸状電極10に対して個別に設けられる。図1に示すように、リザーバ20は中心電極12の基部を支持すると共に、内部に形成した空間20aにプラズマ媒体6を貯留する。この空間20aは、中心電極12の流路12cを介して保持部18に連通している。また、リザーバ20はヒータ22を搭載している。ヒータ22は、例えば熱媒体(油)循環式のヒータや電熱式のヒータで構成され、空間20a内のプラズマ媒体6を溶融すると共に、中心電極12の温度をプラズマ媒体6が溶融する温度に維持する。従って、プラズマ媒体6が流路12cを介して保持部18に流出したときも、保持部18はプラズマ媒体6を溶融した状態で保持することができる。   The reservoir 20 is individually provided for each coaxial electrode 10. As shown in FIG. 1, the reservoir 20 supports the base of the center electrode 12, and stores the plasma medium 6 in a space 20a formed therein. The space 20 a communicates with the holding unit 18 through the flow path 12 c of the center electrode 12. The reservoir 20 is equipped with a heater 22. The heater 22 is composed of, for example, a heat medium (oil) circulation heater or an electrothermal heater, and melts the plasma medium 6 in the space 20a and maintains the temperature of the center electrode 12 at a temperature at which the plasma medium 6 melts. To do. Therefore, even when the plasma medium 6 flows out to the holding unit 18 through the flow path 12c, the holding unit 18 can hold the plasma medium 6 in a molten state.

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2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に同極性又は逆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. 2, the plasma light source includes a voltage applying device 30 connected to each coaxial electrode 10. The voltage application device 30 applies a discharge voltage of the same polarity or a reverse polarity to each coaxial electrode 10.

電圧印加装置30は、高圧電源32を備える。高圧電源32の出力側は同軸状電極10の中心電極12に接続し、高圧電源32のコモン側はこの中心電極12に対応する外部電極14に接続している。高圧電源32は、中心電極12‐外部電極14間に放電電圧(例えば5kV)を印加する。なお、放電電圧の極性は外部電極14に対して正または負の何れでもよい。また、図2に示すように、高圧電源32のコモン側は接地されていてもよい。同様に、同軸状電極10を収容する真空槽(図示せず)も接地されていてもよい。   The voltage application device 30 includes a high voltage power supply 32. The output side of the high voltage power supply 32 is connected to the center electrode 12 of the coaxial electrode 10, and the common side of the high voltage power supply 32 is connected to the external electrode 14 corresponding to the center electrode 12. The high voltage power supply 32 applies a discharge voltage (for example, 5 kV) between the center electrode 12 and the external electrode 14. The polarity of the discharge voltage may be either positive or negative with respect to the external electrode 14. Further, as shown in FIG. 2, the common side of the high-voltage power supply 32 may be grounded. Similarly, a vacuum chamber (not shown) for housing the coaxial electrode 10 may be grounded.

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。理想的な放電を得るには、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の周りで空間的に等間隔に分布していることが望ましい。しかしながら、高圧電源32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異なる場所で略同時に発生させることが困難になる。   As described above, a plurality of external electrodes 14 are provided around each center electrode 12. In order to obtain an ideal discharge, it is necessary to generate a discharge between all the external electrodes 14 and the center electrode 12. Moreover, it is desirable that these discharges are spatially distributed at equal intervals around the center electrode 12. However, the discharge energy supplied from the high-voltage power supply 32 tends to be preferentially consumed with respect to the first generated discharge. In this case, it is difficult to generate a plurality of discharges at different locations substantially simultaneously.

そこで、本実施形態の電圧印加装置30は、放電電圧の放電エネルギーを外部電極14毎に蓄積するエネルギー蓄積回路34を備えている。エネルギー蓄積回路34は、例えば図2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、放電のピーク時に10kA程度の放電電流を流すことが可能な静電容量を持ち、高圧電源32の各出力側及び各コモン側に接続される。   Therefore, the voltage application device 30 of this embodiment includes an energy storage circuit 34 that stores the discharge energy of the discharge voltage for each external electrode 14. For example, as shown in FIG. 2, the energy storage circuit 34 includes a plurality of capacitors C that individually connect the center electrode 12 and each external electrode 14. Each capacitor C has a capacitance that allows a discharge current of about 10 kA to flow at the peak of discharge, and is connected to each output side and each common side of the high-voltage power supply 32.

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、放電エネルギーが、最初に発生した放電に過剰に消費されることを防止でき、中心電極12の全周に亘る面状放電2bを発生させることができる。   Thus, by providing the capacitor C for storing discharge energy for each external electrode 14, it is possible to generate discharge in all the external electrodes 14. That is, it is possible to prevent the discharge energy from being excessively consumed by the first generated discharge, and to generate the planar discharge 2b over the entire circumference of the center electrode 12.

さらに、本実施形態の電圧印加装置30は、放電電流が帰還することを阻止する放電電流阻止回路36を備えてもよい。放電電流阻止回路36は、例えば図2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のコモン側)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34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するため、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 voltage application device 30 of this embodiment may include a discharge current blocking circuit 36 that blocks the discharge current from returning. For example, as shown in FIG. 2, the discharge current blocking circuit 36 includes an inductor L that connects each external electrode 14 and the voltage application device 30 (specifically, the common side of the high-voltage power supply 32). Since the inductor L has a sufficiently high impedance with respect to the discharge current, the discharge current that has passed through the center electrode 12 and the external electrode 14 can be returned to the energy storage circuit 34 that is the generation source thereof. That is, in order to prevent the discharge energy accumulated in each capacitor C from being supplied to the external electrode 14 other than the external electrode 14 directly connected to the capacitor C, the distribution of discharge in the circumferential direction of the center electrode 12 is biased. Can be prevented.

