NL2001209C2

NL2001209C2 - Inrichting en werkwijze voor het opwekken van extreem ultraviolette straling door middel van een elektrisch bedreven gasontlading.

Info

Publication number: NL2001209C2
Application number: NL2001209A
Authority: NL
Inventors: Guido Hergenhan; Christian Ziener; Mike Moeritz
Original assignee: Xtreme Tech Gmbh
Priority date: 2007-01-25
Filing date: 2008-01-23
Publication date: 2011-04-05
Also published as: JP2008204940A; US7812542B2; US20080180029A1; NL2001209A1; JP4876059B2; DE102007004440A1; DE102007004440B4

Description

P82936NL00

Titel: Inrichting en werkwijze voor het opwekken van extreem ultraviolette straling door middel van een elektrisch bedreven gasontlading.

De uitvinding heeft betrekking op een inrichting voor het opwekken van extreem ultraviolette straling door middel van een elektrisch bedreven gasontlading omvattende: een ontladingskamer met een ontladingsgebied voor een gasontlading 5 voor het opwekken van een stralingafgevend plasma; een eerste en tweede schijfvormige elektrode, waarbij ten minste één van de elektroden draaibaar is gelagerd en is voorzien van een met een metallische smelt te bedekken randgebied; een energiestraalbron voor het verschaffen van een 10 voorionisatiestraal; en een met de elektroden verbonden ontladingsschakeling voor het opwekken van hoogspanningspulsen.

De uitvinding heeft tevens betrekking op een werkwijze voor het opwekken van extreem ultraviolette straling door middel van een elektrisch 15 bedreven gasontlading voor het opwekken van een stralingsafgevend plasma uit voorgeioniseerd emittermateriaal, waarbij ten minste één draaibare gelagerde schijfvormige elektrode van een voor de gasontlading vershaft elektrodenpaar in een rampgebied met een metallische smelt wordt bedekt, 20 Onderzoek aan een veelvoud van elektrodenvormen voor gasontladingsbronnen, zoals bijvoorbeeld z-Pinch, wollen kathoden of plasma focus elektroden hebben aangetoond, dat de levensduur van dergelijk uitgevoerde elektroden voor de EUV-projectielithografie niet toereikend is. Daartegen hebben zich zogenaamde draaielektroden als 25 veelbelovende oplossing voor duidelijke toename van de levensduur van 2 gasontladingsbronnen getoond. Voordelen bestaan daarin dat deze in het bijzonder schijfvormig uitgevoerde elektroden ten eerste beter kunnen worden gekoeld. Ten tweede kan de beperking van de levensduur ten gevolg van onvermijdbare elektrodenerosie door middel van een telkens 5 vernieuwend elektrodenoppervlak worden opgeheven.

Een bekende inrichting volgens WO 2005/025280 A2 benut roterende elektroden die voor het regeneratief opbrengen van een metaalsmelt in een houder met de metaalsmelt, zoals bijvoorbeeld tin, onderdompelen. Het op de elektrodenoppervlakken opgebrachte metaal 10 wordt op de plaats waar de beide elektroden zich het dichts bij elkaar bevinden door middel van laserstraling zich verdampt waarna de damp door een gasontlading tot een plasma wordt ontstoken. De koeling van de elektroden geschied via de metaalbaden. De in WO 2005/025280 voorgestelde oplossing heeft de volgende nadelen.

15 Door de onderdompelwerkwij ze is de rotatiesnelheid van de elektroden beperkt en voor de vereiste vermogensspecificatie van een EUV-bron niet toereikend. Door een te geringe rotatiesnelheid worden onverbruikte elektrodendelen te langzaam in het ontladingsgebied gevoerd, hetgeen tot instabiliteiten van de plasmaopwekking leidt. De 20 rotatiesnelheid moet zodanig zijn dat de elektroden zich tussen twee op een ander volgende ontladingspulsen over een afstand verder draaien die groter is dan de radius van het invloedgebeid van de daaraan vooraf gaande ontladingsimpulsen op het elektrodenoppervlak,

Ten gevolge van de korte verblijfduur van de elektroden in de 25 metaalsmelt is een koeling van de elektroden via de metaalsmelt voor de geëiste hoge vermogensspecificaties niet voldoende. Een additionele koeling van de elektroden waarbij deze bijvoorbeeld door water worden doorstroomd, zouden elektrodenoppervlakken tenminste bij langere pauzen van het voor stralingsopwekking voorziene pulsbedrijf, zoals dat bij 30 belichtingsprocessen in de halfgeleiderfabricage voorkomt, onder de 3 smelttemperatuur van het met de smeltbaden op te brengen metaal doen zakken, hetgeen tot een sterke en ongecontroleerde aanwas van de metalen op de elektroden zou leiden. Een snel aan- en uitschakelen van de additionele koeling zou tot een temperatuurval tussen de 5 elektrodenoppervlakken en de elektrodenbinnensten leiden. Aangezien deze temperatuurval zich bij het uitschakelen van de additionele koeling uitmiddelt, kan een ontoelaatbaar hoge verwarming van het koelmiddel optreden, zodat eventueel veroorzaakte gasbellen een thermisch isolerende laag opbouwen, die een effectieve koeling verhindert.

