NL8403294A - RADIATION SOURCE FOR OPTICAL DEVICES, IN PARTICULAR FOR PHOTOLITHOGRAPHIC IMAGING SYSTEMS. - Google Patents
RADIATION SOURCE FOR OPTICAL DEVICES, IN PARTICULAR FOR PHOTOLITHOGRAPHIC IMAGING SYSTEMS. Download PDFInfo
- Publication number
- NL8403294A NL8403294A NL8403294A NL8403294A NL8403294A NL 8403294 A NL8403294 A NL 8403294A NL 8403294 A NL8403294 A NL 8403294A NL 8403294 A NL8403294 A NL 8403294A NL 8403294 A NL8403294 A NL 8403294A
- Authority
- NL
- Netherlands
- Prior art keywords
- vessel
- radiation
- radiation source
- laser
- plasma
- Prior art date
Links
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
- G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
- G03F7/00—Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
- G03F7/70—Microphotolithographic exposure; Apparatus therefor
- G03F7/70008—Production of exposure light, i.e. light sources
- G03F7/70033—Production of exposure light, i.e. light sources by plasma extreme ultraviolet [EUV] sources
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B82—NANOTECHNOLOGY
- B82Y—SPECIFIC USES OR APPLICATIONS OF NANOSTRUCTURES; MEASUREMENT OR ANALYSIS OF NANOSTRUCTURES; MANUFACTURE OR TREATMENT OF NANOSTRUCTURES
- B82Y10/00—Nanotechnology for information processing, storage or transmission, e.g. quantum computing or single electron logic
-
- G—PHYSICS
- G21—NUCLEAR PHYSICS; NUCLEAR ENGINEERING
- G21B—FUSION REACTORS
- G21B1/00—Thermonuclear fusion reactors
- G21B1/11—Details
- G21B1/23—Optical systems, e.g. for irradiating targets, for heating plasma or for plasma diagnostics
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
- H01J65/00—Lamps without any electrode inside the vessel; Lamps with at least one main electrode outside the vessel
- H01J65/04—Lamps in which a gas filling is excited to luminesce by an external electromagnetic field or by external corpuscular radiation, e.g. for indicating plasma display panels
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E30/00—Energy generation of nuclear origin
- Y02E30/10—Nuclear fusion reactors
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Plasma & Fusion (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Nanotechnology (AREA)
- Mathematical Physics (AREA)
- Theoretical Computer Science (AREA)
- Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- High Energy & Nuclear Physics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)
- Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
- Plasma Technology (AREA)
- Light Sources And Details Of Projection-Printing Devices (AREA)
Description
t * -1- H AL/EW/41 Jenoptik jenat * -1- H AL / EW / 41 Jenoptik jena
Stralingsbron voor optische apparaten, in het bijzonder voor fotolithografische afbeeldingssystemen.Radiation source for optical devices, in particular for photolithographic imaging systems.
De uitvinding betreft een stralingsbron voor optische apparaten, in het bijzonder voor fotolithografische afbeeldingssystemen. Deze is bij voorkeur daar te gebruiken, waar een stralingsopbrengst noodzakelijk is, die groter is dan die 5 van hoge druk-kwiklampen zoals bij voorbeeld in fotolithografische apparaten voor de belichting van een fotolaklaag op een halfgeleiderschijf.The invention relates to a radiation source for optical devices, in particular for photolithographic imaging systems. It is preferably to be used where a radiation output greater than that of high-pressure mercury lamps is required, such as, for example, in photolithographic devices for the exposure of a photoresist layer on a semiconductor wafer.
Er bestaan op het ogenblik talrijke stralingsbronnen die in wetenschappelijke apparaten worden toegepast en waar-10 van de eigenschappen aan de vereisten van het toepassingsgebied verstrekkend worden aangepast. Deze eigenschappen betreffen de spectrale verdeling van de emissie en de bereikbare stralingsdichtheid, alsmede de ruimtelijkeverdeling en de hoekverdeling van de opgewekte straling. Aan vereisten van 15 spectrale stralingsopbrengst, die de spectrale stralingsopbrengst van een zwarte straler boven het smeltpunt van vaste lichamen te boven gaan, kunnen slechts door plasma voldaan worden. Plasma*s wekt men door middel van verhitting van een werkmedium op, waardoorheen men bij voorkeur een elec-20 trische stroom doet stromen of waarop men hoogfrequente electromagnet ische velden doet inwerken. De bereikbare spectrale stralingsdichtheden zijn naar boven begrensd door het maximaal, per volume-eenheid omzetbaar electrisch vermogen, dat het electrode- en wandmateriaal thermisch kunnen doorstaan.There are currently numerous radiation sources used in scientific devices, the properties of which are far-reachingly adapted to the requirements of the field of application. These properties concern the spectral distribution of the emission and the achievable radiation density, as well as the spatial distribution and the angular distribution of the generated radiation. Requirements of spectral radiation yield, which exceed the spectral radiation yield of a black radiator above the melting point of solids, can only be met by plasma. Plasmas are generated by heating a working medium, through which one preferably flows an electric current or on which one is allowed to act on high-frequency electromagnetic fields. The achievable spectral radiation densities are limited upwards by the maximum electrical power that can be converted per volume unit, which the electrode and wall material can withstand thermally.