上述の通り、本実施形態のプラズマ光源はレーザー装置40を備える。レーザー装置40は、各同軸状電極10の中心電極12にレーザー光42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、電圧印加装置30と協働してプラズマ3の初期放電(初期プラズマ)2aを発生させる。レーザー装置40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やその二倍波を短パルスのレーザー光42として出力する。レーザー光42は、ハーフミラー等の光学素子によって分岐し、各中心電極12の保持部18に照射される。例えばレーザー光42は、互いに隣接する2本の外部電極14の中間を中心軸Zに向けて進行し、保持部18の照射点Pに照射される。レーザー光42が照射された保持部18では、レーザー光42のアブレーションによって、プラズマ媒体6が中性粒子又はイオンとなって放出される。   As described above, the plasma light source of this embodiment includes the laser device 40. The laser device 40 irradiates the central electrode 12 of each coaxial electrode 10 with the laser light 42 to release the medium of the plasma 3 and cooperates with the voltage application device 30 to perform an initial discharge of the plasma 3 (initial plasma). ) 2a is generated. The laser device 40 is, for example, a YAG laser, and outputs a fundamental wave or a double wave thereof as a short pulse laser beam 42 in order to perform ablation. The laser beam 42 is branched by an optical element such as a half mirror, and is irradiated to the holding unit 18 of each center electrode 12. For example, the laser beam 42 travels toward the central axis Z between two adjacent external electrodes 14 and is irradiated to the irradiation point P of the holding unit 18. In the holding unit 18 irradiated with the laser beam 42, the plasma medium 6 is emitted as neutral particles or ions by ablation of the laser beam 42.

一方、レーザー光42の照射時には、既に電圧印加装置30による放電電圧が、各同軸状電極10の中心電極12と外部電極14の間に印加されている。従って、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間の初期放電2aが誘発される。   On the other hand, at the time of irradiation with the laser light 42, the discharge voltage by the voltage application device 30 has already been applied between the center electrode 12 and the external electrode 14 of each coaxial electrode 10. Therefore, when ablation occurs, an initial discharge 2a between the center electrode 12 and each external electrode 14 is induced.

なお、中心電極12と外部電極14の各形状、両者の間隔等に応じて、レーザー光42を中心軸Zの周方向に沿って間隔を置いて複数且つ同時に照射してもよい。本実施形態では、例えば、レーザー光42の照射点Pが中心軸Zを挟んだ2箇所に設定されている。これにより、初期放電2aを環状に形成することが容易になる。   Depending on the shapes of the center electrode 12 and the external electrode 14, the distance between the two, etc., a plurality of laser beams 42 may be irradiated simultaneously at intervals along the circumferential direction of the central axis Z. In the present embodiment, for example, the irradiation points P of the laser light 42 are set at two places with the central axis Z interposed therebetween. This makes it easy to form the initial discharge 2a in an annular shape.

これは、外部電極が中心電極を中心とした同一円上に配列した同軸状電極において、初期放電2aの発生領域が、中心電極12の中心軸Z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。この実験結果の一例を図8(a)〜図8(c)に示す。図8(a)〜図8(c)は4個のCCDを有する高速度カメラで測定したものであり、5kVの放電電圧が印加された中心電極‐外部電極間の放電分布の経時変化を示す画像である。図8(a)は最初の放電の発生から100ns後の状態、図8(b)は最初の放電の発生から300ns後の状態、図8(c)は最初の放電の発生から500ns後の状態を示している。図中白い個所はプラズマが生成し発光していることを示す。各画像における蓄積時間(露光時間)は100nsである。なお、最初の放電を誘発するために、中心電極と外部電極の間の絶縁体の一箇所に対してレーザーアブレーションを行っている。しかしながら、このような放電の発生及びその経時変化は、図1に示す保持部18に対するレーザーアブレーションでも同様に得られる。   This is because, in the coaxial electrode in which the external electrode is arranged on the same circle with the center electrode as the center, the generation region of the initial discharge 2a has an opening angle of 180 degrees or more with the central axis Z of the center electrode 12 as the base point. Based on experimental results. An example of the experimental results is shown in FIGS. 8 (a) to 8 (c). 8 (a) to 8 (c) are measured with a high-speed camera having four CCDs, and show the change over time in the discharge distribution between the center electrode and the external electrode to which a discharge voltage of 5 kV is applied. It is an image. 8A shows a state after 100 ns from the first discharge, FIG. 8B shows a state after 300 ns from the first discharge, and FIG. 8C shows a state after 500 ns from the first discharge. Is shown. White parts in the figure indicate that plasma is generated and light is emitted. The accumulation time (exposure time) in each image is 100 ns. In order to induce the first discharge, laser ablation is performed on one place of the insulator between the center electrode and the external electrode. However, the occurrence of such discharge and its change with time can be similarly obtained by laser ablation with respect to the holding portion 18 shown in FIG.

図8(a)〜図8(c)に示す時間変化から判るように、レーザー光の照射点は1点のみであるにも関わらず、アブレーションに誘発された放電が発生し、当該放電がレーザー光の照射点から時計回り及び反時計回りにそれぞれ概ね90度に亘って拡大していることが確認できる。その結果、少なくとも写真中央と右側の計4本の外部電極のそれぞれと、中心電極との間で十分な放電が発生していることが確認できる。つまり、放電は、当該放電を誘発する現象(図8(a)〜図8(c)においてはレーザーアブレーション)が発生した箇所に最も近接した外部電極と中心電極との間だけでなく、その遠方に位置する外部電極と中心電極との間にも発生する。即ち、放電エネルギーを付与した複数の外部電極を中心電極の周りに配置することで、中心電極の円周方向において放電を局在させることなく、全体に拡大させることができる。   As can be seen from the time changes shown in FIGS. 8A to 8C, the discharge induced by ablation occurs even though the laser beam irradiation point is only one point. It can be confirmed that each of the light has been enlarged approximately 90 degrees clockwise and counterclockwise from the light irradiation point. As a result, it can be confirmed that a sufficient discharge is generated between each of the four external electrodes in the center and the right side of the photograph and the center electrode. That is, the discharge is not only between the external electrode and the center electrode closest to the place where the phenomenon that induces the discharge (laser ablation in FIGS. It also occurs between the external electrode located at the center and the center electrode. That is, by disposing a plurality of external electrodes to which discharge energy is applied around the center electrode, it is possible to expand the entire discharge without localizing the discharge in the circumferential direction of the center electrode.