10 Verder laat zich de laagdikte van het opgebrachte materiaal maar moeilijk instellen.

Het doel van de uitvinding is derhalve de laagdikte-instelling te verbeteren en in het bijzonder een ongecontroleerde aanwas van de op de draaielektroden op te brengen metaallaag in pauzen van het voor 15 stralingsopwekking voorziene pulsbedrijf te vermijden, waarneer deze voor het effectief koelen bijvoorbeeld door vloeistof worden doorstroomd. Hierbij moet de rotatiesnelheid van de draaielektroden in het bijzonder zo ver kunnen worden verhoogd, dat zich bij herhalingsfrequenties van meerdere kHz, telkens een vers bedekt oppervlaktegebied van de elektroden in het 20 ontladingsgebied bevindt.

Dit doel wordt bij een inrichting voor het opwekken van extreem ultraviolette straling door middel van een elektrisch bedreven gasontlading van de hiervoor genoemde soort daardoor op gelost, dat het te bedekken randgebied ten minste een langs de elektroden rand op het 25 elektrodenoppervlak gesloten omlopende en voor de metallische smelt bevochtigend uitgevoerd opnamegebied omvat, waarop een bedekkingsspuitmond voor het regeneratief opbrengen van de metallische smelt is gericht, die een met een ventielregelinrichting verbonden afsluitventiel omvat.

4

Bijzonder doelmatige en voordelige uitvoeringen van de inrichting volgens de uitvinding volgen uit de afhankelijke conclusies. De ventielregelinrichting is bij voorkeur verbonden met een temperatuurmeetinrichting voor het meten van de 5 elektrodenoppervlaktetemperatuur.

De schijfvormige elektroden zijn voorzien van een permanent werkende koelinrichting. Een te gebruiken koelmiddel kan een bedrijfstemperatuur bezitten onder de smelttemperatuur van een voor de metallische smelt voorzien materiaal. Voor het koelen kunnen bijvoorbeeld 10 vloeistofdoorstroomde koelkanalen in de schijfvormige elektroden zijn voorzien, die ook een temperatuurregeling kunnen bezitten.

De bedekkingsspuitmond kan op een tegenover het ontladingsgebied liggend en voor het opbrengen van de metallische smelt voorzien elektrodengebied op het elektrodenoppervlak zijn gericht.

15 Een verdere voordelige uitvoeringsvorm van de uitvinding wordt gekenmerkt in dat de elektroden als kringschijven zijn uitgevoerd, met onderlinge afstand star met elkaar zijn verbonden en rond een gemeenschappelijke met de middelste symmetrieas samenvallende rotatie-as draaibaar zijn gelagerd, waarbij elk van de elektroden op na elkaar 20 toegekeerde elektrodenoppervlakken ten minste een opnamegebied omvat, waarop een bedekkingsspuitmond is gericht.

Voor het verhinderen van elektrische kortsluitingen is het een voordeel, wanneer in het voor het opbrengen van de metallische smelt voorzien elektrodengebied schijfvormig isolatielichaam is verschaft, dat zich 25 in de tussenruimte tussen de beide elektroden uitstrekt. De op de elektrodenoppervlakken van de beide elektroden gericht bedekkingsspuitmonden kunnen bij deze uitvoering van tegengestelde zijden door het schijfvormige isolatielichaam zijn doorgevoerd.

De inrichting volgens de uitvinding kan bijzonder voordelig zijn 30 gekenmerkt in dat de bedekkingsspuitmond uit twee boven elkaar liggende ;| I 5 van een microstructuur voorziene platen bestaat, waarbij een eerste plaat in een deel van een gatstructuur is doorbroken, daar tegenoverliggend de tweede plaat van een tegen de gatstructuur buigzaam membraan is voorzien. Op het buigzame membraan is een sluitelement voor de 5 gatstructuur aangebracht dat door een aan het buigzame membraan aangrijpend stelmiddel tegen de gatstructuur kan worden gedrukt, waardoor het stromen van de metallische smelt kan worden onderbroken. Dientengevolge veroorzaakt een beweging weg van de gatstructuur een hernieuwd stromen van de metallische smelt. Beide platen sluiten een 10 kanaal in dat in de gatstructuur uitmondt en dat als spuitmonduitgang uit de eerste plaat is uitgevoerd.

De gatstructuur kan ook als filter voor grotere deeltjes dienen, om een verstoppen van de bedekkingsspuitmond te kunnen vermijden, wanneer de gatstructuur gatdoorsneden omvat die kleiner zijn dat de doorsnede van 15 de spuitmonduitgang. Voorts kan de bedekkingsspuitmond door een aan het oppervlak op ten minste een van de platen aangebrachte doorstroomde weerstand verhitbaar zijn uitgevoerd.