25 Bij hoogfrequente verhitting vervalt de begrenzing door elec-trodenbelasting, maar komt het probleem van de ruimtelijke concentrering van de HF-energie daarbij.In the case of high-frequency heating, the limitation due to electrode loading is eliminated, but the problem of the spatial concentration of the HF energy is added.
Laat het men het stationaire bedrijf van de stralingsbron varen, dan is een kortstondige stijging van de ver-30 mogensomzetting over enige ordegrootten mogelijk, doordat de omzetting van het gevoede vermogen in straling aanzienlijk sneller verloopt dan de overdracht daarvan op de wand en, 840 3294' * » -2- voor zover aanwezig, op de electroden van het ontladingsvat. Echter ook bij deze werkwijze is naast mechanische belastingen door schokgolven, die echter slechts in ongunstige gevallen voldoende uitwerking hebben, het verdampen en de 5 erosie van het wand- en electrodenmateriaal bij een vereiste levensduur van de stralingsbron een hinderpaal bij het opwekken van intensieve stralingsstromen. Opgemerkt hierbij wordt, dat zowel bij stationaire als gepulseerde bronnen elke verdere stijging van het stralingsvermogen boven een van het 10 type afhankelijk vermogenspeil, dat bij het technische gebruik praktisch overal reeds is bereikt, sterke vermindering van de levensduur op de koop toe genomen moet worden.If the stationary operation of the radiation source is left out, a brief increase in the power conversion over some order magnitudes is possible, because the conversion of the fed power into radiation is considerably faster than its transfer to the wall and, 840 3294 -2- if present, on the electrodes of the discharge vessel. However, in this method too, in addition to mechanical loads from shock waves, which have sufficient effect only in unfavorable cases, evaporation and erosion of the wall and electrode material with a required life of the radiation source is an obstacle in generating intensive radiation currents. It is to be noted that, in the case of stationary as well as pulsed sources, any further increase in the emissivity above a power level dependent on the type, which has already been achieved practically everywhere in technical use, must be increased considerably in the bargain.
Een dergelijke stralingsbron met korte levensduur is echter voor zeer vele gebruiksdoeleinden onbruikbaar, daar 15 deze de mate van onderhoud van het daarvan voorziene apparaat ontoelaatbaar verhoogt, wanneer men bedenkt, dat een lampenwissel in de regel met een grote richtinspanning en tijdrovende aanpassing van het optische overdraagsysteem aan de specifieke stralingsstroom van elke afzonderlijke lamp ge-20 paard gaat. Binnen bepaalde grenzen kan men het stralingsvermogen onder gelijkhouden van de gezamenlijke belasting van de in straling geïnvesteerde electrische energie bij gewenste golflengtes en in voorkeursvoortplantingsrichting doen stijgen. Dit is mogelijk door middel van een optimale samenstel-25 ling van het werkmedium alsmede door optimale druk- en tempe-ratuuromstandigheden van het plasma bij het stralen. Hierbij moet men echter beperkingen in acht nemen, die ontstaan uit de onverdraagzaamheid van verscheidene wêrkmedia ten opzichte van de electroden- en wandmaterialen bij de werktemperatuur, 30 zodat herhaaldelijk vanwege de levensduur van de materialen de belastingsomstandigheden verre van het optimum gekozen moeten worden. Verdere beperkingen ontstaan bij niet-stationair bedrijf, doordat de stralingsbron gelijktijdig de functie van een electrische hoogspanningsschakelaar en die 35 van een omzetter van electrische energie in straling moet vervullen. Ook hier wordt de optimaliseringsspeelruimte voor een effectieve stralingsopwekking beperkt, daar een betrouwbaar ontsteken en doorschakelen aan bepaalde plasmatoestanden gebonden is.Such a short-life radiation source is, however, unusable for a great many uses, since it impermissibly increases the degree of maintenance of the device provided with it, when one considers that a lamp change is usually with a large directional effort and time-consuming adjustment of the optical transmission system. the specific radiation current of each individual lamp. Within certain limits, the radiation power can be increased while keeping the joint load of the electric energy invested in radiation at desired wavelengths and in a preferred propagation direction. This is possible by means of an optimum composition of the working medium as well as by optimum pressure and temperature conditions of the plasma when blasting. However, one must take into account limitations arising from the intolerance of various working media with respect to the electrode and wall materials at the operating temperature, so that the loading conditions must repeatedly be chosen far from the optimum because of the life of the materials. Further limitations arise in non-stationary operation, because the radiation source must simultaneously fulfill the function of an electric high-voltage switch and that of a converter of electric energy into radiation. Here, too, the optimization leeway for effective radiation generation is limited, since reliable ignition and forwarding is tied to certain plasma states.