図9は、中心電極を挟んだ絶縁体の二箇所に対してレーザーアブレーションを行った後の放電の経時変化を示し、図8(b)に対応している。この図に示すように、初期放電は環状に分布する放電(後述の面状放電2b)に成長する。なお、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42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、ハーフ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。   FIG. 9 shows the change over time of the discharge after laser ablation is performed on two portions of the insulator sandwiching the center electrode, and corresponds to FIG. 8B. As shown in this figure, the initial discharge grows into a circularly distributed discharge (planar discharge 2b described later). In consideration of this result, it is desirable to irradiate the laser beam 42 at a rotationally symmetric position with respect to the center electrode 12 as the number of irradiated portions is smaller. In addition, simultaneous irradiation of a plurality of laser beams can be easily achieved by forming a plurality of optical paths having the same optical path length using an optical element such as a half mirror.

次に、各突部15の配置について詳述する。図6(a)及び図6(b)は、本実施形態に係る突部15の位置関係を説明するための図であり、図6(a)は突部15を含む外部電極14と中心電極12の正面図、図6(b)は図6(a)に示す外部電極14と中心電極12の側面図である。図6(a)に示すように、レーザー光42の光路はX軸上に位置するものとする。従って、照射点PもX軸上に位置している。また、X軸に最も近い外部電極14に14A、外部電極14Aから時計回りに隣接する外部電極14に14Bの符号を付する。同様に、外部電極14Aの突部15に15A、外部電極14Bの突部15に15Bの符号を付する。さらに、突部15A及び突部15Bにおいて、照射点Pに最も近い頂部GにGA及びGBの符号をそれぞれ付する。また、外部電極14A及び外部電極14Bは、中心軸Zを中心としてX軸から30°及び90°にそれぞれ位置しているものとする。   Next, the arrangement of the protrusions 15 will be described in detail. 6A and 6B are diagrams for explaining the positional relationship of the protrusions 15 according to this embodiment, and FIG. 6A is an external electrode 14 including the protrusions 15 and a center electrode. FIG. 6B is a side view of the external electrode 14 and the center electrode 12 shown in FIG. As shown in FIG. 6A, the optical path of the laser light 42 is assumed to be located on the X axis. Therefore, the irradiation point P is also located on the X axis. Further, 14A is assigned to the external electrode 14 closest to the X axis, and 14B is assigned to the external electrode 14 that is adjacent to the external electrode 14A in the clockwise direction. Similarly, reference numeral 15A is assigned to the protrusion 15 of the external electrode 14A, and reference numeral 15B is assigned to the protrusion 15 of the external electrode 14B. Further, in the protrusion 15A and the protrusion 15B, the symbols G and GB are given to the apex G closest to the irradiation point P, respectively. Further, it is assumed that the external electrode 14A and the external electrode 14B are located at 30 ° and 90 ° from the X axis with the central axis Z as the center.

図6(a)に示すように、照射点Pから頂部Gまでの距離を、中心軸Zに直交する面(例えば対称面1)に投影した換算距離Rとすると、各外部電極14の突部15に対する換算距離Rは次の式1で表される。   As shown in FIG. 6A, when the distance from the irradiation point P to the apex G is a converted distance R projected on a plane orthogonal to the central axis Z (for example, the symmetry plane 1), the protrusion of each external electrode 14 The conversion distance R with respect to 15 is expressed by the following formula 1.

・・・(式1)
ここで、Rは中心電極12と外部電極14の中心間距離、rは中心電極12の半径、rは突部15を環状に形成したときの半径(外部電極14の中心から突部15の先端までの距離)である。例えば、半径rが3.5mm、半径rが1.5mm、中心電極12の側面12bから突部15までの距離が3.5mmの場合、距離Rは8.5mmとなる。この場合、図6(a)に示す照射点Pから頂部GAまでの換算距離R、照射点Pから頂部GBまでの換算距離Rはそれぞれ、4.24mm及び7.69mmとなる。
... (Formula 1)
Here, R 0 is the center electrode 12 and the distance between the centers of the external electrodes 14, r c is the radius of the center electrode 12, r s is protruding from the radial (center of the external electrode 14 when forming the protrusion 15 in the annular 15). For example, the radius r c is 3.5 mm, if the radius r s is 1.5 mm, the distance from the side surface 12b of the center electrode 12 to the projection 15 of 3.5 mm, the distance R 0 is a 8.5 mm. In this case, the conversion distance R A from the irradiation point P to the top GA shown in FIG. 6A and the conversion distance R B from the irradiation point P to the top GB are 4.24 mm and 7.69 mm, respectively.

ところで、初期放電2aは、プラズマ媒体6が突部15に到達したときに発生し、その後は対称面1に向けて進行する。プラズマ媒体6が空間中(真空中)を移動する速度(平均速度)Vaと、初期放電2a(その後の面状放電2b)が移動する速度(平均速度)Vpは、中心電極12に対する外部電極14の位置に依存しない。従って、突部15Aおよび突部15Bが、照射点Pを含み中心軸Zに直交する平面内に位置している場合、保持部18から放出されたプラズマ媒体6は、頂部GAにまず到達し、その後、頂部GBに到達する。一方、頂部GBから対処面1までの距離および頂部GAから対処面1までの距離は同一である。従って、上述の場合、中心電極12と外部電極14Aとの間の初期放電2aと、中心電極12と外部電極14Bとの間の初期放電2aには放電発生のタイミングのずれが存在し、これは初期放電が移動する時の同時刻における進行方向に沿った位置的なずれが存在することを意味する。この位置的なずれは、同軸状電極10、10間に閉じ込められるプラズマ3に投入されるプラズマ媒体6の時間的なずれを生じさせ、プラズマ3の高密度化及び高温化を阻害する要因となる。   By the way, the initial discharge 2a is generated when the plasma medium 6 reaches the protrusion 15, and thereafter proceeds toward the symmetry plane 1. The speed (average speed) Va at which the plasma medium 6 moves in space (in a vacuum) and the speed (average speed) Vp at which the initial discharge 2a (subsequent planar discharge 2b) moves are the external electrode 14 with respect to the center electrode 12. It does not depend on the position of Therefore, when the protrusion 15A and the protrusion 15B are located in a plane including the irradiation point P and orthogonal to the central axis Z, the plasma medium 6 emitted from the holding portion 18 first reaches the top GA, Then, it reaches the top GB. On the other hand, the distance from the top GB to the handling surface 1 and the distance from the top GA to the handling surface 1 are the same. Therefore, in the above-described case, there is a difference in the timing of occurrence of discharge between the initial discharge 2a between the center electrode 12 and the external electrode 14A and the initial discharge 2a between the center electrode 12 and the external electrode 14B. It means that there is a positional deviation along the traveling direction at the same time when the initial discharge moves. This positional shift causes a time shift of the plasma medium 6 input to the plasma 3 confined between the coaxial electrodes 10 and 10, and becomes a factor that hinders high density and high temperature of the plasma 3. .