Voor het ontsteken van het plasma is een voorionisatie van het emittermateriaal nuttig, in het bijzonder het verdampen van een tussen de 20 elektroden geïnjecteerde druppel uit voordelig emittermateriaal. Daartoe is op het ontladingsgebied enerzijds een injectie-inrichting gericht, die een reeks van separate volumina van een voor het opwekken van de stralingdienend emittermateriaal met een frequentie van de gasontlading overeenstemmende volgfrequentie en een hoeveelheidsbegrenzing van de 25 separate volumina verschaft, waardoor het op afstand van de elektroden in het ontladingsgebied geïnjecteerde emittermateriaal na de ontlading volledig in de gasfase aanwezig is. Anderzijds is de door de energiestraalbron verschafte voorionisatiestraal synchroon met de frequentie van de gasontlading op een afstand van de elektroden gelegen 30 positie van de plasmaopwekking in het ontladingsgebied gericht, waar de 6 separate volumina geraken om door de voorionisatiestraal na elkaar te worden geïoniseerd.

Als alternatief kan de ontsteking van het plasma ook daardoor worden geïnitieerd, dat de regeneratief opgebrachte metallische smelt voor 5 stralingsopwekking dienend emittermateriaal is, waarop de door de energiestraalbron verschafte voorionisatiestraal synchroon met de frequentie van de gasontlading in het ontladingsgebied is gericht.

Door de ontladingsstap, waarbij een in het EUV-gebied stralend plasma ontstaat wordt in het invloedgebied van het plasma een deel van de 10 opgebrachte laag op de elektrodenoppervlakken verdampt of als smelt uitgedreven. Dat zijn per puls enkele 10*7 tot enkele 108 grammen. Dit massaverlies wordt door een voortdurende toevoer van de metallische smelt gecompenseerd, zodat ook onder ontladingscondities met herhalingsfrequenties van meerdere kHz een constante beschermlaag op de 15 elektrodenoppervlakken blijft.

Het volgens de uitvinding opbrengen van de metallische smelt werkt derhalve ook bijzonder voordelig uit, terwijl door een horizontale plaatsing van de beide draaielektroden deze met bijzonder weinig inductie met de ontladingsschakeling kunnen worden verbonden.

20 Een verdere uitvoeringsvorm van de uitvinding stelt derhalve voor dat de elektroden in elektrisch contact met coaxiaal op de rotatie-as gerichte contactelementen staan, die in elektrisch van elkaar gescheiden en met een ontladingsschakeling van de hoogspanningsvoorziening in verbinding staande ringvormig uitgevoerde elektrisch gescheiden smeltbaden van 25 metallische smelten onderdompelen. In een andere uitvoering van de elektrische contact vorming ook via de bedekkingsspuitmonden en de fluïdumstraal lopen.

Het hierboven genoemde doel wordt voorts volgens de vinding ook op gelost door een werkwijze voor het op trekken van extreem ultraviolette 30 straling van de hiervoor genoemde soort, gekenmerkt in dat het regeneratief 7 bedekken van het randbereik tijdens de rotatie afhankelijk van de elektrodenoppervlaktetemperatuur wordt geregeld.

Volgens de werkwijze wordt bij het onderschrijden van een grenstemperatuur, die boven de smelttemperatuur van een voor de 5 metallische smelt verschaft materiaal ligt, het bedekken onderbroken en bij het stijgen van de temperatuur boven de grenstemperatuur voortgezet.

Bijzonder voordelig worden de elektroden tijdens het bedekken gekoeld met een koelmiddel dat een bedrijfstemperatuur heeft die onder de smelttemperatuur van het voor de metallische Smelt verschafte materiaal 10 ligt,

De uitvinding zal vervolgens aan de hand van de schematische tekening nader worden toegelicht. Hierin toont:

Fig. 1 het principe volgens de uitvinding van het opbrengen van een gedefinieerde dunne laag van een metallische smelt langs een spoor op 15 een roterend elektrodenoppervlak.;

Fig. 2 een inrichting voor het opbrengen van een metallische smelt op tegenoverliggende, vloeistof gekoelde elektrodenoppervlakken van twee star met elkaar verbonden en rond een gemeenschappelijk as draaibaar gelagerde elektroden; 20 Fig. 3 het isothermenverloop binnen een elektrode tijdens het impulsbedrijf.;

Fig. 4 het isothermenverloop binnen een elektrode tijdens een pauze van het impulsbedrijf;

Fig. 5 het temperatuurverloop in de tijd op het elektrodenoppervlak 25 in afhankelijkheid van bedrijfstoestand van de stralingsbron;

Fig. 6 een doorsnede van een inrichting van een regelbare bedekkingsspuitmond tussen twee elektroden;

Fig. 7 een perspectivische weergave van een bedekkingsspuitmond;

Fig. 8 een eerste uitvoering van een stralingsbron met een 30 draaielektrode -inrichting volgens de uitvinding; 8

Fig. 9 een tweede uitvoering van een stralingsbron met een draaielektrode-inrichting volgens de uitvinding.