$403294 a « -3-$ 403294 a «-3-
Zowel voor het stationaire als ook voor het gepulseerde bedrijf ontstaan bij stralers met eiectroden afgeschermde ruimtehoekbereiken, waarin de straling niet gebruikt kan worden, hoewel de toepassing van geschikte optische op-5 bouwelementen, zoals bij voorbeeld ellipsoïde reflectoren en/of lichtdoorlatend glasfiber, een benutting van ook deze bereiken mogelijk zou maken, en zodoende een maximum aan afgestraalde energie aan het optische systeem toegevoerd zou kunnen worden. Voor oplichting van een optisch systeem bij de 10 fotolithografische micro-structurering worden ook lasers als stralingsbronnen gebruikt (SPIE vol. 174 (1979) pag. 28...36 "Coherent illumination improves step-and-repeat printing on wafers" by Michel Lacombat et. al.). De hoofdzakelijke beperkingen van dergelijke lichtbronnen ontstaan door hun hoge 15 ruimtelijke coherentie en daarmee samenhangende structuurver-vormingen, hun hoge monochromatie en daarmee samenhangende staande-golven-effecten in fotogevoelig materiaal. Bovendien staan in het algemeen in voordelige spectrale gebieden lasers, met hoog stralingsvermogen, respectievelijk met gunstig 20 rendement niet ter beschikking. Toepassingen met exitatie-lasers, die de vereiste energie in het gewenste golflengte-bereik (UV-bereik) emitteren zijn vanwege contact-lithografische gronden beperkt (SPIE vol. 334 (1982) pag.Both for stationary and for pulsed operation shielded spatial angle ranges in radiation with electrodes in which the radiation cannot be used, although the use of suitable optical building elements, such as, for example, ellipsoidal reflectors and / or translucent glass fiber, make use of of these ranges as well, and thus a maximum of radiated energy could be supplied to the optical system. Lasers are also used as radiation sources for illumination of an optical system in the photolithographic microstructuring (SPIE vol. 174 (1979) pp. 28 ... 36 "Coherent illumination improves step-and-repeat printing on wafers" by Michel Lacombat et. al.). The main limitations of such light sources arise from their high spatial coherence and associated structure deformations, their high monochromation and associated standing wave effects in photosensitive material. In addition, lasers with high emissivity or favorable efficiency are generally not available in advantageous spectral regions. Applications with excitation lasers that emit the required energy in the desired wavelength range (UV range) are limited due to contact lithographic grounds (SPIE vol. 334 (1982) pp.
259...262 "Ultrafast high resolution contact lithography 25 using excimer laser" by K. Jain et. al.), daar de voor de oplichting van projeetie-lithografische systemen vereiste ruimtelijke partiële coherentie niet in een zodanige mate gerealiseerd kan worden, dat een technisch toepassinggerecht-vaardigd is.259 ... 262 "Ultrafast high resolution contact lithography 25 using excimer laser" by K. Jain et. al.), since the spatial partial coherence required for illuminating projection lithographic systems cannot be achieved to such an extent that a technical application is justified.
30 De uitvinding verschaft een van een hoog vermogen voorziene stralingsbron, die een lange levensduur heeft en die het mogelijk maakt een groot ruimtehoekbereik te bereiken en die een precieze en snelle belichting van fotogevoelige lagen mogelijk maakt en zodoende een hoge productiviteit bij 35 fotolithografische apparaten waarborgt.The invention provides a high power radiation source which has a long service life and which makes it possible to achieve a wide spatial angle range and which allows precise and rapid exposure of photosensitive layers and thus ensures high productivity in photolithographic devices.