そこで、本実施形態では、照射点Pにレーザー光42が照射されるタイミングから、初期放電2aが対称面1に到達するタイミングまでの時間が各外部電極14に対して一定になるように、突部15の各位置を中心電極12の軸方向(中心軸Z)に沿って互いにずらしている。具体的には、突部15は、照射点Pから遠いものほど、対称面1に近い位置に位置している。以下、この位置関係について説明する。   Therefore, in the present embodiment, the time from the timing at which the irradiation point P is irradiated with the laser light 42 to the timing at which the initial discharge 2a reaches the symmetry plane 1 is constant so as to be constant with respect to each external electrode 14. The positions of the portions 15 are shifted from each other along the axial direction (central axis Z) of the center electrode 12. Specifically, the protrusion 15 is located closer to the symmetry plane 1 as it is farther from the irradiation point P. Hereinafter, this positional relationship will be described.

説明の便宜上、図6(a)に示す突部15B及び照射点Pは、中心軸Zに直交する同一平面内に位置しているものとする。一方、突部15Aは、突部15Bと異なる距離に位置している。突部15B及び照射点Pを含む平面(以下、参照面と称する)から突部15Aまでの距離をdとすると、この距離dは次の式2で表される。   For convenience of explanation, it is assumed that the protrusion 15B and the irradiation point P shown in FIG. 6A are located in the same plane orthogonal to the central axis Z. On the other hand, the protrusion 15A is located at a different distance from the protrusion 15B. When a distance from a plane including the protrusion 15B and the irradiation point P (hereinafter referred to as a reference surface) to the protrusion 15A is d, the distance d is expressed by the following Expression 2.

・・・(式2)
ここで、Vaはプラズマ媒体6が空間中を移動する速度、Vpは初期放電2a(その後の面状放電2b)が移動する速度、Rは照射点Pから頂部GAまでの換算距離、Rは照射点Pから頂部GBまでの換算距離である。速度Vaを1.0×10m/s、速度Vpを4.0×10m/sとし、換算距離Rを4.24mm、換算距離Rを7.69mmとした場合、式2からは距離dの値として、8.99mmと−4.89mmが得られる。この計算結果における負の値は、参照面よりも対称面1から遠い位置を示す。
... (Formula 2)
Here, Va is the speed at which the plasma medium 6 moves in the space, Vp is the speed at which the initial discharge 2a (the subsequent planar discharge 2b) moves, R A is the converted distance from the irradiation point P to the top GA, and R B Is a conversion distance from the irradiation point P to the top GB. The speed Va 1.0 × 10 4 m / s , the speed Vp and 4.0 × 10 4 m / s, 4.24mm the converted distances R A, when a 7.69mm the converted distance R B, Formula 2 The distance d is 8.99 mm and −4.89 mm. A negative value in this calculation result indicates a position farther from the symmetry plane 1 than the reference plane.

頂部GBが参照面内に位置する場合、照射点Pから頂部GBまでの実際の距離は、換算距離Rと同じく7.69mmである。一方、照射点Pから頂部GAまでの実際の距離は、距離dが8.99mmの場合に9.94mmとなり、距離dが−4.89mmの場合に6.47mmとなる。この傾向から判るように、突部15は、照射点Pから遠いものほど、対称面1に近い位置に位置している。なお、距離dの値次第では外部電極14の側面の一部が突部15よりも照射点Pに近い場合がある。この場合、当該一部を絶縁物で覆い、突部15以外の部位への放電の誘発を防止(抑制)してもよい。 If top GB is positioned in the reference plane, the actual distance from the irradiation point P to the top GB is also 7.69mm and converted distance R B. On the other hand, the actual distance from the irradiation point P to the top GA is 9.94 mm when the distance d is 8.99 mm, and 6.47 mm when the distance d is −4.89 mm. As can be seen from this tendency, the protrusion 15 is located closer to the symmetry plane 1 as the distance from the irradiation point P increases. Depending on the value of the distance d, a part of the side surface of the external electrode 14 may be closer to the irradiation point P than the protrusion 15. In this case, the part may be covered with an insulator to prevent (suppress) the induction of discharge to a portion other than the protrusion 15.

次に本実施形態のプラズマ光源の動作について説明する。図10は、初期放電2aの発生及びその直後の状態を説明するための図である。図11は、図6(a)及び図6(b)に示す2本の外部電極14A及び14Bに対するプラズマ媒体6の移動及び初期放電(初期プラズマ)2aの移動を示す図である。   Next, the operation of the plasma light source of this embodiment will be described. FIG. 10 is a diagram for explaining the occurrence of the initial discharge 2a and the state immediately after that. FIG. 11 is a diagram showing the movement of the plasma medium 6 and the movement of the initial discharge (initial plasma) 2a with respect to the two external electrodes 14A and 14B shown in FIGS. 6 (a) and 6 (b).