In de als principe weergave dienende Fig. 1 is een schijfvormige elektrode 1 star verbonden met een draaibare as 2, zodanig dat de middelste 5 symmetrie-as van de elektrode met de rotatie-as R-R samenvalt. Een rondlopend randspoor op het elektrodenoppervlak dient als opnamegebied 3 voor een metallische smelt, zoals bijvoorbeeld tin of een tinlegering en is voor dit materiaal bevochtigend uitgevoerd. Bevochtigend werkende oppervlakken voor het randspoor kunnen bijvoorbeeld uit koper, chroom, 10 nikkel of goud zijn verschaft. Maar ook bouwstaal, warmtebehandeld molybdeen of andere elektrisch geleidende materialen zijn geschikt.

De rest van het elektrodenoppervlak of ten minste een aan het opnamegebied grenzend deel van het elektrodenoppervlak moet voor het op te brengen materiaal niet bevochtigend zijn, aangezien een opbrengen van 15 de metallische smelt hier niet gewenst is. Geschikte niet bevochtigende oppervlakken kunnen bijvoorbeeld uit PTFE, roestvast staal, gas of keramiek bestaan.

Een op het opnamegebied 3 gerichte bedekkingsspuitmond 4 van een niet getoonde fluïdumgenerator is voorzien om de metallische smelt 20 tijdens de rotatie van de elektrode 1 als fluïdumstraal 5 regeneratief op het opnamegebied 3 op te brengen. Aangezien het op gebrachte vloeibare metaal door de middelpunt vloeiende kracht naar de elektrodenrand wordt gedreven, is het nodig om een sproeibeveiliging 6 te verschaffen, om te verhinderen dat lossend vloeibaar metaal ongecontroleerd en onbegrensd 25 uitbreid.

Een als voorionisatiestraal 7 dienende energiestraal, zoals bijvoorbeeld een laserstraal, wordt in een ontladingsgebied 8 op een geïnjecteerde druppel uit voordelig emittermateriaal gericht om deze te verdampen.

30 Het instellen van een gedefinieerde laagdikte voor het op te 9 brengen materiaal in een gebied tussen 1 micrometer en 20 micrometer vereist een elektrodenoppervlaktetemperatuur boven de smelttemperatuur van het op te brengen materiaal. Een temperatuurmeetinrichting 9, bijvoorbeeld een pyrometer, verzorgt de meting van de 5 elektrodenoppervlaktetemperatuur. Een met de temperatuurmeetinrichting 9 verbonden ventielregelinrichting 10 zorgt via een afsluitventiel 11 ervoor, dat de materiaaltoevoer en daarmee de regeneratieve bedekking van het opnamegebied 3 bij een grenstemperatuur, die nog boven de smelttemperatuur van het op te brengen materiaal ligt, wordt onderbroken. 10 Stijgt de elektrodenoppervlaktetemperatuur daarentegen weer boven de grenstemperatuur, wordt door de ventielregelinrichting 10 het afsluitventiel 11 in de materiaaltoevoer weer geopend en het bedekkingsproces voortgezet.

Bij de in Fig. 2 getoond uitvoering zijn een eerste en een tweede schijfvormige elektrode 1, 12 met onderlinge afstand star met de draaibaar 15 gelagerde as 2 dusdanig verbonden, dat de middelste symmetrie-as van de elektroden 1, 12 met de rotatie-as (R-R) van de as 2 samenvallen. Elk van de elektroden 1,12 bezit op na elkaar toegekeerde elektrodenoppervlakken een als randspoor uitgevoerde en voor de metallische smelt bevochtigend werkend opnamegebied 3, 13, waarop een bedekkingsspuitmond 4, 14 is 20 gericht. De opnamegebieden 3, 13 zijn op de elektrodenoppervlakken dusdanig aangebracht, dat ze tegen over elkaar liggen.

Voor het verhinderen van elektrische kortsluitingen tussen de elektroden 1, 12 via de vloeistofstralen 5, 15 van de metallische smelt is een schijfvormig isolatielichaam 16, in het bijzonder een elektrisch isolerende 25 keramische plaat verschaft, die in een voor het opbrengen van de metallische smelt voorzien elektrodengebie d in de tussenruimte tussen de beide elektroden 1, 2 geplaatst. Zoals Fig. 2 verduidelijkt, zijn de beide bedekkingsspuitmonden 4, 14 van tegengestelde zijden door de elektrisch isolerende keramische plaat gevoerd, waarbij de ene bedekkingsspuitmond 4 10 en de andere bedekkingsspuitmond 14 tegen de richting van de zwaartekracht in werkt.

De schijfvormige elektroden 1, 12 zijn door koelkanalen 17, 18 doorregen, welke door een koelvloeistof worden doorstroomd. Aangezien een 5 dergelijke koeling relatief traag en niet snel regelbaar is, kan het ook in relatief korte pauze in het impulsbedrijf gebeuren, dat de temperatuur van de elektrodenoppervlakken onder de smelttemperatuur van het op te brengen materiaal valt. Daarom wordt, zoals aan de hand van Fig. 1 beschreven, de materiaaltoevoer in afhankelijkheid van de 10 elektrodenoppervlaktetemperatuur geregeld en in het bijzonder bij onderschrijding van de grenstemperatuur door afsluitventielen 11, 19 onderbroken.