De uitvinding heeft ten doel een stralingsbron voor optische apparaten, in het bijzondere voor fotolithografische afbeeldingssystemen, te verschaffen die de straling van een plasma gebruikt. Door middel van een ruimtelijke scheiding 8403294 « · -4- van het plasma van de wand of een andere inrichting van een vat alsmede door het niet gebruiken van electroden in het vat hoogfrequente velden voor het ruimtelijk concentreren van de energie, moet een hoge levensduur en een hoge vermogensdicht-5 heid bereikt worden. Voorts worden de belastingen van het vat door schokgolven bij gepulseerd bedrijf van de stralingsbron verminderd, en zijn geen afgeschermde ruimtehoekbereiken vanwege electroden of andere opstellingen in het vat gebleken.The object of the invention is to provide a radiation source for optical devices, in particular for photolithographic imaging systems, which uses the radiation of a plasma. By means of a spatial separation of the plasma from the wall or other device of a vessel, as well as by not using electrodes in the vessel, high-frequency fields for spatially concentrating the energy, a long service life and a high power density can be achieved. Furthermore, the loads of the vessel by shock waves during pulsed operation of the radiation source are reduced, and no shielded spatial angle ranges due to electrodes or other arrangements in the vessel have been found.
De stralingsbron volgens de uitvinding zal een brede optima-10 liseringsspeelruimte voor stralingsopwekking in het gewenste golflengtebereik bezitten, daar werkmedia, druk- en tempera-tuurvoorwaarden niet door de verdraagzaamheid ten opzichte van.electrodenmateriaal gekozen behoeven te worden. Ten opzichte van laserstraling heeft de stralingsbron het voordeel, 15 dat deze speciaal bij fotolithografische afbeeldingssystemen een hoge ruimtelijke, partiële coherentie vertoont en spectraal zo is opgebouwd dat staande-golven-effecten in het fotogevoelige materiaal verminderd worden.The radiation source according to the invention will have a wide optimization playing space for radiation generation in the desired wavelength range, since working media, pressure and temperature conditions need not be selected by tolerance to electrode material. Compared to laser radiation, the radiation source has the advantage that it has a high spatial, partial coherence, especially in photolithographic imaging systems, and is built up spectrally in such a way that standing wave effects in the photosensitive material are reduced.
Dit doel wordt volgens de uitvinding zodanig bereikt, 20 dat in een gasdicht, met een ontladingsmedium gevuld vat ten minste één voor laserstraling doolatende intree-opening alsmede ten minste één voor plasmastraling doorlatende uittree-opening aangebracht zijn, en dat voor de opwekking en instandhouding van een stralend plasma in het ontladingsmedium 25 op op zich bekende wijze ten minste één laser buiten het vat is aangebracht, waarbij optische middelen voor focusering van de laserstralen in het ontladingsmedium via een intree-opening zijn aangebracht, zodat het plasma zich op een afstand van de binnenwand van het vat bevindt en de plasma-30 straling via de uittree-opening het vat verlaat.According to the invention, this object is achieved in such a way that in a gastight vessel filled with a discharge medium, at least one entrance opening which is transparent to laser radiation and at least one exit opening which is permeable to plasma radiation, are provided, and that for the generation and maintenance of a radiating plasma in the discharge medium 25 is arranged in known manner at least one laser outside the vessel, optical means for focusing the laser beams in the discharge medium are arranged via an entrance opening, so that the plasma is at a distance from the inner wall of the vessel and the plasma radiation leaves the vessel via the exit opening.
Indien het toegevoerde stralingsvermogen van een laser niet voldoende is voor een doorslag in het ontladingsmedium, is het voordelig, dat voor het ontsteken van het ontladingsmedium buiten het vat ten minste een andere gepul-35 seerde laser is aangebracht, die-door middel van optische middelen voor de focusering via een intree-opening op hetzelfde volume is gericht.If the supplied radiation power of a laser is not sufficient for a breakdown in the discharge medium, it is advantageous that at least another pulsed laser is provided outside the vessel for igniting the discharge medium, which optical means is focused on the same volume via an entrance opening.
Een gunstige variant afhankelijk van de verandering van de plaatselijke stand van het stralende plasma ontstaat, 8403294 • * -5- indien de optische middelen voor de focusering van de laser-straling buiten het vat zijn aangebracht. Op deze wijze kan men met voordeel inrichtingen voor het richten van de optische middelen voor de focusering van de laserstraling aan-5 brengen.A favorable variant depending on the change of the local position of the radiant plasma is obtained, if the optical means for focusing the laser radiation are arranged outside the vessel. In this manner, devices for directing the optical means for focusing the laser radiation can advantageously be provided.