上述の通り、本実施形態のプラズマ光源では、真空槽(図示せず)内に一対の同軸状電極10が設けられる。一対の同軸状電極10は、対称面1を挟んで互いに対向配置される。一方、真空槽内は、プラズマ3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により同極性又は逆極性の放電電圧が印加される。   As described above, in the plasma light source of the present embodiment, a pair of coaxial electrodes 10 are provided in a vacuum chamber (not shown). The pair of coaxial electrodes 10 are disposed to face each other with the symmetry plane 1 in between. On the other hand, the inside of the vacuum chamber is maintained at a temperature and pressure suitable for generating the plasma 3. Further, a discharge voltage having the same polarity or opposite polarity is applied to each coaxial electrode 10 before discharge by the voltage application device 30.

各同軸状電極10に放電電圧が印加された状態で、時刻t0において、レーザー光42が各同軸状電極10の保持部18に同時に照射される。各同軸状電極10ではこの照射によって、プラズマ媒体6が中性ガス又はイオンとなって多量に放出され、照射点Pの周囲の外部電極14Aお及び14Bに向けて進行する。一方、プラズマ媒体6の速度Vaは一定である。従ってプラズマ媒体6は、まず時刻t1において外部電極14Bの突部15Bに到達する。プラズマ媒体6が突部15Bに到達すると、突部15Bと中心電極12との間で初期放電2aが発生する。これは、プラズマ媒体6の粒子密度が、外部電極14と中心電極12との間で、放電の経路を形成する程度に増加することが要因の1つとして考えられる。中心電極12と突部15Bとの間で発生した初期放電2aは、対称面1に向けて進行する。   In a state where a discharge voltage is applied to each coaxial electrode 10, the laser beam 42 is simultaneously irradiated onto the holding portion 18 of each coaxial electrode 10 at time t <b> 0. In each coaxial electrode 10, the plasma medium 6 is released in a large amount as neutral gas or ions by this irradiation, and proceeds toward the external electrodes 14 </ b> A and 14 </ b> B around the irradiation point P. On the other hand, the velocity Va of the plasma medium 6 is constant. Accordingly, the plasma medium 6 first reaches the protrusion 15B of the external electrode 14B at time t1. When the plasma medium 6 reaches the protrusion 15B, an initial discharge 2a is generated between the protrusion 15B and the center electrode 12. One possible reason for this is that the particle density of the plasma medium 6 increases to such an extent that a discharge path is formed between the external electrode 14 and the center electrode 12. The initial discharge 2a generated between the center electrode 12 and the protrusion 15B proceeds toward the symmetry plane 1.

外部電極14Bと中心電極12との間を進行する初期放電2aが、突部15Aが位置し且つ中心軸Zに直交する平面内に達したとき(時刻t2)、プラズマ媒体6が突部15Aに到達する。その直後、中心電極12と突部15Aとの間で初期放電2aが発生し、この初期放電2aは対称面1に向けて進行する。従って、中心電極12と外部電極14Aとの間の初期放電2a及び中心電極12と外部電極14Bとの間の初期放電2aは、同一平面内に位置した状態で対称面1に向けて進行し、時刻t3において外部電極14A及び14Bの各先端に到達し、時刻t4において同軸状電極10、10の間に到達する。   When the initial discharge 2a traveling between the external electrode 14B and the center electrode 12 reaches the plane where the protrusion 15A is located and perpendicular to the central axis Z (time t2), the plasma medium 6 is applied to the protrusion 15A. To reach. Immediately thereafter, an initial discharge 2 a is generated between the center electrode 12 and the protrusion 15 </ b> A, and this initial discharge 2 a proceeds toward the symmetry plane 1. Accordingly, the initial discharge 2a between the center electrode 12 and the external electrode 14A and the initial discharge 2a between the center electrode 12 and the external electrode 14B proceed toward the symmetry plane 1 in a state of being located in the same plane, At the time t3, the tips of the external electrodes 14A and 14B are reached, and at the time t4, they reach between the coaxial electrodes 10 and 10.

このような過渡的な現象が全て外部電極14に対して生じているため、初期放電2aは、アブレーションによって放出されたプラズマ媒体6を取り込みつつ、中心電極12の全周に亘って分布する面状放電2bに成長しているとも言える。面状放電2bは、自己磁場によって同軸状電極10から排出される方向(即ち、対称面1に向かう方向)に移動する。このときの面状放電2bは、中心軸Zから見て略環状に分布する。   Since all such transient phenomena occur on the external electrode 14, the initial discharge 2a is a planar shape distributed over the entire circumference of the center electrode 12 while taking in the plasma medium 6 released by ablation. It can also be said that it has grown into a discharge 2b. The planar discharge 2b moves in the direction discharged from the coaxial electrode 10 by the self magnetic field (that is, the direction toward the symmetry plane 1). The planar discharge 2b at this time is distributed in a substantially annular shape when viewed from the central axis Z.

面状放電2bが同軸状電極10の先端に達すると、面状放電2bの放電電流の出発点は中心電極12の円周側面から先端部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2bの間に挟まれていた先端部12a周辺のプラズマ媒体6は高密度、高温になる。   When the sheet discharge 2b reaches the tip of the coaxial electrode 10, the starting point of the discharge current of the sheet discharge 2b shifts from the circumferential side surface of the center electrode 12 to the tip 12a. In other words, the discharge current flows intensively from the tip 12a. Due to this current concentration, the current density around the tip 12a rapidly increases, and the plasma medium 6 around the tip 12a sandwiched between the pair of planar discharges 2b becomes high density and high temperature.

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、中心軸Zに沿う両方向からの電磁的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 coaxial electrode 10 across the symmetry plane 1, the plasma medium 6 is pushed out from one coaxial electrode 10 toward the other coaxial electrode 10. As a result, the plasma medium 6 receives electromagnetic pressure from both directions along the central axis Z and moves to an intermediate position where the coaxial electrodes 10 face each other (that is, the symmetry plane 1 of the center electrode 12). A single plasma 3 having the component as a component is formed.