Het in Fig. 3 getoonde verloop van de isothermen 20 weerspiegelt een sterke temperatuurgradiënt, die zich tussen elektrodenoppervlakken en 15 de koelkanalen bij een met maximaal vermogen durend impulsbedrijf instelt. Bij een gegeven temperatuur van de elektrodenoppervlakken, bijvoorbeeld rond 500°C, waarbij het op het randgebied opgebrachte materiaal vloeibaar is en een koelwatertemperatuur bijvoorbeeld rond 80°C vindt de regeneratieve rotatiebedekking plaats.

20 Daarentegen is de temperatuurgradiënt tijdens een pauze van het impulsbedrijf afgevlakt, de temperatuur van de elektrodenoppervlakken ligt met circa 120°C onder de smelttemperatuur van het bedekkingsmateriaal. De temperatuur van het koelwater is tot op circa 40°C gedaald. De rotatiebedekking is volgens de uitvinding onderbroken (Fig. 4).

25 Het temperatuurverloop in de tijd op de elektrodenoppervlakken tijdens de tijdsduur timpuis van voor gepulste stralingsopwekking dienend impulsbedrijf en tijdens een tijdsduur tpauze, waarin het impulsbedrijf is ingesteld en aldus geen straling wordt opgewekt, verduidelijkt Fig. 5. Overigens stijgt de temperatuur na een sterke temperatuursstijging aan het 30 begin van het impulsbedrijf een boven de smelttemperatuur Tsmeit van het op 11 te brengen materiaal liggende grenstemperatuur Tgrens dan wordt de rotatiebedekking voor een tijdsspanne tbed aangeschakeld. Afhankelijk van de lengte van het impulsbedrijf kan zich een evenwichtstemperatuur Tevenwicht instellen, totdat de temperatuur na beëindiging van het 5 impulsbedrijf en daarmee de gepulste stralingsopwekkking afvalt. De rotatiebedekking vervolgt nog zolang, totdat de grenstemperatuur Tgrens wordt onderschreden. Daardoor bouwt zich een offerlaag op, die tot het begin van het volgende impulsbedrijf kan worden verbruikt. Zolang als de elektrodetemperatuur nog onder de grenstemperatuur Tgrens voor de 10 rotatiebedekking blijft en de bedekkingsspuitmonden 4, 14 uitgeschakeld zijn.

Een het bedekkingsdoel volgens Fig. 2 vervullende bedekkingssp uitmond moet een vlakke bouwvorm hebben, om in de spleet tussen de schijfvormige elektroden te kunnen worden geplaatst. Bovendien 15 moet een dergelijke beschikkingsspuitmond verhitbaar zijn, om te verzekeren, dat de metallische smelt vloeibaar blijft.

Een in Siliziumlaagtechnologie gebouwde bedekkingssp uitmond 21 volgens Fig. 6 die geïntegreerd een afsluitventiel bevat, bestaat uit 2, bij voorkeur anodisch gebonden Siliziumplaten 22, 23 en is door houtelementen 20 24, 25 in hun positie tot het randbereik van een elektrode, hier de elektrode 12, uitgericht. De Siliziumplaten 22, 23 zijn door bekende werkwijzen van Siliziumstructurering volgens hun uit te oefenen spuitmondfunetie als microstructuurbouwelementen uitgevoerd, waarbij in de hierboven liggende Siliziumplaat 22 doorbreuken in de vorm van een gatstructuur 26 met 25 gatdiameter ingewerkt zijn, die bij voorkeur kleiner als de doorsnede van een spuitmonduitgang 27 zijn. Na de spuitmonduitgang 27 is een in de Siliziumplaat 22 ingewerkt kanaal 28 gevoegd, dat met een verdieping in de andere Siliziumplaat 23 in verbinding staat, waarin de gatstructuur 26 uitmondt. De gatstructuur 26 kan bij voorbeeld een filter voor grotere delen 12 verschaffen, zodat een verstoppen van de spuitmondstructuur kan worden vermeden.

In de hieronder liggende Siliziumplaat 23 is een tegenover de gatstructuur 26 geplaatste buigzaam membraan 30 met een stempelachtig 5 sluitelement 31 ingewerkt, dat door verbuigen van het membraan 30 tegen de gatstructuur 26 beweegbaar is. Door middel van een in het houtelement 25 ondergebrachte stelmiddel 32 kan het sluitelement 31 tegen de gatstructuur 26 worden gedrukt, om de toevoer van vloeibaar bedekkingsmateriaal 33, waarvoor in het houtelement 24 een toevoerkanaal 10 34 is ingewerkt, na wens te onderbreken (gestreept weergegeven). Wordt de kracht van het stelmiddel 32 teruggenomen, lost zich het sluitelement 31 van de gatstructuur, zodat het bedekkingsmateriaal 33 weer kan stromen. Bij voorkeur wordt door de integratie van het afsluitventiel in de bedekkingsspuitmond het dode volume dusdanig geminimaliseerd dat een 15 nalopen van bedekkingsmateriaal of een vertraging bij het inschakelen grotendeels kan worden verhinderd, hetgeen in het bijzonder voor snelle schakelcycli van belang is.