Een voordelige vereenvoudiging in de opbouw van de stralingsbron ontstaat, indien optische middelen voor de focusering van de laserstraling aan de binnenzijde en/of in de wand van het vat zijn aangebracht. Dit biedt de mogelijk-10 heid, dat de binnenwand van het vat als optisch middel voor de focusering van de van buiten toegevoerde laserstraling is uitgevoerd. Voor het bereiken van een zo groot mogelijk ruim-tehoekbereik is het voordelig, dat de binnenwand van het vat als optisch middel voor de afbeelding van de van het plasma 15 uitgezonden straling uitgevoerd is. Op doelmatige wijze wordt dan de binnenwand van het vat als concave spiegel of als ellipsoïde spiegel uitgevoerd.An advantageous simplification in the construction of the radiation source arises if optical means for focusing the laser radiation are arranged on the inside and / or in the wall of the vessel. This makes it possible for the inner wall of the vessel to be designed as an optical means for focusing the laser radiation supplied from the outside. In order to achieve the widest possible spatial angle range, it is advantageous that the inner wall of the vessel is designed as an optical means for imaging the radiation emitted from the plasma. The inner wall of the vessel is then expediently designed as a concave mirror or as an ellipsoid mirror.
Voordelig met betrekking tot de opwekking van hoge stralingsdichtheden en voor de verhoging van de levensduur is 20 het, indien aan het vat een extern koelsysteem is aangebracht.It is advantageous with regard to the generation of high radiation densities and for the increase of the service life, if an external cooling system is arranged on the vessel.
De uitvinding wordt aan de hand van de volgende tekening nader verduidelijkt. De figuren tonen: figuur 1 een uitvoeringsvorm van de stralingsbron 25 volgens de uitvinding in schematische afbeelding? figuur 2 een uitvoeringsvoorbeeld waarbij de binnenwand van het vat als optisch element afgebeeld is? figuur 3 en 4 toepassingen, waarbij het ontladingsvat als ellipsoïde reflector uitgevoerd is.The invention is further elucidated with reference to the following drawing. The figures show: figure 1 an schematic representation of an embodiment of the radiation source 25 according to the invention? figure 2 shows an exemplary embodiment in which the inner wall of the vessel is shown as an optical element? 3 and 4 applications, in which the discharge vessel is designed as an ellipsoid reflector.
30 Figuur 1 toont een uitvoeringsvorm van de stralings bron volgens de uitvinding in schematische afbeelding, waarbij zich in een gasdicht vat 1 het ontladingsmedium 2 bevindt. Het vat 1 bezit twee laserstralingdoorlatende intree-openingen 3 en 4 alsmede een plasmastralingdoorlatende uit-35 tree-opening 5. De intree-opening 3 is door het infrarood-doorlatende venster 6 en de intree-opening door de ultra-violetdoorlatende lens 7 afgesloten. De uittree-opening 5 is van het venster 8 voorzien. Buiten het vat 1 zijn twee lasers 9 en 10 aangebracht. De coherente straling 11 van de laser 9, 8403294 V' -6- die een stationaire C02-laser is, treedt door het venster 6 in het vat en wordt met de aan de wand van het vat aangebrachte concave spiegel 12 gefocuseerd. De straal 13 van de laser 10, die een stikstof-pulslaser is, wordt met behulp van 5 de üV-doorlatende lens 7 op hetzelfde punt gefocuseerd en wekt daar een electrische doorslag op en daardoor een absorp-tiegevoelig plasma 14, dat door de straling 11 tot op hoge temperatuur wordt opgewarmd. Door het venster 8 kan de straling 15 van het plasma aan het toegevoegde optische systeem 10 toegevoerd worden.Figure 1 shows a schematic representation of an embodiment of the radiation source according to the invention, wherein the discharge medium 2 is contained in a gastight vessel 1. The vessel 1 has two laser radiation-transmitting entrance openings 3 and 4 as well as a plasma radiation-transmitting exit tree 5. The entrance opening 3 is closed by the infrared-transmitting window 6 and the entrance opening by the ultraviolet-transmitting lens 7. The exit opening 5 is provided with the window 8. Two lasers 9 and 10 are arranged outside the vessel 1. The coherent radiation 11 of the laser 9, 8403294 V '-6- which is a stationary CO2 laser, passes through the window 6 into the vessel and is focused with the concave mirror 12 mounted on the wall of the vessel. The beam 13 of the laser 10, which is a nitrogen pulse laser, is focused on the same point with the aid of the UV-transmitting lens 7 and generates an electric breakdown thereon and thereby an absorption-sensitive plasma 14, which is 11 is heated to a high temperature. The radiation 15 of the plasma can be fed through the window 8 to the added optical system 10.