面状放電2b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2bの電流が集中する。従って、先端部12a周辺には、プラズマ3に対して電磁的圧力がかかり、プラズマ3の高密度化及び高温化が進行する。即ち、プラズマ媒体6の電離が進行する。その結果、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、電圧印加装置30は、プラズマ3に電気エネルギーを供給し続ける。このエネルギー供給により、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。   While the sheet discharge 2b is generated, the current of each sheet discharge 2b is concentrated on the tip 12a of each center electrode 12. Therefore, electromagnetic pressure is applied to the plasma 3 around the tip 12a, and the density and temperature of the plasma 3 increase. That is, ionization of the plasma medium 6 proceeds. As a result, plasma light 8 including extreme ultraviolet light is emitted from the plasma 3. In this state, the voltage application device 30 continues to supply electric energy to the plasma 3. With this energy supply, the plasma light 8 can be generated for a long time.

これらの一連の過程において、初期放電2aの発生タイミングの制御は極端紫外光の強度向上に対して非常に重要である。上述の通り、初期放電2aは、各外部電極14と中心電極12との間で放電が発生し、各初期放電2aは周方向に拡大しながら環状の面状放電2bに成長する。各初期放電2aは発生すると直ちに中心電極12の先端部12aに向かって進行を開始する。従って、各初期放電2aが異なるタイミングで発生すると、この時間差に応じて、面状放電2bの周方向の各位置が進行方向に沿って前後にずれてしまう。例えば、図7に示す同軸状電極では、進行方向における初期放電の位置のずれが確認されており、この位置ずれから、発生が最も早い初期放電と発生が最も遅い初期放電との間で200ns程度の発生タイミングのずれが推測されている。   In these series of processes, the control of the generation timing of the initial discharge 2a is very important for improving the intensity of extreme ultraviolet light. As described above, the initial discharge 2a is generated between each external electrode 14 and the center electrode 12, and each initial discharge 2a expands in the circumferential direction and grows into an annular planar discharge 2b. As soon as each initial discharge 2a is generated, it proceeds toward the tip 12a of the center electrode 12. Therefore, if each initial discharge 2a occurs at different timings, each position in the circumferential direction of the sheet discharge 2b is shifted back and forth along the traveling direction according to this time difference. For example, in the coaxial electrode shown in FIG. 7, the displacement of the initial discharge position in the traveling direction is confirmed. From this displacement, about 200 ns between the earliest initial discharge and the earliest initial discharge. It is estimated that there is a difference in the occurrence timing.

面状放電2bの進行速度は、当該面状放電2bの周方向の位置に依存しない。従って、各初期放電2aの発生タイミングのずれは、そのまま、面状放電2bの周方向の各位置が同軸状電極10、10の間に到達するタイミングのずれになる。一方、所望の波長の極端紫外光は、プラズマ3が所望の高温及び高密度に成長したときに得られる。換言すれば、プラズマ3内におけるプラズマ媒体の価数分布が所望のものに達したときに得られる。また、このようなプラズマ3の成長には数十〜数百ns程度の時間を要する。本実施形態によれば、面状放電2bにおける上述の到達タイミングのずれが極力低減され、極端紫外光の強度が向上する。   The traveling speed of the planar discharge 2b does not depend on the circumferential position of the planar discharge 2b. Accordingly, the deviation in the timing of occurrence of each initial discharge 2a is the deviation in the timing at which the respective positions in the circumferential direction of the planar discharge 2b reach between the coaxial electrodes 10 and 10 as they are. On the other hand, extreme ultraviolet light having a desired wavelength is obtained when the plasma 3 is grown at a desired high temperature and high density. In other words, it is obtained when the valence distribution of the plasma medium in the plasma 3 reaches a desired value. Further, the growth of the plasma 3 requires a time of about several tens to several hundreds ns. According to the present embodiment, the above-described shift in arrival timing in the planar discharge 2b is reduced as much as possible, and the intensity of extreme ultraviolet light is improved.

ところで、プラズマ媒体6の粒子(中性粒子及びイオン)群の平均速度に対する放出角依存性は小さいと推測される。つまり、プラズマ媒体6は各突部15(頂部G)に向かってほぼ同一の平均速度で進行すると考えられている。   By the way, it is estimated that the emission angle dependency on the average velocity of the particles (neutral particles and ions) of the plasma medium 6 is small. That is, it is considered that the plasma medium 6 travels at substantially the same average speed toward each protrusion 15 (top G).

そこで本実施形態では、各外部電極14の突部15(頂部G)が図5に示すように互いにずれた状態で配置されている。即ち、1つの突部15について、照射点Pから突部15までのプラズマ媒体6の平均移動時間と、突部15から外部電極14の先端までのプラズマ媒体6の初期放電の平均移動時間との合計時間を想定した場合、複数の突部15は、対応する外部電極14に対する合計時間が互いに等しくなるように、中心軸Zに沿って互いにずれて位置している。従って、各外部電極14と中心電極12との間で発生した初期放電2aが同軸状電極10、10の間に到達するタイミングのずれが抑制される。例えば、各外部電極14の突部15が中心電極12の照射点Pと同一平面に配置されている場合と比べて、同軸状電極10、10の間に到達するタイミングのずれは減少する。   Therefore, in the present embodiment, the protrusions 15 (the top portions G) of the external electrodes 14 are arranged so as to be shifted from each other as shown in FIG. That is, for one protrusion 15, the average movement time of the plasma medium 6 from the irradiation point P to the protrusion 15 and the average movement time of the initial discharge of the plasma medium 6 from the protrusion 15 to the tip of the external electrode 14. When the total time is assumed, the plurality of protrusions 15 are shifted from each other along the central axis Z so that the total time for the corresponding external electrodes 14 is equal to each other. Accordingly, a shift in timing at which the initial discharge 2a generated between each external electrode 14 and the center electrode 12 reaches between the coaxial electrodes 10 and 10 is suppressed. For example, as compared with the case where the protrusions 15 of the external electrodes 14 are arranged on the same plane as the irradiation point P of the center electrode 12, the timing deviation reaching between the coaxial electrodes 10 and 10 is reduced.