Tenslotte kan de bedekkingsspuitmond 21 door een aan het oppervlak opgebrachte stroomdoorstroomde weerstand 35 verhitbaar zijn 20 uigevoerd (Fig. 7), zodat de matellische smelt binnen de bedekkingsspuitmond niet verstart. De stroomspanningskarakteristiek van de laagvormige weerstand 35 kan gelijktijdig als temperatuurmeetsignaal voor een temperatuurregeling van de bedekkingsspuitmond 21 worden gebruikt.

25 De in Fig. 8 getoond stralingsbron bevat in een door middel van vacuümpompen 36, 37 evacueerbare ontladingskamer 38 een draaielektrodeninrichting volgens Fig. 2. Elektrische toevoer naar de elektroden 1, 12 gebeurd bij voorkeur over ringvormig uitgevoerde, elektrisch gescheiden smeltbaden 39, 40 van metallische smelten, zoals 30 bijvoorbeeld tin of andere laagsmeltende metallische baden zoals } 13 i j bijvoorbeeld gallium, waarin de elektroden 1, 12 via contactelementen 41, j 42 onderdompelen. De contactelementen 41, 42 bestaan ofwel uit een | veelvoud van enkele contacten (contactelement 41), die langs een kring op de ene elektrode 12 zijn aangebracht en door openingen 43 in de andere 5 elektroden elektrisch geïsoleerd zijn doorgevoerd of ze zijn als gesloten I cilinderring (contactelement 42) uitgevoerd. Geschikte deelafdekkingen van de smeltbare 39, 40 in de vorm van naar binnen opgeslagen buitenwanden 44, 45 verhinderen een uittreden van de naar buiten gedrukte metallische smelten uit de houders voor de smeltbaden 39, 40.

10 Aangezien een dergelijke inrichting horizontaal geplaatste schijfvormige elektroden 1, 12 respectievelijk een verticaal gerichte rotatie-as R-R verlangt, is een technologie voor het opbrengen van een metallische smelt, zoals de uitvinding voorziet, van bijzonder voordeel, aangezien de metallische smelt, anders als hiervoor bekend, tegen de zwaartekracht in op 15 de elektroden 1, 2 kan worden opgebracht.

De draaielektrodeninrichting volgens de uitvinding staat een slijtage vrije en vooral laaginductieve toevoer van stroomimpulsen op de elektroden 1, 12 toe waarvoor verder uit de ontladingskamer 38 via elektrische vacuümdoorvoeren 46 tot 47 een elektrische verbinding van de 20 smeltbaden 39, 40 naar condensatorelementen 48, 49 bestaat. De condensatorelementen 48, 49 zijn deel van een ontladingsschakeling, die door de opwekking van hoogspanningspulsen met een herhalingsfrequentie tussen 1 Hz en 20 kHz en een toereikende impulsgrootte daarvoor zorgt, dat in het, met een ontladingsgas gevuld ontladingsbereik 8, een ontlading 25 wordt ontstoken en een hoge stroomdichtheid wordt opgewekt, die voorgeioniseerd emittermateriaal verhit zodat straling van een gewenste golflengte (EUV-straling) door een ontstaand plasma 50 wordt afgegeven.

De uitgezonden straling geraakt na het doorlopen van een stofbeschermingsinrichting 51 op een collectoroptiek 52, die de straling op 30 een straaluitdraaiopening 53 in de ontladingskamer 38 richt. Door 14 afbeelding van het plasma 50 door middel van de collectoroptiek 52 wordt een in of in de buurt van de stralingsuitdraaiopening 53 gelokaliseerd tussenfocus ZF gegenereerd, die als beeld voor een belichtingsoptiek in een halfgeleiderbelichtingsinrichting dient, waarvoor de bij voorkeur voor het 5 EUV-golflengtegebied uitgeruste stralingsbron kan zijn voorzien.

Het ontsteken van het plasma 50 kan bijzonder voordelig door het verdampen van een tussen de elektroden 1, 12 geïnjecteerde druppel uit voordelig emittermateriaal worden geïnitieerd. Een dergelijk voordelig emittermateriaal kan daarbij xenon, tin, een tinlegering, een tinoplossing of 10 lithium zijn. Voor voorionisatie van het emittermateriaal dient, zoals in Fig. 1 reeds getoond, bij voorkeur de voorionisatiestraal 7, die in het ontladingsgebied 8 synchroom met de frequentie van de gasontlading op een geïnjecteerde druppel wordt gericht. Derhalve is bij een verdere uitvoering volgens Fig. 9 voorzien, dat emittermateriaal in de vorm van separate 15 volumina 54 in het ontladingsgebied 8 wordt ingebracht, in het bijzonder op een op afstand van de elektroden 1, 12 gelegen positie in het ontladingsgebied 8, waar de plasmaopwekking plaatsvindt. Bij voorkeur worden de separate volumina 54 als continue stroom van druppels in dichte, dat wil zeggen in vaste of vloeibare vorm door een op het ontladingsgebied 8 20 gerichte injectie-inrichting 55 met een met de frequentie van de gasontlading overeenkomende volgfrequentie verschaft. De door een energiestraalbron 56 verschafte gepulste voorionisatiestraal 7, bij voorkeur een laserstraal van een laserstraalbron is synchroom met de frequentie van de gasontlading op de plaats van de plasmaopwekking in het 25 ontladingsgebied 8 gericht, om één van de druppelvormige separate volumina 54 te verdampen.