Indien de stralingsbron gepulseerd bedreven wordt, wordt in plaats van de continue laser 9 een puls-CC>2-laser gebruikt. Van de gepulseerde laser 10 kan dan in de regel afgezien worden, daar de veldsterkte van een puls-C02-laser in 15 vele gevallen voor de doorslag voldoende is. Met een dergelijke opstelling kunnen bij voorbeeld in een argon- of xenon-atmospheer als werkmedium met een druk van 10^ Pa ongeveer ellipsvormige plasma's van 4 tot 5 mm doorsnede tot aan een temperatuur van 16.000 K opgewekt worden. De optische diepte 20 en de temperatuur kunnen door verandering van de druk binnen wijde grenzen gevariëerd worden. Bij stijgende druk daalt de temperatuur en nadert de spectrale verdeling de Planck-functie. Bij lagere drukken stijgt de temperatuur en wordt de emissie lijnvormig. Temperaturen ver boven 20.000 K kunnen 25 met helium als werkmedium, dat in conventionele, electrisch gepulseerde lichtbronnen wegens verhoogde slijtage van de electroden praktisch niet gebruikt worden, opgewekt worden.If the radiation source is operated in a pulsed manner, a pulse CC> 2 laser is used instead of the continuous laser 9. The pulsed laser 10 can then generally be dispensed with, since the field strength of a pulse CO2 laser is in many cases sufficient for the breakdown. With such an arrangement, for example, in an argon or xenon atmosphere as a working medium with a pressure of 10 Pa, approximately elliptical plasmas of 4 to 5 mm diameter can be generated up to a temperature of 16,000 K. The optical depth 20 and the temperature can be varied within wide limits by changing the pressure. When the pressure rises, the temperature drops and the spectral distribution approaches the Planck function. At lower pressures, the temperature rises and the emission becomes linear. Temperatures well above 20,000 K can be generated with helium as the working medium, which is practically not used in conventional electrically pulsed light sources due to increased wear of the electrodes.
Op deze wijze kunnen de stralingsdichtheid en de spectrale verdeling daarvan binnen essentieel grotere grenzen geva-30 rieerd worden dan bij conventionele stralingsbronnen.In this way, the radiation density and spectral distribution thereof can be varied within substantially larger limits than with conventional radiation sources.
In figuur 2 is een uitvoeringsvoorbeeld afgebeeld, waarbij' de binnenwand van het vat als optisch element uitgevoerd is. Een mantel 16, de concave spiegel 17 en het kwartsvenster 18 vormen het gasdichte vat, waarbinnen zich 35 ontladingsmedium 19 bevindt. De coherente straal 20 van een gepulseerde C02-laser 21 wordt met de infrarooddoorlatende lens 22 gefocuseerd en door het infrarooddoorlatende venster 23 heen in het vat geleid. De gepulseerde laser 21 is in X-richting 24 en Y-richting 25 verschuifbaar aangebracht, de 8403294 \ -7- τ · IR-lens 22 is in X-richting 24, Y-richting 25 en Z-richting 26 verschuifbaar aangebracht. Zodoende kan de plaats van het brandpunt, die overeenkomt met de plaats van het plasma 27 ten opzichte van de optische as 28 gericht worden. De stra-5 ling van het plasma 27 wordt direct en met behulp van de concave spiegel 17 door het kwartsvenster 18 van de condensor-lens 29 van het toegevoegde optische systeem toegevoerd. Het gasdichte vat is door een reservoir 30 omgeven. De holle ruimte 31, die daarbij ontstaat, wordt door een koelmiddel 32 10 doorstroomd, dat bij de aansluiting 33 naarbinnen en bij de aansluiting 34 naar buiten geleid wordt en die de door de straling van de pulslaser 21 en het plasma 27 opgewekte warmte afvoert. Van het kwartsvenster 18 kan afgezien worden, indien de condensorlens 29 op de plaats daarvan wordt toe-15 gepast.Figure 2 shows an exemplary embodiment in which the inner wall of the vessel is designed as an optical element. A jacket 16, the concave mirror 17 and the quartz window 18 form the gastight vessel, inside which discharge medium 19 is located. The coherent beam 20 of a pulsed CO2 laser 21 is focused with the infrared transmitting lens 22 and passed through the infrared transmitting window 23 into the vessel. The pulsed laser 21 is slidably arranged in X-direction 24 and Y-direction 25, the 8403294 -7-IR lens 22 is slidable in X-direction 24, Y-direction 25 and Z-direction 26. Thus, the location of the focal point corresponding to the location of the plasma 27 relative to the optical axis 28 can be oriented. The radiation of the plasma 27 is supplied directly and with the aid of the concave mirror 17 through the quartz window 18 of the condenser lens 29 of the added optical system. The gastight vessel is surrounded by a reservoir 30. The hollow space 31 which is thereby created is flowed through a coolant 32, which is led inward at the connection 33 and outward at the connection 34 and which dissipates the heat generated by the radiation from the pulse laser 21 and the plasma 27. The quartz window 18 can be dispensed with if the condenser lens 29 is used in its place.