面状放電2bの周方向の各位置が同軸状電極10、10の間に到達するタイミングのずれが小さいので、周方向の各位置からのプラズマ媒体6の供給タイミングのずれも小さくなる。従って、同軸状電極10、10の間で同一の成長過程にあるプラズマ媒体6の量が増加するので、プラズマ3の密度は向上し、極端紫外光の強度も向上する。   Since the difference in timing at which the circumferential positions of the planar discharge 2b reach between the coaxial electrodes 10 and 10 is small, the shift in the supply timing of the plasma medium 6 from each position in the circumferential direction is also small. Accordingly, since the amount of the plasma medium 6 in the same growth process between the coaxial electrodes 10 and 10 increases, the density of the plasma 3 is improved and the intensity of extreme ultraviolet light is also improved.

また、各外部電極14の突部15(頂部G)は照射点Pを基準としてその周りに配置されている。ただし、各突部15は、同様の突部が照射点Pと同一平面に配置されている場合と比べて、照射点Pから遠くなる。ただし各突部15はその形状故に、初期放電2aを優先的に発生させることができる。つまり、プラズマ媒体6を同軸状電極10、10の間に安定に供給することができる。   Further, the protrusion 15 (the top G) of each external electrode 14 is arranged around the irradiation point P as a reference. However, each protrusion 15 is farther from the irradiation point P than when the same protrusion is arranged on the same plane as the irradiation point P. However, each protrusion 15 can preferentially generate the initial discharge 2a because of its shape. That is, the plasma medium 6 can be stably supplied between the coaxial electrodes 10 and 10.

従って、本実施形態によれば、適切な量のプラズマ媒体6を安定に供給することができ、極端紫外光の強度低下を抑制することができる。   Therefore, according to the present embodiment, an appropriate amount of the plasma medium 6 can be stably supplied, and a decrease in the intensity of extreme ultraviolet light can be suppressed.

中心電極12及び外部電極14の変形例について説明する。図12は上述の実施形態に係る中心電極12及び外部電極14の変形例を示す図である。この図に示すように、中心電極12の直径は、対称面1に向かうに連れて小さくなっていてもよい。例えば、中心電極12は、先端部12aを頂角にもつ略円錐状に形成されてもよい。この場合、中心軸Zに直交する面において中心電極12に最も近接している外部電極14の部位は、中心軸Zとの距離が対称面1に向かうに連れて短くなるように形成されてもよい。例えば、外部電極14が棒状に形成されている場合、外部電極14は、対称面1に近づくに連れて中心軸Zに近づくように、中心軸Zに対して傾斜する。なお、図12に示す例では、中心電極12と外部電極14との間隔は一定である。しかしながら、この間隔は対称面1に近づくほど小さくてもよい。   A modification of the center electrode 12 and the external electrode 14 will be described. FIG. 12 is a view showing a modification of the center electrode 12 and the external electrode 14 according to the above-described embodiment. As shown in this figure, the diameter of the center electrode 12 may become smaller toward the symmetry plane 1. For example, the center electrode 12 may be formed in a substantially conical shape having the apex 12a at the apex angle. In this case, the portion of the external electrode 14 that is closest to the center electrode 12 in the plane orthogonal to the center axis Z may be formed so that the distance from the center axis Z becomes shorter as it goes toward the symmetry plane 1. Good. For example, when the external electrode 14 is formed in a rod shape, the external electrode 14 is inclined with respect to the central axis Z so as to approach the central axis Z as it approaches the symmetry plane 1. In the example shown in FIG. 12, the distance between the center electrode 12 and the external electrode 14 is constant. However, this distance may be smaller as it approaches the symmetry plane 1.

図13に示すように、突部15は中心電極12の側面12bに設けられてもよい。この場合、各突部15は例えば円錐状に形成される。突部15は、中心電極12の周方向において、対応する外部電極14に最も近接する位置に設けられ、当該対応する外部電極14に向かって突出している。即ち、各突部15は、対応する外部電極14との間で放電が発生するように設けられ、中心電極12の側面12bに点在している。なお、突部15の各位置が、中心電極12の軸方向(中心軸Z)に沿って互いにずれている点は、突部15が外部電極14に設けられている場合と同一である。   As shown in FIG. 13, the protrusion 15 may be provided on the side surface 12 b of the center electrode 12. In this case, each protrusion 15 is formed in a conical shape, for example. The protrusion 15 is provided at a position closest to the corresponding external electrode 14 in the circumferential direction of the center electrode 12, and protrudes toward the corresponding external electrode 14. That is, each protrusion 15 is provided so as to generate a discharge with the corresponding external electrode 14, and is scattered on the side surface 12 b of the center electrode 12. Note that the positions of the protrusions 15 are shifted from each other along the axial direction (center axis Z) of the center electrode 12, which is the same as when the protrusions 15 are provided on the external electrode 14.

なお、突部15は中心電極12と外部電極14の両方に設けられていてもよい。この場合、中心電極12及び外部電極14における各突部15は例えば円錐状に形成される。また、中心電極12側の突部15とこれに対応する外部電極14側の突部15は、それぞれの頂部Gが互いに対向するように各電極に設けられる。即ち、これらの突部15は「対」を形成する。初期放電2aは、一対の突部15、15の間に発生しやすい。従って、中心電極12及び外部電極14のうちの一方のみに突部15が設けられる場合よりも、初期放電2aの発生個所の制御が容易になる。   The protrusion 15 may be provided on both the center electrode 12 and the external electrode 14. In this case, each protrusion 15 in the center electrode 12 and the external electrode 14 is formed in a conical shape, for example. Further, the projection 15 on the center electrode 12 side and the corresponding projection 15 on the external electrode 14 side are provided on each electrode so that the respective top portions G face each other. That is, these protrusions 15 form a “pair”. The initial discharge 2a is likely to occur between the pair of protrusions 15 and 15. Therefore, it is easier to control the location where the initial discharge 2a occurs than when the protrusion 15 is provided only on one of the center electrode 12 and the external electrode 14.

保持部18の変形例について説明する。保持部18はレーザー光42の照射点Pの周囲のみに設けられてもよい。この場合、保持部18の形状に合わせたザグリ穴(有底穴)を中心電極12の側面12bに形成し、その穴に保持部18を設置する。保持部18を側面12bの全周に亘って形成する場合に比べ、保持部18の設置が簡便になる。   A modification of the holding unit 18 will be described. The holding unit 18 may be provided only around the irradiation point P of the laser beam 42. In this case, a counterbore hole (bottomed hole) matching the shape of the holding portion 18 is formed in the side surface 12b of the center electrode 12, and the holding portion 18 is installed in the hole. As compared with the case where the holding portion 18 is formed over the entire circumference of the side surface 12b, the installation of the holding portion 18 is simplified.