Bestaat de regeneratief op de elektroden 1, 12 opgebrachte metallische smelt uit emittermateriaal, dan kan de energiestraal 7 voor voorionisatie van het emittermateriaal synchroom met de frequentie van de 30 gasontlading ook daarop zijn gericht of wel op één elektrode 1 of 12 of 15 gelijktijdig over beide elektroden 1, 12 of afwisselend op de ene en de andere elektroden 1 of 12.

Claims

1. Inrichting voor het opwekken van extreem ultraviolette straling door middel van een elektrisch bedreven gasontlading omvattende een ontladingskamer met een ontladingsgebied voor een gasontlading voor het opwekken van een straling afgevend plasma, 5 een eerste en tweede schijfvormige elektrode, waarbij ten minste een van de elektroden draaibaar is gelagerd en is voorzien van een met een metallische smelt te bedekken randgebied, een energiestraalbron voor het verschaffen van een voorionisatiestraal en een met de elektroden verbonden 10 ontladingsschakeling voor het opwekken van hoogspanningspulsen, met het kenmerk, dat het te bedekken randgebied ten minste een langs de elektrodenrand op het elektrodenoppervlak gesloten omlopende en voor de metallische smelt bevochtigend uitgevoerde opnamegebied (3) omvat, waarop een bedekkingsspuitmond (4, 14, 21) voor het regeneratief 15 opbrengen van de metallische smelt is gericht, die een met een ventielregelinrichting 10) verbonden afsluitventiel (11) omvat.

2. Inrichting volgens conclusie 2, met het kenmerk, dat de ventielregelinrichting (1) is verbonden met een temperatuurmeetinrichting 20 (9) voor het meten van de elektrodenoppervlaktetemperatuur.

3. Inrichting volgens conclusie 1 of 2, met het kenmerk, dat de schijfvormige elektroden (1, 12) zijn voorzien van een permanent werkende koelinrichting. 25

4. Inrichting volgens conclusie 3, met het kenmerk, dat een te gebruiken koelmiddel een bedrijfstemperatuur bezit onder de smelttemperatuur van een voor de metallische smelt voorzien materiaal.

5. Inrichting volgens conclusie 3 of 4, met het kenmerk, dat de koelinrichting is voorzien van een temperatuurregeling.

6. Inrichting volgens conclusie 3, 4 of 5, met het kenmerk, dat de schijfvormige elektroden (1, 12) van inwendige vloeistofdoorstroomde 10 koelkanalen (17,18) omvat.

7. Inrichting volgens een der conclusies 1-6, met het kenmerk, dat de bedekkingsspuitmond (4, 14) op een tegenover het ontladingsgebied liggend en voor het opbrengen van de metallische smelt voorzien elektrodengebied 15 op het elektrodenoppervlak is gericht.

8. Inrichting volgens conclusie 7, met het kenmerk, dat de elektroden (1, 12) als kringschijven zijn uitgevoerd, met onderlinge afstand star met elkaar zijn verbonden en rond een gemeenschappelijke met de middelste 20 symmetrieas samenvallende rotatie-as (R-R) draaibaar zijn gelagerd, waarbij elk van de elektroden (1, 12) op naar elkaar toegekeerde elektrodenoppervlakken ten minste een opnamegebied (3) omvat, waarop een bedekkingsspuitmond (4,14, 21) is gericht.

9. Inrichting volgens conclusie 8, met het kenmerk, dat in het voor het opbrengen van de metallische smelt voorzien elektrodengebied een schijfvormig isolatielichaam (16) is verschaft, dat zich voor het verhinderen van elektrische kortsluitingen zich in de tussenruimte tussen de beide elektroden (1,12) uitstrekt. 30

10. Inrichting volgens conclusie 9, met het kenmerk, dat de op de elektrodenoppervlakken van de beide elektroden (1, 12) gerichte bedekkingsspuitmonden (4, 14) van tegengestelde zijden door het schijfvormige isolatielichaam (16) zijn doorgevoerd. 5

11. Inrichting volgens een der conclusies 1-10, met het kenmerk, dat de bedekkingsspuitmond (4, 14, 21) uit twee boven elkaar liggende van een microstructuur voorziene platen (22, 23) bestaat, waarbij een eerste plaat (22) in een deel van een gatstructuur (26) doorbroken is, daar tegenover 10 liggend de tweede plaat (23) een tegen de gatstructuur (26) buigzaam membraan (30) met een sluitelement (31) voor de gatstructuur (26) omvat dat door een aan het buigzame membraan (30) aangrijpende stelmiddel (32) tegen de gatstructuur (26) aandrukbaar is, en dat beide platen (22, 23) een kanaal (28) insluiten waarin de gatstructuur (26) uitmondt en dat als 15 spuitmonduitgang (27) uit de eerste plaat (22) is uitgevoerd.