In figuur 3 en 4 zijn uitvoeringsvoorbeelden afgebeeld, waarin de ontladingsvaten 35 en 36 als ellipsoïde reflectors uitgevoerd zijn. De straal 37 van de CC>2-laser 38 wordt met behulp van de focuseerelementen, een concave spiegel 39 res-20 pectievelijk een infrarooddoorlatende lens 40 op het brandpunt 41 en 42 van de door de reflectielagen van de ellipsoïde spiegel 43 en 44 gevormde ellipsoïde gefocuseerd. Het door het stralende plasma uitgezonden licht wordt door de ellipsoïde spiegel heen in het tweede brandpunt 45 respec-25 tievelijk 46 van de ellipsoïde verzameld. Het in deze brandpunten 45, 46 afgebeelde stralende plasma dient als secondaire stralingsbron voor het met de condensorlenzen 47, 48 beginnende, toegevoegde optische systeem.Figs. 3 and 4 show exemplary embodiments in which the discharge vessels 35 and 36 are designed as ellipsoidal reflectors. The beam 37 of the CC> 2 laser 38 becomes, with the aid of the focusing elements, a concave mirror 39 and an infrared transmitting lens 40, respectively, at the focal point 41 and 42 of the ellipsoid formed by the reflection layers of the ellipsoid mirrors 43 and 44 focused. The light emitted by the radiating plasma is collected through the ellipsoid mirror in the second focal point 45 and 46, respectively, of the ellipsoid. The radiating plasma shown in these focal points 45, 46 serves as a secondary radiation source for the optical system starting with the condenser lenses 47, 48.
84032948403294
Claims (9)
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DD25617983 | 1983-11-01 | ||
| DD83256179A DD243629A3 (en) | 1983-11-01 | 1983-11-01 | RADIATION SOURCE FOR OPTICAL DEVICES, ESPECIALLY FOR PHOTOLITHOGRAPHIC PICTURE SYSTEMS |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| NL8403294A true NL8403294A (en) | 1985-06-03 |
Family
ID=5551519
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| NL8403294A NL8403294A (en) | 1983-11-01 | 1984-10-30 | RADIATION SOURCE FOR OPTICAL DEVICES, IN PARTICULAR FOR PHOTOLITHOGRAPHIC IMAGING SYSTEMS. |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS60202936A (en) |
| CH (1) | CH666776A5 (en) |
| DD (1) | DD243629A3 (en) |
| FR (1) | FR2554302A1 (en) |
| NL (1) | NL8403294A (en) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US9576785B2 (en) | 2015-05-14 | 2017-02-21 | Excelitas Technologies Corp. | Electrodeless single CW laser driven xenon lamp |
| US9814126B2 (en) | 2013-10-17 | 2017-11-07 | Asml Netherlands B.V. | Photon source, metrology apparatus, lithographic system and device manufacturing method |
| US10008378B2 (en) | 2015-05-14 | 2018-06-26 | Excelitas Technologies Corp. | Laser driven sealed beam lamp with improved stability |
| US10057973B2 (en) | 2015-05-14 | 2018-08-21 | Excelitas Technologies Corp. | Electrodeless single low power CW laser driven plasma lamp |
| US10109473B1 (en) | 2018-01-26 | 2018-10-23 | Excelitas Technologies Corp. | Mechanically sealed tube for laser sustained plasma lamp and production method for same |
Families Citing this family (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP2534672B1 (en) | 2010-02-09 | 2016-06-01 | Energetiq Technology Inc. | Laser-driven light source |
| US9097577B2 (en) * | 2011-06-29 | 2015-08-04 | KLA—Tencor Corporation | Adaptive optics for compensating aberrations in light-sustained plasma cells |
| IL234729B (en) | 2013-09-20 | 2021-02-28 | Asml Netherlands Bv | Laser-operated light source and method including mode scrambler |
| IL234727B (en) | 2013-09-20 | 2020-09-30 | Asml Netherlands Bv | Laser-operated light source in an optical system corrected for aberrations and method of designing the optical system |
| US9646816B2 (en) | 2013-12-06 | 2017-05-09 | Hamamatsu Photonics K.K. | Light source device |