保持部18は同軸状電極10の外側に設置されていてもよい。この場合の「外側」とは、例えば、各外部電極14の中心が中心電極12の周りを囲む領域の外側の空間を意味する。保持部18は、例えばプラズマ媒体6を保持する容器(図示せず)として或いはプラズマ媒体6自体で構成され、隣接する2本の外部電極14の間から、外部電極14と中心電極12の間にプラズマ媒体6を供給する。同軸状電極10へのプラズマ媒体6の供給箇所は、中心電極12に対して対称に分布していることが望ましい。従って、保持部18は同軸状電極10の周りに複数設けられ、中心電極12の周りに点対称な或いは回転対称な位置に位置することが望ましい。ただし、保持部18の設置箇所はこれらに限定されない。また、何れの場合も、レーザー光42の照射点Pを含むプラズマ媒体6の表面は、外部電極14と中心電極12の間の空間あるいは中心電極12に向いている。さらに、各突部15の位置は、中心電極12(中心軸Z)に直交し且照射点Pを含む平面を基準にして設定される。   The holding part 18 may be installed outside the coaxial electrode 10. “Outside” in this case means, for example, a space outside the region where the center of each external electrode 14 surrounds the center electrode 12. The holding unit 18 is configured, for example, as a container (not shown) that holds the plasma medium 6 or the plasma medium 6 itself, and between the two adjacent external electrodes 14 and between the external electrode 14 and the center electrode 12. A plasma medium 6 is supplied. The supply points of the plasma medium 6 to the coaxial electrode 10 are desirably distributed symmetrically with respect to the center electrode 12. Accordingly, it is desirable that a plurality of holding portions 18 are provided around the coaxial electrode 10 and positioned at a point-symmetrical or rotationally symmetric position around the central electrode 12. However, the installation location of the holding part 18 is not limited to these. In any case, the surface of the plasma medium 6 including the irradiation point P of the laser beam 42 faces the space between the external electrode 14 and the center electrode 12 or the center electrode 12. Further, the position of each protrusion 15 is set with reference to a plane orthogonal to the center electrode 12 (center axis Z) and including the irradiation point P.

本発明は上述の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。   The present invention is not limited to the above-described embodiment, but is shown by the description of the scope of claims, and further includes all modifications within the meaning and scope equivalent to the description of the scope of claims.

1…対称面、2a…初期放電、2b…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、12a…先端部、12b…側面、12c…流路、14…外部電極、14A…外部電極、14B…外部電極、15…突部、15A…突部、15B…突部、16…絶縁体、18…保持部、20…リザーバ、20a…空間、22…ヒータ、30…電圧印加装置、32…高圧電源、34…エネルギー蓄積回路、36…放電電流阻止回路、40…レーザー装置、42…レーザー光、P…照射点、G…頂部、GA…頂部、GB…頂部 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Symmetry surface, 2a ... Initial discharge, 2b ... Planar discharge, 3 ... Plasma, 6 ... Plasma medium, 8 ... Plasma light, 10 ... Coaxial electrode, 12 ... Center electrode, 12a ... Tip part, 12b ... Side surface, 12c ... channel, 14 ... external electrode, 14A ... external electrode, 14B ... external electrode, 15 ... projection, 15A ... projection, 15B ... projection, 16 ... insulator, 18 ... holding part, 20 ... reservoir, 20a ... Space, 22 ... Heater, 30 ... Voltage application device, 32 ... High-voltage power supply, 34 ... Energy storage circuit, 36 ... Discharge current blocking circuit, 40 ... Laser device, 42 ... Laser light, P ... Irradiation point, G ... Top, GA ... top, GB ... top

Claims (2)

単一の軸線上に延びる中心電極および前記中心電極の外周を囲むように配列する複数の外部電極を有し、対称面を挟んで互いに対向配置され、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、
前記プラズマの媒体を保持する保持部と、
各前記同軸状電極に対して放電電圧を印加する電圧印加装置と、
前記媒体のアブレーションを行うためのレーザー光を前記保持部における照射点に照射するレーザー装置と
を備え、
前記複数の外部電極及び前記中心電極のうちの一方または両方は、前記複数の外部電極及び前記中心電極のうちの他方に向けて突出する突部を含み、
前記突部は、前記照射点から遠いものほど、前記対称面に近い位置に位置していることを特徴とするプラズマ光源。
A center electrode extending on a single axis and a plurality of external electrodes arranged so as to surround the outer periphery of the center electrode are arranged opposite to each other across a plane of symmetry, and generates plasma that emits extreme ultraviolet light A pair of coaxial electrodes for confining the plasma;
A holding unit for holding the plasma medium;
A voltage applying device for applying a discharge voltage to each of the coaxial electrodes;
A laser device that irradiates an irradiation point in the holding unit with laser light for performing ablation of the medium;
One or both of the plurality of external electrodes and the center electrode includes a protrusion protruding toward the other of the plurality of external electrodes and the center electrode,
The plasma light source, wherein the protrusion is located closer to the symmetry plane as the distance from the irradiation point increases.
1つの突部について、前記照射点から当該突部までの前記媒体の平均移動時間と、当該突部から前記外部電極の先端までの前記媒体の初期放電の平均移動時間との合計時間を想定した場合、
前記突部は、対応する前記外部電極に対する前記合計時間が互いに等しくなるように、前記軸線に沿って互いにずれて位置していることを特徴とする請求項1に記載のプラズマ光源。
For one protrusion, the total time of the average movement time of the medium from the irradiation point to the protrusion and the average movement time of the initial discharge of the medium from the protrusion to the tip of the external electrode was assumed. If
2. The plasma light source according to claim 1, wherein the protrusions are offset from each other along the axis so that the total time with respect to the corresponding external electrode is equal to each other.
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