12. Inrichting volgens conclusie 11, met het kenmerk, dat de gatstructuur (26) gatdoorsneden omvat die kleiner zijn dan de doorsnede van de spuitmonduitgang (27). 20

13. Inrichting volgens conclusie 11 of 12, met het kenmerk, dat de bedekkingsspuitmond (21) als een aan het oppervlak op ten minste een van de platen (22, 23) aangebrachte stroomdoorstroomde weerstand (35) verhitbaar is uitgevoerd. 25

14. Inrichting volgens een der conclusies 1-13, met het kenmerk, dat de elektroden (1, 12) in elektrisch contact met coaxiaal op de rotatie-as (R-R) gerichte contactelementen (41, 42) staat, die in elektrisch van elkaar gescheiden en met een ontladingssehakeling van de 30 hoogspanningsvoorziening in verbinding staande ringvormig uitgevöerde, elektrisch gescheiden smeltbaden (39, 40) van metallische smelten onderdompelen.

15. Inrichting volgens een der conclusies 1-13, met het kenmerk, dat de 5 elektrische contactvorming van de elektroden (1, 12) via de bedekkingsspuitmonden (4, 14) en een door de spuitmond (4,14) afgegeven fluïdumstraal (5, 15) loopt.

16. Inrichting volgens een der conclusies 1-15, met het kenmerk, dat 10 als bevochtigend middel voor het opnamegebied (3) koper, chroom, nikkel, of goud is voorzien.

17. Inrichting volgens een der conclusies 1-16, met het kenmerk, dat ten minste een aan het opnamegebied (3) grenzend deel van het 15 elektrodenoppervlak als voor de metallische smelt niet bevochtigen is uit gevoerd.

18. Inrichting volgens conclusie 17, met het kenmerk, dat het aan het opnamegebied (3) grenzende deel van het elektrodenoppervlak bestaat uit

19. Inrichting volgens een der conclusies 1-18, met het kenmerk, dat op het ontladingsgebied (8) een injectie-inrichting (55) is gericht die een reeks van separate volumina (54) van een voor het opwekken van de 25 straling dienend emittermateriaal met een frequentie van de gasontlading overeenstemmende volgfrequentie en een hoeveelheidsbegrenzing van de separate volumina verschaft, waardoor het op afstand van de elektroden (1, 12) in het ontladingsgebied (8) geïnjecteerde emittermateriaal na de ontlading volledig in de gasfase aanwezig is. 30

20. Inrichting volgens conclusie 19, met het kenmerk, dat de door de energiestraalbron (56) verschafte voorionisatiestraal (7) synchroon met de frequentie van de gasontlading op een op afstand van de elektroden (1, 12) gelegen positie van de plasmaopwekking in het ontladingsgebied (8) is 5 gericht, waar de separate volumina (54) geraken om door de voorionisatiestraal (7) na elkaar te worden geïoniseerd.

20 PTFE, roestvast staal, glas of keramiek.

21. Inrichting volgens een der conclusies 1-18, met het kenmerk, dat regeneratief aangebrachte metallische smelt voor stralingsopwekking 10 dienend emittermateriaal is, waarop de door de energiestraalbron (56) verschafte voorionisatiestraal (7) synchroon met de frequentie van de gasontlading in het ontladingsgebied (8) is gericht.

22. Inrichting volgens conclusie 21, met het kenmerk, dat de 15 voorionisatiestraal (7) gelijktijdig op het regeneratief aangebrachte emittermateriaal van de eerste en de tweede elektrode (1, 12) is gericht.

23. Inrichting volgens een der conclusies 1-22, met het kenmerk, dat als emittermateriaal xenon, tin, tinlegeringen, tinoplossing of lithium zijn 20 verschaft.

24. Werkwijze voor het opwekken van extreem ultraviolette straling door middel van een elektrisch bedreven gasontlading voor het opwekken van een stralingafgevend plasma uit voorgeïoniseerd emittermateriaal, 25 waarbij ten minste een draaibaar gelagerde schijfvormige elektrode van een voor de gasontlading verschaft elektrodenpaar in een randgebied met een metallische smelt regeneratief wordt bedekt, met het kenmerk, dat het regeneratief bedekken van het randbereik tijdens de rotatie afhankelijk van de elektrodenoppervlaktetemperatuur wordt geregeld. 30

25. Werkwijze volgens conclusie 24, met het kenmerk, dat bij het onderschreiden van een grenstemperatuur, die boven de smelttemperatuur van een voor de metallische smelt verschaft materiaal ligt, het bedekken wordt onderbroken en bij een stijgen van de temperatuur boven de 5 grenstemperatuur wordt voortgezet.

26. Werkwijze volgens conclusie 24 of 25, met het kenmerk, dat de elektroden tijdens het bedekken worden gekoeld met een koelmiddel dat een bedrijfstemperatuur heeft die onder de smelttemperatuur van het voor de 10 metallische smelt verschafte materiaal ligt.

27. Werkwijze volgens conclusie 26, met het kenmerk, dat het koelen geregeld is.