| US9984865B2 (en) | 2013-12-06 | 2018-05-29 | Hamamatsu Photonics K.K. | Light-emitting sealed body |
| WO2015086258A1 (en) | 2013-12-13 | 2015-06-18 | Asml Netherlands B.V. | Radiation source, metrology apparatus, lithographic system and device manufacturing method |
| US9741553B2 (en) | 2014-05-15 | 2017-08-22 | Excelitas Technologies Corp. | Elliptical and dual parabolic laser driven sealed beam lamps |
| US10186416B2 (en) | 2014-05-15 | 2019-01-22 | Excelitas Technologies Corp. | Apparatus and a method for operating a variable pressure sealed beam lamp |
| WO2015175760A1 (en) * | 2014-05-15 | 2015-11-19 | Excelitas Technologies Corp. | Laser driven sealed beam lamp |
| JP6885636B1 (en) | 2020-03-05 | 2021-06-16 | アールアンドディー−イーサン，リミテッド | Laser-excited plasma light source and plasma ignition method |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4348105A (en) * | 1981-04-30 | 1982-09-07 | Rca Corporation | Radiation shadow projection exposure system |
-
1983
- 1983-11-01 DD DD83256179A patent/DD243629A3/en not_active IP Right Cessation
-
1984
- 1984-10-26 FR FR8416445A patent/FR2554302A1/en active Pending
- 1984-10-30 NL NL8403294A patent/NL8403294A/en not_active Application Discontinuation
- 1984-10-31 CH CH5212/84A patent/CH666776A5/en not_active IP Right Cessation
- 1984-11-01 JP JP59229035A patent/JPS60202936A/en active Pending
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US9814126B2 (en) | 2013-10-17 | 2017-11-07 | Asml Netherlands B.V. | Photon source, metrology apparatus, lithographic system and device manufacturing method |
| US9576785B2 (en) | 2015-05-14 | 2017-02-21 | Excelitas Technologies Corp. | Electrodeless single CW laser driven xenon lamp |
| US10008378B2 (en) | 2015-05-14 | 2018-06-26 | Excelitas Technologies Corp. | Laser driven sealed beam lamp with improved stability |
| US10057973B2 (en) | 2015-05-14 | 2018-08-21 | Excelitas Technologies Corp. | Electrodeless single low power CW laser driven plasma lamp |
| US10497555B2 (en) | 2015-05-14 | 2019-12-03 | Excelitas Technologies Corp. | Laser driven sealed beam lamp with improved stability |
| US10109473B1 (en) | 2018-01-26 | 2018-10-23 | Excelitas Technologies Corp. | Mechanically sealed tube for laser sustained plasma lamp and production method for same |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| DD243629A3 (en) | 1987-03-11 |
| JPS60202936A (en) | 1985-10-14 |
| FR2554302A1 (en) | 1985-05-03 |
| CH666776A5 (en) | 1988-08-15 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| NL8403294A (en) | RADIATION SOURCE FOR OPTICAL DEVICES, IN PARTICULAR FOR PHOTOLITHOGRAPHIC IMAGING SYSTEMS. | |
| US7786455B2 (en) | Laser-driven light source | |
| US9609732B2 (en) | Laser-driven light source for generating light from a plasma in an pressurized chamber | |
| JP6887388B2 (en) | Electrodeless single CW laser driven xenon lamp | |
| US8309943B2 (en) | Laser-driven light source | |
| US8242695B2 (en) | Laser driven light source | |
| CN102043346B (en) | Light source apparatus | |
| JP2017522688A (en) | Laser-driven shield beam lamp | |
| US10964523B1 (en) | Laser-pumped plasma light source and method for light generation | |
| RU2732999C1 (en) | Laser-pumped light source and plasma ignition method | |
| RU2754150C1 (en) | Laser-pumped high-brightness plasma light source | |
| JP7430364B2 (en) | Laser-excited plasma light source and light generation method | |
| JP6885636B1 (en) | Laser-excited plasma light source and plasma ignition method | |
| RU157892U1 (en) | HIGH-BRIGHT BROADBAND OPTICAL RADIATION SOURCE | |
| JP3246482U (en) | High-intensity laser-excited plasma light source | |
| JP2019537205A (en) | Apparatus and method for operating a variable pressure shielded beam lamp |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| BV | The patent application has lapsed |